高中物理《楞次定律》學案 （人教版選修3-2）

《高中物理《楞次定律》學案 （人教版選修3-2）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高中物理《楞次定律》學案 （人教版選修3-2）（6頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

111 選修3-2第四章 電磁感應 第3節(jié) 《楞次定律》 課前預習學案 1、 預習目標 1. 了解磁通量的定義、公式；B、的物理意義。 2. 初步了解實驗器材、實驗方法、實驗步驟、實驗原理。 2、 預習內(nèi)容。 圖4.3-1 1.磁通量的定義、公式、單位。 （1）定義： 叫做穿過這個面的磁通量，用 表示。 （2）公式： （3）單位： （Wb） 1Wb=1Tm2 2.理解： （1）參看圖甲、乙、丙磁通量的大小是如何比較的 （2）磁通量是標量，但有正負之分： 如：一個面積是S的面，垂直勻強磁場B放置，則穿過該面的磁通量Ф=BS。如果該面轉動180則穿過該面的磁通量改變了2BS。 （3）磁通量與線圈的匝數(shù)無關 （4）磁通量的變化量ΔФ=Ф2-Ф1．磁通量變化包括：磁感應強度B變化，面積S變化，S與B的夾角變化 三、提出疑惑 同學們，通過你的自主學習，你還有哪些疑惑，請把它填在下面的表格中 疑惑點 疑惑內(nèi)容 課內(nèi)探究學案 一、學習目標 1、知識與技能： （1）、理解楞次定律的內(nèi)容。 （2）、能初步應用楞次定律判定感應電流方向。 （3）、理解楞次定律與能量守恒定律是相符的。 （4）、理解楞次定律中“阻礙”二字的含義。 2、過程與方法 （1）、通過觀察演示實驗，探索和總結出感應電流方向的一般規(guī)律 （2）、通過實驗教學，感受楞次定律的實驗推導過程，培養(yǎng)學生觀察實驗，分析、歸納、總結物理規(guī)律的能力。 3、情感態(tài)度與價值觀 （1）、使學生學會由個別事物的個性來認識一般事物的共性的認識事物的一種重要的科學方法 （2）、培養(yǎng)學生的空間想象能力。 （3）、讓學生參與問題的解決，培養(yǎng)學生科學的探究能力和合作精神。 二、學習過程 探究一：研究感應電流的方向 （1）、探究目標：找這兩個磁場的方向關系的規(guī)律。 （2）、探究方向：從磁鐵和線圈有磁力作用入手。 （3）、探究手段：分組實驗（器材：螺線管，靈敏電流計，條形磁鐵，導線） （4）、探究過程 圖4.3-2 操 作 方 法 填 寫 內(nèi) 容 N S 磁鐵在管上靜止不動時磁鐵在管 中靜止不動時 插入 拔出 插入 拔出 N在下 S在下 N在下 S在下 原來磁場的方向 原來磁場的磁通量變化 感應磁場的方向 原磁場與感應磁場方向的關系 感應電流的方向（螺線管上） 問題1、請你根據(jù)上表中所填寫的內(nèi)容分析一下，感應電流的磁場方向是否總是與原磁場的方向相反？ 問題2、請你仔細分析上表，用盡可能簡潔的語言概括一下，究竟如何確定感應電流的方向？并說出你的概括中的關鍵詞語。 問題3、你能從導體和磁體相對運動的角度來確定感應電流的方向嗎？如果能，請用簡潔的語言進行概括，并試著從能量的轉化與守恒角度去解釋你的結論？ 探究二、分析歸納論證、得出結論。 概括1： 概括2： 概括3： 探究三、楞次定律——感應電流的方向 （1） （2） （3） （4） 楞次定律的應用 例：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)生的感應電流方向如何？若減小電流呢？ （5）楞次定律的特例——閉合回路中部分導體切割磁感線 問題1：當閉合回路的部分導體切割磁感線也會引起磁通量的變化，從而使回路中產(chǎn)生感應電流，這種情況下回路中的電流的方向如何判斷呢，可以用楞次定律判斷電流的方向嗎？ 問題2：用楞次定律判斷感應電流的過程很復雜，能否找到一種很簡單的方法來判斷閉合回路中部分導體切割磁感線產(chǎn)生的電流的方向呢？ 三、反思總結 分析論證 得出結論 4、 當堂檢測： 1．根據(jù)楞次定律知感應電流的磁場一定是 （ ） A.阻礙引起感應電流的磁通量 B.與引起感應電流的磁場反向 C.阻礙引起感應電流的磁通量的變化 D.與引起感應電流的磁場方向相同 答案：C 點評：楞次定律揭示了感應電流的磁場阻礙引起感應電流的磁通量的變化. 2．如圖4.3-3所示，通電導線旁邊同一平面有矩形線圈abcd.則 （ ） A.若線圈向右平動，其中感應電流方向是a→b→c→d B.若線圈豎直向下平動，無感應電流產(chǎn)生 C.當線圈以ab邊為軸轉動時，其中感應電流方向是a→b→c→d D.當線圈向導線靠近時，其中感應電流方向是a→b→c→d 答案：ABC 圖4.3-3 點評：先明確直線電流周圍磁感線的分布情況，再用楞次定律 判定. 3．如圖4.3-4所示，一水平放置的矩形閉合線框abcd，在細長磁鐵的N極附近豎直下落，保持bc邊在紙外，ad邊在紙內(nèi)，如圖中的位置Ⅰ經(jīng)過位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ，在這個過程中，線圈中感應電流 （ ） A.沿abcd流動 B.沿dcba流動 C.由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流動，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流動 D.由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流動，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流動 圖4.3-4 解析：根據(jù)細長磁鐵的N極附近的磁感線分布，線圈abcd在位置Ⅱ時，穿過線圈的磁通量為零；在位置Ⅰ時，磁感線向上穿過線圈；在位置Ⅲ時，磁感線向下穿過線圈.設磁感線向上穿過線圈，磁通量為正，因此可見，由Ⅰ到Ⅱ再到Ⅲ，磁通量連續(xù)減小，感應電流方向不變，應沿abcda流動.故A正確. 答案：A 點評：明確N極附近磁感線的分布情況由穿過磁感線的條數(shù)判定磁通量變化,再用楞次定律分段研究 4．如圖4.3-5所示，兩個相同的鋁環(huán)套在一根光滑桿上，將一條形磁鐵向左插入鋁環(huán)的過程中兩環(huán)的運動情況是 （ ） A.同時向左運動，間距增大 B.同時向左運動，間距不變 C.同時向左運動，間距變小 D.同時向右運動，間距增大 圖4.3-5 解析：在條形磁鐵插入鋁環(huán)過程中，穿過鋁環(huán)的磁通量增加，兩環(huán)為了阻礙磁通量的增加，應朝條形磁鐵左端運動，由于兩環(huán)上感應電流方向相同，故將相互吸引，而使間距變小. 答案：C 點評：同向電流相互吸引，異向電流相互排斥 5．如圖4.3-6所示，勻強磁場垂直于圓形線圈指向紙里, a、b、c、d為圓形線圈上等距離的四點，現(xiàn)用外力作用在上述四點，將線圈拉成正方形.設線圈導線不可伸長，且線圈仍處于原先所在的平面內(nèi)，則在線圈發(fā)生形變的過程中 （ ） A.線圈中將產(chǎn)生abcd方向的感應電流 B.線圈中將產(chǎn)生adcb方向的感應電流 C.線圈中產(chǎn)生感應電流的方向先是abcd，后是adcb D.線圈中無感應電流產(chǎn)生 圖4.3-6 解析：由幾何知識知，周長相等的幾何圖形中，圓的面積最大.當由圓形變成正方形時磁通量變小. 答案：A 點評：周長相同情況下，圓的面積最大 6.如圖4.3-7所示，有一固定的超導圓環(huán)，在其右端放一條形磁鐵，此時圓環(huán)中無電流，當把磁鐵向右方移走時，由于電磁感應，在超導圓環(huán)中產(chǎn)生了一定的電流.則以下判斷中正確的是 （ ） A.此電流方向如箭頭所示，磁鐵移走后，此電流繼續(xù)維持 B.此電流方向與箭頭方向相反，磁鐵移走后，此電流很快消失 C.此電流方向如箭頭所示，磁鐵移走后，此電流很快消失 D.此電流方向與箭頭方向相反，磁鐵移走后，此電流繼續(xù)維持 圖4.3-7 解析：在超導圓環(huán)中產(chǎn)生感應電流后，電能基本不損失，電流繼續(xù)存在. 答案：D 點評：超導無電阻 7．1931年，英國物理學家狄拉克從理論上預言了存在著只有一個磁極的粒子——磁單極子.如圖所示，如果有一個磁單極子（單N極）從a點開始運動穿過線圈后從b點飛過.那么 （ ） A.線圈中感應電流的方向是沿PMQ方向 B.線圈中感應電流的方向是沿QMP方向 C.線圈中感應電流的方向先是沿QMP方向，然后是PMQ方向 D.線圈中感應電流的方向先是沿PMQ方向，然后是QMP方向 解析：將磁單極子（單N極），理解為其磁感線都是向外的 答案：B圖4.3-8 點評：關鍵是磁單極子的磁場 特點. 8．如圖4.3-9所示，一平面線圈用細桿懸于P點，開始時細桿處于水平位置，釋放后讓它在如圖所示的勻強磁場中運動.已知線圈平面始終與紙面垂直，當線圈第一次通過位置Ⅰ和位置Ⅱ時，順著磁場方向看去，線圈中感應電流的方向分別為 （ ） A.逆時針方向,逆時針方向 B.逆時針方向,順時針方向 C.順時針方向,順時針方向 D.順時針方向,逆時針方向 圖4.3-9 解析：線圈在位置Ⅰ時，磁通量方向水平向右且在增加.據(jù)楞次定律，感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化，所以感應電流的磁場方向應水平向左.據(jù)安培定則，順著磁場方向看，線圈中的感應電流方向為逆時針方向. 當線圈第一次通過位置Ⅱ時，穿過線圈的磁通量方向水平向右且在減小.根據(jù)楞次定律，感應電流的磁場方向應水平向左.再根據(jù)安培定則，順著磁場方向看去，線圈中感應電流的方向應為順時針. 答案：B 點評：應用楞次定律按程序 分析 9．如圖4.3-10所示，ab是一個可繞垂直于紙面的軸O轉動的閉合矩形線框，當滑動變阻器的滑片P自左向右滑動時，從紙外向紙內(nèi)看，線框ab將 （ ） A.保持靜止不動 B.逆時針轉動 C.順時針轉動 D.發(fā)生轉動，但因電源極性不明，無法確定轉動方向 圖4.3-10 解析：滑動變阻器R的滑片P向右滑動時，接入電路的電阻變大，電流強度變小，由這個電流產(chǎn)生的磁場減弱，穿過線框磁通量變小.根據(jù)楞次定律，感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流磁場的變化,所以線框ab應順時針方向轉動，增大其垂直于磁感線方向的投影面積，才能阻礙線框的磁通量減小. 答案：C 點評：若被電源未標明極性所困惑，于是作個假設：設電源左端為正或右端為正，然后根據(jù)兩種情況中的磁極的極性和引起穿過線圈磁通量的變化分別判斷.這樣做，費很大周折,如能抓住楞次定律的實質去判別則很簡便. 111