1. 第2课时 楞次定律-【金版新学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册同步课堂高效讲义教师用书（教科版）

第2课时　楞次定律 【素养目标】　1.理解右手定则的内容，会用右手定则判断感应电流方向。　2.理解原磁场磁通量与感应电流产生的磁场的关系，知道“阻碍”的含义。　3.能利用楞次定律分析判断感应电流的方向且解释实际生活中的现象。　4.理解楞次定律推论的内容，并会用来分析和解决问题。 知识点一　右手定则 【情境导入】　如图所示，导体棒与电流表连接，如果导体棒在磁场中做切割磁感线的运动。电流表指针是否发生偏转？指针的偏转方向与导体棒的运动方向有关吗？ 提示：发生偏转；有关。 【教材梳理】 (阅读教材P30－P31完成下列填空) 1．内容：伸开右手，使大拇指与其余并拢的四指垂直，并与手掌在同一平面内，让磁感线垂直从手心穿入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向，也就是电动势的方向。 2．适用范围：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。 【师生互动】　如图所示，磁场刚好处于矩形线框CDEF内。当磁场不动，导体棒左右运动时电流表指针发生偏转。问题： 任务1.导体棒AB左右运动时，电路中产生了感应电流，电路的哪一部分相当于电源？ 任务2.导体棒AB向右运动时，AB中的电流方向向哪？哪端相当于电源的正极？ 任务3.导体棒AB向左运动时，AB中的电流方向向哪？哪端相当于电源的正极？ 提示：任务1.导体棒AB接入电路的部分。 任务2.A→B，导体棒AB的B端。 任务3.B→A，导体棒AB的A端。 导体棒平动切割磁感线 (2025·江苏无锡期末)如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向外，一个矩形闭合导线框abcd，沿纸面由位置甲(左)匀速运动到位置乙(右)，则(　　) A．导线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→a B．导线框离开磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→a C．导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右 D．导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左 答案：D 解析：由右手定则可判断出导线框进入磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→a，导线框离开磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→a；由左手定则可判断导线框进入磁场时受到的安培力水平向左，导线框离开磁场时受到的安培力水平向左。D正确。 针对练．(多选)(2025·广东肇庆中学高二校考期末)如图为电磁刹车实验装置，小车底面安装有矩形导线框abcd，线框底面平行于地面，在小车行进方向有与abcd等宽、等长的有界匀强磁场，磁场方向垂直 学生用书第45页 地面向上。小车进入磁场前撤去牵引力，小车穿过磁场后滑行一段距离停止。则小车(　　) A．进入磁场时，矩形导线框中感应电流的方向为adcba B．离开磁场时，矩形导线框中感应电流的方向为adcba C．穿过磁场的过程中，中间有一段时间矩形导线框中没有感应电流 D．穿过磁场的过程中，矩形导线框受到的安培力方向始终水平向左 答案：BD 解析：根据右手定则可知，进入磁场时，矩形导线框中感应电流的方向为abcda，离开磁场时，矩形导线框中感应电流的方向为adcba，故A错误，B正确；因导线框与磁场等宽、等长，则穿过磁场的过程中，矩形导线框中始终有感应电流，故C错误；根据左手定则可知，穿过磁场的过程中，矩形导线框受到的安培力方向始终水平向左，故D正确。故选B、D。 导体棒转动切割磁感线 ab为一金属杆，它处在如图所示的垂直于纸面向里的匀强磁场中，可绕a点在纸面内转动；S为以a为圆心位于纸面内的金属圆环；在杆转动过程中，杆的b端与金属环保持良好接触；A为电流表。当杆沿逆时针方向转动时，某时刻ab杆的位置如图，则此时刻 (　　) A．有电流通过电流表，方向由c→d；作用于ab的安培力向右 B．有电流通过电流表，方向由c→d；作用于ab的安培力向左 C．有电流通过电流表，方向由d→c；作用于ab的安培力向左 D．无电流通过电流表，作用于ab的安培力为零 答案：C 解析：当杆沿逆时针方向转动时，根据右手定则，判断出ab杆中感应电流方向为b→a，有电流通过电流表，方向由d→c，根据左手定则，作用于ab的安培力向左，故C正确，A、B、D错误。 右手定则应用的两点说明 1．当导体不动而磁场运动时，拇指的指向是导体相对磁场的运动方向。　　 2．做“切割”运动的那段导体中，感应电流的方向就是感应电动势的方向，由低电势指向高电势，因为这段导体相当于电源的内电路。 针对练．下图表示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，其中能产生由a到b的感应电流的是(　　) 答案：A 解析：由右手定则判断可知，题图A中感应电流方向为a→b ，题图B、C、D中均为b→a。 知识点二　楞次定律 【情境导入】　如图所示为条形磁体插入或抽出线圈时的情景，根据第1课时实验中的结果，线圈中感应电流的磁场方向与原磁场方向有什么关系？ 提示：穿过闭合回路的原磁场的磁通量增加时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反；穿过闭合回路的原磁场的磁通量减少时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同。 【教材梳理】 (阅读教材P31－P33完成下列填空) 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阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 2．楞次定律是能量守恒定律在电磁感应中的具体表现。 【师生互动】　如图所示，一水平放置的矩形闭合线框abcd，在细长磁铁的N极附近竖直下落，保持bc 学生用书第46页 边在纸外，ad边在纸内，位置Ⅱ位于水平条形磁铁中轴线上，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ。问题： 任务1.从位置Ⅰ到位置Ⅱ的过程中，穿过线框的磁场向哪？磁通量如何变化？是否有感应电流产生？如果有，感应电流产生的磁场向哪？感应电流的方向如何？ 任务2.从位置Ⅱ到位置Ⅲ的过程中，穿过线框的磁场向哪？磁通量如何变化？是否有感应电流产生？如果有，感应电流产生的磁场向哪？感应电流的方向如何？ 提示：任务1.向上　变小　有　向上　a→b→c→d→a 任务2.向下　变大　有　向上　a→b→c→d→a 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要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 B．闭合电路的一部分导体在磁场中运动时，必受磁场阻碍作用 C．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 D．感应电流的磁场总是跟原磁场反向，阻碍原磁场的变化 答案：A 解析：感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，选项A正确；闭合电路的一部分导体在磁场中平行磁感线运动时，不受磁场阻碍作用，选项B错误；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，选项C错误；当原磁场增强时，感应电流的磁场跟原磁场反向，当原磁场减弱时，感应电流的磁场跟原磁场同向，选项D错误。 1．楞次定律中的因果关系 闭合回路中原磁场的磁通量的变化是产生感应电流的原因，而感应电流的磁场的产生是感应电流存在的结果，即只有当闭合回路中的原磁场的磁通量发生变化时，才会有感应电流的磁场出现。 2．楞次定律中“阻碍”的含义 　　 楞次定律的应用 把A、B两个线圈绕在一个铁环上，A线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路，B线圈与开关S及电流表G组成另一个回路，如图所示。下列过程能使电流由a到b通过电流表的是(　　) A．闭合S后，R的滑片向左移动的过程 B．闭合S后，R的滑片向右移动的过程 C．S由断开到闭合的过程 D．S由闭合到断开的过程 答案：B 解析：闭合S后，R的滑片向左移动的过程，A线圈电流减小，则通过线圈B的磁通量减小了，根据右手螺旋定则可确定穿过线圈B的磁场方向为从上到下，根据楞次定律可知，电流表G中有b→a的感应电流，故A错误；同理，闭合S后，R的滑片向右移动的过程，电流表G中有a→b的感应电流，故B正确；闭合与断开开关S的瞬间，穿过线圈B的磁通量都不发生变化，电流表G中均无感应电流，故C、D错误。故选B。 针对练1.(2025·广东汕头高二校考期中)如图，两平行直导线cd和ef竖直放置，通以方向相同、大小相等的恒定电流，闭合金属线圈M位于两导线所在的平面内，且在导线cd与ef的中间位置，则(　　) A．保持M不动，穿过线圈M的磁通量为零 B．M向左移动时金属线圈产生顺时针感应电流 C．M向上运动时，金属线圈产生逆时针感应电流 D．cd、ef所受到的安培力方向相同 答案：A 解析：根据右手螺旋定则可知左边导线穿过线圈的磁场方向垂直线圈向里，右边导线穿过线圈的磁场方向垂直线圈向外，大小相等，则保持M不动，穿过线圈M的磁通量为零，A正确；M向左移动时穿过线圈的磁通量向里变大，根据楞次定律可知金属线圈产生逆时针感应电流，B错误；M向上运动时，穿过线圈磁通量不变，没有感应电流，C错误；cd、ef所受到的安培力为一对相互作用力，大小相等，方向相反，D错误。故选A。 学生用书第47页 针对练2.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 答案：C 解析：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，选项C正确。 知识点三　楞次定律的推论 楞次定律中“阻碍”的含义 感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因。实际应用中，根据引起感应电流的情境，常见以下三个推论： 推论 图例说明 (1)阻碍原磁通量变化——“增反减同” (2)阻碍相对运动——“来拒去留” (3)使回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩” 注：适用于磁感线单方向穿过回路的情况 实质 以上情况“殊途同归”，实质上都是以不同的方式阻碍磁通量的变化 “增反减同” 如图甲所示，有一闭合导体环，磁场方向垂直于环面向里(为正方向)，当磁感应强度随时间按如图乙所示规律变化时，顺着磁场方向看，导体环中感应电流的方向是(　　) 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：D 解析：由题图乙可知，0～t0内，穿过导体环的磁通量增加，由楞次定律的结论——“增反减同”可知，感应电流产生的磁场方向垂直环面向外，所以感应电流方向为逆时针；同理可得t0～2t0内感应电流方向为顺时针，故D正确。 “来拒去留” (多选)如图所示，在一固定水平放置的闭合导体圆环上方，有一条形磁体，从离地面高h处由静止开始下落，最后落在水平地面上。磁体下落过程中始终保持竖直方向，并从圆环中心穿过圆环，而不与圆环接触。若不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法中正确的是(　　) A．在磁体下落的整个过程中，从上向下看圆环，圆环中的感应电流方向始终为逆时针 B．在磁体下落的整个过程中，从上向下看圆环，圆环中的感应电流方向先逆时针后顺时针 C．磁体在整个下落过程中，圆环对它的作用力方向始终竖直向上 D．磁体落地时的速率一定等于 答案：BC 解析：由楞次定律分析感应电流的方向，当磁体靠近圆环时，取圆环为研究对象，原磁场方向向下，磁通量增大，为阻碍磁通量增大，感应电流产生的磁场方向向上，由安培定则可判断感应电流为逆时针方向(从上向下看)，同理分析，当磁体远离圆环时，感应电流为顺时针方向(从上向下看)，故A错误，B正确；磁体在整个下落过程中，根据“来拒去留”可知圆环对它的作用力的方向始终竖直向上，圆环对磁体的作用力做负功，磁体的机械能减少，所以落地时的速率小于，故C正确，D错误。 “增缩减扩” 如图所示，通电螺线管置于闭合金属环a的轴线上，金属环a位于通电螺线管中间位置，金属环b 学生用书第48页 在螺线管右侧附近，b的环面与a的环面平行，当螺线管中电流减小时，下列说法正确的是(　　) A．a环有扩大的趋势 B．a环中无感应电流，不受安培力 C．b环靠近螺线管 D．b环有缩小的趋势 答案：C 解析：电流减小时，通电螺线管产生的磁场减弱，a环磁通量减小，根据安培定则，通电螺线管内部磁场向右，外部磁场向左，当a环缩小时，向右的磁场磁通量不变，向左的磁场磁通量减小，总磁通量增大。故要阻碍原磁通量的减小，a环有缩小的趋势，故A错误；a环中磁通量发生变化，有感应电流，受安培力，故B错误；电流减小时，磁场变弱，b环磁通量减小，为阻碍原磁通量的减小，b环靠近螺线管且有扩大的趋势，故C正确，D错误。故选C。 1．某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律。当条形磁铁自上而下穿过固定的导电线圈时，通过电流计的感应电流的方向是(　　) A．a→→b B．先a→→b，后b→→a C．b→→a D．先b→→a，后a→→b 答案：D 解析：磁铁穿过线圈的过程中，线圈中的磁通量先向下增加，后向下减小，根据楞次定律可知D正确。 2．如图所示，在匀强磁场中有一个用比较软的金属导线制成的闭合圆环。在此圆环的形状由圆形变成正方形的过程中(　　) A．环中有感应电流，方向a→d→c→b→a B．环中有感应电流，方向a→b→c→d→a C．环中无感应电流 D．条件不够，无法确定有无感应电流 答案：A 解析：由圆形变成正方形的过程中，面积减小，磁通量减小，由楞次定律可知产生a→d→c→b→a方向的电流，A正确。 3．(选自鲁科版新教材节练习)某同学利用电磁驱动原理研究弹射问题。如图所示，当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈左侧的金属环被弹射出去。下列说法正确的是(　　) A．闭合开关S的瞬间，从右侧看，环中产生沿逆时针方向的感应电流 B．若金属环固定，开关闭合瞬间，环将有扩张趋势 C．若将金属环置于线圈的右侧，环将向右弹射 D．若将电池正、负极调换，金属环不能向左弹射 答案：C 解析：开关闭合瞬间，通电线圈产生磁场，金属环中磁通量增加，根据楞次定律，金属环中产生感应电流，感应电流的磁场要阻碍原磁场磁通量的变化，由此判断A、B错误，C正确；将电池正、负极调换，不影响弹射方向，D错误。 4．(2024·四川宜宾高二期末)如图所示，一圆形金属环在通电直导线旁边，金属环与通电直导线在同一平面内，电流方向如图所示，下列判断正确的是(　　) A．若金属环竖直向上运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向 B．若金属环竖直向下运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向 C．若金属环靠近导线，则环上的感应电流方向为逆时针方向 D．若金属环远离导线，则环上的感应电流方向为逆时针方向 答案：D 解析：若金属环竖直向上或向下运动，穿过金属环的磁通量不变，则无感应电流，故A、B错误；根据题意，由安培定则可知，穿过金属环的磁场为垂直纸面向外，若金属环靠近导线，磁感应强度变大，由楞次定律可知，环上的感应电流方向为顺时针方向，若金属环远离导线，磁感应强度变小，由楞次定律可知，环上的感应电流方向为逆时针方向，故C错误，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $