《2019-2020學(xué)年高中物理 第1章 電磁感應(yīng) 第3節(jié) 感應(yīng)電流的方向?qū)W案 粵教版選修3-2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020學(xué)年高中物理 第1章 電磁感應(yīng) 第3節(jié) 感應(yīng)電流的方向?qū)W案 粵教版選修3-2（9頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第三節(jié)　感應(yīng)電流的方向 [學(xué)習(xí)目標(biāo)]　1.通過實驗探究，歸納出楞次定律．(重點)2.理解楞次定律和右手定則，并能靈活運用它們判斷感應(yīng)電流的方向．(重點)3.理解楞次定律中“阻礙”的含義，并能說出阻礙的幾種表現(xiàn)形式．(難點) 一、感應(yīng)電流的方向　楞次定律 1．探究電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與通入電流方向的關(guān)系 (1)實驗裝置(如圖所示) (2)探究過程 電流流入電流表的情況 電流表指針偏轉(zhuǎn)方向 電流由“＋”接線柱流入 指針向右偏 電流由“－”接線柱流入 指針向左偏 2.將螺線管與電流計組成閉合回路，分別將條形磁鐵的N極、S極插入、抽出線圈，如圖a所示，記錄感應(yīng)電流方向

2、如圖b所示． a 甲　 　乙　 丙　　　丁 探究感應(yīng)電流方向的實驗記錄 b 3．分析歸納 (1)線圈內(nèi)磁通量增加時的情況 圖號 磁場 方向 感應(yīng)電流方向 (俯視) 感應(yīng)電流的 磁場方向 歸納總結(jié) 甲 向下 逆時針 向上 感應(yīng)電流的磁場阻礙磁通量的增加 乙 向上 順時針 向下 (2)線圈內(nèi)磁通量減少時的情況 圖號 磁場 方向 感應(yīng)電流方向 (俯視) 感應(yīng)電流的 磁場方向 歸納總結(jié) 丙 向下 順時針 向下 感應(yīng)電流的磁場阻礙磁通量的減少 丁 向上 逆時針 向上 (3)楞次定律 感應(yīng)電流的磁場總要

3、阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化． 二、右手定則 1．右手定則 伸開右手，讓拇指跟其余四個手指垂直，并且都跟手掌在同一個平面內(nèi)，讓磁感線垂直從手心進入，拇指指向?qū)w運動的方向，其余四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向． 2．右手定則的適用范圍 閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線的運動． 3．右手定則可以看作楞次定律的特殊情況． 1．思考判斷(正確的打“√”，錯誤的打“×”) (1)在楞次定律中，阻礙的是磁通量的變化，而不是阻礙磁通量本身．(√) (2)感應(yīng)電流的磁場總是阻礙磁通量，與磁通量方向相反．(×) (3)感應(yīng)電流的磁場可阻止原磁場的變化．(×) (4)右手定則只

4、適用于導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況．(√) (5)使用右手定則時必須讓磁感線垂直穿過掌心．(×) 2．根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場一定是 (　　) A．與引起感應(yīng)電流的磁場方向相同 B．阻止引起感應(yīng)電流的磁通量變化 C．阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量變化 D．使電路磁通量為零 C　[由楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起它的原磁通量的變化．具體來說就是“增反減同”．因此C正確．] 3.如圖所示，當(dāng)導(dǎo)體棒MN在外力作用下沿導(dǎo)軌向右運動時，流過R的電流方向是(　　) A．由A→B B．由B→A C．無感應(yīng)電流 D．無法確定 A　[導(dǎo)體棒MN在外力作用下沿導(dǎo)軌向

5、右運動而切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)右手定則可以判定感應(yīng)電流的方向為由A→B，故A正確．] 楞次定律的理解 1.因果關(guān)系：楞次定律反映了電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的因果關(guān)系，磁通量發(fā)生變化是原因，產(chǎn)生感應(yīng)電流是結(jié)果，原因產(chǎn)生結(jié)果，結(jié)果反過來影響原因． 2．“阻礙”的含義 【例1】　如圖所示，要使Q線圈產(chǎn)生圖示方向的電流，可采用的方法有(　　) A．閉合開關(guān)S的瞬間 B．閉合開關(guān)S后，把R的滑片向右移 C．閉合開關(guān)S后，把P中的鐵芯從左邊抽出 D．閉合開關(guān)S后，把Q遠離P 思路點撥：解答本題時，可按以下思路分析： ―→―→ A　[閉合開關(guān)S時，線圈中電流從無到有，鐵

6、芯中產(chǎn)生向右的磁場，穿過Q的磁通量增加，根據(jù)楞次定律，Q中產(chǎn)生圖示方向的電流，A對；R的滑片向右移時，P中電流減小，穿過Q的磁通量減小，根據(jù)楞次定律，Q中產(chǎn)生與圖示相反方向的電流，B錯；將鐵芯抽出或Q遠離P時，穿過Q的磁通量都減小，根據(jù)楞次定律，Q中產(chǎn)生與圖示相反方向的電流，C、D錯．] 應(yīng)用楞次定律解題的一般步驟 1.如圖所示，導(dǎo)線框abcd與直導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，直導(dǎo)線通有恒定電流I，當(dāng)線框由左向右勻速通過直導(dǎo)線的過程中，線框中感應(yīng)電流的方向是(　　) A．先abcd，后dcba，再abcd B．先abcd，后dcba C．始終dcba D．先dcba，后abcd，再

7、dcba D　[線框在直導(dǎo)線左側(cè)時，隨著線框向右運動，磁通量增加，根據(jù)楞次定律，線框中感應(yīng)電流的方向為dcba.在線框的cd邊跨過直導(dǎo)線后，如圖所示，根據(jù)右手定則ab邊產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為a→b，cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為c→d.線框全部跨過直導(dǎo)線后，隨著向右運動，磁通量減少，根據(jù)楞次定律知線框中感應(yīng)電流的方向為dcba.故選項D正確．] , 右手定則的應(yīng)用 1.適用范圍：閉合電路的部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流方向的判斷． 2．右手定則反映了磁場方向、導(dǎo)體運動方向和電流方向三者之間的相互垂直關(guān)系． (1)大拇指的方向是導(dǎo)體相對磁場切割磁感線的運動方向，既可以是導(dǎo)體運動而磁場未

8、動，也可以是導(dǎo)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(dǎo)體相當(dāng)于電源． 3．右手定則與楞次定律的區(qū)別與聯(lián)系 楞次定律 右手定則 區(qū)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(dǎo)體 適用 范圍 各種電磁感應(yīng)現(xiàn)象 只適用于導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動的情況 應(yīng)用 對于磁感應(yīng)強度隨時間變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象較方便 對于導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象較方便 聯(lián)系 右手定則是楞次定律的特例 【例2】　如圖所示，勻強磁場與圓形導(dǎo)體環(huán)平面垂直，導(dǎo)體ef與環(huán)接觸良好，當(dāng)ef向右勻速運動時(　

9、　) A．圓環(huán)中磁通量不變，環(huán)中無感應(yīng)電流產(chǎn)生 B．整個環(huán)中有順時針方向的電流 C．整個環(huán)中有逆時針方向的電流 D．環(huán)的右側(cè)有逆時針方向的電流，環(huán)的左側(cè)有順時針方向的電流 思路點撥：①ef相當(dāng)于電源，電動勢的方向為e→f.②ef與左、右部分圓形導(dǎo)體都能構(gòu)成閉合回路． D　[導(dǎo)體ef向右切割磁感線，由右手定則可判斷導(dǎo)體ef中感應(yīng)電流的方向由ef.而導(dǎo)體ef分別與導(dǎo)體環(huán)的左、右兩部分構(gòu)成兩個閉合回路，故環(huán)的右側(cè)有逆時針方向的電流，環(huán)的左側(cè)有順時針方向的電流．] (1)判斷感應(yīng)電流方向時可根據(jù)具體情況選取楞次定律或右手定則；閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線時，應(yīng)用右手定則比較方便．

10、 (2)區(qū)分右手定則和安培定則：右手定則判斷電流的方向；安培定則判斷電流產(chǎn)生磁場的方向． 訓(xùn)練角度1：右手定則與楞次定律的綜合 2．下列選項圖表示閉合電路中的一部分導(dǎo)體ab在磁場中做切割磁感線運動的情景，其中能產(chǎn)生由a到b的感應(yīng)電流的是(　　) A　　　B　　　C　　　D A　[由右手定則可知，A中電流方向由a→b，B中電流方向由b→a；由楞次定律知，C中電流沿a→c→b→a方向，D中電流方向由b→a.] 訓(xùn)練角度2：右手定則與左手定則的綜合 3．(多選)兩根相互平行的金屬導(dǎo)軌水平放置于如圖所示的勻強磁場中，在導(dǎo)軌上接觸良好的導(dǎo)體棒AB和CD可以自由滑動．當(dāng)AB在外力F作

11、用下向右運動時，下列說法中正確的是 (　　) A．導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過，方向是D→C B．導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過，方向是C→D C．磁場對導(dǎo)體棒CD的作用力向左 D．磁場對導(dǎo)體棒AB的作用力向左 BD　[由右手定則判斷AB棒中感應(yīng)電流的方向是B→A，以此為基礎(chǔ)，再判斷CD棒內(nèi)的電流方向為C→D，最后根據(jù)左手定則進一步確定CD棒和AB棒所受的安培力方向分別為向右和向左，經(jīng)過比較可得正確選項．] , 楞次定律的拓展應(yīng)用 1.楞次定律的另一種表述：感應(yīng)電流的效果總是反抗(或阻礙)產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因． 2．運動情況的判斷——第一種方法：由于相對運動導(dǎo)致的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，感應(yīng)電

12、流的效果阻礙相對運動．簡記口訣：“來拒去留”． 3．面積變化趨勢的判斷——第二種方法：電磁感應(yīng)致使回路面積有變化趨勢時，則面積收縮或擴張是為了阻礙回路磁通量的變化，即磁通量增大時，面積有收縮趨勢，磁通量減少時，面積有擴張趨勢．簡記口訣：“增縮減擴”． 【例3】　如圖所示，一個輕質(zhì)鋁環(huán)套在一根水平光滑絕緣桿上，當(dāng)一條形磁鐵向右運動靠近鋁環(huán)時，鋁環(huán)的運動情況是 (　　) A．向右運動　　　　 B．向左運動 C．靜止不動 D．不能判定 A　[解法一：電流元受力分析法． 如圖所示，當(dāng)磁鐵向環(huán)運動時，穿過鋁環(huán)的磁通量增加，由楞次定律判斷出鋁環(huán)的感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場

13、的方向相反，即向右，根據(jù)安培定則可判斷出感應(yīng)電流方向，從左側(cè)看為順時針方向，把鋁環(huán)的電流等效為多段直線電流元，取上、下兩小段電流元進行研究，由左手定則判斷出兩段電流元的受力，由此可判斷整個鋁環(huán)所受合力向右，故A選項正確． 解法二：阻礙相對運動法． 產(chǎn)生磁場的物體與閉合線圈之間的相互作用力可概括為四個字——“來拒去留”．磁鐵向右運動時，鋁環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電流總是阻礙磁鐵與導(dǎo)體間的相對運動，則磁鐵和鋁環(huán)間有排斥作用，故A正確． 解法三：等效法． 如圖所示，磁鐵向右運動，使鋁環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電流可等效為條形磁鐵，而兩磁鐵有排斥作用，故A項正確．] 在【例3】中，若有兩個輕質(zhì)鋁環(huán)套在水平光滑

14、桿上，則兩個鋁環(huán)之間的距離如何變化？ 提示：兩環(huán)產(chǎn)生同向感應(yīng)電流，相互吸引，距離變?。? 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中導(dǎo)體運動問題的分析方法 (1)確定所研究的閉合電路． (2)明確閉合電路所包圍的區(qū)域磁場的方向及磁場的變化情況． (3)確定穿過閉合電路的磁通量的變化或?qū)w是否切割磁感線． (4)根據(jù)楞次定律或右手定則判定感應(yīng)電流的方向． (5)根據(jù)左手定則或“來拒去留”“增反減同”等判斷導(dǎo)體所受安培力及運動的方向． 4．如圖所示，光滑固定金屬導(dǎo)軌M、N水平放置，兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放于導(dǎo)軌上，形成一個閉合回路。當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路的過程中，下列說法正確的是(　　) A

15、．P、Q將保持不動 B．P、Q將相互遠離 C．磁鐵的加速度小于g D．磁鐵的加速度仍為g C　[當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時，穿過回路的磁通量增加，根據(jù)楞次定律：感應(yīng)電流的磁場總是阻礙磁通量的變化，可知，P、Q將互相靠攏，回路的面積減小一點，使穿過回路的磁通量減小一點，起到阻礙原磁通量增加的作用，故A錯誤，B錯誤；由于磁鐵受到向上的安培力作用，所以合力小于重力，磁鐵的加速度一定小于g.故C正確，D錯誤．] 課 堂 小 結(jié) 知 識 脈 絡(luò) 1.楞次定律的內(nèi)容是：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化． 2．楞次定律可廣義地表述為

16、：感應(yīng)電流的“效果”總是要反抗(或阻礙)引起感應(yīng)電流的“原因”，常見的有三種： (1)阻礙原磁通量的變化(增反減同)． (2)阻礙導(dǎo)體的相對運動(來拒去留)． (3)通過改變線圈面積來“反抗”(增縮減擴)． 3．閉合電路的部分導(dǎo)體做切割磁感線運動時產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向可由右手定則判斷. 1．(2019·全國卷Ⅲ)楞次定律是下列哪個定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體體現(xiàn)？(　　) A．電阻定律　　　　　　 B．庫侖定律 C．歐姆定律 D．能量守恒定律 [答案]　D 2.如圖所示，CDEF是一個矩形金屬框，當(dāng)導(dǎo)體棒AB向右移動時，回路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，則下列說法中正確的是(　

17、　) A．導(dǎo)體棒中的電流方向由B→A B．電流表A1中的電流方向由F→E C．電流表A1中的電流方向由E→F D．電流表A2中的電流方向由D→C B　[根據(jù)右手定則，導(dǎo)體棒內(nèi)部電流方向為A到B，所以電流表A1中的電流方向由F→E，A、C錯，B對．同理電流表A2中的電流方向由C→D，D錯．] 3．(多選)如圖所示，當(dāng)磁鐵運動時，流過電阻的電流方向是A→R→B，則磁鐵可能是 (　　) A．向下運動 B．向上運動 C．向左運動 D．以上都不可能 BC　[此題可通過逆向應(yīng)用楞次定律來判定．(1)由感應(yīng)電流方向A→R→B，應(yīng)用安培定則得知感應(yīng)電流在螺線管內(nèi)產(chǎn)生的磁場方向應(yīng)是

18、從上指向下；(2)由楞次定律判得螺線管內(nèi)磁通量的變化應(yīng)是向下的減小或向上的增加；(3)由條形磁鐵的磁感線分布知螺線管內(nèi)原磁場是向下的，故應(yīng)是磁通量減小，即磁鐵向上運動或向左、向右平移，所以選項B、C正確．] 4.如圖所示，一個有彈性的金屬線圈被一根橡皮繩吊于通電直導(dǎo)線的正下方，直導(dǎo)線與線圈在同一豎直面內(nèi)，當(dāng)通電直導(dǎo)線中電流增大時，金屬線圈的面積S和橡皮繩的長度l將(　　) A．S增大，l變長 B．S減小，l變短 C．S增大，l變短 D．S減小，l變長 D　[當(dāng)通電直導(dǎo)線中電流增大時，穿過金屬線圈的磁通量增大，金屬線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流要阻礙原磁通量的增大：一是用縮小面積的方式進行阻礙；二是用遠離直導(dǎo)線的方式進行阻礙，故D正確．] - 9 -