2019_2020版高中物理第四章電磁感應(yīng)3楞次定律教案新人教版.docx

3楞次定律學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求物理觀念：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)際上是楞次定律的一種具體表現(xiàn)形式.科學(xué)思維：1.通過對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、歸納、概括，抽象得出影響感應(yīng)電流方向的因素.2.掌握運(yùn)用楞次定律和右手定則判斷感應(yīng)電流方向的方法和步驟.科學(xué)探究：經(jīng)歷探究螺線管中感應(yīng)電流方向的實(shí)驗(yàn)，記錄、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，交流討論，歸納出普遍的規(guī)律.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：參與實(shí)驗(yàn)、多角度分析和逐步明確歸納感應(yīng)電流方向的過程，領(lǐng)略楞次定律的表述因高度抽象和概括而表現(xiàn)出的簡潔美.一、楞次定律感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.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)電流的磁場總是與引起感應(yīng)電流的磁場方向相反.()(2)感應(yīng)電流的磁場可能與引起感應(yīng)電流的磁場方向相同.()(3)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.()(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.()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)動時(shí)，MN中的電流方向?yàn)開，MN向左運(yùn)動時(shí)，MN中的電流方向?yàn)開.(均填“MN”或“NM”)圖1答案NMMN一、對楞次定律的理解1.實(shí)驗(yàn)：探究影響感應(yīng)電流方向的因素根據(jù)如圖2甲、乙、丙、丁所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，并填好實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.圖2甲乙丙丁條形磁鐵運(yùn)動的情況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方向(“向上”或“向下”)穿過線圈的磁通量變化情況(“增加”或“減少”)感應(yīng)電流的方向(在螺線管上方俯視)逆時(shí)針順時(shí)針順時(shí)針逆時(shí)針感應(yīng)電流的磁場方向(“向上”或“向下”)原磁場與感應(yīng)電流磁場的方向關(guān)系請根據(jù)上表所填內(nèi)容理解：甲、乙兩種情況下，磁通量都_，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向_；丙、丁兩種情況下，磁通量都_，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向_.答案向下向上向下向上增加增加減少減少向上向下向下向上相反相反相同相同增加相反減少相同2.對楞次定律的理解(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)楞次定律中“阻礙”的含義“阻礙”的理解誰阻礙感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場.阻礙誰阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.如何阻礙當(dāng)原磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反；當(dāng)原磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同.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.“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.從相對運(yùn)動的角度看：感應(yīng)電流的效果是阻礙相對運(yùn)動.例1關(guān)于楞次定律，下列說法正確的是 ()A.感應(yīng)電流的磁場總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化B.感應(yīng)電流的磁場總是阻止磁通量的變化C.原磁場穿過閉合回路的磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場與原磁場同向D.感應(yīng)電流的磁場總是跟原磁場反向，阻礙原磁場的變化答案A解析感應(yīng)電流的磁場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；阻礙并不是阻止，只起延緩的作用，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；原磁場穿過閉合回路的磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場與原磁場反向，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)原磁通量增加時(shí)感應(yīng)電流的磁場跟原磁場反向，當(dāng)原磁通量減少時(shí)感應(yīng)電流的磁場跟原磁場同向，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)電流的磁場方向(增反減同)；(4)判定感應(yīng)電流的方向.該步驟也可以簡單地描述為“一原二變?nèi)兴穆菪?，一原確定原磁場的方向；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)沿垂直于磁場方向放置在有界勻強(qiáng)磁場中，將它從勻強(qiáng)磁場中勻速拉出，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，當(dāng)環(huán)全部處在磁場中運(yùn)動時(shí)，圓環(huán)中無感應(yīng)電流答案BD解析將金屬圓環(huán)不管從哪邊拉出磁場，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)電流的磁場要阻礙原磁通量的減少，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同，應(yīng)用右手螺旋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；當(dāng)圓環(huán)全部處在磁場中運(yùn)動時(shí)，穿過圓環(huán)的磁通量沒有改變，該種情況無感應(yīng)電流，D正確.例3(2017宿遷市高二下期末)如圖4所示，一根條形磁鐵自左向右穿過一個(gè)閉合螺線管，則電路中()圖4A.始終有感應(yīng)電流自a向b流過電流表B.始終有感應(yīng)電流自b向a流過電流表C.先有ab方向的感應(yīng)電流，后有ba方向的感應(yīng)電流D.將不會產(chǎn)生感應(yīng)電流答案C解析當(dāng)條形磁鐵進(jìn)入閉合螺線管時(shí)，通過閉合螺線管的磁通量增加，產(chǎn)生感應(yīng)電流方向?yàn)閍b；當(dāng)條形磁鐵穿出螺線管時(shí)，通過閉合螺線管的磁通量減少，產(chǎn)生感應(yīng)電流方向?yàn)閎a，選項(xiàng)C正確.學(xué)科素養(yǎng)楞次定律既適用于閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向的判斷，又適用于因磁場變化在閉合電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向的判斷，通過例2、例3中楞次定律的應(yīng)用，使學(xué)生熟練掌握運(yùn)用楞次定律處理問題的步驟，很好地體現(xiàn)了“科學(xué)思維”的學(xué)科素養(yǎng).三、右手定則的理解和應(yīng)用如圖所示，導(dǎo)體棒ab向右做切割磁感線運(yùn)動.(1)請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B的方向、導(dǎo)體棒運(yùn)動的速度v的方向三者之間什么關(guān)系？根據(jù)課本P13右手定則，自己試著做一做.答案(1)感應(yīng)電流的方向adcba.(2)滿足右手定則.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方向、導(dǎo)體運(yùn)動方向和電流方向三者之間的相互垂直關(guān)系.(1)大拇指所指的方向是導(dǎo)體相對磁場切割磁感線的運(yùn)動方向，既可以是導(dǎo)體運(yùn)動而磁場未動，也可以是導(dǎo)體未動而磁場運(yùn)動，還可以是兩者以不同速度同時(shí)運(yùn)動.(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4下列圖中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)動的情景，導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閍b是()答案A解析在導(dǎo)體ab上，A中電流方向?yàn)閍b，B、C、D中電流方向?yàn)閎a，故選A.1.(楞次定律的理解)在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，下列說法正確的是()A.感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流原磁場的磁通量的變化B.感應(yīng)電流的磁場方向總是與引起感應(yīng)電流的磁場方向相反C.感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流原磁場的磁通量D.感應(yīng)電流的磁場阻止了引起感應(yīng)電流原磁場磁通量的變化答案A解析根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流原磁場的磁通量的變化，選項(xiàng)A正確，C錯(cuò)誤；當(dāng)原磁場增強(qiáng)時(shí)，感應(yīng)電流的磁場方向與引起感應(yīng)電流的磁場方向相反，當(dāng)原磁場減弱時(shí)，感應(yīng)電流的磁場方向與引起感應(yīng)電流的磁場方向相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；感應(yīng)電流的磁場阻礙引起感應(yīng)電流原磁場磁通量的變化，但不是阻止，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.2.(楞次定律的應(yīng)用)如圖5所示，一水平放置的圓形通電線圈1固定，另一較小的圓形線圈2從線圈1的正上方下落，在下落過程中，兩線圈平面始終保持平行且共軸，則線圈2從線圈1的正上方下落至正下方的全過程中，從上往下看，線圈2中()圖5A.無感應(yīng)電流B.有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流C.有先順時(shí)針后逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流D.有先逆時(shí)針后順時(shí)針方向的感應(yīng)電流答案C解析根據(jù)安培定則判斷可知，線圈1產(chǎn)生的磁場方向向上.當(dāng)線圈2靠近線圈1時(shí)，穿過線圈2的磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知，線圈2中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流；當(dāng)線圈2遠(yuǎn)離線圈1時(shí)，穿過線圈2的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知，線圈2中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流.所以線圈2中感應(yīng)電流的方向先是順時(shí)針后是逆時(shí)針，故選項(xiàng)C正確.3.(楞次定律的應(yīng)用)小管同學(xué)為了探究感應(yīng)電流的方向與什么因素有關(guān)，他把一靈敏電流計(jì)與一個(gè)線圈相連構(gòu)成閉合電路，然后將條形磁鐵插入或拔出線圈，如圖6所示.其中線圈中所標(biāo)箭頭方向?yàn)楦袘?yīng)電流方向.則下列判斷正確的是()圖6A.甲圖磁鐵正在向下運(yùn)動B.乙圖磁鐵正在向上運(yùn)動C.丙圖磁鐵正在向上運(yùn)動D.丁圖磁鐵正在向上運(yùn)動答案D解析根據(jù)線圈中感應(yīng)電流的方向，由右手螺旋定則可知，甲和丙中的線圈上端為感應(yīng)電流磁場的S極，乙和丁中的線圈上端為N極，由楞次定律的“阻礙”含義知，甲和丁圖中磁鐵正在向上運(yùn)動，乙和丙圖中磁鐵正在向下運(yùn)動，故選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤，D正確.4.(右手定則的應(yīng)用)(多選)閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動，如圖所示，能正確表示磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向、導(dǎo)體運(yùn)動速度方向與產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向間關(guān)系的是()答案BC解析A圖中導(dǎo)體不切割磁感線，導(dǎo)體中無電流；由右手定則可以判斷B、C正確；D圖中感應(yīng)電流方向應(yīng)垂直紙面向外.考點(diǎn)一楞次定律的理解1.(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)電流的磁場一定阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量B.感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化C.感應(yīng)電流的磁場方向與引起感應(yīng)電流的磁場方向可能相同，也可能相反D.當(dāng)導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動時(shí)，必須用安培定則確定感應(yīng)電流的方向答案BC考點(diǎn)二楞次定律的應(yīng)用2.(多選)如圖1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)動時(shí)(不與導(dǎo)體框接觸且始終在導(dǎo)體框的左側(cè))，以下說法正確的是()圖1A.當(dāng)導(dǎo)線L向左平移時(shí)，導(dǎo)體框abcd中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcdaB.當(dāng)導(dǎo)線L向左平移時(shí)，導(dǎo)體框abcd中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍dcbaC.當(dāng)導(dǎo)線L向右平移時(shí)，導(dǎo)體框abcd中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcdaD.當(dāng)導(dǎo)線L向右平移時(shí)，導(dǎo)體框abcd中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍dcba答案AD3.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2所示.在使磁鐵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2A.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D4.(多選)如圖3所示，有界勻強(qiáng)磁場豎直向下穿過光滑的水平桌面，一橢圓形導(dǎo)體框平放在桌面上.使導(dǎo)體框從左邊進(jìn)入磁場，從右邊穿出磁場.下列說法正確的是()圖3A.導(dǎo)體框進(jìn)入磁場過程中，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向B.導(dǎo)體框離開磁場過程中，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向C.導(dǎo)體框全部在磁場中運(yùn)動時(shí)，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向D.導(dǎo)體框全部在磁場中運(yùn)動時(shí)，無感應(yīng)電流產(chǎn)生答案BD解析根據(jù)楞次定律，導(dǎo)體框進(jìn)入磁場過程中，感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，導(dǎo)體框離開磁場過程中，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，導(dǎo)體框全部在磁場中運(yùn)動時(shí)，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤，B、D正確.5.如圖4所示，一線圈用細(xì)桿懸于P點(diǎn)，開始時(shí)細(xì)桿處于水平位置，釋放后讓它在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動，磁場的方向如圖所示，已知線圈平面始終與紙面垂直，當(dāng)線圈第一次通過位置、時(shí)(位置正好是細(xì)桿豎直時(shí)線圈所處的位置)，線圈內(nèi)的感應(yīng)電流(順著磁場方向看去)()圖4A.、位置均是順時(shí)針方向B.、位置均是逆時(shí)針方向C.位置是順時(shí)針方向，位置為零，位置是逆時(shí)針方向D.位置是逆時(shí)針方向，位置為零，位置是順時(shí)針方向答案D解析線圈由初始位置向位置運(yùn)動過程中，沿磁場方向的磁通量逐漸增大，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反，從右向左穿過線圈，根據(jù)安培定則，位置時(shí)感應(yīng)電流的方向(沿磁感線方向看去)是逆時(shí)針方向；在位置時(shí)由左向右穿過線圈的磁通量最大，由位置向位置運(yùn)動時(shí)，向右穿過線圈的磁通量減少，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場方向向右，根據(jù)安培定則可判定位置的電流方向(沿磁感線方向看去)是順時(shí)針方向，且位置時(shí)感應(yīng)電流為零，故D正確.6.如圖5所示，一圓形金屬線圈放置在水平桌面上，勻強(qiáng)磁場垂直桌面豎直向下，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5A.始終為ABCAB.始終為ACBAC.先為ACBA再為ABCAD.先為ABCA再為ACBA答案A解析在線圈以O(shè)O為軸翻轉(zhuǎn)090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BCA；線圈以O(shè)O為軸翻轉(zhuǎn)90180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ABCA，A正確.7.長直導(dǎo)線與矩形線框abcd處在同一平面中靜止不動，如圖6甲所示.長直導(dǎo)線中通以大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流，It圖象如圖乙所示.規(guī)定沿長直導(dǎo)線方向向上的電流為正方向.關(guān)于0T時(shí)間內(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時(shí)間內(nèi)，直導(dǎo)線中向上的電流增大，通過線框中的磁通量增大，線框中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流.時(shí)間內(nèi)，直導(dǎo)線中向上的電流減小，通過線框中的磁通量減少，線框中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流；同樣判斷出T時(shí)間內(nèi)、TT時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電流方向分別為順時(shí)針和逆時(shí)針，故選D.8.如圖7所示，兩條互相平行的導(dǎo)線M、N中通有大小相等、方向相同的電流，矩形導(dǎo)線框abcd和兩條導(dǎo)線在同一平面內(nèi)且ad邊與導(dǎo)線M平行，線框沿著與兩導(dǎo)線垂直的方向自右向左在兩導(dǎo)線間勻速移動，則在移動過程中，線框中的感應(yīng)電流的方向?yàn)?)圖7A.先順時(shí)針后逆時(shí)針B.先逆時(shí)針后順時(shí)針C.一直是逆時(shí)針D.一直是順時(shí)針答案C9.(2018福州市高二檢測)通電長直導(dǎo)線中有恒定電流I，方向豎直向上，矩形線框與直導(dǎo)線在同一豎直面內(nèi)，現(xiàn)要使線框中產(chǎn)生如圖8所示方向的感應(yīng)電流，則應(yīng)使線框()圖8A.稍向左平移B.稍向右平移C.稍向上平移D.以直導(dǎo)線為軸勻速轉(zhuǎn)動答案B解析由楞次定律可知，線框左移，磁通量增加，感應(yīng)電流的方向與題圖所示方向相反；選項(xiàng)C、D磁通量不變，無感應(yīng)電流產(chǎn)生.故選項(xiàng)B正確.考點(diǎn)三右手定則的應(yīng)用10.如圖9所示，CDEF是一個(gè)矩形金屬框，當(dāng)導(dǎo)體棒AB向右移動時(shí)，回路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，則下列說法中正確的是()圖9A.導(dǎo)體棒中的電流方向由BAB.電流表A1中的電流方向由FEC.電流表A1中的電流方向由EFD.電流表A2中的電流方向由DC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FE，A、C錯(cuò)，B對.同理電流表A2中的電流方向由CD，D錯(cuò).11.如圖10所示，勻強(qiáng)磁場與圓形導(dǎo)體環(huán)所在平面垂直，導(dǎo)體ef與環(huán)接觸良好，當(dāng)ef向右勻速運(yùn)動時(shí)()圖10A.圓環(huán)中磁通量不變，環(huán)上無感應(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上的感應(yīng)電流由ef，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.12.如圖11所示，MN、PQ為同一水平面的兩平行光滑導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間有垂直于導(dǎo)軌平面的磁場(圖中未畫出)，導(dǎo)體ab、cd與導(dǎo)軌有良好的接觸并能自由滑動，當(dāng)導(dǎo)體ab沿導(dǎo)軌向右滑動時(shí)，則()圖11A.cd向右滑B.cd不動C.cd向左滑 D.無法