高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册第二章 电磁感应1 楞次定律优质学案设计

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册第二章 电磁感应1 楞次定律优质学案设计，共1页。学案主要包含了自主预习，典例精讲，核心素养专练，参考答案等内容，欢迎下载使用。

一、自主预习
1. 现把电阻与线圈两端相连构成闭合回路，在线圈正上方放一条形磁铁，如图所示，磁铁的S极朝下，在将磁铁的S极插入线圈的过程中，通过电阻的感应电流的方向由_____，线圈与磁铁相互_____（填“吸引”或“排斥”）。
2．如图所示，将一个闭合金属圆环在匀强磁场中捏成一个“8”字型（上、下两个圆半径相等），在这过程中，产生的感应电流方向为____（选填“顺时针”或“逆时针”）；理由是：_____。
课堂探究
情景设问
线圈与电流表相连，把磁体的某一个磁极向线圈中插入、从线圈中抽出时，电流表的指针发生了偏转，但两种情况下偏转的方向不同，这说明感应电流的方向并不相同。感应电流的方向与哪些因素有关？
新知探究
考点一：影响感应电流方向的因素
穿过闭合回路的磁通量变化是产生感应电流的条件，看来感应电流的方向可能与磁通量的变化有关。 重做上面的实验，条形磁体的N极或S极插入闭合线圈时， 穿过线圈的磁通量增大，N极或S极抽出时，穿过线圈的磁通量减小。
实验探究：探究影响感应电流方向的因素
实验前：
1.找出电流表中指针偏转方向和电流方向的关系
左进左偏,右进右偏.
2.观察线圈中导线的绕向
实验步骤
1.将条形磁铁北极向下插入线圈。
2.将条形磁铁南极向下插入线圈。
3.将条形磁铁北极向上拔出线圈。
4.将条形磁铁南极向上拔出线圈。
结论：
1、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。
2、当磁铁靠近线圈时，两者相斥；当磁铁远离线圈时，两者相吸。
考点二：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。 这就是楞次定律
1、判断感应电流的一般步骤：
2、对楞次定律的理解
（1）因果关系
闭合回路中磁通量的变化是因，产生感应电流是果；原因产生结果，结果又反过来影响原因．
（2）楞次定律中“阻碍”的几个层次
（3）阻碍的几种表现
(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)回路面积有增大或减小的趋势来反抗磁通量的变化．
注意：
（1）阻碍不是阻止
（2）阻碍不等于相反
3、楞次定律的解题步骤：
（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。4、楞次定律的适用范围
满足能量守恒的条件下,磁生电的问题。
三、典例精讲
例题展示
例1如图a、b、c三个圆环在同一平面内，当b环中的顺时针方向电流减小时，则（ ）
A．a环中感应电流方向为顺时针，有收缩趋势
B．a环中感应电流方向为逆时针，有扩张趋势
C．c环中感应电流方向为顺时针，有收缩趋势
D．c环中感应电流方向为逆时针，有扩张趋势
例2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，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面。则线框中感应电流的方向是( )
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
四、核心素养专练
核心素养专练
1. 如图所示，一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方，直导线与圆环在同一竖直面内，当通电直导线中电流增大时，弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将( )
A．S增大，l变长
B．S减小，l变短
C．S增大，l变短
D．S减小，l变长
2. 如图，两同心圆环A、B置于同一水平面上，其中B为均匀带负电绝缘环，A为导体环.当B绕环心转动时，导体环A产生顺时针电流且具有扩展趋势，则B的转动情况是( )
A. 顺时针加速转动
B. 顺时针减速转动
C. 逆时针加速转动
D. 逆时针减速转动
3. 如图，在一水平、固定的闭合导体圆环上方.有一条形磁铁(S极朝上，N极朝下)由静止开始下落，磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触，关于圆环中感应电流的方向(从上向下看)，下列说法正确的是( )
A. 总是顺时针
B. 总是逆时针
C. 先顺时针后逆时针
D. 先逆时针后顺时针
4. 如图所示，磁场中有一导线MN与“匸”形光滑的金属框组成闭合电路，当导线向右运动时，下列说法正确的是( )
A. 电路中有顺时针方向的电流
B. 电路中有逆时针方向的电流
C. 导线的N端相当于电源的正极
D. 电路中无电流产生
五、参考答案
参考答案
自主预习
1. 当磁铁向下运动时，穿过线圈的磁通量变大，原磁场方向向上，根据楞次定律可知感应电流产生的磁场方向向下，根据右手螺旋定则，拇指表示感应磁场的方向，四指弯曲的方向表示感应电流的方向，可知感应电流从上向下通过螺线管，则即通过电阻的电流方向为b→a；
根据楞次定律“来拒去留”可判断线圈对磁铁的作用是阻碍作用，故磁铁与线圈相互排斥。
故答案为：b→a；排斥。
2. 将一个闭合金属圆环在匀强磁场中捏成一个“8”字型，闭合回路的面积减小，由于穿过闭合回路磁通量减小，感应电流的磁场方向垂直纸面向里，可知感应电流的方向为顺时针方向。
故答案为：顺时针，穿过闭合回路磁通量减小。
典例精讲
例1. A、由安培定则可知，b环产生的磁场的方向向里，当b环中电流逐渐减小时，在环内产生的磁场减小，a环内的磁通量减小，为阻碍磁通量的减小，a环有面积增大的趋势，根据楞次定律可知，a环感应电流的方向为顺时针方向，故AB错误；
CD、根据磁场分布的特点可知，c环处磁场的方向向外，当b环中电流逐渐减小时，c环内向外的磁通量减小，为阻碍磁通量的减小，c环有面积增大的趋势，根据楞次定律可知，c环感应电流的方向为逆时针方向，故C错误，D正确；
例2. 线框从右侧开始由静止释放，穿过线框平面的磁通量逐渐减少，由楞次定律可得感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，根据安培定则，感应电流的方向为d→c→b→a→d；过O点后线框继续向左摆动过程中，磁感线从反面穿入线框，穿过线框平面的磁通量逐渐增大，由楞次定律可得感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，由安培定则可知感应电流的方向仍为d→c→b→a→d，故B选项正确。
答案 B。
核心素养专练
1．当通电直导线中电流增大时，穿过金属圆环的磁场增强时，穿过金属圆环的磁通量增大，金属圆环中产生感应电流。根据楞次定律，感应电流的结果要阻碍磁通量的增大；一是用缩小面积的方式进行阻碍，二是用远离直导线的方法，进行阻碍，
故选：D。
2．由图可知，B为均匀带负电绝缘环，B中的电流方向与旋转的方向相反；
A产生顺时针方向的电流，由右手螺旋定则可知，感应电流的磁场的方向向里；A具有扩展趋势，B环外的磁场的方向与B环内的磁场的方向相反，当B环内的磁场增强时，A环具有面积扩展的趋势；根据楞次定律可知，B产生的磁场的方向向外且增大。
根据安培定则可知，B的电流的方向为逆时针方向，所以B环旋转的方向为顺时针方向，且加速转动。
故选：A。
3．由图示可知，在磁铁下落过程中，穿过圆环的磁场方向向下，在磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量变大，在磁铁远离圆环时穿过圆环的磁通量减小，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流先沿逆时针方向，后沿顺时针方向，故ABC错误，故D正确。
故选：D。
4．当磁铁向铝环运动时，铝环中的磁通量要增大，则由楞次定律可知，铝环为了阻碍磁通量的变化而会向后摆去，即向右摆动；故D正确，ABC错误；
故选：D
N 极插入
S 极插入
N 极拔出
S 极拔出
线圈中（原）磁场的方向
向下
向上
向下
向上
线圈中（原）磁通量的变化
增加
增加
减小
减小
感应电流方向(俯视）
逆时针
顺时针
顺时针
逆时针
感应电流的磁场方向
向上
向下
向下
向上