2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理选择性必修2 第2章电磁感应2.1楞次定律(2)课件

楞次定律\n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_____.一、楞次定律阻碍磁通量的变化\n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.二、右手定则垂直拇指四指\n1.判断下列说法的正误.(1)感应电流的磁场总是与引起感应电流的磁场方向相反.()(2)感应电流的磁场可能与引起感应电流的磁场方向相同.()(3)感应电流的磁场总是阻止引起感应电流的磁通量的变化.()(4)右手定则和楞次定律都适用于所有电磁感应现象中感应电流方向的判断.()×√××\n2.如图1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,MN向右运动时,MN中的电流方向为_______,MN向左运动时,MN中的电流方向为_______.(均填“M→N”或“N→M”)图1N→MM→N\n一、对楞次定律的理解1.实验：探究影响感应电流方向的因素根据如图2甲、乙、丙、丁所示进行实验操作,并填好实验现象.图2\n甲乙丙丁条形磁铁运动的情况N极向下插入线圈S极向下插入线圈N极向上拔出线圈S极向上拔出线圈原磁场方向(“向上”或“向下”)穿过线圈的磁通量变化情况(“增加”或“减少”)感应电流的方向(在螺线管上方俯视)逆时针顺时针顺时针逆时针感应电流的磁场方向(“向上”或“向下”)原磁场与感应电流磁场的方向关系向下向上向下向上增加增加减少减少向上向下向下向上相反相反相同相同\n请根据上表所填内容理解：甲、乙两种情况下,磁通量都______,感应电流的磁场方向与原磁场方向______；丙、丁两种情况下,磁通量都______,感应电流的磁场方向与原磁场方向______.增加相反减少相同\n2.对楞次定律的理解(1)楞次定律中的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.(2)楞次定律中“阻碍”的含义①“阻碍”的理解谁阻碍——感应电流产生的磁场.阻碍谁——阻碍引起感应电流的磁通量的变化.如何阻碍——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；当原磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同.阻碍效果——阻碍并不是阻止,结果增加的还是增加,减少的还是减少.\n②“阻碍”的表现形式从磁通量变化的角度看：感应电流的效果是阻碍磁通量的变化.从相对运动的角度看：感应电流的效果是阻碍相对运动.\n例1关于楞次定律,下列说法正确的是A.感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化B.感应电流的磁场总是阻止磁通量的变化C.原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场同向D.感应电流的磁场总是跟原磁场反向,阻碍原磁场的变化解析感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,选项A正确；阻碍并不是阻止,只起延缓的作用,选项B错误；原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场反向,选项C错误；当原磁通量增加时感应电流的磁场跟原磁场反向,当原磁通量减少时感应电流的磁场跟原磁场同向,选项D错误.√\n二、楞次定律的应用楞次定律应用四步曲(1)确定原磁场方向；(2)判定产生感应电流的磁通量如何变化(增加还是减少)；(3)根据楞次定律确定感应电流的磁场方向(增反减同)；(4)判定感应电流的方向.该步骤也可以简单地描述为“一原二变三感四螺旋”,一原——确定原磁场的方向；二变——确定磁通量是增加还是减少；三感——判断感应电流的磁场方向；四螺旋——用右手螺旋定则判断感应电流的方向.\n例2(多选)如图3所示,闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在有界匀强磁场中,将它从匀强磁场中匀速拉出,以下各种说法中正确的是图3A.向左拉出和向右拉出时,环中的感应电流方向相反B.向左或向右拉出时,环中感应电流方向都是沿顺时针方向的C.向左或向右拉出时,环中感应电流方向都是沿逆时针方向的D.将圆环左右拉动,当环全部处在磁场中运动时,圆环中无感应电流√√\n解析将金属圆环不管从哪边拉出磁场,穿过闭合圆环的磁通量都要减少,根据楞次定律可知,感应电流的磁场要阻碍原磁通量的减少,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,应用右手螺旋定则可以判断出感应电流的方向是顺时针方向的,选项B正确,A、C错误；当圆环全部处在磁场中运动时,穿过圆环的磁通量没有改变,该种情况无感应电流,D正确.\n例3如图4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4A.始终有感应电流自a向b流过电流表B.始终有感应电流自b向a流过电流表C.先有a→→b方向的感应电流,后有b→→a方向的感应电流D.将不会产生感应电流√\n解析当条形磁铁进入闭合螺线管时,通过闭合螺线管的磁通量增加,产生感应电流方向为a→→b；当条形磁铁穿出螺线管时,通过闭合螺线管的磁通量减少,产生感应电流方向为b→→a,选项C正确.\n[学科素养]楞次定律既适用于闭合电路的一部分导体切割磁感线产生的感应电流方向的判断,又适用于因磁场变化在闭合电路中产生的感应电流方向的判断,通过例2、例3中楞次定律的应用,使学生熟练掌握运用楞次定律处理问题的步骤,很好地体现了“科学思维”的学科素养.\n三、右手定则的理解和应用如图所示,导体棒ab向右做切割磁感线运动.(1)请用楞次定律判断感应电流的方向.答案感应电流的方向a→d→c→b→a.\n(2)感应电流I的方向、原磁场B的方向、导体棒运动的速度v的方向三者之间什么关系？根据课本P13右手定则,自己试着做一做.答案满足右手定则.\n1.适用范围：闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流方向的判断.2.右手定则反映了磁场方向、导体运动方向和电流方向三者之间的相互垂直关系.(1)大拇指所指的方向是导体相对磁场切割磁感线的运动方向,既可以是导体运动而磁场未动,也可以是导体未动而磁场运动,还可以是两者以不同速度同时运动.(2)四指指向电流方向,切割磁感线的导体相当于电源.\n例4下列图中表示闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动的情景,导体ab上的感应电流方向为a→b是解析在导体ab上,A中电流方向为a→b,B、C、D中电流方向为b→a,故选A.√\n1.(楞次定律的理解)在电磁感应现象中,下列说法正确的是A.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流原磁场的磁通量的变化B.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C.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流原磁场的磁通量D.感应电流的磁场阻止了引起感应电流原磁场磁通量的变化解析根据楞次定律,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流原磁场的磁通量的变化,选项A正确,C错误；当原磁场增强时,感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反,当原磁场减弱时,感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相同,选项B错误；感应电流的磁场阻碍引起感应电流原磁场磁通量的变化,但不是阻止,选项D错误.√1234\n2.(楞次定律的应用)如图5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从线圈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,则线圈2从线圈1的正上方下落至正下方的全过程中,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.有先顺时针后逆时针方向的感应电流D.有先逆时针后顺时针方向的感应电流√图51234\n解析根据安培定则判断可知,线圈1产生的磁场方向向上.当线圈2靠近线圈1时,穿过线圈2的磁通量增加,根据楞次定律可知,线圈2中产生顺时针方向的感应电流；当线圈2远离线圈1时,穿过线圈2的磁通量减小,根据楞次定律可知,线圈2中产生逆时针方向的感应电流.所以线圈2中感应电流的方向先是顺时针后是逆时针,故选项C正确.1234\n3.(楞次定律的应用)小管同学为了探究感应电流的方向与什么因素有关,他把一灵敏电流计与一个线圈相连构成闭合电路,然后将条形磁铁插入或拔出线圈,如图6所示.其中线圈中所标箭头方向为感应电流方向.则下列判断正确的是A.甲图磁铁正在向下运动B.乙图磁铁正在向上运动C.丙图磁铁正在向上运动D.丁图磁铁正在向上运动√1234图6\n解析根据线圈中感应电流的方向,由右手螺旋定则可知,甲和丙中的线圈上端为感应电流磁场的S极,乙和丁中的线圈上端为N极,由楞次定律的“阻碍”含义知,甲和丁图中磁铁正在向上运动,乙和丙图中磁铁正在向下运动,故选项A、B、C错误,D正确.1234\n4.(右手定则的应用)(多选)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,如图所示,能正确表示磁感应强度B的方向、导体运动速度方向与产生的感应电流方向间关系的是解析A图中导体不切割磁感线,导体中无电流；由右手定则可以判断B、C正确；D图中感应电流方向应垂直纸面向外.1234√√