2020高中物理 第1章 電磁感應(yīng) 第節(jié) 感應(yīng)電流的方向?qū)W案 粵教版

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PAGE17-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第三節(jié)感應(yīng)電流的方向［學(xué)習(xí)目標(biāo)］1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，歸納出楞次定律．（重點(diǎn))2。理解楞次定律和右手定則，并能靈活運(yùn)用它們判斷感應(yīng)電流的方向．（重點(diǎn))3.理解楞次定律中“阻礙"的含義，并能說(shuō)出阻礙的幾種表現(xiàn)形式．(難點(diǎn))一、感應(yīng)電流的方向楞次定律1．探究電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與通入電流方向的關(guān)系(1)實(shí)驗(yàn)裝置(如圖所示)(2)探究過(guò)程電流流入電流表的情況電流表指針偏轉(zhuǎn)方向電流由“＋"接線柱流入指針向右偏電流由“－”接線柱流入指針向左偏2。將螺線管與電流計(jì)組成閉合回路,分別將條形磁鐵的N極、S極插入、抽出線圈,如圖a所示,記錄感應(yīng)電流方向如圖b所示．a(chǎn)甲乙丙丁探究感應(yīng)電流方向的實(shí)驗(yàn)記錄b3．分析歸納（1）線圈內(nèi)磁通量增加時(shí)的情況圖號(hào)磁場(chǎng)方向感應(yīng)電流方向(俯視）感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向歸納總結(jié)甲向下逆時(shí)針向上感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙磁通量的增加乙向上順時(shí)針向下(2)線圈內(nèi)磁通量減少時(shí)的情況圖號(hào)磁場(chǎng)方向感應(yīng)電流方向(俯視)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向歸納總結(jié)丙向下順時(shí)針向下感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙磁通量的減少丁向上逆時(shí)針向上（3)楞次定律感應(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．二、右手定則1．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)，讓磁感線垂直從手心進(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．2．右手定則的適用范圍閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)．3．右手定則可以看作楞次定律的特殊情況．1．思考判斷(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”）（1)在楞次定律中，阻礙的是磁通量的變化，而不是阻礙磁通量本身．（√）（2)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙磁通量，與磁通量方向相反．（×）（3）感應(yīng)電流的磁場(chǎng)可阻止原磁場(chǎng)的變化．（×）（4)右手定則只適用于導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況．（√）(5)使用右手定則時(shí)必須讓磁感線垂直穿過(guò)掌心．（×)2．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)方向相同B．阻止引起感應(yīng)電流的磁通量變化C．阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量變化D．使電路磁通量為零C［由楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起它的原磁通量的變化．具體來(lái)說(shuō)就是“增反減同”．因此C正確．］3。如圖所示，當(dāng)導(dǎo)體棒MN在外力作用下沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過(guò)R的電流方向是（)A．由A→BB．由B→AC．無(wú)感應(yīng)電流D．無(wú)法確定A[導(dǎo)體棒MN在外力作用下沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)而切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)右手定則可以判定感應(yīng)電流的方向?yàn)橛葾→B，故A正確．］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，原因產(chǎn)生結(jié)果，結(jié)果反過(guò)來(lái)影響原因．2．“阻礙”的含義【例1】如圖所示,要使Q線圈產(chǎn)生圖示方向的電流，可采用的方法有()A．閉合開關(guān)S的瞬間B．閉合開關(guān)S后，把R的滑片向右移C．閉合開關(guān)S后，把P中的鐵芯從左邊抽出D．閉合開關(guān)S后，把Q遠(yuǎn)離P思路點(diǎn)撥：解答本題時(shí)，可按以下思路分析：eq\x（\A\AL（確定P中電流方,向與大小變化））→eq\x(\A\AL(確定Q中磁場(chǎng)方,向及磁通量變化))→eq\x（\A\AL(確定Q中感，應(yīng)電流方向)）A［閉合開關(guān)S時(shí)，線圈中電流從無(wú)到有，鐵芯中產(chǎn)生向右的磁場(chǎng)，穿過(guò)Q的磁通量增加，根據(jù)楞次定律,Q中產(chǎn)生圖示方向的電流，A對(duì)；R的滑片向右移時(shí)，P中電流減小，穿過(guò)Q的磁通量減小，根據(jù)楞次定律，Q中產(chǎn)生與圖示相反方向的電流，B錯(cuò)；將鐵芯抽出或Q遠(yuǎn)離P時(shí)，穿過(guò)Q的磁通量都減小,根據(jù)楞次定律，Q中產(chǎn)生與圖示相反方向的電流，C、D錯(cuò)．］應(yīng)用楞次定律解題的一般步驟1.如圖所示，導(dǎo)線框abcd與直導(dǎo)線在同一平面內(nèi),直導(dǎo)線通有恒定電流I，當(dāng)線框由左向右勻速通過(guò)直導(dǎo)線的過(guò)程中,線框中感應(yīng)電流的方向是（）A．先abcd,后dcba，再abcdB．先abcd，后dcbaC．始終dcbaD．先dcba，后abcd，再dcbaD［線框在直導(dǎo)線左側(cè)時(shí)，隨著線框向右運(yùn)動(dòng),磁通量增加,根據(jù)楞次定律，線框中感應(yīng)電流的方向?yàn)閐cba。在線框的cd邊跨過(guò)直導(dǎo)線后，如圖所示，根據(jù)右手定則ab邊產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b，cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)閏→d.線框全部跨過(guò)直導(dǎo)線后，隨著向右運(yùn)動(dòng),磁通量減少，根據(jù)楞次定律知線框中感應(yīng)電流的方向?yàn)閐cba。故選項(xiàng)D正確．]，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．3．右手定則與楞次定律的區(qū)別與聯(lián)系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)象只適用于導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情況應(yīng)用對(duì)于磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象較方便對(duì)于導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象較方便聯(lián)系右手定則是楞次定律的特例【例2】如圖所示,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)（)A．圓環(huán)中磁通量不變，環(huán)中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生B．整個(gè)環(huán)中有順時(shí)針?lè)较虻碾娏鰿．整個(gè)環(huán)中有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鱀．環(huán)的右側(cè)有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?，環(huán)的左側(cè)有順時(shí)針?lè)较虻碾娏魉悸伏c(diǎn)撥：①ef相當(dāng)于電源，電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)閑→f。②ef與左、右部分圓形導(dǎo)體都能構(gòu)成閉合回路．D[導(dǎo)體ef向右切割磁感線，由右手定則可判斷導(dǎo)體ef中感應(yīng)電流的方向由ef。而導(dǎo)體ef分別與導(dǎo)體環(huán)的左、右兩部分構(gòu)成兩個(gè)閉合回路，故環(huán)的右側(cè)有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?，環(huán)的左側(cè)有順時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎甝（1)判斷感應(yīng)電流方向時(shí)可根據(jù)具體情況選取楞次定律或右手定則；閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線時(shí)，應(yīng)用右手定則比較方便．（2)區(qū)分右手定則和安培定則：右手定則判斷電流的方向；安培定則判斷電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的方向．訓(xùn)練角度1：右手定則與楞次定律的綜合2．下列選項(xiàng)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,其中能產(chǎn)生由a到b的感應(yīng)電流的是(）ABCDA[由右手定則可知，A中電流方向由a→b,B中電流方向由b→a；由楞次定律知，C中電流沿a→c→b→a方向，D中電流方向由b→a.］訓(xùn)練角度2：右手定則與左手定則的綜合3．(多選）兩根相互平行的金屬導(dǎo)軌水平放置于如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,在導(dǎo)軌上接觸良好的導(dǎo)體棒AB和CD可以自由滑動(dòng)．當(dāng)AB在外力F作用下向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是(）A．導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過(guò)，方向是D→CB．導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過(guò)，方向是C→DC．磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒CD的作用力向左D．磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒AB的作用力向左BD［由右手定則判斷AB棒中感應(yīng)電流的方向是B→A，以此為基礎(chǔ)，再判斷CD棒內(nèi)的電流方向?yàn)镃→D,最后根據(jù)左手定則進(jìn)一步確定CD棒和AB棒所受的安培力方向分別為向右和向左，經(jīng)過(guò)比較可得正確選項(xiàng)．］,楞次定律的拓展應(yīng)用1。楞次定律的另一種表述：感應(yīng)電流的效果總是反抗（或阻礙)產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因．2．運(yùn)動(dòng)情況的判斷——第一種方法：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)．簡(jiǎn)記口訣：“來(lái)拒去留”．3．面積變化趨勢(shì)的判斷-—第二種方法：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,即磁通量增大時(shí)，面積有收縮趨勢(shì)，磁通量減少時(shí)，面積有擴(kuò)張趨勢(shì)．簡(jiǎn)記口訣：“增縮減擴(kuò)”．【例3】如圖所示，一個(gè)輕質(zhì)鋁環(huán)套在一根水平光滑絕緣桿上,當(dāng)一條形磁鐵向右運(yùn)動(dòng)靠近鋁環(huán)時(shí)，鋁環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是（）A．向右運(yùn)動(dòng) B．向左運(yùn)動(dòng)C．靜止不動(dòng) D．不能判定A［解法一：電流元受力分析法．如圖所示，當(dāng)磁鐵向環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)鋁環(huán)的磁通量增加，由楞次定律判斷出鋁環(huán)的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)的方向相反,即向右，根據(jù)安培定則可判斷出感應(yīng)電流方向,從左側(cè)看為順時(shí)針?lè)较?把鋁環(huán)的電流等效為多段直線電流元,取上、下兩小段電流元進(jìn)行研究,由左手定則判斷出兩段電流元的受力，由此可判斷整個(gè)鋁環(huán)所受合力向右，故A選項(xiàng)正確．解法二：阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)法．產(chǎn)生磁場(chǎng)的物體與閉合線圈之間的相互作用力可概括為四個(gè)字——“來(lái)拒去留”．磁鐵向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，鋁環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電流總是阻礙磁鐵與導(dǎo)體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則磁鐵和鋁環(huán)間有排斥作用，故A正確．解法三：等效法．如圖所示，磁鐵向右運(yùn)動(dòng)，使鋁環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電流可等效為條形磁鐵,而兩磁鐵有排斥作用，故A項(xiàng)正確．］在【例3】中，若有兩個(gè)輕質(zhì)鋁環(huán)套在水平光滑桿上，則兩個(gè)鋁環(huán)之間的距離如何變化?提示：兩環(huán)產(chǎn)生同向感應(yīng)電流,相互吸引，距離變?。姶鸥袘?yīng)現(xiàn)象中導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的分析方法(1）確定所研究的閉合電路．(2)明確閉合電路所包圍的區(qū)域磁場(chǎng)的方向及磁場(chǎng)的變化情況．（3）確定穿過(guò)閉合電路的磁通量的變化或?qū)w是否切割磁感線．（4）根據(jù)楞次定律或右手定則判定感應(yīng)電流的方向．（5)根據(jù)左手定則或“來(lái)拒去留”“增反減同”等判斷導(dǎo)體所受安培力及運(yùn)動(dòng)的方向．4．如圖所示，光滑固定金屬導(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的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A．P、Q將保持不動(dòng)B．P、Q將相互遠(yuǎn)離C．磁鐵的加速度小于gD．磁鐵的加速度仍為gC[當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)，穿過(guò)回路的磁通量增加，根據(jù)楞次定律：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙磁通量的變化，可知，P、Q將互相靠攏，回路的面積減小一點(diǎn)，使穿過(guò)回路的磁通量減小一點(diǎn)，起到阻礙原磁通量增加的作用,故A錯(cuò)誤，B錯(cuò)誤;由于磁鐵受到向上的安培力作用,所以合力小于重力，磁鐵的加速度一定小于g.故C正確,D錯(cuò)誤．]課堂小結(jié)知識(shí)脈絡(luò)1。楞次定律的內(nèi)容是：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．楞次定律可廣義地表述為:感應(yīng)電流的“效果”總是要反抗(或阻礙)引起感應(yīng)電流的“原因”，常見的有三種：(1）阻礙原磁通量的變化(增反減同)．(2）阻礙導(dǎo)體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)(來(lái)拒去留)．（3)通過(guò)改變線圈面積來(lái)“反抗"(增縮減擴(kuò)）．3．閉合電路的部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向可由右手定則判斷。1．(2019·全國(guó)卷Ⅲ)楞次定律是下列哪個(gè)定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體體現(xiàn)？（)A．電阻定律 B．庫(kù)侖定律C．歐姆定律 D．能量守恒定律［答案]D2。如圖所示,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(shuō)法中正確的是(）A．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→CB[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)．］3．(多選）如圖所示，當(dāng)磁鐵運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過(guò)電阻的電流方向是A→R→B，則磁鐵可能是（)A．向下運(yùn)動(dòng)B．向上運(yùn)動(dòng)C．向左運(yùn)動(dòng)D．以上都不可能BC［此題可通過(guò)逆向應(yīng)用楞次定律來(lái)判定．(1）由感應(yīng)電流方向A→R→B，應(yīng)用安培定則得知感應(yīng)電流在螺線管內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向應(yīng)是從上指向下；(2）由楞次定律判得螺線管內(nèi)磁通量的變化應(yīng)是向下的減小或向上的增加;(3)由條形磁鐵的磁感線分布知螺線管內(nèi)原磁場(chǎng)是向下的，故應(yīng)是磁通量