第2章 第1节 楞次定律（Word教参）-【优化指导】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第二册(人教版2019)

第1节　楞次定律 课程内容要求 核心素养提炼 1.通过实验探究归纳出判断感应电流方向的规律——楞次定律． 2．理解楞次定律中“阻碍”的含义，能熟练运用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向． 3．知道楞次定律符合能量守恒定律，明确能量转化的方向． 1.科学思维：通过楞次定律和右手定则对电流方向的判断，体会物理模型在探索自然规律中的作用． 2．科学探究：通过实验探究归纳判断感应电流方向的过程，体会科学探究在形成物理规律中的作用． 3．科学态度与责任：通过楞次定律中能量转化分析，体会守恒思想的重要意义． [对应学生用书P20] 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线圈内磁通量增大时的情况 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线圈内磁通量减小时的情况 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 (3)实验结论 当穿过线圈的磁通量增大时，感应电流的磁场与磁体的磁场方向相反，阻碍磁通量的增大；当穿过线圈的磁通量减小时，感应电流的磁场与磁体的磁场方向相同，阻碍磁通量的减小． 2．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． [判断] 　(1)楞次定律中“阻碍”的意思就是“阻止”．(×) (2)感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化．(√) (3)感应电流的磁场方向总是与引起它的磁场方向相反.(×) 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：适用于导体切割磁感线时感应电流方向的判断． [思考] 试归纳比较左手定则、右手定则、安培定则分别用来判断哪个量的方向． 提示　左手定则用于判断安培力和洛伦兹力的方向，右手定则用于判断闭合电路的部分导体切割磁感线时产生的感应电流方向，安培定则用于判断电流的磁场方向． [对应学生用书P21] 探究点一　对楞次定律的理解和应用 绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上，铁芯上套有一个铝环，线圈与电源、开关相连，如图所示．线圈上端与电源正极相连，闭合开关的瞬间，铝环向上跳起．请回答： (1)闭合开关瞬间，穿过铝环的磁通量如何变化？ (2)铝环跳起的原因是什么？ 提示　(1)穿过铝环的磁通量增大． (2)铝环中产生的感应电流方向与线圈中电流方向相反，铝环受到向上的安培力而跳起． 1．因果关系 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．楞次定律中“阻碍”的含义 3．“阻碍”的表现 从能量守恒定律的角度，楞次定律可广义地表述为：感应电流的“效果”总是要反抗(或阻碍)引起感应电流的原因．常见的情况有三种： (1)阻碍原磁通量的变化(增反减同). (2)阻碍导体的相对运动(来拒去留). (3)通过改变线圈面积来“反抗”(增缩减扩). 4．楞次定律的实质 “阻碍”的结果，是实现了其他形式的能向电能转化，如果没有“阻碍”，将违背能量守恒定律，会得出总能量增加的错误结论．所以楞次定律体现了在电磁感应现象中能的转化与守恒，能量守恒定律也要求感应电流的方向服从楞次定律． (2021·山东烟台高二检测)如图所示，在图(1)中，G为指针在中央的灵敏电流计连接在直流电路中时的偏转情况．今使它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图(2)中的条形磁铁的运动方向是________；图(3)中电流计的指针将向________偏转；图(4)中的条形磁铁上端为________极． 解析　由图(1)可知，当电流从电流计的左接线柱流入时，指针向左偏．图(2)中指针向左偏，可知感应电流的方向在螺线管中是由上到下，根据楞次定律知，条形磁铁S极向下插入．图(3)当条形磁铁N极向下插入时，根据楞次定律，可知螺线管中感应电流方向由下到上，则指针向右偏；图(4)中可知指针向右偏，则线圈中感应电流的方向从下到上，由楞次定律可知，条形磁铁S极向上拔出，上端为N极． 答案　向下　右　N [题后总结]　应用楞次定律判断感应电流方向的思路 (1)明确研究对象是哪一个闭合电路． (2)明确原磁场的方向． (3)判断穿过闭合回路内原磁场的磁通量是增大还是减小． (4)由楞次定律判断感应电流的磁场方向． (5