人教版高中物理3-2第四章 电磁感应导学案
第三节 楞次定律(一)
编写、审核:高二物理组
一、学习目标: (1)、理解楞次定律的内容。 (2)、能初步应用楞次定律判定感应电流方向。 (3)、理解楞次定律与能量守恒定律是相符的。 (4)、理解楞次定律中“阻碍”二字的含义。 二、复习巩固。
1.磁通量的定义、公式、单位。
(1)定义: 叫做穿过这个面的磁通量,用 表示。 (2)公式:
(3)单位: (Wb) 1Wb=1T·m2
2.理解:
(1)参看图甲、乙、丙磁通量的大小是如何比较的 (2)磁通量是标量,但有正负之分:
如:一个面积是S的面,垂直匀强磁场B放置,则穿过该面的磁通量Ф=B·S。如果该面转动180°则穿过该面的磁通量改变了2BS。 (3)磁通量与线圈的匝数无关
(4)磁通量的变化量ΔФ=Ф2-Ф1.磁通量变化包括:磁感应强度B变化,面积S变化,S与B的夹角变化
三、课内探究 探究一:研究感应电流的方向
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填 写 内 容 操 作 方 法 N 插入 拔出 插入 S 拔出 磁铁在管上静止不动时 磁铁在管中静止不动时 N在下 S在下 N在下 S在下 原来磁场的方向 原来磁场的磁通量变化 感应磁场的方向 原磁场与感应磁场方向的关系 感应电流的方向 (螺线管上) 问题1、请你根据上表中所填写的内容分析一下,感应电流的磁场方向是否总是与原磁场的方向相反?
问题2、请你仔细分析上表,用尽可能简洁的语言概括一下,究竟如何确定感应电流的方向?并说出你的概括中的关键词语。
问题3、你能从导体和磁体相对运动的角度来确定感应电流的方向吗?如果能,请用简洁的语言进行概括,并试着从能量的转化与守恒角度去解释你的结论?
探究二、分析归纳论证、得出结论。 概括1:
概括2:
概括3:
探究三、楞次定律——感应电流的方向
注意:1、理解楞次定律的关键是阻碍两个字。要全面地理解阻碍的意义——当磁通量增大时感应电流的磁场就阻碍磁通量的增加;当磁通量减少时感应电流的磁场就阻碍磁通量的减少;当磁体靠近线圈产生感应电流时感应电流的磁场就阻碍磁体的靠近;当磁体远离线圈产生感应电流时感应电流的磁场就阻碍磁体的远离。特别注意:阻碍不是阻止,阻碍的意思可以用“克强助弱”、“减同增反”、“去则吸引”、“来则排斥”形象描述。
2、从磁通量变化的角度来看,感应电流的磁场总要 ,
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从导体与磁场的相对运动的角度来看,感应电流的磁场总要 。
3、如果感应电流做了功,就一定有其它形式的能转化为感应电流的电能。当我们手持磁铁插入闭合线圈时,感应电流的磁场阻碍磁铁插入,我们必须克服阻力做功,这一过程中生物能转化为电能。楞次定律实际上是能量守恒在电磁感应现象中的必然结果。所以用能量的转化和守恒的观点分析电磁感应现象是一种很重要的方法。
四、楞次定律的应用
例1:两同心金属圆环,使内环A通以顺时针方向电流,现使其电流增大,则在大环B中产生的感应电流方向如何?若减小电流呢?
例2:当闭合回路的部分导体切割磁感线也会引起磁通量的变化,从而使回路中产生感应电流,这种情况下回路中的电流的方向如何判断呢,可以用楞次定律判断电流的方向吗?
例3:用楞次定律判断感应电流的过程很复杂,能否找到一种很简单的方法来判断闭合回路中部分导体切割磁感线产生的电流的方向呢?
五、当堂检测:
1.根据楞次定律知感应电流的磁场一定是 ( )
A.阻碍引起感应电流的磁通量 B.与引起感应电流的磁场反向
C.阻碍引起感应电流的磁通量的变化
D.与引起感应电流的磁场方向相同
2.如图4.3-3所示,通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd.则 ( )
A.若线圈向右平动,其中感应电流方向是a→b→c→d B.若线圈竖直向下平动,无感应电流产生
C.当线圈以ab边为轴转动时,其中感应电流方向是a→b→c→d D.当线圈向导线靠近时,其中感应电流方向是a→b→c→d 3.如图4.3-4所示,一水平放置的矩形闭合线框abcd,在细长磁铁的N极附近竖直下落,保持bc边在纸外,ad边在纸内,如图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ,在这个过程中,线圈中感应电流 ( )
A.沿abcd流动 B.沿dcba流动
C.由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动 D.由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动
4.如图4.3-5所示,两个相同的铝环套在一根光滑杆上,将一条形磁铁向左插入铝环的过程中两环的运动情况是 ( )
A.同时向左运动,间距增大
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B.同时向左运动,间距不变 C.同时向左运动,间距变小 D.同时向右运动,间距增大
5.如图4.3-6所示,匀强磁场垂直于圆形线圈指向纸里, 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
6.如图4.3-7所示,有一固定的超导圆环,在其右端放一条形磁铁,此时圆环中无电流,当把磁铁向右方移走时,由于电磁感应,在超导圆环中产生了一定的电流.则以下判断中正确的是 ( )
A.此电流方向如箭头所示,磁铁移走后,此电流继续维持
B.此电流方向与箭头方向相反,磁铁移走后,此电流很快消失 C.此电流方向如箭头所示,磁铁移走后,此电流很快消失
D.此电流方向与箭头方向相反,磁铁移走后,此电流继续维持
7.1931年,英国物理学家狄拉克从理论上预言了存在着只有一个磁极的粒子——磁单极子.如图所示,如果有一个磁单极子(单N极)从a点开始运动穿过线圈后从b点飞过.那么 ( )
A.线圈中感应电流的方向是沿PMQ方向 B.线圈中感应电流的方向是沿QMP方向
C.线圈中感应电流的方向先是沿QMP方向,然后是PMQ方向 D.线圈中感应电流的方向先是沿PMQ方向,然后是QMP方向
8.如图4.3-9所示,一平面线圈用细杆悬于P点,开始时细杆处于水平位置,释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动.已知线圈平面始终
与纸面垂直,当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时,顺着磁场方向看去,线圈中感应电流的方向分别为 ( )
A.逆时针方向,逆时针方向 B.逆时针方向,顺时针方向 C.顺时针方向,顺时针方向
D.顺时针方向,逆时针方向
图4.3-9 9.如图4.3-10所示,ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形线框,当滑动变阻
器的滑片P自左向右滑动时,从纸外向纸内看,线框ab将 ( )
A.保持静止不动 B.逆时针转动 C.顺时针转动
D.发生转动,但因电源极性不明,无法确定转动方向
图4.3-10
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