【同步】高中物理教科版(2019)選擇性必修2：第2章1.楞次定律課件

第二章1.楞次定律基礎(chǔ)落實(shí)·必備知識全過關(guān)重難探究·能力素養(yǎng)全提升目錄索引

學(xué)以致用·隨堂檢測全達(dá)標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解楞次定律和右手定則。(物理觀念)2.理解楞次定律中“阻礙”的含義,并能應(yīng)用楞次定律解決實(shí)際問題,獲得結(jié)論。(科學(xué)思維)3.能根據(jù)楞次定律的實(shí)驗(yàn)探究,進(jìn)行分析歸納,總結(jié)出楞次定律。(科學(xué)探究)基礎(chǔ)落實(shí)·必備知識全過關(guān)一、右手定則(1)內(nèi)容:伸開右手,使大拇指與其余并攏的四指垂直,并與手掌在同一平面內(nèi),讓磁感線垂直從

穿入,并使拇指指向?qū)Ь€

的方向,這時(shí)

所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。

(2)適用范圍:只適用于判定導(dǎo)線

運(yùn)動而產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況。

手心運(yùn)動四指切割磁感線二、楞次定律

1.影響感應(yīng)電流方向的因素當(dāng)引起感應(yīng)電流的原磁場穿過線圈的磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向

;當(dāng)引起感應(yīng)電流的原磁場穿過線圈的磁通量減小時(shí),感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向

。

2.楞次定律(1)內(nèi)容:感應(yīng)電流具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的磁場總是要阻礙引起感應(yīng)電流的

的變化。

不是阻止

增反減同

(2)楞次定律是

定律在電磁感應(yīng)中的具體表現(xiàn)。

相反相同磁通量能量守恒情境鏈接如圖所示,光滑平行金屬導(dǎo)軌PP'和QQ'都處于同一水平面內(nèi),P和Q之間連接一電阻R,整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中。現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌放置一根導(dǎo)體棒MN,MN向右運(yùn)動或向左運(yùn)動時(shí),通過MN的電流方向是怎樣的?提示

向右運(yùn)動時(shí),電流從N→M;向左運(yùn)動時(shí),電流從M→N。

教材拓展閱讀教材P33“討論交流”,回答問題:怎樣理解楞次定律中“阻礙”兩個(gè)字的含義?請用能量的觀點(diǎn)解釋。提示

在克服“阻礙”的過程中,其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能,是能量守恒定律的表現(xiàn)。易錯辨析(1)感應(yīng)電流的磁場總是與引起感應(yīng)電流的磁場方向相反。(

)(2)楞次定律表明感應(yīng)電流的效果總是與引起感應(yīng)電流的原因相對抗。(

)(3)

使用右手定則時(shí)必須讓磁感線垂直穿過掌心。(

)(4)

任何感應(yīng)電流方向的判斷既可使用楞次定律,又可使用右手定則。(

)(5)感應(yīng)電流的磁場總是阻止引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。(

)×√×××重難探究·能力素養(yǎng)全提升探究點(diǎn)一右手定則的理解和應(yīng)用導(dǎo)學(xué)探究如圖所示,當(dāng)導(dǎo)體棒CD向右運(yùn)動時(shí),穿過這個(gè)閉合回路的磁通量是增大還是減小?感應(yīng)電流I的方向、原磁場B的方向和導(dǎo)體棒運(yùn)動的速度v的方向之間滿足什么關(guān)系?提示

導(dǎo)體棒CD向右運(yùn)動時(shí),穿過閉合回路的磁通量增大。三者滿足右手定則。知識歸納1.右手定則應(yīng)用的兩點(diǎn)說明(1)當(dāng)導(dǎo)體不動而磁場運(yùn)動時(shí),拇指的指向是導(dǎo)體相對磁場的運(yùn)動方向。(2)做“切割”運(yùn)動的那段導(dǎo)體中,感應(yīng)電流方向就是感應(yīng)電動勢方向,由低電勢指向高電勢,因?yàn)檫@段導(dǎo)體相當(dāng)于電源的內(nèi)電路。2.右手定則與左手定則的比較

比較項(xiàng)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)體所受安培力的方向已知條件導(dǎo)體運(yùn)動方向和磁場方向電流方向和磁場方向圖例

因果關(guān)系運(yùn)動→電流電流→受力應(yīng)用實(shí)例發(fā)電機(jī)電動機(jī)應(yīng)用體驗(yàn)【例1】

下列選項(xiàng)圖分別表示閉合電路中的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動的情境,導(dǎo)體ab中的感應(yīng)電流從a到b的是(

)A解析

用右手定則判斷可知,A選項(xiàng)中導(dǎo)體ab中的電流從a到b,B、C、D選項(xiàng)中導(dǎo)體ab中的電流從b到a,故A正確。對點(diǎn)演練1(多選)如圖所示,光滑平行金屬導(dǎo)軌PP'和QQ'處于同一水平面內(nèi),P和Q之間連接一電阻R,整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中。現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌放置一根導(dǎo)體棒MN,用一水平向右的力F拉動導(dǎo)體棒MN。下列關(guān)于導(dǎo)體棒MN中感應(yīng)電流的方向和它所受安培力的方向的說法正確的是(

)A.感應(yīng)電流的方向是N→MB.感應(yīng)電流的方向是M→NC.安培力水平向左D.安培力水平向右AC解析

導(dǎo)體棒所處位置磁場的方向向下,導(dǎo)體棒運(yùn)動方向向右,根據(jù)右手定則可知,導(dǎo)體棒中感應(yīng)電流的方向是N→M,再根據(jù)左手定則可知,導(dǎo)體棒所受安培力的方向水平向左,選項(xiàng)A、C正確。探究點(diǎn)二探究影響感應(yīng)電流方向的因素導(dǎo)學(xué)探究將線圈與電流表相連,把磁鐵的某一個(gè)磁極插入線圈中或從線圈中抽出,兩種情況電流表的指針都發(fā)生了偏轉(zhuǎn),但兩種情況下偏轉(zhuǎn)的方向不同,這說明感應(yīng)電流的方向并不相同。感應(yīng)電流的方向與什么因素有關(guān)?提示

感應(yīng)電流的方向與磁通量的變化情況有關(guān)。

知識歸納探究影響感應(yīng)電流方向的因素(1)實(shí)驗(yàn)器材:條形磁鐵、電流表、線圈、導(dǎo)線。(2)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:如圖所示,在四種情況下,將實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入下表。(3)實(shí)驗(yàn)分析。①線圈內(nèi)磁通量增大時(shí)的情況:圖號磁場方向感應(yīng)電流的方向感應(yīng)電流的磁場方向甲向下逆時(shí)針(俯視)向上乙向上順時(shí)針(俯視)向下②線圈內(nèi)磁通量減小時(shí)的情況:圖號磁場方向感應(yīng)電流的方向感應(yīng)電流的磁場方向丙向下順時(shí)針(俯視)向下丁向上逆時(shí)針(俯視)向上(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論。當(dāng)穿過線圈的磁通量增大時(shí),感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相反;當(dāng)穿過線圈的磁通量減小時(shí),感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相同。應(yīng)用體驗(yàn)【例2】

(2023福建龍巖第一中學(xué)高二期末)某中學(xué)實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示電路探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象。(1)如果在閉合開關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)了一下,那么合上開關(guān)后進(jìn)行下述操作時(shí)可能出現(xiàn)的情況是:①將通電線圈A迅速插入感應(yīng)線圈B中時(shí),電流表指針將

(選填“左偏”“不偏”或“右偏”)。

②將通電線圈A插入感應(yīng)線圈B中后,將滑動變阻器的滑片迅速向左滑動時(shí),電流表指針將

(選填“左偏”“不偏”或“右偏”)。

右偏左偏(2)在上述實(shí)驗(yàn)中,如果感應(yīng)線圈B兩端不接任何元件,則感應(yīng)線圈B中

。

A.因電路不閉合,無電磁感應(yīng)現(xiàn)象B.有電磁感應(yīng)現(xiàn)象,有感應(yīng)電動勢,但無感應(yīng)電流C.不能用楞次定律和安培定則判斷感應(yīng)電動勢方向B解析

(1)①閉合開關(guān)時(shí)電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)了一下,說明當(dāng)通過感應(yīng)線圈B的磁通量增加時(shí),產(chǎn)生的感應(yīng)電流將使電流表的指針向右偏轉(zhuǎn);則將通電線圈A迅速插入感應(yīng)線圈B中時(shí),通過感應(yīng)線圈B的磁通量增加,電流表指針將右偏。②將通電線圈A插入感應(yīng)線圈B中后,將滑動變阻器的滑片迅速向左滑動時(shí),滑動變阻器接入電路的阻值將增大,電路電流減小,電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度減小,通過感應(yīng)線圈B的磁通量減小,電流表指針將左偏。(2)在上述實(shí)驗(yàn)中,如果感應(yīng)線圈B兩端不接任何元件,通過感應(yīng)線圈B的磁通量發(fā)生變化時(shí),感應(yīng)線圈B中有電磁感應(yīng)現(xiàn)象,有感應(yīng)電動勢,能用楞次定律和安培定則判斷感應(yīng)電動勢方向;但因電路不是閉合的,所以無感應(yīng)電流。故選B。對點(diǎn)演練2(2023上海嘉定第一中學(xué)高二期末)用磁鐵和線圈做研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn),已知電流從電流表正接線柱流入時(shí),指針向正接線柱一側(cè)偏轉(zhuǎn),則甲圖中電流表指針偏向

,乙圖中條形磁鐵下方是

極,丙圖中條形磁鐵向

運(yùn)動,在丁圖中畫出線圈的繞制方法。正接線柱一側(cè)S上解析

甲圖中磁鐵向下運(yùn)動,穿過線圈的磁通量增大,磁鐵的磁場方向向下,根據(jù)楞次定律可知俯視時(shí)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針,此時(shí)電流從電流表正接線柱流入,所以指針偏向正接線柱一側(cè)。乙圖中電流表指針偏向負(fù)接線柱一側(cè),所以電流從電流表負(fù)接線柱流入,俯視時(shí)線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針,根據(jù)安培定則可知線圈中感應(yīng)電流磁場方向向下,磁鐵向下運(yùn)動,根據(jù)楞次定律可知條形磁鐵下方是S極。同理丙圖線圈中感應(yīng)電流磁場方向向下,磁鐵的磁場方向也向下,說明此時(shí)磁通量在減小,所以磁鐵在向上運(yùn)動。丁圖中電流表指針偏向正接線柱一側(cè),所以電流從電流表正接線柱流入,磁鐵向下運(yùn)動,穿過線圈的磁通量增大,磁鐵的磁場方向向上,根據(jù)楞次定律可知此時(shí)線圈中感應(yīng)電流的磁場方向向下,可得線圈的繞制方法如答案圖所示。探究點(diǎn)三楞次定律的理解和應(yīng)用導(dǎo)學(xué)探究如圖所示,當(dāng)開關(guān)S接通或斷開時(shí),線圈A、B中分別產(chǎn)生了什么方向的感應(yīng)電流?提示

當(dāng)開關(guān)接通時(shí),A、B中感應(yīng)電流均從右向左流經(jīng)電流表;當(dāng)開關(guān)斷開時(shí),A、B中感應(yīng)電流均從左向右流經(jīng)電流表。知識歸納1.因果關(guān)系閉合回路中原磁通量的變化是產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因,而感應(yīng)電流的磁場的產(chǎn)生是感應(yīng)電流存在的結(jié)果,即只有當(dāng)閉合回路中的原磁通量發(fā)生變化時(shí),才會有感應(yīng)電流的磁場出現(xiàn)。2.楞次定律中“阻礙”的含義

應(yīng)用體驗(yàn)【例3】

(2023山西高二期末)如圖所示,通電直導(dǎo)線旁放有一閉合線圈abcd,線圈與直導(dǎo)線在同一平面內(nèi)并可自由移動,ab與直導(dǎo)線平行。當(dāng)直導(dǎo)線中的電流I大小發(fā)生變化時(shí),下列判斷正確的是(

)A.電流I增大,線圈向右平動B.電流I增大,線圈向左平動C.電流I減小,線圈向紙面外平動D.電流I減小,線圈向紙面內(nèi)平動A解析

根據(jù)安培定則可知線圈處磁場垂直紙面向里,當(dāng)直導(dǎo)線中的電流I增大時(shí),穿過線圈的磁通量增大,根據(jù)楞次定律可知,線圈內(nèi)感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反,再根據(jù)安培定則可知線圈內(nèi)產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流,根據(jù)左手定則可知,線圈受到的安培力向右,所以線圈向右平動,故A正確,B錯誤;同理,當(dāng)直導(dǎo)線中的電流I減小時(shí),穿過線圈的磁通量減小,根據(jù)楞次定律可知,線圈產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流,根據(jù)左手定則可知,線圈受到的安培力向左,所以線圈向左平動,故C、D錯誤。方法技巧

應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向四步法

對點(diǎn)演練3(2023上海中學(xué)高二期末)如圖所示,長直導(dǎo)線MN中通有由M向N的電流,要使與它共面放置的閉合導(dǎo)線圈a中產(chǎn)生圖示方向的感應(yīng)電流,應(yīng)采取的辦法是(

)A.a不動,使MN中電流增大B.a不動,使MN中電流減小C.MN中電流不變,使a平行于MN運(yùn)動D.MN中電流不變,使a向著MN運(yùn)動B解析

根據(jù)安培定則可知閉合導(dǎo)線圈所在處的磁場方向垂直紙面向里,a不動,直導(dǎo)線MN中的電流增大,則穿過線圈的磁通量增大,根據(jù)楞次定律可知線框中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向,故A錯誤;a不動,直導(dǎo)線MN中的電流減小,則穿過線圈的磁通量減小,根據(jù)楞次定律可知線框中感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向,故B正確;MN中電流保持恒定,使a平行于MN運(yùn)動,線圈中的磁通量不變,沒有感應(yīng)電流,故C錯誤;使a靠近MN運(yùn)動,穿過線圈的磁通量增大,根據(jù)楞次定律可知線框中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向,故D錯誤。學(xué)以致用·隨堂檢測全達(dá)標(biāo)12341.(楞次定律的理解)(2023重慶銅梁一中高二期末)下列對楞次定律的說法不正確的是(

)A.應(yīng)用楞次定律本身只能確定感應(yīng)電流的磁場方向B.應(yīng)用楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場方向后,再由安培定則確定感應(yīng)電流的方向C.楞次定律中“阻礙”二字的含義是指感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相反D.楞次定律中的“阻礙”是指阻礙原磁場的變化,因而感應(yīng)電流的磁場方向也可能與原磁場方向相同C解析

應(yīng)用楞次定律本身只能確定感應(yīng)電流的磁場方向,故A正確,不符合題意;應(yīng)用楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場方向后,再由安培定則確定感應(yīng)電流的方向,故B正確,不符合題意;感應(yīng)電流的磁場方向總是阻礙原磁場的變化,方向可能與原磁場方向相同,也可能相反,故C錯誤,符合題意,D正確,不符合題意。123412342.(右手定則的應(yīng)用)(2023河北邯鄲高二期末)如圖所示,邊長為d的正方形線圈從位置A開始向右運(yùn)動,穿過寬度為L(L>d)的勻強(qiáng)磁場區(qū)域到達(dá)位置B,則(

)A.線圈進(jìn)入磁場的過程中,感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向;線圈離開磁場的過程中,感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向B.整個(gè)過程中,線圈中始終沒有感應(yīng)電流C.整個(gè)過程中,線圈中始終有感應(yīng)電流D.線圈進(jìn)入磁場和離開磁場的過程中,均有感應(yīng)電流,且方向都是逆時(shí)針方向A解析

由右手定則可知,線圈進(jìn)入磁場的過程中,線圈中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向,線圈離開磁場的過程中,感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向,D錯誤,A正確;在線圈進(jìn)入或離開磁場的過程中,穿過線圈的磁通量發(fā)生變化,有感應(yīng)電流產(chǎn)生,線圈完全在磁場中時(shí),穿過線圈的磁通量不變,沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,B、C錯誤。123412343.(楞次定律的應(yīng)用)(2023北京平谷中學(xué)高二期末)如圖甲所示,將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流表及開關(guān)進(jìn)行連接。該電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向間的關(guān)系為:當(dāng)電流從右接線柱流入電流表時(shí),指針向右偏轉(zhuǎn),其中A線圈繞法如圖乙所示,B線圈繞法如圖丙所示。閉合開關(guān),線圈A放在線圈B中。下列判斷正確的是(

)甲

乙丙1234A.斷開開關(guān)的瞬間,電流表指針將向右偏轉(zhuǎn)B.將線圈A從線圈B中拔出時(shí),電流表指針將向左偏轉(zhuǎn)C.當(dāng)滑動變阻器的滑片向左加速滑動時(shí),電流表指針將向左偏轉(zhuǎn)D.當(dāng)滑動變阻器的滑片向左勻速滑動時(shí),電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)答案

B1234解析

由安培定則可知,A線圈中的磁場方向向上,斷開開關(guān)的瞬間,B線圈中的磁通量減小,由楞次定律可知,B線圈中感應(yīng)電流的磁場方向向上,

B線圈中的感應(yīng)電流由c流向d,電流從左接線柱流入電流表,電流表指針將向左偏轉(zhuǎn),A錯誤;將線圈A從線圈B中拔出時(shí),B線圈中的磁通量減小,由楞次定律可知,B線圈中感