高中人教版 (2019)第二章 电磁感应1 楞次定律教课课件ppt

这是一份高中人教版 (2019)第二章 电磁感应1 楞次定律教课课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了楞次定律，课前·自主预习，磁通量，原磁场方向，原磁场的磁通量，磁场方向，右手定则，磁感线，感应电流，切割磁感线等内容，欢迎下载使用。

③科学探究：经过探究螺线管中感应电流方向的实验，记录、分析实验现象，交流讨论，归纳出普遍的规律；通过观察通电自感和断电自感时灯泡亮度的变化，认识自感现象．通过对感应电流等相关问题的科学探究，强调对实验现象和实验结果进行归纳推理，以此提升学生对实验结果定性和定量分析的能力．
④科学态度与责任：了解人类探究电磁感应现象的过程，体会并培养探究自然规律的科学态度和科学精神；参与实验、多角度分析和逐步明确归纳感应电流方向的过程，领略楞次定律的表述因高度抽象和概括而表现出的简洁美；让学生了解电磁感应定律、楞次定律等电磁学基本规律在生产生活中的应用．对自然界有好奇心，具有探索的兴趣；知道物理学能解决人们生产、生活中的一些问题．
本章重点　①电磁感应现象；②磁通量；③楞次定律；④法拉第电磁感应定律；⑤导线切割磁感线的电动势公式．本章难点　①感应电动势；②自感；③涡流；④电磁驱动和电磁阻尼．
1．实验探究：将螺线管与电流表组成________回路，分别将N极和S极插入、抽出线圈，如图所示，记录感应电流方向如下．
影响感应电流方向的因素
2．分析．(1)线圈内磁通量增加时的情况：(表内选填“向上”或“向下”)
(2)线圈内磁通量减少时的情况：(表内选填“向上”或“向下”)
3．实验结论．(1)当线圈内磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向________，阻碍磁通量的增加．(2)当线圈内磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向________，阻碍磁通量的减少．
感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反吗？【答案】不一定，但感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化．
感应电流的磁场一定(　　)A．阻碍引起感应电流的磁通量B．与引起感应电流的磁场反向C．阻碍引起感应电流的磁通量的变化D．与引起感应电流的磁场方向相同【答案】C　【解析】感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化，而不是阻碍磁通量，它和引起感应电流的磁场可以同向，也可以反向，C正确．
1．内容：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__________的变化．2．应用楞次定律的一般步骤．(1)明确所研究的闭合回路，判断_______________．(2)判断闭合回路内________________的变化情况．(3)由楞次定律判断感应电流的________．(4)根据感应电流的磁场方向，由________定则判断出感应电流的方向．
(多选)如图所示，当磁铁运动时，流过电阻的电流是由A经R到B，则磁铁的运动可能是(　　)A．向下运动　　B．向上运动C．向左运动　　D．以上都不可能【答案】BC　
【解析】由感应电流方向A→R→B，应用安培定则得知感应电流在螺线管内产生的磁场方向应是从上指向下；由条形磁铁的磁感线分布知，螺线管内原磁场是向下的，故磁通量的变化过程是减少，即磁铁向上运动或向左、向右平移，所以B、C正确．
1．内容：伸开右手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内，让________从掌心进入，并使大拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是____________的方向．2．适用范围：适用于闭合电路部分导体__________产生感应电流的情况．
左手定则和右手定则中“四指所指的方向”表示的物理意义一样吗？【答案】不一样．左手定则中“四指所指的方向”为已知电流的方向，右手定则中“四指所指的方向”表示感应电流的方向．
(多选)如图所示，光滑平行金属导轨PP′和QQ′都处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，现在垂直于导轨放置一根导体棒MN，用一水平向右的力F拉动导体棒MN，以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是(　　)A．感应电流方向是N→MB．感应电流方向是M→NC．安培力水平向左D．安培力水平向右
【答案】AC　【解析】磁场方向向下，导体棒MN的运动方向向右，由右手定则，感应电流方向是N→M，再由左手定则，安培力水平向左，所以A、C正确．
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．
例1　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【答案】A　
【解析】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．
变式1　如图所示，一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺线管，则电路中(　　)A．始终有感应电流自a向b流过电流表ⒼB．始终有感应电流自b向a流过电流表ⒼC．先有a→Ⓖ→b方向的感应电流，后有b→Ⓖ→a方向的感应电流D．将不会产生感应电流【答案】C　
【解析】在条形磁铁进入闭合螺线管过程中，闭合线圈中的磁通量增加，产生感应电流方向为a→Ⓖ→b；当条形磁铁完全进入螺线管，闭合线圈中的磁通量不变，无感应电流产生；在条形磁铁穿出螺线管过程中，闭合线圈中的磁通量减少，产生感应电流方向为b→Ⓖ→a, C正确．
“阻碍”不一定是相反，“阻碍”的是磁通量的变化；“阻碍”也不是阻止，而是延缓了磁通量的变化过程．
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．
例2　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
【答案】D　【解析】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，利用安培定则可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．
变式2　如图所示，两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒C、D固定在铁架台上，与两个铜线圈P、Q组成一闭合回路，两个磁性很强的条形磁铁如图放置，当用手左右摆动线圈P时，线圈Q也会跟着摆动，仿佛小熊在荡秋千．当P向右摆动的过程中，Q向哪个方向摆动？解：P向右摆动的过程中，P中的电流方向为顺时针方向(从右向左看)，Q中的电流方向也为顺时针方向(从右向左看)，Q线圈下侧将受到向右的安培力作用，所以Q也会向右摆动．
判断感应电流方向的“四步法”
1．楞次定律与右手定则的比较．
2．右手定则与左手定则的比较.
例3　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(　　)
【答案】A　【解析】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．
变式3　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
【答案】D　【解析】由右手定则知ef上的电流由e→f，ef相当于电源，故环右侧的电流方向为逆时针，左侧的电流方向为顺时针，D正确．
左、右手定则的区分1．区分左手定则和右手定则的根本是抓住“因果关系”：“因电而动”——用左手，“因动生电”——用右手．2．使用左手定则和右手定则时很容易混淆，为了便于记忆，可把两个定则简单地总结为左力右电．“力”字的最后一笔向左撇，判断力的方向用左手；“电”字的最后一笔向右甩，判断感应电流的方向用右手．
楞次定律推广应用问题楞次定律的本质是能量守恒．电磁感应现象中因果相对的关系恰好反映了自然界的这种对立统一规律，对楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为感应电流的“效果”总是阻碍产生感应电流的原因，可由以下三种方式呈现.
例4　(2020年全国卷Ⅲ)如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环．圆环初始时静止，将图中开关S由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到(　　)A．拨至M端或N端，圆环都向左运动B．拨至M端或N端，圆环都向右运动C．拨至M端时圆环向左运动，拨至N端时向右运动D．拨至M端时圆环向右运动，拨至N端时向左运动
【答案】B　【解析】无论开关S拨至哪一端，当把电路接通一瞬间，左边线圈中的电流从无到有，电流在线圈轴线上的磁场从无到有，从而引起穿过圆环的磁通量突然增大，根据楞次定律(增反减同)，右边圆环中产生了与左边线圈中方向相反的电流，异向电流相互排斥，所以无论哪种情况，圆环均向右运动．故B正确．
1．(多选)如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引(　　)A．向右做匀速运动 　　B．向左做减速运动C．向右做减速运动 　　D．向右做加速运动【答案】BC　
【解析】当导体棒向右匀速运动时产生恒定的电流，线圈中的磁通量恒定不变，无感应电流出现，A错误；当导体棒向左减速运动时，由右手定则可判定回路中出现从b→a的感应电流且减小，由安培定则知螺线管中感应电流的磁场向左在减弱，由楞次定律知c中出现顺时针感应电流(从右向左看)且被螺线管吸引，B正确；同理C正确，D错误．
2．(多选)如图所示，通电螺线管N置于闭合金属环M的轴线上，当N中的电流突然减小时，则(　　)A．金属环M有缩小的趋势B．金属环M有扩张的趋势C．螺线管N有缩短的趋势D．螺线管N有伸长的趋势 【答案】AD　
【解析】对通电螺线管N，当通入的电流突然减小时，螺线管每匝间的相互吸引力也减小，所以各匝间距有增大趋势；对金属环M，穿过的磁通量也随之减少，由于它包围内外磁场，只有减小面积才能阻碍磁通量的减少，金属环M有缩小的趋势，A、D正确．
3．如图所示，将一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极间，铝框可以绕竖直轴线OO′自由转动．转动磁铁，会发现静止的铝框也会发生转动．下列说法正确的是(　　)A．铝框与磁极转动方向相反B．铝框始终与磁极转动的一样快C．铝框是因为磁铁吸引铝质材料而转动的D．铝框是因为受到安培力而转动的【答案】D　
【解析】根据楞次定律可知，为阻碍磁通量变化，则导致铝框与磁铁转动方向相同，但快慢不一，A、B错误；转动磁铁时，导致铝框的磁通量增加，从而产生感应电流，出现安培力，导致铝框转动，所以铝框是因为受到安培力而转动的，C错误，D正确．
4．如图所示，CDEF是一个矩形金属框，当导体棒AB向右移动时，回路中会产生感应电流，则下列说法中正确的是(　　)A．导体棒中的电流方向由B→AB．电流表A1中的电流方向由F→EC．电流表A1中的电流方向由E→FD．电流表A2中的电流方向由D→C
【答案】B　【解析】根据右手定则，电源内部电流方向为A到B，所以电流表A1中的电流方向由F→E，A、C错误，B正确．同理电流表A2中的电流方向由C→D，D错误．
5．广州一中学某教室墙上有一扇朝南的平开玻璃窗，窗扇由有机玻璃加矩形金属边框构成，如图所示，窗扇一侧由合页固定在绝缘窗框(图中未画出)上，另一侧装有开窗手柄，某同学站在室内面向窗户水平推动开窗手柄，将闭合的窗扇向外(南)推开(开角小于90°)的过程中，下列说法正确的是(　　)A．穿过矩形窗扇的地磁场的磁通量变大B．穿过矩形窗扇的地磁场的磁通量不变C．从推窗者的角度看，窗扇金属边框中的感应电流方向是逆时针方向D．从推窗者的角度看，窗扇金属边框中的感应电流方向是顺时针方向
【答案】C　【解析】地磁场由南向北，将闭合的窗扇向外(南)推开(开角小于90°)的过程中，穿过窗框的磁通量逐渐减小，根据楞次定律，穿过窗框的磁通量减小时，从推窗者的角度看，窗扇金属边框中产生的感应电流的方向为逆时针．故选C．
6．如图所示，在水平地面下有一条知道其大致方位的沿东西方向铺设的水平直导线，导线中通有自东向西稳定、强大的直流电流．现用一闭合的检测线圈(线圈中串联有灵敏电流计，图中未画出)检测此通电直导线的准确位置．不考虑地磁场的影响，且检测线圈位于水平面内．现使检测线圈从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过直导线的上方并继续移动至距直导线很远处，在此过程中，俯视检测线圈，请判断其中的感应电流的方向．