高中物理粤教版2第一章电磁感应 第1章第3节感应电流的方向

第三节感应电流的方向学习目标知识脉络1.通过实验探究，归纳出楞次定律．(重点)2．理解楞次定律和右手定则，并能灵活运用它们判断感应电流的方向．(重点)3．理解楞次定律中“阻碍”的含义，并能说出阻碍的几种表现形式．(难点)感应电流的方向楞次定律eq\a\vs4\al([先填空])实验探究(1)探究电流表指针偏转方向与通入电流方向的关系①实验装置(如图1­3­1所示)图1­3­1②探究过程电流流入电流表的情况电流表指针偏转方向电流由“＋”接线柱流入指针向右偏电流由“－”接线柱流入指针向左偏(2)将螺线管与电流计组成闭合回路，分别将条形磁铁的N极、S极插入、抽出线圈，如图1­3­2a所示，记录感应电流方向如图1­3­2b所示．ab图1­3­2(3)分析归纳①线圈内磁通量增加时的情况图号磁场方向感应电流方向(俯视)感应电流的磁场方向归纳总结甲向下逆时针向上感应电流的磁场阻碍磁通量的增加乙向上顺时针向下②线圈内磁通量减少时的情况图号磁场方向感应电流方向(俯视)感应电流的磁场方向归纳总结丙向下顺时针向下感应电流的磁场阻碍磁通量的减少丁向上逆时针向上③楞次定律感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．eq\a\vs4\al([再判断])1．在楞次定律中，阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量本身．(√)2．感应电流的磁场总是阻碍磁通量，与磁通量方向相反．(×)3．感应电流的磁场可阻止原磁场的变化．(×)eq\a\vs4\al([后思考])感应电流的磁场方向与原磁场方向总是相反吗？【提示】不是，由上面的探究实验分析可知，当原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；当原磁通量减小时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同．可概括为“增反减同”．eq\a\vs4\al([合作探讨])甲乙图1­3­3探讨1：如图1­3­3甲磁铁插入线圈时，线圈中磁通量怎样变化？有感应电流吗？【提示】磁通量增加，有．探讨2：如图1­3­3乙磁铁拔出线圈时，线圈中磁通量怎样变化？两次感应电流方向相同吗？【提示】磁通量减少，相反．eq\a\vs4\al([核心点击])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，而感应电流的磁场的产生是感应电流存在的结果，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．2．楞次定律中“阻碍”的含义3．楞次定律的应用方法1．(2023·南通高二检测)如图1­3­4所示，一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺线管，则电路中()图1­3­4A．始终有感应电流自a向b流过电流表GB．始终有感应电流自b向a流过电流表GC．先有a→G→b方向的感应电流，后有b→G→a方向的感应电流D．将不会产生感应电流【解析】条形磁铁从左边进入螺线管的过程中，在螺线管内产生的磁场方向向右，穿过螺线管的磁通量不断增加，根据楞次定律，感应电流的方向是a→G→b.条形磁铁从螺线管中向右穿出的过程中，在螺线管中产生的磁场方向仍向右，穿过螺线管的磁通量不断减小，根据楞次定律，感应电流的方向是b→G→a，故C正确．【答案】C2.如图1­3­5所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动．金属线框从右侧某一位置由静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面．则线框中感应电流的方向是()【导学号：90270007】图1­3­5A．a→b→c→d→aB．d→c→b→a→dC．先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→aD．先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d【解析】一开始由下向上的磁通量在减少，由楞次定律可知感应电流方向是d→c→b→a→d；越过竖直位置后，反向穿过的磁通量增加，由楞次定律可知，感应电流方向不变，B对．【答案】B3．(多选)如图1­3­6所示，光滑固定的金属导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时()图1­3­6A．P、Q将相互靠拢B．P、Q将相互远离C．磁铁的加速度仍为gD．磁铁的加速度小于g【解析】当磁铁向下运动时，闭合回路的磁通量增加，根据楞次定律可判断出P、Q将相互靠拢，故A正确，B错误；磁铁受向上的斥力，故磁铁的加速度小于g，所以C错误，D正确．【答案】AD楞次定律中几种“阻碍”的表现形式1．阻碍原磁通量的变化——增反减同．2．阻碍导体和磁体之间的相对运动——来拒去留．3．通过改变线圈的面积来“反抗”磁通量的变化——增缩减扩．右手定则eq\a\vs4\al([先填空])1．右手定则伸开右手，让拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，让磁感线垂直从手心进入，拇指指向导体运动的方向，其余四指所指的方向就是感应电流的方向．2．右手定则的适用范围闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线的运动．3．右手定则可以看作楞次定律的特殊情况eq\a\vs4\al([再判断])1．右手定则只适用于导体切割磁感线产生感应电流的情况．(√)2．使用右手定则时必须让磁感线垂直穿过掌心．(×)3．产生感应电动势的那部分导体，相当于电源，感应电动势的方向从高电势指向低电势．(×)eq\a\vs4\al([后思考])楞次定律与右手定则在使用范围上有什么区别？【提示】楞次定律适用于一切电磁感应现象，而右手定则只适用于导体切割磁感线的情况．eq\a\vs4\al([合作探讨])如图1­3­7所示，导体框架放在匀强磁场中，导体棒bc放在框架上，向右做切割磁感线运动．图1­3­7探讨1：应用楞次定律判断感应电流的方向．【提示】感应电流的方向为a→d→c→b→a.探讨2：除应用楞次定律之外，能否用一种更简便的方法来判断感应电流的方向？【提示】可以用右手定则进行判断．eq\a\vs4\al([核心点击])右手定则与楞次定律的区别与联系楞次定律右手定则区别研究对象整个闭合回路闭合回路的一部分，即做切割磁感线运动的导体适用范围各种电磁感应现象只适用于导体在磁场中做切割磁感线运动的情况应用对于磁感应强度随时间变化而产生的电磁感应现象较方便对于导体棒切割磁感线产生的电磁感应现象较方便联系右手定则是楞次定律的特例4．下列选项图表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景，其中能产生由a到b的感应电流的是()【解析】A中电流方向由a→b，B中电流方向由b→a，C中电流沿a→c→b→a方向，D中电流方向由b→a.【答案】A5.如图1­3­8所示，匀强磁场与圆形导体环平面垂直，导体ef与环接触良好，当ef向右匀速运动时()【导学号：90270008】图1­3­8A．圆环中磁通量不变，环中无感应电流产生B．整个环中有顺时针方向的电流C．整个环中有逆时针方向的电流D．环的右侧有逆时针方向的电流，环的左侧有顺时针方向的电流【解析】导体ef向右切割磁感线，由右手定则可判断导体ef中感应电流的方向由e→f.而导体ef分别与导体环的左右两部分构成两个闭合回路，故环的右侧有逆时针方向的电流，环的左侧有顺时针方向的电流．【答案】D6．(多选)如图1­3­9所示，光滑平行金属导轨PP′和QQ′都处于同一水平面内，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，以下关于导体棒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()图1­3­9A．感应电流方向是N→MB．感应