第1节 科学探究：感应电流的方向（教学课件）物理鲁科版选择性必修第二册

该高中物理课件聚焦楞次定律及感应电流方向判断，以雅鲁藏布江水电工程和演示实验导入，通过“现象提问—猜想假设—实验探究—规律总结”的脉络，衔接磁通量变化与感应电流产生条件，搭建递进式学习支架。 其亮点在于以科学探究为核心，设计试触法确定电流与指针偏转关系、磁极运动实验等，结合动画模拟归纳规律，用“增反减同”“来拒去留”口诀深化科学思维，融入高考真题训练，助力学生构建物理观念，便于教师高效开展探究式教学，提升学生应用能力。

第2章 电磁感应及其应用 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 无线充电-边行驶边充电 1.青藏高原的脉搏正在被改写，一条蜿蜒在世界屋脊的能源巨龙开始苏醒。2025年7月19日上午，西藏林芝的雅鲁藏布江畔，酝酿了16年的超级工程终于破土动工。中共中央政治局常委、国务院总理李强亲临现场，宣布这项总投资约1.2万亿元的雅鲁藏布江下游水电工程正式启动。你知道水是如何发出电来的吗？ 导入新课 2.演示：你可以解释这些神奇的物理现象吗? 物理观念 能理解感应电流的产生条件，掌握楞次定律的内容，建立“磁通量变化→感应电流→磁场阻碍变化”的相互作用认知。 科学思维 能通过分析实验现象归纳楞次定律，运用楞次定律判断不同情境下感应电流的方向，提升归纳推理与逻辑判断能力。 科学探究 能设计“探究感应电流方向与磁通量变化关系”的实验，规范操作、记录数据，分析实验现象并总结规律，培养实验探究能力。 科学态度 与责任 通过实验探究感受物理规律的客观性，认识楞次定律在电磁感应技术中的应用价值，增强探索自然规律的科学热情。 学习目标 重点难点 重点 通过实验探究归纳楞次定律，掌握用楞次定律判断感应电流方向的方法。 难点 理解楞次定律中 “阻碍磁通量变化” 的内涵及在复杂情境中的应用。 N极插入 N极抽出 S极插入 S极抽出 S N S N 感应电流的产生条件是什么？ 思考：感应电流的方向如何判断？ 前情回顾 只要穿过闭合电路的磁通量发生变化 6 实验与探究：感应电流的方向与什么因素有关？ 实 验 【猜想】 S N + G ①磁极的朝向 原磁场的方向 ②磁极运动方向 原磁通量的变化 01.影响感应电流方向的因素 【实验一】试触的方法探究电流表中指针偏转方向和电流方向的关系 左进左偏 右进右偏 结论：电流从哪侧接线柱流入，指针就向哪一侧偏。 01.影响感应电流方向的因素 右偏俯视逆时针 实验现象 动画模拟 【实验二】根据指针偏转方向确定螺线管电流方向 N极插入俯视逆时针 01.影响感应电流方向的因素 左偏俯视顺时针 实验现象 动画模拟 【实验二】根据指针偏转方向确定螺线管电流方向 N极拨出俯视顺时针 01.影响感应电流方向的因素 左偏俯视顺时针 【实验二】根据指针偏转方向确定螺线管电流方向 实验现象 动画模拟 S极插入俯视顺时针 01.影响感应电流方向的因素 实验现象 动画模拟 右偏俯视逆时针 S极拨出俯视逆时针 【实验二】根据指针偏转方向确定螺线管电流方向 01.影响感应电流方向的因素 视频演示 示意图 原磁场方向 原磁场的磁通量变化 感应电流的磁场方向 N 极插入 N 极拔出 S 极插入 S 极拔出 感应电流方向(俯视） 顺时针 顺时针 逆时针 逆时针 实验现象 向下 向上 增加 向下 向下 减小 向上 向下 增加 向上 向上 减小 “增反” “增反” “减同” “减同” 01.影响感应电流方向的因素 1、内容：闭合回路中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。。 感应电流产生的磁场 感应电流的磁场 总是 阻碍 引起感应电流的 磁通量的变化 原磁通量改变 产生感应电流 阻碍 激发感应磁场 2、关系： 02.楞次定律 谁在阻碍 阻碍什么 注意：阻碍不一定相反、阻碍不是阻断（阻止） 如何阻碍 结果如何 感应电流产生的磁场 原磁场磁通量的变化 “增反减同” “来拒去留” 相对运动 减缓原磁场的磁通量的变化 3、理解： ①结果如何? ——“阻碍”不是“阻止” 减慢变化“速度” ②电磁感应中的能量守恒 电能增加 机械能减少 02.楞次定律 搞清两个磁场 N S 甲 N S 乙 N S 丙 N S 丁 N S N N S S S N 02.楞次定律 ①方向： ②变化： ③阻碍： ④一抓： 4、楞次定律应用步骤： 明确原磁场的方向（Φ原方向）。 明确Φ原变化。 由楞次定律确定B感方向 由安培定则确定I感方向 “增反减同” “来拒去留” 02.楞次定律 你可以解释这些神奇的物理现象吗? “来拒去留” 1、内容：伸开右手，使拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直穿入手心，拇指指向导体运动的方向，其余四指指的就是感应电流的方向。 简单直接方便 I 03.右手定则 1、内容：伸开右手，使拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直穿入手心，拇指指向导体运动的方向，其余四指指的就是感应电流的方向。 ① B穿掌心, ②拇指指向导体运动 ③四指方向感应电流方向 2、要点： B-穿掌心 导体v-沿拇指 I感-沿四指 03.右手定则 右手定则与楞次定律 楞次定律 右手定则 区别 研究对象 适用范围 应用 联系 整个闭合导体回路 切割磁感线运动的导体 各种电磁感应现象 只适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动的情况 右手定则是楞次定律的特例 用于磁感应强度随时间变化而产生的电磁感应现象较方便 用于导体切割磁感线产生的电磁感应现象较方便 03.右手定则 1.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。 3.右手定则：伸开右手，让大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，让磁感线从手心垂直进入，大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。 2.楞次定律的三种表述： （1）增反减同 （2）来拒去留 （3）增缩减扩 课堂小结 1.江苏·高考真题)如图所示，在绝缘的水平面上，有 闭合的两个线圈，线圈处在垂直纸面向里的匀强磁场 中，线圈位于右侧无磁场区域，现将线圈从磁场中匀速拉 出，线圈中产生的感应电流方向分别是( ) A A.顺时针，顺时针 B.顺时针，逆时针 C.逆时针，顺时针 D.逆时针，逆时针 【详解】线圈从磁场中匀速拉出的过程中穿过线圈的磁通量在减小，则根据 楞次定律可知线圈的电流为顺时针，由于线圈从磁场中匀速拉出则中产生的 电流为恒定电流，则线圈靠近线圈的过程中线圈的磁通量在向外增大，同理 可得线圈产生的电流为顺时针。 故选A。 提升训练 25 2.河南·高考真题)如图，一金属薄片在力F作用下自左 向右从两磁极之间通过。当金属薄片中心运动到N极的正下方 时，沿N极到S极的方向看，下列图中能够正确描述金属薄片 内涡电流绕行方向的是( ) C A. B.&2 C. D.&4 & 【详解】根据题意当金属薄片中心运动到N极正下方时，薄片右侧的磁通量在减 小，左侧磁通量在增加，由于两极间的磁场竖直向下，根据楞次定律可知此时薄 片右侧的涡电流方向为顺时针，薄片左侧的涡电流方向为逆时针。故选C。 提升训练 26 3.如图所示，一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象是(　　) A．磁铁插向左环，横杆发生转动 B．磁铁插向右环，横杆发生转动 C．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动 D．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动 A 来拒去留 （通过靠近或远离磁场源起到阻碍的作用）“增离减靠” 提升训练 （1）用磁铁的任意一极去接近A环，会产生什么现象？ 磁极靠近A环，A环中磁通量增加，为了阻碍磁通量的增加，A环要反抗磁铁的靠近，所以A环远离磁铁. （2）磁极去接近或离开B环，由于B环断开，没有感应电流，所以B环不动。 磁极远离A环，A环中磁通量减少，为了阻碍磁通量的减少，A环要反抗磁铁的远离，所以A环远离磁铁. （3）用磁铁的任意一极去接近或离开B环，会产生什么现象？ 磁极去接近或离开B环，由于B环断开，没有感应电流，所以B环不动。 27 4.地球是一个巨大的磁体，台州地区地表附近的磁 感应强度大约为，忽略磁偏角影响，在该地区 下列说法正确的是( ) A.某中学电学实验室指南针静止时N极都指向地理南极 B.物理课上，老师在讲台上静置一带正电小球，该小球受到洛伦兹力指向地理北极 C.某同学正在直道上向北骑行自行车，轮胎金属辐条上离轴越远电势越高 D.某同学正在直道上向北骑行自行车，则车头金属横梁的左侧把手电势高 D 提升训练 【详解】 受地磁场的影响，可以在水平面自由转动的小磁针，静止时，根据N 极所指的方向就是地球的北极，故A错误； 老师在讲台上静置一带正电小球，该小球不受洛伦兹力作用，故B错误； 自行车向北行驶时，辐条没有切割地磁场的磁感线，而车头金属横梁切割竖直 向下的分量，根据右手定则判断可知，车头金属横梁的左侧把手电势高，故C错 误，D正确； 故选D。 提升训练 5.陕西榆林·一模)内部光滑的一截直铜管 竖直静置在水平桌面而上，直径略小于铜管内径的圆柱形磁 体从铜管上端由静止开始下落，磁体在铜管内下落的过程中 不与管壁接触，不计空气阻力。下列说法中正确的是( ) D A.磁体在铜管内做匀加速直线运动 B.磁体下落过程中安培力对铜管做正功 C.磁体下落过程中铜管产生的焦耳热等于磁体动能的减少量 D.在磁体下落过程中，铜管对桌面的压力大于铜管所受的重力 提升训练 【详解】 磁体在铜管内下落过程中做加速运动，由于速度增加，阻碍作用增强， 所以不是匀变速直线运动，故A错误； 磁体下落过程中，对铜管的作用力向下，但铜管没有位移，所以安培力对铜管 不做功，故B错误； 磁体下落过程中铜管产生的焦耳热等于磁体机械能的减少量，故C错误； 磁体下落过程中，磁场对铜管始终有竖直向下的安培力，由平衡条件和力的作 用相互性可知，铜管对桌面的压力始终大于铜管所受的重力，故D正确。 故选D。 【知识点】判断某个力是否做功，做何种功、来拒去留、常见力做功与相应的能量转化。 提升训练 6.如图甲所示的闭合线圈放在匀强磁场中，t＝0时磁感应强度垂直线圈平面向里，磁感应强度随时间变化的关系图像如图乙所示。则在0～2 s内线圈中感应电流的方向为(　　) A.逆时针 B.先逆时针后顺时针 C.顺时针 D.先顺时针后逆时针 【详解】0～1 s内，线圈中磁场的磁感应强度为正，磁感应强度垂直线圈平面向里且磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流产生的磁场垂直线圈平面向里，根据安培定则可知，感应电流的方向为顺时针；同理可知，1～2 s内，感应电流的方向仍为顺时针，所以选项C正确。 C 提升训练 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 Lavf58.46.101 Lavf58.51.100 $