内容正文:
第六章
电磁感应定律
第1节 楞次定律
物理选择性必修第二册•沪科版
学习目标——物理学科素养
01
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。
02
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。
03
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。
04
科学态度与责任
认识到团队合作的重要性。
教学重难点
教学难点
教学重点
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)。
课堂引入
感应电流产生的条件是什么?
感应电流的方向是由什么决定的呢?
1.电路闭合;2.回路中的磁通量发生变化。
知识点1 实验:探究影响感应电流方向的因素
知识点1:实验:探究影响感应电流方向的因素
探究新知
感应电流的方向和哪些因素有关?
知识点1:实验:探究影响感应电流方向的因素
探究新知
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。
知识点1:实验:探究影响感应电流方向的因素
探究新知
结论:一般情况电流从哪一侧接线柱流入,指针就向哪一侧偏转
左进左偏 右进右偏
知识点1:实验:探究影响感应电流方向的因素
探究新知
探究条形磁体插入或拔出线圈时感应电流的方向。
知识点1:实验:探究影响感应电流方向的因素
探究新知
G
-
+
+
N极插入
N极抽出
S极
插入
S极
抽出
S
N
S
N
S
N
动画模拟
知识点1:实验:探究影响感应电流方向的因素
探究新知
①按图连接电路,明确线圈的绕线方向。
②画出实验草图,记录磁极运动的四种情况。
知识点1:实验:探究影响感应电流方向的因素
探究新知
甲 乙 丙 丁
条形磁体运动的情况 N极向下
插入线圈 S极向下
插入线圈 N极朝下时拔出线圈 S极朝下时拔出线圈
磁体磁场方向
(“向上”或“向下”)
穿过线圈的磁通量变化 (“增加”或“减少”)
向下
增加
向上
减少
向下
增加
向上
减少
③观察并记录。
感应电流的方向
(在线圈上方俯视)
感应电流的磁场方向
(“向上”或“向下”)
磁体磁场与感应电流磁场方向的关系
向下
向上
向上
向下
逆时针
逆时针
顺时针
顺时针
相同
相反
相同
相反
知识点1:实验:探究影响感应电流方向的因素
探究新知
④整理器材。
4.分析现象得出结论
(1)甲、乙两种情况下,磁通量都 ,感应电流的磁场方向与原磁场方向 。
(2)丙、丁两种情况下,磁通量都 ,感应电流的磁场方向与原磁场方向 。
(3)结论:感应电流的磁场总要 引起感应电流的 。
增加
相反
减少
相同
阻碍
磁通量的变化
知识点2 楞次定律
知识点2:楞次定律
探究新知
1.内容: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 。
闭合导体回路原磁通量的变化
感应电流
产生
阻碍
激发
感应电流的磁场
(中间量)
磁通量的变化
阻碍
知识点2:楞次定律
探究新知
(1)适用情况:所有的电磁感应现象。
(2)理解楞次定律中“阻碍”的含义
①谁阻碍—— 。
②阻碍谁—— 。
感应电流产生的磁场
阻碍引起感应电流的磁通量的变化
③如何阻碍——当原磁通量增加时,感应电流产生的磁场方向与原磁场方向 ;当原磁通量减少时,感应电流产生的磁场方向与原磁场方向 。
④阻碍效果——阻碍并 (填“是”或“不是”)阻止。只是 了磁通量的变化,这种变化还将继续进行。
相反
相同
不是
延缓
知识点2:楞次定律
探究新知
2.从能量的角度理解楞次定律
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 ,在转化过程中总能量 。
电能
守恒
知识点2:楞次定律
探究新知
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。
知识点2:楞次定律
探究新知
知识点3 右手定则的理解和应用
知识点3:右手定则的理解和应用
探究新知
知识点3:右手定则的理解和应用
探究新知
1.右手定则:伸开 ,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;让磁感线从掌心进入,并使 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。
2.两点说明:(1)拇指所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 。
右手
拇指
四指
电源
课堂总结
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。
课内知识通关练
巩固新知
√
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课内知识通关练
巩固新知
√
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课内知识通关练
巩固新知
课内知识通关练
巩固新知
课内知识通关练
巩固新知
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课内知识通关练
巩固新知
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课内知识通关练
巩固新知
课内知识通关练
巩固新知
课后作业
探究新知
作业
内容
同步作业
完成课后作业:“问题与思考”
自主安排
配套同步分层作业
谢谢聆听
谢谢聆听
物理选择性必修第二册•沪科版
1回顾:感应电流产生的条件
1回顾:感应电流产生的条件
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。
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。
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。
用右手螺旋定则可知通过导体棒的感应电流方向是N→M。
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.(多选)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。
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