高中物理教科版 (2019)选择性必修 第二册1 楞次定律图片课件ppt

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必备知识·自主预习储备
知识点一　右手定则1．内容：伸开右手，使大拇指与其余并拢的四指垂直，并与手掌在同一个平面内，让磁感线垂直从____穿入，并使拇指指向导线____的方向，这时____所指的方向就是感应电流的方向。
2．适用范围：只适用于判定导线__________运动而产生感应电流的情况。
思考　左手定则与右手定则不同在哪儿？提示：左手定则是电在磁中受力，右手定则是磁生电。
体验1：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)右手定则只适用于闭合电路中的部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。( )(2)使用右手定则时必须让磁感线垂直穿过掌心。( )
知识点二　楞次定律1．影响感应电流方向的因素当引起感应电流的原磁场穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向____；当引起感应电流的原磁场穿过线圈的磁通量减小时，感应电流的磁场方向与原磁场方向____。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是要____引起感应电流的____________。(2)楞次定律是________定律在电磁感应中的具体表现。
提醒　闭合回路磁通量变化产生感应电流，即产生了电能，是其他形式的能转化成电能的过程。
体验2：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)(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)楞次定律表明感应电流的效果总是与引起感应电流的原因相对抗。( )
关键能力·情境探究达成
考点1　右手定则的理解和应用
考点2　探究影响感应电流方向的因素
考点3　楞次定律的理解
考点4　楞次定律的应用
如图所示，在长直载流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。线圈在导线的右侧平移时，其中产生了A→B→C→D→A方向的电流。请判断：线圈在向哪个方向移动？提示：向左移动。
考点1　右手定则的理解和应用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。
【典例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a→b的是(　　)
A　　　　B　　　　　C　　　 D
A　[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a→b，B中电流方向为b→a，C中电流方向沿a→d→c→b→a，D中电流方向为b→a，故A正确。]
楞次定律与右手定则的区别及联系
[跟进训练]1．如图所示，匀强磁场与圆形导体环平面垂直，导体ef与环接触良好，当ef向右匀速运动时(　　)A．圆环中磁通量不变，环上无感应电流产生B．整个环中有顺时针方向的电流C．整个环中有逆时针方向的电流D．环的右侧有逆时针方向的电流，环的左侧有顺时针方向的电流
D　[由右手定则知ef上的电流由e→f，故右侧的电流方向为逆时针，左侧的电流方向为顺时针，故D正确。]
考点2　探究影响感应电流方向的因素一、实验原理观察并记录感应电流的方向与磁通量变化情况间的关系。分析实验结果，归纳出决定感应电流方向的因素，总结出判断感应电流方向的方法。二、实验器材条形磁铁，螺线管，零刻度在中央的灵敏电流计，滑动变阻器，一节干电池，电池盒，开关，导线若干。
三、实验步骤1．确定电流表指针偏转方向与电流方向及电流表红、黑接线柱的关系：
(1)按电路图连接电路。(2)调节滑动变阻器，使接入电路的电阻最大。(3)迅速闭合开关，发现电流表指针偏转后立即断开开关。(4)记录电流方向与电流表的指针偏转方向和电流表红、黑接线柱接线情况，找出它们之间的关系。
2．观察并记录磁场方向，磁通量变化情况与感应电流方向的关系。(1)按如图所示连接电路，明确螺线管的绕线方向。
(2)按照控制变量的方法分别进行N极(S极)向下插入线圈和N极(S极)向下时抽出线圈的实验。
(3)观察并记录磁场方向、电流方向，磁通量变化情况，并将结果填入表格。
3．归纳影响感应电流方向的因素。
四、实验结论当磁通量增加时，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，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。五、注意事项1．确定电流方向与电流表指针偏转方向的关系时，要用试触法并注意减小电流强度，防止电流过大或通电时间过长损坏电流表。2．电流表选用零刻度在中间的灵敏电流计。3．实验前设计好表格，并明确线圈的绕线方向。4．按照控制变量的思想进行实验。5．进行一种操作后，等电流计指针回零后再进行下一步操作。
【典例2】　为了探究影响感应电流方向的因素，某实验小组将电池、线圈A、线圈B、滑动变阻器、灵敏电流计、开关按照如图所示的方式连接。当闭合开关时发现灵敏电流计的指针右偏。由此可知，
(1)当滑动变阻器的滑片P向右移动时，灵敏电流计的指针________(选填“左偏”“不动”或“右偏”)。[解析]　由题意知，闭合开关时灵敏电流计指针向右偏，而闭合开关时B中磁场增强，当P向右移动时，A所在电路中电流增大，B中磁场增强，所以指针仍向右偏。
(2)将线圈A拔出时，灵敏电流计的指针________(选填“左偏”“不动”或“右偏”)，此时线圈A与线圈B中电流的绕行方向________(选填“相同”或“相反”)。[解析]　将A拔出时，B中磁弱，感应电流方向改变，所以电流计指针向左偏，此时它们产生的磁场方向相同，故A、B中电流绕行方向相同。
[跟进训练]2．(1)如图所示的器材可用来研究电磁感应现象及判定感应电流的方向，其中连线正确的是________(选填“A”或“B”)。
[解析]　探究电磁感应现象实验电路分两部分，电源、开关、滑动变阻器、一个线圈组成闭合电路，电流计与另一个线圈组成另一个闭合电路；由题图电路图可知，图A所示电路正确。
(2)将线圈L1插入线圈L2中，合上开关S，能使线圈L2中感应电流的磁场方向与线圈L1中原磁场方向相同的实验操作是________。A．插入铁芯F　　　　　　B．拔出线圈L1C．使变阻器阻值R变大 D．断开开关S
[解析]　插入铁芯，磁通量增大，产生的感应电流与原电流绕行方向相反，故A错误；拔出线圈L1，磁通量减小，产生的感应电流与原电流绕行方向相同，感应电流的磁场方向与线圈L1中原磁场方向相同，故B正确；使滑动变阻器阻值增大，电流减小，磁通量减小，产生的感应电流与原电流绕行方向相同，故C正确；断开开关S，磁通量减小，产生的感应电流与原电流绕行方向相同，故D正确。
考点3　楞次定律的理解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
【典例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
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，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，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，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，D错误。]
[跟进训练]3．关于感应电流，以下说法中正确的是(　　)A．感应电流的方向总是与原电流的方向相反B．感应电流的方向总是与原电流的方向相同C．感应电流的磁场总是阻碍闭合电路内原磁场的磁通量的变化D．感应电流的磁场总是与原线圈内的磁场方向相反
C　[由楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍闭合电路内部原磁场的磁通量的变化，故C正确；如果原磁场中的磁通量是增大的，则感应电流的磁场方向就与它相反，来阻碍它的增大，如果原磁场中的磁通量是减小的，则感应电流的磁场方向就与它相同，来阻碍它的减小，故A、B、D错误。]
考点4　楞次定律的应用楞次定律应用四步曲1．确定原磁场的方向。2．判定产生感应电流的磁通量如何变化(增加还是减少)。3．根据楞次定律确定感应电流的磁场方向(增反减同)。4．判定感应电流的方向。该步骤也可以简单地描述为“一原二变三感四螺旋”，一原——确定原磁场的方向；二变——确定磁通量是增加还是减少；三感——判断感应电流的磁场方向；四螺旋——用右手螺旋定则判断感应电流的方向。
【典例4】　电阻R、电容C与一线圈连成闭合电路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示。现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是(　　)A．从a到b，上极板带正电B．从a到b，下极板带正电C．从b到a，上极板带正电D．从b到a，下极板带正电
D　[在磁铁自由下落，N极接近线圈上端的过程中，通过线圈的磁通量方向向下且在增大，根据楞次定律可判断出线圈中感应电流的磁场方向向上，利用右手螺旋定则可判知线圈中感应电流方向为逆时针(由上向下看)，流过R的电流方向从b到a，电容器下极板带正电，D正确。]
[母题变式]　在[典例4]中，若条形磁铁穿过线圈，在S极离开线圈下端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是怎样的？提示：根据楞次定律，S极离开时，穿过线圈的磁通量方向向下且在减少，线圈中的感应电流方向为顺时针(由上向下看)，流过R的电流方向从a到b，电容器下极板带负电，上极板带正电。
[注意事项]　“阻碍”不是“阻止”，引起感应电流的磁场变化了，是阻而未止，“阻碍”并不意味着“相反”，当原磁场磁通量减少时，“阻碍”意味着“相同”。
[跟进训练]4．如图所示为一闭合导线环，磁场方向垂直环面向里，当磁感应强度随时间一直均匀增大时，顺着磁场方向看导线环中感应电流的方向是(　　)A．一直逆时针B．一直顺时针C．先顺时针后逆时针D．先逆时针后顺时针
A　[磁感应强度随时间一直均匀增大时，方向向里，则由楞次定律可知，感应电流的磁场应向外，则由安培定则可知，感应电流方向一直逆时针，故A正确，B、C、D错误。]
学习效果·随堂评估自测
1．如图所示，a、b、c三个上下平行的圆形线圈同轴水平放置，现闭合b线圈中的电键S，则在闭合S的瞬间，由上向下观察(　　)A．a、c线圈中无感应电流B．a、c线圈中的感应电流都沿顺时针方向C．a、c线圈中的感应电流都沿逆时针方向D．a、c线圈中感应电流的方向相反
B　[闭合S时，b线圈中电流沿逆时针方向，根据安培定则，穿过a线圈的磁场方向向上，磁通量增大，根据楞次定律，感应电流的磁场方向向下，由安培定则判断感应电流为顺时针方向，同理c线圈中的感应电流也为顺时针方向，故B正确，A、C、D错误。]
B　[由安培定则可知线圈中感应电流激发的磁场方向向上，与原磁场方向面相反，即原磁场通过线圈的磁通量在增加，磁铁向下运动，故B正确。]
2．磁铁在线圈中心上方开始运动时，线圈中产生如图方向的感应电流，则磁铁(　　)A．向上运动B．向下运动C．向左运动D．向右运动
3．如图所示，长直导线和矩形线框abcd在同一平面内，直导线中通过恒定电流，电流方向竖直向上。现使线框由位置Ⅰ向右先加速后减速平动到位置Ⅱ，在线框的运动过程中(　　)A．线框中先产生顺时针方向的感应电流，后产生逆时针方向的感应电流B．线框中先产生逆时针方向的感应电流，后产生顺时针方向的感应电流C．线框中一直产生顺时针方向的感应电流D．线框中一直产生逆时针方向的感应电流
C　[由安培定则，线框所在处的磁场垂直纸面向里，线框向右运动，磁通量减小，由楞次定律得，线框中一直产生顺时针方向的感应电流，C正确，A、B、D错误。]
4．C919在上海上空水平匀速飞行，由于地磁场的存在，其机翼就会切割磁感线，下列说法正确的是(　　)A．机翼左端的电势比右端电势低B．机翼左端的电势比右端电势高C．飞机飞行过程中洛伦兹力做正功D．飞机飞行过程中洛伦兹力做负功
B　[上海位于北半球，地磁场在北半球地表上空方向是斜向下，由右手定则判断飞机机翼切割磁感线的感应电动势方向为从右往左，所以机翼左端的电势比右端电势高，故B正确，A错误；洛伦兹力的方向始终垂直于速度，因此洛伦兹力不做功，故C、D错误。]
回归本节知识，自我完成以下问题：(1)当导体回路的面积发生变化，或回路相对磁场运动，或磁场本身发生变化时，回路中都可能产生感应电流，感应电流的方向与这些变化有什么对应关系？提示：感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化。