2022年高中物理 第四章第三節(jié) 楞次定律教案 新人教版選修3-2

2022年高中物理 第四章第三節(jié) 楞次定律教案 新人教版選修3-2 1、安培定則。 2、磁通量的概念。 新課學(xué)習(xí) 學(xué)習(xí)目標 1．正確理解楞次定律的內(nèi)容及不同的描述方法。 2．掌握用楞次定律判定感應(yīng)電流的方向問題。 3．會用右手定則及楞次定律解答有關(guān)問題。 學(xué)習(xí)重點、難點 重點：對楞次定律的理解及應(yīng)用、右手定則的應(yīng)用。 難點：用楞次定律解答相關(guān)問題。 學(xué)習(xí)過程： 一、實驗探究 某同學(xué)根據(jù)條形磁鐵插入、拔出螺線管實驗得到感應(yīng)電流的方向如下圖所示： 條形磁鐵運動情況 N極向下插入 S極向下插入 N極向上拔出 S極向上拔出 原磁場方向 穿過線圈的磁通量變化情況 線圈中感應(yīng)電流的方向 感應(yīng)電流的磁場方向 原磁場與感應(yīng)電流的磁場方向關(guān)系 磁體間的相互作用情況 二、實驗結(jié)論 楞次定律： 感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。 注：1、對“阻礙”的理解： ①誰在阻礙？感應(yīng)電流的磁場。 ②阻礙什么？阻礙原磁通量的變化。 ③如何阻礙？原磁通量增大，感應(yīng)電流的磁場方向與其相反，原磁通量減小，感應(yīng)電流的磁場方向與其相同。（增反減同） ④能否阻止？不能阻止。 2、楞次定律有兩層含義： ①從磁通量變化的角度來看，感應(yīng)電流總要阻礙原磁通量的變化。 ②從導(dǎo)體和磁體的相對運動的角度來看，感應(yīng)電流總要阻礙它們的相對運動。 υ × × × × × × × × × × × × a b c d 三、右手定則 對閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向的判斷有特殊的方向： 右圖所示，當導(dǎo)體棒ab以速度υ向右運動時，利用楞次定律判斷abcd回路中感應(yīng)電流的方向。 I A B 右手定則：伸開右手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進入，并使拇指指向?qū)w運動的方向，則其余四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。（四指電流拇指動，磁感線要穿掌心） 四、楞次定律的應(yīng)用 例1：右圖所示，兩同心金屬圓環(huán)，使內(nèi)環(huán)A通以順時針方向電流，現(xiàn)使其電流增大，則在大環(huán)B中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向如何？若減小電流呢？ ⑴由安培定則A環(huán)中電流產(chǎn)生的磁場方向向里 ⑵穿過大環(huán)B的磁通量增大 ⑶由楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場向外 ⑷由安培定則得外環(huán)B中感應(yīng)電流為逆時針方向 　　同理當電流減小時，外環(huán)B中感應(yīng)電流方向為順時針 例2：右圖所示，在長直流導(dǎo)線附近有一個矩形線圈abcd，線圈與導(dǎo)線始終在同一個平面內(nèi)。線圈在導(dǎo)線的一側(cè)向右平移時，請判斷：線圈中有無感應(yīng)電流產(chǎn)生？若有感應(yīng)電流產(chǎn)生，感應(yīng)電流的方向如何？（已知距離載流導(dǎo)線較近的位置，磁場較強。）（順時針方向） 五：總結(jié)應(yīng)用楞次判斷感應(yīng)電流方向的主要步驟： 1、明確所研究的閉合回路，判斷原磁場方向。 2、判斷閉合回路內(nèi)原磁場的磁通量變化。 3、由楞次定律判斷感應(yīng)電流的磁場方向。 4、由安培定則判斷出感應(yīng)電流的方向。 課堂練兵 1、右圖所示，導(dǎo)線AB與CD平行。試判斷在閉合與斷開開關(guān)S時，導(dǎo)線CD中感應(yīng)電流的方向。 2、如圖所示，CDEF是金屬框，框內(nèi)存在著如圖所示的勻強磁場。當導(dǎo)體AB向右移動時，請用楞次定律判斷ABCD和ABFE兩個電路中感應(yīng)電流的方向。 I A B C D 3、右圖所示，在長直流導(dǎo)線附近有一個矩形線圈ABCD，線圈與導(dǎo)線始終在同一個平面內(nèi)。線圈在導(dǎo)線的一側(cè)左右平移時，其中產(chǎn)生了A→B→C→D→A方向的電流。請判斷：線圈在向哪個方向移動？ 4、右圖所示，線圈M和線圈P繞在同一個鐵芯上。以下三種情況：當閉合開關(guān)的一瞬間、當線圈M里有恒定電流通過時、當斷開開關(guān)一瞬間，線圈P里有沒有感應(yīng)電流？如果有感應(yīng)電流，感應(yīng)電流方向如何？ 5、右圖所示，小磁鐵以初速度沿超導(dǎo)圓環(huán)軸線方向穿過圓環(huán)并繼續(xù)運動，則：環(huán)中的電流的變化情況和小磁鐵的運動情況下列正確的是（ ） A.小磁鐵一直做減速運動，最終速度為零 B.小磁鐵在換的左側(cè)是減速運動，在環(huán)的右側(cè)是加速運動，最終速度是v C.忽略電磁輻射，環(huán)中的電流先增大后減少，且方向相反 D.忽略電磁輻射，環(huán)中的電流先增大后減少，最終為零，但電流方向始終不變 6、右圖所示，A和B都是鋁環(huán)，環(huán)A是閉合的，環(huán)B是斷開的，橫梁可以繞中間支點轉(zhuǎn)動。用磁鐵的任一極去接近A環(huán)，會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？ 把磁鐵從A環(huán)移開，會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？磁極移近或遠離B環(huán)時，又會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？解釋發(fā)生的現(xiàn)象。 7右圖所示，一閉合的銅環(huán)從靜止開始由高處下落，通過條形磁鐵后繼續(xù)下落，空氣阻力不計，則在圓環(huán)的運動過程中，試判斷銅環(huán)在磁鐵上方和磁鐵下方時，銅環(huán)的加速度a與重力加速度g的大小關(guān)系？ 8、右圖所示，通有恒定電流的螺線管豎直放置，銅環(huán)沿螺線管的軸線加速下落，在下落過程中，銅環(huán)面始終保持水平.銅環(huán)先后經(jīng)過軸線上1、2、3位置時的加速度分別為a1、a2、a3；若位置2處于螺線管的中心，位置1、3與位置2等距離，則（ ） A、a1<a2=g B、a3<a1<g C、a1=a3<a2 D、a3<a1<a2 9、右圖所示，線圈abcd所在平面與磁感線平行，在線圈以ab邊為軸順時針（由下往上看）轉(zhuǎn)過180°的過程中，線圈中感應(yīng)電流的方向為（ ） A、總是沿abcda B、總是沿dcbad C、先沿abcda，后沿dcbad D、先沿dcbad，后沿abcda 10、右圖所示，光滑固定的導(dǎo)軌m、n水平放置，兩根導(dǎo)體棒p、q平行放于導(dǎo)軌上，形成一個閉合回路，當一條形磁鐵從高處下落接近回路時（ ） A、p、q將互相靠攏 B、p、q將互相遠離 C、磁鐵的加速度仍為g D、磁鐵的加速度小于g 11、右圖所示，當條形磁鐵由較遠處向螺線管平移靠近時，流過電流計的電流方向是__ __，當磁鐵遠離螺線管平移時，流過電流計的電流方向是 。 12、右圖所示，當變阻器R的滑動觸頭向右滑動時，流過電阻R′的電流方向是 。 13、如下圖所示，一個有界勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直于紙面方向向內(nèi).一個矩形閉合導(dǎo)線框abcd，沿紙面方向由左側(cè)位置運動到右側(cè)位置，則（ ） A、導(dǎo)線框進入磁場時，感應(yīng)電流的方向為abcda B、導(dǎo)線框離開磁場時，感應(yīng)電流的方向為abcda C、導(dǎo)線框離開磁場時，受到的安培力方向水平向右 D、導(dǎo)線框離開磁場時，受到的安培力方向水平向左 答案： 實驗探究： 條形磁鐵運動情況 N極向下插入 S極向下插入 N極向上拔出 S極向上拔出 原磁場方向 向下 向上 向下 向上 穿過線圈的磁通量變化情況 增加 增加 減少 減少 線圈中感應(yīng)電流的方向 自下而上 自上而下 自上而下 自下而上 感應(yīng)電流的磁場方向 向上 向下 向下 向上 原磁場與感應(yīng)電流的磁場方向關(guān)系 相反 相反 相同 相同 磁體間的相互作用情況 排斥 排斥 吸引 吸引 課堂練兵： 1. 閉合時：由D到C； 斷開時：由C到D。 2. （ABCDA ABFEA） 3. （向左平移） 4.閉合開關(guān)瞬間P中有感應(yīng)電流，P中電流方向與M中的電流方向相反； M里有恒定電流時P中無感應(yīng)電流； 斷開開關(guān)瞬間P中有感應(yīng)電流，P中電流方向與M中電流方向相同。 5.BD 6. 當回路中的磁通量發(fā)生變化時，回路中將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢.由于B環(huán)并未閉合，沒有感應(yīng)電流，也就不會受到磁場力的作用，因此B環(huán)不會隨著磁鐵運動.由楞次定律知，由于感應(yīng)電流的結(jié)果將阻礙相對運動，故當磁鐵向A環(huán)運動時由于A環(huán)中磁通量增大，A環(huán)將遠離磁鐵，而當磁鐵從A環(huán)抽出時，由于磁通量減少，A環(huán)將隨磁鐵運動. 7. 圓環(huán)在磁鐵的上方時，加速度小于g，在下方時也小于g 8.D 9.C 10.AD 11. b→G→a； a→G→b 12. a→R′→b 13. a→R′→b