高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册1 楞次定律导学案及答案

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册1 楞次定律导学案及答案，共7页。学案主要包含了影响感应电流方向的因素，楞次定律，右手定则等内容，欢迎下载使用。

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。
4、体验楞次定律实验探究过程，提高分析、归纳、概括及表述的能力。
重点难点
1、楞次定律的理解和应用。（重点）
2、右手定则的理解和应用。（重点）
3、楞次定律的理解和应用。（难点）
4、右手定则的理解和应用。（难点）
自主探究
一、影响感应电流方向的因素
1、实验器材：条形磁铁、电流表、线圈、导线、一节干电池（用来查明线圈中电流的流向与电流表中指针偏转方向的关系）。
2、实验现象：如图所示，在四种情况下，将实验结果填入下表。
（1）线圈内磁通量增加时的情况
（2）线圈内磁通量减少时的情况
3、实验结论
表述一：当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反；当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同。
表述二：当磁铁靠近线圈时，两者相斥；当磁铁远离线圈时，两者相吸。
二、楞次定律
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。
三、右手定则
1、内容
伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。如图所示。
2、适用范围
适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。
探究思考
一、楞次定律的理解和应用
1、楞次定律中“阻碍”的含义
2、“阻碍”的表现形式
3、楞次定律不但可以判断感应电流的方向，还可以判断不闭合回路磁通量变化时，回路两端点电势的高低。
判断电势高低的方法：假设电路闭合，用楞次定律判定感应电流的方向，由于在电源内部电流的方向是从负极到正极，从而判定不闭合回路中两端点的电势高低。
【典例一】1、研究人员发现一种具有独特属性的新型合金，只要略微提高其温度，这种合金就会变成强磁性合金，从而使它旁边的线圈中产生感应电流.如图所示，一圆形线圈放在圆柱形合金材料下方，现对该合金材料进行加热，则( )
A.线圈中将产生逆时针方向的电流B.线圈中将产生顺时针方向的电流
C.线圈将有收缩的趋势D.线圈将有扩张的趋势
解题思路：对该合金材料进行加热，这种合金会从非磁性合金变成强磁性合金，穿过线圈的磁通量增大，从而在线圈中产生感应电流，由于原磁场的方向未知，所以不能判断出感应电流的方向，故A、B错误；当合金材料的磁场增大时，穿过线圈的磁通量增大，则线圈产生的感应电流将阻碍磁通量的增大，面积有缩小的趋势，故C正确，D错误.
答案：C
二、右手定则
1、楞次定律与右手定则的区别和联系
2、右手定则和左手定则的对比分析
3、“三个定则、一个定律”的理解
在研究电磁感应现象时，经常用到安培定则、左手定则、右手定则及楞次定律。要想灵
活运用“三个定则、一个定律”，就必须明确它们之间的区别与联系。
【典例二】2、如图所示，在匀强磁场中的U形导轨上，有两根等长的平行导线和以相同的速度v匀速向右滑动。为使中有感应电流产生，开关S( )
A.断开和闭合都可以B.应断开
C.断开和闭合都不行D.应闭合
解题思路： 导线以相同的速度同向运动，相对静止，即闭合回路的面积不变，穿过其回路的磁通量不变，只有当开关闭合后，穿过闭合回路的磁通量发生变化，中才能产生感应电流，选项ABC错误，选项D正确。
答案： D
随堂训练
1、如图所示，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，由此可知，圆环a将( )
A.顺时针加速旋转B.顺时针减速旋转
C.逆时针匀速旋转D.逆时针减速旋转
答案：B
2、如图，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.金属杆置于导轨上并与导轨形成闭合回路，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( )
A.中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向
B.中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向
C.中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向
D.中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向
答案： D
3、根据外媒某军事杂志一篇关于中国航母的报道，其猜测中国自行设计建造的第三艘国产航母将采用电磁弹射装置，航母上飞机弹射起飞所利用的电磁驱动原理如图所示.当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈左侧的金属环被弹射出去.则下列说法正确的( )
A.金属环向左运动过程中将有扩张趋势
B.若将金属环置于线圈的右侧，环将不能被弹射出去
C.若将电源正、负极调换，金属环不能被向左弹射
D.闭合开关S的瞬间，从右侧看环中产生沿顺时针方向的感应电流
答案：D
4、如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路.将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态.下列说法正确的是( )
A.开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动
B.开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向
C.开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向
D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动
答案：AD
图号
磁场方向
感应电流的方向
感应电流的磁场方向
甲
向下
逆时针(俯视)
向上
乙
向上
顺时针(俯视)
向下
图号
磁场方向
感应电流的方向
感应电流的磁场方向
丙
向下
顺时针(俯视)
向下
丁
向上
逆时针(俯视)
向上
谁阻碍谁
感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化
阻碍什么
阻碍的是磁通量的变化，而不是磁通量本身
如何阻碍
当磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；当磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即“增反减同”
阻碍效果
阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化，这种变化仍将继续进行
引起感应电流的原因
感应电流产生的效果
如何“阻碍”
口诀
磁通量变化
产生磁场
产生的磁场在原磁场磁通量增加时与原磁场方向相反，反之则相同
增反减同
导体相对运动
产生安培力
产生的安培力总是阻碍导体的相对运动
来拒去留
磁通量变化
线圈面积变化
线圈面积在原磁场磁通量增大时收缩，磁通量减小时扩大
增缩减扩
楞次定律
右手定则
区别
研究对象
整个闭合导体回路
闭合导体回路的一部分
适用范围
磁通量变化引起感应电流
部分导体在磁场中做切割磁感线运动
应用
用于磁通量变化而产生的电磁感应现象
用于导体切割磁感线产生电磁感应的现象
联系
右手定则是楞次定律的特殊情况
右手定则
左手定则
作用
判断磁场、导体运动方向、感应电流三者的方向关系
判断磁场、电流、安培力三者的方向关系
图例
因果关系
因动而电
因电而动
应用实例
发电机
电动机
比较项目
安培定则
电磁感应
左手定则
右手定则
楞次定律
应用对象
电流产生磁场
闭合电路的一段导体切割磁感线产生的感应电流方向
闭合电路中磁通量变化产生的感应电流方向
判断安培力、洛伦兹力的方向
使用方法
右手握住导线或螺线管（环形电流）
右手拇指指向导体切
割磁感线的运动方向，磁感线穿过手掌，四指指向电流的方向
增反减同、来拒去留、增缩减扩
左手四指指向电流方向或正电荷运动方向（负电荷运动反方向），磁感线穿过手掌，拇
指指向受力方向
图形示例
因果关系
因电而生磁（用安培定则）
因动而生电（用右手定则）
因磁而生电（用楞次定律）
因电在磁场中而受力（用左手定则）