第2章 第1节 楞次定律（Word教参）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（人教版）

第二章　电磁感应 第1节　楞次定律(强基课——逐点理清物理观念) 课标要求 学习目标 1.探究影响感应电流方向的因素。 2.理解楞次定律。 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。 2.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。 3.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。 逐点清(一)　实验:探究影响感应电流方向的因素　　　　　 [多维度理解] 一、问题的提出 如图所示,把条形磁体的某一个磁极插入或抽出闭合线圈时,两种情况下电流表的指针发生了偏转,但两种情况下偏转方向不同,这说明感应电流的方向不同。那么感应电流的方向与哪些因素有关呢? 二、实验原理 1.由电流表指针偏转方向与电流方向的关系,找出感应电流的方向。 2.通过实验,观察分析原磁场方向和磁通量的变化,记录感应电流的方向,然后归纳出感应电流的方向与原磁场方向、磁通量变化之间的关系。 三、实验器材 　　条形磁体,螺线管,电流表,导线若干,干电池,滑动变阻器,开关,电池盒。 四、实验探究 1.探究电流表指针偏转方向和电流方向之间的关系。 实验电路如图甲、乙所示。 结论:电流从哪一侧接线柱流入,指针就向哪一侧偏转,即左进左偏,右进右偏(指针偏转方向应由实验得出,并非所有电流表都是这样的)。 2.探究条形磁体插入或拔出线圈时感应电流的方向 (1)按如图所示连接电路,明确螺线管的绕线方向。 (2)按照控制变量的方法分别进行N极(S极)向下插入线圈和N极(S极)向上抽出线圈的实验。 ①条形磁体插入线圈,线圈内磁通量增大(如图甲、乙所示) 图号 磁体磁 场方向 感应电流 方向(俯视) 感应电流的 磁场方向 归纳总结 甲 向下 逆时针 向上 感应电流的磁场方向与原磁场方向相反 乙 向上 顺时针 向下 ②条形磁体从线圈中抽出,线圈内磁通量减小(如图丙、丁所示) 图号 磁体磁 场方向 感应电流 方向(俯视) 感应电流的 磁场方向 归纳总结 丙 向下 顺时针 向下 感应电流的磁场方向与原磁场方向相同 丁 向上 逆时针 向上 五、实验结论 1.甲、乙两种情况:当线圈内磁通量增大时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,阻碍磁通量的增加。 2.丙、丁两种情况:当线圈内磁通量减小时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,阻碍磁通量的减少。 3.结论:感应电流的磁场总要阻碍原磁场磁通量的变化。 六、注意事项 1.确定电流方向与电流表指针偏转方向的关系时,要用试触法,并注意减小电流强度,防止电流过大或通电时间过长损坏电流表。 2.电流表选用零刻度在中间的灵敏电流计。 3.实验前设计好表格,并明确线圈的绕线方向。 4.按照控制变量的思想进行实验。 5.完成一种操作后,等电流表指针回零后再进行下一步操作。 [全方位练明] 1.(2024·北京高考)用如图1所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。如图2所示,分别把条形磁体的N极或S极插入、拔出螺线管,观察并标记感应电流的方向。 关于本实验,下列说法正确的是　　　　(填选项前的字母)。  A.需要记录感应电流的大小 B.通过观察电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向 C.图2中甲和乙表明,感应电流的方向与条形磁体的插入端是N极还是S极有关 解析:本实验探究影响感应电流方向的因素,故不需要记录感应电流的大小,故A错误;本实验通过观察电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向,故B正确;由题图2甲和乙知,条形磁体插入N极和S极时,电流方向不同,故感应电流的方向与条形磁体的插入端是N极还是S极有关,故C正确。 答案:BC 2.(2025·山东菏泽期末)某兴趣小组利用如图所示的装置探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素。 (1)如图a,条形磁体的N极向下运动时,电流表指针发生偏转。若要探究线圈中产生感应电流的方向,除了要知道线圈上导线的绕向外,还必须知道　　　　　　　　　　　　　　　　　　;  (2)图b中,将条形磁体从图示位置先向上后向下移动一小段距离,出现的现象是　　　　;  A.灯泡A短暂发光、灯泡B不发光 B.灯泡A、B均不发光 C.灯泡A不发光、灯泡B短暂发光 D.灯泡A、B交替短暂发光 (3)为进一步探究影响感应电流方向的因素,该小组设计了如图c所示的电路,下列接线方法正确的是　　　　。  A.1接4,2接3 B.1接2,3接4 C.1接3,2接4 解析:(1)若要探究线圈中产生感应电流的方向,除了要知道线圈上导线的绕向外,还必须知道电流从电流表的“+ ”接线柱流入时,电流表指针向哪个方向偏转(电流方向与电流表指针偏转方向的关系),以便于和后面的实验做对比。 (2)条形磁体向上移动一小段距离,穿过线圈的磁通量减小,向下移动一小段距离,穿过线圈的磁通量增大,移动方向不同,产生的感应电流方向不同,根据二极管具有单向导电性可知灯泡A、B交替短暂发光。 故选D。 (3)根据感应电流产生的条件可知,要想进一步探究影响感应电流方向的因素,需要将电流表与线圈组成一个闭合回路,还需要一个含有电源的电路形成一个电磁铁,所以1接3,2接4。故选C。 答案:(1)电流从电流表的“+”接线柱流入时,电流表指针向哪个方向偏转(电流方向与电流表指针偏转方向的关系)　(2)D　(3)C 逐点清(二)　楞次定律 [多维度理解] 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.对“阻碍”的理解 问题 结论 谁阻碍谁 感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化 为何阻碍 (原)磁场的磁通量发生了变化 阻碍什么 阻碍的是磁通量的变化,而不是阻碍磁通量本身 如何阻碍 当原磁场磁通量增大时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反;当原磁场磁通量减小时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同,即“增反减同” 结果如何 阻碍并不是阻止,只是延缓了磁通量的变化,这种变化将继续进行,最终结果不受影响 3.从能量角度理解楞次定律 把磁极插入线圈或从线圈内抽出时,推力或拉力都必须做机械功,做功过程中消耗的机械能转化为感应电流的电能。 4.楞次定律中的因果关系 闭合线圈在原磁场中的磁通量发生变化,从而在线圈中产生了感应电流,由于电流的磁效应,产生了感应电流的磁场,该磁场又阻碍线圈中磁通量的变化,即磁通量变化感应电流感应电流的磁场磁通量的变化。 　　[典例]　闭合线框abcd自某高度自由下落时穿过一个有界的匀强磁场,当它经过如图所示的三个位置时, 感应电流的方向是 (　　) A.经过Ⅰ时,a→d→c→b→a B.经过Ⅱ时,a→b→c→d→a C.经过Ⅱ时,无感应电流 D.经过Ⅲ时,a→b→c→d→a 　　[解析]　经过Ⅰ时,穿过闭合线框向里的磁通量增加,根据楞次定律可知,感应电流的磁场方向向外,由安培定则可知感应电流方向为a→b→c→d→a,A错误;经过Ⅱ时,穿过闭合线框的磁通量不变,则无感应电流,B错误,C正确;经过Ⅲ时,穿过闭合线框向里的磁通量减少,根据楞次定律可知,感应电流的磁场方向向里,由安培定则可知感应电流方向为a→d→c→b→a,D错误。 　　[答案]　C 　　[思维建模] 　　应用楞次定律判定感应电流方向的步骤 [全方位练明] 1.判断下列说法是否正确。 (1)感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反。 (×) (2)回路不闭合,穿过回路的磁通量变化时,也会产生“阻碍”作用。 (×) (3)引起感应电流的磁场变化很快时,感应电流的磁场与引起感应电流的磁场方向相反。 (×) (4)感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化。 (√) 2.如图所示,匀强磁场垂直于圆形线圈所在平面向里,a、b、c、d为圆形线圈上等距离的四点,现用外力作用在上述四点,将线圈拉成正方形。设线圈导线不可伸长,且线圈仍处于原先所在的平面内,则在线圈发生形变的过程中 (　　) A.线圈中将产生abcd方向的感应电流 B.线圈中将产生adcb方向的感应电流 C.线圈中产生感应电流的方向先是abcd,后是adcb D.线圈中无感应电流产生 解析:选A　由几何知识可知,周长相等的几何图形中,圆的面积最大,当线圈由圆形变成正方形时,穿过线圈的磁通量变小,根据楞次定律结合安培定则可知,在线圈中将产生abcd方向的感应电流,故A正确。 逐点清(三)　右手定则的理解和应用 [多维度理解] 1.右手定则:伸开右手,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。 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电源。 3.楞次定律与右手定则的区别及联系 比较项目 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,即做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 联系 右手定则是楞次定律的特例 [全方位练明] 1.判断下列说法是否正确。 (1)右手定则是用来判断感应电流方向的。 (√) (2)右手定则是楞次定律在导体切割磁感线这种特殊情况下的应用。 (√) (3)右手定则也能判断因磁场变化引起的感应电流的方向。 (×) 2.(2025·上海浦东新区期中)如图所示,水平面上有一固定的U形金属框架,竖直向下的匀强磁场穿过框架,要使框架上的金属杆ab产生由a到b的电流,则金属杆ab (　　) A.向右移动　　　　　　 B.向左移动 C.左右移动 D.不动 解析:选B　根据右手定则可知,当金属杆ab向左移动时,金属杆ab产生由a到b的电流。故选B。 3.如图所示,CDEF是金属框,金属框内存在着垂直纸面向里的匀强磁场。当导体棒MN向左移动时,下列说法正确的是 (　　) A.MNDC回路中感应电流为顺时针方向 B.MNEF回路中感应电流为逆时针方向 C.导体棒M端的电势低于N端的电势 D.导体棒MN中感应电流方向为N到M 解析:选C　由右手定则知导体棒MN中感应电流方向为M到N,MNDC回路中感应电流为逆时针方向,MNEF回路中感应电流为顺时针方向,A、B、D错误;导体棒MN充当电源,电源内部电流从低电势流向高电势,故M端的电势低于N端的电势,C正确。 学科网（北京）股份有限公司 $