第1节　楞次定律 教学课件

物理第二章电磁感应第1节楞次定律[学习目标]1．理解楞次定律的内容，能运用楞次定律判断感应电流的方向，解答有关问题。2．理解楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的反映。3．掌握右手定则，认识右手定则是楞次定律的一种具体表现形式。01必备知识素养奠基02关键能力素养形成03分层演练素养达标知识点1影响感应电流方向的因素将螺线管与电流计组成闭合回路，分别将条形磁体的N极、S极插入、拔出线圈。(1)线圈内磁通量增加时的情况图号磁场方向感应电流的方向感应电流的磁场方向甲______逆时针(俯视)______乙______顺时针(俯视)______向下向上向上向下(2)线圈内磁通量减少时的情况图号磁场方向感应电流的方向感应电流的磁场方向丙______顺时针(俯视)______丁______逆时针(俯视)______向下向下向上向上(3)归纳结论当线圈内磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，______磁通量的增加；当线圈内磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向相同，______磁通量的减少。阻碍阻碍知识点2楞次定律1．内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要______引起感应电流的磁通量的______。

2．楞次定律与能量守恒定律的关系：感应电流沿着楞次定律所述的方向，是__________________的必然结果。由于电阻的存在，感应电流在闭合回路中流动时将产生热量。根据能量守恒定律，能量不可能无中生有，这部分热量只可能从________________________转化而来。把磁极插入线圈或从线圈内抽出时，推力或拉力都必须做机械功，做功过程中消耗的机械能转化成________________________。阻碍变化能量守恒定律其他形式的能量感应电流的电能[判一判]1．(1)感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的磁场方向相反。(

)(2)感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向可能相同，也可能相反。(

)(3)楞次定律表明感应电流的效果总是与引起感应电流的原因相对抗。(

)×√√知识点3右手定则1．内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指______，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使______指向导线运动的方向，这时______所指的方向就是感应电流的方向。2．适用范围：右手定则适用于闭合回路中____________导体做切割磁感线运动时产生感应电流的情况。垂直拇指四指一部分[判一判]2．(1)右手定则只适用于闭合回路中一部分导体做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)任何感应电流方向的判断既可使用楞次定律，又可使用右手定则。(

)√××1．(对楞次定律的理解)(多选)一块铜片位于如图所示的磁场中，如果用力把铜片从磁场拉出或把它进一步推入，则在这两个过程中有关磁场对铜片的作用力，下列叙述正确的是(

)A．拉出时是阻力B．推入时是阻力C．拉出时不受磁场力D．推入时不受磁场力√√解析：将铜片从磁场拉出或推入，磁通量发生变化，根据楞次定律，磁场对铜片的作用力应阻碍铜片和磁场的相对运动，故A、B正确。2．(楞次定律的应用)如图所示，一水平放置的圆形通电线圈1固定，另一较小的圆形线圈2从1的正上方下落，在下落过程中两线圈平面始终保持平行且共轴，则在线圈2从1的正上方下落至其正下方过程中，从上往下看线圈2中(

)A．无感应电流B．有顺时针方向的感应电流C．先是顺时针方向，后是逆时针方向的感应电流D．先是逆时针方向，后是顺时针方向的感应电流√解析：线圈1中恒定电流形成的磁场分布情况如图所示。当线圈2从线圈1的正上方下落，并处于线圈1的上方时，磁感线方向向上，且磁通量增大，根据楞次定律知，线圈2中产生的感应电流的磁场方向向下，由右手螺旋定则知，俯视时线圈2中感应电流方向应为顺时针方向；同理，线圈2落至线圈1的正下方时，磁感线方向向上，且磁通量减小，由楞次定律和右手螺旋定则知，俯视时线圈2中感应电流方向应为逆时针方向。3．(右手定则的应用)如图所示，匀强磁场与圆形导体环所在平面垂直，导体ef与环接触良好，当ef向右匀速运动时(

)A．圆环中磁通量不变，环上无感应电流产生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：由右手定则知ef上的电流由e→f，故右侧的电流方向为逆时针，左侧的电流方向为顺时针。√4．(右手定则与左手定则的综合应用)如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向外，一个矩形闭合导线框abcd，沿纸面由位置甲(左)匀速运动到位置乙(右)，则(

)A．导线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→aB．导线框离开磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→aC．导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右D．导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左√解析：由右手定则可判断出导线框进入磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→a，导线框离开磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→a，A、B错误；由左手定则可判断导线框进入磁场时受到的安培力方向水平向左，导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向左，C错误，D正确。探究一探究影响感应电流方向的因素

【例1】(2022·重庆第二外国语学校高二月考)“研究电磁感应现象”的实验装置如图所示。(1)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将A线圈迅速插入B线圈中，电流计指针将________(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。(2)连好电路后，并将A线圈插入B线圈中，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是________。A．插入铁芯B．拔出A线圈C．变阻器的滑片向左滑动D．断开开关S瞬间(3)G为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况如图①中所示，即电流从电流表G的左接线柱进时，指针也从中央向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图②中的条形磁铁的运动方向是向________(选填“上”或“下”)；图④中的条形磁铁下端为________(选填“N”或“S”)极。[解析]

(1)已知闭合开关瞬间，A线圈中的磁通量增加，产生的感应电流使灵敏电流计的指针向右偏转，可知磁通量增加时，灵敏电流计的指针向右偏转；当开关闭合后，将A线圈迅速插入B线圈中时，B线圈中的磁通量增加，所以产生的感应电流也会使灵敏电流计的指针向右偏转。(2)要使灵敏电流计的指针向左偏转，根据楞次定律知，磁通量应减小。插入铁芯时，B线圈中的磁通量增加，故A错误；拔出A线圈时，B线圈中的磁通量减小，故B正确；变阻器的滑片向左滑动时，电流增大，B线圈中的磁通量增大，故C错误；断开开关S瞬间，电流减小，B线圈中的磁通量减小，故D正确。(3)题图②中指针向左偏，可以知道线圈中感应电流的方向是顺时针(俯视)，感应电流的磁场方向向下，条形磁铁的磁场方向向上，由楞次定律可知，向上的磁通量增大，条形磁铁向下插入。题图④中指针向右偏，则感应电流的方向为逆时针(俯视)，由安培定则可知，感应电流的磁场方向向上，条形磁铁向上拔出，即磁通量减小，由楞次定律可知，条形磁铁的磁场方向应该向上，所以条形磁铁上端为N极，下端为S极。[答案]

(1)向右(2)BD

(3)下S[针对训练1]

(2022·扬州中学高二期中)小张同学用图甲的实验装置“研究电磁感应现象”。断开开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。

(1)闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片向右滑动的过程中，灵敏电流计的指针__________(选填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”)。(2)如图乙所示，R为热敏电阻，其阻值随着周围环境温度的升高而减小。轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴(金属环A平面与螺线管线圈平面平行)，并位于其左侧。若周围环境温度急剧上升时，从左向右看，金属环A中电流方向____________(选填“顺时针”或“逆时针”)，金属环A将向________(选填“左”或“右”)运动，并有__________(选填“收缩”或“扩张”)的趋势。解析：(1)由题意可知当穿过B的磁通量减小时，指针向左偏转，则可知当穿过B的磁通量增大时，指针应该向右偏转，则闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，A所在回路中的电阻减小，则A中的电流增大，磁场变强，穿过B的磁通量增大，故灵敏电流计的指针向右偏转。(2)当温度升高时，热敏电阻阻值减小，导致线圈中的电流增大，依据右手螺旋定则与楞次定律，从左向右看，金属环A中电流方向为逆时针方向；因穿过A环的磁通量增大，据楞次定律，感应电流的磁场方向与原电流磁场方向相反，故相互排斥，则金属环A将向左运动，且金属环A有收缩的趋势。答案：(1)向右偏转(2)逆时针左收缩探究二楞次定律

1．因果关系：楞次定律反映了电磁感应现象中的因果关系，磁通量发生变化是原因，产生感应电流是结果，原因产生结果，结果反过来影响原因。2．对“阻碍”的理解3．“阻碍”的表现形式楞次定律也可以理解为：感应电流的效果总是要反抗(或阻碍)引起感应电流的原因。常见的表现形式有以下三种：(1)阻碍原磁通量的变化(增反减同)。(2)阻碍导体和磁体间的相对运动(来拒去留)。(3)通过改变线圈面积来“反抗”(增缩减扩)。【例2】如图所示，闭合的金属线圈正上方有一个竖直放置的条形磁铁。当该磁铁向下运动靠近线圈时，下列判断中正确的是(

)A．若磁铁的运动是匀速的，则线圈中就没有感应电流B．线圈中感应电流的方向与图中所标的箭头方向相同C．线圈中感应电流的方向与图中所标的箭头方向相反D．磁铁向下做加速或减速运动时，感应电流的方向不同√[解析]

当该磁铁向下运动靠近线圈时，无论是做加速、减速还是匀速运动，都会使线圈中的磁通量增加，产生感应电流，根据楞次定律和右手螺旋定则可知感应电流的方向与题图中所标的箭头方向相同。【例3】(多选)某电磁冲击钻的原理图如图所示，若突然发现钻头M向右运动，则可能是(

)

A．开关S闭合瞬间B．开关S由闭合到断开的瞬间C．开关S已经是闭合的，滑动变阻器滑片P向左迅速滑动D．开关S已经是闭合的，滑动变阻器滑片P向右迅速滑动√√[解析]

当开关突然闭合时，左线圈上有了电流，产生磁场，而对于右线圈来说，线圈中磁通量增加，产生感应电流阻碍磁通量增加，使钻头M向右运动，同理可知，开关由闭合到断开瞬间，钻头M向左运动，故A正确，B错误；当开关S已经闭合时，只有左侧线圈电流增大才会导致钻头M向右运动，故C正确，D错误。[针对训练2]竖直平面内放置一通有竖直向上恒定电流的导线，如图所示。正方形导线框置于导线右侧，下列说法正确的是(

)A．电流变大，线框将水平向左运动，并有扩张趋势B．线框向左运动一小段时会产生感应电流，电流方向是逆时针方向C．从静止释放线框，则线框下落过程中加速度逐渐减小，最后匀速下落D．以导线为轴，线框顺时针(俯视)转动时会产生感应电流，电流方向a→b→c→d√解析：直导线电流变大，线框内磁通量变大，由通电直导线周围磁场分布特点并根据楞次定律推论，可判断线框面积有缩小的趋势，线框将水平向右运动，故A错误；线框向左运动时，线框内磁通量增加，因此会产生感应电流，根据楞次定律判断出电流方向为a→d→c→b，即逆时针方向，故B正确；从静止释放线框，线框下落过程中，线框中磁通量不变，所以没有感应电流，因此线框做自由落体运动，故C错误；以导线为轴，线框顺时针(俯视)转动时，线框中的磁通量并不变化，所以没有感应电流产生，故D错误。[针对训练3]如图所示，一水平放置的矩形闭合线框abcd，在细长磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，从图中所示的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ，在这个过程中，线圈中感应电流(

)A．沿abcda流动B．沿dcbad流动C．由Ⅰ到Ⅱ是沿abcda流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcbad流动D．由Ⅰ到Ⅱ是沿dcbad流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcda流动√解析：根据细长磁铁的N极附近的磁感线分布，线圈abcd在位置Ⅱ时，穿过线圈的磁通量为0，在位置Ⅰ时，磁感线向上穿过线圈，在位置Ⅲ时，磁感线向下穿过线圈。设磁感线向上穿过线圈时磁通量为正，由此可见，由位置Ⅰ到位置Ⅱ再到位置Ⅲ，磁通量持续减少，感应电流方向不变，应沿abcda流动，故A正确。探究三右手定则的理解和应用【问题导引】如图所示，假定导体棒CD向右运动。

(1)我们研究的是哪个闭合导体回路？(2)当导体棒CD向右运动时，穿过这个闭合导体回路的磁通量是增大还是减小？(3)感应电流的磁场应该是沿哪个方向的？(4)导体棒CD中的感应电流是沿哪个方向的？提示：(1)CDEF

(2)增大(3)垂直于纸面向外(4)C→D1.楞次定律与右手定则的区别与联系

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2.右手定则与左手定则的比较

右手定则左手定则作用判断感应电流方向判断通电导体所受磁场力的方向图例因果关系运动→电流电流→运动应用实例发电机电动机【例4】(多选)如图所示，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中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是(

)A．感应电流方向是N→M

B．感应电流方向是M→NC．安培力方向水平向左

D．安培力方向水平向右√√[解析]

以导体棒MN为研究对象，所处位置磁场方向向下、运动方向向右。由右手定则可知，感应电流方向是N→M；再由左手定则可知，安培力方向水平向左。【例5】某同学设想的减小电梯坠落时造成伤害的一种应急安全装置如图所示，在电梯轿厢底部安