高三物理教案：《楞次定律教案》教學(xué)設計

　　本文題目：高三物理教案：楞次定律教案

　　[學(xué)習目標]

　　1.知道楞次定律的內容，理解感應電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化的含義

　　2.會(huì )利用楞次定律判斷感應電流的方向

　　3.會(huì )利用右手定則判斷感應電流的方向

　　[自主學(xué)習]

　　注意：感應電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化，是“阻礙”“變化”，不是阻止變化，阻礙的結果是使磁通量逐漸的變化。如果引起感應電流的磁通量增加，感應電流的磁場(chǎng)就跟引起感應電流的磁場(chǎng)方向相反，如果引起感應電流的磁通量減少，感應電流的磁場(chǎng)方向就跟引起感應電流的磁場(chǎng)方向相同。楞次定律也可理解為“感應電流的磁場(chǎng)方向總是阻礙相對運動(dòng)”。

　　1.磁感應強度隨時(shí)間的變化如圖1所示，磁場(chǎng)方向垂直閉合線(xiàn)圈所在的平面，以垂直紙面向里為正方向。t1時(shí)刻感應電流沿 方向，t2時(shí)刻 感應電流，t3時(shí)刻 感應電流;t4時(shí)刻感應電流的方向沿 。

　　2.如圖2所示，導體棒在磁場(chǎng)中垂直磁場(chǎng)方做切割磁感線(xiàn)運動(dòng)，則a、b兩端的電勢關(guān)系是 。

　　[典型例題]

　　例1 如圖3所示，通電螺線(xiàn)管置于閉合金屬環(huán)A的軸線(xiàn)上，A環(huán)在螺線(xiàn)管的正中間;當螺線(xiàn)管中電流減小時(shí)，A環(huán)將：

　　(A)有收縮的趨勢 (B)有擴張的趨勢

　　(C)向左運動(dòng) (D)向右運動(dòng)

　　分析：螺線(xiàn)管中的電流減小，穿過(guò)A環(huán)的磁通量減少，由楞次定律感應電流的磁場(chǎng)阻礙磁通量的減少，以后有兩種分析：(1)感應電流的磁場(chǎng)與引起感應電流的磁場(chǎng)方向相同，感應電流的磁感線(xiàn)也向左，由安培定則，感應電流沿逆時(shí)針?lè )较?從左向右看);但A環(huán)導線(xiàn)所在處的磁場(chǎng)方向向右(因為A環(huán)在線(xiàn)圈的中央)，由左手定則，安培力沿半徑向里，A環(huán)有收縮的趨勢。(2)阻礙磁通量減少，只能縮小A環(huán)的面積，因為面積越小，磁通量越大，故A環(huán)有收縮的趨勢。A正確

　　例2 如圖4所示，在O點(diǎn)懸掛一輕質(zhì)導線(xiàn)環(huán)，拿一條形磁鐵沿導線(xiàn)環(huán)的軸線(xiàn)方向突然向環(huán)內插入，判斷導線(xiàn)環(huán)在磁鐵插入過(guò)程中如何運動(dòng)?

　　分析：磁鐵向導線(xiàn)環(huán)運動(dòng)，穿過(guò)環(huán)的磁通量增加，由楞次定律感應電流的磁場(chǎng)阻礙磁通量的增加，導線(xiàn)環(huán)向右運動(dòng)阻礙磁通量的增加，導線(xiàn)環(huán)的面積減小也阻礙磁通量的增加，所以導線(xiàn)環(huán)邊收縮邊后退。此題也可由楞次定律判斷感應電流的方向，再由左手定則判斷導線(xiàn)環(huán)受到的安培力，但麻煩一些。

　　[針對訓練]

　　1.下述說(shuō)法正確的是：

　　(A)感應電流的磁場(chǎng)方向總是跟原來(lái)磁場(chǎng)方向相反

　　(B)感應電流的磁場(chǎng)方向總是跟原來(lái)的磁場(chǎng)方向相同

　　(C)當原磁場(chǎng)減弱時(shí)，感應電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)的方向相同

　　(D)當原磁場(chǎng)增強時(shí)，感應電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)的方向相同

　　2.關(guān)于楞次定律，下列說(shuō)法中正確的是：

　　(A)感應電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁場(chǎng)的增強

　　(B)感應電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁場(chǎng)的減弱

　　(C)感應電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁場(chǎng)的變化

　　(D)感應電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁通量的變化

　　3. 如圖5所示的勻強磁場(chǎng)中，有一直導線(xiàn)ab在一個(gè)導體框架上向左運動(dòng)，那么ab導線(xiàn)中感應電流方向(有感應電流)及ab導線(xiàn)所受安培力方向分別是：

　　(A)電流由b向a，安培力向左

　　(B)電流由b向a，安培力向右

　　(C)電流由a向b，安培力向左

　　(D)電流由a向b，安培力向右

　　4.如圖6所示，若套在條形磁鐵上的彈性金屬導線(xiàn)圈Ⅰ突然縮小為線(xiàn)圈Ⅱ，則關(guān)于線(xiàn)圈的感應電流及其方向(從上往下看)是：

　　(A)有順時(shí)針?lè )较虻母袘�電�?br />
　　(B)有逆時(shí)針?lè )较虻母袘�電�?br />
　　(C)先 逆時(shí)針后順時(shí)針?lè )较虻母袘�電�?br />
　　(D)無(wú)感應電流

　　5.如圖7所示，螺線(xiàn)管中放有一根條形磁鐵，當磁鐵突然向左抽出時(shí)，A點(diǎn)的電勢比B點(diǎn)的電勢 ;當磁鐵突然向右抽出時(shí)，A點(diǎn)的電勢比B點(diǎn)的電勢 。

　　6.對楞次定律的理解：從磁通量變化的角度來(lái)看，感應電流總是 ;從導體和磁體相對運動(dòng)的角度來(lái)看，感應電流總是要 ;從能量轉化與守恒的角度來(lái)看，產(chǎn)生感應電流的過(guò)程中 能通過(guò)電磁感應轉化成 電能.

　　7、楞次定律可以理解為以下幾種情況

　　(1)若因為相對運動(dòng)而產(chǎn)生感應電流時(shí)，感應電流引起的效果總是阻礙相對運動(dòng)

　　(2)若因為原磁場(chǎng)的變化而產(chǎn)生感應電流時(shí)，感應電流引起的效果總是阻礙原磁場(chǎng)的變化

　　(3)若因為閉合回路的面積發(fā)生變化而產(chǎn)生感應電流時(shí)，感應電流引起的效果總是阻礙面積的變化

　　(4)若因為電流的變化而產(chǎn)生感應電流時(shí)，感應電流引起的效果總是阻礙電流的變化

　　綜合以上分析，感應電流引起的效果總是阻礙(或反抗)產(chǎn)生感應電流的 。

　　[能力訓練]

　　1.如圖8所示，AB為固定的通電直導線(xiàn)，閉合導線(xiàn)框P與AB在同一平面內，當P遠離AB運動(dòng)時(shí)，它受到AB的磁場(chǎng)力為：

　　(A)引力且逐漸減小 (B)引力且大小不變

　　(C)斥力且逐漸減小 (D)不受力

　　2.如圖9所示，當條形磁鐵運動(dòng)時(shí)，流過(guò)電阻的電流方向是由A流向B，則磁鐵的運動(dòng)可能是：

　　(A)向下運動(dòng) (B)向上運動(dòng)

　　(C)若N極在下，向下運動(dòng) (D)若S極在下，向下運動(dòng)

　　3.如圖10所示,a、b兩個(gè)同心圓線(xiàn)圈處于同一水

　　平面內，在線(xiàn)圈a中通有電流I，以下哪些情況可以使

　　線(xiàn)圈b有向里收縮的趨勢?

　　(A)a中的電流I沿順時(shí)針?lè )较虿⒅饾u增大

　　(B)a中的電流I沿順時(shí)針?lè )较虿⒅饾u減小

　　(C)a中的電流沿逆時(shí)針?lè )较虿⒅饾u增大

　　(D)a中的電流沿逆時(shí)針?lè )较虿⒅饾u減小

　　4.如圖11所示，兩同心金屬圓環(huán)共面，其中大閉合圓環(huán)與導軌絕緣，小圓環(huán)的開(kāi)口端點(diǎn)與導軌相連，平行導軌處在水平面內，磁場(chǎng)方向豎直向下,金屬棒ab與導軌接觸良好，為使大圓環(huán)中產(chǎn)生圖示電流，則ab應當：

　　(A)向右加速運動(dòng) (B)向右減速運動(dòng)

　　(C)向左加速運動(dòng) (D)向左減速運動(dòng)

　　5.一環(huán)形線(xiàn)圈放在勻強磁場(chǎng)中，第一秒內磁感線(xiàn)垂直線(xiàn)圈平面向里，磁感應強度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖12所示，則第二秒內線(xiàn)圈中感應電流大小變化和方向是：

　　(A)逐漸增加逆時(shí)針 (B)逐漸減小順時(shí)針

　　(C)大小恒定順時(shí)針 (D)大小恒定逆時(shí)針

　　6.如圖13所示，Q為用毛皮摩擦過(guò)的橡膠圓盤(pán)，由于它的轉動(dòng)，使得金屬環(huán)P中產(chǎn)生了逆時(shí)針?lè )较虻碾娏�，則Q盤(pán)的轉動(dòng)情況是：

　　(A)

　　A) 順時(shí)針加速轉動(dòng)

　　(B)逆時(shí)針加速轉動(dòng)

　　(C)順時(shí)針減速轉動(dòng)

　　(D)逆時(shí)針減速轉動(dòng)

　　7.如圖14所示，三角形線(xiàn)圈abc與長(cháng)直導線(xiàn)

　　彼此絕緣并靠近，線(xiàn)圈面積被分為相等的兩部分，導線(xiàn)MN接通電流的瞬間，在abc中

　　(A) 無(wú)感應電流

　　(B)有感應電流，方向a b c

　　(C)有感應電流，方向 c b a

　　(D)不知MN中電流的方向，不能判斷abc中電流的方向

　　8.如圖15所示，條形磁鐵從h高處自由下落，中途穿過(guò)一個(gè)固定的空心線(xiàn)圈，K斷開(kāi)時(shí)，落地時(shí)間為t1,落地速度為V1;K閉合時(shí)，落地時(shí)間為t2，落地速度為V2，則： t1 t2,

　　V1 V2。

　　9、如圖16所示，在兩根平行長(cháng)直導線(xiàn)M、N中，通過(guò)同方向、同強度的電流，導線(xiàn)框ABCD和兩導線(xiàn)在同一平面內。線(xiàn)框沿著(zhù)與兩導線(xiàn)垂直的方向，自右向左在兩導線(xiàn)間勻速移動(dòng)。在移動(dòng)過(guò)程中，線(xiàn)框中產(chǎn)生感應電流的方向是( )

　　A.沿ABCDA，方向不變。

　　B.沿ADCBA，方向不變。

　　C.由沿ABCDA方向變成沿ADCBA方向。

　　D.由沿ADCBA方向變成沿ABCDA方向。

　　10.如圖17所示，面積為0.2m2的100匝的線(xiàn)圈A處在磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于線(xiàn)圈平面,t=0時(shí)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里.磁感強度隨時(shí)間變化的規律是B=(6-0.2t)T，已知R1=4Ω，R2=6Ω，電容C=3OμF.線(xiàn)圈A的電阻不計.求：

　　(1)閉合S后，通過(guò)R2的電流大小和方向.

　　(2)閉合S一段時(shí)間后再斷開(kāi)，S斷開(kāi)后通過(guò)R2的電量是多少?

　　[學(xué)后反思]_______________________________________________________

　　__________________________________________________ 。

　　參考答案

　　自主學(xué)習 1.逆時(shí)針 無(wú) 有 順時(shí)針 2.

　　針對訓練 1.C 2.D 3.D 4.A 5.高 高 6.阻礙磁通量的變化

　　阻礙相對運動(dòng) 是其它形式的 7.磁通量的變化

　　能力訓練 1. A 2.D 3.BD 4.BC 5.D 6.BC 7.D 8.

　　9.B 10.(1)0.4A a b (2)