2.1 楞次定律 课件-2025-2026学年高二下学期物理教科版选择性必修第二册

1 楞次定律 第二章 电磁感应及其应用 通过实验探究感应电流的方向与磁通量的变化之间的关系，体会对实验现象和实验结果进行归纳推理的方法。 02 重点 理解楞次定律中“阻碍”的含义，能熟练运用楞次定律判断感应电流的方向。 03 重点 重点 01 能熟练运用右手定则判断感应电流的方向。 1831年10月17日，英国物理学家、化学家 法拉第 首次发现电磁感应现象 公司logo 公司logo 情境导入 右手定则 01 我们知道，发生电磁感应，闭合导体回路就有感应电流产生。 那么感应电流的方向由哪些因素决定？怎样判断感应电流的方向呢？ 我们采用试触法探究电流表指针的偏转方向和电流方向之间的关系 公司logo 公司logo 观察与思考 (1)首先由如图所示电路识别电流表G的指针偏转方向与输入电流方向之间的关系。 电流流入电流表情况 电流表G指针偏转方向 电流从“－”接线柱流入 电流从“＋”接线柱流入 左偏 右偏 公司logo 公司logo 观察与思考 6 (2)探究闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动产生的感应电流的方向。 公司logo 公司logo 观察与思考 1 内容 右手定则 2 适用范围 导线切割磁感线运动产生感应电流的情况 右手大拇指与其余四指垂直，并在同一平面内， 磁感线垂直穿入手心，拇指指向导线运动方向， 这时四指指向感应电流的方向 公司logo 公司logo 核心知识 比较项目 右手定则 左手定则 用途 判断感应电流的方向 判断通电导线或运动电荷所受磁场力的方向 因果关系 因动生电 因电受力 应用实例 发电机 电动机 右手定则对比左手定则 公司logo 公司logo 核心知识 1.如图所示，同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r，导体棒PQ与三条导线接触良好；匀强磁场的方向垂直纸面向里。导体棒的电阻可忽略。当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是 A.流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由b到a B.流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由b到a C.流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由a到b D.流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由a到b √ 例题 依据右手定则可判断出导体棒PQ中的电流由P到Q，Q处电势最高，P处电势最低，由P到Q电势逐渐升高。外电路中的电流方向总是从高电势流向低电势处，因此流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由b到a，故选B。 新知讲解 如图甲所示的装置可以测量列车运行的速度和加速度的大小，它由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量记录仪组成(测量记录仪未画出)。当列车经过线圈上方时，线圈中产生的电流被记录下来，P、Q为接测量仪器的端口。若俯视轨道平面，磁场方向垂直地面向下，如图乙所示，则在列车经过测量线圈的过程中，流经线圈的电流 A.始终沿逆时针方向 B.先沿逆时针方向，再沿顺时针方向 C.先沿顺时针方向，再沿逆时针方向 D.始终沿顺时针方向 √ 公司logo 公司logo 针对训练 列车带着磁场向右运动，进入线圈的过程中，线圈左边的一段导线向左切割磁感线，根据右手定则，线圈中的电流沿逆时针方向；磁场离开线圈的过程中，线圈右边的一段导线向左切割磁感线，线圈中的感应电流沿顺时针方向。故线圈中的电流先沿逆时针方向，再沿顺时针方向，选项B正确。 新知讲解 楞次定律 02 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， 我们需要继续寻找更普遍的判定感应电流方向的方法。 我们可以对磁场变化产生电流的情况进行实验研究 公司logo 公司logo 情境导入 探究影响感应电流方向的因素 (1)实验器材：条形磁铁、电流表、螺线管、导线、开关、学生电源、滑动变阻器。 (2)实验探究：①按如图所示情景连接电路，并在表1中填写四种探究结果。 公司logo 公司logo 观察与思考 表1 操作 S极向下插入 S极向上拔出 N极向下插入 N极向上拔出 原磁场(B0)的方向         原磁场(B0)穿过螺线管磁通量的增减         电流表指针偏转方向         螺线管线圈绕向，感应电流方向图示         螺线管内感应电流的磁场(B')的方向         ②按如图所示情景连接电路，并在表2中填写四种探究结果。 公司logo 公司logo 观察与思考 操作 开关闭合 开关断开 变阻器R变大 变阻器R变小 A线圈内部的磁场(B0)方向         穿过B线圈的磁通量的增减         电流表指针偏转方向         B线圈中感应电流方向         B线圈内部感应电流的磁场(B')方向         表2 (3)实验结果： 当引起感应电流的原磁场(B0)穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流的磁场(B')方向与原磁场(B0)方向相反 (1) 增反 当引起感应电流的原磁场(B0)穿过螺线管的磁通量减小时，感应电流的磁场(B')方向与原磁场(B0)方向相同 (2) 减同 1 楞次定律 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 功能关系 插入或抽出磁铁时要克服阻力做功，做功过程要消耗能量，转化为回路中的电能。 楞次定律是能量守恒定律在电磁感应中的具体表现 公司logo 公司logo 核心知识 谁阻碍谁 感应电流的磁场 阻碍 引起感应电流的磁场(原磁场)的磁通量的变化 楞次定律中“阻碍”的含义 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” 阻碍结果 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 公司logo 公司logo 核心知识 法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图所示。软铁环上绕有M、N两个线圈， (1)S闭合瞬间 ①穿过N的磁场方向为　　　　；  ②穿过N的磁通量　　　　；  ③N中感应电流方向为　　　 　；  (2)S断开瞬间，N所在电路中感应电流方向为　　 　　。  向下 增加 逆时针方向 顺时针方向 公司logo 公司logo 思考与讨论 (1)感应电流的磁场总是阻止原磁通量的变化。(　　) (2)感应电流的磁场总是与原磁场反向，阻碍原磁场的变化。(　　) (3)感应电流的磁场方向可能与原磁场相同。(　　) √ × × 辨析 2. (2023·四川师范大学附属中学高二期末)某同学在做探究电磁感应现象规律的实验中，她选择了一个灵敏电流计G，在没有电流通过灵敏电流计的情况下，电流计的指针恰好指在刻度盘中央。她先将灵敏电流计G连接在图甲所示的电路中，电流计的指针如图甲所示。 (1)为了探究电磁感应规律，该同学将灵敏电流计G与一螺线管串联，如图乙所示。通过分析可知图乙中的条形磁铁的运动情况是　　 　　( 填“向上拔出”或“向下插入”)。  向下插入 例题 25 根据题图甲可知，电流从灵敏电流计的左接线柱流入，指针往左偏；由题图乙可知，螺线管中的电流方向为顺时针方向(从上往下看)，根据安培定则，螺线管中感应电流的磁场方向竖直向下；条形磁铁在螺线管中的磁场方向(原磁场方向)竖直向上，可见感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，根据楞次定律可知穿过线圈的原磁通量增加，所以条形磁铁向下插入线圈。 (2)该同学将灵敏电流计G接入图丙所示的电路。此时电路已经连接好，A线圈已插入B线圈中，请问若灵敏电流计中产生电流，则电流方向与螺线管B中导线的绕向　　　　(选填“有”或“没有”)关系。她合上开关后，灵敏电流计的指针向右偏了一下，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是　　　　。  A.在A线圈中插入铁芯 B.拔出A线圈 C.滑动变阻器的滑片向右滑动 D.滑动变阻器的滑片向左滑动 有 BC 由右手螺旋定则可知，用右手握住螺线管，四指的方向和电流方向相同，大拇指指的方向为N极方向，螺线管B中导线的绕向不同，则右手握住螺线管的方式不同，故灵敏电流计中电流方向与螺线管B中导线的绕向有关。合上开关后，灵敏电流计的指针向右偏了，说明B线圈中磁通量增加时，电流计指针向右偏；现在要使灵敏电流计的指针向左偏转，因此穿过B线圈的磁通量应该减小；在A线圈中插入铁芯，穿过B线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知，灵敏电流计指针右偏，故A错误；拔出A线圈，则穿过B线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，灵敏电流计左偏，故B正确；由题图丙可知，滑动变阻器的滑片向右滑动，电路中的电流减小，线圈A的磁感应强度减小，穿过线圈B的磁通量减小，根据楞次定律，灵敏电流计左偏，故C正确；同理滑动变阻器的滑片向左滑动，灵敏电流计右偏，故D错误。 (3)通过本实验可以得出：感应电流产生的磁场，总是________________ __________________。  阻碍引起感应电 流的磁通量的变化 根据楞次定律可知感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 3.如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd在条形磁铁的N极附近竖直下落过程中保持bc边在纸外，ad边在纸内，且ad边、bc边一直在同一水平面上，由图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和位置Ⅲ都很接近位置Ⅱ，位置Ⅱ与条形磁铁在同一平面，这个过程中线圈中的感应电流 A.沿abcda B.沿dcbad C.先沿abcda，后沿dcbad D.先沿dcbad，后沿abcda √ 例题 由条形磁铁的磁场分布可知，线圈在位置Ⅱ时穿过闭合线圈的磁通量最小，为零，线圈从位置Ⅰ到位置Ⅱ，从下向上穿过线圈的磁通量在减少，线圈从位置Ⅱ到位置Ⅲ，从上向下穿过线圈的磁通量在增加，根据楞次定律及右手螺旋定则可知感应电流的方向是abcda，故选A。 应用楞次定律的一般步骤 确定研究对象：哪个闭合回路 确定闭合回路中原磁场的方向 确定穿过闭合回路的磁通量如何变化 根据楞次定律判断感应电流磁场的方向 由安培定则最终确定感应电流的方向 公司logo 公司logo 总结提升 4. (多选)(2024·广元市高二检测)水平桌面上固定一根绝缘长直导线，矩形导线框abcd靠近长直导线固定在桌面上，如图甲所示。当长直导线中的电流按图乙的规律变化时(图甲所示电流方向为其正方向)，则 A.0~t1，线框内电流的方向为abcda B.t1~t2，线框内电流的方向为abcda C.t2~t3，线框所受安培力方向一直向右 D.t1~t3，线框所受安培力方向一直向左 √ √ 例题 0~t1，穿过线框的磁通量向里增加，根据楞次定律可知，线框内电流的方向为adcba，故A错误； t1~t2，穿过线框的磁通量向里减小，根据楞次定律可知，线框内电流的方向为abcda，故B正确； t2~t3，穿过线框的磁通量向外增加，根据楞次定律可知，线框内电流的方向为abcda，根据左手定则，ad受安培力向右，bc受安培力向左，因ad边受安培力大于bc边受的安培力，可知t2~t3，线框所受安培力方向一直向右，故C正确； t1~t2，线框内电流的方向为abcda，根据左手定则，ad受安培力向左，bc受安培力向右，因ad边受安培力大于bc边受的安培力，可知线框所受安培力方向向左，故t1~t3，线框所受安培力方向先向左后向右，故D错误。 拓展　若直导线中通有向上的恒定电流I，试分析线框abcd由右向左匀速通过直导线的过程中感应电流的方向(线框abcd与直导线相互绝缘)。 答案　abcda 楞次定律 右手定则 适用范围：导体切割磁感线 内容：磁感线穿掌心，拇指运动方向，四指电流方向 步骤： 原磁场方向→磁通量变化→感应磁场方向→感应电流方向 内容： 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 课堂小结 本课结束 Keep Thinking! Lavf58.9.100 1回顾：感应电流产生的条件 $