楞次定律省賽一等獎(jiǎng)

第四章電磁感應(yīng)第三節(jié)楞次定律大足中學(xué)物理備課組學(xué)習(xí)目標(biāo)重點(diǎn)難點(diǎn)1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究歸納出判斷感應(yīng)電流方向的規(guī)律——楞次定律2.理解楞次定律的內(nèi)容和本質(zhì)3.能利用楞次定律及右手定則判斷感應(yīng)電流的方向1.楞次定律及右手定則是本節(jié)的重點(diǎn)2.利用兩規(guī)律判斷感應(yīng)電流方向是本節(jié)的難點(diǎn)復(fù)習(xí)提問(wèn)：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？（1）閉合回路；（2）磁通量發(fā)生變化。那么感應(yīng)電流的方向由哪些因素來(lái)決定，遵循什么規(guī)律？規(guī)律探究？探究的過(guò)程：探究1：電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向和螺線(xiàn)管電流方向關(guān)系探究2：利用電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)方向找到感應(yīng)電流方向、進(jìn)而探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向、和原磁場(chǎng)方向的關(guān)系、以及對(duì)磁鐵的作用力，最后總結(jié)出規(guī)律探究思想：

先利用電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)得知感應(yīng)電流的方向，通過(guò)探究找出感應(yīng)電流方向具有的規(guī)律，反過(guò)來(lái)我們就可以利用此規(guī)律去判斷一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向。？探究1：電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向和螺線(xiàn)管電流方向關(guān)系結(jié)論：電流從哪側(cè)接線(xiàn)柱流入，指針就向哪一側(cè)偏。逆時(shí)針（俯視）G規(guī)律探究規(guī)律探究？探究2：利用電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)方向找到感應(yīng)電流方向，進(jìn)而探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)的方向、和原磁場(chǎng)方向的關(guān)系、以及對(duì)磁鐵的作用力。N可以利用磁感線(xiàn)的多少形象分析磁通量的變化規(guī)律探究（1）（2）（4）（3）

N極插入

N極拔出

S極插入

S極拔出示意圖原磁場(chǎng)方向原磁場(chǎng)的磁通變化感應(yīng)電流方向(俯視）感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向下減小順時(shí)針向下向上向上減小順時(shí)針逆時(shí)針向下向上增加S向下增加逆時(shí)針向上NGGNGSGB感Φ原增減與B原與B原阻礙變化反同感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。楞次定律：2、“阻礙”是“阻止”嗎？思考：1、誰(shuí)起阻礙作用？阻礙什么？怎么阻礙？3、“阻礙”是“相反”嗎？4、為何要“阻礙”？GNSSN從相對(duì)運(yùn)動(dòng)看，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)。從能量觀點(diǎn)看：楞次定律可以看成是能量守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的反映。N——來(lái)拒去留GNGSGNSSSN應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的基本步驟：（1）明確穿過(guò)閉合電路原磁場(chǎng)的方向。（2）明確穿過(guò)閉合電路的磁通量是增加還是減少。（3）根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向。（4）利用安培定則確定感應(yīng)電流的方向。楞次定律的廣義表述及應(yīng)用廣義表述：感應(yīng)電流的“效果”總是要反抗阻礙引起感應(yīng)電流的“原因”．常見(jiàn)的“阻礙”有以下三種情況：增反減同就磁通量而言，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁場(chǎng)磁通量的變化來(lái)拒去留由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，感應(yīng)電流的效果阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)增縮減擴(kuò)電磁感應(yīng)致使回路面積有變化趨勢(shì)時(shí)，則面積收縮或擴(kuò)張是為了阻礙回路磁通量的變化右手定則1．判定方法：伸開(kāi)右手，讓大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線(xiàn)從手心垂直進(jìn)入，大拇指指向?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。2．適用范圍：適用于閉合電路一部分導(dǎo)線(xiàn)切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況。楞次定律與右手定則的比較：1、楞次定律可適用于由磁通量變化引起感應(yīng)電流的各種情況，而右手定則只適用于一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的情況，導(dǎo)線(xiàn)不動(dòng)時(shí)不能應(yīng)用，因此右手定則可以看作楞次定律的特殊情況。2、在判斷由導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生的感應(yīng)電流時(shí)右手定則與楞次定律是等效的，而右手定則比楞次定律更方便。

右手定則與左手定則的比較比較項(xiàng)目右手定則左手定則作用判斷感應(yīng)電流方向判斷通電導(dǎo)體所受磁場(chǎng)力的方向圖例因果關(guān)系運(yùn)動(dòng)→電流電流→運(yùn)動(dòng)應(yīng)用實(shí)例發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)1楞次定律：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(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。2不同角度理解楞次定律：⑴從磁通量變化角度：感應(yīng)電流阻礙磁通量的變化。⑵從導(dǎo)體和磁體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)角度：感應(yīng)電流阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)。3右手定則：課堂小結(jié) 電阻R、電容C與一線(xiàn)圈連成閉合電路，條形磁鐵靜止于線(xiàn)圈的正上方，N極朝下，如圖所示．現(xiàn)使磁鐵開(kāi)始自由下落，在N極接近線(xiàn)圈上端的過(guò)程中，流過(guò)R的電流方向和電容器極板的帶電情況是A．從a到b，上極板帶正電B．從a到b，下極板帶正電C．從b到a，上極板帶正電D．從b到a，下極板帶正電例1【精講精析】在磁體自由下落，N極接近線(xiàn)圈上端的過(guò)程中，通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量方向向下且在增大，根據(jù)楞次定律可判斷出線(xiàn)圈中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上，利用安培定則可判知線(xiàn)圈中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針繞向由上向下看，流過(guò)R的電流方向從b到a，電容器下極板帶正電，選項(xiàng)D正確．【答案】D 如圖所示，光滑固定導(dǎo)軌M、N水平放置，兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放于導(dǎo)軌上，形成一個(gè)閉合回路，當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)A．P、Q將相互靠攏B．P、Q將相互遠(yuǎn)離C．磁鐵的加速度仍為gD．磁鐵的加速度小于g例2【思路點(diǎn)撥】楞次定律的推廣含義——感應(yīng)電流的效果總要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因．【精講精析】法一：設(shè)磁鐵下端為N極，如圖所示，根據(jù)楞次定律可判斷出P、Q中感應(yīng)電流方向，根據(jù)左手定則可判斷P、Q所受安培力的方向，可見(jiàn)P、Q將相互靠攏，由于回路所受安培力的合力向下，由牛頓第三定律知磁鐵將受到向上的反作用力，從而加速度小于g，當(dāng)S極為下端時(shí)，可得到同樣的結(jié)果．法二：根據(jù)楞次定律的另一種表述——感應(yīng)電流的效果總是要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因，本題的“原因”是回路中磁通量的增加，歸根結(jié)底是磁鐵靠近回路，“效果”便是阻礙磁通量的增加和磁鐵的靠近，所以P、Q將相互靠近且磁鐵的加速度小于g【答案】AD【題后反思】從上面提供的兩種解法來(lái)看，應(yīng)用楞次定律的推廣含義分析此類(lèi)問(wèn)題往往比直接應(yīng)用楞次定律方便、快捷．變式訓(xùn)練2如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一質(zhì)量為m、阻值為R的閉合矩形金屬線(xiàn)框abcd用絕緣輕質(zhì)細(xì)桿懸掛在O點(diǎn)，并可繞O點(diǎn)擺動(dòng)．金屬線(xiàn)框從右側(cè)某一位置由靜止開(kāi)始釋放，在擺動(dòng)到左側(cè)最高點(diǎn)的過(guò)程中，細(xì)桿和金屬線(xiàn)框平面始終處于同一平面，且垂直紙面．則線(xiàn)框中感應(yīng)電流的方向是A．a(chǎn)→b→c→d→aB．d→c→b→a→dC．先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→aD．先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a解析：選B線(xiàn)框從右側(cè)開(kāi)始由靜止釋放，穿過(guò)線(xiàn)框平面的磁通量逐漸減少，由楞次定律可得感應(yīng)電流的方向?yàn)閐→c→b→a→d；過(guò)O點(diǎn)縱軸繼續(xù)向左擺動(dòng)過(guò)程中，穿過(guò)線(xiàn)框平面的磁通量逐漸增大，由楞次定律可得感應(yīng)電流的方向仍為d→c→b→a→d，故B選項(xiàng)正確． 如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放有平行金屬導(dǎo)軌，它與大線(xiàn)圈P相連接，要使小線(xiàn)圈Q獲得順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，則放在導(dǎo)軌上的裸金屬棒ab的運(yùn)動(dòng)情況是兩線(xiàn)圈共面A．向右勻速運(yùn)動(dòng)B．向左加速運(yùn)動(dòng)C．向右減速運(yùn)動(dòng)D．向右加速運(yùn)動(dòng)例3【精講精析】法一：逆向思維法欲使Q線(xiàn)圈中產(chǎn)生順時(shí)針的感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，由楞次定律可知有兩種情況，一是P中有順時(shí)針?lè)较虻闹饾u減小的電流，該電流產(chǎn)生的穿過(guò)Q的磁通量在減少；二是P中有逆時(shí)針?lè)较虻闹饾u增大的電流，該電流產(chǎn)生的穿過(guò)Q的磁通量在增大．因此，對(duì)于第一種情況，應(yīng)使ab減速向右運(yùn)動(dòng)；對(duì)于第二種情況，應(yīng)使ab加速向左運(yùn)動(dòng)．當(dāng)ab勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，在P中產(chǎn)生的感應(yīng)電流是穩(wěn)定的，穿過(guò)Q的磁通量不變化,Q中無(wú)感應(yīng)電流．故選項(xiàng)B、C正確．法二：篩選法若ab向右勻速運(yùn)動(dòng)，Q中無(wú)感應(yīng)電流，選項(xiàng)A排除，依次篩選剩余選項(xiàng)．故選B、C【答案】BC【規(guī)律總結(jié)】解答此類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵是抓住因果關(guān)系，并選擇合理的定則或定律來(lái)判斷，其對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：

基本現(xiàn)象常用的定則或定律電流、運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的磁場(chǎng)安培定則磁場(chǎng)對(duì)電流、運(yùn)動(dòng)電荷有作用力(安培力、洛倫茲力)左手定則電磁感應(yīng)部分導(dǎo)體做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)右手定則閉合回路的磁通量變化楞次定律變式訓(xùn)練3如圖所示，導(dǎo)體AB、CD可在水平軌道上自由滑動(dòng)，且兩水平軌道在中央交叉處互不相通．當(dāng)導(dǎo)體棒AB向左移動(dòng)時(shí)A．AB中感應(yīng)電流的方向?yàn)锳到BB．AB中感應(yīng)電流的方向?yàn)锽到AC．CD向左移動(dòng)D．CD向右移動(dòng)解析：中感應(yīng)電流方向?yàn)锳到B