2.1 科学探究：感应电流的方向（Word教参）-【优化指导】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第二册（鲁科版2019）

第1节　科学探究：感应电流的方向 核心素养 物理观念 科学思维 科学探究 科学态度与责任 理解磁感应强度、磁通量的变化、感应电流的磁场等物理概念。 1.理解楞次定律的内容。 2．能从能量守恒的角度来理解楞次定律。 3．初步掌握利用楞次定律判断感应电流方向的方法。 4．从楞次定律不同的表述形式，培养学生多角度认识问题的能力和高度概括的能力。 通过科学探究，明确影响感应电流方向的因素。 通过对楞次定律的学习，理解能量守恒定律在电磁感应现象中的具体表现。 [对应学生用书P28] 知识点一 探究影响感应电流方向的因素 1.实验目的 (1)探究感应电流方向与那些因素有关。 (2)学习利用电流计判断感应电流方向的方法。 2．实验器材 电流计、干电池、开关、保护电阻、导线、螺线管、条形磁铁。 3．实验原理与设计 如图所示，将磁铁的不同磁极插入、拔出螺线管，观察感应电流方向的变化。通过分析感应电流的方向与磁铁的磁场方向、通过线圈的磁通量的变化之间的关系，探究影响感应电流方向的因素。 4．实验步骤 (1)先明确电流计指针的偏转方向与通过电流计的电流方向的关系。 (2)观察螺线管上漆包线的绕向。 (3)将电流计与螺线管按上图连接好，依次完成以下实验操作，记录观察到的电流计指针偏转情况❶，填入表中。 项目 磁铁运动及电流方向 相对运动情况 感应电流在线圈中的方向(从上向下看) 逆时针 顺时针 逆时针 顺时针 5.注意事项 (1)确定电流方向与电流表指针偏转方向的关系时，要用试触法并注意减小电流强度，防止电流过大或通电时间过长损坏电流表。 (2)电流表选用零刻度在中间的灵敏电流计。 (3)实验前设计好表格，并明确线圈的绕线方向。 (4)按照控制变量的思想进行实验。 1．若磁铁不动、螺线管动，电流计指针发生偏转。(　√　) 2．若磁铁与螺线管一起运动，并保持相对静止，电流计指针发生偏转。(　×　) 3．感应电流的磁场方向可能与原磁场的方向相同。(　√　) 知识点二 楞次定律　右手定则 1.楞次定律❷：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.右手定则 (1)内容：伸开右手，让拇指与其余四指垂直，且都与手掌处于同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，使拇指指向导线运动的方向，其余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。 1．感应电流的磁场方向总是与原磁场方向相反。(　×　) 2．感应电流的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化。(　√　) 3．右手定则中拇指指向为导线运动的方向。(　√　) 批注❶：(1)实验现象分析 将螺线管与电流表组成闭合回路，分别将条形磁铁的任一极插入、抽出螺线管，如图所示，记录感应电流方向。 图号 (a) (b) 磁场方向 向下 向下 感应电流的方向(从上向下看) 逆时针 顺时针 感应电流的磁场方向 向上 向下 归纳总结 感应电流的磁场阻碍磁通量的增加 感应电流的磁场阻碍磁通量的减少 (2)实验结论 当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反；当穿过螺线管的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同。 批注❷：楞次定律理解 (1)条形磁铁靠近闭合线圈时，两者相斥(来者拒)；条形磁铁远离闭合线圈时，两者相吸(去者留)。 (2)从能量转化和守恒的角度来看，把磁体移近闭合线圈时，外力要克服磁体和线圈之间的排斥力做功，使外界其他形式的能量转化为电能；磁体离开闭合线圈时，外力则要克服磁体和线圈之间的吸引力做功，也使外界其他形式的能量转化为电能。在这两种情况下，总能量都是守恒的。 [对应学生用书P30] 探究点一　探究影响感应电流方向的因素　(科学探究之结论) (2021·重庆第二外国语学校高二月考)(1)如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置： ①如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将A线圈迅速插入B线圈中，电流计指针将______偏转(选填“向左”“向右”或 “不”)； ②连好电路后，并将A线圈插入B线圈中后，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是________； A．插入铁芯 B．拔出A线圈 C．变阻器的滑片向左滑动 D．断开开关S (2)G为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况如图甲所示，即电流从电流表G的左接线柱进时，指针也从中央向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图乙中条形磁体的运动方向是向____(填“上”或“下”)；图丁中条形磁体的下端为______极(填“N”或“S”)。 答案：(1)①向右　②BD　(2)下　S 解析：(1)①已知闭合开关瞬间，A线圈中的磁通量增加