高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册1 楞次定律导学案

第二章 电磁感应

第1节 楞次定律

1.引导学生“发现”感应电流方向的规律。

2.理解楞次定律的内容,理解楞次定律中“阻碍”二字的含义。

3.能初步应用楞次定律判定感应电流方向。

4.感受探究过程的艰辛并体验物理学中的简洁之美。

重点：楞次定律的发现过程及楞次定律的初步应用（判感应电流的方向）

难点：理解楞次定律（“阻碍”的含义）

一、知识回顾

1、问题：感应电流的产生条件是什么？

二、实验探究

1、实验内容：

研究影响感应电流方向的因素按照图所示连接电路，并将磁铁向线圈插入或从线圈拔出等，分析感应电流的方向与哪些因素有关。

2、学生探究：研究感应电流的方向

（1）、探究手段：分组实验（器材：螺线管，灵敏电流计，条形磁铁，导线）

（2）、探究过程

（3）、分组讨论：

问题1、请你根据上表中所填写的内容分析，感应电流的方向由磁场的方向决定吗？

问题2、请你仔细分析上表，感应电流的方向由磁场的磁通量决定吗？

问题3、究竟是什么因素决定感应电流的方向呢？

3、总结规律：原磁通变大，则感应电流磁场与原磁场_______，有________作用

        原磁通变小，则感应电流磁场与原磁场_______，有________作用

4、楞次定律——感应电流的方向

（1）、内容：感应电流具有这样的方向:___________________________________________

____________________________________________.

（2）、理解：

       ①、阻碍既不是阻止也不等于反向，应理解为___________

         “阻碍”又称作“反抗”，注意不是阻碍原磁场而阻碍原磁场的变化

例1、法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图所示，软铁环上绕有M、N两个线圈，当M线圈电路中的开关断开的瞬间，线圈N中的感应电流沿什么方向？

例题2：如图2.1-5所示，在通有电流 I 的长直导线附近有一个矩形线圈 ABCD，线圈与导线始终在同一个平面内。线圈在导线的一侧，垂直于导线左右平移时，其中产生了A→B→C→D→A方向的电流。已知距离载流直导线较近的位置磁场较强。请判断：线圈在向哪个方向移动？

练：  通电直导线与矩形线圈在同一平面内，当线圈远离导线时，判断线圈中感应电流的方向.

三、右手定则

1、右手定则:伸开右手,使拇指与其余四指垂直,并且都与手掌在同一平面内;  让磁感线从掌心进入, 拇指指向导体运动的方向, 四指所指的方向就是感应电流的方向.

2、适用范围:_______________________________________________

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．闭合电路的一部分导体在磁场中运动时，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

2．如图所示，闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在匀强磁场中，将它从匀强磁场中匀速拉出，以下各种说法中正确的是(　　)

A．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．环在磁场中运动时，就已经有感应电流了

3．关于感应电流，下列说法正确的是(　　)

A．根据楞次定律知，感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量       

B．感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化

C．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

D．当导体切割磁感线运动时，必须用右手定则确定感应电流的方向

4、如图所示，一均匀的扁平条形磁铁的轴线与圆形线圈在同一平面内，磁铁中心与圆心重合，为了在磁铁开始运动时线圈中能得到逆时针方向的感应电流，磁铁的运动方式应是(　　)

A．N极向纸内，S极向纸外，使磁铁绕O点转动

B．N极向纸外，S极向纸内，使磁铁绕O点转动

C．磁铁在线圈平面内顺时针转动

D．磁铁在线圈平面内逆时针转动

5.如图所示，圆形金属环放在水平桌面上，有一带正电的微粒以水平速度v贴近环的上表面距环心d处飞过，则带电微粒在飞过环的过程中，环中的感应电流方向是(　　)

A．始终沿顺时针方向

B．始终沿逆时针方向

C．先沿顺时针方向，再沿逆时针方向

D．先沿逆时针方向，再沿顺时针方向

1.信用卡的磁条中有一个个连续的具有相反极性的磁化区如图所示。刷卡时，当磁条以某一速度拉过信用卡阅读器的检测头时，在检测头的线圈中产生感应电流，那么下列说法正确的是(　　)

A．A、B、C三位置经过检测头时，线圈中有感应电流产生

B．A、B、C三位置经过检测头时，线圈中无感应电流产生

C．A、C两位置经过检测头时，线圈中感应电流方向相同

D．A、C两位置经过检测头时，线圈中感应电流方向相反

2.两根互相平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中，在导轨上导体棒AB和CD可以自由滑动。当AB在外力F作用下向右运动时，下列说法正确的是(　　)

A．CD内有电流通过，方向是D→C

B．CD向左运动

C．磁场对CD作用力向左

D．磁场对AB作用力向左

3.如图所示，导线框MNQP近旁有一个跟它在同一竖直平面内的矩形线圈abcd，下列说法正确的是(　　)

A．当电阻变大时，abcd中有感应电流

B．当电阻变小时，abcd中无感应电流

C．电阻不变，将abcd在其原来所在的平面内向PQ靠近时，其中有感应电流

D．电阻不变，将abcd在其原来所在的平面内远离PQ时，其中有感应电流

4.如图所示，在两根平行长直导线M、N中，通以同方向同大小的电流，导线框abcd和两导线在同一平面内，线框沿着与两导线垂直的方向，自右向左在两导线间匀速运动，在移动过程中，线框中感应电流方向是怎样的？

5．在“研究电磁感应现象”的实验中，首先按图甲接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系；当闭合开关S时，观察到电流表指针向左偏，不通电时电流表指针停在正中央。然后按图乙所示，将电流表与副线圈B连成一个闭合回路，将原线圈A、电池、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合电路。

[来源:学#科#网Z#X#X#K]

(1)S闭合后，将螺线管A(原线圈)插入螺线管B(副线圈)的过程中，电流表的指针将如何偏转？

(2)螺线管A放在B中不动时，指针如何偏转？

(3)螺线管A放在B中不动，将滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流表指针将如何偏转？

(4)螺线管A放在B中不动，突然断开S，电流表指针将如何偏转？

参考答案：

小试牛刀：

1．解析：选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，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．

2．解析：选B  将环拉出时，穿过圆环的磁通量减少，由楞次定律即可判断出感应电流的方向．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沿顺时针方向的，选项B正确，选项A、C错误；另外，圆环在磁场中运动时，穿过圆环的磁通量没有改变，该情况无感应电流，故选项D错误．

3．解析：选C　由楞次定律知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，A错误；感应电流的磁场总是阻碍电路中的原磁通量的变化，不是阻碍原磁场的变化，B错误；由楞次定律知，如果是因磁通量的减少而引起的感应电流，则感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相同，阻碍磁通量的减小；反之，则感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反，阻碍磁通量的增加，C正确；导体切割磁感线运动时，可直接用右手定则确定感应电流的方向，也可以由楞次定律确定感应电流的方向，D错误。

4、解析：选A　当N极向纸内，S极向纸外转动时，穿过线圈的磁场由无到有并向里，感应电流的磁场应向外，电流方向为逆时针，A选项正确；当N极向纸外，S极向纸内转动时，穿过线圈的磁场向外并增加，感应电流方向为顺时针，B选项错误；当磁铁在线圈平面内绕O点转动时，穿过线圈的磁通量始终为零，因而不产生感应电流，C、D选项错误。

5.解析：选D　带电微粒靠近圆环过程中，穿过圆环的磁通量方向垂直纸面向里并增加，由楞次定律知，圆环中将产生逆时针方向的感应电流，当微粒远离圆环时，圆环中产生顺时针方向的感应电流，故选D。

当堂检测：

1、解析：选AD　A、B、C三位置处于磁性过渡区，经过检测头时，引起线圈中磁通量变化，有感应电流产生，A对，B错。A、C两位置磁性变化规律不同，经过检测头时引起线圈中磁通量变化情况相反，感应电流方向相反，C错，D对。

2、解析：选AD　AB在外力F作用下向右做切割磁感线运动，根据右手定则判断可知电流的方向是B→A，AB起着电源作用，电流从A端流出，回路的电流方向是B→A→D→C→B，所以A是正确的。由左手定则可知D是正确的。

3、解析：选ACD　当电阻变化或abcd靠近、远离PQ时，穿过abcd的磁通量发生变化，会产生感应电流。

4、答案：始终是abcd

解析：如图所示，线框在两电流中线OO′的右侧时，穿过线框的合磁通量垂直纸面向外，线框左移，磁通量变小，为阻碍这个方向的磁通量减小，感应电流的磁场方向也垂直纸面向外，所以感应电流的方向就是abcd。当线框跨越两电流中线OO′时，线框的合磁通量由垂直纸面向外变为垂直纸面向里，且合磁通量增加，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，即垂直纸面向外，所以感应电流的方向还是abcd。

5、答案：(1)向右偏转　(2)不偏转　(3)向右偏转　(4)向左偏转

解析：根据题图甲知：当闭合开关S时，电流表指针左偏。

(1)S闭合后，螺线管A中有电流通过，产生磁场，插入螺线管B的过程中，螺线管B的磁通量变大，螺线管B中感应电流的磁场会阻碍原磁场的变大，产生与题图甲中方向相反的电流，指针向右偏。

(2)螺线管A放在B中不动时，磁通量不发生变化，指针不偏转。

(3)滑动变阻器的滑片向左滑动时，电流变大，磁场变强，磁通量变大，B中产生与题图甲中方向相反的电流，指针向右偏。

(4)突然断开开关S，电流减小，磁场减弱，磁通量变小，B中产生与题图甲中方向相同的电流，指针向左偏。