第1章 4．楞次定律—2020-2021学年教科版高中物理选修3-2讲义

4.楞次定律 [学习目标]　1.通过探究实验总结楞次定律．(重点)　2.会用右手定则和楞次定律判断感应电流的方向．(重点)　3.理解楞次定律的内容和本质．(难点)　4.找出楞次定律与右手定则的区别与联系．(难点) 一、右手定则 1．内容：将右手手掌伸平，使大拇指与其余并拢的四指垂直，并与手掌在同一平面内，让磁感线从手心穿入，大拇指指向导体运动方向，这时四指的指向就是感应电流的方向，也就是感应电动势的方向． 2．适用范围：适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况． 二、楞次定律 1．实验探究 将螺线管与电流计组成闭合导体回路，分别将条形磁铁的N极、S极插入，抽出线圈，如图所示，记录感应电流方向如下． 2．实验记录 图号 磁场方向 感应电流方向(俯视) 感应电流的磁场方向 归纳总结 甲 向下 逆时针 向上 感应电流的磁场阻碍原磁通量的增加 乙 向上 顺时针 向下 丙 向下 顺时针 向下 感应电流的 磁场阻碍原磁 通量的减少 丁 向上 逆时针 向上 3.实验结论：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． 4．楞次定律的内容 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磁通量的变化． 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)导体棒不垂直切割磁感线时，也可以用右手定则判断感应电流方向． (√) (2)感应电流方向凡可以用右手定则判断的，均能用楞次定律判断． (√) (3)右手定则即右手螺旋定则． (×) (4)感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向可能相同，也可能相反． (√) (5)楞次定律表明感应电流的效果总是与引起感应电流的原因相对抗． (√) (6)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． (√) 2．闭合电路的一部分导体在磁场中因切割磁感线而产生了感应电流，在如图所示的图中，B、v、I方向均正确的是(　　) D　[A、C两项中不产生感应电流，A、C错误；由右手定则可知B中的感应电流方向应向外，B错误；只有选项D正确．] 3.如图所示，一水平放置的圆形通电线圈1固定，另一较小的圆形线圈2从1的正上方下落，在下落过程中两线圈平面始终保持平行且共轴，则在线圈2从正上方下落至1的正下方过程中，从上往下看，线圈2中(　　) A．无感应电流 B．有顺时针方向的感应电流 C．先是顺时针方向，后是逆时针方向的感应电流 D．先是逆时针方向，后是顺时针方向的感应电流 C　[由安培定则可知通电线圈1产生的磁场方向自下而上穿过线圈1所包围的空间．当线圈2从正上方下落至与线圈1共面的过程中，穿过线圈2的磁通量向上增加，根据楞次定律的“增反”可知，线圈2中感应电流产生的磁场方向向下，应用安培定则可以判断出感应电流的方向为顺时针(俯视)；当线圈2从与线圈1共面的位置继续下落至正下方时，穿过线圈2的磁通量向上减少，根据楞次定律的“减同”可知，线圈2中感应电流产生的磁场方向向上，应用安培定则可以判断出感应电流的方向为逆时针(俯视)，故选项C正确．] 楞次定律的理解及应用 1.因果关系 闭合导体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．“阻碍”的理解 3．“阻碍”的表现形式 (1)从磁通量变化的角度看，感应电流的效果是阻碍磁通量的变化． (2)从相对运动的角度看，感应电流的效果是阻碍相对运动． 4．楞次定律应用四步曲 (1)确定原磁场方向； (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． 【例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G B．始终有感应电流自b向a流过电流表G C．先有a→G→b方向的感应电流，后有b→G→a方向的感应电流 D．将不会产生感应电流 思路点拨：应用楞次定律判断感应电流的方向时，关键是分析原磁场方向和穿过回路的磁通量的变化情况． C　[条形磁铁从左边进入螺线管的过程中，在螺线管内产生的磁场方向向右，穿过螺线管的磁通量不断增加，根据楞次定律，感应电流的方向是a→G→b.条形磁铁从螺线管中向右穿出的过程中，在螺线管内产生的磁场方向仍向右，穿过螺线管的磁通量不断减小，根据楞次定律，感应电流的方向是b→G→a，故C正确．] 应用楞次定律时应依次确定的物理量