人教版(新教材)高中物理選擇性必修2學(xué)案：2 1 課時(shí)2 楞次定律

人教版(新教材)高中物理選擇性必修第二冊(cè)PAGEPAGE1課時(shí)2楞次定律〖學(xué)習(xí)目標(biāo)〗1.理解楞次定律，會(huì)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向.2.理解右手定則，會(huì)用右手定則判斷感應(yīng)電流的方向．一、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(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化．2．從能量角度理解楞次定律感應(yīng)電流沿著楞次定律所述的方向，是能量守恒定律的必然結(jié)果，當(dāng)磁極插入線圈或從線圈內(nèi)抽出時(shí)，推力或拉力做功，使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為感應(yīng)電流的電能．二、右手定則伸開右手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)的方向，這時(shí)四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向．1．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)總是阻止引起感應(yīng)電流的磁通量的變化．(×)(4)右手定則和楞次定律都適用于所有電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電流方向的判斷．(×)(5)感應(yīng)電流沿楞次定律所描述的電流方向，說明電磁感應(yīng)現(xiàn)象遵守能量守恒定律．(√)2．如圖1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、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(chǎng)中．現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌放置一根導(dǎo)體棒MN，MN向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，MN中的電流方向?yàn)開_______，MN向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，MN中的電流方向?yàn)開_______．(均選填“M→N”或“N→M”)圖1〖答案〗N→MM→N一、對(duì)楞次定律的理解1．楞次定律中的因果關(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．對(duì)“阻礙”的理解問題結(jié)論誰阻礙誰感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)(原磁場(chǎng))的磁通量的變化為何阻礙(原)磁場(chǎng)的磁通量發(fā)生了變化阻礙什么阻礙的是磁通量的變化，而不是阻礙磁通量本身如何阻礙當(dāng)原磁場(chǎng)磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)的方向相反；當(dāng)原磁場(chǎng)磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)的方向相同，即“增反減同”結(jié)果如何阻礙并不是阻止，只是延緩了磁通量的變化，這種變化將繼續(xù)進(jìn)行，最終結(jié)果不受影響3.“阻礙”的表現(xiàn)形式從磁通量變化的角度看：感應(yīng)電流的效果是阻礙磁通量的變化．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)．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)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化B．感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻止磁通量的變化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)總是與原磁場(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)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，阻礙并不是阻止，只起延緩的作用，選項(xiàng)A正確，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)原磁通量增加時(shí)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)反向，當(dāng)原磁通量減少時(shí)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)同向，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．二、楞次定律的應(yīng)用應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的步驟(1)明確所研究的閉合回路，判斷原磁場(chǎng)方向．(2)判斷閉合回路內(nèi)原磁場(chǎng)的磁通量變化．(3)依據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向．(4)利用右手螺旋定則(安培定則)判斷感應(yīng)電流的方向．如圖2所示，一根條形磁體自左向右穿過一個(gè)閉合螺線管，則電路中()圖2A．始終有自a向b的感應(yīng)電流流過電流表GB．始終有自b向a的感應(yīng)電流流過電流表GC．先有a→G→b方向的感應(yīng)電流，后有b→G→a方向的感應(yīng)電流D．將不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流〖答案〗C〖解析〗條形磁體內(nèi)部磁場(chǎng)的方向是從S極指向N極，可知條形磁體自左向右穿過一個(gè)閉合螺線管的過程中磁場(chǎng)的方向都是向右的，當(dāng)條形磁體進(jìn)入螺線管的時(shí)候，閉合線圈中的磁通量增加；當(dāng)條形磁體穿出螺線管時(shí)，閉合線圈中的磁通量減少，根據(jù)楞次定律判斷條形磁體進(jìn)入和穿出螺線管的過程中，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)先向左后向右，再由右手螺旋定則判斷出，先有a→G→b方向的感應(yīng)電流，后有b→G→a方向的感應(yīng)電流，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．針對(duì)訓(xùn)練1如圖3所示，一圓形金屬環(huán)與兩固定的平行長(zhǎng)直導(dǎo)線在同一豎直面內(nèi)，環(huán)的圓心與兩導(dǎo)線距離相等，環(huán)的直徑小于兩導(dǎo)線間距．兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向向下的恒定電流．若()圖3A．金屬環(huán)向上運(yùn)動(dòng)，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向B．金屬環(huán)向下運(yùn)動(dòng)，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向C．金屬環(huán)向左側(cè)直導(dǎo)線靠近，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向D．金屬環(huán)向右側(cè)直導(dǎo)線靠近，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向〖答案〗D〖解析〗根據(jù)楞次定律，當(dāng)金屬圓環(huán)上、下移動(dòng)時(shí)，穿過圓環(huán)的磁通量不發(fā)生變化，故沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故A、B錯(cuò)誤；當(dāng)金屬圓環(huán)向左側(cè)直導(dǎo)線靠近時(shí)，穿過圓環(huán)垂直紙面向外的磁場(chǎng)增強(qiáng)，根據(jù)楞次定律及安培定則可知，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，故C錯(cuò)誤；當(dāng)金屬圓環(huán)向右側(cè)直導(dǎo)線靠近時(shí)，穿過圓環(huán)垂直紙面向里的磁場(chǎng)增強(qiáng)，根據(jù)楞次定律及安培定則可知，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，故D正確．三、右手定則的理解和應(yīng)用導(dǎo)學(xué)探究如圖4所示，導(dǎo)體棒ab向右做切割磁感線運(yùn)動(dòng)．圖4(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P27右手定則，自己試著做一做．〖答案〗(1)感應(yīng)電流的方向?yàn)閍→d→c→b→a(2)滿足右手定則知識(shí)深化1．右手定則適用范圍：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)方向和感應(yīng)電流方向三者之間的關(guān)系：(1)大拇指所指的方向是導(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．3．楞次定律與右手定則的比較規(guī)律比較內(nèi)容楞次定律右手定則區(qū)別研究對(duì)象整個(gè)閉合回路閉合回路的一部分，即做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體適用范圍各種電磁感應(yīng)現(xiàn)象只適用于部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情況聯(lián)系右手定則是楞次定律的特例如圖5所示，邊長(zhǎng)為d的正方形線圈，從位置A開始向右運(yùn)動(dòng)，并穿過寬度為L(zhǎng)(L>d)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域到達(dá)位置B，則()圖5A．整個(gè)過程，線圈中始終有感應(yīng)電流B．整個(gè)過程，線圈中始終沒有感應(yīng)電流C．線圈進(jìn)入磁場(chǎng)和離開磁場(chǎng)的過程中，有感應(yīng)電流，方向都是逆時(shí)針方向D．線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過程中，感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向；離開磁場(chǎng)的過程中，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向〖答案〗D〖解析〗在線圈進(jìn)入或離開磁場(chǎng)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(chǎng)中時(shí)，穿過線圈的磁通量不變，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；由右手定則可知，線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過程中，線圈中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向，線圈離開磁場(chǎng)過程中，感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確．針對(duì)訓(xùn)練2如圖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，分析各圖中感應(yīng)電流的方向，在導(dǎo)體中由a→b的是()〖答案〗A〖解析〗題圖四幅圖都屬于閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情景，用右手定則判斷可得：A中電流由a→b，B中電流向b→a，C中電流沿a→c→b→a方向，D中電流由b→a，故A正確．1．(楞次定律的理解)(多選)關(guān)于感應(yīng)電流，下列說法正確的是()A．根據(jù)楞次定律知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)一定阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量B．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C．感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向可能相同，也可能相反D．當(dāng)導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，只能用安培定則確定感應(yīng)電流的方向〖答案〗BC2.(楞次定律的應(yīng)用)如圖6所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)用比較軟的金屬導(dǎo)線制成的閉合圓環(huán)．在此圓環(huán)的形狀由圓形變成正方形的過程中()圖6A．環(huán)中有感應(yīng)電流，方向a→d→c→b→aB．環(huán)中有感應(yīng)電流，方向a→b→c→d→aC．環(huán)中無感應(yīng)電流D．條件不夠，無法確定有無感應(yīng)電流〖答案〗A〖解析〗由圓形變成正方形的過程中，面積減小，磁通量減小，由楞次定律可知產(chǎn)生a→d→c→b→a方向的電流，A正確．3．(楞次定律的應(yīng)用)(2020·臨沂市高二期末)繞在同一鐵芯上的線圈Ⅰ、Ⅱ按如圖7所示方法連接，G為電流表，下列說法正確的是()圖7A．開關(guān)S閉合瞬間，G中的電流方向從左向右B．保持開關(guān)S閉合，G中的電流方向從左向右C．保持開關(guān)S閉合，向右移動(dòng)變阻器R0的滑動(dòng)觸頭，G中的電流方向從左向右D．?dāng)嚅_開關(guān)S的瞬間，G的示數(shù)為零〖答案〗A〖解析〗開關(guān)S閉合瞬間，Ⅰ線圈中有電流通過，產(chǎn)生磁場(chǎng)，線圈內(nèi)部磁場(chǎng)方向從左向右，穿過Ⅱ線圈的磁通量從無到有，產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律可知，電流表G中的電流方向從左向右，故A正確；保持開關(guān)S閉合，Ⅰ線圈中電流不變，穿過Ⅱ線圈的磁通量不變，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，電流表G的示數(shù)為零，故B錯(cuò)誤；保持開關(guān)S閉合，向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R0的滑動(dòng)觸頭，接入電路的電阻增大，Ⅰ線圈中電流減小，線圈內(nèi)部產(chǎn)生方向向右且減弱的磁場(chǎng)，穿過Ⅱ線圈的磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律可知，電流表中的電流方向從右向左，故C錯(cuò)誤；斷開開關(guān)S的瞬間，Ⅰ線圈中