物理《楞次定律》教案

1.4楞次定律【預習案】學習重點1:運用右手定則判斷感應電流的方向2:楞次定律的相關知識及運用學習難點楞次定律的相關知識及運用一預習題1右手定則的內容2楞次定律的內容3.在電磁感應現象中，下列說法正確的是【】A．感應電流的磁場總是與原磁場方向相反B．閉合線圈放在變化的磁場中就一定能產生感應電流C．閉合線圈放在勻強磁場中做切割磁感線運動時，一定能產生感應電流D．感應電流的磁場總是阻礙原來磁場的磁通量的變化4AUTONUM．恒定的勻強磁場中有一圓形的閉合導體線圈，線圈平面垂直于磁場方向。當線圈在此磁場中做下列哪種運動時，線圈中能產生感應電流？【】A．線圈沿自身所在的平面做勻速運動B．線圈沿自身所在的平面做加速運動C．線圈繞任意一條直徑做勻速轉動D．線圈繞任意一條直徑做變速轉動5AUTONUM．如圖所示，有一個帶負電的粒子，沿一個圓形環(huán)導體的直徑方向在圓環(huán)表面勻速飛過，則下列說法正確是【】A．圓環(huán)中始終沒有感應電流B．圓環(huán)中有順時針方向的感應電流C．粒子靠近時有順時針方向的感應電流，離開時則相反D．粒子靠近時有逆時針方向的感應電流，離開時則相反6AUTONUM．如圖所示，通以電流I的直導線MN固定在豎直位置上，且與導線框abcd在同一平面內，則下列情況下導線框中能夠產生感應電流的是【】通過直導線的電流強度增大通過直導線的電流強度減小C．線框水平向右移動D．線框以MN為軸轉動1.4楞次定律【行課案】【教學目標】

一、知識與技能

1．理解楞次定律的內容及實質。

2．能運用楞次定律判斷感應電流的方向，解答有關問題。

二、過程與方法1．體驗楞次定律實驗探究過程。續(xù)備續(xù)備

三、情感態(tài)度與價值觀

1．感受科學家對規(guī)律的研究過程，學習他們對工作嚴肅認真不怕困難的科學態(tài)度。

2．學會欣賞楞次定律的簡潔美。

【教學重點】

引導學生分析實驗數據，發(fā)現以感應電流的磁場來確定感應電流的方向。

2．理解楞次定律的內容及實質。

【教學難點】

1．引導學生分析實驗數據，發(fā)現以感應電流的磁場作為“中介”來確定感應電流的方向。

2．理解楞次定律的內容及實質。

【教學方法】

實驗探究控制變量法、利用研究或表述問題的方法、比較總結法、分組學習法。

【教學過程】

一、設置情景，引入課題

1．對比實驗一：強磁性球和鐵球從同一高度同時自由釋放。2．對比實驗二：強磁性球和鐵球分別通過甲、乙鋁管從同一高度同時自由釋放。

3．對比實驗三：強磁性球和鐵球分別通過乙、甲鋁管從同一高度同時自由釋放。

[學生思考回答]：

強磁性球和鐵球是不是同時落地？

對比實驗一中兩球同時落地；對比實驗二、三中兩球不是同時落地。

[教師啟發(fā)引導]：

1．強磁性球和鐵球為什么通過鋁管后不是同時落地？

二、重溫實驗，提出問題

1．注意觀察靈敏電流表指針是否偏轉？向哪邊偏轉

偏轉；向左、向右。

2．靈敏電流表指針偏轉說明什么？偏轉方向不同說明什么？

線圈中產生的感應電流；感應電流方向會改變。

3．感應電流方向跟哪些因素有關呢？

三、對比實驗，合理猜想

對比實驗一：如圖（4）所示，N極插入和N極抽出。對比實驗二：如圖（5）所示，N極插入和S極插入。

[學生思考猜想]：

1．猜想感應電流的方向可能跟哪些因素有關？

A．感應電流的方向可能跟磁通量的變化有關；備續(xù)

備續(xù)

1．感應電流的方向可能跟原磁場的方向、磁通量的變化有關。

2．下面我們通過實驗，探究感應電流的方向跟磁通量的變化、原磁場的方向的關系。實驗探究，歸納概括探究感應電流的方向、磁通量的變化及原磁場的方向遵循什么規(guī)律？

1．條形磁鐵與線圈間的相對運動有幾種可能？

2．為了探究感應電流的方向與磁通量的變化、原磁場的方向的關系在物理學中通常采用什么方法？歸納概括、形成結論：

當原磁通量變化時，感應電流的磁場阻礙磁通量變化

五、楞次定律內容：感應電流的方向，即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化。

2．因果關系：因：磁通量的變化。果：感應電流的磁場的產生。

3．“阻礙”的含義：

（1）誰在阻礙？感應電流的磁場。（2）阻礙什么？原磁通量的變化。

（3）如何阻礙？當磁通量增加時，阻礙磁通量增加；當磁通量減少時，阻礙磁通量減少。

思反學教）思反學教克服電磁力做功,能轉化及守恒的必然結果。

（5）能否阻止？（實驗引導）

延緩了增加和減少磁通量的時間。

能否阻止后面再回答。

六、實驗檢驗、評估結論

跳環(huán)實驗：

合上開關瞬間，會看到什么現象？

1）預測：豎直向上跳起。由楞次定律預測豎直向上跳起。

七、楞次定律的應用：

例題：法拉第最初發(fā)現電磁感應現象的實驗如圖所示。軟鐵環(huán)上教學反思繞有M、N兩個線圈，當M線圈電路中的開關斷開的瞬間，線圈N中的感應電流沿教學反思什么方向？

目的：1．歸納應用楞次定律判斷感應電流方向的步驟：

研究對象（線圈N）穿過線圈原磁場方向磁通量的變化（減少）感應電流磁場的方向

2．歸納應用楞次定律判斷感應電流方向的方框圖：

如圖所示，線圈與螺線管共軸，要想在環(huán)中得到如圖所示方向的感應電流，以下和方法中可行的是（

）

A．S閉合瞬間；B．S斷開瞬間；C．S閉合后，滑片P向右移動；D．S閉合后，滑片P向左移動。

九、呼應開頭、結束新課

1．是感應電流的磁場阻礙了磁性球的下落。（引導學生回答）

2．演示磁性球下落過程，啟發(fā)學生思考鋁管能否阻止磁性球下落。

感應電流的磁場不能阻止磁性球下落。（回答預留問題）總結1.4楞次定律【練習案】AUTONUM．1.在電磁感應現象中，下列說法正確的是【】A．感應電流的磁場總是與原磁場方向相反B．閉合線圈放在變化的磁場中就一定能產生感應電流C．閉合線圈放在勻強磁場中做切割磁感線運動時，一定能產生感應電流D．感應電流的磁場總是阻礙原來磁場的磁通量的變化2AUTONUM．恒定的勻強磁場中有一圓形的閉合導體線圈，線圈平面垂直于磁場方向。當線圈在此磁場中做下列哪種運動時，線圈中能產生感應電流？【】A．線圈沿自身所在的平面做勻速運動B．線圈沿自身所在的平面做加速運動C．線圈繞任意一條直徑做勻速轉動D．線圈繞任意一條直徑做變速轉動3AUTONUM．如圖所示，有一個帶負電的粒子，沿一個圓形環(huán)導體的直徑方向在圓環(huán)表面勻速飛過，則下列說法正確的是【】A．圓環(huán)中始終沒有感應電流B．圓環(huán)中有順時針方向的感應電流C．粒子靠近時有順時針方向的感應電流，離開時則相反D．粒子靠近時有逆時針方向的感應電流，離開時則相反4AUTONUM．如圖所示，通以電流I的直導線MN固定在豎直位置上，且與導線框abcd在同一平面內，則下列情況下導線框中能夠產生感應電流的是【】A．通過直導線的電流強度增大B．通過直導線的電流強度減小C．線框水平向右移動D．線框以MN為軸轉動5AUTONUM．如圖所示，在勻強磁場中放有平行銅導軌，它與大線圈M相連接。要使小線圈N獲得逆時針方向的感應電流，則放在導軌上的裸金屬棒ab的運動情況是（兩線圈共面放置）【】A．向右勻速運動B．向左加速運動C．向右減速運動D．向右加速運動6AUTONUM．如圖所示，導線框abcd與導線AB在同一平面內，直導線中通有恒定的電流I，當線框由左向右勻速通過直導線的過程中，線框中感應電流的方向是【】A．先abcda，再dcbad，后abcdaB．先abcda，再dcbadC．始終是dcbadD．先dcbad，再abcda，后dcbad7AUTONUM．兩個線圈A和B平行放置，分別通有如圖所示方向的電流，欲使線圈B中的電流能在某一瞬時有所增大，則可以采取的措施是【】A．保持線圈的相對位置不變，增大線圈A中的電流B．保持線圈的相對位置不變，減小線圈A中的電流C．保持線圈A中的電流不變，將線圈A向右平移D．保持線圈A中的電流不變，將線圈A向上平移8AUTONUM．如圖，螺線管CD導線的繞法不明。當磁鐵AB插入螺線管時，電路中有圖示方向的感應電流產生。關于螺線管極性的判斷，正確的是【】A．C端一定是N極B．C端一定是S極C．C端的極性一定與磁鐵B端的極性相同D．因螺線管的繞法不明，無法判斷其極性9AUTONUM．1931年英國物理學家狄拉克從理論上預言：存在只有一個磁極的粒子，即“磁單極子”。1982年，美國物理學家卡布萊設計了一個尋找磁單極子的實驗。他設想，如果一個只有N極的磁單極子從上向下穿過如圖所示的超導線圈，那么，從上向下看，超導線圈將出現【】A．先是逆時針方向的感應電動勢，然后是順時針方向的感應電流B．先是順時針方向的感應電動勢，然后是逆時針方向的感應電流C．順時針方向持續(xù)流動的感應電流D．逆時針方向持續(xù)流動的感應電流10AUTONUM．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，順著磁場的方向看去，線圈中感應電流的方向分別為【】位置Ⅰ位置ⅡA．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11AUTONUM．兩圓環(huán)A、B置于同一水平面上，其中A為均勻帶電絕緣環(huán)，B為導體環(huán)。當A以如圖所示的方向繞中心轉動，角速度發(fā)生變化時，B中產生如圖所示方向的感應電流，則【】A．A可能帶正電且轉速減小B．A可能帶正電且轉速減大C．A可能帶負電且轉速減小D．A可能帶負電且轉速減大12AUTONUM．環(huán)形線圈放在均勻磁場中，設在第1秒內磁感線垂直于線圈平面向內，若磁感應強度隨時間變化關系如圖，那么在第2秒內線圈中感應電流的大小和方向是【】A．感應電流大小恒定，順時針方向B．感應電流大小恒定，逆時針方向C．感應電流逐漸增大，逆時針方向D．感應電流逐漸減小，順時針方向如圖，導線AB和CD互相平行。下列說法正確的是【】A．閉合開關s時，導線CD中電流方向從C流向DB．閉合開關s時，導線CD中電流方向從D流向CC．斷開開關s時，導線CD中電流方向從C流向DD．斷開開關s時，導線CD中電流方向從D流向C14．Ｍ和Ｎ是繞在一個環(huán)形鐵芯上的兩個線圈，繞法和線路如圖．現將開關Ｋ從A處斷開，然后合向B處．在此過程中，通過電阻EQＲ\S\DO2(2)的電流方向是【】A．先由C流向D，后又由C流向DB．先由C流向D，后由D流向CC．先由D流向C，后又由D流向CD．先由D流向C，后由C流向D15．一勻強磁場，磁場方向垂直紙面，規(guī)定向里的方向為正。在磁場中有一細金屬圓環(huán)，線圈平面位于紙面內，如圖甲所示。現令磁感應強度B隨時間t變化，先按圖乙中所示的Oa圖象變化，后來又按圖象bc和cd變化，令E1、E2、E3分別表示這三段變化過程中感應電動勢的大小，I1，I2，I3分別表示對應的感應電流，則【A．E1>E2，I1沿逆時針方向，I2沿順時針方向B．E1<E2，I1沿逆時針方向，I2沿順時針方向C．E1<E2，I2沿順時針方向，I3沿逆時針方向D．E2=E3，I2沿順時針方向，I3沿順時針方向電磁感應現象和楞次定律練習題（能力提高題）1．下列圖中能產生感應電流的是[]×××××××××××××××××v××××××××××××××××v××××××××××××××××VNSV（A）（B）（C）（D）（E）（F）2.如圖12.1’-2示，一水平放置的圓形通電線圈1固定，另一個較小的圓形線圈2從1的正上方下落，在下落的過程中兩線圈平面紿終保持平行且共軸，則線圈2從1的正上方下落至1的正下方的過程中，從上向下看線圈2，應是：[]A.無感應電流產生B.有順時針方向的感應電流C.有先順時針后逆時針方向的感應電流D.有先逆時針后順時針方向的感應電3．如圖12.1’-3，甲為豎直懸掛的閉合導體環(huán)，乙為帶鐵心的電磁鐵，ab為架在水平平行導軌上的金屬棒，導軌間有豎直向上的勻強磁場，開始時甲處于靜止，當ab沿導軌做切割磁感線運動時，導體環(huán)甲遠離電磁鐵乙向左擺動，則ab可能的運動是：[] A．向右勻速運動 B．向右加速運動 C．向右減速運動 D．向左加速運動4.如圖12.1’-示，螺線管B置于閉合金屬環(huán)A的軸線上，當B中通過的電流減小時，則[]A.環(huán)A有縮小的趨勢B.環(huán)A有擴張的趨勢C.螺線管B有縮短的趨勢D.螺線管B有伸長的趨勢。5.如圖所示，ab是一個可繞垂直于紙面的軸O轉動的矩形線框，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。6.圖12.1’-5中T是繞有兩組線圈的閉合鐵芯，線圈的繞向如圖所示，金屬棒ab可在兩平行的金屬導軌上沿導軌滑行，勻強磁場方向垂直紙面向里，若電流計中有向上的電流通過，則ab棒的運動可能是[]向左勻速運動。 B．向右勻速運動。C.向左勻加速運動。D．向右勻加速運動。7.如圖所示，為地磁場磁感線的示意圖，在北半球地磁場的堅直分量向下。飛機在我國上空勻逐巡航。機翼保持水平，飛行高度不變。由于地磁場的作用，金屬機翼上有電勢差。設飛行員左方機翼未端處的電勢為U1，右方機翼未端處的電勢力U2，則[]A.若飛機從西往東飛，U1比U2高B.若飛機從東往西飛，U2比U1高C.若飛機從南往北飛，U1比U2高D.若飛機從北往南飛，U2比U1高8．如圖所示，在兩根平行長直導線中，通以同方向、同強度的電流，導線框ABCD和兩導線在同一平面內，導線框沿著與兩導線垂直的方向自右向左在兩導線間勻速運動。在運動過程中，導線框中感應電流的方向[B]A．沿ABCD方向不變。B．沿ADCB方向不變。C．由ABCD方向變成ADCB方向。D．由ADCB方向變成ABCD方向。9.如圖（a），圓形線圈P靜止在水平桌面上，其正上方懸掛一相同的線圈Q，P和Q共軸.Q中通有變化電流，電流隨時間變化的規(guī)律如圖（b）所示.P所受的重力為G，桌面對P的支持力為N，則[]A.t1時刻N＞GB.t2時刻N＞GC.t3時刻N＜GD.t4時刻N=G10．如圖所示，在一根軟鐵棒上繞有一組線圈，a、c是線圈的兩端，b為中心抽頭。把a、b兩端接上兩根平行金屬導軌，在導軌間有勻強磁場，方向垂直線面向里，導軌上放一金屬棒，當金屬棒在導軌上滑動時，a、b、c各點間都有電勢差，若要求a與c點的電勢均高于b點，則[]A.金屬棒應向右加速運動B.金屬棒應向右減速運動C.金屬棒應向左加速運動D.金屬棒應向左減速運動參考答案BCF2、C3、BD4．AD5．C6．D7．AC8．B9．AD10．A【例3】M和N是繞在一個環(huán)形鐵芯上的兩個線圈，繞法和線路如圖所示，現將電鍵S從a處斷開，然后合向b處，在此過程中，通過電阻R2的電流方向是[]A、先由c流向d，后又由c流向dB、先由c流向d，后由d流向cC、先由d流向c，后又由d流向cD、先由d流向c，后由c流向d【分析】由于N回路中的電流斷通，引起了環(huán)形鐵芯中磁場的變化，使得線圈M中磁通量發(fā)生變化。只有當線圈M中的磁通量發(fā)生變化時，產生感應電流，也可能在電阻R2中通過。因此判斷M線圈中原磁場的方向和磁通量的變化，才是解決此題的關鍵所在?！窘獯稹慨旊婃IS從a處斷開，這時鐵芯中，順時針方向的磁場消失，穿過線圈M中的磁通量減少，根據楞次定律，線圈M中感應電流方向為McdM；當電鍵S合向b處時，鐵芯中又產生了逆時針方向的磁場穿過線圈M中的磁通量增加，根據楞次定律，線圈M中感應電流方向仍為McdM。所以選項A正確?！菊f明】應用楞次定律時，首先應該明確研究哪一個閉合回路中的電流方向，那么分析該回路中的磁場方向和磁通量的變化才是判定感應電流方向的依據。應用對象含混是容易犯的一個錯誤。【例4】4根同樣光滑的細鋁桿a、b、c、d放在同一水平桌面上，其中a、c固定，b、d靜止地放在a、c桿上，接觸良好，O點為回路中心，如圖，當條形磁鐵一端從O點正上方向下插向回路時b、d兩桿將[]A、保持不動B、分別遠離O點C、分別向O點靠近D、因不知磁極極性故無法判定【分析】磁鐵插向abcd構成的回路時，回路中磁通量增加，產生感應電流。同時，b、d中的電流又受到安培力作用而發(fā)生運動?！窘獯稹拷夥?先假設N極插向回路，則原磁感線向下呈發(fā)散狀；因導線切割磁感線，由右手定則，可知感應電流方向俯視為逆時針；根據左手定則知b導線受到向右的安培力，d導線受到向左的安培力．答案C正確．再假設S極插向回路，也可以得到同樣的結論．解法2當磁鐵插向回路的過程中（無論哪極朝下），穿過回路的磁通量增加，金屬桿將向O靠近來阻礙磁通量增加?！咀C明】本題應用楞次定律，從阻礙磁通量的增加很快可得出b、d均向O點運動，使回路的面積縮小，來抵消磁通量的增加。【例5】如圖，用細彈簧構成一閉合電路，中央放有一條形磁鐵，當彈簧收縮時，穿過電路的磁通量φ和電路中感應電流方向（從N極向S極看時）正確的是[]A．φ減小，感應電流順時針向B．φ減小，感應電流逆時針向C．φ增大，感應電流順時針向D．φ增大，感應電流逆時針向【分析】磁感線是閉合曲線，在條形磁鐵外部從N極到S極，在內部從S極到N極，當閉合電路收縮時，外部從右向左穿過閉合電路的磁感線條數減少，而內部從左向右穿過閉合電路的磁感線條數不變，于是使得穿過閉合電路從右向左的總磁通增強，所以從N極向S極看時，閉合電路內的感應電流為順時針向?！窘獯稹緾。【說明】必須注意，產生感應電流的條件和楞次定律中所說的“穿過閉合電路的磁通量”指的都是閉合電路內的“合磁通”?！纠?】一均勻的扁平條形磁鐵與一圓形線圈同在一平面內圓心O重合．為了在磁鐵開始運動時在線圈中得到一方向如圖所示的感應電