高中物理鲁科版选修32教师用书第2章 第1节 感应电流的方向 含答案.docx

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高中物理鲁科版选修32教师用书第2章第1节感应电流的方向含答案

——教学资料参考参考范本——

高中物理（鲁科版选修3-2）教师用书：

第2章第1节感应电流的方向含答案

______年______月______日

____________________部门

学习目标

知识脉络

1.通过实验探究感应电流的方向，理解楞次定律的内容．（重点）

2．理解右手定则与楞次定律的关系；能区别右手定则和左手定则．（重点、难点）

3．能从能量守恒的角度来理解楞次定律．

4．会应用楞次定律和右手定则解决有关问题．（重点）

探究感应电流的方向　楞次定律

1．实验探究

将螺线管与电流表组成闭合回路，分别将条形磁铁的N极、S极插入、抽出螺线管，如图2－1－1所示，记录感应电流方向．

甲　　　乙　　丙　　　　　　丁

图2－1－1

2．实验记录

（1）线圈内磁通量增加时的情况．

图号

磁场

方向

感应电流的

方向（俯视）

感应电流的

磁场方向

归纳总结

甲

向下

逆时针

向上

感应电流的磁

场阻碍磁通量的增加

丙

向上

顺时针

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

方向（俯视）

感应电流的

磁场方向

归纳总结

乙

向下

顺时针

向下

感应电流的磁场阻碍磁通量的减少

丁

向上

逆时针

向上

3.实验结论

当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反；当穿过螺线管的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同．

4．楞次定律

感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．（另一种表述：

感应电流引起的效果总是阻碍引起感应电流的原因）．

1．在楞次定律中，阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量本身．（√）

2．感应电流的磁场总是阻碍磁通量，与磁通量方向相反．（×）

3．感应电流的磁场可阻止原磁场的变化．（×）

感应电流的磁场方向与原磁场方向总是相反吗？

【提示】　不是，由上面的探究实验分析可知，当原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；当原磁通量减小时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同．可概括为“增反减同”．

图2－1－2

探讨1：

如图磁铁插入线圈时，线圈中磁通量怎样变化？

有感应电流吗？

【提示】　磁通量增加，有．

探讨2：

如图磁铁拔出线圈时，线圈中磁通量怎样变化？

两次感应电流方向相同吗？

【提示】　磁通量减少，相反．

对楞次定律的理解

1．因果关系

楞次定律反映了电磁感应现象中的因果关系，磁通量发生变化是原因，产生感应电流是结果，原因产生结果，结果反过来影响原因．

2．“阻碍”的几个层次

谁阻

碍谁

是感应电流的磁场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

当原磁场磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反；当原磁场磁通量减少时，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

3.楞次定律的另一类描述

感应电流的效果，总是要反抗产生感应电流的原因．具体原因不同，反抗的形式也有所不同，具体情况见下表

产生感应

电流的

原因

感应电流的效果

磁通量增加或减少

增反减同

Φ增加时，感应电流产生反向磁场

Φ减少时，感应电流产生同向磁场

磁体与回路

间的相对运动

来拒去留

磁体靠近时，感应电流利用磁场产生斥力

磁体远离时，感应电流利用磁场产生引力

回路发生形变

增缩减扩

回路面积增大时，感应电流利用所受安培力使面积缩小；回路面积减小时，感应电流利用所受安培力使面积扩大

通过线圈自身的

电流发生变化

增反减同

原电流增大时，感应电流与之反向

原电流减小时，感应电流与之同向

1.如图2－1－3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（　　）

图2－1－3

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

【解析】　一开始由下向上的磁通量在减少，由楞次定律可知感应电流方向是d→c→b→a→d；越过竖直位置后，反向穿过的磁通量增加，由楞次定律可知，感应电流方向不变，B对．

【答案】　B

2.如图2－1－4所示，一个N极朝下的条形磁铁竖直下落，恰能穿过水平放置的固定矩形导线框，则（　　）

图2－1－4

A．磁铁经过位置①时，线框中感应电流沿abcd方向；经过位置②时，沿adcb方向

B．磁铁经过位置①时，线框中感应电流沿adcb方向；经过位置②时，沿abcd方向

C．磁铁经过位置①和②时，线框中感应电流都沿abcd方向

D．磁铁经过位置①和②时，线框中感应电流都沿adcb方向

【解析】　当磁铁经过位置①时，穿过线框的磁通量向下且不断增加，由楞次定律可确定感应电流的磁场方向向上，阻碍磁通量的增加，根据安培定则可判定感应电流应沿abcd方向．同理可判定当磁铁经过位置②时，感应电流沿adcb方向．

【答案】　A

3．（多选）如图2－1－5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（　　）

【导学号：

05002027】

图2－1－5

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

【解析】　当磁铁向下运动时，闭合回路的磁通量增加，根据楞次定律可判断出P、Q将相互靠拢，故A正确，B错误；磁铁受向上的斥力，故磁铁的加速度小于g，所以C错误，D正确．

【答案】　AD

运用楞次定律判定感应电流方向的思路

右手定则

伸开右手，让拇指与其余四指在同一个平面内，使拇指与并拢的四指垂直；让磁感线垂直穿入手心，使拇指指向导体运动的方向，其余四指所指的方向就是感应电流的方向．

1．通过右手定则可判定感应电流或感应电动势的方向．（√）

2．右手定则适用于判定闭合导体回路中的部分导线切割磁感线运动产生感应电流的方向．（√）

3．产生感应电动势的那部分导体，相当于电源，感应电动势的方向从高电势指向低电势．（×）

楞次定律与右手定则在使用范围上有什么区别？

【提示】　楞次定律适用于一切电磁感应现象，而右手定则只适用于导体切割磁感线的情况．

　如图2－1－6所示，导体棒ab向右做切割磁感线运动．

图2－1－6

探讨1：

根据楞次定律判断导体棒ab中的电流方向？

【提示】　b→a

探讨2：

能否找到一种更简单的方法来判断闭合回路中部分导体切割磁感线产生的电流的方向呢？

（提示：

研究电流I的方向、原磁场B的方向、导体棒运动的速度v的方向三者之间的关系）

【提示】　右手定则

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的电磁感应现象较方便

联系

右手定则是楞次定律的特例

4.如图2－1－7所示，匀强磁场与圆形导体环平面垂直，导体ef与环接触良好，当ef向右匀速运动时（　　）

A．圆环中磁通量不变，环中无感应电流产生

B．整个环中有顺时针方向的电流

C．整个环中有逆时针方向的电流

D．环的右侧有逆时针方向的电流，环的左侧有顺时针方向的电流

图2－1－7

【解析】　导体ef向右切割磁感线，由右手定则可判断导体ef中感应电流由e→f.而导体ef分别与导体环的左右两部分构成两个闭合回路，故环的右侧有逆时针方向的电流，环的左侧有顺时针方向的电流．

【答案】　D

5．下图表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景，其中能产生由a到b的感应电流的是（　　）

【解析】　判断导体切割磁感线产生的感应电流方向时，可以用右手定则，也可以用楞次定律．A中电流方向由a→b，B中电流方向由b→a，C中电流沿a→c→b→a方向，D中电流方向由b→a.

【答案】　A

6．（多选）在北半球地磁场的竖直分量向下，飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变．由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差，设飞行员左方机翼末端处的电势为U1，右方机翼末端处的电势为U2，则（　　）

【导学号：

05002028】

A．若飞机从西往东飞，U1比U2高

B．若飞机从东往西飞，U2比U1高

C．若飞机从南往北飞，U1比U2高

D．若飞机从北往南飞，U2比U1高

【解析】　我国地处北半球，地磁场有竖直向下的分量，用右手定则判断无论机翼向哪个水平方向切割磁感线，机翼中均产生自右向左的感应电动势，左侧电势高于右侧．

【答案】　AC

右手定则的应用

（1）右手定则只适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动的情况，导体不运动不能应用．

（2）右手定则判定导体切割磁感线产生的感应电动势时，四指的指向由低电势指向高电势．