（新課標）2022-2023學年高考物理 主題三 電磁感應及其應用 3.1 電磁感應 3.1.3 第1課時 楞次定律學案 新人教版選修3-2

《（新課標）2022-2023學年高考物理 主題三 電磁感應及其應用 3.1 電磁感應 3.1.3 第1課時 楞次定律學案 新人教版選修3-2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《（新課標）2022-2023學年高考物理 主題三 電磁感應及其應用 3.1 電磁感應 3.1.3 第1課時 楞次定律學案 新人教版選修3-2（13頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、（新課標）2022-2023學年高考物理 主題三 電磁感應及其應用 3.1 電磁感應 3.1.3 第1課時 楞次定律學案 新人教版選修3-2 學習目標 核心提煉 1.通過實驗探究歸納出判斷感應電流方向的規(guī)律——楞次定律。 2個規(guī)律——楞次定律和右手定則 3個定則的區(qū)別——左手定則、右手定則、安培定則的區(qū)別 2.理解楞次定律中“阻礙”的含義，能熟練運用楞次定律和右手定則判斷感應電流的方向。 3.理解楞次定律符合能量守恒定律，明確能量轉(zhuǎn)化的方向。 1.實驗探究 根據(jù)如圖1甲、乙、丙、丁所示進行電路圖連接與實驗操作，并填好實驗現(xiàn)象。 圖1 甲 乙 丙 丁 條形磁

2、鐵運動的情況 N極向下插入線圈 S極向下插入線圈 N極向上拔出線圈 S極向上拔出線圈 原磁場方向(向上或向下) 向下 向上 向下 向上 穿過線圈的磁通量變化情況(增加或減少) 增加 增加 減少 減少 感應電流的方向(在螺線管上俯視) 逆時針 順時針 順時針 逆時針 感應電流的磁場方向(向上或向下) 向上 向下 向下 向上 原磁場與感應電流磁場的方向關系 相反 相反 相同 相同 請根據(jù)上表所填內(nèi)容理解：甲、乙兩種情況下，磁通量都增加，感應電流的磁場方向與原磁場方向相反；丙、丁兩種情況下，磁通量都減少，感應電流的磁場方向與原磁場方向相同。

3、 2.楞次定律 (1)內(nèi)容：感應電流具有這樣的方向，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)理解：當磁通量增加時，感應電流的磁場與原磁場方向相反，當磁通量減少時，感應電流的磁場與原磁場方向相同，即增反減同。 思考判斷 (1)感應電流的磁場總是與引起感應電流的磁場方向相反。(×) (2)感應電流的磁場可能與引起感應電流的磁場方向相同。(√) (3)感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化。(√) 二、右手定則 1.當導體做切割磁感線運動時，可以用右手定則判斷感應電流的方向。 右手定則：伸開右手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)；

4、讓磁感線從掌心進入，并使拇指指向?qū)Ь€運動的方向，這時四指所指的方向就是感應電流的方向。 2.當切割磁感線時四指的指向就是感應電流的方向，即感應電動勢的方向(注意等效電源內(nèi)部感應電流方向，由負極指向正極)。 思維拓展 (1)右手定則與楞次定律有什么關系？兩定律各在什么情況下使用較方便？ (2)什么情況下應用右手定則，什么情況下應用左手定則？ 答案　(1)導體運動切割磁感線產(chǎn)生感應電流是磁通量變化引起感應電流的特例，所以右手定則是楞次定律的特例。 ①楞次定律適用于所有電磁感應現(xiàn)象，對于磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應現(xiàn)象較方便。 ②右手定則只適用于導體做切割磁感線運動的情況。 (2)

5、因動而生電時用右手定則；因電而受力時用左手定則。 　楞次定律的理解和應用 [要點歸納] 1.因果關系 閉合導體回路中原磁通量的變化是產(chǎn)生感應電流的原因，而感應電流的磁場的產(chǎn)生是感應電流存在的結果，即只有當閉合導體回路中的磁通量發(fā)生變化時，才會有感應電流的磁場出現(xiàn)。 2.楞次定律中“阻礙”的含義 [精典示例] [例1] 關于楞次定律，下列說法正確的是(　　) A.感應電流的磁場總是要阻礙引起感應電流的磁通量的變化 B.閉合電路的一部分導體在磁場中運動時，必受磁場阻礙作用 C.原磁場穿過閉合回路的磁通量增加時，感應電流的磁場與原磁場同向 D.感應電流的磁場總是跟原磁場

6、反向，阻礙原磁場的變化 解析　感應電流的磁場總是要阻礙引起感應電流的磁通量的變化，選項A正確；閉合電路的一部分導體在磁場中平行磁感線運動時，不受磁場阻礙作用，選項B錯誤；原磁場穿過閉合回路的磁通量增加時，感應電流的磁場與原磁場反向，選項C錯誤；當原磁場增強時感應電流的磁場跟原磁場反向，當原磁場減弱時感應電流的磁場跟原磁場同向，選項D錯誤。 答案　A [例2] (多選)如圖2所示，閉合金屬圓環(huán)垂直于磁場方向放置在有界勻強磁場中，將它從勻強磁場中勻速拉出，以下各種說法正確的是(　　) 圖2 A.向左拉出和向右拉出時，環(huán)中的感應電流方向相反 B.向左或向右拉出時，環(huán)中感應電流方向都是

7、沿順時針方向的 C.向左或向右拉出時，環(huán)中感應電流方向都是沿逆時針方向的 D.將圓環(huán)左右拉動，當環(huán)全部處在磁場中運動時，圓環(huán)中無感應電流 解析　將金屬圓環(huán)不管從哪邊拉出磁場，穿過閉合圓環(huán)的磁通量都要減少，根據(jù)楞次定律可知，感應電流的磁場要阻礙原磁通量的減少，感應電流的磁場方向與原磁場方向相同，應用安培定則可以判斷出感應電流的方向是順時針方向的，選項B正確，A、C錯誤；在圓環(huán)離開磁場前，穿過圓環(huán)的磁通量沒有改變，該種情況無感應電流，選項D正確。 答案　BD 應用楞次定律判斷感應電流方向的步驟 　　　　　　 [針對訓練1] 小管同學為了探究感應電流的方向與什么因素有關，他把一靈敏

8、電流計與一個線圈相連構成閉合電路，然后將條形磁鐵插入或拔出線圈，如圖3所示。其中線圈中所標箭頭方向為感應電流方向。則下列判斷正確的是(　　) 圖3 A.甲圖磁鐵正在向下運動 B.乙圖磁鐵正在向上運動 C.丙圖磁鐵正在向上運動 D.丁圖磁鐵正在向上運動 解析　根據(jù)線圈中感應電流的方向，由右手螺旋定則可知，甲和丙中的線圈上端為感應電流磁場的S極，乙和丁中的線圈上端為N極，由楞次定律的“阻礙”含義知，甲和丁圖中磁鐵正在向上運動，乙和丙圖中磁鐵正在向下運動，故選項A、B、C錯誤，D正確。 答案　D 　右手定則的應用 [要點歸納] 1.適用范圍：閉合電路的部分導體切割磁感線產(chǎn)生感

9、應電流方向的判斷。 2.右手定則反映了磁場方向、導體運動方向和電流方向三者之間的相互垂直關系。 (1)大拇指的方向是導體相對磁場切割磁感線的運動方向，既可以是導體運動而磁場未動，也可以是導體未動而磁場運動，還可以是兩者以不同速度同時運動。 (2)四指指向電流方向，即為電動勢方向，切割磁感線的導體相當于電源。 [精典示例] [例3] 下列圖中表示閉合電路中的一部分導體ab在磁場中做切割磁感線運動的情景，導體ab上的感應電流方向為a→b的是(　　) 解析　題中四圖都屬于閉合電路的一部分導體切割磁感線，應用右手定則判斷可得：A中電流方向為a→b，B中電流方向為b→a，C中電流方向沿a

10、→d→c→b→a，D中電流方向為b→a。故選項A正確。 答案　A [針對訓練2] 如圖4所示，CDEF是一個矩形金屬框，當導體棒AB向右移動時，回路中會產(chǎn)生感應電流，則下列說法正確的是(　　) 圖4 A.導體棒中的電流方向由B→A B.電流表A1中的電流方向由F→E C.電流表A1中的電流方向由E→F D.電流表A2中的電流方向由D→C 解析　根據(jù)右手定則，導體棒內(nèi)部電流方向為A到B，所以電流表A1中的電流方向由F→E，選項A、C錯誤，B正確，同理電流表A2中的電流方向由C→D，選項D錯誤。 答案　B 1.(楞次定律的應用)(多選)如圖5所示，在豎直通電導線旁同一平

11、面內(nèi)有矩形線圈abcd。則(　　) 圖5 A.若線圈豎直向下平動，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.若線圈向右平動，其中感應電流方向是a→b→c→d D.當線圈向?qū)Ь€靠近時(仍在導線右側(cè))，其中感應電流方向是a→b→c→d 解析　若線圈豎直向下平動，穿過線圈的磁通量不變，無感應電流產(chǎn)生，選項A錯誤，B正確；若線圈向右平動，穿過線圈向里的磁通量減少，根據(jù)楞次定律可知，感應電流方向是a→d→c→b，選項C錯誤；當線圈向?qū)Ь€靠近時，穿過線圈向里的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知，產(chǎn)生感應電流的方向為a→b→c→d，選項D正確。 答案　BD

12、2.(楞次定律的應用)如圖6所示，一根條形磁鐵自左向右穿過一個閉合螺線管，則電路中(　　) 圖6 A.始終有感應電流自a向b流過電流表 B.始終有感應電流自b向a流過電流表 C.先有a→→b方向的感應電流，后有b→→a方向的感應電流 D.將不會產(chǎn)生感應電流 解析　當條形磁鐵進入螺線管時，閉合線圈中的磁通量增加，產(chǎn)生感應電流方向為a→→b；當條形磁鐵穿出螺線管時，閉合線圈中的磁通量減少，產(chǎn)生感應電流方向為b→→a，選項C正確。 答案　C 3.(右手定則的應用)(多選)如圖7所示，豎直向下的勻強磁場中，有一個帶銅軸的銅盤，用銅刷把盤緣和軸連接，外接一電流表，當銅盤按圖示勻速轉(zhuǎn)動

13、，則(　　) 圖7 A.中有a→b的電流 B.中有b→a的電流 C.盤面磁通量不變，不產(chǎn)生感應電流 D.有從盤緣向盤中心的電流 解析　沿銅盤半徑方向的“銅棒”切割磁感線，由右手定則可判定選項B、D正確。 答案　BD 4.(右手定則的應用)(2018·萊州一中高二檢測)如圖8所示，同一平面內(nèi)的三條平行導線串有兩個電阻R和r，導體棒PQ與三條導線接觸良好，勻強磁場的方向垂直紙面向里。導體棒的電阻可忽略，當導體棒向左滑動時，下列說法正確的是(　　) 圖8 A.流過R的電流為由d到c，流過r的電流為由b到a B.流過R的電流為由c到d，流過r的電流為由b到a C.流過R

14、的電流為由d到c，流過r的電流為由a到b D.流過R的電流為由c到d，流過r的電流為由a到b 解析　根據(jù)磁場方向和導體棒的運動方向，用右手定則可以判斷出在導體棒PQ中產(chǎn)生的感應電動勢的方向由P指向Q，即導體棒下端電勢高、上端電勢低，所以在接入R的閉合電路中，電流由c流向d，在接入r的閉合電路中，電流由b流向a。選項B正確。 答案　B 5.(楞次定律和右手定則的綜合應用)(2017·全國卷Ⅲ，15)如圖9所示，在方向垂直于紙面向里的勻強磁場中有一U形金屬導軌，導軌平面與磁場垂直，金屬桿PQ置于導軌上并與導軌形成閉合回路PQRS，一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi)，線框與導軌共面?，F(xiàn)讓

15、金屬桿PQ突然向右運動，在運動開始的瞬間，關于感應電流的方向，下列說法正確的是(　　) 圖9 A.PQRS中沿順時針方向，T中沿逆時針方向 B.PQRS中沿順時針方向，T中沿順時針方向 C.PQRS中沿逆時針方向，T中沿逆時針方向 D.PQRS中沿逆時針方向，T中沿順時針方向 解析　金屬桿PQ突然向右運動，由右手定則可知，PQRS中有沿逆時針方向的感應電流，穿過圓環(huán)形金屬線框T中的磁通量減小，由楞次定律可知，T中有沿順時針方向的感應電流，故選項D正確，A、B、C錯誤。 答案　D 基礎過關 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

16、的磁通量 B.與引起感應電流的磁場方向相反 C.阻礙引起感應電流磁場的磁通量的變化 D.與引起感應電流的磁場方向相同 解析　由楞次定律可知，感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁場的磁通量的變化，并不是阻礙原磁場的磁通量，感應電流的磁場可能與原磁場的方向相同，也可與原磁場方向相反，故選項C正確。 答案　C 2.如圖1所示，一根條形磁鐵從左向右靠近閉合金屬環(huán)的過程中，環(huán)中的感應電流(自左向右看)(　　) 圖1 A.沿順時針方向 B.先沿順時針方向后沿逆時針方向 C.沿逆時針方向 D.先沿逆時針方向后沿順時針方向 解析　條形磁鐵從左向右靠近閉合金屬環(huán)的過程中，向右的磁通

17、量一直增加，根據(jù)楞次定律，環(huán)中的感應電流(自左向右看)為逆時針方向。選項C正確。 答案　C 3.某磁場磁感線如圖2所示，有一銅線圈自圖示a處落至b處，在下落過程中，自上向下看，線圈中的感應電流方向是(　　) 圖2 A.始終順時針 B.始終逆時針 C.先順時針再逆時針 D.先逆時針再順時針 解析　自a點落至圖示位置時，穿過線圈的磁通量增加，由楞次定律判斷知線圈中感應電流方向為順時針，自圖示位置落至b點時，穿過線圈的磁通量減少，由楞次定律判斷知，線圈中感應電流方向為逆時針，選項C正確。 答案　C 4.(多選)兩根互相平行的金屬導軌水平放置于如圖3所示的勻強磁場中，在導軌上導

18、體棒ab和cd可以自由滑動。當ab在外力F作用下向右運動時，下列說法正確的是(　　) 圖3 A.cd內(nèi)有電流通過，方向是d→c B.cd向左運動 C.磁場對cd作用力向左 D.磁場對ab作用力向左 解析　為了判斷cd內(nèi)電流方向，首先判斷ab內(nèi)的電流方向，因為ab在外力F作用下向右做切割磁感線運動，根據(jù)右手定則判斷可知電流的方向是b→a，ab起著電源作用，電流從a端流出，回路的電流方向是b→a→d→c→b，所以A是正確的；由左手定則可知，cd受安培力向右，ab受安培力向左，所以選項D是正確的。 答案　AD 5.某實驗小組用如圖4所示的實驗裝置來驗證楞次定律，當條形磁鐵自上而下

19、穿過固定的線圈時，通過電流表的感應電流方向是(　　) 圖4 A.a→ →b B.先a→→b，后b→→a C.b→→a D.先b→→a，后a→→b 解析　(1)條形磁鐵在穿入線圈的過程中，原磁場方向向下。 (2)穿過線圈向下的磁通量增加。 (3)由楞次定律可知：感應電流的磁場方向向上。 (4)應用安培定則可判斷：感應電流的方向為逆時針(俯視)，即b→→a。同理可以判斷：條形磁鐵穿出線圈的過程中，向下的磁通量減小，感應電流產(chǎn)生的磁場方向向下，感應電流的方向為順時針(俯視)，即由a→→b。 答案　D 6.(2018·金華高二檢測)如圖5所示，導線框abcd與直導線在同一平面

20、內(nèi)，直導線通有恒定電流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(　　) 圖5 A.先abcd，后dcba，再abcd B先abcd，后dcba C.始終dcba D.先dcba，后abcd，再dcba 解析　線框在直導線左側(cè)時，隨著線框向右運動，磁通量增加，根據(jù)楞次定律線框中感應電流的方向為dcba。當線框的cd邊跨過直導線后，如圖所示，根據(jù)右手定則，ab邊產(chǎn)生的感應電流方向為a→b，cd邊產(chǎn)生的感應電流方向為c→d。線框全部跨過直導線后，隨著向右運動，磁通量減少，根據(jù)楞次定律知線框中感應電流的方向為dcba。故選項D正確。 答案　D 能力提升 7

21、.如圖6所示，一圓形金屬線圈放置在水平桌面上，勻強磁場垂直桌面豎直向下，過線圈上A點作切線OO′，OO′與線圈在同一平面上。在線圈以OO′為軸翻轉(zhuǎn)180°的過程中，線圈中電流方向(　　) 圖6 A.始終為A→B→C→A B.始終為A→C→B→A C.先為A→C→B→A再為A→B→C→A D.先為A→B→C→A再為A→C→B→A 解析　在線圈以OO′為軸翻轉(zhuǎn)0～90°的過程中，穿過線圈正面向里的磁通量逐漸減少，由楞次定律可知感應電流方向為A→B→C→A；線圈以OO′為軸翻轉(zhuǎn)90°～180°的過程中，穿過線圈反面向里的磁通量逐漸增加，由楞次定律可知感應電流方向仍然為A→B→C→A，

22、選項A正確。 答案　A 8.當航天飛機在環(huán)繞地球的軌道上飛行時，從中釋放一顆衛(wèi)星，衛(wèi)星與航天飛機保持相對靜止，兩者用導電纜繩相連，這種衛(wèi)星稱為“繩系衛(wèi)星”?，F(xiàn)有一顆衛(wèi)星在地球赤道上空運行，衛(wèi)星位于航天飛機正上方，衛(wèi)星所在位置地磁場方向由南向北。下列說法正確的是(　　) 圖7 A.航天飛機和衛(wèi)星從西向東飛行時，圖中B端電勢高 B.航天飛機和衛(wèi)星從西向東飛行時，圖中A端電勢高 C.航天飛機和衛(wèi)星從南向北飛行時，圖中B端電勢高 D.航天飛機和衛(wèi)星從南向北飛行時，圖中A端電勢高 解析　由題意知情景如圖(注意電纜與磁場垂直)，若向東運動，由右手定則知電流流向A點，對于電源外部來說，電

23、流相當于從A端流出，即A為電源正極，因此電勢高，選項B正確；若向北運動，電纜沒有切割磁感線，故選項A、C、D錯誤。 答案　B 9.如圖8所示，一水平放置的矩形閉合線圈abcd，在細長磁鐵的N極附近豎直下落，由圖示位置Ⅰ經(jīng)過位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和位置Ⅲ都很靠近位置Ⅱ。在這個過程中，線圈中感應電流(　　) 圖8 A.沿abcd流動 B.沿dcba流動 C.從Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流動，從Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流動 D.從Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流動，從Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流動 解析　如圖所示，從Ⅰ到Ⅱ向上的磁通量減少，據(jù)楞次定律可知，線圈中感應電流產(chǎn)生的磁場方向向上，用安培定則可以判斷感應電

24、流的方向為逆時針(俯視)，即沿abcd流動。同理可以判斷從Ⅱ到Ⅲ向下磁通量增加，由楞次定律可得，線圈中感應電流產(chǎn)生的磁場方向向上，感應電流的方向沿abcd流動，故選項A正確。 答案　A 10.(多選)繞有線圈的鐵芯直立在水平桌面上，鐵芯上套著一個鋁環(huán)，線圈與電源、開關相連，如圖9所示，線圈上端與電源正極相連，閉合開關的瞬間，鋁環(huán)向上跳起。則下列說法正確的是(　　) 圖9 A.若保持開關閉合，則鋁環(huán)不斷升高 B.若保持開關閉合，則鋁環(huán)停留在跳起后的某一高度 C.若保持開關閉合，則鋁環(huán)跳起到某一高度后將回落 D.如果電源的正、負極對調(diào)，觀察到的現(xiàn)象不變 解析　鋁環(huán)跳起是開關

25、閉合時鋁環(huán)上產(chǎn)生的感應電流與通電螺線管上的電流相互作用而引起的，故選項C、D正確。 答案　CD 11.電阻R、電容C與一線圈連成閉合回路，條形磁鐵靜止于線圈的正上方，N極朝下，如圖10所示?，F(xiàn)使磁鐵開始自由下落，在N極接近線圈上端的過程中，流過R的電流方向和電容器極板的帶電情況是(　　) 圖10 A.從a到b，上極板帶正電 B.從a到b，下極板帶正電 C.從b到a，上極板帶正電 D.從b到a，下極板帶正電 解析　穿過線圈的磁場方向向下，磁鐵接近時，線圈中磁通量增加，由楞次定律知，產(chǎn)生感應電流的磁場方向向上，由安培定則可知，流過R的電流方向是從a到b，a電勢高于b，對電容器充電，故電容器下極板帶正電，選項B正確。 答案　B