内容正文:
物理 选择性必修第二册(人教)
第二章
第一节 课时2 楞次定律
预习新知,落实必备知识
导学第一步
磁通量的变化
掌心
四指
切割磁感线
×
√
√
×
×
√
课堂探究,培优关键能力
导学第二步
课下培优巩固练(六)
课标要求
核心素养
探究影响感应电流方向的因素,理解楞次定律。
1.物理观念:能够运用感应电流的产生
条件判断能否产生感应电流。
2.科学思维: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.科学态度与责任:学习科学家的科
学探究精神,知道电磁感应在生产生
活中的应用。
一、楞次定律
1.内容: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 。
2.适用范围:一切电磁感应现象。
二、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 进入,并使拇指指向导线运动的方向,这时 所指的方向就是感应电流的方向。
2.适用范围:适用于闭合电路部分导体 产生感应电流的情况。
【概念辨析·试身手】
(1)感应电流的磁场总是与引起感应电流的磁场方向相反。( )
(2)感应电流的磁场可能与引起感应电流的磁场方向相同。( )
(3)感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。( )
(4)使用右手定则时必须让磁感线垂直穿过掌心。( )
(5)任何感应电流方向的判断既可使用楞次定律,又可使用右手定则。( )
(6)右手定则只适用于闭合电路中的部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。( )
要点一 | 楞次定律及其应用
【要点培优】
1.楞次定律中“阻碍”的含义
2.用楞次定律判断感应电流方向的“四步法”
[思考·探究]
1.如图软铁环上绕有M、N两个线圈,S是M线圈电路中的开关。
探究:(1)开关闭合的瞬间,感应电流向上还是向下?
(2)开关断开的瞬间,感应电流向上还是向下。
提示:(1)向上 (2)向下
2.某教室墙上有一朝南的钢窗,如果把钢窗向右推开。
探究:从推窗人的角度看,窗框中的感应电流方向如何?
提示:在地球外部空间,地磁场的方向整体从地理南极出来,回到地理北极,从推窗人的角度看,由于钢窗朝南,则磁场穿过窗口指向人,当把钢窗向右推开时,钢窗平面趋向于与地磁场方向平行,即有效面积减小,穿过窗框的地磁场的磁通量变小,根据楞次定律可知,感应电流的方向是逆时针。
【应用培优】
[例1] 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:选D。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。
[训练] 1.如图所示,匀强磁场垂直于软导线回路平面,由于磁场发生变化,回路变为圆形,则磁场( )
A.逐渐增强,方向可能向外
B.逐渐增强,方向可能向里
C.逐渐减弱,方向可能向外
D.逐渐减弱,方向一定向里
解析:选C。磁场发生变化,回路变为圆形,是由于线圈受到的安培力方向向外,导线围成的面积扩大,根据楞次定律的推广形式“增缩减扩”可知,导线内的磁通量一定正在减小,磁场在减弱,方向可能向里也可能向外,故C正确,A、B、D错误。
要点二 | 右手定则的应用
【要点培优】
1.适用范围:闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流方向的判断。
2.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)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。
[思考·探究]
1.如图所示,当导体棒CD向右运动时,导体棒CD中的感应电流是沿哪个方向的?
提示:由C指向D。
2.右手定则与楞次定律有什么关系?两定律各在什么情况下使用较方便?
提示:导体运动切割磁感线产生感应电流是磁通量变化引起感应电流的特例,所以右手定则是楞次定律的特例。①楞次定律适用于所有电磁感应现象,对于磁通量发生变化而产生的电磁感应现象较方便。②右手定则只适用于导体做切割磁感线运动的情况。
【应用培优】
[例2] 如图所示,当航天飞机在环绕地球的轨道上飞行时,从中释放