1. 楞次定律（导学案）物理沪科版选择性必修第二册

该高中物理导学案聚焦楞次定律及右手定则，通过“思考与讨论1”的实验探究（如开关通断、滑动变阻器移动观察电流计指针偏转）导入，知识回顾关联“带电粒子在匀强磁场中的圆周运动”形成旧知支架，引导学生构建新知。 以科学探究为主线，通过实验记录与分析归纳楞次定律，结合科学推理（例题推理论证）和物理观念（楞次定律与能量守恒的联系），配套分层习题与课堂小结反思，助力学生自主学习，培养科学探究与科学思维能力。

第1节 楞次定律 1.物理观念：理解楞次定律,知道楞次定律是能量守恒定律的反映，会用楞次定律判断感应电流的方向。理解右手定则，知道右手定则是楞次定律的一种具体表现形式,会用右手定则判断感应电流的方向。 2.科学思维：经历推理分析得到楞次定律的过程,体会归纳推理的方法。 3.科学探究：经历实验探究得出楞次定律的过程,提升科学探究能力。 4.科学态度与责任：认识到团队合作的重要性。 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(重点)。 2.掌握右手定则，能够熟练应用右手定则判断感应电流的方向(重点)。 3.理解楞次定律，并能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向(难点)。 【知识回顾】 第3节 带电粒子在匀强磁场中的圆周运动 一、带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的原因 1.不加磁场时,电子束的径迹是一条 ； 2.加磁场后,电子束的径迹是一个 ； 3.保持出射电子的速度不变,增大磁场的磁感应强度时,电子束运动的圆轨道半径变 ； 4.保持磁场的磁感应强度不变时,增大电子束的出射速度时,电子束运动的圆轨道的半径变 。 二、带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径和周期 1.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动所需的向心力由洛伦兹力提供,所以有qvB＝ 由此可解得圆周运动的半径r＝ 由r＝和T＝，可得T＝ 2.带电粒子以如下两种方式进入匀强磁场中(重力不计) (1)当v∥B时，F洛=0，带电粒子做 运动； (2)当v⊥B时，F洛=qvB，带电粒子做 运动； (3)当v与B的夹角为θ时，带电粒子做 运动( 运动)。 三、洛伦兹力的应用 1.质谱仪 ①测定粒子比荷和质量：＝ ；m＝ 。 ②分离同位素，测定药品、样品、水质的元素成分。 2.回旋加速器 ①粒子能量(最大动能）：Ekm＝ 。 ②粒子在回旋加速器中被加速的次数n＝ 。 ③粒子在回旋加速器中运动的时间：在电场中运动的时间为t1，在磁场中运动的时间为t2＝·T＝ (n为加速次数)，总时间为t＝t1＋t2，因为t1≪t2，一般认为在回旋加速器中运动的时间近似等于t2。 【自主预习】 第1节 楞次定律 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 引起感应电流的磁通量的变化。 2.楞次定律的一般解题步骤： 研究对象→ 方向→磁通量变化→ 磁场→感应电流。 3.右手定则：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向 运动的方向，其余四指所指的方向就是 的方向。 思考与讨论1 一、实验：探究影响感应电流方向的因素 1.线圈和电流表相连，把磁体的某一个磁极向线圈中插入、从线圈中抽出时，电流表的指针发生了偏转，但两种情况下偏转的方向不同，这说明感应电流的方向不同，感应电流的方向和哪些因素有关？ 2.用干电池作为电源,观察并分析电流方向与电流表指针偏转方向之间的关系(如图所示)。 3.进行实验,记录观察到的现象，整理器材，分析现象得出结论。 思考与讨论2 二、楞次定律 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。 阻碍是楞次定律的关键词,其中感应电流产生的磁场为中间量，把原磁场的磁通量变化与感应电流方向建立了关系。对阻碍的理解我们需要把握以下几方面。 谁在阻碍?阻碍什么?如何阻碍?是否阻止? 2.从能量的角度如何理解楞次定律？ 3.请结合教材，自己归纳一下应用楞次定律解题的一般步骤： 示例 1　如图（a）所示是法拉第发现电磁感应现象的实验示意图，A、B 是套在同一铁芯上的两个线圈。试标出当开关 S 闭合的瞬间，与线圈 B 相连接的灵敏电流计中电流的方向。 思考与讨论3 三、右手定则的理解和应用 示例 2 ：如图所示，导线框abcd处在匀强磁场中，匀强磁场的方向垂直于导线框平面，与导线框接触良好的导体棒 MN 在外力作用下向右做匀速运动。试用楞次定律判断导体棒 MN 中感应电流的方向。 课堂小结： 1.楞次定律 (1)感应电流产生的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化; (2)增反减同; (3)阻碍相对运动; (4)楞次定律的本质为能量守恒。 2.右手定则 判断部分导体切割磁感线时感应电流的方向。 1.(1)如图所示，为了探究影响感应电流方向的因素，闭合开关后，通过不同的操作观察指针摆动情况，以下正确的有　　　　　。  A.断开与闭合开关时指针会偏向同一侧 B.闭合开关，待电路稳定后，如果滑动变阻器不移动，指针不偏转 C.闭合开关，滑动变阻器的滑片匀速向左或匀速向右滑动，灵敏电流计指针都静止在中央 D.闭合开关，滑动变阻器的滑片向右加速移动或向右减速移动，都能使指针偏向同一侧 (2)如图所示，闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于最　　　　　端(填“左”或“右”)，当闭合开关时，发现灵敏电流计的指针右偏。指针稳定后，迅速将滑动变阻器的滑片P向右移动时灵敏电流计的指针　　　　　(选填“左偏”“不动”或“右偏”)。  2.如图甲所示，有一闭合线圈，磁场方向垂直于线圈平面向里(为正方向)，当磁感应强度随时间按如图乙所示规律变化，则在0~2t0时间内，线圈中感应电流的方向(　　) A.一直顺时针 B.一直逆时针 C.先顺时针后逆时针 D.先逆时针后顺时针 3.矩形线圈abcd位于足够长的通电直导线附近，且线圈平面与导线在同一平面内，如图所示，线圈的两条边ad和bc与导线平行，则下列说法正确的是 (　　) A.导线向左平动时，线圈中电流方向为adcba B.导线向右平动时，线圈中电流方向为adcba C.线圈沿平行于导线方向向上做平动时，电流方向为abcda D.减小导线中的电流，线圈中电流方向为abcda 4.如图所示为闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景，分析各图中感应电流的方向，在导体中由a→b的是(　　) 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1节 楞次定律 1.物理观念：理解楞次定律,知道楞次定律是能量守恒定律的反映，会用楞次定律判断感应电流的方向。理解右手定则，知道右手定则是楞次定律的一种具体表现形式,会用右手定则判断感应电流的方向。 2.科学思维：经历推理分析得到楞次定律的过程,体会归纳推理的方法。 3.科学探究：经历实验探究得出楞次定律的过程,提升科学探究能力。 4.科学态度与责任：认识到团队合作的重要性。 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(重点)。 2.掌握右手定则，能够熟练应用右手定则判断感应电流的方向(重点)。 3.理解楞次定律，并能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向(难点)。 【知识回顾】 第3节 带电粒子在匀强磁场中的圆周运动 一、带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的原因 1.不加磁场时,电子束的径迹是一条直线； 2.加磁场后,电子束的径迹是一个圆； 3.保持出射电子的速度不变,增大磁场的磁感应强度时,电子束运动的圆轨道半径变小； 4.保持磁场的磁感应强度不变时,增大电子束的出射速度时,电子束运动的圆轨道的半径变大。 二、带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径和周期 1.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动所需的向心力由洛伦兹力提供,所以有qvB＝ 由此可解得圆周运动的半径r＝ 由r＝和T＝，可得T＝ 2.带电粒子以如下两种方式进入匀强磁场中(重力不计) (1)当v∥B时，F洛=0，带电粒子做匀速直线运动； (2)当v⊥B时，F洛=qvB，带电粒子做匀速圆周运动； (3)当v与B的夹角为θ时，带电粒子做螺旋形运动(旋进运动)。 三、洛伦兹力的应用 1.质谱仪 ①测定粒子比荷和质量：＝；m＝。 ②分离同位素，测定药品、样品、水质的元素成分。 2.回旋加速器 ①粒子能量(最大动能）：Ekm＝。 ②粒子在回旋加速器中被加速的次数n＝。 ③粒子在回旋加速器中运动的时间：在电场中运动的时间为t1，在磁场中运动的时间为t2＝·T＝(n为加速次数)，总时间为t＝t1＋t2，因为t1≪t2，一般认为在回旋加速器中运动的时间近似等于t2。 【自主预习】 第1节 楞次定律 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。 2.楞次定律的一般解题步骤： 研究对象→原磁场方向→磁通量变化→感应磁场→感应电流。 3.右手定则：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并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。 思考与讨论1 一、实验：探究影响感应电流方向的因素 1.线圈和电流表相连，把磁体的某一个磁极向线圈中插入、从线圈中抽出时，电流表的指针发生了偏转，但两种情况下偏转的方向不同，这说明感应电流的方向不同，感应电流的方向和哪些因素有关？ 答案 感应电流的方向与原磁场方向及磁通量的变化情况有关。 2.用干电池作为电源,观察并分析电流方向与电流表指针偏转方向之间的关系(如图所示)。 答案 左进左偏,右进右偏。 3.进行实验,记录观察到的现象，整理器材，分析现象得出结论。 答案 如图所示： 思考与讨论2 二、楞次定律 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。 阻碍是楞次定律的关键词,其中感应电流产生的磁场为中间量，把原磁场的磁通量变化与感应电流方向建立了关系。对阻碍的理解我们需要把握以下几方面。 谁在阻碍?阻碍什么?如何阻碍?是否阻止? 答案 “感应电流的磁场”阻碍“引起感应电流的磁通量的变化”；“增反减同”；不会阻止。 2.从能量的角度如何理解楞次定律？ 答案 电磁感应产生的过程是其他形式的能转化为电能的过程。 楞次定律中的“阻碍”作用，是能量守恒的必然结果。在克服“阻碍”的过程中，其他形式的能转化为电能，在转化过程中总能量守恒。 3.请结合教材，自己归纳一下应用楞次定律解题的一般步骤： 答案 应用楞次定律解题的一般步骤： (1)确定研究对象，哪个闭合回路； (2)确定闭合回路中原磁场的方向； (3)确定穿过闭合回路的磁通量如何变化； (4)根据楞次定律判断感应电流磁场的方向； (5)由安培定则最终确定感应电流的方向。 示例 1　如图（a）所示是法拉第发现电磁感应现象的实验示意图，A、B 是套在同一铁芯上的两个线圈。试标出当开关 S 闭合的瞬间，与线圈 B 相连接的灵敏电流计中电流的方向。 答案 根据右手螺旋定则，线圈 A 中的磁感线穿过线圈 B 的方向如图（b）中的实线所示；电路接通瞬间，线圈 B 中的磁场增强，磁通量也增大；根据楞次定律，线圈 B 中感应电流的磁场方向应该与原磁场方向相反，即如图（b）中的虚线所示；再用右手螺旋定则判断感应电流的方向便可确定流过灵敏电流计的电流方向是 D → C。 思考与讨论3 三、右手定则的理解和应用 示例 2 ：如图所示，导线框abcd处在匀强磁场中，匀强磁场的方向垂直于导线框平面，与导线框接触良好的导体棒 MN 在外力作用下向右做匀速运动。试用楞次定律判断导体棒 MN 中感应电流的方向。 答案 用右手螺旋定则可知通过导体棒的感应电流方向是N→M。 课堂小结： 1.楞次定律 (1)感应电流产生的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化; (2)增反减同; (3)阻碍相对运动; (4)楞次定律的本质为能量守恒。 2.右手定则 判断部分导体切割磁感线时感应电流的方向。 1.(1)如图所示，为了探究影响感应电流方向的因素，闭合开关后，通过不同的操作观察指针摆动情况，以下正确的有　　　　　。  A.断开与闭合开关时指针会偏向同一侧 B.闭合开关，待电路稳定后，如果滑动变阻器不移动，指针不偏转 C.闭合开关，滑动变阻器的滑片匀速向左或匀速向右滑动，灵敏电流计指针都静止在中央 D.闭合开关，滑动变阻器的滑片向右加速移动或向右减速移动，都能使指针偏向同一侧 (2)如图所示，闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于最　　　　　端(填“左”或“右”)，当闭合开关时，发现灵敏电流计的指针右偏。指针稳定后，迅速将滑动变阻器的滑片P向右移动时灵敏电流计的指针　　　　　(选填“左偏”“不动”或“右偏”)。  答案　(1)BD　(2)左　右偏 解析　(1)断开时B中磁通量减小，闭合开关时B中磁通量增加，故指针偏向不同，A错误；闭合开关，待电路稳定后，如果滑动变阻器不移动，B中磁通量不变，所以指针不偏转，B正确；滑动变阻器的滑片匀速向左或匀速向右滑动，B中磁通量都发生变化，所以有感应电流，灵敏电流计指针不在中央，C错误；滑动变阻器的滑片向右加速移动或者向右减速移动，回路中电阻减小，电流增大，B中磁通量增大，指针偏向同一侧，D正确。 (2)闭合开关前要保证回路中的电流最小，防止烧毁用电器，所以滑动变阻器的滑片应位于最左端。当 闭合开关时，B中磁通量增加，灵敏电流计的指针右偏。指针稳定后，迅速将滑动变阻器的滑片P向右移动时，回路中电阻减小，电流增大，B中磁通量增大，所以灵敏电流计的指针右偏。 2.如图甲所示，有一闭合线圈，磁场方向垂直于线圈平面向里(为正方向)，当磁感应强度随时间按如图乙所示规律变化，则在0~2t0时间内，线圈中感应电流的方向(　　) A.一直顺时针 B.一直逆时针 C.先顺时针后逆时针 D.先逆时针后顺时针 答案　A 解析　在0~t0内，穿过线圈向里的磁通量减小，根据楞次定律，感应电流的磁场方向垂直线圈向里，所以感应电流的方向为顺时针方向；同理可得t0~2t0内穿过线圈向外的磁通量增大，感应电流的方向也为顺时针方向，故A正确。 3.矩形线圈abcd位于足够长的通电直导线附近，且线圈平面与导线在同一平面内，如图所示，线圈的两条边ad和bc与导线平行，则下列说法正确的是 (　　) A.导线向左平动时，线圈中电流方向为adcba B.导线向右平动时，线圈中电流方向为adcba C.线圈沿平行于导线方向向上做平动时，电流方向为abcda D.减小导线中的电流，线圈中电流方向为abcda 答案　BD 解析　根据安培定则可知线圈所在平面磁场方向垂直纸面向里，当导线向左平动时，线圈处垂直纸面向里的磁场减弱，穿过线圈的磁通量减少，根据楞次定律可判断线圈中电流方向为abcda，故A错误；同理，当导线向右平动时，线圈中电流方向为adcba，故B正确；线圈沿平行于导线方向向上做平动时，穿过线圈的磁通量不变，线圈中没有感应电流，故C错误；减小导线中的电流，穿过线圈垂直纸面向里的磁通量减小，根据楞次定律可判断线圈中电流方向为abcda，故D正确。 4.如图所示为闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景，分析各图中感应电流的方向，在导体中由a→b的是(　　) 答案　A 解析　题图四幅图都属于闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动的情景，用右手定则判断可得：A中电流由a→b，B中电流由b→a，C中电流沿a→c→b→a方向，D中电流由b→a，故A正确。 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $