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- 2021-05-26 发布
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第4章 第三节
楞次定律
课标定位
学习目标:1.深刻理解楞次定律的内容.
2.理解楞次定律与能量之间的关系.
3.会用右手定则及楞次定律解答有关问题.
重点难点:1.引导学生对演示实验进行观察、分
析、归纳、总结得出楞次定律.
2.理解定律中“阻碍”原磁场磁通量的增加或
减小的含义.
3.应用楞次定律判断感应电流方向.
核心要点突破
课堂互动讲练
知能优化训练
第
三
节
楞
次
定
律
课前自主学案
课前自主学案
一、探究感应电流的方向
1.实验探究
将螺线管与电流计组成闭合回路,分别将N极、
S极插入、抽出线圈,如图4-3-1所示,记录感
应电流方向如下:
图4-3-1
2.现象分析
(1)线圈内磁通量增加时的情况
图号 磁场方向 感应电流
方向
感应电流的磁
场方向
甲 _____ 逆时针
(俯视) _____
乙 _____ 顺时针
(俯视) _____
向下
向上
向上
向下
(2)线圈内磁通量减少时的情况
图号 磁场方向 感应电流的
方向
感应电流的磁
场方向
丙 _____ 顺时针
(俯视) _____
丁 _____ 逆时针
(俯视) _____
向下
向上
向下
向上
3.归纳结论
当线圈内磁通量增加时,感应电流的磁场______磁
通量的增加;当线圈内磁通量减少时,感应电流的
磁场______磁通量的减少.
说明:实验前应首先查明线圈中电流的流向与电流
表指针偏转方向之间的关系.
二、楞次定律
1834年,物理学家楞次归纳出以下结论:
感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要
______引起感应电流的磁通量的______.
阻碍
阻碍
阻碍 变化
三、右手定则
1.适用范围:适用于闭合电路部分导体切割磁感
线产生感应电流的情况.
2.内容:伸出右手,使拇指与其余四个手指_____,
并且都与手掌在同一个平面内,让磁感线从掌心进
入,并使拇指指向________________,这时四指所
指的方向就是__________的方向.
垂直
导线运动的方向
感应电流
核心要点突破
一、对楞次定律的理解
1.因果关系:闭合导体回路中磁通量的变化是因,
产生感应电流是果;原因产生结果,结果又反过来
影响原因.
2.“阻碍”的含义
谁阻
碍谁
是感应电流的磁通量阻碍引起感应电流的
磁场(原磁场)的磁通量的变化
阻碍
什么 阻碍的是磁通量的变化,而不是阻碍磁通量本身
如何
阻碍
当磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场
的方向相反;当磁通量减少时,感应电流的磁场
方向与原磁场的方向相同,即“增反减同”
结果
如何
阻碍并不是阻止,只是延缓了磁通量的变化快慢,
这种变化将继续进行
特别提醒:“阻碍”的实质,是实现了其他形式
的能向电能的转化,这和能的转化与守恒相吻合.
如果不是“阻碍”,将违背能量守恒,可以得出
总能量同时增加的错误结论.
3.应用楞次定律的思路
(1)明确研究的是哪一个闭合电路.
(2)明确原磁场的方向.
(3)判断闭合回路内原磁场的磁通量是增加还是减少.
(4)由“增反减同”判断感应电流的磁场方向.
(5)由安培定则判断感应电流的方向.
4.楞次定律含义的推广
(1)若由于相对运动导致电磁感应现象,则感应电流
的效果阻碍该相对运动,简称口诀:“来拒去留”.
(2)若电磁感应致使回路的面积有收缩或扩张的趋势,
则收缩或扩张是为了阻碍回路磁通量的变化,即磁
通量增大时,面积有收缩趋势,磁通量减少时,面
积有增大趋势,简称口诀:“增缩减扩”.
特别提醒:判断回路面积的变化趋势时,若穿过闭
合回路的磁感线皆朝同一方向,既可由一般步骤判
断,也可根据楞次定律的推广含义判断,若闭合回
路所围面积内存在两个方向的磁场,则不宜采用楞
次定律的推广含义判断、应根据一般步骤判断.
即时应用(即时突破,小试牛刀)
1.(2011年哈尔滨高二检测)关于对楞次定律的理
解,下面说法中正确的是( )
A.感应电流的方向总是要使它的磁场阻碍原来的
磁通量的变化
B.感应电流的磁场方向,总是跟原磁场方向相同
C.感应电流的磁场方向,总是跟原磁场方向相反
D.感应电流的磁场方向可以跟原磁场方向相同,
也可以相反
解析:选AD.根据楞次定律,感应电流的磁场阻
碍原磁场的磁通量的变化,A项正确;感应电流
的磁场方向在磁通量增加时与原磁场方向相反,
在磁通量减小时与原磁场方向相同,B、C项错
误,D正确.
二、楞次定律与右手定则的区别及联系
楞次定律 右手定则
区
别
研究
对象 整个闭合回路
闭合回路的一部分,
即做切割磁感线运动
的导体
适用
范围 各种电磁感应现象
只适用于导体在磁场
中做切割磁感线运动
的情况
应用
用于磁感应强度B随时
间变化而产生的电磁感
应现象较方便
用于导体切割磁感线
产生电磁感应的现象
较方便
联系 右手定则是楞次定律的特例
特别提醒:(1)楞次定律判断的电流方向也是电路中
感应电动势的方向,右手定则判断的电流方向也是
做切割磁感线运动的导体上感应电动势的方向.若
电路是开路,可假设电路闭合,应用楞次定律或右
手定则确定电路中假想电流的方向即为感应电动势
的方向.
(2)在分析电磁感应现象中电势高低时,一定要明确
产生感应电动势的那部分电路就是电源.在电源内
部,电流方向从低电势处流向高电势处.
2.如图4-3-2所示,一个有界匀强磁场区域,磁
场方向垂直纸面向外.一个矩形闭合导线框abcd沿
纸面由位置1(左)匀速运动到位置2.则( )
A.导线框进入磁场时,感应电
流方向为a→b→c→d→a
B.导线框离开磁场时,感应电
流方向为a→d→c→b→a
图4-3-2
C.导线框离开磁场时,受到的安培力方向水平向右
D.导线框进入磁场时,受到的安培力方向水平向左
解析:选D.导线框进入磁场时,cd边切割磁感线,由
右手定则可知,电流方向沿a→d→c→b→a,这时cd
边受到的安培力由左手定则可判断其受力方向水平向
左,A错、D对;在导线框离开磁场时,ab边处于磁
场中且在做切割磁感线运动,同样用右手定则和左手
定则可以判断电流方向为a→b→c→d→a,这时安培
力的方向仍然水平向左,B、C错.
如图4-3-3所示,在磁感应强度大小为B、
方向竖直向上的匀强磁场中,有一质量为m、阻值
为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂
在O点,并可绕O点摆动.金属线框从右侧某一位
置由静止开始释放,在摆动到左侧最高点的过程中,
细杆和金属线框平面始终处于同一平面,且垂直纸
面.则线框中感应电流的方向是( )
课堂互动讲练
楞次定律的应用
A.a→b→c→d→a
B.d→c→b→a→d
C.先是d→c→b→a→d,后是a→b→c→d→a
D.先是a→b→c→d→a,后是d→c→b→a→d
图4-3-3
【精讲精析】 线框从右侧开始由静止释放,穿过
线框平面的磁通量逐渐减少,由楞次定律可得感应
电流的方向为d→c→b→a→d;过O点纵轴继续向
左摆动过程中.穿过线框平面的磁通量逐渐增大,
由楞次定律可得感应电流的方向仍为
d→c→b→a→d,故B选项正确.
【答案】 B
【规律总结】 应用楞次定律判断感应电流方向的
关键是确定原磁场的方向及其磁通量的变化.四个
步骤可灵活运用,可以逆过来根据感应电流的方向
确定引起感应电流的原因.
变式训练1 如图4-3-4所示,当磁铁运动时,
流过电阻的电流由A经R到B,则磁铁的运动可能
是( )
A.向下运动
B.向上运动
C.向左平移
D.向右平移 图4-3-4
解析:选BCD.用已知的结论应用楞次定律逆向推
断产生感应电流的原因.(1)由感应电流方向A→R
→B,应用安培定则知感应电流在螺线管内产生的
磁场方向向下;(2)由楞次定律判断得螺线管内的磁
通量变化应是向下的减小或向上的增加;(3)由条形
磁铁的磁感线分布知螺线管内原磁场方向是向下的,
故应是磁通量减小,磁铁向上运动、向左或向右平
移都会导致通过螺线管内向下的磁通量减小.
如图4-3-5所示,当磁铁突然向铜环运
动时,铜环的运动情况是( )
A.向右运动
B.向左运动
C.静止不动
D.不能判定
利用楞次定律判断导体的运动情况
图4-3-5
【精讲精析】 法一:阻碍相对运动法.
产生磁场的物体与闭合线圈之间的相互作用力可概
括为四个字“来拒去留”.磁铁向右运动时,铜环
产生的感应电流总是阻碍导体间的相对运动,则磁
铁和铜环间有排斥作用.故A正确.
法二:电流元受力分析法.
如图4-3-6所示,当磁铁向环运动时,由楞次定
律判断出铜环的感应电流方向,把铜环的电流等效
为多段直线电流元,取上、下两小段电流元进行研
究,由左手定则判断出两段电流元的受力,由此可
判断整个铜环所受合力向右.故A选项正确.
图4-3-6 图4-3-7
法三:等效法.
如图4-3-7所示,磁铁向右运动,使铜环产生的
感应电流可等效为条形磁铁,而两磁铁有排斥作用.
故A正确.
【答案】 A
【规律总结】 本例列出了判断感应电流受力及其
运动方向的方法,并进一步从多个角度深刻理解楞
次定律中阻碍的含义,虽然方法不同,但本质都是
楞次定律,只有领会其精髓,才能运用它进行正确
的判断.深刻理解楞次定律中“阻碍”的含义是灵
活运用楞次定律进行分析判断的前提.
变式训练2 如图4-3-8所示,光滑固定导轨M、
N水平放置,两根导体棒P、Q平行放置于导轨上,
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 图4-3-8
解析:选AD.条形磁铁接近回路的过程中,磁通量
增大,由“阻碍”的含义可知,P、Q相互靠拢,
阻碍磁通量增大,排斥磁铁,阻碍其靠近,故正确
选项为A、D.
如图4-3-9所示装置中,L1、L2为闭合铁
芯,cd杆原来静止.当ab 杆做如下哪些运动时,
cd杆将向右移动( )
A.向右匀速运动
B.向右加速运动
C.向左加速运动
D.向左减速运动
楞次定律、右手定则、左手定则的综合
应用
图4-3-9
【自主解答】 ab匀速运动时,ab中感应电流恒
定,L1中磁通量不变,穿过L2的磁通量不变,L2
中无感应电流产生,cd保持静止,A不正确;ab
向右加速运动时,L2中的磁通量向下增大,L2中
感应电流产生的磁场方向向上,故通过cd的电流
方向向下,cd向右移动,B正确;同理得C不正确,
D正确.
【答案】 BD
【规律总结】 对于“二级感应”问题,可参考
如下规律:ab棒向右匀加速、向左匀减速运动,
cd中电流方向相同;ab棒向右匀减速、向左匀加
速运动,cd中电流方向相同.但这两种情况中cd
电流方向相反.
变式训练3 如图4-3-10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 图4-3-10
解析:选BC.设PQ向右运动,用右手定则和安培
定则判定可知穿过L1的磁感线从下至上,若PQ向
右加速运动,则穿过的磁通量增加,用楞次定律
判定可知,感应电流从N流向M,用左手定则判
定可知MN是向左运动,可见A不正确.若PQ向
右减速运动,则穿过L1的磁通量减少,用楞次定
律判定可知感应电流从M流向N,用左手定则判
定可知MN是向右运动,可见C正确.同理,设
PQ向左运动,用上述类似方法可判定B正确而D
错误.本题应选B、C.
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