第05讲 楞次定律-【寒假自学课】2022年高二物理寒假精品课（人教版选择性必修二）

第05讲 楞次定律 【学习目标】 (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。 (2)理解右手定则，知道右手定则是楞次定律的一种具体表现形式，会用右手定则判断感应电流方向。 (3)经历推理分析得出楞次定律的过程，体会归纳推理的方法。 (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。 【基础知识】 【考点剖析】 一.楞次定律 1．探究感应电流的方向 (1)实验器材：条形磁体、电流表、线圈、导线、一节干电池(用来查明线圈中电流的流向与电流表中指针偏转方向的关系)。 (2)实验现象：如图所示，在四种情况下，将实验结果填入下表。 ①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 ②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 线圈内有电流是因为闭合回路磁通量变化。 插入和拔出磁铁时，电流方向一样吗？为什么？ 相反，磁通量变化不一。 (3)实验结论 表述一：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。 表述二：当磁铁靠近线圈时，两者相斥；当磁铁远离线圈时，两者相吸。 2．总结： 楞次定律：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。 3．对楞次定律的理解 （1）闭合导体回路中原磁通量的变化是产生感应电流的原因，而感应电流的磁场的产生是感应电流存在的结果，即只有当闭合导体回路中的磁通量发生变化时，才会有感应电流的磁场出现。 （2）“阻碍”的理解 （3）从能量守恒定律看楞次定律 （4）从磁通量变化的角度来看，感应电流的磁场总要阻碍原磁通量的变化；从导体和磁体的相对运动的角度来看，感应电流总要阻碍相对运动。 典题分析 例1.关于感应电流，以下说法中正确的是(　　) A．感应电流的方向总是与原电流的方向相反 B．感应电流的方向总是与原电流的方向相同 C．感应电流的磁场总是阻碍闭合电路内原磁场的磁通量的变化 D．感应电流的磁场总是与原线圈内的磁场方向相反 解析：由楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍闭合电路内部原磁场的磁通量的变化，故C正确；如果原磁场中的磁通量是增大的，则感应电流的磁场方向就与它相反，来阻碍它的增大，如果原磁场中的磁通量是减小的，则感应电流的磁场方向就与它相同，来阻碍它的减小，故A、B、D错误。 答案：C 二.楞次定律的应用 归纳：楞次定律的应用的步骤 （1）确定原磁场的方向。 （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。 三.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。如图所示。 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。 3．右手定则反映了磁场方向、导体运动方向和电流方向三者之间的相互垂直关系。 (1)大拇指的方向是导体相对磁场切割磁感线的运动方向，既可以是导体运动而磁场未动，也可以是导体未动而磁场运动，还可以是两者以不同速度同时运动。 (2)四指指向电流方向，切割磁感线的导体相当于电源。 典题分析 例2.电阻R、电容C与一线圈连成闭合电路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示。现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是(　　) A．从a到b，上极板带正电 B．从a到b，下极板带正电 C．从b到a，上极板带正电 D．从b到a，下极板带正电 解析：在磁铁自由下落，N极接近线圈上端的过程中，通过线圈的磁通量方向向下且在增大，根据楞次定律可判断出线圈中感应电流的磁场方向向上，利用安培定则可判知线圈中感应电流方向为逆时针(由上向下看)，流过R的电流方向从b到a，电容器下极板带正电。选项D正确。 答案：D　 例3.如图所示，导线框abcd与直导线在同一平面内，直导线通有恒定电流I，在线框由左向右匀速通过直导线的过程中，线框中感应电流的方向是(　　) A．先abcd，后dcba，再abcd B．先abcd，后dcba C．始终dcba D．先dcba，后abcd，再dcba 解析：线框在直导线左侧时，随着线框向右运动，向外的磁通量增加，根据楞次定律线框中感应电流的方向为dcba。在线框的cd边跨过直导线后，如图所示，根据右手定则ab边产生的感应电流