第2章 第1节 第2课时 楞次定律-【优学精讲】2024-2025学年高中物理选择性必修第二册教用课件(教科版)

第1节　楞次定律 第2课时　楞次定律 课前 知识梳理 1 课堂 深度探究 2 内容 索引 随堂 巩固落实 3 课前 知识梳理 PART 01 第一部分 3 一、右手定则 1．内容：伸开______，使大拇指与其余并拢的四指垂直，并与手掌在同一平面内，让磁感线垂直从_____穿入，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，如图所示。这种情况下，导线ab就是电路中的电源，ab中的电流方向， 也就是电动势的方向。 2．适用条件：右手定则只适用于判定导线切割磁感线运动而产生感应电流的情况。 右手 手心 拇指 四指　 课前 知识梳理 返回导航 二、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是要__________引起感应电流的磁通量的变化。 2．楞次定律与能量守恒定律：由于回路有电阻，感应电流产生后，要消耗电能，转化为焦耳热；做功的过程要消耗能量，转化为回路的电能。楞次定律是________________在电磁感应中的具体表现。 阻碍 能量守恒定律 课前 知识梳理 返回导航 3．利用楞次定律判断感应电流方向的5个步骤 (1)明确研究对象是哪一个闭合回路。 (2)明确引起电磁感应的、穿过该闭合回路的磁场(B0)的方向。 (3)确定原磁场(B0)穿过该闭合回路的____________是增大还是减小。 (4)根据______________，确定该闭合回路内感应电流的磁场(B′)的方向。 (5)利用______________判断能够形成上述磁场(B′)的感应电流的方向。 磁通量 楞次定律 安培定则 课前 知识梳理 返回导航 三、楞次定律的几个常用结论 1．增反减同 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量(原磁场磁通量)的变化。 (1)当原磁场磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反。 (2)当原磁场磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。 口诀记为“增反减同”。 2．来拒去留 由于磁场与导体的相对运动产生电磁感应现象时，产生的感应电流受到磁场的安培力，这种安培力会“阻碍”相对运动，口诀记为“来拒去留”。 课前 知识梳理 返回导航 3．增缩减扩 当闭合电路中有感应电流产生时，电路的各部分导线就会受到安培力作用，会使电路的面积有变化(或有变化趋势)。 (1)若原磁通量增加，则通过减小有效面积起到阻碍的作用。 (2)若原磁通量减小，则通过增大有效面积起到阻碍的作用。 口诀记为“增缩减扩”。 注意：本方法适用于磁感线单方向穿过闭合回路的情况。 课前 知识梳理 返回导航 判断下列说法是否正确。 (1)感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的磁场方向相反。(　　) (2)感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向可能相同，也可能相反。(　　) (3)楞次定律表明感应电流的效果总是与引起感应电流的原因相对抗。(　　) (4)右手定则只适用于闭合回路中一部分导体做切割磁感线产生感应电流的情况。(　　) (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。(　　) × √ √ √ × 课前 知识梳理 返回导航 课堂 深度探究 PART 02 第二部分 10 知识点一　从阻碍磁通量变化的角度应用楞次定律 1．因果关系 楞次定律反映了电磁感应现象中的因果关系，磁通量发生变化是原因，产生感应电流是结果，原因产生结果，结果反过来影响原因。 课堂 深度探究 返回导航 2．对“阻碍”的理解 课堂 深度探究 返回导航 √ 角度1　楞次定律的理解 　关于楞次定律，下列说法正确的是(　　) A．感应电流的磁场总是与原磁场反向，阻碍原磁场的变化 B．感应电流的磁场总是促进磁通量的变化 C．感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 D．原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场同向 课堂 深度探究 返回导航 [解析]　原磁场穿过闭合回路的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场同向，故A错误； 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故B错误，C正确； 原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场反向，故D错误。 课堂 深度探究 返回导航 √ 角度2　楞次定律的应用 　(2024·陕西安康联考)如图所示，条形磁体竖直放置，P位置为磁体中部，M、L分别为磁体上方和下方相应的位置。一个金属圆环在外界作用下从M位置匀速向下运动，圆环始终保持水平。下列说法错误的是(　　) A．圆环从M运动至P的过程中，从上往下看环中的电流沿顺时针方向 B．圆环从P运动至L的过程中，从上往下看环中的电流沿顺时针方向 C．圆环从M运动至P的过程中，穿过圆环的磁通量增大 D．圆环从M运动至L的过程中，穿过圆环的磁通量先增大后减小 课堂 深度探究 返回导航 [解析]　由条形磁铁的磁感线分布情况可知，圆环从M运动至P的过程中，穿过圆环向上的磁通量增大，根据楞次定律可知，圆环中的感应电流产生的磁场应阻碍磁通量增大，由安培定则可知，从上往下看，感应电流沿顺时针方向；从P运动至L的过程中，穿过圆环向上的磁通量减小，根据楞次定律可知，圆环中的感应电流产生的磁场应阻碍磁通量减小，则从上往下看，圆环中的电流沿逆时针方向，综上可知，圆环从M运动至L的过程中，穿过圆环的磁通量先增大后减小。 课堂 深度探究 返回导航 √ 　(2023·山西吕梁期中)媒体报道，某大学研究人员发现了一种能够将内能直接转化为电能的新型合金。据描述，只要将该合金略微加热，这种合金就会变成强磁性合金，从而使放在周围的金属线框产生电流，简化模型如图所示。A为柱形合金，B为金属圆环。现对合金进行加热，则(　　) A．加热时，穿过金属圆环B的磁通量减小 B．加热时，金属圆环B中一定会产生顺时针电流 C．加热时，金属圆环B有缩小的趋势 D．加热时，金属圆环B有扩张的趋势 课堂 深度探究 返回导航 [解析]　加热时，合金磁性变强，磁感应强度变大，所以穿过金属圆环B的磁通量增大，故A错误； 根据楞次定律的推论可知，磁通量变大，感应磁场方向与原磁场方向相反，由于原磁场方向未知，所以电流方向无法判断，故B错误； 加热时磁通量变大，根据楞次定律可知，圆环B要减小通过它的磁通量，故圆环B有扩张趋势，故C错误，D正确。 课堂 深度探究 返回导航 知识点二　从阻碍相对运动的角度应用楞次定律 楞次定律也可以理解为感应电流的效果总是要反抗(或阻碍)引起感应电流的原因。 课堂 深度探究 返回导航 √ 　(2024·云南曲靖期末)如图所示，水平桌面上固定一通电直导线，电流方向如图所示，且电流逐渐增大，导线右侧有一金属导线制成的圆环，且圆环始终静止在水平桌面上，则(　　) A．圆环中产生顺时针方向的感应电流 B．圆环中无感应电流 C．圆环有扩张的趋势 D．圆环受到水平向左的摩擦力 课堂 深度探究 返回导航 [解析]　直导线通入电流向上，在右侧产生的磁感线向里，电流增大，穿过圆环的磁通量增大，根据楞次定律可知感应电流的磁场向外，则感应电流为逆时针，故A、B错误； 穿过圆环的磁通量增大，根据楞次定律的理解“增缩减扩”，可知圆环有收缩的趋势，故C错误； 由上述分析知，将有逆时针感应电流流过的圆环，用微元法截成电流元，上下电流元所受安培力抵消，而对于左右的电流元，由于左侧所处磁感应强度更大，抵消右侧所受安培力之后为总的安培力方向，由左手定则可知方向向右，又圆环始终静止在水平桌面上，则圆环受到的水平向左的摩擦力与安培力平衡，故D正确。 课堂 深度探究 返回导航 √ 　(2024·天津河西期末)绝缘的水平桌面上放置一金属圆环，其圆心的正上方有一个竖直的条形磁铁。当条形磁铁沿水平方向向右移动时，圆环始终未动。若圆环的质量为m，桌面对它的支持力为FN。在此过程中(　　)   A．FN小于mg B．FN大于mg C．圆环有向上的运动趋势 D．圆环有向左下的运动趋势 课堂 深度探究 返回导航 [解析]　当条形磁铁水平向右移动时，圆环内的磁通量减小，因此圆环做出的反应是面积有扩大的趋势，同时有向右运动的趋势，从而达到“阻碍”磁通量的减小，故金属圆环所受安培力方向向右上方，则桌面对圆环的支持力小于其自身重力，且圆环相对于桌面有向右的运动趋势。 课堂 深度探究 返回导航 如图所示，假定导体棒CD向右运动。 知识点三　右手定则和左手定则的应用 课堂 深度探究 返回导航 (1)我们研究的是哪个闭合导体回路？ [提示]　CDEF　 (2)当导体棒CD向右运动时，穿过这个闭合导体回路的磁通量是增大还是减小？ [提示]　增大　 (3)感应电流的磁场应该是沿哪个方向的？ [提示]　垂直于纸面向外　 (4)导体棒CD中的感应电流是沿哪个方向的？ [提示]　C→D　 课堂 深度探究 返回导航 1．楞次定律与右手定则的区别与联系 项目 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 对于磁感应强度随时间变化而产生的电磁感应现象较方便 对于导体棒切割磁感线产生的电磁感应现象较方便 联系 右手定则是楞次定律的特例 课堂 深度探究 返回导航 2.右手定则与左手定则的比较 项目 右手定则 左手定则 作用 判断感应电流方向 判断通电导体所受磁场力的方向 图例     因果关系 运动→电流 电流→运动 应用实例 发电机 电动机 课堂 深度探究 返回导航 √ 　(2024·吉林高二联考期末)如图是学生常用的饭卡内部实物图，其由线圈和芯片组成电路。当饭卡处于感应区域时，刷卡机会激发变化的磁场，从而在饭卡内线圈中产生感应电流来驱动芯片工作。已知线圈面积为S，共n匝。某次刷卡时，线圈平面与磁场垂直，且全部处于磁场区域内，在感应时间t内，磁感应强度方向向里且由0增大到B0，此过程中(　　) A．通过线圈的磁通量变化量大小为nB0S B．线圈中感应电流方向为逆时针方向 C．AB边受到的安培力方向向右 D．线圈有扩张的趋势 课堂 深度探究 返回导航 [解析]　通过线圈的磁通量变化量大小ΔΦ＝B0S－0＝B0S，故A错误； 线圈内磁通量向里增加，根据楞次定律可知线圈中感应电流方向为逆时针，根据左手定则可知，AB边所受安培力方向向左，故B正确，C错误； 线圈内磁通量增加，根据楞次定律可知线圈有收缩的趋势，故D错误。 课堂 深度探究 返回导航 √ 　(2024·河北唐山一中期末)如图所示，金属导轨EF、CD在竖直平面内水平平行放置，EF、CD通过绕在竖直放置的铁芯上的导线连接，金属杆AB竖直放置，磁场方向垂直于纸面向里，铁芯正上方有一水平放置的金属环，与导轨EF、CD垂直且始终接触良好，当金属杆AB突然向左运动时，下列说法正确的是(　　) A．AB中电流由A到B，铁芯中磁场竖直向上， 环中有顺时针的电流(俯视) B．AB中电流由A到B，铁芯中磁场竖直向下，环中有顺时针的电流(俯视) C．AB中电流由B到A，铁芯中磁场竖直向上，环中有逆时针的电流(俯视) D．AB中电流由B到A，铁芯中磁场竖直向下，环中有逆时针的电流(俯视) 课堂 深度探究 返回导航 [解析]　当金属杆AB突然向左运动时，由右手定则可知电流由A到B，由安培定则可知铁芯中的磁场方向向上，因金属杆AB由静止开始向左运动，金属环中的磁通量增加，由楞次定律可知金属环中的感应电流将产生向下的磁场，根据安培定则可知，即环中有顺时针方向电流(俯视)。 课堂 深度探究 返回导航 随堂 巩固落实 PART 03 第三部分 32 √ 1．(从阻碍磁通量变化的角度应用楞次定律)根据楞次定律可知感应电流的磁场一定(　　) A．阻碍引起感应电流的磁通量的增加 B．与引起感应电流的磁场方向相反 C．阻碍引起感应电流的磁通量的变化 D．与引起感应电流的磁场方向相同 解析：根据楞次定律可知感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故C正确，A、B、D错误。 随堂 巩固落实 返回导航 √ 2．(从阻碍磁通量变化的角度应用楞次定律)如图所示，两个相同的铝环套在一根无限长的光滑杆上，将一条形磁铁向左插入铝环(未穿出)的过程中，两环的运动情况是(　　) A．同时向右运动，距离增大 B．同时向左运动，距离变小 C．同时向右运动，距离变小 D．同时向左运动，距离增大 随堂 巩固落实 返回导航 解析：当磁铁靠近两圆环时，通过两圆环的磁通量均变大；由楞次定律可知，两圆环均产生顺时针方向的感应电流(从左向右看)，可知两圆环均受到条形磁铁向左的安培力，所以两圆环同时向左运动；由于两圆环中感应电流方向相同，所以两圆环相互吸引，距离变小。 随堂 巩固落实 返回导航 √ 3.(从阻碍相对运动的角度应用楞次定律)(多选)如图所示，用绳吊起一个铝环，用条形磁体的N极去靠近铝环，直至从右侧穿出的过程中(　　) A．磁体从左侧靠近铝环时，铝环向右摆动 B．磁体在右侧远离铝环时，铝环向左摆动 C．磁体从左侧靠近铝环时，A端为N极 D．磁体在右侧远离铝环时，B端为S极 √ 随堂 巩固落实 返回导航 解析：磁体从左侧靠近铝环时，在铝环中产生感应电流，感应电流的磁场必定阻碍磁体的靠近，A端为N极，铝环向右摆动，故A、C正确； 当磁体从右侧远离铝环时，感应电流的磁场阻碍铝环的远离，铝环右摆，B端为N极，故B、D错误。 随堂 巩固落实 返回导航 √ 4．(右手定则和左手定则的应用)(多选)如图所示，光滑平行金属导轨PP′和QQ′都处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现垂直于导轨放置一根导体棒MN，用一水平向右的力F拉动导体棒MN，以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是(　　) A．感应电流方向是N→M B．感应电流方向是M→N C．安培力方向水平向左 D．安培力方向水平向右 √ 随堂 巩固落实 返回导航 解析：以导体棒MN为研究对象，所处位置磁场方向向下、运动方向向右。由右手定则可知，感应电流方向是N→M；再由左手定则可知，安培力方向水平向左。 随堂 巩固落实 返回导航 $