《2019-2020學年高中物理 第一章 電磁感應 第三節(jié) 感應電流的方向?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學年高中物理 第一章 電磁感應 第三節(jié) 感應電流的方向?qū)W案 粵教版選修3-2（13頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第三節(jié)　感應電流的方向 [學科素養(yǎng)與目標要求]　 物理觀念：1.正確理解楞次定律的內(nèi)容及其本質(zhì).2.掌握右手定則，并理解右手定則實際上是楞次定律的一種具體表現(xiàn)形式． 科學思維：1.通過對實驗現(xiàn)象的觀察、歸納、概括，抽象得出影響感應電流方向的因素.2.掌握運用楞次定律和右手定則判斷感應電流方向的方法和步驟． 科學探究：經(jīng)歷探究螺線管中感應電流方向的實驗，記錄、分析實驗現(xiàn)象，交流討論，歸納出普遍的規(guī)律． 科學態(tài)度與責任：參與實驗、多角度分析和逐步明確歸納感應電流方向的過程，領略楞次定律的表述因高度抽象和概括而表現(xiàn)出的簡潔美． 一、探究感應電流的方向 1．實驗探究 將螺線管與電流

2、表組成閉合回路，分別將N極、S極插入、抽出線圈，如圖1所示，記錄感應電流方向． 圖1 研究感應電流方向的實驗記錄 2．分析 (1)線圈內(nèi)磁通量增加時的情況：(表內(nèi)選填“向上”或“向下”) 圖序 磁場方向 感應電流的方向(俯視) 感應電流的磁場方向 甲 向下 逆時針 向上 乙 向上 順時針 向下 (2)線圈內(nèi)磁通量減少時的情況：(表內(nèi)選填“向上”或“向下”) 圖序 磁場方向 感應電流的方向(俯視) 感應電流的磁場方向 丙 向下 順時針 向下 丁 向上 逆時針 向上 3.實驗結(jié)論 (1)當線圈內(nèi)磁通量增加時，感應電流的磁

3、場與原磁場方向相反，阻礙磁通量的增加． (2)當線圈內(nèi)磁通量減少時，感應電流的磁場與原磁場方向相同，阻礙磁通量的減少． 二、楞次定律 感應電流的方向可以這樣確定，即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化． 三、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電流的方向． 1．判斷下列說法的正誤． (1)感應電流的磁場總是與引起感應電流的磁場方向相反．(　×　) (2)感應電流的磁場可能與引起感應電流的磁場方向相同．(　√　) (3)感應電流的磁場總是阻止引起感應電

4、流的磁通量的變化．(　×　) (4)右手定則和楞次定律都適用于所有電磁感應現(xiàn)象中感應電流方向的判斷．(　×　) 2．如圖2所示，光滑平行金屬導軌PP′和QQ′，都處于同一水平面內(nèi)，P和Q之間連接一電阻R，整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中．現(xiàn)垂直于導軌放置一根導體棒MN，MN向右運動時，MN中的電流方向為________；MN向左運動時，MN中的電流方向為________．(均填“M→N”或“N→M”) 圖2 答案　N→M　M→N 一、對楞次定律的理解 1．楞次定律中的因果關(guān)系 楞次定律反映了電磁感應現(xiàn)象中的因果關(guān)系，磁通量發(fā)生變化是原因，產(chǎn)生感應電流是結(jié)果． 2．對

5、“阻礙”的理解 3．楞次定律“阻礙”的表現(xiàn)形式 從磁通量變化的角度看：感應電流的效果是阻礙磁通量的變化． 從相對運動的角度看：感應電流的效果是阻礙相對運動． 例1　關(guān)于楞次定律，下列說法正確的是 (　　) A．感應電流的磁場總是要阻礙引起感應電流的磁通量的變化 B．感應電流的磁場總是阻止磁通量的變化 C．原磁場穿過閉合回路的磁通量增加時，感應電流的磁場與原磁場同向 D．感應電流的磁場總是跟原磁場反向，阻礙原磁場的變化 答案　A 解析感應電流的磁場總是要阻礙引起感應電流的磁通量的變化，選項A正確；阻礙并不是阻止，只起延緩的作用，選項B錯誤；原磁場穿過閉合回路的磁通量增加

6、時，感應電流的磁場與原磁場反向，選項C錯誤；當原磁通量增加時感應電流的磁場跟原磁場反向，當原磁通量減少時感應電流的磁場跟原磁場同向，選項D錯誤． 二、楞次定律的應用 楞次定律應用四步曲 (1)確定原磁場方向； (2)判定產(chǎn)生感應電流的磁通量如何變化(增加還是減少)； (3)根據(jù)楞次定律確定感應電流的磁場方向(增反減同)； (4)判定感應電流的方向． 該步驟也可以簡單地描述為“一原二變?nèi)兴穆菪?，一原——確定原磁場的方向；二變——確定磁通量是增加還是減少；三感——判斷感應電流的磁場方向；四螺旋——用右手螺旋定則判斷感應電流的方向． 例2　(多選)如圖3所示，閉合金屬圓環(huán)沿垂直于

7、磁場方向放置在有界勻強磁場中，將它從勻強磁場中勻速拉出，以下各種說法中正確的是(　　) 圖3 A．向左拉出和向右拉出時，環(huán)中的感應電流方向相反 B．向左或向右拉出時，環(huán)中感應電流方向都是沿順時針方向的 C．向左或向右拉出時，環(huán)中感應電流方向都是沿逆時針方向的 D．將圓環(huán)左右拉動，當環(huán)全部處在磁場中運動時，圓環(huán)中無感應電流 答案　BD 解析　將金屬圓環(huán)不管從哪邊拉出磁場，穿過閉合圓環(huán)的磁通量都要減少，根據(jù)楞次定律可知，感應電流的磁場要阻礙原磁通量的減少，感應電流的磁場方向與原磁場方向相同，應用右手螺旋定則可以判斷出感應電流的方向是順時針方向的，選項B正確，A、C錯誤；當圓環(huán)全部

8、處在磁場中運動時，穿過圓環(huán)的磁通量沒有改變，該種情況下無感應電流，D正確． 例3　(2017·宿遷市高二下學期期末)如圖4所示，一根條形磁鐵自左向右穿過一個閉合螺線管，則電路中(　　) 圖4 A．始終有感應電流自a向b流過電流表 B．始終有感應電流自b向a流過電流表 C．先有a→→b方向的感應電流，后有b→→a方向的感應電流 D．將不會產(chǎn)生感應電流 答案　C 解析　當條形磁鐵進入閉合螺線管時，通過閉合螺線管的磁通量增加，產(chǎn)生感應電流方向為a→→b；當條形磁鐵穿出螺線管時，通過閉合螺線管的磁通量減少，產(chǎn)生感應電流方向為b→→a，選項C正確． [學科素養(yǎng)]　楞次定律既適用于閉

9、合電路的一部分導體切割磁感線產(chǎn)生的感應電流方向的判斷，又適用于因磁場變化在閉合電路中產(chǎn)生的感應電流方向的判斷，通過例2、例3中楞次定律的應用，使學生熟練掌握運用楞次定律處理問題的步驟，很好地體現(xiàn)了“科學思維”的學科素養(yǎng)． 三、右手定則的理解和應用 如圖所示，導體棒ab向右做切割磁感線運動． (1)請用楞次定律判斷感應電流的方向． (2)感應電流I的方向、原磁場B的方向、導體棒運動的速度v的方向三者之間滿足什么關(guān)系？ 答案　(1)感應電流的方向a→d→c→b→a. (2)滿足右手定則． 1．適用范圍：閉合電路的部分導體切割磁感線產(chǎn)生感應電流方向的判斷． 2．右

10、手定則反映了磁場方向、導體運動方向和電流方向三者之間的相互垂直關(guān)系． (1)大拇指所指的方向是導體相對磁場切割磁感線的運動方向，既可以是導體運動而磁場未動，也可以是導體未動而磁場運動，還可以是兩者以不同速度同時運動． (2)四指指向電流方向，切割磁感線的導體相當于電源． 例4　下列圖中表示閉合電路中的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動的情景，導體ab上的感應電流方向為a→b是(　　) 答案　A 解析　在導體ab上，A中電流方向為a→b，B、C、D中電流方向為b→a，故選A. 1．(楞次定律的理解)在電磁感應現(xiàn)象中，下列說法正確的是(　　) A．感應電流的磁場總是阻礙引起感

11、應電流原磁場的磁通量的變化 B．感應電流的磁場方向總是與引起感應電流的磁場方向相反 C．感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流原磁場的磁通量 D．感應電流的磁場阻止了引起感應電流原磁場磁通量的變化 答案　A 解析　根據(jù)楞次定律，感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流原磁場的磁通量的變化，選項A正確，C錯誤；當原磁場增強時，感應電流的磁場方向與引起感應電流的磁場方向相反，當原磁場減弱時，感應電流的磁場方向與引起感應電流的磁場方向相同，選項B錯誤；感應電流的磁場阻礙引起感應電流原磁場磁通量的變化，但不是阻止，選項D錯誤． 2．(楞次定律的應用)如圖5所示，一水平放置的圓形通電線圈1固定，另一較

12、小的圓形線圈2從線圈1的正上方下落，在下落過程中，兩線圈平面始終保持平行且共軸，則線圈2從線圈1的正上方下落至正下方的全過程中，從上往下看，線圈2中(　　) 圖5 A．無感應電流 B．有順時針方向的感應電流 C．有先順時針后逆時針方向的感應電流 D．有先逆時針后順時針方向的感應電流 答案　C 解析　根據(jù)安培定則判斷可知，線圈1產(chǎn)生的磁場方向向上．當線圈2靠近線圈1時，穿過線圈2的磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知，線圈2中產(chǎn)生順時針方向的感應電流；當線圈2遠離線圈1時，穿過線圈2的磁通量減少，根據(jù)楞次定律可知，線圈2中產(chǎn)生逆時針方向的感應電流．所以線圈2中感應電流的方向先是順時針后

13、是逆時針，故選項C正確． 3．(楞次定律的應用)小管同學為了探究感應電流的方向與什么因素有關(guān)，他把一靈敏電流計與一個線圈相連構(gòu)成閉合電路，然后將條形磁鐵插入或拔出線圈，如圖6所示．其中線圈中所標箭頭方向為感應電流方向．則下列判斷正確的是(　　) 圖6 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．甲圖磁鐵正在向下運動 B．乙圖磁鐵正在向上運動 C．丙圖磁鐵正在向上運動 D．丁圖磁鐵正在向上運動 答案　D 解析　根據(jù)線圈中感應電流的方向，由右手螺旋定則可知，甲和丙中的線圈上端為感應電流磁場的S極，乙和丁中的線圈上端為N極，由楞次定律的“阻礙”含義知，甲和丁圖中磁鐵正在向上運動

14、，乙和丙圖中磁鐵正在向下運動，故選項A、B、C錯誤，D正確． 4．(右手定則的應用)(多選)閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動，如圖所示，能正確表示磁感應強度B的方向、導體運動速度方向與產(chǎn)生的感應電流方向間關(guān)系的是(　　) 答案　BC 解析　A圖中導體不切割磁感線，導體中無電流；由右手定則可以判斷B、C正確；D圖中感應電流方向應垂直紙面向外． 考點一　楞次定律的理解 1．(多選)關(guān)于感應電流，下列說法正確的是(　　) A．根據(jù)楞次定律知，感應電流的磁場一定阻礙引起感應電流的磁通量 B．感應電流的磁場總是阻礙原磁通量的變化 C．感應電流的磁場方向與引起感應電流的

15、磁場方向可能相同，也可能相反 D．當導體切割磁感線運動時，必須用安培定則確定感應電流的方向 答案　BC 考點二　楞次定律的應用 2．(多選)如圖1所示，通電直導線L和平行直導線放置的閉合導體框abcd，當通電導線L運動時(不與導體框接觸且始終在導體框的左側(cè))，以下說法正確的是(　　) 圖1 A．當導線L向左平移時，導體框abcd中感應電流的方向為abcda B．當導線L向左平移時，導體框abcd中感應電流的方向為adcba C．當導線L向右平移時，導體框abcd中感應電流的方向為abcda D．當導線L向右平移時，導體框abcd中感應電流的方向為adcba 答案　AD

16、 3.電阻R、電容器C與一線圈連成閉合電路，條形磁鐵位于線圈的正上方，N極朝下，如圖2所示．在使磁鐵N極遠離線圈上端的過程中，流過R的電流方向和電容器極板的帶電情況是(　　) 圖2 A．從b到a，下極板帶正電 B．從a到b，下極板帶正電 C．從b到a，上極板帶正電 D．從a到b，上極板帶正電 答案　D 4．(多選)如圖3所示，有界勻強磁場豎直向下穿過光滑的水平桌面，一橢圓形導體框平放在桌面上．使導體框從左邊進入磁場，從右邊穿出磁場．下列說法正確的是(　　) 圖3 A．導體框進入磁場過程中，感應電流的方向為順時針方向 B．導體框離開磁場過程中，感應電流的方向為順時針方向

17、 C．導體框全部在磁場中運動時，感應電流的方向為順時針方向 D．導體框全部在磁場中運動時，無感應電流產(chǎn)生 答案　BD 解析　根據(jù)楞次定律，導體框進入磁場過程中，感應電流的方向為逆時針方向，導體框離開磁場過程中，感應電流的方向為順時針方向，導體框全部在磁場中運動時，沒有感應電流產(chǎn)生，故選項A、C錯誤，B、D正確． 5．如圖4所示，一線圈用細桿懸于P點，開始時細桿處于水平位置，釋放后讓它在勻強磁場中運動，磁場的方向如圖所示，已知線圈平面始終與紙面垂直，當線圈第一次通過位置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ時(位置Ⅱ正好是細桿豎直時線圈所處的位置)，線圈內(nèi)的感應電流(順著磁場方向看去)(　　) 圖4 A．Ⅰ

18、、Ⅱ、Ⅲ位置均是順時針方向 B．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ位置均是逆時針方向 C．Ⅰ位置是順時針方向，Ⅱ位置為零，Ⅲ位置是逆時針方向 D．Ⅰ位置是逆時針方向，Ⅱ位置為零，Ⅲ位置是順時針方向 答案　D 解析　線圈由初始位置向Ⅰ位置運動過程中，沿磁場方向的磁通量逐漸增大，根據(jù)楞次定律，感應電流的磁場方向與原磁場方向相反，從右向左穿過線圈，根據(jù)安培定則，Ⅰ位置時感應電流的方向(沿磁感線方向看去)是逆時針方向；在Ⅱ位置時由左向右穿過線圈的磁通量最大，由Ⅱ位置向Ⅲ位置運動時，向右穿過線圈的磁通量減少，根據(jù)楞次定律，感應電流的磁場方向向右，根據(jù)安培定則可判定Ⅲ位置的電流方向(沿磁感線方向看去)是順時針方向，且Ⅱ

19、位置時感應電流為零，故D正確． 6．如圖5所示，一圓形金屬線圈放置在水平桌面上，勻強磁場垂直桌面豎直向下，過線圈上A點作切線OO′，OO′與線圈在同一平面上．在線圈以OO′為軸翻轉(zhuǎn)180°的過程中，線圈中電流方向(　　) 圖5 A．始終為A→B→C→A B．始終為A→C→B→A C．先為A→C→B→A再為A→B→C→A D．先為A→B→C→A再為A→C→B→A 答案　A 解析　在線圈以OO′為軸翻轉(zhuǎn)0～90°的過程中，穿過線圈正面向里的磁通量逐漸減少，由楞次定律可知感應電流方向為A→B→C→A；線圈以OO′為軸翻轉(zhuǎn)90°～180°的過程中，穿過線圈反面向里的磁通量逐漸增加，

20、由楞次定律可知感應電流方向仍然為A→B→C→A，A正確． 7．長直導線與矩形線框abcd處在同一平面中靜止不動，如圖6甲所示．長直導線中通以大小和方向都隨時間做周期性變化的電流，I－t圖象如圖乙所示．規(guī)定沿長直導線方向向上的電流為正方向．關(guān)于0～T時間內(nèi)矩形線框中感應電流的方向，下列說法正確的是(　　) 圖6 A．由順時針方向變?yōu)槟鏁r針方向 B．由逆時針方向變?yōu)轫槙r針方向 C．由順時針方向變?yōu)槟鏁r針方向，再變?yōu)轫槙r針方向 D．由逆時針方向變?yōu)轫槙r針方向，再變?yōu)槟鏁r針方向 答案　D 解析　0～時間內(nèi)，直導線中向上的電流增大，通過線框中的磁通量增大，線框中產(chǎn)生逆時針方向的感應電

21、流.～時間內(nèi)，直導線中向上的電流減小，通過線框中的磁通量減少，線框中產(chǎn)生順時針方向的感應電流；同樣判斷出～T時間內(nèi)、T～T時間內(nèi)的感應電流方向分別為順時針和逆時針，故選D. 8．如圖7所示，兩條互相平行的導線M、N中通有大小相等、方向相同的電流，矩形導線框abcd和兩條導線在同一平面內(nèi)且ad邊與導線M平行，線框沿著與兩導線垂直的方向自右向左在兩導線間勻速移動，則在移動過程中，線框中的感應電流的方向為(　　) 圖7 A．先順時針后逆時針 B．先逆時針后順時針 C．一直是逆時針 D．一直是順時針 答案　C 9．(2018·福州市高二檢測)通電長直導線中有恒定電流I，方向豎直向上

22、，矩形線框與直導線在同一豎直面內(nèi)，現(xiàn)要使線框中產(chǎn)生如圖8所示方向的感應電流，則應使線框(　　) 圖8 A．稍向左平移 B．稍向右平移 C．稍向上平移 D．以直導線為軸勻速轉(zhuǎn)動 答案　B 解析　由楞次定律可知，線框左移，磁通量增加，感應電流的方向與題圖所示方向相反；選項C、D磁通量不變，無感應電流產(chǎn)生．故選項B正確． 考點三　右手定則的應用 10．如圖9所示，CDEF是一個矩形金屬框，當導體棒AB向右移動時，回路中會產(chǎn)生感應電流，則下列說法中正確的是(　　) 圖9 A．導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

23、→F D．電流表A2中的電流方向由D→C 答案　B 解析　根據(jù)右手定則，導體棒內(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． 11．如圖10所示，勻強磁場與圓形導體環(huán)所在平面垂直，導體ef與環(huán)接觸良好，當ef向右勻速運動時(　　) 圖10 A．圓環(huán)中磁通量不變，環(huán)上無感應電流產(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 答案　D 解析由右手定則知ef上的感應電流由e→f，故右側(cè)的電流方向為逆時針，左側(cè)的電流方向為順

24、時針，選D. 12.如圖11所示，MN、PQ為同一水平面的兩平行光滑導軌，導軌間有垂直于導軌平面的磁場(圖中未畫出)，導體ab、cd與導軌有良好的接觸并能自由滑動，當導體ab沿導軌向右滑動時，則(　　) 圖11 A．cd向右滑　　　　　　 B．cd不動 C．cd向左滑 D．無法確定 答案　A 13．(2017·鹽城市高二第二學期期末)1831年，法拉第在一次會議上展示了他發(fā)明的圓盤發(fā)電機，它是利用電磁感應的原理制成的，是人類歷史上的第一臺發(fā)電機．圖示是這個圓盤發(fā)電機的示意圖：銅盤安裝在水平的銅軸上，銅片甲、乙分別與轉(zhuǎn)動軸、銅盤邊緣接觸．下列四幅圖中的圖A、B中磁場方向與銅盤平行

25、；圖C、D中磁場方向與銅盤垂直，C圖中磁場區(qū)域僅在甲、丙之間，D圖中磁場區(qū)域僅在甲、乙之間．從右向左看銅盤以相同的角速度逆時針方向轉(zhuǎn)動，電阻R上有電流且方向沿紙面向上的是(　　) 答案　D 解析　A、B圖中圓盤與磁場方向平行不切割磁感線，故沒有感應電流產(chǎn)生，A、B錯誤；C圖中，從右向左看，銅盤逆時針轉(zhuǎn)動時，由右手定則可知，銅盤內(nèi)感應電流的方向由乙流向甲，所以電阻R上的電流方向沿紙面向下，C錯誤．D圖中，根據(jù)右手定則可知，銅盤內(nèi)感應電流的方向從甲到乙，流經(jīng)R的電流方向沿紙面向上，D正確． 14．(多選)如圖12所示，導體棒AB、CD可在水平光滑軌道上自由滑動，下列說法正確的是(　　

26、) 圖12 A．將導體棒CD固定，當導體棒AB向左移動時，AB中感應電流的方向為A到B B．將導體棒CD固定，當AB向右移動時，AB中感應電流的方向為A到B C．將導體棒AB固定，當CD向左移動時，AB中感應電流的方向為A到B D．將導體棒AB固定，當CD向右移動時，AB中感應電流的方向為A到B 答案　AC 解析　由右手定則可判斷，將導體棒CD固定，當AB向左運動時，AB中感應電流方向為A→B；當AB向右運動時，AB中感應電流方向為B→A，A正確，B錯誤；將導體棒AB固定，當CD向左運動時，CD中的感應電流方向為C→D，AB中的感應電流方向為A→B；當CD向右移動時，AB中感應電流方向為B→A，C正確，D錯誤． 13