2.1 楞次定律（教学课件）物理人教版选择性必修第二册

第二章 电磁感应 人教版（2019）选择性必修 第二册 1.楞次定律 目录 学习目标 重点难点 课堂导入 探究新知 课堂小结 课堂练习 布置作业 1 2 3 4 5 6 7 2 01 02 03 04 物理观念 建立电磁感应的核心物理观念，知道感应电流存在方向；理解楞次定律的内涵，认识感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化；理解 “阻碍” 的含义，区分 “阻碍变化” 不是 “阻止磁通量”；能从能量角度认识楞次定律，知道电磁感应现象遵循能量守恒；认识楞次定律是判断感应电流方向的普遍规律，为后续法拉第电磁感应定律、自感互感学习奠定基础。 科学思维 能结合原磁场、磁通量变化、感应电流磁场的空间关系，对电磁感应过程开展推理分析；通过改变原磁场方向、磁通量增减的实例辨析楞次定律规律，提升空间想象与逻辑推理能力；能基于楞次定律判断感应电流方向，区分楞次定律与右手定则适用场景；会用 “增反同”“来拒去留” 等模型分析电磁感应情景，能对导体、磁体相对运动问题做受力与运动推导；能基于楞次定律解释电磁阻尼、电磁驱动等现象，发展证据意识与科学论证能力。 科学探究 能通过磁铁插入、拔出线圈的演示实验，探究感应电流方向与原磁场磁通量变化的关系；通过控制变量法，分别改变磁场方向、磁通量增减情况，探究感应电流方向的规律；借助线圈、条形磁铁、灵敏电流计、导线等实验器材，观察、记录指针偏转现象；经历归纳总结得出楞次定律的过程，会做简单的数据、现象对比分析，培养从实验现象提炼物理规律的能力。 科学态度与责任 能通过探究感应电流方向的实验，体会实验在物理研究中的价值；通过了解电磁阻尼、电磁驱动、电磁制动等楞次定律的技术应用，认识电磁规律对生产生活、科技发展的推动作用；在探究过程中养成严谨求实、尊重实验事实的习惯；体会电磁感应理论转化为工程技术的意义，激发对电磁技术的探索兴趣，树立运用物理知识服务社会的意识。 学习目标 影响感应电流方向的因素 01 教学内容 楞次定律 02 右手定则 03 教学重点 1 教学重点 2 教学难点 3 楞次定律内容的理解，会利用楞次定律判断感应电流的方向。 右手定则的内容与适用条件，能用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流方向。 楞次定律中 “阻碍磁通量变化” 的深层理解，区分 “阻碍” 不是 “阻止”，综合分析磁通量变化、原磁场、感应磁场之间的逻辑关系。 重点难点 课堂导入——观察与思考 朝辞白帝彩云间，千里江陵一日还。 两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山。 这首人们耳熟能详的唐诗，曾给我们带来多少愉悦和幻想呀！如今，诗人笔下的三峡，不仅风景秀丽依然，更在为祖国的建设作着巨大的贡献。三峡水电站安装着 32 台巨型发电机，总装机容量2250 万千瓦。千年流淌的滚滚长江，正在焕发着青春。 电厂里巨大的发电机怎么会发出这么多电来？ 磁生电有什么规律呢？ 课堂导入——观察与思考 线圈与电流表相连，把磁体的某一个磁极向线圈中插入、从线圈中抽出时，电 流表的指针发生了偏转，但两种情况下偏 转的方向不同，这说明感应电流的方向并不相同。感应电流的方向与哪些因素有关？ 穿过闭合回路的磁通量变化是产生感应电流的条件，所以感应电流的方向可能与磁通量的变化有关。 感应电流的方向与磁通量的变化（增加或减少）有什么关系呢？ 01 PART 01 第一部分 影响感应电流方向的因素 探究新知 8 探究新知——实验一：楞次环实验 实验装置：支架、铝环、条形磁铁 动手做以下以下实验，认真记录实验结果，并思考为什么会有这样的实验结果？ 实验观察任务：当条形磁铁靠近或者远离铝环时，观察铝环的运动。 实验操作过程：N极靠近铝环，N极远离铝环，S极靠近铝环，S极远离铝环。 探究新知——实验一：楞次环实验 实验结果： 探究新知——实验一：楞次环实验 实验原理分析： 【问题1】铝环向后退或者向前追，说明了什么？ 铝环受到了力 【问题2】根据之前所学知识，铝环中发生了什么？铝环受到了谁施加给它的什么力？ 磁通量发生了变化，铝环中产生了感应电流。 铝环受到了安培力的作用，从而导致铝环运动。 铝环所受的安培力的方向。 现在，你能判断上述实验步骤中出铝环中的感应电流方向吗？ 探究新知——实验一：楞次环实验 F F F F F F F F 由上述分析，你能得出的最直观的结论是什么？ 探究新知——实验一：楞次环实验 磁体运动 B原的方向 B感的方向 N极靠近铝环 N极远离铝环 S极靠近铝环 S极靠近铝环 磁通量增加 向左 向左 向右 向左 向右 向右 向左 向右 增加 减少 增加 减少 你能根据上表得出什么规律？ 磁通量增加，B原与B感相反 磁通量减少，B原与B感相同 探究新知——实验二：验证实验 探究新知——实验二：验证实验 N级插入 N级拔出 S级插入 S级拔出 示意图 原磁场方向 原磁场磁通量的变化 感应电流方向(俯视） 感应电流的磁场方向 向下 向下 向上 向上 减小 减小 增加 增加 逆时针 顺时针 顺时针 逆时针 向上 向下 向下 向上 该实验结论与实验一结论是否一样？你由此得出感应电流规律？ 探究新知——典例探究 【例1】(2024·福州铜盘中学高二期中)如图为研究电磁感应现象的实验装置，部分导线已连接。 (1)用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好； (2)在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么闭合开关后可能出现的情况有：将线圈A迅速插入线圈B时，灵敏电流计指针将　　 　，线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器触头迅速向右拉时，灵敏电流计指针将　　　　；断开开关时，灵敏电流计指针将　　　　。(均选填“向右偏”“向左偏”或“不偏转”) 。 探究新知——典例探究 【解析】（1）完整的电路连接如图所示 （2）在闭合开关时，穿过线圈B的磁通量增 加，发现灵敏电流计的指针向右偏了一下； 将线圈A迅速插入线圈B时，穿过线圈B的 磁通量增加，则灵敏电流计指针将向右偏；线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器触头迅速向右拉时，滑动变阻器接入电路阻值增大，线圈A的电流减小，穿过线圈B的磁通量减少，则灵敏电流计指针将向左偏；断开开关时，穿过线圈B的磁通量减少，则灵敏电流计指针将向左偏。 02 PART 02 第二部分 楞次定律 探究新知 18 探究新知——楞次定律的内容 1.内容：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.从能量角度理解楞次定律 感应电流沿着楞次定律所述的方向，是能量守恒定律的必然结果，当磁极插入线圈或从线圈内抽出时，推力或拉力做功，使机械能转化为感应电流的电能. 探究新知——楞次定律的理解 1.楞次定律中的因果关系 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. 2.对“阻碍”的理解 B感 Φ原 增 减 与 B原 变化 反 同 阻碍 谁在阻碍？ 阻碍什么？ 结果如何？ 如何阻碍？ 感应电流产生的磁场 原磁场的磁通量的变化 “增反减同” 只是阻碍，不能阻止 探究新知——楞次定律的应用 明 确 研 究 对 象 原磁通 量变化? 原磁场 方向? 楞次定律 感应电流 磁场方向 感应电 流方向 安培定则 探究新知——典例探究 【例2】(2024·北京市东城区高二期末)金属线框abcd与一长导线在同一平面内，导线通有恒定电流I。线框由图中位置Ⅰ匀速运动到位置Ⅱ。在此过程中，下列说法正确的是 A.垂直纸面向里的磁通量增大，感应电流方向沿abcda B.垂直纸面向里的磁通量减小，感应电流方向沿abcda C.垂直纸面向外的磁通量增大，感应电流方向沿adcba D.垂直纸面向里的磁通量减小，感应电流方向沿adcba 探究新知——典例探究 【解析】由安培定则得，恒定电流I产生的磁场方向为在线框所在处为垂直纸面向里，线框由图中位置Ⅰ匀速运动到位置Ⅱ过程中，线框远离导线，线框所处位置的磁场减弱，所以穿过线框的磁通量垂直纸面向里减小，根据楞次定律可知，感应电流方向沿abcda。故选B。 探究新知——典例探究 【例3】(2024·南充市高二期中)对楞次定律内容中“阻碍”的含义理解正确的是 A.感应电流形成的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反 B.感应电流形成的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相同 C.感应电流形成的磁场会阻止引起感应电流的磁通量的变化 D.当引起感应电流的磁场增强时，感应电流的磁场方向与其相反；当引 　起感应电流的磁场减弱时，感应电流的磁场方向与其相同 探究新知——典例探究 【解析】感应电流形成的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，即当引起感应电流的磁场增强时，感应电流的磁场方向与其相反；当引起感应电流的磁场减弱时，感应电流的磁场方向与其相同，A、B、C错误，D正确。 探究新知——典例探究 【典例3】如图所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时下列说法准确的是（　　） A．P、Q将互相靠拢 B．P、Q将互相远离 C．磁铁的加速度一定大于g D．磁铁下落过程机械能守恒 探究新知——典例探究 【解析】AB．条形磁铁从高处下落接近回路时，闭合回路中磁通量增加，根据楞次定律，P、Q将互相靠拢以阻碍磁通量的增加。A正确，B错误； CD．条形磁铁从高处下落接近回路时，闭合回路中磁通量增加，根据楞次定律，感应电流产生的磁场会阻碍磁铁的靠近以达到阻碍回路磁通量增加的目的，所以条形磁铁下落的加速度小于g，磁铁受到阻力，并且阻力做功，所以磁铁的机械能减少。CD错误。 故选A。 探究新知——楞次定律的拓展应用 1.“来拒去留” （阻碍相对运动角度）：即磁体与导体间发生相对运动时，两者靠近会产生斥力，两者远离会产生引力。 落磁实验 楞次小车 探究新知——楞次定律的拓展应用 2.Ф不变趋势（阻碍磁通量变化角度）：判断由于磁通量发生变化产生感应电流使物体运动这一类问题时，总有使物体朝Ф不变方向发展的趋势。 3.对Ф不变趋势的理解： ①若B增大了，可以运动到B小一点的地方去，也可以让S变小一点，即面积有收缩的效果； ②若B增小了，可以运动到B大一点的地方去，也可以让S变大一点，即面积有扩张的效果 v “增缩减扩” “增反减同” 03 PART 03 第三部分 右手定则 探究新知 30 探究新知——思考与讨论 在右图中，假定导体棒CD 向右运动。 1. 我们研究的是哪个闭合导体回路？ 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？ 3. 感应电流的磁场应该是沿哪个方向的？ 4. 导体棒CD 中的感应电流是沿哪个方向的？ 回路CDEF 增大 逆时针 C-D 探究新知——右手定则 内容：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。这就是更便于判定导线切割磁感线时感应电流方向的右手定则。 适用范围：闭合电路一部分导体切割磁感线产生感应电流. 你能说明右手定则与楞次定律有什么关系？ 探究新知——右手定则 楞次定律 右手定则 区 别 研究对象 适用范围 应用 联系 整个闭合回路的导体 闭合回路的一部分导体，做切割磁感线运动的导体 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 用于磁感应强度随时间变化而产生的电磁感应现象较方便 用于导体切割磁感线产生的电磁感应现象较方便 右手定则是楞次定律的特例 探究新知——典例探究 【例4】下列图中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，导体ab上的感应电流方向为a→b的是 【解析】题中四图都属于闭合电路的一部分导体切割磁感线，应用右手定则判断可得：A中电流方向为a→b，B中电流方向为b→a，C中电流方向沿a→d→c→b→a，D中电流方向为b→a，故选项A正确。 探究新知——典例探究 【例4】(来自教材改编)如图所示，CDEF是一个矩形金属框，当导体棒AB向右移动时，回路中会产生感应电流，请用右手定则和楞次定律分别分析导体棒及电流表A1、A2中的电流方向。 【解析】方法1：根据右手定则，导体棒中的电流方向为A→B，所以电流表A1中的电流方向为F→E；电流表A2中的电流方向为C→D。 方法2：导体棒AB向右移动时，回路ABCD中垂直纸面向里的磁通量减少，由楞次定律得电流方向为A→B→C→D→A；回路ABFE中垂直纸面向里的磁通量增加，由楞次定律得，电流方向为A→B→F→E→A。 课堂小结 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 课堂练习 课堂练习 课堂练习 课堂练习 课堂练习 课堂练习 课堂练习 课堂练习 课堂练习 布置作业 1.认真阅读课本本节内容，并完成课后“练习与应用”； 2.完成分层作业。 谢谢聆听 鼎力物理制作，盗版必究 谢谢聆听 学科网 rbm.xkw.com rbm.xkw.com rbm.xkw.com Lavf58.20.100 学科网版权所有 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 1.（2025-2026·云南楚雄高二下期中）下面有关四幅闭合回路的描述正确的是（  ） A.图甲中，感应电流方向沿顺时针 B.图乙中，感应电流方向沿顺时针 C.图丙中，导体棒中的电流从M到N D.图丁中，导体棒中的电流从M到N 2.长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中静止不动，如图甲所示．长直导线中通以大小和方向都随时间做周期性变化的电流，I－t图像如图乙所示．规定沿长直导线方向向上的电流为正方向．关于0～T时间内矩形线框中感应电流的方向，下列说法正确的是(　　) A.由顺时针方向变为逆时针方向 B.由逆时针方向变为顺时针方向 C.由顺时针方向变为逆时针方向，再变为顺时针方向 D.由逆时针方向变为顺时针方向，再变为逆时针方向 3.如图所示，一个铜质圆环，无初速度地自位置Ⅰ下落到位置Ⅱ.若圆环下落时其轴线与挂磁铁悬线重合，圆环面始终水平，位置Ⅰ与位置Ⅱ的高度差为h，则圆环下落的时间(　　) A.等于 B.大于 C.小于 D.无法判定 4.如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大导线圈M相连接，要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨上的金属棒ab的运动情况可能是(两导线圈共面放置，且金属棒切割磁感线的速度越大，感应电流越大)(　　) A.向右匀速运动 B.向左加速运动 C.向右减速运动 D.向右加速运动 5.我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和其所遵循的物理规律．以下是实验探究过程的一部分． (1)如图甲所示，当磁体的N极向下运动时，发现电流表指针偏转，若要探究线圈中产生的感应电流的方向，必须知道电流从正(负)接线柱流入时，___________________________. (2)如图乙所示，实验中发现闭合开关时，电流表指针向右偏转，电路稳定后，若向左移动滑动变阻器滑片，则电流表指针向________偏转；若将线圈A抽出，则电流表指针向________偏转．(均填“左”或“右”) $