第二章 第1节 楞次定律(Word教参)-【状元桥·优质课堂】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第二册(人教版)

第二章　电磁感应 第1节　楞次定律 1.理解楞次定律，知道楞次定律是能量守恒的反映，会用楞次定律判断感应电流方向. 物理观念 2.理解右手定则，会用右手定则判断感应电流的方向. 科学思维 3.理解电磁感应中的“增反减同”“来拒去留”的含义. 物理观念 4.经历实验探究得出楞次定律的过程，提升科学探究的能力. 科学探究 知识点一　楞次定律 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磁通量的变化. 2．适用情况：所有电磁感应现象． 3．感应电流沿着楞次定律所述的方向，是能量守恒定律的必然结果．把磁极插入线圈或从线圈内抽出时，消耗的机械能转化成感应电流的电能. 知识点二　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 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． 1．判断下列说法的正误． (1)感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反．(　　) (2)电路不闭合，穿过回路的磁通量变化时，也会产生“阻碍”作用．(　　) (3)引起感应电流的磁场变化很快时，感应电流的磁场与引起感应电流的磁场方向相反．(　　) (4)感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化．(　　) 答案 (1)×　(2)×　(3)×　(4)√ 2．某磁场磁感线如图所示，有一铜线圈自图示a处落至b处，在下落过程中，自上向下看，线圈中的感应电流方向是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．始终顺时针 B．始终逆时针 C．先顺时针再逆时针 D．先逆时针再顺时针 答案　C 解析　自a点落至图示位置时，穿过线圈的磁通量增加，由楞次定律判断知，线圈中感应电流的方向由上向下看为顺时针；自图示位置落至b点时，穿过线圈的磁通量减少，由楞次定律判断知，线圈中感应电流的方向由上向下看为逆时针，选项C正确． 考点一　对楞次定律的理解 【例题1】 如图所示，ab是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈，在滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动过程中，线圈ab将(　　) A．静止不动 B．逆时针转动 C．顺时针转动 D．发生转动，但因电源的极性不明，无法确定转动的方向 思维导引：(1)滑片向右滑动，电阻减小，电流增大，磁场增强；(2)利用阻碍磁通量的变化，判断线圈的转动情况． 答案　C 解析　当P向右滑动时，电路中电阻减小，电流增大，穿过线圈ab的磁通量增大，根据楞次定律判断，线圈ab将顺时针转动，选项C正确． 1.阻碍的含义 2．应用楞次定律判断感应电流方向的“四步法” 【变式1】 (多选)如图所示，在水平面上有一固定的U形金属框架，框架上放置一金属杆ab，不计摩擦，在竖直方向上有匀强磁场，则(　　) A．若磁场方向竖直向上并增大时，杆ab将向右移动 B．若磁场方向竖直向上并减小时，杆ab将向右移动 C．若磁场方向竖直向下并增大时，杆ab将向右移动 D．若磁场方向竖直向下并减小时，杆ab将向右移动 答案　BD 解析　不论磁场方向是竖直向上还是竖直向下，当磁感应强度增大时，回路中磁通量增加，由楞次定律知杆ab将向左移动，反之，杆ab将向右移动，选项B、D正确． 考点二　楞次定律的应用 【例题2】 如图所示，当磁铁突然向铜环运动时，铜环的运动情况是(　　) A．向右运动　　　　 B．向左运动 C．静止不动 D．不能判定 思维导引：(1)磁铁向右运动引起环中磁通量的增多；(2)磁通量变化引起感应电流，由能量守恒可知，感应电流的磁场要阻碍相对运动，从而判断铜环的运动方向． 答案　A 解析　解法一　来拒去留法 磁铁向右运动，铜环中的磁通量增加，产生感应电流，由楞次定律知，磁铁向铜环运动时，铜环产生的感应电流总是阻碍磁铁与导体间的相对运动，则磁铁和铜环间有排斥作用，产生磁场的物体与闭合线圈之间的相互作用力可概括为“来拒去留”四个字，选项A正确． 解法二　电流元法 如图所示，当磁铁向铜环运动时，穿过铜环的磁通量增加，由楞次定律可判断出铜环中感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，即向右，根据安培定则可判断出感应电流方向，从左侧看为顺时针方向，把铜环的电流等效为多段直线电流元，取上、下两小段电流元进行研究，由左手定则判断出两段电流元的受力，由此可判断整个铜环所受合力向右，选项A正确． “来拒去留”法的应用 当磁场与导体间发生相对运动而产生电磁感应现象时，产生感应电流的导体受到磁场的安培力，这种安培力会“阻碍”相对运动，用一句口诀概括就是“来拒去留”． 【变式2】 如图所示，条形磁铁从高h处自由下落，中途穿过一个固定的空心线圈．开关断开，条形磁铁至落地用时t1，落地时速度为v1；开关闭合，