高中物理 第一章 電磁感應(yīng) 第三節(jié) 感應(yīng)電流的方向案 粵教3-2

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE1學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE第三節(jié)感應(yīng)電流的方向[學(xué)習(xí)目標(biāo)］1。正確理解楞次定律的內(nèi)容及其本質(zhì).2.掌握右手定則，并理解右手定則實(shí)際上為楞次定律的一種具體表現(xiàn)形式。3.能夠熟練運(yùn)用楞次定律和右手定則判斷感應(yīng)電流的方向．一、楞次定律［導(dǎo)學(xué)探究］根據(jù)如圖1甲、乙、丙、丁所示進(jìn)行電路圖連接與實(shí)驗(yàn)操作，并填好實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．圖1甲乙丙丁條形磁鐵運(yùn)動(dòng)的情況N極向下插入線圈S極向下插入線圈N極向上拔出線圈S極向上拔出線圈原磁場(chǎng)方向（向上或向下)向下向上向下向上穿過線圈的磁通量變化情況(增加或減少）增加增加減少減少感應(yīng)電流的方向(在螺線管上俯視)逆時(shí)針順時(shí)針順時(shí)針逆時(shí)針感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向（向上或向下)向上向下向下向上原磁場(chǎng)與感應(yīng)電流磁場(chǎng)的方向關(guān)系相反相反相同相同請(qǐng)根據(jù)上表所填內(nèi)容理解：甲、乙兩種情況下，磁通量都增加，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反；丙、丁兩種情況下，磁通量都減少，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同．[知識(shí)梳理］楞次定律：（1）內(nèi)容:感應(yīng)電流的方向可以這樣確定：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化．（2）理解：當(dāng)磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反，當(dāng)磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同，即增反減同．［即學(xué)即用］判斷下列說法的正誤．（1）感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相反．（）(2)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)可能與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相同．()（3)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化．（)答案（1)×（2）√(3)√二、右手定則[導(dǎo)學(xué)探究]如圖2所示，導(dǎo)體棒ab向右做切割磁感線運(yùn)動(dòng)．圖2（1)請(qǐng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向．（2)感應(yīng)電流I的方向、原磁場(chǎng)B的方向、導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的速度v的方向三者之間什么關(guān)系?根據(jù)課本右手定則，自己試著做一做．答案（1)感應(yīng)電流的方向a→d→c→b→a.（2）滿足右手定則．［知識(shí)梳理]右手定則：伸開右手,讓拇指跟其余四個(gè)手指垂直，并且都跟手掌在同一個(gè)平面內(nèi);讓磁感線垂直從心進(jìn)入，拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向,其余四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向．[即學(xué)即用]判斷下列說法的正誤．(1)右手定則只能用來(lái)判斷導(dǎo)體垂直切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電流方向．（）（2）所有的電磁感應(yīng)現(xiàn)象都可以用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向．（）(3)所有的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,都可以用安培定則判斷感應(yīng)電流方向．（)(4)當(dāng)導(dǎo)體不動(dòng)，而磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，不能用右手定則判斷感應(yīng)電流方向．（）答案(1)×（2)√（3）×(4）×一、楞次定律的理解1．因果關(guān)系：楞次定律反映了電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的因果關(guān)系，磁通量發(fā)生變化是原因,產(chǎn)生感應(yīng)電流是結(jié)果．2．“阻礙"的含義：（1）誰(shuí)阻礙—-感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)．(2）阻礙誰(shuí)——阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化．（3）如何阻礙—-當(dāng)原磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反；當(dāng)原磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同．(4)阻礙效果—-阻礙并不是阻止，結(jié)果增加的還是增加，減少的還是減少．注意：從相對(duì)運(yùn)動(dòng)的角度看，感應(yīng)電流的效果是阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)．例1關(guān)于楞次定律，下列說法正確的是（）A．感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化B．閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，必受磁場(chǎng)阻礙作用C．原磁場(chǎng)穿過閉合回路的磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)同向D．感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是跟原磁場(chǎng)反向，阻礙原磁場(chǎng)的變化答案A解析感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，選項(xiàng)A正確；閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中平行磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，不受磁場(chǎng)阻礙作用，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；原磁場(chǎng)穿過閉合回路的磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)反向，選項(xiàng)C錯(cuò)誤;當(dāng)原磁場(chǎng)增強(qiáng)時(shí)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)跟原磁場(chǎng)反向，當(dāng)原磁場(chǎng)減弱時(shí)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)跟原磁場(chǎng)同向,選項(xiàng)D錯(cuò)誤．二、楞次定律的應(yīng)用楞次定律應(yīng)用四步曲(1）確定原磁場(chǎng)方向；（2）判定產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁通量如何變化(增加還是減少)；(3）根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向（增反減同）；（4）判定感應(yīng)電流的方向．該步驟也可以簡(jiǎn)單地描述為“一原二變?nèi)兴穆菪?一原——確定原磁場(chǎng)的方向；二變—-確定磁通量是增加還是減少，三感-—判斷感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向；四螺旋——用右手螺旋定則判斷感應(yīng)電流的方向．例2(多選)如圖3所示，閉合金屬圓環(huán)沿垂直于磁場(chǎng)方向放置在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將它從勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速拉出，以下各種說法中正確的是()圖3A．向左拉出和向右拉出時(shí)，環(huán)中的感應(yīng)電流方向相反B．向左或向右拉出時(shí)，環(huán)中感應(yīng)電流方向都是沿順時(shí)針方向的C．向左或向右拉出時(shí),環(huán)中感應(yīng)電流方向都是沿逆時(shí)針方向的D．將圓環(huán)左右拉動(dòng)，當(dāng)環(huán)全部處在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，圓環(huán)中無(wú)感應(yīng)電流答案BD解析將金屬圓環(huán)不管從哪邊拉出磁場(chǎng),穿過閉合圓環(huán)的磁通量都要減少，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙原磁通量的減少，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同,應(yīng)用安培定則可以判斷出感應(yīng)電流的方向是順時(shí)針方向的，選項(xiàng)B正確，A、C錯(cuò)誤；另外在圓環(huán)離開磁場(chǎng)前，穿過圓環(huán)的磁通量沒有改變，該種情況無(wú)感應(yīng)電流，D正確．針對(duì)訓(xùn)練如圖4所示，金屬環(huán)所在區(qū)域存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸增大時(shí)，內(nèi)、外金屬環(huán)中感應(yīng)電流的方向?yàn)?）圖4A．外環(huán)順時(shí)針、內(nèi)環(huán)逆時(shí)針B．外環(huán)逆時(shí)針、內(nèi)環(huán)順時(shí)針C．內(nèi)、外環(huán)均為逆時(shí)針D．內(nèi)、外環(huán)均為順時(shí)針答案B解析首先明確研究的回路由外環(huán)和內(nèi)環(huán)共同組成，回路中包圍的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里且內(nèi)、外環(huán)之間的磁通量增加．由楞次定律可知兩環(huán)之間的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反,垂直于紙面向外，再由安培定則判斷出感應(yīng)電流的方向是：在外環(huán)沿逆時(shí)針方向，在內(nèi)環(huán)沿順時(shí)針方向，故選項(xiàng)B正確．三、右手定則的應(yīng)用1．適用范圍：閉合電路的部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流方向的判斷．2．右手定則反映了磁場(chǎng)方向、導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向和電流方向三者之間的相互垂直關(guān)系．（1)大拇指的方向是導(dǎo)體相對(duì)磁場(chǎng)切割磁感線的運(yùn)動(dòng)方向，既可以是導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)而磁場(chǎng)未動(dòng)，也可以是導(dǎo)體未動(dòng)而磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，還可以是兩者以不同速度同時(shí)運(yùn)動(dòng)．（2)四指指向電流方向,切割磁感線的導(dǎo)體相當(dāng)于電源．例3下列圖中表示閉合電路中的一部分導(dǎo)體ab在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情景，導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b的是(）答案A解析題中四圖都屬于閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線，應(yīng)用右手定則判斷可得：A中電流方向?yàn)閍→b，B中電流方向?yàn)閎→a,C中電流方向沿a→d→c→b→a，D中電流方向?yàn)閎→a。故選A.1。某磁場(chǎng)磁感線如圖5所示,有一銅線圈自圖中A處落至B處，在下落過程中,自上向下看,線圈中的感應(yīng)電流方向是（）圖5A．始終順時(shí)針B．始終逆時(shí)針C．先順時(shí)針再逆時(shí)針D．先逆時(shí)針再順時(shí)針答案C解析自A處落至圖示位置時(shí)，穿過線圈的磁通量增加，由楞次定律知線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，從圖示位置落至B處時(shí)，穿過線圈的磁通量減少，由楞次定律知,線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，C項(xiàng)正確．2．磁鐵在線圈中心上方開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生如圖6方向的感應(yīng)電流，則磁鐵（)圖6A．向上運(yùn)動(dòng) B．向下運(yùn)動(dòng)C．向左運(yùn)動(dòng) D．向右運(yùn)動(dòng)答案B3．如圖7所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)與圓形導(dǎo)體環(huán)平面垂直，導(dǎo)體ef與環(huán)接觸良好,當(dāng)ef向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)（）圖7A．圓環(huán)中磁通量不變，環(huán)上無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生B．整個(gè)環(huán)中有順時(shí)針方向的電流C．整個(gè)環(huán)中有逆時(shí)針方向的電流D．環(huán)的右側(cè)有逆時(shí)針方向的電流，環(huán)的左側(cè)有順時(shí)針方向的電流答案D解析由右手定則知ef上的電流由e→f，故右側(cè)的電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，左側(cè)的電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，選D.4.1931年，英國(guó)物理學(xué)家狄拉克曾經(jīng)從理論上預(yù)言：存在只有一個(gè)磁極的粒子,即“磁單極子”.1982年，美國(guó)物理學(xué)家卡布萊拉設(shè)計(jì)了一個(gè)尋找磁單極子的實(shí)驗(yàn)．他設(shè)想，如果一個(gè)只有N極的磁單極子從上向下穿過如圖8所示的超導(dǎo)線圈，那么，從上向下看，超導(dǎo)線圈上將出現(xiàn)（）圖8A．先順時(shí)針方向,后逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流B．先逆時(shí)針方向，后順時(shí)針方向的感應(yīng)電流C．順時(shí)針方向持續(xù)流動(dòng)的感應(yīng)電流D．逆時(shí)針方向持續(xù)流動(dòng)的感應(yīng)電流答案D解析N極磁單極子從上向下通過時(shí),穿過線圈的磁通量先向下增加，接著突變?yōu)橄蛏蠝p少．故由楞次定律知,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)一直向上，故電流始終為逆時(shí)針．一、選擇題(1～8題為單選題，9~12題為多選題)1．根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)一定是（)A．與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)反向B．阻止引起感應(yīng)電流的原磁通量的變化C．阻礙引起感應(yīng)電流的原磁通量的變化D．使電路磁通量為零答案C2。如圖1所示,在一水平、固定的閉合導(dǎo)體圓環(huán)上方，有一條形磁鐵（N極朝上，S極朝下)由靜止開始下落，磁鐵從圓環(huán)中穿過且不與圓環(huán)接觸．關(guān)于圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向（從上向下看），下列說法正確的是()圖1A．總是順時(shí)針B．總是逆時(shí)針C．先順時(shí)針后逆時(shí)針D．先逆時(shí)針后順時(shí)針答案C解析磁鐵下落過程中原磁場(chǎng)是向上的，穿過圓環(huán)的磁通量先增大后減小，由楞次定律可判斷出選項(xiàng)C正確．3．如圖2所示，CDEF是一個(gè)矩形金屬框，當(dāng)導(dǎo)體棒AB向右移動(dòng)時(shí)，回路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，則下列說法中正確的是（)圖2A．導(dǎo)體棒中的電流方向由B→AB．電流表A1中的電流方向由F→EC．電流表A1中的電流方向由E→FD．電流表A2中的電流方向由D→C答案B解析根據(jù)右手定則,導(dǎo)體棒內(nèi)部電流方向?yàn)锳到B，所以電流表A1中的電流方向由F→E，A、C錯(cuò)，B對(duì)．同理電流表A2中的電流方向由C→D，D錯(cuò)．4．電阻R、電容器C與一線圈連成閉合電路，條形磁鐵位于線圈的正上方,N極朝下，如圖3所示．現(xiàn)使磁鐵N極遠(yuǎn)離線圈上端的過程中，流過R的電流方向和電容器極板的帶電情況是（）圖3A．從b到a，下極板帶正電B．從a到b，下極板帶正電C．從b到a，上極板帶正電D．從a到b，上極板帶正電答案D解析當(dāng)磁鐵開始由圖示位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，向下穿過線圈的磁通量變小，由楞次定律可得，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同，即向下,再由安培定則可得感應(yīng)電流方向沿線圈盤旋而上，由于線圈相當(dāng)于電源，則流過R的電流方向是從a到b，電容器上極板帶正電．故選D。5.如圖4所示,一圓形金屬線圈放置在水平桌面上，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直桌面豎直向下，過線圈上A點(diǎn)作切線OO′,OO′與線圈在同一平面上．在線圈以O(shè)O′為軸翻轉(zhuǎn)180°的過程中,線圈中電流方向()圖4A．始終為A→B→C→AB．始終為A→C→B→AC．先為A→C→B→A再為A→B→C→AD．先為A→B→C→A再為A→C→B→A答案A解析在線圈以O(shè)O′為軸翻轉(zhuǎn)0～90°的過程中，穿過線圈正面向里的磁通量逐漸減少，由楞次定律可知感應(yīng)電流方向?yàn)锳→B→C→A；線圈以O(shè)O′為軸翻轉(zhuǎn)90°～180°的過程中，穿過線圈反面向里的磁通量逐漸增加,由楞次定律可知感應(yīng)電流方向仍然為A→B→C→A，A正確．6．如圖5所示為一個(gè)圓環(huán)形導(dǎo)體，有一個(gè)帶負(fù)電的粒子沿直徑方向在圓環(huán)表面勻速掠過的過程,環(huán)中感應(yīng)電流的情況()圖5A．無(wú)感應(yīng)電流B．有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流C．有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流D．有先逆時(shí)針方向后順時(shí)針方向的感應(yīng)電流答案A解析由題意可知，帶負(fù)電的粒子沿直徑方向運(yùn)動(dòng)，周圍會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，但因沿著直徑運(yùn)動(dòng)，則穿過圓環(huán)的合磁通量為零，因此沒有感應(yīng)電流,故A正確，B、C、D錯(cuò)誤．7．長(zhǎng)直導(dǎo)線與矩形線框abcd處在同一平面中靜止不動(dòng)，如圖6甲所示．長(zhǎng)直導(dǎo)線中通以大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的交流電，i－t圖象如圖乙所示．規(guī)定沿長(zhǎng)直導(dǎo)線方向向上的電流為正方向．關(guān)于最初一個(gè)周期內(nèi)矩形線框中感應(yīng)電流的方向，下列說法正確的是()圖6A．由順時(shí)針方向變?yōu)槟鏁r(shí)針方向B．由逆時(shí)針方向變?yōu)轫槙r(shí)針方向C．由順時(shí)針方向變?yōu)槟鏁r(shí)針方向，再變?yōu)轫槙r(shí)針方向D．由逆時(shí)針方向變?yōu)轫槙r(shí)針方向,再變?yōu)槟鏁r(shí)針方向答案D解析0～eq\f（T，4)時(shí)間內(nèi)，直導(dǎo)線中的電流增大，通過線框中的磁通量增大，線框中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電流。eq\f(T,4)～eq\f(T,2）時(shí)間內(nèi)，直導(dǎo)線中的電流減小，通過線框中的磁通量減小，線框中產(chǎn)生順時(shí)針方向的電流,同樣判斷出第3個(gè)、第4個(gè)eq\f(1，4）周期時(shí)間內(nèi)的電流方向分別為順時(shí)針和逆時(shí)針．8。如圖7所示,一對(duì)大磁極，中間處可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，上、下邊緣處為非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一矩形導(dǎo)線框abcd保持水平，從兩磁極間中心上方某處開始下落，并穿過磁場(chǎng)，則()圖7A．線框中有感應(yīng)電流,方向是先a→b→c→d→a后d→c→b→a→dB．線框中有感應(yīng)電流，方向是先d→c→b→a→d后a→b→c→d→aC．受磁場(chǎng)力的作用,線框要發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)D．線框中始終沒有感應(yīng)電流答案D解析由于線框從兩極間中心上方某處開始下落，根據(jù)對(duì)稱性知,下落過程中穿過線框abcd的磁通量始終是零，沒有變化，所以始終沒有感應(yīng)電流,因此不會(huì)受磁場(chǎng)力的作用．故選項(xiàng)D正確．9。某空間出現(xiàn)了如圖8所示的一組閉合電場(chǎng)線,方向從上向下看是順時(shí)針的，這可能是（)圖8A．沿AB方向磁場(chǎng)在迅速減弱B．沿AB方向磁場(chǎng)在迅速增強(qiáng)C．沿BA方向磁場(chǎng)在迅速增強(qiáng)D．沿BA方向磁場(chǎng)在迅速減弱答案AC10．要使圖9中b線圈中產(chǎn)生圖示方向的電流，可采取的辦法有(）圖9A．閉合開關(guān)SB．閉合開關(guān)S后，把b靠近aC．閉合開關(guān)S后，把滑動(dòng)變阻器R的滑片左移D．閉合開關(guān)S后，把a(bǔ)中鐵芯向左邊抽出答案CD11.如圖10所示，通電直導(dǎo)線L和平行直導(dǎo)線放置的閉合導(dǎo)體框abcd,當(dāng)通電導(dǎo)線L運(yùn)動(dòng)時(shí)，以下說法正確的是（）圖10A．當(dāng)導(dǎo)線L向左平移時(shí),導(dǎo)體框abcd中感應(yīng)電流