第2章 第1节 科学探究：感应电流的方向（Word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理选择性必修第二册（鲁科版2019）

　第2章　电磁感应及其应用 第1节　科学探究：感应电流的方向 核心素养导学 物理观念 (1)理解楞次定律，知道楞次定律是能量守恒的反映。 (2)理解右手定则，知道右手定则是楞次定律的一种具体形式。 科学思维 (1)会用楞次定律判断感应电流的方向。 (2)会用右手定则判断感应电流的方向。 (3)经历推理分析得出楞次定律的过程。 科学探究 通过“探究影响感应电流方向的因素”的实验，能撰写规范的实验报告，能根据实验中的问题提出改进措施。 科学态度与责任 体会楞次定律探究过程中归纳推理的方法。 一、探究影响感应电流方向的因素 1．探究过程 将线圈与电流表组成闭合导体回路，分别将条形磁体的N极、S极插入、抽出线圈，如图1所示，记录感应电流方向如图2所示。 　 2．实验结论 (1)当穿过线圈的磁通量减小时，感应电流的磁场与磁体磁场的方向是相同的，阻碍磁通量的减小。 (2)当穿过线圈的磁通量增大时，感应电流的磁场与磁体磁场的方向是相反的，阻碍磁通量的增大。 穿过闭合回路的磁通量发生变化时产生感应电流，感应电流的磁场反过来阻碍原磁场磁通量的变化。　　 二、楞次定律 1．内容 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．理解 (1)当磁铁向下靠近导体线圈上端时，穿过线圈的磁通量增加，感应电流的磁场与原磁场方向相反，由于同名磁极相互排斥，阻碍磁铁相对线圈向下运动。 (2)当磁铁向上远离线圈上端时，穿过线圈的磁通量减少，感应电流的磁场与原磁场方向相同，由于异名磁极相互吸引，阻碍磁铁相对线圈向上运动。 3．能量观点 (1)磁体移近线圈时，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。 (2)磁体离开线圈时，外力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。 (3)两种情况下，总能量都是守恒的。 三、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，使拇指指向导体运动的方向，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.应用如图所示的装置探究感应电流的方向，判断下列说法是否正确。 (1)感应电流的磁场总是与原磁场方向相反。(×) (2)感应电流的磁场可以与原磁场方向相同。(√) (3)感应电流的磁场一定阻碍原磁场磁通量的变化。(√) 2．如图所示的电路中，闭合开关时，灵敏电流计的指针向右偏转一下。 (1)闭合开关电路稳定后，灵敏电流计指针指向何位置？ (2)断开开关时，灵敏电流计指针向哪个方向偏转？ (3)滑动变阻器滑片迅速向右滑动，灵敏电流计的指针向哪个方向偏转？ 提示：(1)中间零刻度　(2)左　(3)左 3.判断下列情境中感应电流的方向： (1)当AB棒向右运动的过程中(灯泡处在磁场边界不动)，闭合回路中感应电流的方向是________。(选填：A．顺时针；B．逆时针) (2)闭合线圈处于磁场中，如图甲所示，当磁场随时间均匀增加时(如图乙所示)，线圈产生的感应电流的方向是________。(选填：A．顺时针；B．逆时针) 提示：(1)B　(2)B 新知学习(一)| 对楞次定律的理解 [任务驱动] 如图表示一对同轴螺线管，图中螺线管A中的电流方向用“·”和“×”表示，请画出螺线管A的磁感线；如果螺线管A中的电流增大，则螺线管B中的感应电流是什么方向？ 提示：螺线管A产生的磁场方向如图所示；如果螺线管A中的电流增大，则螺线管B中产生的电流的方向上边垂直纸面向里，下边垂直纸面向外。　　　 [重点释解] 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 [典例体验] [典例]　(2022·莆田高二检测)如图所示电路，若将滑动变阻器滑片向上移动，则a、b环中感应电流的方向是(　 ) A．a环顺时针，b环顺时针 B．a环顺时针，b环逆时针 C．a环逆时针，b环顺时针 D．a环逆时针，b环逆时针 [解析]　电路中电流的方向为逆时针方向，由安培定则可知，在a处的磁场方向垂直于纸面向外，在b处的磁场的方向垂直于纸面向里；当滑动变阻器滑片向上移动时，接入电路中的电阻值增大，所以电路中的电流减小，则向外穿过a 的磁通量减小，由楞次定律可知，a环产生的感应电流的方向为逆时针方向；同时向里穿过b的磁通量也减小，由楞次定律可知，b环产生的感应电流的方向为顺时针方向，A、B、D错误，C正确。 [答案]　C /方法技巧/ 使用楞次定律的一般解题步骤 [针对训练] 1．金属环水平固定放置，现将一竖直的条形磁铁，在圆环上方