人教版 (2019)选择性必修 第二册1 楞次定律学案设计

高二物理导学案

第一节     楞次定律

【情景导入】  1831年，（英国）法拉第成功研究了电磁感应现象，产生了感应电流，那么感应电流的方向与哪些因素有关呢，怎么判断确定感应电流的方向呢？

【学习目标】

1.通过实验探究归纳出判断感应电流方向的规律——楞次定律．

2．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方向．

3．理解楞次定律符合能量守恒定律，明确能量转化的方向. 

【教材阅读知识提纲与填空】

一、影响感应电流方向的因素　 楞次定律

   1．探究感应电流的方向

(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：当穿过线圈的磁通量增大时，感应电流的磁场与磁体的磁场方向________，阻碍磁通量的增加；当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场与磁体的磁场方向________，阻碍磁通量的减少．

2．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________引起感应电流的磁通量的________.

二、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________进入，并使拇指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，如图所示．

2．适用范围：适用于导体______________时感应电流方向的判断．

【探究思考】       探究点  一、对楞次定律的理解和应用

问题1、绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上，铁芯上套有一个铝环，线圈与电源、开关相连，如图所示．线圈上端与电源正极相连，闭合开关的瞬间，铝环向上跳起．请回答：

(1)闭合开关瞬间穿过铝环的磁通量如何变化？

(2)铝环跳起的原因是什么？

问题2、楞次定律“阻碍”作用中，谁“阻碍”了谁，“阻碍”什么，如何“阻碍”，“阻碍”效果？

探究点  二、右手定则

问题1、(1)如图所示，导体棒ab向右做切割磁感       线运动．根据楞次定律判断导体棒ab中的电流方向？

(2)能否找到一种更简单的方法来判断闭合回路中部分导体切割磁感线产生的电流的方向呢？

问题2、右手定则与楞次定律是什么关系？

【成果展示】

【精讲点评】       

一、　对楞次定律的理解和应用

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：

3．“阻碍”的表现：从能量守恒定律的角度，楞次定律可广义地表述为：感应电流的“效果”总是要反抗(或阻碍)引起感应电流的原因．常见的情况有三种：

(1)阻碍原磁通量的变化(增反减同)．

(2)阻碍导体的相对运动(来拒去留)．

(3)通过改变线圈面积来“反抗”(增缩减扩)．

4．楞次定律的实质：“阻碍”的结果，是实现了其他形式的能向电能转化，如果没有“阻碍”，将违背能量守恒定律，可以得出总能量增加的错误结论．所以楞次定律体现了在电磁感应现象中能的转化与守恒，能量守恒定律也要求感应电流的方向服从楞次定律．

二　、右手定则

1．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．

2．楞次定律与右手定则的区别及联系

【例题精讲】

例题1、如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动．金属线框从右侧某一位置由静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，金属线框平面和细杆始终处于同一平面，且垂直纸面，则线框中感应电流的方向是(　B　)

A．a→b→c→d→a

B．d→c→b→a→d

C．先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→a

D．先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d

例题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(　D　)

A．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

【达标训练】

1、关于楞次定律，下列说法正确的是(　C　)

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、(多选)如图所示，导体AB、CD可在水平轨道上自由滑动，且两水平轨道在中央交叉处互不相通．当导体棒AB向左移动时(　　AD )

A．AB中感应电流的方向为A到B

B．AB中感应电流的方向为B到A

C．CD向左移动

D．CD向右移动