2017-2018学年高中物理第四章电磁感应第3节楞次定律教学案新人教版选修3-2

1、第 3 节楞次定律1.1. 楞次定律的内容是： 感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁 通量的变化。2 2 .楞次定律可广义地表述为： 感应电流的“效果”总是要反抗 （或阻碍） 引起感应电流的“原因”，常见的有三种：1阻碍原磁通量的变化（“增反减同”）；2阻碍导体的相对运动（“来拒去留”）；3通过改变线圈面积来“反抗”（“增缩减扩”）。3 3 .闭合导体回路的一部分做切割磁感线运动时，可用右手定则判断感应电流的方向。图号磁场方向感应电流的方向感应电流的磁场方向甲向下逆时针（俯视）向上乙向上顺时针（俯视）向下线圈内磁通量减少时的情况课餉口工学习基桶才能楼為一、楞次定律1

2、 1.探究感应电流的方向（1 1） 实验器材： 条形磁铁、（用来查明线圈中电流的流电流表、线圈、导线、一节干电池线圈内磁通量增加时的情况要记牢2图号磁场方向感应电流的方向感应电流的磁场方向丙向下顺时针（俯视）向下3丁向上逆时针（俯视）向上（3 3）实验结论表述一：当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反；当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同。_表述二：当磁铁靠近线圈时，两者相斥；当磁铁远离线圈时，两者相吸。_2 2 楞次定律感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。二、右手定则1 1 内容伸开右手， 使拇指与其余四个手指

3、垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。如图2.2.适用范围适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。TL疋W1 1 自主思考一一判一判（1 1）感应电流的磁场总与原磁场方向相反。（X） 感应电流的磁场总是阻碍原磁场的磁通量。（X）（3 3）感应电流的磁场有可能阻止原磁通量的变化。（X） 导体棒不垂直切割磁感线时，也可以用右手定则判断感应电流方向。（V）（5 5）凡可以用右手定则判断感应电流方向的，均能用楞次定律判断。（V）（6 6）右手定则即右手螺旋定则。（X）4-3-24-3-2 所示。图 4-3-2

4、4-3-242 2.合作探究一一议一议（1 1）楞次定律中“阻碍”与“阻止”有何区另 U?U?提示：阻碍不是阻止，阻碍只是延缓了磁通量的变化，但这种变化仍将继续进行。当线圈和磁场发生相对运动而引起感应电流时，感应电流的效果是阻碍线圈或磁场5的运动吗？提示：感应电流阻碍线圈与磁场间的相对运动。(3)(3)左手定则和右手定则中“四指所指的方向”表示的物理意义一样吗？提示：左手定则中“四指所指的方向”为已知电流的方向，右手定则中“四指所指的方向”表示感应电流的方向。1 1 因果关系闭合导体回路中原磁通量的变化是产生感应电流的原因,即只有当闭合导体回路中的磁通量发生变化时，才会有感应电流的磁场出现。z

5、.jJ引訂矗应尬流石血总iZ惟阻碍腥牛(協他场的战通就的輕电二二二二二二三二二二二二二二二;彳壯迥彳花”阻碍的是磁通就的变优，而不是阻碍盛通就；和 趣-/io何阻碍严埼的方向相反；当磁通址誡中时，感哑电流的L一苛v丨磁场方向為磚场的方向相同，即“増反减同”冶阳話里 M 阻碍井不是阻止，只是延缰f險通秋的变化，I/卩且榨彬这种变化将继续进廿IR电容C与一线圈连成闭合电路，条形磁铁静止于线圈的正上方,所示。现使磁铁开始自由下落，在N N 极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是图 4-3-34-3-3A.从a到b,上极板带正电考点一用楞次定律判断感应电流的方向Q通知识课堂讲

6、练设计.举一能通娄題而感应电流的磁场的产生是感应电流存在的结果,2 2 楞次定律中“阻碍”的含义典例电阻朝下，如图 4-3-34-3-36B.从a到b,下极板带正电C.从b到a,上极板带正电D.从b到a,下极板带正电思路点拨7明确穿过线圈的磁 通量及其变化情况楞次定律判断线圈中感应电流的磁场方向安培定则判断线圈中感 应电流的方向解析在磁体自由下落，N N 极接近线圈上端的过程中，通过线圈的磁通量方向向下且在增大，根据楞次定律可判断出线圈中感应电流的磁场方向向上，中感应电流方向为逆时针绕向（由上向下看），流过R的电流方向从b到a,电容器下极板带D.D.将圆环拉出磁场的过程中，当环全部处在磁场中运

7、动时，也有感应电流产生解析：选 B B 向左和向右拉出时，磁通量都减少，根据楞次定律，感应电流的磁场与原磁场同向，由安培定则知感应电流为顺时针，B B 正确，A A、C C 错误；当环全部处在磁场中运动时，磁通量不变，环中无感应电流产生，D D 错误。2.2.（多选）如图 4-3-54-3-5 所示，足够长的通电导线旁边同一平面有矩形线圈abed,则（）利用安培定则可判知线圈正电。选项D D 正确。答案0630明确研4谨冋跆曬场 方向如何判前扁应安培判断魅应垦哪-口址如轲变化电沆儘场 方向叩空匸二电流方向1.1.如图 4-3-44-3-4 所示，闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放匀强磁场中,将它从

8、匀强磁场中匀速拉出，以下各种说法中正确的是A.B.C.向左和向右拉出时，环中感应电流方向相反向左和向右拉出时，环中感应电流方向都是沿顺时针方向向左和向右拉出时，环中感应电流方向都是沿逆时针方向楞次定律的使用步骤XXX8图 4-3-54-3-5A.A.若线圈向右平动，其中感应电流方向是abd9B.B. 若线圈竖直向下平动，无感应电流产生C.C.当线圈以ad边为轴转动时（转动角度小于 9090 ），其中感应电流方向是dD.D.当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是CTd d解析：选 BDBD 根据安培定则知，线圈所在处的磁场垂直纸面向里，当线圈向右平动、以ad边为轴转动时，磁通量减少，感应电流产生

9、的磁场与原磁场同向，感应电流方向为adTCTb, A A、C C 错误；若线圈竖直向下平动，无感应电流产生，B B 正确；若线圈向导线靠近时，磁通量增加，感应电流产生的磁场与原磁场反向，垂直纸面向外，感应电流方向为aTbTCTd, D D正确。3.3.如图 4-3-64-3-6 所示，当磁场的磁感应强度B增强时，内、外金属环上的感应电流的方向 应为（）A.A. 内环顺时针，外环逆时针B.B. 外环顺时针，内环逆时针C.C. 内、外环均为顺时针D.D. 内、外环均为逆时针解析：选 A A 当磁场增强时，根据楞次定律，感应电流的磁场要阻碍原磁场的增强，其方向必然与正在增强的磁场方向相反，即垂直纸面

10、向外，再应用安培定则可得， 回路中的感应电流方向为：外环逆时针，内环顺时针，正确选项为A A。右手定则的应用0 通方怎（多选）如图 4-3-74-3-7 所示，光滑平行金属导轨PP和QQ处于同一水平面内,P和Q之间连接一电阻R,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现垂直于导轨放置一根导体棒MN用一水平向右的力F拉动导体棒MN下列关于导体棒MN中感应电流的方向和 它所受安培力的方向的说法正确的是（）考点二典例图 4-3-64-3-6图 4-3-74-3-710A.A.感应电流的方向是NTMB.B.感应电流的方向是MTN11C.C. 安培力水平向左D.D. 安培力水平向右思路点拨 本题可按以下思路进

11、行分析:解析以导体棒为研究对象， 导体棒所处位置磁场的方向向下，运动方向向右，根据右手定则可知，导体棒中感应电流的方向是N M再 根 据 左 手 定 则 可 知 ， 导 体 棒 所 受 安 培力的方向水平向左，选项 A A、C C 正确。答案ACAC“三定则一定律”的比较_适用的基本物理现象应用的定则或定律判断电流（运动电何）产生的磁场的方向安培定则判断安培力、洛伦兹力的方向左手定则判断闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时产生的感应电流的方向右手疋则判断穿过闭合电路的磁通量发生变化时产生的感应电流的方向楞次定律1.1.（多选）如图4-3-8所示，导体ab、cd可在水平轨道上自由滑动，且两水平

12、轨道在中 央交叉处互不相通。当导体棒C. cd向左移动D. cd向右移动2.2. 一个闭合金属线框的两边接有电阻R、R,线框上垂直放置一根金属棒ab,棒与线框磁场方向右手定则- 切割方向感应电流左手定则安培力 的方向的方向ab向左移动时（ab中感应电流的方向为B.B.ab中感应电流的方向为解析：选 ADAD 由右手定则可判断ab中感应电流方向为从a到b,从而cd中电流方向为从c到d,根据左手定则可判定导体cd中安培力方向水平向右，即向右移动,A A、D D 正确。A.A.匚图 4-3-84-3-8XX匚CX12接触良好，整个装置放在匀强磁场中，如图 4-3-94-3-9 所示。当用外力使ab棒

13、右移时，下列判 断中正确的是（）訥一L图 4-3-94-3-9A.A. 穿过线框的磁通量不变，框内没有感应电流B.B. 框内有感应电流，电流方向沿顺时针方向绕行C.C. 框内有感应电流，电流方向沿逆时针方向绕行D.D. 框内有感应电流，左半边逆时针方向绕行，右半边顺时针方向绕行解析：选 D Dab棒右移时，切割磁感线。根据右手定则，ab棒中的感应电流方向从a流向b。此时ab棒起着电源的作用，分别对两边电阻供电， 如图所示，所以流过R、R2的电流都由上而下地绕行。一、基础题龜熟1 1根据楞次定律知，感应电流的磁场一定是（）A A 阻碍引起感应电流的磁通量B.B. 与引起感应电流的磁场方向相反C.

14、C. 阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化D.D. 与引起感应电流的磁场方向相同解析：选 C C 由楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化，并不是阻碍原磁场的磁通量，感应电流的磁场可能与原磁场的方向相同，也可与原磁场方向相反，故选项 C C 正确。2.2.如图 1 1 所示，一根条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中，环中的感应电流（自左向右看）（）（）A.A. 沿顺时针方向谍頂层级训练，步歩提升隧力图 1 113B.B. 先沿顺时针方向后沿逆时针方向14C.C. 沿逆时针方向D.D. 先沿逆时针方向后沿顺时针方向解析：选 C C 条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的

15、过程中，向右的磁通量一直增加，根 据楞次定律，环中的感应电流 （自左向右看）为逆时针方向，C C 对。3.3.某磁场磁感线如图 2 2 所示，有铜线圈自图示a处落至b处，在下落过程中，自上向下看，线圈中的感应电流方向是（) )图 2 2A.A.始终顺时针B.B.始终逆时针C.C.先顺时针再逆时针D.D.先逆时针再顺时针5?解析：选 C C 自a点落至图示位置时，穿过线圈的磁通量增加，由楞次定律判断知线圈 A A . .中感应电流方向为顺时针，自图示位置落至b点时，穿过线圈的磁通量减少，由楞次定律判断知，线圈中感应电流方向为逆时针，C C 项正确。4.4.（多选）两根互相平行的金属导轨水平放置于

16、如图3 3 所示的匀强磁场中，在导轨上导体棒ab和cd可以自由滑动。当ab在外力F作用下向右运动时，下列说法正确的是（）A.cd内有电流通过，方向是cfB. cd向左运动C.磁场对cd作用力向左D.磁场对ab作用力向左解析：选 ADAD 为了判断cd内电流方向，首先判断ab内的电流方向，因为ab在外力F作用下向右做切割磁感线运动，根据右手定则判断可知电流的方向是a,ab起着电源作用，电流从a端流出，回路的电流方向是ab,所以 A A 是对的。由左手定则可知D D 是正确的。5.5.（多选） 信用卡的磁条中15有一个个连续的相反极性的磁化区如图4 4 所示。刷卡时，当磁条以某一速度拉过信用卡阅读

17、器的检测头时，在检测头的线圈中产生感应电流，那么下列16说法正确的是（）Gba图 4 4A. a、b、c三位置经过检测头时，线圈中有感应电流产生B. a、b、c三位置经过检测头时，线圈中无感应电流产生C. a、c两位置经过检测头时，线圈中感应电流方向相同D. a、c两位置经过检测头时，线圈中感应电流方向相反解析：选 ADADa、b、c三位置处于磁性过渡区，经过检测头时，引起线圈中磁通量变化，有感应电流产生，A A 对 B B 错。a、c两位置磁性变化规律不同，经过检测头时引起线圈中磁通 量变化情况相反，感应电流方向相反，C C 错 D D 对。6.6.如图 5 5 所示， 金属棒ab、金属导轨

18、和螺线管组成闭合回路，金属棒ab在匀强磁场B中沿导轨向右运动，则（）afiXXXXJSXXX1 * XXXXXXb图 5 5A.A.ab棒不受安培力作用B.B.ab棒所受安培力的方向向右C.C.ab棒中感应电流的方向由b到aD.D.螺线管产生的磁场，A端为 N N 极解析：选 C C 金属棒ab沿导轨向右运动时，所受安培力方向向左，以“阻碍”其运动，A A、B B 错误。根据右手定则可知，流过金属棒ab的感应电流的方向是从b流向a,所以流过 螺线管的电流方向是从A端到达B端，根据右手螺旋定则可知，螺线管的A端为 S S 极，C C 正 确、D D 错误。二、易错题明7.7.如图 6 6 所示，

19、一个 U U 形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab,有一个磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是（）0。在下列各过程17A.A.ab向右运动，同时使 0 减小B.B. 使磁感应强度 B B 减小，0角同时也减小C.C.ab向左运动，同时增大磁感应强度BD.D.ab向右运动，同时增大磁感应强度B和 0角(0(0 0 9090)解析：选 A A 依题意，磁通量 二BScoscos 0，对于 A A 选项，棒向右运动，S增大，同 时 0 减小，coscos 0增大，则 一定增大，回路中有感应电流；对于 B B 选项，B减小，同

20、时 0减小，coscos 0 增大，可能不变，不一定产生感应电流；对于C C 选项，棒向左运动，S减小，同时B增大， 可能不变，也不一定产生感应电流；对于D D 选项，棒向右运动，S增大，同时B增大，0增大即 coscos 0 减小，可能不变，也不一定产生感应电流。8.8.如图 7 7 所示，一铝制导体圆环竖直固定在水平光滑杆ab上，当把条形磁铁的 N N 极向 左插向圆环时，圆环中产生的感应电流方向如何？如果把条形磁铁从圆环中向右抽出时，圆环中产生的感应电流方向又如何呢？图 7 7解析：当条形磁铁的 N N 极向左插向圆环时， 穿过圆环的磁通量逐渐增加，圆环产生感应电流。感应电流的磁场要阻碍

21、引起感应电流的磁通量的增加，故感应电流的磁场方向向右， 用安培定则可判定感应电流的方向为：从右向左看为逆时针方向。/若条形磁铁从圆环中向右抽出时，穿过圆环的磁通量逐渐减少，圆环产生感应电流。 感应电流的磁场要阻碍引起感应电流的磁通量的减少，感应电流的磁场方向向左， 用安培定则可判定感应电流的方向为：从右向左看为顺时针方向。答案：见解析 P XI三、能力题傷通79.9.如图 8 8 所示，圆形金属环放在水平桌面上，有一带正电的微粒以水平速度v贴近环的上表面距环心d处飞过，则带电微粒在飞过环的过程中，环中感应电流方向是( () )18图 8 8A.A. 始终是沿顺时针方向B.B. 始终是沿逆时针方

22、向C.C. 先沿顺时针方向，再沿逆时针方向19D.D.先沿逆时针方向，再沿顺时针方向解析：选 D D 带电微粒靠近圆环过程中，穿过圆环的磁通量方向垂直纸面向里并增加，由楞次定律知，圆环中将产生逆时针方向的感应电流，当微粒远离圆环时，圆环中产生顺时 针方向的感应电流。10.10.（多选）如图 9 9 所示，导线框MNQP近旁有一个跟它在同一竖直平面内的矩形线圈abed，下列说法正确的是（）解析：选 ACDACD 当电阻变化或abed靠近、远离PQ时，穿过abed的磁通量发生变化,会产生感应电流。1111现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、 线圈B电流计及开关按如图1010 所示 方式连接。在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发