物理人教版高中選擇性必修二（2019年新編）2-1楞次定律 課件

第1節(jié)楞次定律第二章電磁感應(yīng)知識點(diǎn)實(shí)驗(yàn)：探究感應(yīng)電流的方向?qū)嶒?yàn)探究將螺線管與電流計(jì)組成閉合回路，分別將N極、S極插入、抽出線圈，如圖所示，記錄感應(yīng)電流方向如下：1新知探究知識點(diǎn)實(shí)驗(yàn)：探究感應(yīng)電流的方向?qū)嶒?yàn)探究1新知探究知識點(diǎn)實(shí)驗(yàn)：探究感應(yīng)電流的方向分析(1)線圈內(nèi)磁通量增加時(shí)的情況1新知探究圖號磁場方向感應(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)向下知識點(diǎn)實(shí)驗(yàn)：探究感應(yīng)電流的方向分析(2)線圈內(nèi)磁通量減少時(shí)的情況1新知探究圖號磁場方向感應(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)向上知識點(diǎn)實(shí)驗(yàn)：探究感應(yīng)電流的方向歸納結(jié)論當(dāng)線圈內(nèi)磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場阻礙磁通量的增加；當(dāng)線圈內(nèi)磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場阻礙磁通量的減少．1新知探究知識點(diǎn)楞次定律楞次定律的內(nèi)容感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化．2新知探究知識點(diǎn)楞次定律對楞次定律的理解(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)果反過來影響原因．2新知探究知識點(diǎn)楞次定律(2)對“阻礙”的理解2新知探究知識點(diǎn)楞次定律楞次定律中的“阻礙”作用，正是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的反映，在克服這種阻礙的過程中，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能．2新知探究阻礙不是“阻止”，阻礙也不是“相反”，就磁通量而言，感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁場磁通量的變化(增反減同)．知識點(diǎn)楞次定律例：如圖所示，磁場垂直于紙面，磁感應(yīng)強(qiáng)度在豎直方向均勻分布，水平方向非均勻分布．一銅制圓環(huán)用絲線懸掛于O點(diǎn)，將圓環(huán)拉至位置a后無初速度釋放，在圓環(huán)從a擺向b的過程中()A．感應(yīng)電流方向先逆時(shí)針后順時(shí)針再逆時(shí)針B．感應(yīng)電流方向一直是逆時(shí)針C．感應(yīng)電流方向先順時(shí)針后逆時(shí)針再順時(shí)針D．感應(yīng)電流方向一直是順時(shí)針2新知探究知識點(diǎn)楞次定律【解析】在豎直虛線左側(cè)，圓環(huán)向右擺時(shí)磁通量增加，由楞次定律可判斷，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向相反，由安培定則可知感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向；擺過豎直虛線時(shí)，環(huán)中磁通量左減右增相當(dāng)于方向向外的增大，因此感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向；在豎直虛線右側(cè)向右擺動(dòng)時(shí)，環(huán)中磁通量減小，感應(yīng)電流的磁場與原磁場同向，可知感應(yīng)電流為逆時(shí)針方向，因此只有A項(xiàng)正確．【答案】A2新知探究知識點(diǎn)楞次定律運(yùn)用楞次定律判定感應(yīng)電流方向的步驟(1)首先弄清原磁場的方向及閉合電路中磁通量的變化情況．(2)根據(jù)“阻礙”原則，判斷出感應(yīng)磁場的方向．(3)由感應(yīng)磁場的方向，利用安培定則判斷出感應(yīng)電流的方向．2新知探究知識點(diǎn)楞次定律例：如圖所示，兩個(gè)大小不同的絕緣金屬圓環(huán)疊放在一起，小圓環(huán)有一半面積在大圓環(huán)內(nèi)，當(dāng)大圓環(huán)通上順時(shí)針方向電流的瞬間，小圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向是()A．順時(shí)針方向B．逆時(shí)針方向C．左半圓順時(shí)針，右半圓逆時(shí)針D．無感應(yīng)電流2新知探究知識點(diǎn)楞次定律解析：根據(jù)安培定則得，當(dāng)大圓環(huán)中電流為順時(shí)針方向時(shí)，圓環(huán)所在平面內(nèi)的磁場是垂直于紙面向里的，而環(huán)外的磁場方向垂直于紙面向外，雖然小圓環(huán)在大圓環(huán)里外的面積一樣，但環(huán)里磁場比環(huán)外磁場要強(qiáng)，所以凈磁通量還是垂直于紙面向里的．由楞次定律知，感應(yīng)電流的磁場阻礙垂直紙面向里方向的磁通量的增加，應(yīng)垂直于紙面向外，再由安培定則得出小圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，B選項(xiàng)正確．答案：B2新知探究知識點(diǎn)右手定則內(nèi)容伸開右手，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，如圖所示．3新知探究知識點(diǎn)右手定則適用情況適用于閉合電路中部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況．3新知探究右手定則與楞次定律的結(jié)果一致，在導(dǎo)體切割磁感線時(shí)，用右手定則判斷感應(yīng)電流方向更簡便．知識點(diǎn)右手定則楞次定律與三個(gè)定則的比較在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，經(jīng)常用到右手螺旋定則、左手定則，右手定則及楞次定律等規(guī)律．要想靈活運(yùn)用“三定則一規(guī)律”，就必須明確這些規(guī)律的區(qū)別與聯(lián)系．3新知探究知識點(diǎn)右手定則(1)“三定則一規(guī)律”應(yīng)用于不同的現(xiàn)象3新知探究基本現(xiàn)象應(yīng)用的定則或規(guī)律運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生的磁場右手螺旋定則磁場對運(yùn)動(dòng)電荷、電流的作用力左手定則電磁感應(yīng)導(dǎo)線切割磁感線右手定則閉合回路磁通量變化楞次定律知識點(diǎn)右手定則(2)左手定則與右手定則的區(qū)別3新知探究比較項(xiàng)目右手定則左手定則作用判斷磁場B、速度v、感應(yīng)電流I方向關(guān)系判斷磁場B、電流I、磁場力F方向已知條件運(yùn)動(dòng)方向、磁場方向、感應(yīng)電流方向任知其中二個(gè)電流方向、磁場方向、磁場力方向任知二個(gè)圖例因果關(guān)系因動(dòng)而電因電而動(dòng)應(yīng)用實(shí)例發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)知識點(diǎn)右手定則3新知探究使用時(shí)左手定則和右手定則很容易混淆，為了便于區(qū)分，可把兩個(gè)定則簡單地總結(jié)為“通電受力用左手，運(yùn)動(dòng)生電用右手”．簡稱為“通電左，生電右”．知識點(diǎn)右手定則(3)楞次定律與右手定則的比較3新知探究楞次定律右手定則區(qū)別研究對象整個(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)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情況應(yīng)用用于磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象較方便用于導(dǎo)體切割磁感線產(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知識點(diǎn)右手定則例：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)3新知探究知識點(diǎn)右手定則3新知探究【解析】由右手定則可判斷AB中感應(yīng)電流A→B，CD中電流C→D，由左手定則可判定CD受到向右的安培力作用而向右運(yùn)動(dòng)．【答案】AD知識點(diǎn)右手定則3新知探究【方法總結(jié)】對于導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生電磁感應(yīng)的現(xiàn)象，應(yīng)用右手定則判斷比較方便；對于磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化所產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，應(yīng)用楞次定律判斷比較方便．知識點(diǎn)右手定則3新知探究例：如圖所示，導(dǎo)線框abcd和通電直導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，直導(dǎo)線通有恒定電流并通過ad和bc的中點(diǎn)，當(dāng)線框向右運(yùn)動(dòng)的瞬間，則()A．線框中有感應(yīng)電流，且按順時(shí)針方向B．線框中有感應(yīng)電流，且按逆時(shí)針方向C．線框中有感應(yīng)電流，但方向難以判斷D．由于穿過線框的磁通量為零，所以線框中沒有感應(yīng)電流知識點(diǎn)右手定則3新知探究解析：此題可用兩種方法求解，借此感受右手定則和楞次定律分別在哪種情況下更便捷．解法一：首先由安培定則判斷通電直導(dǎo)線周圍的磁場方向(如圖所示)，因ab導(dǎo)線向右做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，由右手定則判斷感應(yīng)電流由a→b，同理可判斷cd導(dǎo)線中的感應(yīng)電流方向由c→d，ad、bc兩邊不做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，所以整個(gè)線框中的感應(yīng)電流是逆時(shí)針方向的．知識點(diǎn)右手定則3新知探究解法二：同樣由安培定則判斷通電直導(dǎo)線周圍的磁場方向，由對稱性可知合磁通量Φ＝0；當(dāng)導(dǎo)線框向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過線框的磁通量增大(方向垂直向里)，由楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場方向垂直紙面向外，再由安培定則判斷出感應(yīng)電流按逆時(shí)針方向．故B選項(xiàng)正確．答案：B1．如圖，兩個(gè)線圈繞在同一根鐵芯上，其中一線圈通過開關(guān)與電源連接，另一線圈與遠(yuǎn)處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導(dǎo)線連接成回路。將一小磁針懸掛在直導(dǎo)線正上方，開關(guān)未閉合時(shí)小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是（）課堂訓(xùn)練A．開關(guān)閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動(dòng)B．開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向C．開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向D．開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間再斷開后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動(dòng)課堂訓(xùn)練【答案】D【詳解】A．開關(guān)閉合后的瞬間，通過左邊線圈的磁感應(yīng)強(qiáng)度向右增大，由于磁通量增大，由楞次定律和安培定則可知，直導(dǎo)線有通以由南指向北的感應(yīng)電流，根據(jù)安培定則可知直導(dǎo)線上方的磁場方向垂直紙面向里，所以小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；BC．開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，電流穩(wěn)定，左邊線圈沒有感應(yīng)電流，所以小磁針的N極不會轉(zhuǎn)動(dòng)，BC錯(cuò)誤；課堂訓(xùn)練【答案】D【詳解】D．開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間再斷開后的瞬間，通過左邊線圈的磁感應(yīng)強(qiáng)度向右減小，由于磁通量減小，由楞次定律和安培定則可知，直導(dǎo)線有通以由北指向南的感應(yīng)電流，根據(jù)安培定則可知直導(dǎo)線上方的磁場方向垂直紙面向外，所以小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，D正確。故選D。課堂訓(xùn)練2．如圖所示，圓形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b，二者軸線重合，螺線管與電源和滑動(dòng)變阻器連接成閉合回路。若將滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng)，下列表述正確的是（）A．圈a中將產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流（俯視）B．穿過線圈a的磁通量變小C．線圈a的面積有增大的趨勢D．線圈a對水平桌面的壓力將增大課堂訓(xùn)練【答案】D【詳解】A．穿過線圈a的磁通量增加，方向向下，根據(jù)楞次定律可以判斷出線圈a中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向向上，感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針（俯視），故A錯(cuò)誤；B．滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng)時(shí)電阻減小，由閉合電路歐姆定律可知通過線圈b的電流增大，則b產(chǎn)生的磁場增大，根據(jù)安培定則可知磁場方向向下，所以線圈a的磁通量向下增加，故B錯(cuò)誤；課堂訓(xùn)練【答案】D【詳解】CD．開始時(shí)，線圈a對桌面的壓力等于線圈a的重力，當(dāng)滑片P向下移動(dòng)時(shí)，穿過線圈a的磁通量向下增加，據(jù)楞次定律的推廣：“感應(yīng)電流產(chǎn)生的效果總是阻礙引起感應(yīng)電流的原因”可知只有線圈a面積減小或遠(yuǎn)離線圈b時(shí)才能阻礙磁通量的增加，即線圈a有遠(yuǎn)離b的趨勢，故線圈a對桌面的壓力增大，線圈a有縮小的趨勢，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。課堂訓(xùn)練3．玩滑板車是小朋友們最喜愛的一項(xiàng)運(yùn)動(dòng)，滑板車的豎梁和車把均由金屬材料制成。如圖所示，遼寧某女孩正在從南往北沿直線滑行，不考慮地磁偏角的存在，下列結(jié)論正確的是（）A．豎梁上A點(diǎn)比B點(diǎn)電勢低 B．豎梁上A點(diǎn)比B點(diǎn)電勢高C．車把左端的電勢比車把右端的電勢高 D．車把左右兩端的電勢差的大小與車速無關(guān)課堂訓(xùn)練【答案】C【詳解】AB．因在遼寧地磁場有豎直向下的豎直分量，有由南向北的水平分量，則從南往北沿直線滑行時(shí)，AB不切割磁感線，即AB兩點(diǎn)電勢相等，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；CD．根據(jù)右手定則可知，車把左端的電勢比車把右端的電勢高，且車速越大，電勢差越大，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。故選C。課堂訓(xùn)練4．2020年9月1日消息，廣東清遠(yuǎn)磁浮列車圓滿完成整車靜態(tài)調(diào)試運(yùn)行試驗(yàn)如圖1，圖2是磁浮的原理圖，圖2中甲是圓柱形磁鐵，乙是用高溫超導(dǎo)材料制成的超導(dǎo)圓環(huán)，將超導(dǎo)圓環(huán)乙水平放在磁鐵甲上，它就能在磁力的作用下懸浮在磁鐵甲的上方空中，若甲的N極朝上，在乙放入磁場向下運(yùn)動(dòng)的過程中（）課堂訓(xùn)練A．俯視，乙中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向；當(dāng)乙穩(wěn)定后，感應(yīng)電流消失B．俯視，乙中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向；當(dāng)乙穩(wěn)定后，感應(yīng)電流仍存在C．俯視，乙中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向；當(dāng)乙穩(wěn)定后，感應(yīng)電流消失D．俯視，乙中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向；當(dāng)乙穩(wěn)定后，感應(yīng)電流仍存在課堂訓(xùn)練【答案】B【詳解】磁懸浮是利用了同性磁極相互排斥的原理，在乙放入磁場向下運(yùn)動(dòng)的過程中，圓環(huán)內(nèi)的磁通量是增大的，由楞次定律可知圖2中超導(dǎo)圓環(huán)乙中的感應(yīng)電流所激發(fā)的磁場的N極是向下的，由右手螺旋定則可知俯視時(shí)感應(yīng)電流沿著順時(shí)針方向；由于超導(dǎo)體電阻為零，所以當(dāng)乙穩(wěn)定后感應(yīng)電流將仍然存在。故ACD錯(cuò)誤，B正確。故選B。課堂訓(xùn)練5．據(jù)新聞報(bào)道：2020年5月16日，廣西玉林一在建工地發(fā)生了一起事故，一施工電梯突然失控從高處墜落，此次電梯墜落事故導(dǎo)致了一些人員傷亡。為了防止類似意外發(fā)生，某課外研究性學(xué)習(xí)小組積極投入到如何防止電梯墜落的設(shè)計(jì)研究中，所設(shè)計(jì)的防止電梯墜落的應(yīng)急安全裝置如圖所示，在電梯轎廂上安裝上永久磁鐵，電梯的井壁上鋪設(shè)線圈，該學(xué)習(xí)小組認(rèn)為能在電梯突然墜落時(shí)減小對人員的傷害。關(guān)于該裝置，下列說法正確的是（）課堂訓(xùn)練A．該小組設(shè)計(jì)原理有問題，當(dāng)電梯突然墜落時(shí)，該裝置不可能起到阻礙電梯下落的作用B．當(dāng)電梯突然墜落時(shí)，該安全裝置可使電梯停在空中C．當(dāng)電梯墜落至永久磁鐵在圖示位置時(shí)，閉合線圈A、B中電流方向相反D．當(dāng)電梯墜落至永久磁鐵在圖示位置時(shí)，已經(jīng)穿過A閉合線圈，所以線圈A不會阻礙電