第四章電磁感應(yīng)學(xué)案2楞次定律目標(biāo)定位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(shí)際上為楞次定律的一種具體表現(xiàn)形式.3.能夠熟練運(yùn)用楞次定律和右手定則判斷感應(yīng)電流的方向.知識(shí)探究自我檢測(cè)一、楞次定律

問(wèn)題設(shè)計(jì)根據(jù)如圖1甲、乙、丙、丁所示進(jìn)行電路圖連接與實(shí)驗(yàn)操作，并填好實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄表格.知識(shí)探究圖1

甲乙丙丁條形磁鐵運(yùn)動(dòng)的情況N極向下插入線圈S極向下插入線圈S極向上拔出線圈N極向上拔出線圈原磁場(chǎng)方向(向上或向下)

向下向上向下向上穿過(guò)線圈的磁通量變化情況(增加或減少)

增加

感應(yīng)電流的方向(在螺線管上俯視)逆時(shí)針順時(shí)針順時(shí)針逆時(shí)針增加減少減少感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向(向上或向下)

原磁場(chǎng)與感應(yīng)電流磁場(chǎng)的方向關(guān)系

向上向下向下向上相反相反相同相同(1)分析：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向是否總是與原磁場(chǎng)方向相反或相同？什么時(shí)候相反？什么時(shí)候相同？感應(yīng)電流的磁場(chǎng)對(duì)原磁場(chǎng)磁通量變化有何影響？答案不一定，有時(shí)相反，有時(shí)相同；閉合回路中原磁場(chǎng)的磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反；閉合回路中原磁場(chǎng)的磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同；感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁場(chǎng)磁通量的變化.(2)當(dāng)磁鐵靠近或遠(yuǎn)離線圈時(shí)兩者的相互作用有什么規(guī)律？答案當(dāng)條形磁鐵插入時(shí)，磁鐵與線圈的磁極是同名磁極相對(duì)；當(dāng)條形磁鐵拔出時(shí)，磁鐵與線圈的磁極是異名磁極相對(duì).即：兩者靠近時(shí)，相互排斥；兩者遠(yuǎn)離時(shí)，相互吸引.感應(yīng)電流總要阻礙原磁場(chǎng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng).要點(diǎn)提煉1.楞次定律：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙

磁通量的變化.2.楞次定律中“阻礙”的含義：(1)誰(shuí)在阻礙——

的磁通量.(2)阻礙什么——阻礙的是穿過(guò)回路的

，而不是磁通量本身.引起感應(yīng)電流的感應(yīng)電流磁通量的變化(3)如何阻礙——當(dāng)原磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向

；當(dāng)原磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向

，“阻礙”不一定是感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)的方向相反，而是“增反減同”.(4)阻礙效果——阻礙并不是阻止，最終增加的還增加，減少的還減少，只是

了原磁場(chǎng)的磁通量的變化.3.從相對(duì)運(yùn)動(dòng)的角度看，感應(yīng)電流的效果是阻礙

(來(lái)拒去留).相反相同延緩相對(duì)運(yùn)動(dòng)延伸思考電磁感應(yīng)過(guò)程中有電能產(chǎn)生，該電能是否憑空增加？從能量守恒的角度如何解釋？答案從能量守恒的角度來(lái)看，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是在阻礙著它自己的產(chǎn)生，為了維持感應(yīng)電流，就必須克服這個(gè)阻礙作用而做功，使其他形式能量轉(zhuǎn)化成電能，這就是感應(yīng)電流能量的來(lái)源.二、楞次定律的應(yīng)用

問(wèn)題設(shè)計(jì)在長(zhǎng)直通電導(dǎo)線附近有一閉合線圈abcd，如圖2所示.當(dāng)直導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度I逐漸減小時(shí)，試判斷線圈中感應(yīng)電流的方向.請(qǐng)從解答此題的實(shí)踐中，體會(huì)用楞次定律判定感應(yīng)電流方向的具體思路.圖2答案線圈abcd中感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針.若要判定感應(yīng)電流方向，需先弄清楚感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向.根據(jù)楞次定律“阻礙”的含義，則要先明確原磁場(chǎng)的方向及其磁通量的變化情況.要點(diǎn)提煉應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的步驟：(1)明確研究對(duì)象是哪一個(gè)閉合電路.(2)明確

的方向.(3)判斷閉合回路內(nèi)原磁場(chǎng)的

是增加還是減少.(4)由

判斷感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向.(5)由

判斷感應(yīng)電流的方向.原磁場(chǎng)磁通量楞次定律安培定則三、右手定則

問(wèn)題設(shè)計(jì)如圖3所示，導(dǎo)體棒ab向右做切割磁感線運(yùn)動(dòng).圖3(1)請(qǐng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向.答案感應(yīng)電流的方向a→d→c→b→a.(2)能否找到一種更簡(jiǎn)單的方法來(lái)判斷閉合回路中部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的電流的方向呢？(提示：研究電流I的方向、原磁場(chǎng)B的方向、導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的速度v的方向三者之間的關(guān)系)答案可以用右手定則來(lái)判斷.要點(diǎn)提煉1.內(nèi)容：伸開(kāi)右手，使拇指與其余四個(gè)手指

，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；讓磁感線從掌心

，并使拇指指向?qū)Ь€

的方向，這時(shí)四指所指的方向就是

的方向.2.右手定則是楞次定律的特例.(1)楞次定律適用于各種電磁感應(yīng)現(xiàn)象，對(duì)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象較方便.(2)右手定則只適用于導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做

運(yùn)動(dòng)的情況.垂直進(jìn)入運(yùn)動(dòng)感應(yīng)電流切割磁感線3.當(dāng)切割磁感線時(shí)四指的指向就是

的方向，即

的方向(在等效電源內(nèi)，從負(fù)極指向正極).感應(yīng)電流感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)典例精析一、對(duì)楞次定律的理解例1關(guān)于楞次定律，下列說(shuō)法中正確的是(

)A.感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁場(chǎng)的增強(qiáng)B.感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁場(chǎng)的減弱C.感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是和原磁場(chǎng)方向相反D.感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁通量的變化解析楞次定律的內(nèi)容：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，故選D.D二、楞次定律的應(yīng)用例2如圖4所示，足夠長(zhǎng)的通電導(dǎo)線旁邊同一平面有矩形線圈abcd，則(

)A.若線圈向右平動(dòng)，其中感應(yīng)電流方向是a→b→

c→dB.若線圈豎直向下平動(dòng)，無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生C.當(dāng)線圈以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)(轉(zhuǎn)動(dòng)角度小于90°)，其中感應(yīng)電

流方向是a→b→c→dD.當(dāng)線圈向?qū)Ь€靠近時(shí)，其中感應(yīng)電流方向是a→b→c→d圖4解析先由右手螺旋定則判斷出導(dǎo)線產(chǎn)生的原磁場(chǎng)在線圈處垂直紙面向里，當(dāng)線圈向右平動(dòng)時(shí)，通過(guò)線圈的磁通量減小，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同，感應(yīng)電流的方向?yàn)閍→d→c→b，A錯(cuò).若線圈豎直向下平動(dòng)時(shí)，磁通量不變，無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，B正確.當(dāng)線圈以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其中感應(yīng)電流方向是a→d→c→b，C錯(cuò).當(dāng)線圈向?qū)Ь€靠近時(shí)，磁通量增大，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)的方向相反，感應(yīng)電流的方向是a→b→c→d，D正確.故選B、D.答案BD針對(duì)訓(xùn)練如圖5所示，閉合金屬圓環(huán)沿垂直于磁場(chǎng)方向放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將它從勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速拉出，以下各種說(shuō)法中正確的是(

)A.向左和向右拉出時(shí)，環(huán)中感應(yīng)電流方向相反B.向左和向右拉出時(shí)，環(huán)中感應(yīng)電流方向都是沿順時(shí)針?lè)较駽.向左和向右拉出時(shí)，環(huán)中感應(yīng)電流方向都是沿逆時(shí)針?lè)较駾.將圓環(huán)拉出磁場(chǎng)的過(guò)程中，當(dāng)環(huán)全部處在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，也

有感應(yīng)電流產(chǎn)生圖5解析圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向，取決于圓環(huán)中磁通量的變化情況，向左或向右將圓環(huán)拉出磁場(chǎng)的過(guò)程中，圓環(huán)中垂直紙面向里的磁感線的條數(shù)都要減少，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向與原磁場(chǎng)方向相同，即都垂直紙面向里，應(yīng)用安培定則可以判斷出感應(yīng)電流的方向沿順時(shí)針?lè)较?圓環(huán)全部處在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，雖然導(dǎo)線做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，但環(huán)中磁通量不變，只有圓環(huán)離開(kāi)磁場(chǎng)，環(huán)的一部分在磁場(chǎng)中，另一部分在磁場(chǎng)外時(shí)，環(huán)中磁通量才發(fā)生變化，環(huán)中才有感應(yīng)電流.B選項(xiàng)正確.答案B三、右手定則的應(yīng)用例3下列圖中表示閉合電路中的一部分導(dǎo)體ab在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情景，導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b的是(

)解析題中四圖都屬于閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線，應(yīng)用右手定則判斷可得：A中電流方向?yàn)閍→b，B中電流方向?yàn)閎→a，C中電流沿a→d→c→b→a方向，D中電流方向?yàn)閎→a.故選A.答案A課堂要點(diǎn)小結(jié)12341.(對(duì)楞次定律的理解)關(guān)于楞次定律，下列說(shuō)法正確的是(

)A.感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化B.閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，必受磁場(chǎng)阻礙作用C.原磁場(chǎng)穿過(guò)閉合回路的磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原

磁場(chǎng)同向D.感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是跟原磁場(chǎng)反向，阻礙原磁場(chǎng)的變化自我檢測(cè)1234解析感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，選項(xiàng)A正確；閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中平行磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，不受磁場(chǎng)阻礙作用，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；原磁場(chǎng)穿過(guò)閉合回路的磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)反向，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；1234感應(yīng)電流的磁場(chǎng)當(dāng)原磁場(chǎng)增強(qiáng)時(shí)跟原磁場(chǎng)反向，當(dāng)原磁場(chǎng)減弱時(shí)跟原磁場(chǎng)同向，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案A12342.(楞次定律的應(yīng)用)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)一個(gè)圓形線框，由于磁場(chǎng)的變化，在線框中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，如圖6所示，則以下說(shuō)法正確的是(

)A.若磁場(chǎng)方向垂直線框向里，則此磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是在增強(qiáng)B.若磁場(chǎng)方向垂直線框向里，則此磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是在減弱C.若磁場(chǎng)方向垂直線框向外，則此磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是在增強(qiáng)D.若磁場(chǎng)方向垂直線框向外，則此磁場(chǎng)的感感應(yīng)強(qiáng)度是在減弱圖61234解析所產(chǎn)生的感應(yīng)電流為順時(shí)針?lè)较颍砂才喽▌t知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)垂直紙面向里，由楞次定律中的“增反減同”可知，原因可能是方向垂直紙面向里的磁場(chǎng)正在減弱或是方向垂直紙面向外的磁場(chǎng)正在增強(qiáng)，故選B、C.答案BC12343.(楞次定律的應(yīng)用)如圖7所示，在水平面上有一個(gè)閉合的線圈，將一根條形磁鐵從線圈的上方插入線圈中，在磁鐵進(jìn)入線圈的過(guò)程中，線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，磁鐵會(huì)受到線圈中電流的作用力，若從線圈上方俯視，關(guān)于感應(yīng)電流和作用力的方向，以下判斷正確的是(

)圖71234A.若磁鐵的N極向下插入，線圈中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流B.若磁鐵的S極向下插入，線圈中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流C.無(wú)論N極向下插入還是S極向下插入，磁鐵都受到向下的引力D.無(wú)論N極向下插入還是S極向下插入，磁鐵都受到向上的斥力解析若磁鐵的N極向下插入，穿過(guò)線圈的磁通量增加，磁場(chǎng)方向向下，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)磁場(chǎng)方向向上，由右手螺旋定則知，線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，故A錯(cuò)誤；1234若磁鐵的S極向下插入，穿過(guò)線圈的磁通量增加，磁場(chǎng)方向向上，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)磁場(chǎng)方向向下，由右手螺旋定則知，線圈中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，故B正確；通電線圈的磁場(chǎng)與條形磁鐵相似，根據(jù)安培定則判斷可知，當(dāng)N極向下插入時(shí)，線圈上端相當(dāng)于N極，當(dāng)S極向下插入時(shí)，線圈上端相當(dāng)于S極，存在斥力，故C錯(cuò)誤，D正確.1234導(dǎo)體與磁體的作用力也可以根據(jù)楞次定律的另一種表述判斷：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙導(dǎo)體與磁體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，無(wú)論N極向下插入還是S極向下插入，磁體與線圈的相對(duì)位置都在減小，故磁體與線圈之間存在斥力.故C錯(cuò)誤，D正確.所以選B、D.答案BD12344.(右手定則的應(yīng)用)如圖8所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌PP′和QQ′，都處于同一水平面內(nèi)，P和Q之間連接一電