第二章 第一节 楞次定律-2020-2021学年高中物理同步备课学案（2019人教版选择性必修第二册）

第二章　电磁感应 第1节　楞次定律 知识点归纳 知识点一、楞次定律的实验 将螺线管与电流计组成闭合回路，如图，分别将N极、S极插入、抽出线圈，如图所示，记录感应电流方向如下： ⑴线圈内磁通量增加时的情况 图号 磁场方向 感应电流的方向 感应电流的磁场方向 甲 向下 逆时针(俯视) 向上 乙 向上 顺时针(俯视) 向下 ⑵线圈内磁通量减少时的情况 图号 磁场方向 感应电流的方向 感应电流的磁场方向 丙 向下 顺时针(俯视) 向下 丁 向上 逆时针(俯视) 向上 ⑶结论：当线圈内磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，阻碍磁通量的增加；当线圈内磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向相同，阻碍磁通量的减少． 知识点二、楞次定律的理解 1．内容：感应电流具有这样的方向，即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． 2．阻碍的含义： 谁在阻碍 “感应电流的磁场”在阻碍． 阻碍什么 阻碍的是“引起感应电流的磁场的磁通量的变化”，而不是阻碍的引起感应电流的磁场、也不是阻碍的引起感应电流的磁通量． 如何阻碍 磁通量增加时，阻碍其增加，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，起抵消作用；磁通量减少时，阻碍其减少，感应电流的磁场与原磁场方向一致，起补偿作用． 为何阻碍 (原)磁场的磁通量发生了变化． 是否阻止 “阻碍”不是“阻止”，只是延缓了磁通量变化的快慢，但这种变化仍继续进行，最终结果不受影响. 3.楞次定律的推广含义 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： (1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”； (2)阻碍相对运动——“来拒去留”； (3)阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”； (4)使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”． 3．楞次定律中的因果关系：楞次定律所提示的电磁感应过程中有两个最基本的因果关系，一是感应电流产生的磁场(结果)与原磁场磁通量变化(原因)之间的阻碍与被阻碍的关系，因此，楞次定律也可表述为：感应电流导致的结果总是阻碍引起感应电流的原因；二是感应电流与感应磁场间的产生和被产生的关系．抓住“阻碍”和“产生”这两个因果关联点是应用楞次定律解决问题的关键． 知识点三、如何应用楞次定律判断回路的运动情况及回路面积的变化趋势 判断回路运动情况、回路面积和变化趋势的一般步骤： (1)明确闭合回路所围面积上的原磁场方向和穿过回路的磁通量的变化情况． (2)根据楞次定律确定感应电流的磁场方向． (3)根据安培定则确定感应电流的方向． (4)将闭合回路合理分为几段．根据左手定则判断各段所受安培力的方向，进而分析回路的运动情况或回路面积的变化趋势. 知识点四、右手定则 1．内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向． 2．适用范围：右手定则适用于闭合回路中一部分导体做切割磁感线运动时产生感应电流的情况． 知识点五、右手定则与楞次定律的区别与联系   楞次定律 右手定则 区 别 研究对象 整个闭合回路 闭合回路的一部分，即做切割磁感线运动的导体 适用范围 各种电磁感应现象 只适用于导体在磁场中做切割磁感线运动的情况 应用 对于磁感应强度随时间变化而产生的电磁感应现象较方便 对于导体棒切割磁感线产生的电磁感应现象较方便 联系 右手定则是楞次定律的特例 知识点五、右手定则与左手定则的比较   右手定则 左手定则 作用 判断感应电流方向 判断通电导体所受磁场力的方向 图例   因果关系 运动→电流 电流→运动 应用实例 发电机 电动机 知识点六、右手定则的应用 1．右手定则仅在导体切割磁感线时使用，应用时要注意磁场方向、导体的运动方向、感应电流方向三者互相垂直． 2．当导体的运动方向与磁场方向不垂直时，拇指应指向切割磁感线的分速度方向． 3．若形成闭合回路，四指指向感应电流方向；若未形成闭合回路，四指指向高电势方向． 4．“因电而生磁”用安培定则：“因电而受力”用左手定则；“因动而生电”用右手定则． 知识点七、从能量转化和守恒的角度理解楞次定律 1．楞次定律的能量本质 楞次定律中的“阻碍”作用，正是能量转化和守恒定律的反映，在克服这种“阻碍”的过程中，其他形式的能转化为电能． 2．从能的转化和守恒的角度看，楞次定律可广义的描述为：感应电流的“效果”总是反抗(或阻碍)引起感应电流的“原因”，常见的有四种：①阻碍原磁通量的变化；②阻碍导体的相对运动；③通过改变线圈面积来反抗；④阻碍原电流的变化． 3．当一条磁铁靠近一闭合的铝环或磁铁