新教材高中物理電磁感應(yīng)1楞次定律課件新人教版選擇性必修

第二章電磁感應(yīng)1．楞次定律課前預(yù)習(xí)反饋課內(nèi)互動(dòng)探究課堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)目標(biāo)體系構(gòu)建核心素養(yǎng)提升目標(biāo)體系構(gòu)建【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．探究影響感應(yīng)電流方向的因素，理解楞次定律。2．理解楞次定律是能量守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的反映。3．掌握右手定那么，認(rèn)識(shí)右手定那么是楞次定律的一種具體表現(xiàn)形式。4．會(huì)用楞次定律和右手定那么，判斷感應(yīng)電流的方向?！舅季S脈絡(luò)】課前預(yù)習(xí)反響1．實(shí)驗(yàn)探究將螺線管與電流計(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，如下圖，記錄感應(yīng)電流的方向。知識(shí)點(diǎn)1影響感應(yīng)電流方向的因素圖號(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______逆時(shí)針______感應(yīng)電流的磁場(chǎng)______磁通量的增加乙______順時(shí)針______2．分析歸納(1)線圈內(nèi)磁通量增大時(shí)(圖甲、乙)向下向上阻礙向上向下圖號(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______逆時(shí)針______感應(yīng)電流的磁場(chǎng)______磁通量的增加乙______順時(shí)針______2．分析歸納(1)線圈內(nèi)磁通量增大時(shí)(圖甲、乙)向下向下阻礙向上向上3.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(chǎng)與原磁場(chǎng)的方向___(A．相同B．相反)；當(dāng)穿過線圈的磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)的方向_____(A．相同B．相反)。B

A

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______引起感應(yīng)電流的______________。2．能量轉(zhuǎn)化在上述實(shí)驗(yàn)中，把磁極插入線圈或從線圈內(nèi)抽出時(shí)，推力或拉力都必須做機(jī)械功，做功過程中消耗的______能轉(zhuǎn)化成感應(yīng)電流的____能。阻礙知識(shí)點(diǎn)2楞次定律磁通量的變化機(jī)械電1．內(nèi)容伸開右手，使拇指與其余四個(gè)手指______，并且都與手掌在同一個(gè)________。讓磁感線從______進(jìn)入，并使拇指指向_________的方向，這時(shí)__________的方向就是感應(yīng)電流的方向。2．適用情況適用于閉合電路局部導(dǎo)體____________產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況。垂直知識(shí)點(diǎn)3右手定那么平面內(nèi)手心四指所指切割磁感線導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)

思考辨析『判一判』(1)由楞次定律知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)一定與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相反。 ()(2)回路不閉合，穿過回路的磁通量變化時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生“阻礙〞作用。 ()(3)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)一定阻礙引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的磁通量的變化。 ()(4)楞次定律說明感應(yīng)電流的效果總與引起感應(yīng)電流的原因?qū)埂? ()(5)因動(dòng)而生電，可以用右手定那么來判定感應(yīng)電流的方向。 ()×

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√

√

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『選一選』(2021·北京市朝陽(yáng)區(qū)高二上學(xué)期期末)一個(gè)閉合導(dǎo)體圓環(huán)固定在水平桌面上，一根條形磁鐵沿圓環(huán)的軸線運(yùn)動(dòng)，使圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生了感應(yīng)電流。以下四幅圖中，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向與條形磁鐵的運(yùn)動(dòng)情況相吻合的是 ()D

解析：A．由圖示可知，在磁鐵S極上升過程中，穿過圓環(huán)的磁場(chǎng)方向向上，在磁鐵遠(yuǎn)離圓環(huán)時(shí)，穿過圓環(huán)的磁通量變小，由楞次定律可知，從上向下看，圓環(huán)中的感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向，故A錯(cuò)誤；同理，根據(jù)楞次定律可判選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤，D正確。『想一想』某同學(xué)在學(xué)習(xí)了法拉第電磁感應(yīng)定律之后，自己制作了一個(gè)手動(dòng)手電筒。右圖是手電筒的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)示意圖，左右兩端是兩塊完全相同的條形磁鐵，中間是一根絕緣直桿，由絕緣細(xì)銅絲繞制的多匝環(huán)形線圈只可在直桿上自由滑動(dòng)，線圈兩端接一燈泡，晃動(dòng)手電筒時(shí)線圈也來回滑動(dòng)，燈泡就會(huì)發(fā)光，其中O點(diǎn)是兩磁極連線的中點(diǎn)，a、b兩點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱。(1)試分析其工作原理；(2)燈泡中的電流方向是否變化。答案：(1)見解析(2)變化解析：(1)線圈來回滑動(dòng)時(shí)，穿過線圈的磁通量不斷變化，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，燈泡發(fā)光。(2)線圈由a滑至b過程中，磁場(chǎng)方向向左，穿過線圈的磁通量先減小后增加，根據(jù)楞次定律，燈泡中電流方向先由右向左，后由左向右同樣可判斷線圈由b滑至a過程中，燈泡中電流方向先由右向左，后由左向右。所以線圈中電流方向不斷變化。課內(nèi)互動(dòng)探究探究在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，大家是否注意到在不同的情況下感應(yīng)電流的方向是不同的(如下圖)，感應(yīng)電流的方向取決于哪些因素？究竟怎樣判斷感應(yīng)電流的方向呢？提示：取決于閉合線圈內(nèi)磁通量的變化情況；用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向。楞次定律的理解及應(yīng)用情景導(dǎo)入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。

要點(diǎn)提煉2．對(duì)楞次定律中“阻礙〞的理解誰(shuí)阻礙誰(shuí)是感應(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3.“阻礙〞的表現(xiàn)形式楞次定律中的“阻礙〞作用，正是能量轉(zhuǎn)化和守恒定律的反響，在克服“阻礙〞的過程中，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，常見的情況有以下四種：(1)阻礙原磁通量的變化——“增反減同〞；(2)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)——“來拒去留〞；(3)使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì)——“增縮減擴(kuò)〞；(4)阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)——“增反減同〞。4．楞次定律的使用步驟(1)“阻礙〞并不意味著“相反〞。感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向和原磁場(chǎng)方向可能相同，也可能相反，需要依據(jù)磁通量的變化情況判斷。(2)如果問題不涉及感應(yīng)電流的方向，那么用楞次定律的推廣含義進(jìn)行研究，可以使分析問題的過程簡(jiǎn)化。特別提醒如下圖，在水平地面上有一條沿東西方向鋪設(shè)的水平直導(dǎo)線，導(dǎo)線中通有自東向西穩(wěn)定、強(qiáng)大的直流電流?，F(xiàn)用一閉合的檢測(cè)線圈(線圈中串有靈敏的檢流計(jì)，圖中未畫出)檢測(cè)此通電直導(dǎo)線的位置，假設(shè)不考慮地磁場(chǎng)的影響，在檢測(cè)線圈位于水平面內(nèi)，從距直導(dǎo)線很遠(yuǎn)處由北向南沿水平地面通過導(dǎo)線的上方并移至距導(dǎo)線很遠(yuǎn)處的過程中，俯視檢測(cè)線圈，其中的感應(yīng)電流的方向是()典例1典例剖析玉A．先順時(shí)針后逆時(shí)針B．先逆時(shí)針后順時(shí)針C．先逆時(shí)針后順時(shí)針，然后再逆時(shí)針D．先順時(shí)針后逆時(shí)針，然后再順時(shí)針答案：C思路引導(dǎo)：按以下思路分析解題：(1)安培定那么判定通電導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)的分布情況。(2)線圈運(yùn)動(dòng)過程中磁通量的變化。(3)楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向。解析：根據(jù)通電直導(dǎo)線周圍磁感線的特點(diǎn)，檢測(cè)線圈由遠(yuǎn)處移至直導(dǎo)線正上方時(shí)，穿過線圈的磁場(chǎng)有向下的分量，磁通量先增加后減小，由楞次定律和安培定那么，線圈中的電流方向先逆時(shí)針后順時(shí)針，當(dāng)檢測(cè)線圈由直導(dǎo)線正上方移至遠(yuǎn)處時(shí)，穿過線圈的磁場(chǎng)有向上的分量，磁通量先增加后減小，由楞次定律和安培定那么，線圈中的電流方向先順時(shí)針后逆時(shí)針。所以C正確。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練BD

解析：當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向下移動(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，從而判斷出穿過線圈a的磁通量變大，所以B正確；根據(jù)楞次定律即可判斷出線圈a中感應(yīng)電流方向俯視應(yīng)為逆時(shí)針，A錯(cuò)誤；線圈a應(yīng)有收縮的趨勢(shì)，C錯(cuò)誤；將線圈a和b看作兩個(gè)條形磁鐵，不難判斷此時(shí)兩磁鐵的N極相對(duì)，互相排斥，故線圈a對(duì)水平桌面的壓力將增大，所以D正確，應(yīng)選BD。探究如下圖，導(dǎo)體棒與電流表連接，導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)。請(qǐng)思考：電流表指針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)？指針的偏轉(zhuǎn)方向與導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)嗎？提示：導(dǎo)體棒做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)方向不同，指針的偏轉(zhuǎn)方向也不同。右手定那么的理解及應(yīng)用情景導(dǎo)入1．楞次定律與右手定那么的比較要點(diǎn)提煉名稱比較項(xiàng)目楞次定律右手定則研究對(duì)象整個(gè)閉合回路閉合電路中切割磁感線運(yùn)動(dòng)的部分導(dǎo)體適用范圍適用于由磁通量變化引起感應(yīng)電流的各種情況適用于一段導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)2.右手定那么與左手定那么的比較比較項(xiàng)目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)體所受磁場(chǎng)力的方向已知條件已知切割運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向已知電流方向和磁場(chǎng)方向圖例因果關(guān)系運(yùn)動(dòng)―→電流電流―→運(yùn)動(dòng)應(yīng)用實(shí)例發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)如下圖，一個(gè)金屬圓盤安裝在豎直的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，置于蹄形磁鐵之間，兩塊銅片A、O分別與金屬盤的邊緣和轉(zhuǎn)動(dòng)軸接觸。假設(shè)使金屬盤按圖示方向(俯視順時(shí)針方向)轉(zhuǎn)動(dòng)起來，以下說法正確的選項(xiàng)是()A．電阻R中有Q→R→P方向的感應(yīng)電流B．電阻R中有P→R→Q方向的感應(yīng)電流C．穿過圓盤的磁通量始終沒有變化，電阻R中無感應(yīng)電流D．調(diào)換磁鐵的N、S極同時(shí)改變金屬盤的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，R中感應(yīng)電流的方向也會(huì)發(fā)生改變典例2典例剖析B

思路引導(dǎo)：將圓盤等效為從圓心到邊緣的無數(shù)根輻向分布的導(dǎo)體，然后根據(jù)右手定那么判斷。解析：對(duì)圓盤來說，從圓心到邊緣可以理解成為有無數(shù)根輻向分布的導(dǎo)體，每根導(dǎo)體都與負(fù)載電阻R構(gòu)成閉合電路，每根導(dǎo)體都處在蹄形磁鐵形成的磁場(chǎng)中，當(dāng)圓盤按圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)右手定那么，可知產(chǎn)生由圓心到邊緣的感應(yīng)電流，即電阻R中有P→R→Q方向的感應(yīng)電流，故A、C錯(cuò)B正確；當(dāng)調(diào)換磁鐵的N、S極同時(shí)改變金屬盤的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，根據(jù)右手定那么，可判定R中感應(yīng)電流的方向不變，D錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練A

解析：ab棒順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，運(yùn)用右手定那么：導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b。故A正確；ab向紙外運(yùn)動(dòng)，運(yùn)用右手定那么，知導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閎→a，故B錯(cuò)誤；穿過回路的磁通量減小，由楞次定律知，回路中感應(yīng)電流方向由b→a→c，故C錯(cuò)誤；ab棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)，由右手定那么判斷知導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閎→a，故D錯(cuò)誤。核心素養(yǎng)提升“一定律三定那么〞的應(yīng)用技巧應(yīng)用現(xiàn)象與規(guī)律比較基本現(xiàn)象應(yīng)用的定則或定律運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生磁場(chǎng)安培定則磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、電流有作用力左手定則電磁感應(yīng)部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)右手定則閉合回路磁通量變化楞次定律如下圖，在一根較長(zhǎng)的鐵釘上，用漆包線繞兩個(gè)線圈A和B。將線圈B的兩端與直導(dǎo)線CD相連，將CD平放在陰極射線管正下方和靜止的小磁針的正上方，與小磁針和射線管平行。試判斷合上開關(guān)的瞬間，陰極射線和小磁針N極的偏轉(zhuǎn)情況？線圈A中電流穩(wěn)定后，陰極射線和小磁針又怎樣偏轉(zhuǎn)？案例解析：在開關(guān)合上的瞬間，線圈A內(nèi)有了由小變大的電流，根據(jù)安培定那么可判斷出此時(shí)線圈A在鐵釘內(nèi)產(chǎn)生了一個(gè)由小變大的向右的磁場(chǎng)。由楞次定律可知，線圈B內(nèi)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)應(yīng)該阻礙鐵釘內(nèi)的磁場(chǎng)在線圈B內(nèi)的磁通量的增加，即線圈B內(nèi)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向是向左的。由安培定那么可判斷出線圈B內(nèi)感應(yīng)電流流經(jīng)CD時(shí)的方向是由C到D。再由安培定那么可以知道直導(dǎo)線CD內(nèi)電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)在其正下方是垂直于紙面向里，上方是垂直紙面向外，因此，陰極射線向下偏轉(zhuǎn)，小磁針N極應(yīng)該向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)。線圈A內(nèi)電流穩(wěn)定后，CD內(nèi)不再有感應(yīng)電流，所以，陰極射線不偏轉(zhuǎn)，小磁針又回到原來位置。答案：在開關(guān)合上的瞬間，陰極射線向下偏轉(zhuǎn)，小磁針的N極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)；當(dāng)線圈A內(nèi)的電流穩(wěn)定以后，陰極射線不偏轉(zhuǎn)，小磁針又回到原來的位置。課堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)A

A．鐵圈下落到磁鐵中間位置時(shí)，加速度等于重力加速度B．鐵圈的加速度始終大于重力加速度C．整個(gè)下落過程中，鐵圈中的電流方向始終不變D．假設(shè)把鐵圈換成塑料圈，下落相同高度所需的時(shí)間變短AD

解析：由楞次定律可知，感應(yīng)電流總是阻礙磁鐵間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在鐵圈靠近磁鐵的過程中為阻礙鐵圈的靠近，線圈對(duì)磁鐵的作用力豎直向上，在線圈穿過磁鐵遠(yuǎn)離的過程中，為阻礙鐵圈的遠(yuǎn)離，磁鐵對(duì)線圈的作用力豎直向上，那么在整個(gè)過程中，磁鐵對(duì)線圈的作用力始終豎直向上，加速度小于或等于g，當(dāng)鐵圈下落到磁鐵中間位置時(shí)，加速度等于重力加速度，故A正確，B錯(cuò)誤；由圖示可知，在鐵圈下落過程中，穿過鐵圈的磁場(chǎng)方向向上，在鐵圈靠近磁鐵時(shí)，穿過鐵圈的磁通量變大，在鐵圈遠(yuǎn)離磁鐵時(shí)穿過鐵圈的磁通量減小，由楞次定律可知，從上向下看，鐵圈中的感應(yīng)電流先沿順時(shí)針方向，后沿逆時(shí)針方向，故C錯(cuò)誤；假設(shè)把鐵圈換成塑料圈，塑料圈中沒有電流，那么不會(huì)受到磁鐵的阻礙，下落相同高度所需的時(shí)間會(huì)變短。故D正確。A．開關(guān)閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(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)AD

解析