《物理新设计同步教科版选修3-2讲义：第一章 电磁感应 第4节 Word版含答案.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理新设计同步教科版选修3-2讲义：第一章 电磁感应 第4节 Word版含答案.doc（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第4节楞次定律学习目标核心提炼1.掌握右手定则。2个规律楞次定律和右手定则3个定则的区别左手定则、右手定则、安培定则的区别2.通过实验探究归纳出判断感应电流方向的规律楞次定律。3.理解楞次定律中“阻碍”的含义，能熟练运用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向。一、右手定则1.当导体做切割磁感线运动时，可以用右手定则判断感应电流的方向。右手定则：将右手手掌伸平，使大拇指与其余并拢的四指垂直，并与手掌在同一平面内，让磁感线从手心穿入，大拇指指向导体运动方向，这时四指的指向就是感应电流的方向。2.当切割磁感线时四指的指向就是感应电流的方向，即感应电动势的方向(注意等效电源内部感应电流方向由负极指向正极
2、)。二、楞次定律1.实验探究根据如图1甲、乙、丙、丁所示进行电路图连接与实验操作，并填好实验现象。图1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)向下向上向下向上穿过线圈的磁通量变化情况(增加或减少)增加增加减少减少感应电流的方向(在螺线管上俯视)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)向上向下向下向上原磁场与感应电流磁场的方向关系相反相反相同相同根据上表所填内容可得结论：甲、乙两种情况下，磁通量都增加，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；丙、丁两种情况下，磁通量都减少，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。思
3、考判断(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碍引起感应电流的磁通量的变化。()(4)当部分导体切割磁感线运动产生感应电流时，只能用右手定则判断感应电流的方向。()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阻碍引起感应电流的磁通量的变化。(2)理解：当磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，当磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向相同，即增反减同。思维拓展(1)右手定则与楞次定律有什么关系？两定律各在什么情况下使用较方便？(2)什么情况下应用右手定则，什么情况
4、下应用左手定则？答案(1)导体运动切割磁感线产生的感应电流是磁通量变化产生感应电流的特例，所以右手定则是楞次定律的特例。楞次定律适用于所有电磁感应现象，对于磁通量发生变化而产生的电磁感应现象较方便。右手定则只适用于导体做切割磁感线运动的情况。(2)因动而生电时用右手定则，因电而受力时用左手定则。预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表格中问题1问题2右手定则的应用要点归纳1.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)大拇指的指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
5、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，即为电动势方向。切割磁感线的导体相当于电源。精典示例例1 下列图中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，导体ab上的感应电流方向为ab 的是()解析题中四图都属于闭合电路的一部分导体切割磁感线，应用右手定则判断可得：A中电流方向为ab，B中电流方向为ba，C中电流方向沿adcba，D中电流方向为ba。故选项A正确。答案A例2 如图2，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上。当金属框绕ab边以角速度逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为a、b、c。
6、已知bc边的长度为l。下列判断正确的是()图2A.ac，金属框中无电流B.bc，金属框中电流方向沿abcaC.UbcBl2，金属框中无电流D.UacBl2，金属框中电流方向沿acba解析金属框abc平面与磁场平行，转动过程中磁通量始终为零，所以无感应电流产生，选项B、D错误；转动过程中bc边和ac边均切割磁感线，产生感应电动势，由右手定则判断ac，bc，选项A错误；由转动切割产生感应电动势的公式得UbcBl2，选项C正确。答案C针对训练1 如图3所示，CDEF是一个矩形金属框，当导体棒AB向右移动时，回路中会产生感应电流，则下列说法正确的是()图3A.导体棒中的电流方向由BAB.电流表A1中的
7、电流方向由FEC.电流表A1中的电流方向由EFD.电流表A2中的电流方向由DC解析根据右手定则，导体棒内部电流方向为A到B，所以电流表A1中的电流方向由FE，选项A、C错误，B正确，同理电流表A2中的电流方向由CD，选项D错误。答案B楞次定律的理解和应用要点归纳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”的含义精典示例例3 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.闭合电路的一部分导体在磁场中运
8、动时，必受磁场阻碍作用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；闭合电路的一部分导体在磁场中平行磁感线运动时，不受磁场阻碍作用，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；当原磁场增强时感应电流的磁场跟原磁场反向，当原磁场减弱时感应电流的磁场跟原磁场同向，选项D错误。答案A例4(多选)如图4所示，闭合金属圆环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，以下各种说法正确的是()图4A.向左拉出和向
9、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，应用安培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；在圆环离开磁场前，穿过圆环的磁通量没有改变，该种情况无感应电流，选项D正确。答案BD应用楞次定律判断感应电流方向的步骤针对训练2 小管同学为了探究感应电流的方向与什
10、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5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()图5A.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。答案D针对训练3 如图6所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直。磁感应强度B随时间
11、均匀增大。两圆环半径之比为21，圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb，不考虑两圆环间的相互影响。下列说法正确的是()图6A.EaEb41，感应电流均沿逆时针方向B.EaEb41，感应电流均沿顺时针方向C.EaEb21，感应电流均沿逆时针方向D.EaEb21，感应电流均沿顺时针方向解析由法拉第电磁感应定律得圆环中产生的电动势为Er2，则，由楞次定律可知感应电流的方向均沿顺时针方向，B项正确。答案B1.(右手定则的应用)(多选)如图7所示，竖直向下的匀强磁场中，有一个带铜轴的铜盘，用铜刷把盘缘和轴连接，外接一电流表，当铜盘按图示匀速转动，则()图7A.中有ab的电流B.中有ba的电流C.盘面磁通
12、量不变，不产生感应电流D.有从盘缘向盘中心的电流解析沿铜盘半径方向的“铜棒”切割磁感线，由右手定则可判定选项B、D正确。答案BD2.(右手定则的应用)如图8所示，MN、PQ是间距为L的平行金属导轨，置于磁感应强度为B、方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，M、P间接有一阻值为R的电阻。一根与导轨接触良好、有效阻值为R的金属导线ab垂直导轨放置，并在水平外力F的作用下以速度v向右匀速运动，则(不计导轨电阻)()图8A.通过电阻R的电流方向为PRMB.a、b两点间的电压为BLvC.a端电势比b端高D.a端电势比b端低解析由右手定则可知，通过电阻R的电流方向为MRP，a端电势比b端高，选项A、D错误
13、，C正确；ab产生的电动势为EBLv，则a、b两点间的电压为UabEBLv，选项B错误。答案C3. (楞次定律的应用)(多选)如图9所示，在竖直通电导线旁同一平面内有矩形线圈abcd。则()图9A.若线圈竖直向下平动，其中感应电流方向是abcdB.若线圈竖直向下平动，无感应电流产生C.若线圈向右平动，其中感应电流方向是abcdD.当线圈向导线靠近时(仍在导线右侧)，其中感应电流方向是abcd解析若线圈竖直向下平动，穿过线圈的磁通量不变，无感应电流产生，选项A错误，B正确；若线圈向右平动，穿过线圈向里的磁通量减少，根据楞次定律可知，感应电流方向是adcb，选项C错误；当线圈向导线靠近时，穿过线圈
14、向里的磁通量增大，根据楞次定律可知，产生感应电流的方向为abcd，选项D正确。答案BD4.(楞次定律的应用)如图10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10A.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ab方向的感应电流，后有ba方向的感应电流D.将不会产生感应电流解析当条形磁铁进入螺线管时，闭合线圈中的磁通量增加，产生感应电流方向为ab；当条形磁铁穿出螺线管时，闭合线圈中的磁通量减少，产生感应电流方向为ba，选项C正确。答案C5.(右手定则和楞次定律的综合应用)(2017全国卷)如图11所示，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直，金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面。现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是()图11A.PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向B.PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向C.PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向D.PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向解析金属杆PQ突然向右运动，由右手
