人教版(新教材)高中物理選擇性必修第二冊PAGEPAGE12.1課時2楞次定律〖學習目標〗能運用楞次定律判斷感應電流的方向，解答有關問題。理解楞次定律是能量守恒定律在電磁感應現象中的反映。掌握右手定則；認識右手定則是楞次定律的一種具體表現形式能運用右手定則判斷因導體做切割磁感線運動而產生的感應電流的方向。〖知識梳理〗知識點一、楞次定律內容：感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化。對楞次定律的進一步理解引起感應電流的磁通量是指原磁通量?！白璧K”并不一定是相反，“阻礙”的是磁通量的變化。“阻礙”也不是“阻止”，而是延緩了磁通量的變化過程。楞次定律是能量守恒定律在電磁感應現象中的具體體現。因果關系：閉合回路中磁通量的變化是因，產生感應電流是果；原因產生結果，結果又反過來影響原因。楞次定律中“阻礙”的幾個層次（6）阻礙的幾種表現①阻礙原磁通量的變化——“增反減同”。②阻礙(導體的)相對運動——“來拒去留”。③回路面積有增大或減小的趨勢來反抗磁通量的變化。應用楞次定律解題的一般步驟（1）確定原磁場的方向。（2）判定產生感應電流的磁通量如何變化(增加還是減少)。（3）根據楞次定律確定感應電流的磁場方向(增反減同)。（4）判定感應電流的方向。該步驟也可以簡單地描述為“一原二變三感四螺旋”，一原——確定原磁場的方向；二變——確定磁通量是增加還是減少；三感——判斷感應電流的磁場方向；四螺旋——用右手螺旋定則判斷感應電流的方向。4、楞次定律的適用范圍滿足能量守恒的條件下，磁生電的問題。知識點二、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;讓磁感線從掌心進入,并使拇指指向導線運動的方向,這時四指所指的方向就是感應電流的方向。適用范圍：閉合電路一部分導體切割磁感線產生感應電流?！肌狐c石成金』〗右手定則、楞次定律、安培定則、左手定則的應用比較比較項目右手定則楞次定律安培定則左手定則適用范圍導體切割磁感線:速度方向、磁場方向、感應電流方向三者互判回路中磁通量變化產生感應電流時,原磁場方向、感應電流磁場方向互判通電導線、圓環產生磁場時,磁場方向、電流方向互判通電導線所受安培力:安培力方向、電流方向、磁場方向三者互判因果關系因動而生電因磁而生電因電而生磁因電而受力應用實例發電機變壓器電磁繼電器電動機、磁電式儀表特別提醒（1）判斷感應電流方向時可根據具體情況選取楞次定律或右手定則；（2）區分右手定則和安培定則：右手定則判斷電流的方向；安培定則判斷電流產生磁場的方向。電磁感應現象中導體運動問題的分析方法：（1）確定所研究的閉合電路；（2）明確閉合電路所包圍的區域磁場的方向及磁場的變化情況；（3）確定穿過閉合電路的磁通量的變化或導體是否切割磁感線；（4）根據楞次定律或右手定則判定感應電流的方向；（5）根據左手定則或“來拒去留”“增反減擴”等判斷導體所受安培力及運動的方向。楞次定律判斷導體運動問題的應用技巧，在電磁感應中判斷導體的運動常有以下兩種方法：（1）程序法：首先根據楞次定律判斷出感應電流的方向；然后根據感應電流處原磁場分布情況，運用左手定則判斷出導體所受的安培力方向，最終確定導體的運動情況。（2）楞次定律廣泛含義法：感應電流的效果總是要反抗產生感應電流的原因，表現為①阻礙導體的相對運動（來拒去留）；②通過改變線圈面積來“反抗”（擴大或縮小）。兩種方法中，后一種要靈活快速準確?！嫉淅觥嚼?.如圖所示的電路中，A1和A2是兩個相同的燈泡，線圈L自感系數足夠大，電阻可以忽略不計。下列說法中正確的是（）A.

合上開關S時，A2先亮，A1后亮，最后一樣亮

B.

合上開關S時，A1和A2同時亮

C.

斷開開關S時，A2閃亮一下再熄滅

D.

斷開開關S時，流過A2的電流方向向右例2.兩圓環A、B置于同一水平面上，其中A為均勻帶正電的絕緣環，B為導體環，當A以如圖所示的方向繞中心轉動的角速度發生變化時，B中產生的感應電流有（）A.

A的轉速減小，B中產生逆時針方向的電流

B.

A的轉速增大，B中產生順時針方向的電流

C.

A的轉速增大，B中產生逆時針方向的電流

D.

無法判斷B中產生的感應電流例3.現代科學研究中常要用到高速電子，電子感應加速器就是利用感生電場使電子加速的設備。它的基本原理如圖甲所示，上、下為電磁體的兩個磁極，磁極之間有一個環形真空室。圖乙為真空室的俯視圖，電子在真空室中做圓周運動。電磁體線圈中電流可以變化，產生感生電場使電子加速。某時刻電磁體線圈中電流如圖所示，電子逆時針方向運動。下列說法中正確的是（）A.

此時真空室中磁場方向由上向下B.

感生電場對電子的作用力給電子提供向心力

C.

電子做圓周運動的向心加速度大小始終不變D.

為使電子加速，圖中電流應該由小變大〖課堂練習〗1.如圖所示，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，保持bc邊在紙外，ad邊在紙內，從圖中位置Ⅰ經過位置Ⅱ到達位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ.在這個過程中，線圈中感應電流（

）A.

沿abcd流動

B.

沿dcba流動

C.

由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流動，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流動

D.

由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流動，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流動2.如圖所示，將條形磁鐵從相同的高度分別以速度v和2v插入線圈，電流表指針偏轉角度較大的是（

）A.

以速度v插入

B.

以速度2v插入

C.

一樣大

D.

不能確定3.A為水平放置的膠木圓盤，在其側面均勻分布著負電荷，在A的正上方用絕緣絲線懸掛一個金屬圓環B，使B的環面水平且與圓盤面平行，其軸線與膠木盤A的軸線OO′重合，如圖所示．現使膠木盤A由靜止開始繞其軸線OO′按箭頭所示方向加速轉動，則（

）A.

金屬環B的感應電流方向與箭頭所示方向相同，絲線受到的拉力減小

B.

金屬環B的感應電流方向與箭頭所示方向相同，絲線受到的拉力增大

C.

金屬環B的感應電流方向與箭頭所示方向相反，絲線受到的拉力減小

D.

金屬環B的感應電流方向與箭頭所示方向相反，絲線受到的拉力增大4.如圖所示，在垂直于紙面足夠大范圍內的勻強磁場中，有一個矩形線圈abcd，線圈平面與磁場垂直，O1O2是線圈的對稱軸。應使線圈怎樣運動才能使其中產生感應電流（

）A.

向左或向右平動

B.

向上或向下平動

C.

垂直于紙面向里平動

D.

繞O1O2轉動5.老師做了一個物理小實驗讓學生觀察：一輕質橫桿兩側各固定一金屬環，橫桿繞中心點自由轉動，老師拿一條形磁鐵插向其中一個小環，后又取出插向另一個小環，同學們看到的現象是（

）A.磁鐵插向左環，橫桿發生轉動，從上方向下看，橫桿順時針轉動；

B.磁鐵插向右環，橫桿發生轉動，從上方向下看，橫桿逆時針轉動；

C.無論磁鐵插向左環還是右環，橫桿都不發生轉動；

D.無論磁鐵插向左環還是右環，橫桿都發生轉動。

▁▃▅▇█參*考*答*案█▇▅▃▁例1.〖答案〗A〖解析〗AB．合上開關S時，燈A2立即發光。通過線圈L的電流增大，穿過線圈的磁通量增大，根據楞次定律線圈產生的感應電動勢與原來電流方向相反，阻礙電流的增大，電路的電流只能逐漸增大，燈A1逐漸亮起來。當電流逐漸穩定時，線圈不產生感應電動勢，通過兩燈的電流相等，亮度相同，A符合題意，B不符合題意；CD．穩定后斷開開關S時，由于自感，線圈中的電流只能慢慢減小，其相當于電源，線圈L、燈A2與燈A1構成閉合回路放電，兩燈都過一會兒熄滅，由于兩燈泡完全相同，線圈的電阻又不計，則燈A2不會出現閃亮一下,且流過燈A2的電流方向向左,CD不符合題意。例2.〖答案〗C〖解析〗AD．若A的轉速減小，因A為均勻帶正電的絕緣環，依據右手螺旋定則，原磁場向里，且大小減小，由楞次定律可知，B導體環中感應電流產生的內部磁場向里，由右手螺旋定則可知，B導體環中感應電流為順時針方向，AD不符合題意；BC．若A的轉速增大，因A為均勻帶正電的絕緣環，依據右手螺旋定則，原磁場向里，且大小增大，由楞次定律可知，B導體環中感應電流產生的內部磁場向外，由右手螺旋定則可知，B導體環中感應電流為逆時針方向，B不符合題意，C符合題意。例3.〖答案〗D〖解析〗A．根據圖中電流，結合右手螺旋定則可知，真空室中磁場方向由下向上，A不符合題意；B．由于電磁體線圈中電流可以變化，可在真空室中產生感應磁場，電子在洛倫茲力的作用下做圓周運動，B不符合題意；C．由于感生電場使電子加速，電子的速度變大，所以電子運動的向心加速度大小會發生變化，C不符合題意；D．電磁體線圈中電流變大，產生的磁感應強度變大，由楞次定律可知，進而產生的感應電場強度變大，使得電子的速度變大，D符合題意?！颊n堂練習〗1.〖答案〗A〖解析〗由條形磁鐵的磁場分布情況可知，線圈在位置Ⅱ時穿過矩形閉合線圈的磁通量最少．線圈從位置Ⅰ到Ⅱ，穿過abcd自下而上的磁通量減少，感應電流的磁場阻礙其減少，則在線框中產生的感應電流的方向為abcd，線圈從位置Ⅱ到Ⅲ，穿過abcd自上而下的磁通量在增加，感應電流的磁場阻礙其增加，由楞次定律可知感應電流的方向仍然是abcd.。2.〖答案〗B〖解析〗根據法拉第電磁感應定律，磁通量變化越快，感應電動勢越大，回路的感應電流也會越大，所以將條形磁鐵以較大的速度插入線圈時，電流表指針偏轉角度較大，B符合題意，ACD不符合題意。3.〖答案〗A〖解析〗膠木盤A由靜止開始繞其軸線OO′按箭頭所示方向加速轉動，形成環形電流，環形電流的大小增大，根據右手螺旋定則知，通過B線圈的磁通量向下，且增大，根據楞次定律可知，金屬環B的感應電流方向與箭頭所示方向相同；根據楞次定律的另一種表述，引起的機械效果阻礙磁通量的增大，知金屬環的面積有縮小的趨勢，且有向上的運動趨勢，所以絲線的拉力減小，A符合題意，BCD不符合題意。4.〖答案〗D〖解析〗ABC．由題可知該磁場是勻強磁場，線圈的磁通量為：Φ=BS，S為垂直于磁場的有效面積，無論線圈向左或向右平動，還是向上或向下平動，或者垂直于紙面向里平動，線圈始終與磁場垂直，有效面積不變，因此磁通量一直不變，所以無感應電流產生，ABC不符合題意；D．當線圈繞O1O2軸轉動時，在轉動過程中，線圈與磁場垂直的有效面積在不斷變化，因此磁通量發生變化，故有感應電流產生，D符合題意。5.〖答案〗B〖解析〗左環不閉合，磁鐵插向左環時，不產生感應電流，環不受力，橫桿不轉動；右環閉合，磁鐵插向右環時，環內產生感應電流，環受到磁場的作用，橫桿轉動，根據“來拒去留”可知，從上方向下看，橫桿逆時針轉動。2.1課時2楞次定律〖學習目標〗能運用楞次定律判斷感應電流的方向，解答有關問題。理解楞次定律是能量守恒定律在電磁感應現象中的反映。掌握右手定則；認識右手定則是楞次定律的一種具體表現形式能運用右手定則判斷因導體做切割磁感線運動而產生的感應電流的方向?！贾R梳理〗知識點一、楞次定律內容：感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化。對楞次定律的進一步理解引起感應電流的磁通量是指原磁通量?！白璧K”并不一定是相反，“阻礙”的是磁通量的變化?！白璧K”也不是“阻止”，而是延緩了磁通量的變化過程。楞次定律是能量守恒定律在電磁感應現象中的具體體現。因果關系：閉合回路中磁通量的變化是因，產生感應電流是果；原因產生結果，結果又反過來影響原因。楞次定律中“阻礙”的幾個層次（6）阻礙的幾種表現①阻礙原磁通量的變化——“增反減同”。②阻礙(導體的)相對運動——“來拒去留”。③回路面積有增大或減小的趨勢來反抗磁通量的變化。應用楞次定律解題的一般步驟（1）確定原磁場的方向。（2）判定產生感應電流的磁通量如何變化(增加還是減少)。（3）根據楞次定律確定感應電流的磁場方向(增反減同)。（4）判定感應電流的方向。該步驟也可以簡單地描述為“一原二變三感四螺旋”，一原——確定原磁場的方向；二變——確定磁通量是增加還是減少；三感——判斷感應電流的磁場方向；四螺旋——用右手螺旋定則判斷感應電流的方向。4、楞次定律的適用范圍滿足能量守恒的條件下，磁生電的問題。知識點二、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;讓磁感線從掌心進入,并使拇指指向導線運動的方向,這時四指所指的方向就是感應電流的方向。適用范圍：閉合電路一部分導體切割磁感線產生感應電流?！肌狐c石成金』〗右手定則、楞次定律、安培定則、左手定則的應用比較比較項目右手定則楞次定律安培定則左手定則適用范圍導體切割磁感線:速度方向、磁場方向、感應電流方向三者互判回路中磁通量變化產生感應電流時,原磁場方向、感應電流磁場方向互判通電導線、圓環產生磁場時,磁場方向、電流方向互判通電導線所受安培力:安培力方向、電流方向、磁場方向三者互判因果關系因動而生電因磁而生電因電而生磁因電而受力應用實例發電機變壓器電磁繼電器電動機、磁電式儀表特別提醒（1）判斷感應電流方向時可根據具體情況選取楞次定律或右手定則；（2）區分右手定則和安培定則：右手定則判斷電流的方向；安培定則判斷電流產生磁場的方向。電磁感應現象中導體運動問題的分析方法：（1）確定所研究的閉合電路；（2）明確閉合電路所包圍的區域磁場的方向及磁場的變化情況；（3）確定穿過閉合電路的磁通量的變化或導體是否切割磁感線；（4）根據楞次定律或右手定則判定感應電流的方向；（5）根據左手定則或“來拒去留”“增反減擴”等判斷導體所受安培力及運動的方向。楞次定律判斷導體運動問題的應用技巧，在電磁感應中判斷導體的運動常有以下兩種方法：（1）程序法：首先根據楞次定律判斷出感應電流的方向；然后根據感應電流處原磁場分布情況，運用左手定則判斷出導體所受的安培力方向，最終確定導體的運動情況。（2）楞次定律廣泛含義法：感應電流的效果總是要反抗產生感應電流的原因，表現為①阻礙導體的相對運動（來拒去留）；②通過改變線圈面積來“反抗”（擴大或縮小）。兩種方法中，后一種要靈活快速準確?！嫉淅觥嚼?.如圖所示的電路中，A1和A2是兩個相同的燈泡，線圈L自感系數足夠大，電阻可以忽略不計。下列說法中正確的是（）A.

合上開關S時，A2先亮，A1后亮，最后一樣亮

B.

合上開關S時，A1和A2同時亮

C.

斷開開關S時，A2閃亮一下再熄滅

D.

斷開開關S時，流過A2的電流方向向右例2.兩圓環A、B置于同一水平面上，其中A為均勻帶正電的絕緣環，B為導體環，當A以如圖所示的方向繞中心轉動的角速度發生變化時，B中產生的感應電流有（）A.

A的轉速減小，B中產生逆時針方向的電流

B.

A的轉速增大，B中產生順時針方向的電流

C.

A的轉速增大，B中產生逆時針方向的電流

D.

無法判斷B中產生的感應電流例3.現代科學研究中常要用到高速電子，電子感應加速器就是利用感生電場使電子加速的設備。它的基本原理如圖甲所示，上、下為電磁體的兩個磁極，磁極之間有一個環形真空室。圖乙為真空室的俯視圖，電子在真空室中做圓周運動。電磁體線圈中電流可以變化，產生感生電場使電子加速。某時刻電磁體線圈中電流如圖所示，電子逆時針方向運動。下列說法中正確的是（）A.

此時真空室中磁場方向由上向下B.

感生電場對電子的作用力給電子提供向心力

C.

電子做圓周運動的向心加速度大小始終不變D.

為使電子加速，圖中電流應該由小變大〖課堂練習〗1.如圖所示，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，保持bc邊在紙外，ad邊在紙內，從圖中位置Ⅰ經過位置Ⅱ到達位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ.在這個過程中，線圈中感應電流（

）A.

沿abcd流動

B.

沿dcba流動

C.

由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流動，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流動

D.

由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流動，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流動2.如圖所示，將條形磁鐵從相同的高度分別以速度v和2v插入線圈，電流表指針偏轉角度較大的是（

）A.

以速度v插入

B.

以速度2v插入

C.

一樣大

D.

不能確定3.A為水平放置的膠木圓盤，在其側面均勻分布著負電荷，在A的正上方用絕緣絲線懸掛一個金屬圓環B，使B的環面水平且與圓盤面平行，其軸線與膠木盤A的軸線OO′重合，如圖所示．現使膠木盤A由靜止開始繞其軸線OO′按箭頭所示方向加速轉動，則（

）A.

金屬環B的感應電流方向與箭頭所示方向相同，絲線受到的拉力減小

B.

金屬環B的感應電流方向與箭頭所示方向相同，絲線受到的拉力增大

C.

金屬環B的感應電流方向與箭頭所示方向相反，絲線受到的拉力減小

D.

金屬環B的感應電流方向與箭頭所示方向相反，絲線受到的拉力增大4.如圖所示，在垂直于紙面足夠大范圍內的勻強磁場中，有一個矩形線圈abcd，線圈平面與磁場垂直，O1O2是線圈的對稱軸。應使線圈怎樣運動才能使其中產生感應電流（

）A.

向左或向右平動

B.

向上或向下平動

C.

垂直于紙面向里平動

D.

繞O1O2轉動5.老師做了一個物理小實驗讓學生觀察：一輕質橫桿兩側各固定一金屬環，橫桿繞中心點自由轉動，老師拿一條形磁鐵插向其中一個小環，后又取出插向另一個小環，同學們看到的現象是（

）A.磁鐵插向左環，橫桿發生轉動，從上方向下看，橫桿順時針轉動；

B.磁鐵插向右環，橫桿發生轉動，從上方向下看，橫桿逆時針轉動；

C.無論磁鐵插向左環還是右環，橫桿都不發生轉動；

D.無論磁鐵插向左環還是右環，橫桿都發生轉動。

▁▃▅▇█參*考*答*案█▇▅▃▁例1.〖答案〗A〖解析〗AB．合上開關S時，燈A2立即發光。通過線圈L的電流增大，穿過線圈的磁通量增大，根據楞次定律線圈產生的感應電動勢與原來電流方向相反，阻礙電流的增大，電路的電流只能逐漸增大，燈A1逐漸亮起來。當電流逐漸穩定時，線圈不產生感應電動勢，通過兩燈的電流相等，亮度相同，A符合題意，B不符合題意；CD．穩定后斷開開關S時，由于自感，線圈中的電流只能慢慢減小，其相當于電源，線圈L、燈A2與燈A1構成閉合回路放電，兩燈都過一會兒熄滅，由于兩燈泡完全相同，線圈的電阻又不計，則燈A2不會出現閃亮一下,且流過燈A2的電流方向向左,CD不符合題意。例2.〖答案〗C〖解析〗AD．若A的轉速減小，因A為均勻帶正電的絕緣環，依據右手螺旋定則，原磁場向里，且大小減小，由楞次定律可知，B導體環中感應電流產生的內部磁場向里，由右手螺旋定則可知，B導體環中感應電流為順時針方向，AD不符合題意；BC．若A的轉速增大，因A為均勻帶正電的絕緣環，依據右手螺旋定則，原磁場向里，且大小增大，由楞次定律可知，B導體環中感應電流產生的內部磁場向外，由右手螺旋定則可知，B導體環中感應電流為逆時針方向，B不符合題意，C符合題意。例3.〖答案〗D〖解析〗A．根據圖中電流，結合右手螺旋定則可知，真空室中磁場方向由下向上，A不符合題意；B．由于電磁體線圈中電流可以變化，可在真空室中產生感應磁場，電子在洛倫茲力的作用下做圓周運動，B不符合題意；C