第二章 第1节 楞次定律（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册（教科版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：通过对楞次定律中能量转化的分析，体会守恒思想的重要意义． [对应学生用书P21] 1．内容：伸开右手，使大拇指与其余并拢的四指垂直，并与手掌在同一个平面内，让磁感线垂直从手心穿入，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． 1．探究感应电流的方向 (1)实验器材：条形磁铁、电流表、螺线管、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螺线管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螺线管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 当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流的磁场与磁体的磁场方向相反，阻碍磁通量的增加；当穿过螺线管的磁通量减小时，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]　(对的画“√”，错的画“×”) 　(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．(　×　) [对应学生用书P22] 探究点一　右手定则 　(1)如图所示，导体棒ab向右做切割磁感线运动．根据楞次定律判断导体棒ab中的电流方向． (2)能否找到一种更简单的方法，用来判断闭合回路中部分导体切割磁感线时产生的电流的方向呢？ 提示　(1)导体棒ab向右运动，磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流产生的磁场与原磁场方向相反，故感应电流的方向为b→A． (2)电流I的方向、原磁场B的方向、导体棒运动的速度v的方向三者之间的关系满足右手定则． 1．右手定则反映了磁场方向、导体运动方向和感应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)四指指向感应电流方向，切割磁感线的导体相当于电源． 2．楞次定律与右手定则的区别及联系 规律 比较内容 楞次定律 右手定则 区别 研究对象 整个闭合回路 闭合回路的一部分，即做切割磁感线运动的导体 适用范围 各种电磁感应现象 只适用于导体在磁场中做切割磁感线运动的情况 应用 分析磁感应强度B随时间变化而产生的电磁感应现象 分析导体切割磁感线产生的电磁感应现象 联系 右手定则是楞次定律的特例 如图所示，在方向垂直纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场方向垂直．金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面．现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，PQRS与T中的感应电流方向分别沿(　　) A．顺时针，逆时针　　　　 B．顺时针，顺时针 C．逆时针，逆时针 D．逆时针，顺时针 [思路点拨]　(1)金属杆切割磁感线运动时，可由右手定则确定金属杆中的电流方向． (2)线框T内感应电流的方向可由楞次定律判断． D　[金属杆PQ向右切割磁感线，根据右手定则可知PQRS中的感应电流沿逆时针方向；原来T中的磁场方向垂直于纸面向里，闭合回路PQRS中的感应电流产生的磁场方向垂直于纸面向外，使得穿过T的磁通量减小，根据楞次定律可知T中产生顺时针方向的感应电流．综上所述，可知A、B、C项错误，D项正确．] [变式]　在[例1]中，金属杆PQ向右运动过程中受到的安培力朝哪