1．楞次定律第二章電磁感應(yīng)學(xué)習(xí)任務(wù)1．理解楞次定律，知道楞次定律是能量守恒的反映，會(huì)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向。2．理解右手定則，知道右手定則是楞次定律的一種具體表現(xiàn)形式，會(huì)用右手定則判斷感應(yīng)電流方向。3．經(jīng)歷推理分析得出楞次定律的過程，體會(huì)歸納推理的方法。4．經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究得出楞次定律的過程，提升科學(xué)探究的能力。關(guān)鍵能力·情境探究達(dá)成1．探究影響感應(yīng)電流方向的因素(1)實(shí)驗(yàn)器材：條形磁鐵、電流表、線圈、導(dǎo)線、一節(jié)干電池(用來查明線圈中電流的流向與電流表中指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系)。知識(shí)點(diǎn)一楞次定律的理解和應(yīng)用(2)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：如圖所示，在四種情況下，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入下表。①線圈內(nèi)磁通量增加時(shí)的情況。圖號(hào)磁場(chǎng)方向感應(yīng)電流的方向感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向甲____逆時(shí)針(俯視)____乙____順時(shí)針(俯視)____②線圈內(nèi)磁通量減少時(shí)的情況。圖號(hào)磁場(chǎng)方向感應(yīng)電流的方向感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向丙____順時(shí)針(俯視)____丁____逆時(shí)針(俯視)____向下向上向上向下向下向下向上向上(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論。表述一：當(dāng)穿過線圈的磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)的方向____；當(dāng)穿過線圈的磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)的方向____。表述二：當(dāng)磁鐵靠近線圈時(shí)，兩者_(dá)___；當(dāng)磁鐵遠(yuǎn)離線圈時(shí)，兩者_(dá)___。相反相同相斥相吸2．楞次定律感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的____________。提醒

閉合回路磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電流，即產(chǎn)生了電能，是其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的過程。磁通量的變化如圖所示是一對(duì)同軸螺線管，圖中螺線管A中的電流方向用“·”和“×”表示，請(qǐng)畫出螺線管A的磁感線。問題1

螺線管A內(nèi)部磁感線的方向如何？提示：螺線管A產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向如圖所示。問題2

如果螺線管A中的電流增大，則螺線管B中的感應(yīng)電流是什么方向？提示：如果螺線管A中的電流增大，則螺線管B中產(chǎn)生的電流的方向上邊垂直紙面向里，下邊垂直紙面向外。1．楞次定律中的因果關(guān)系閉合導(dǎo)體回路中原磁通量的變化是產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因，而感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的產(chǎn)生是感應(yīng)電流存在的結(jié)果，即只有當(dāng)閉合導(dǎo)體回路中的磁通量發(fā)生變化時(shí)，才會(huì)有感應(yīng)電流的磁場(chǎng)出現(xiàn)。2．楞次定律中“阻礙”的含義提醒

“阻礙”不是“阻止”。引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)仍然變化了，是阻而未止?！白璧K”并不意味著“相反”，當(dāng)磁通量減小時(shí)，“阻礙”意味著“相同”。3．楞次定律應(yīng)用的四步(1)確定原磁場(chǎng)的方向。(2)判定產(chǎn)生感應(yīng)電流的原磁場(chǎng)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(yīng)電流的磁場(chǎng)方向(增反減同)。(4)判定感應(yīng)電流的方向。該步驟也可以簡(jiǎn)單地描述為“一原二變?nèi)兴穆菪保辉_定原磁場(chǎng)的方向；二變——確定磁通量是增加還是減少；三感——判斷感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向；四螺旋——用右手螺旋定則判斷感應(yīng)電流的方向。角度1

楞次定律的理解【典例1】關(guān)于楞次定律，下列說法正確的是(

)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√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，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；當(dāng)原磁場(chǎng)增強(qiáng)時(shí)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)跟原磁場(chǎng)反向，當(dāng)原磁場(chǎng)減弱時(shí)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)跟原磁場(chǎng)同向，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。][跟進(jìn)訓(xùn)練]1．如圖所示，在水平放置的條形磁體的N極附近，一個(gè)閉合線圈豎直向下沿ABC直線運(yùn)動(dòng)并且線圈平面始終保持水平；在位置B，磁體N極附近的磁感線正好與線圈平面平行，B、C位置之間的距離足夠大。關(guān)于線圈經(jīng)B到C的運(yùn)動(dòng)過程中，其感應(yīng)電流的方向(俯視)描述正確的是(

)A．先順時(shí)針、后逆時(shí)針

B．先逆時(shí)針、后順時(shí)針C．始終順時(shí)針

D．始終逆時(shí)針√B

[線圈到達(dá)B處時(shí)磁通量為零，因?yàn)橄蛳逻\(yùn)動(dòng)，所以磁通量向下增大，線圈中感應(yīng)電流方向沿逆時(shí)針(俯視)；由于B、C位置之間的距離足夠大，繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，穿過線圈的磁通量向下減小，據(jù)楞次定律判斷可知，線圈中感應(yīng)電流方向沿順時(shí)針(俯視)，所以線圈經(jīng)B到C的運(yùn)動(dòng)過程中，其感應(yīng)電流的方向(俯視)先沿逆時(shí)針，后沿順時(shí)針。故選B。]角度2

楞次定律的應(yīng)用【典例2】電阻R、電容C與一線圈連成閉合電路，條形磁鐵靜止于線圈的正上方，N極朝下，如圖所示?，F(xiàn)使磁鐵開始自由下落，在N極接近線圈上端的過程中，流過R的電流方向和電容器極板的帶電情況是(

)A．從a到b，上極板帶正電B．從a到b，下極板帶正電C．從b到a，上極板帶正電D．從b到a，下極板帶正電√[思路點(diǎn)撥]

D

[在磁鐵自由下落，N極接近線圈上端的過程中，通過線圈的磁通量方向向下且在增大，根據(jù)楞次定律可判斷出線圈中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上，利用安培定則可知線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針(由上向下看)，流過R的電流方向從b到a，電容器下極板帶正電。選項(xiàng)D正確。][一題多變]上例中，若條形磁鐵穿過線圈，在S極離開線圈下端的過程中，流過R的電流方向和電容器極板的帶電情況是怎樣的？提示：根據(jù)楞次定律，S極離開時(shí)，穿過線圈的磁通量方向向下且在減少，線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針(由上向下看)，流過R的電流方向從a到b，電容器下極板帶負(fù)電，上極板帶正電。[跟進(jìn)訓(xùn)練]2．如圖所示，帶絕緣皮的長(zhǎng)直導(dǎo)線MN置于圓形金屬線圈上，線圈被導(dǎo)線分成上下面積不相等的兩部分，導(dǎo)線中通入由M到N的電流，當(dāng)電流逐漸增大時(shí)，線圈中(

)A．磁通量變化量為零B．不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流C．有感應(yīng)電流，方向?yàn)轫槙r(shí)針D．有感應(yīng)電流，方向?yàn)槟鏁r(shí)針√D

[導(dǎo)線中通入由M到N的電流，當(dāng)電流逐漸增大時(shí)，根據(jù)安培定則判斷可知穿過線圈的垂直于紙面向里的磁通量將增大，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A、B錯(cuò)誤；根據(jù)導(dǎo)線MN中電流的方向，結(jié)合楞次定律可知線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。]1．內(nèi)容伸開右手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；讓磁感線從____進(jìn)入，并使拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)的方向，這時(shí)____所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。如圖所示。知識(shí)點(diǎn)二右手定則2．適用范圍適用于閉合電路部分導(dǎo)體__________產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況。掌心四指切割磁感線如圖所示，假定導(dǎo)體棒CD向右運(yùn)動(dòng)。問題1

我們研究的是哪個(gè)閉合導(dǎo)體回路？提示：CDEF。問題2

當(dāng)導(dǎo)體棒CD向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過這個(gè)閉合導(dǎo)體回路的磁通量是增大還是減??？提示：增大。問題3

感應(yīng)電流的磁場(chǎng)應(yīng)該是沿哪個(gè)方向的？提示：垂直于紙面向外。問題4

導(dǎo)體棒CD中的感應(yīng)電流是沿哪個(gè)方向的？提示：C→D。1．右手定則反映了磁場(chǎng)方向、導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)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(duì)磁場(chǎng)切割磁感線的運(yùn)動(dòng)方向，既可以是導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)而磁場(chǎng)未動(dòng)，也可以是導(dǎo)體未動(dòng)而磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，還可以是兩者以不同速度同時(shí)運(yùn)動(dòng)。(2)四指指向電流方向，切割磁感線的導(dǎo)體相當(dāng)于電源。2．楞次定律與右手定則的區(qū)別及聯(lián)系項(xiàng)目楞次定律右手定則

區(qū)別研究對(duì)象整個(gè)閉合回路閉合回路的一部分，即做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體適用范圍各種電磁感應(yīng)現(xiàn)象只適用于部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情況項(xiàng)目楞次定律右手定則

區(qū)別應(yīng)用用于磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象較方便用于導(dǎo)體切割磁感線產(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【典例3】

2023年是提出共建“一帶一路”倡議10周年。10年來，我國(guó)已同150多個(gè)國(guó)家、30多個(gè)國(guó)際組織簽署共建“一帶一路”合作文件，為促進(jìn)全球經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、推動(dòng)國(guó)際貿(mào)易和投資、提高各國(guó)人民的生活水平和福利做出了卓越貢獻(xiàn)。“一帶一路”中某條航線途經(jīng)西安和烏魯木齊兩地，關(guān)于此航線，下列說法正確的是(

)A．在此航線上地磁場(chǎng)水平分量由北指向南B．飛機(jī)機(jī)翼兩端電勢(shì)高低與飛機(jī)飛行方向有關(guān)C．從烏魯木齊徑直飛向西安的航班，飛行員視角機(jī)翼右端的電勢(shì)比左端電勢(shì)高D．從西安徑直飛向?yàn)豸斈君R的航班，飛行員視角機(jī)翼左端的電勢(shì)比右端電勢(shì)高√D

[地磁場(chǎng)水平分量永遠(yuǎn)由南指向北，故A錯(cuò)誤；在我國(guó)地磁場(chǎng)在豎直方向的分量向下，根據(jù)右手定則可知，在飛行員視角機(jī)翼左端的電勢(shì)比右端電勢(shì)高，與飛機(jī)的飛行方向無關(guān)，故B、C錯(cuò)誤，D正確。故選D。][跟進(jìn)訓(xùn)練]3．一接有電壓表的矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中向右做勻速運(yùn)動(dòng)，如圖所示，下列說法正確的是(

)A．線圈中有感應(yīng)電流，有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)B．線圈中無感應(yīng)電流，也無感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)C．線圈中無感應(yīng)電流，有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)D．線圈中無感應(yīng)電流，但電壓表有示數(shù)√C

[矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中向右做勻速運(yùn)動(dòng)，由題圖可知線圈的ad邊和bc邊在切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，但由于閉合線圈的磁通量不變，故線圈中的感應(yīng)電流為零，由于電壓表是由電流表改裝而成的，沒有電流通過表頭，故電壓表沒有示數(shù)。故選C。]學(xué)習(xí)效果·隨堂評(píng)估自測(cè)1．下列選項(xiàng)是某同學(xué)記錄的演示楞次定律的實(shí)驗(yàn)筆記，經(jīng)檢查，不符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的是(

)243題號(hào)1線圈與條形磁鐵相互排斥

線圈與條形磁鐵相互吸引A

B線圈與條形磁鐵相互排斥

線圈與條形磁鐵相互吸引C

D243題號(hào)1√C

[條形磁鐵N極向下插入線圈，原磁場(chǎng)方向向下，導(dǎo)致線圈中磁通量增加，由楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上，根據(jù)安培定則即可以確定電流的流向，且線圈與條形磁鐵相互排斥，故A符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)，不符合題意；條形磁鐵N極向下離開線圈，原磁場(chǎng)方向向下，導(dǎo)致線圈中磁通量減少，由楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向下，根據(jù)安培定則即可以確定電流的流向，且線圈與條形磁鐵相互吸引，故B符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)，不符合題意；條形磁鐵S極向下插入線圈，原磁場(chǎng)方向向上，導(dǎo)致243題號(hào)1線圈中磁通量增加，由楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向下，根據(jù)安培定則即可以確定電流的流向，且線圈與條形磁鐵相互排斥，C不符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)，符合題意；條形磁鐵S極向下離開線圈，原磁場(chǎng)方向向上，導(dǎo)致線圈中磁通量減少，由楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上，根據(jù)安培定則即可以確定電流的流向，且線圈與條形磁鐵相互吸引，D符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)，不符合題意。故選C。]243題號(hào)12．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(

)243題號(hào)1A

B

C

D√A

[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：選項(xiàng)A中電流方向?yàn)閍→b，選項(xiàng)B中電流方向?yàn)閎→a，選項(xiàng)C中電流方向沿a→d→c→b→a，選項(xiàng)D中電流方向?yàn)閎→a。故選A。]243題號(hào)13．(多選)如圖所示，MN、PQ是間距為L(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌，置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直導(dǎo)軌所在平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，M、P間接有一阻值為R的電阻。一根與導(dǎo)軌接觸良好、有效阻值為R的金屬導(dǎo)線ab垂直導(dǎo)軌放置，并在水平外力F的作用下以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，則(不計(jì)導(dǎo)軌電阻)(

)A．通過電阻R的電流方向?yàn)镻→R→MB．通過電阻R的電流方向?yàn)镸→R→PC．a(chǎn)端電勢(shì)比b端高D．a(chǎn)端電勢(shì)比b端低243題號(hào)1√√BC

[由右手定則可知，通過電阻R的電流方向?yàn)镸→R→P，A錯(cuò)，B對(duì)；由右手定則可知，通過金屬導(dǎo)線ab的電流由b→a，此時(shí)金屬導(dǎo)線a