【物理】2018届一轮复习人教版电磁感应楞次定律教案 4页

第 40 讲 电磁感应 楞次定律 【教学目标】 1.知道电磁感应现象产生的条件. 2.理解磁通量及磁通量变化的含义，并能计算. 3.掌握楞次定律和右手定则的应用，并能判断感应电流的方向及相关导体的运动方 向． 【教学过程】 ★重难点一、对电磁感应现象的理解★ 1．磁通量发生变化的三种常见情况 (1)磁场强弱不变，回路面积改变； (2)回路面积不变，磁场强弱改变； (3)回路面积和磁场强弱均不变，但二者的相对位置发生改变。 2．判断感应电流的流程 (1)确定研究的回路。 (2)弄清楚回路内的磁场分布，并确定该回路的磁通量Φ。 (3) 回路闭合，有感应电流 不闭合，无感应电流，但有感应电动势 【典型例题】在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是 ( ) A．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化 B．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化 C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻 房间去观察电流表的变化 D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察 电流表的变化 【答案】D 【解析】只形成闭合回路，回路中的磁通量不变化，不会产生感应电流，A、B、C 错误； 给线圈通电或断电瞬间，通过闭合回路的磁通量变化，会产生感应电流，能观察到电流表的 变化，D 正确。 ★重难点二、应用楞次定律判断感应电流的方向★ 1．楞次定律中“阻碍”的含义 2．判断感应电流方向的两种方法 方法一 用楞次定律判断 方法二 用右手定则判断 该方法适用于切割磁感线产生的感应电流。判断时注意掌心、拇指、四指的方向： (1)掌心——磁感线垂直穿入； (2)拇指——指向导体运动的方向； (3)四指——指向感应电流的方向。 3.一定律、三定则的综合应用 （1）规律比较 名称 基本现象 因果关系 应用的定则或定律 电流的磁效应 运动电荷、电流产生磁场 因电生磁 安培定则 洛伦兹力、安培力 磁场对运动电荷、电流有作用力 因电受力 左手定则 电磁感应 部分导体做切割磁感线运动 因动生电 右手定则 闭合回路磁通量变化 因磁生电 楞次定律 （2）相互联系 ①应用楞次定律时，一般要用到安培定则。 ②研究感应电流受到的安培力，一般先用右手定则确定电流方向，再用左手定则确定安培力 的方向，有时也可以直接应用楞次定律的推论确定。 （3）左、右手定则巧区分 (1)右手定则与左手定则的区别：抓住“因果关系”才能无误，“因动而电”——用右手；“因电 而动”——用左手。 (2)使用中左手定则和右手定则很容易混淆，为了便于区分，可把两个定则简单地总结为“通 电受力用左手，运动生电用右手”。“力”的最后一笔“丿”方向向左，用左手；“电”的最后一 笔“乚”方向向右，用右手。 【典型例题】(多选) 如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒 PQ、 MN，当 PQ 在外力作用下运动时，MN 在磁场力作用下向右运动，则 PQ 所做的运动可能是 A．向右加速运动 B．向左加速运动 C．向右减速运动 D．向左减速运动 【审题指导】 ①左侧线框的作用是什么？ ②PQ 棒是因动而电用右手定则 ③MN 棒是因电而动用左手定则 【答案】 BC 【解析】 MN 向右运动，说明 MN 受到向右的安培力，因为 ab 在 MN 处的磁场垂直纸面向 里 ――→ 左手定则MN 中的感应电流由 M→N ――→ 安培定则L1 中感应电流的磁场方向向上 ――→ 楞次定律 ；若 L2 中磁场方向向上减弱 ――→ 安培定则PQ 中电流 为 Q→P 且减小 ――→ 右手定则向右减速运动；若 L2 中磁场方向向下增强 ――→ 安培定则PQ 中电流为 P→Q 且增大 ――→ 右手定则向左加速运动。 ★重难点三、楞次定律的综合应用★ 电磁感应现象中因果相对的关系恰好反映了自然界的这种对立统一规律，对楞次定律中“阻 碍”的含义可以推广为感应电流的“效果”总是阻碍产生感应电流的原因，可由以下四种方式 呈现： (1)阻碍原磁通量的变化，即“增反减同”。 (2)阻碍相对运动，即“来拒去留”。 (3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势，即“增缩减扩”。 (4)阻碍原电流的变化(自感现象)，即“增反减同”。 【典型例题】 (多选)如图所示，光滑固定的金属导轨 M、N 水平放置，两根导体棒 P、Q 平 行放置在导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时 A．P、Q 将相互靠拢 B．P、Q 将相互远离 C．磁铁的加速度仍为 g D．磁铁的加速度小于 g 【答案】 AD 【解析】 解法一 设磁铁下端为 N 极，如图所示，根据楞次定律可判断出 P、Q 中的感应 电流方向，根据左手定则可判断 P、Q 所受安培力的方向。可见，P、Q 将互相靠拢。由于 回路所受安培力的合力向下，由牛顿第三定律，磁铁将受到向上的反作用力，从而加速度小 于 g。当磁铁下端为 S 极时，根据类似的分析可得到相同的结果，所以，本题应选 A、D。 解法二 根据楞次定律的另一种表述——感应电流的效果，总要反抗产生感应电流的原因。 本题中“原因”是回路中磁通量的增加，归根结底是磁铁靠近回路，“效果”便是阻碍磁通 量的增加和磁铁的靠近。所以，P、Q 将互相靠近且磁铁的加速度小于 g，应选 A、D。