高中物理：4.3《楞次定律》学案（新人教选修3-2）VIP专享VIP免费

三、楞次定律－判断感应电流的方向［要点导学］1.这一节学习楞次定律，用来判断感应电流的方向。这部分知识与法拉第电磁感应定律一起组成了本章的两大重要内容。学习中应该特别重视。2.感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要，这就是楞次定律。3.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。4.从磁通量变化的角度来看，感应电流的磁场总要，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。5.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。［范例精析］例1用图4-3-1所示的装置来验证“感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化”。该装置的电原理图见图4-3-2，已经判明电流表的指针是电流从左接线柱流入则向左偏，电流从右接线柱流入则向右偏。设计一个表格，把开关闭合、开关断开、滑动变阻器电阻变化产生感应电流的几种情况列入表格中，并且在表格中比较原磁场的变化与感用心爱心专心应电流的磁场的方向进行比较。解析表格要列入的情况有四种：开关闭合、开关断开、变阻器电阻变大和滑动变阻器电阻变小。所以表格应该有五行。为了比较A线圈中磁场的方向、A线圈中磁场的变化、感应电流的方向、B线圈中磁场的方向，最终验证B线圈中磁场方向是否阻碍A线圈中磁场的变化，表格应该有六列。电路的情况A线圈的磁场方向和变化B线圈中磁场的变化电流表指针偏转方向感应电流的磁场方向感应电流的磁场的作用开关闭合向下、增大向下、增大向右向上阻碍Φ增大开关断开向下、减小向下、减小向左向下阻碍Φ减少电阻变大向下、减小向下、减小向左向下阻碍Φ减少电阻变小向下、增大向下、增大向右向上阻碍Φ增大拓展开关闭合后，把A线圈拔出或者插入也能够产生感应电流，这种情况等效于条形磁铁拔出或者插入B线圈。表格中就不再列入。细心的同学一定能够发现，开关闭合后，A线圈相当于一个N极朝下的条形磁铁，开关闭合瞬时和电阻变小时，都相当于条形磁铁向下插入B线圈；开关断开瞬时和电阻变大时，都相当于条形磁铁向上离开B线圈。所以某些由于电流变化引起的感应电流方向和判断也可以转化为相对运动的问题来判断。用心爱心专心例2一均匀的扁平条形磁铁与一圆形线圈同在一个平面内，磁铁中央与圆心O重合，为了在磁铁开始运动时在线圈中得到一方向如图4-3-3所示的感生电流I，磁铁的运动方式为（）A.N极向纸内，S极向纸外使磁铁绕O点转动B.N极向纸外，S极向纸内，使磁铁绕O点转动C.使磁铁沿垂直于线圈平面的方向向纸内作平动D.使磁铁沿垂直于线圈平面的方向向纸外作平动E.使磁铁在线圈平面内绕O点沿顺时针方向转动F.使磁铁在线圈平面内绕O点沿逆时针方向转动解析：由图可知感应电流在线圈中产生的磁感线为“点”，原磁场的变化有两种可能：一是“点”在减少；二是“叉”在增大。N极向纸内，S极向纸外使磁铁绕O点转动时线圈中的“叉”在增大，所以选项A正确，B错误。使磁铁沿垂直于线圈平面的方向向纸内或向纸外作平动时线圈中的磁通量都不变，所以选项C和D错误。使磁铁在线圈平面内绕O点沿顺时针方向转动或逆时针方向转动时线圈中的磁通量都不变，所以选项E和F错误。本题正确答案是A。拓展：从楞次定律的角度来看，这道高考题属于逆向命题。在已知感应电流的方向的情景下要求考生判断原磁场的变化情况。这种问题一般有两种情况，但这道高考题虽然提供了六个选项却只有一个选项是正确的，这就要求学生有扎实的基础知识。例3如图4-3-4，有一固定的超导...