人教版(新教材)高中物理選擇性必修第二冊PAGEPAGE1課時2楞次定律〖學習目標〗1.理解楞次定律，會用楞次定律判斷感應電流的方向.2.理解右手定則，會用右手定則判斷感應電流的方向．一、楞次定律1．內容：感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化．2．從能量角度理解楞次定律感應電流沿著楞次定律所述的方向，是能量守恒定律的必然結果，當磁極插入線圈或從線圈內抽出時，推力或拉力做功，使機械能轉化為感應電流的電能．二、右手定則伸開右手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內；讓磁感線從掌心進入，并使拇指指向導線運動的方向，這時四指所指的方向就是感應電流的方向．1．判斷下列說法的正誤．(1)感應電流的磁場總是與引起感應電流的磁場方向相反．(×)(2)感應電流的磁場可能與引起感應電流的磁場方向相同．(√)(3)感應電流的磁場總是阻止引起感應電流的磁通量的變化．(×)(4)右手定則和楞次定律都適用于所有電磁感應現象中感應電流方向的判斷．(×)(5)感應電流沿楞次定律所描述的電流方向，說明電磁感應現象遵守能量守恒定律．(√)2．如圖1所示，光滑平行金屬導軌PP′和QQ′，都處于同一水平面內，P、Q之間連接一電阻R，整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中．現垂直于導軌放置一根導體棒MN，MN向右運動時，MN中的電流方向為________，MN向左運動時，MN中的電流方向為________．(均選填“M→N”或“N→M”)圖1〖答案〗N→MM→N一、對楞次定律的理解1．楞次定律中的因果關系楞次定律反映了電磁感應現象中的因果關系，磁通量發生變化是原因，產生感應電流是結果．2．對“阻礙”的理解問題結論誰阻礙誰感應電流的磁場阻礙引起感應電流的磁場(原磁場)的磁通量的變化為何阻礙(原)磁場的磁通量發生了變化阻礙什么阻礙的是磁通量的變化，而不是阻礙磁通量本身如何阻礙當原磁場磁通量增加時，感應電流的磁場方向與原磁場的方向相反；當原磁場磁通量減少時，感應電流的磁場方向與原磁場的方向相同，即“增反減同”結果如何阻礙并不是阻止，只是延緩了磁通量的變化，這種變化將繼續進行，最終結果不受影響3.“阻礙”的表現形式從磁通量變化的角度看：感應電流的效果是阻礙磁通量的變化．從相對運動的角度看：感應電流的效果是阻礙相對運動．關于楞次定律，下列說法正確的是()A．感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化B．感應電流的磁場總是阻止磁通量的變化C．原磁場穿過閉合回路的磁通量增加時，感應電流的磁場與原磁場同向D．感應電流的磁場總是與原磁場反向，阻礙原磁場的變化〖答案〗A〖解析〗感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化，阻礙并不是阻止，只起延緩的作用，選項A正確，選項B錯誤；原磁場穿過閉合回路的磁通量增加時，感應電流的磁場與原磁場反向，選項C錯誤；當原磁通量增加時感應電流的磁場與原磁場反向，當原磁通量減少時感應電流的磁場與原磁場同向，選項D錯誤．二、楞次定律的應用應用楞次定律判斷感應電流方向的步驟(1)明確所研究的閉合回路，判斷原磁場方向．(2)判斷閉合回路內原磁場的磁通量變化．(3)依據楞次定律判斷感應電流的磁場方向．(4)利用右手螺旋定則(安培定則)判斷感應電流的方向．如圖2所示，一根條形磁體自左向右穿過一個閉合螺線管，則電路中()圖2A．始終有自a向b的感應電流流過電流表GB．始終有自b向a的感應電流流過電流表GC．先有a→G→b方向的感應電流，后有b→G→a方向的感應電流D．將不會產生感應電流〖答案〗C〖解析〗條形磁體內部磁場的方向是從S極指向N極，可知條形磁體自左向右穿過一個閉合螺線管的過程中磁場的方向都是向右的，當條形磁體進入螺線管的時候，閉合線圈中的磁通量增加；當條形磁體穿出螺線管時，閉合線圈中的磁通量減少，根據楞次定律判斷條形磁體進入和穿出螺線管的過程中，感應電流的磁場先向左后向右，再由右手螺旋定則判斷出，先有a→G→b方向的感應電流，后有b→G→a方向的感應電流，故C正確，A、B、D錯誤．針對訓練1如圖3所示，一圓形金屬環與兩固定的平行長直導線在同一豎直面內，環的圓心與兩導線距離相等，環的直徑小于兩導線間距．兩導線中通有大小相等、方向向下的恒定電流．若()圖3A．金屬環向上運動，則環上的感應電流方向為順時針方向B．金屬環向下運動，則環上的感應電流方向為順時針方向C．金屬環向左側直導線靠近，則環上的感應電流方向為逆時針方向D．金屬環向右側直導線靠近，則環上的感應電流方向為逆時針方向〖答案〗D〖解析〗根據楞次定律，當金屬圓環上、下移動時，穿過圓環的磁通量不發生變化，故沒有感應電流產生，故A、B錯誤；當金屬圓環向左側直導線靠近時，穿過圓環垂直紙面向外的磁場增強，根據楞次定律及安培定則可知，產生的感應電流方向為順時針，故C錯誤；當金屬圓環向右側直導線靠近時，穿過圓環垂直紙面向里的磁場增強，根據楞次定律及安培定則可知，產生的感應電流方向為逆時針，故D正確．三、右手定則的理解和應用導學探究如圖4所示，導體棒ab向右做切割磁感線運動．圖4(1)請用楞次定律判斷感應電流的方向．(2)感應電流I的方向、原磁場B的方向、導體棒運動的速度v的方向三者之間什么關系？根據課本P27右手定則，自己試著做一做．〖答案〗(1)感應電流的方向為a→d→c→b→a(2)滿足右手定則知識深化1．右手定則適用范圍：閉合電路的部分導體切割磁感線產生感應電流方向的判斷．2．右手定則反映了磁場方向、導體運動方向和感應電流方向三者之間的關系：(1)大拇指所指的方向是導體相對磁場切割磁感線的運動方向，既可以是導體運動而磁場未動，也可以是導體未動而磁場運動，還可以是兩者以不同速度同時運動．(2)四指指向電流方向，切割磁感線的導體相當于電源．3．楞次定律與右手定則的比較規律比較內容楞次定律右手定則區別研究對象整個閉合回路閉合回路的一部分，即做切割磁感線運動的導體適用范圍各種電磁感應現象只適用于部分導體在磁場中做切割磁感線運動的情況聯系右手定則是楞次定律的特例如圖5所示，邊長為d的正方形線圈，從位置A開始向右運動，并穿過寬度為L(L>d)的勻強磁場區域到達位置B，則()圖5A．整個過程，線圈中始終有感應電流B．整個過程，線圈中始終沒有感應電流C．線圈進入磁場和離開磁場的過程中，有感應電流，方向都是逆時針方向D．線圈進入磁場過程中，感應電流的方向為逆時針方向；離開磁場的過程中，感應電流的方向為順時針方向〖答案〗D〖解析〗在線圈進入或離開磁場的過程中，穿過線圈的磁通量發生變化，有感應電流產生，線圈完全在磁場中時，穿過線圈的磁通量不變，沒有感應電流產生，選項A、B錯誤；由右手定則可知，線圈進入磁場過程中，線圈中感應電流沿逆時針方向，線圈離開磁場過程中，感應電流沿順時針方向，選項C錯誤，D正確．針對訓練2如圖表示閉合電路中的一部分導體ab在磁場中做切割磁感線運動的情景，分析各圖中感應電流的方向，在導體中由a→b的是()〖答案〗A〖解析〗題圖四幅圖都屬于閉合電路的一部分導體做切割磁感線運動的情景，用右手定則判斷可得：A中電流由a→b，B中電流向b→a，C中電流沿a→c→b→a方向，D中電流由b→a，故A正確．1．(楞次定律的理解)(多選)關于感應電流，下列說法正確的是()A．根據楞次定律知，感應電流的磁場一定阻礙引起感應電流的磁通量B．感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化C．感應電流的磁場方向與引起感應電流的磁場方向可能相同，也可能相反D．當導體切割磁感線運動時，只能用安培定則確定感應電流的方向〖答案〗BC2.(楞次定律的應用)如圖6所示，在勻強磁場中有一個用比較軟的金屬導線制成的閉合圓環．在此圓環的形狀由圓形變成正方形的過程中()圖6A．環中有感應電流，方向a→d→c→b→aB．環中有感應電流，方向a→b→c→d→aC．環中無感應電流D．條件不夠，無法確定有無感應電流〖答案〗A〖解析〗由圓形變成正方形的過程中，面積減小，磁通量減小，由楞次定律可知產生a→d→c→b→a方向的電流，A正確．3．(楞次定律的應用)(2020·臨沂市高二期末)繞在同一鐵芯上的線圈Ⅰ、Ⅱ按如圖7所示方法連接，G為電流表，下列說法正確的是()圖7A．開關S閉合瞬間，G中的電流方向從左向右B．保持開關S閉合，G中的電流方向從左向右C．保持開關S閉合，向右移動變阻器R0的滑動觸頭，G中的電流方向從左向右D．斷開開關S的瞬間，G的示數為零〖答案〗A〖解析〗開關S閉合瞬間，Ⅰ線圈中有電流通過，產生磁場，線圈內部磁場方向從左向右，穿過Ⅱ線圈的磁通量從無到有，產生感應電流，根據楞次定律可知，電流表G中的電流方向從左向右，故A正確；保持開關S閉合，Ⅰ線圈中電流不變，穿過Ⅱ線圈的磁通量不變，沒有感應電流產生，電流表G的示數為零，故B錯誤；保持開關S閉合，向右移動滑動變阻器R0的滑動觸頭，接入電路的電阻增大，Ⅰ線圈中電流減小，線圈內部產生方向向右且減弱的磁場，穿過Ⅱ線圈的磁通量變化，產生感應電流，根據楞次定律可知，電流表中的電流方向從右向左，故C錯誤；斷開開關S的瞬間，Ⅰ線圈中