【大单元教学】2.1 楞次定律 课件(共41张PPT)+教案(核心素养目标)+同步练习(附解析和评价表)

文档属性

名称 【大单元教学】2.1 楞次定律 课件(共41张PPT)+教案(核心素养目标)+同步练习(附解析和评价表)
格式 zip
文件大小 74.4MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2024-03-18 14:49:58

文档简介

中小学教育资源及组卷应用平台
大单元课时(五) 楞次定律(学生版)
一、单选题
1.如图,用细弹簧构成一闭合电路,中央放有一条形磁铁,当弹簧收缩时,穿过电路的磁通量和电路中感应电流方向(从N极向S极看时)正确的是(  )
A.减小,感应电流逆时针方向 B.减小,感应电流顺时针方向
C.增大,感应电流逆时针方向 D.增大,感应电流顺时针方向
2.如图,金属圆形线圈a套在条形磁铁上,条形磁铁与线圈a所在的平面垂直且穿过线圈圆心,若将线圈a对称地扩展为线圈b的形状,则穿过线圈的磁通量变化情况是(  )
A.增大 B.不变
C.减小 D.不能确定
3.如图,分别将两个质量相同的小球A、B从竖直铝管的管口上方静止释放。在A、B两球分别穿过铝管的过程中,某同学对铝管向上的平均作用力分别为10.5N、10.0N,使铝管保持静止。不计空气阻力,其中一个小球是磁体,则(  )
A.A球是磁体,铝管重约10.0N B.A球是磁体,铝管重约10.5N
C.B球是磁体,铝管重约10.0N D.B球是磁体,铝管重约10.5N
4.如图所示,弹簧上端固定,下端悬挂一个磁铁,在磁铁正下方有一个固定在水平桌面上的闭合铜质线圈。将磁铁竖直向下拉至某一位置后放开,磁铁开始上下振动。下列说法正确的是( )
A.磁铁振动过程中,线圈中电流的方向保持不变
B.磁铁振动过程中,线圈对桌面的压力始终大于线圈的重力
C.磁铁振动过程中,弹簧和磁铁组成系统的机械能一直减小
D.磁铁靠近线圈时,线圈有扩张的趋势
5.如图所示,光滑绝缘的水平面上,有一长直导线与新月形金属导线框,直导线固定,导线框可以在水平面上自由移动。开始导线框的对称轴MN与直导线垂直。t=0时给直导线通交变电流i=Isin,规定图示方向为电流正方向。下列关于导线框的说法正确的是(  )
A.在0~时间内,导线框中产生顺时针方向的感应电流
B.在~时间内,导线框有面积缩小的趋势
C.在t=时导线框受到的安培力最大
D.导线框将沿MN方向向右平动
6.如图所示,导轨间的磁场方向垂直于纸面向里,当导体棒在导轨上沿水平方向在磁场中滑动时,正对电磁铁A的圆形金属环B,则(  )
A.若导体棒向左匀速运动时,B被A排斥 B.若导体棒向左加速运动时,B被A排斥
C.若导体棒向右加速运动时,B被A吸引 D.因导体棒运动方向未知,故不能确定B被A吸引或排斥
7.如图所示,ab是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈,当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动过程中,线圈ab将(  )
A.静止不动
B.逆时针转动
C.顺时针转动
D.发生转动,但因电源的极性不明,无法确定转动的方向
二、多选题
8.如图所示,绝缘的水平桌面上放置一金属圆环P,在圆环P的正上方固定一个线圈Q,线圈Q与平行金属导轨相连并与静止的导体棒ab组成闭合回路,金属导轨处于垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中,则下列说法正确的是(  )
A.当导体棒ab由静止突然向右运动的瞬间,使得圆环P中产生顺时针方向从上向下看的感应电流,并且对桌面的压力大于圆环P的重力
B.当导体棒ab由静止突然向右运动的瞬间,使得圆环P中产生逆时针方向从上向下看的感应电流,并且对桌面的压力小于圆环P的重力
C.当导体棒ab由静止突然向左运动的瞬间,使得圆环P中产生顺时针方向从上向下看的感应电流,并且对桌面的压力小于圆环P的重力
D.当导体棒ab由静止突然向左运动的瞬间,使得圆环P中产生逆时针方向从上向下看的感应电流,并且对桌面的压力大于圆环P的重力
9.如图所示,磁铁向下运动会在闭合线圈中产生感应电流,以下感应电流方向正确的是( )
A. B. C. D.
10.如图所示,在直线电流附近有一根金属棒ab,当金属棒以b端为圆心,以ab为半径,在过导线的平面内匀速旋转达到图中的位置时( )
A.a端聚积电子 B.b端聚积电子 C.金属棒内电场强度等于零 D.φa>φb
三、实验题
11.(1)如图甲所示为某实验小组探究感应电流方向的规律的实验装置,关于实验过程中应该注意的事项和实验现象,以下说法正确的是 。
A.实验前应该先仔细观察,清楚线圈的绕向
B.开关闭合后,将滑动变阻器的滑片匀速滑动使接入电路的阻值逐渐减小,会观察到电流计指针不发生偏转
C.开关闭合后,线圈A从线圈B中拔出和插入过程中会观察到电流计指针偏转方向相反
D.开关闭合与断开瞬间,电流计指针都会偏转,但偏转方向相同
(2) 当电流从灵敏电流计正接线柱流入时指针向正接线柱一侧偏转。现将其与线圈相连之后,将上端为S极的磁铁插入线圈中,如图乙所示电流计指针偏转的方向应为偏向 接线柱(填“正”或“负”)。根据图丙中电流计指针偏转方向可以判断出插入线圈磁铁下端的磁极为 极(填“N”或“S”)。
12.如图所示为“研究电磁感应现象”的实验电路图,开关闭合前小螺线管已插入大螺线管中。
(1)将图中所缺的导线补接完整;( )
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转一下,那么合上开关后将小螺线管迅速抽出时,灵敏电流计指针将向 (“左”或“右”)偏转。将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动,则灵敏电流计指针将向 (“左”或“右”)偏转。
13.如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置,部分导线已连接。
(1)用笔线代替导线将图中未完成的电路连接好;
(2)将线圈A插入线圈B中,合上开关S,能使线圈B中感应电流的磁场方向与线圈A中原磁场方向相反的实验操作是 ;
A.插入铁芯F B.拔出线圈A
C.使变阻器阻值变小 D.断开开关S
(3)某同学第一次将滑动变阻器的触头从变阻器的左端快速滑到右端,第二次将滑动变阻器的触头从变阻器的左端慢慢滑到右端,发现电流计的指针摆动的幅度大小不同,第一次比第二次的幅度 (填写“大”或“小”),原因是线圈中的 (填写“磁通量”或“磁通量的变化”或“磁通量变化率”)第一次比第二次的大。
14.(1)由下图探究感应电流的方向具有的规律,其中G为灵敏电流计,没有电流通过时指针指向中间刻度,这种实验方案采用了 (填“归纳总结”或“假设推理”)物理思想方法。
(2)某兴趣小组采用图甲所示的电路来研究电磁感应现象,A、B为两个规格相同的灵敏电流计,Rt为热敏电阻,其阻值随温度的变化规律如图乙所示;D是两个套在一起的大小线圈,小线圈与A的电路连接,大线圈与B构成闭合电路。开关S闭合,100℃时电流表指针位置如图,温度逐渐降低到20℃的过程中,A灵敏电流计的指针偏转角将 (填“增大”、“减小”或“不变”),B灵敏电流计的指针将 (填“指在中间刻度”、“偏向中间刻度右侧”或“偏向中间刻度左侧”)。
15.如图所示为某兴趣小组“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置。
(1)滑动变阻器采用限流接法,请用笔画线代替导线将实物电路补充完整 ;
(2)兴趣小组甲正确连接电路后,线圈A插在线圈B中,开始实验探究。下列说法正确的是( )
A.开关闭合瞬间,电表的指针会偏转一下
B.断开开关的瞬间,电表的指针不会偏转
C.开关闭合后,滑动变阻器滑片P不动,电表的指针会偏转一定角度保持不变
D.开关闭合后,匀速移动滑动变阻器的滑片P,电表的指针不偏转
大单元课时练习 评价表
考查范围:选择性必修 第二册
题号 难度 知识点 学生掌握评价
一、单选题
1 全部
2 全部
3 全部
4 全部
5 全部
6 全部
7 全部
二、选择题组
8 全部
三、多选题(新)
9 全部
10 全部
四、解答题
11 全部
12 全部
13 全部
试卷第1页,共3页
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
试卷第1页,共3页中小学教育资源及组卷应用平台
大单元课时(五) 楞次定律(解析版)
一、单选题
1.如图,用细弹簧构成一闭合电路,中央放有一条形磁铁,当弹簧收缩时,穿过电路的磁通量和电路中感应电流方向(从N极向S极看时)正确的是(  )
A.减小,感应电流逆时针方向 B.减小,感应电流顺时针方向
C.增大,感应电流逆时针方向 D.增大,感应电流顺时针方向
答案:D
解析:分析可知弹簧圈内向右的磁感线条数多于向左的磁感线条数,故净磁通量方向向右,弹簧收缩时,向右穿过弹簧圈的磁感线条数不变,向左穿过弹簧圈的磁感线条数减少,则净磁通量增加,由楞次定律可知感应电流方向为顺时针方向(从N极向S极看时)。答案:D。
2.如图,金属圆形线圈a套在条形磁铁上,条形磁铁与线圈a所在的平面垂直且穿过线圈圆心,若将线圈a对称地扩展为线圈b的形状,则穿过线圈的磁通量变化情况是(  )
A.增大 B.不变
C.减小 D.不能确定
答案:C
解析:条形磁铁的磁感线在磁体的内部是从S极到N极,在磁体的外部是从N极到S极,磁体内部有多少根磁感线,外部的整个空间就有多少根磁感线,并与内部磁感线构成闭合曲线。对于线圈的两个位置,磁铁内部的磁感线全部穿过,但线圈面积越大,抵消越多,穿过线圈的磁通量反而越小。
答案:C。
3.如图,分别将两个质量相同的小球A、B从竖直铝管的管口上方静止释放。在A、B两球分别穿过铝管的过程中,某同学对铝管向上的平均作用力分别为10.5N、10.0N,使铝管保持静止。不计空气阻力,其中一个小球是磁体,则(  )
A.A球是磁体,铝管重约10.0N B.A球是磁体,铝管重约10.5N
C.B球是磁体,铝管重约10.0N D.B球是磁体,铝管重约10.5N
答案:A
解析:当小磁体在竖直铝管下落时,由于穿过铜管的磁通量变化,导致铜管产生感应电流,从而产生安培阻力,导致此同学对铝管向上的平均作用力大于没有安培阻力情况,由于同学对铝管向上的平均作用力分别为10.5N、10.0N,因此A球是磁体,则铝管重约10.0N,故A正确,BCD错误;
答案:A。
4.如图所示,弹簧上端固定,下端悬挂一个磁铁,在磁铁正下方有一个固定在水平桌面上的闭合铜质线圈。将磁铁竖直向下拉至某一位置后放开,磁铁开始上下振动。下列说法正确的是( )
A.磁铁振动过程中,线圈中电流的方向保持不变
B.磁铁振动过程中,线圈对桌面的压力始终大于线圈的重力
C.磁铁振动过程中,弹簧和磁铁组成系统的机械能一直减小
D.磁铁靠近线圈时,线圈有扩张的趋势
答案:C
解析:A.若磁铁下端为N极,磁铁向上振动时,穿过线圈的磁通量减小,根据楞次定律结合安培定则可知,线圈中将产生顺时针(从上往下看)方向的感应电流,而磁铁向下振动时,穿过线圈的磁通量增加,根据楞次定律结合安培定则可知,线圈中将产生逆时针(从上往下看)方向的感应电流,若磁铁下端为S极,则磁铁上下振动时在线圈中产生的感应电流的方向与N极时相反,由此可知磁铁振动过程中,线圈中电流的方向发生改变,故A错误;
B.若磁铁下端为N极,磁铁向上振动时,穿过线圈的磁通量减小,根据楞次定律可知,线圈有向上运动的趋势,此时线圈对桌面的压力小于自身的重力,而当磁铁向下振动时,根据楞次定律可知,线圈有向下运动的趋势,此时线圈对桌面的压力大于自身的重力,同理,若磁铁下端为S极时结果相同,故B错误;
C.若磁铁下端为N极,磁铁向上振动时,磁铁对线圈的作用力向上,则根据牛顿第三定律可知,线圈对磁铁的作用力向下,由此可知在磁铁向上振动时,线圈对磁铁的作用力对磁铁做负功,而当磁铁向下振动时,磁铁对线圈的作用力向下,根据牛顿第三定律可知,线圈对磁铁的作用力向上,由此可知在磁铁向下振动时,线圈对磁铁的作用力对磁铁做负功,同理,若磁铁下端为S极时结果相同,即“来拒去留”,因此,磁铁振动过程中,弹簧和磁铁组成系统的机械能一直减小,故C正确;
D.磁铁靠近线圈时,线圈中的磁通量增大,根据楞次定律可知,线圈有收缩的趋势,即“增缩减扩”,故D错误。
答案:C。
5.如图所示,光滑绝缘的水平面上,有一长直导线与新月形金属导线框,直导线固定,导线框可以在水平面上自由移动。开始导线框的对称轴MN与直导线垂直。t=0时给直导线通交变电流i=Isin,规定图示方向为电流正方向。下列关于导线框的说法正确的是(  )
A.在0~时间内,导线框中产生顺时针方向的感应电流
B.在~时间内,导线框有面积缩小的趋势
C.在t=时导线框受到的安培力最大
D.导线框将沿MN方向向右平动
答案:D
解析:A.在0~时间内,直导线中的电流正向增大,导线框中向里的磁通量增大,由楞次定律知,线框中产生逆时针方向的感应电流,选项A错误;
B.在~时间内,导线框中磁通量减小,其面积有扩大的趋势,选项B错误;
C.t=时直导线中电流变化率为零,导线框中感应电流为零,受到的安培力为零,选项C错误;
D.由对称性知,一时刻线框对称轴MN上、下两部分受到平行于直导线方向上安培力的合力为零,在0~时间内,导线框受到安培力沿对称轴向右,线框向右加速运动;在~时间内,线框受到的安培力向左,线框向右减速运动,由于磁场向右减弱,在时刻导线框向右的速度不为零;同理分析在交变电流的后半个周期内,线框也一直向右运动,选项D正确。
答案:D。
6.如图所示,导轨间的磁场方向垂直于纸面向里,当导体棒在导轨上沿水平方向在磁场中滑动时,正对电磁铁A的圆形金属环B,则(  )
A.若导体棒向左匀速运动时,B被A排斥 B.若导体棒向左加速运动时,B被A排斥
C.若导体棒向右加速运动时,B被A吸引 D.因导体棒运动方向未知,故不能确定B被A吸引或排斥
答案:B
解析:A.导体棒向左匀速运动时,切割磁感线产生的感应电动势恒定,感应电流不变。电磁铁A的磁性不变,所以金属环B的磁通量不变,因此A和B间无相互作用力。
BC.导体棒向左加速或向右加速时,导体棒切割磁感线产生的电动势越来越大,电流越来越大,电磁铁A的磁性越来越强,金属环B的磁通量变大,根据楞次定律,A和B间有排斥力。B正确,C错误;
D.导体棒加速,A和B间有斥力;导体棒减速,A和B间有引力,与导体棒运动方向无关,D错误。
答案:B。
7.如图所示,ab是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈,当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动过程中,线圈ab将(  )
A.静止不动
B.逆时针转动
C.顺时针转动
D.发生转动,但因电源的极性不明,无法确定转动的方向
答案:C
解析:滑片P向右滑动过程中,接入电阻减小,线路中电流增大,线圈所处位置的磁场变强,穿过线圈的磁通量增大,根据楞次定律可知,由于线圈将通过顺时针转动而阻碍磁通量的增大,C正确,ABD错误。
答案:C。
二、多选题
8.如图所示,绝缘的水平桌面上放置一金属圆环P,在圆环P的正上方固定一个线圈Q,线圈Q与平行金属导轨相连并与静止的导体棒ab组成闭合回路,金属导轨处于垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中,则下列说法正确的是(  )
A.当导体棒ab由静止突然向右运动的瞬间,使得圆环P中产生顺时针方向从上向下看的感应电流,并且对桌面的压力大于圆环P的重力
B.当导体棒ab由静止突然向右运动的瞬间,使得圆环P中产生逆时针方向从上向下看的感应电流,并且对桌面的压力小于圆环P的重力
C.当导体棒ab由静止突然向左运动的瞬间,使得圆环P中产生顺时针方向从上向下看的感应电流,并且对桌面的压力小于圆环P的重力
D.当导体棒ab由静止突然向左运动的瞬间,使得圆环P中产生逆时针方向从上向下看的感应电流,并且对桌面的压力大于圆环P的重力
答案:AD
解析:AB.当导体棒ab由静止突然向右运动的瞬间,根据右手定则可知通过ab的电流方向为b→a,根据安培定则可知Q中将产生竖直向上的磁场,则穿过P的磁通量竖直向上增大,根据楞次定律可知圆环P中将产生顺时针方向从上向下看的感应电流,且圆环P有远离Q的趋势,则圆环P对桌面的压力大于圆环P的重力,故A正确,B错误;
CD.当导体棒ab由静止突然向左运动的瞬间,根据右手定则可知通过ab的电流方向为a→b,根据安培定则可知Q中将产生竖直向下的磁场,则穿过P的磁通量竖直向下增大,根据楞次定律可知圆环P中将产生逆时针方向从上向下看的感应电流,且圆环P有远离Q的趋势,则圆环P对桌面的压力大于圆环P的重力,故C错误,D正确。
答案:AD。
9.如图所示,磁铁向下运动会在闭合线圈中产生感应电流,以下感应电流方向正确的是( )
A. B. C. D.
答案:ABCD
解析:AC.当磁铁N极向下运动时,线圈的磁通量变大,当磁铁N极向上运动时,线圈的磁通量变小,由楞次定律增反减同可知,感应磁场与原磁场方向相反,再根据安培定则,可判定A中感应电流的方向为沿线圈盘旋而上,C中感应电流的方向为沿线圈盘旋而下,故AC正确;
BD.当磁铁S极向下运动时,线圈的磁通量变大,当磁铁S极向上运动时,线圈的磁通量变小,由楞次定律增反减同可知,感应磁场与原磁场方向相反,再根据安培定则,可判定B中感应电流的方向沿线圈盘旋而下,D中感应电流的方向沿线圈盘旋而上,故BD正确。
答案:ABCD。
点拨:可从运动角度去分析:来拒去留。当N极靠近时,则线圈上端相当于N极去抗拒,从而确定感应电流方向。
10.如图所示,在直线电流附近有一根金属棒ab,当金属棒以b端为圆心,以ab为半径,在过导线的平面内匀速旋转达到图中的位置时( )
A.a端聚积电子 B.b端聚积电子 C.金属棒内电场强度等于零 D.φa>φb
答案:BD
解析:由安培定则可知,电流右侧磁场方向向外;ab在转动中切割磁感线产生感应电动势,由右手定则可知,a端电势高,b端电势低,即:φa>φb,故金属棒内电场强度不等于零,电子在金属棒内向电势低的方向聚集,因此b端将聚集电子,故BD正确;AC错误;答案:BD.
三、实验题
11.(1)如图甲所示为某实验小组探究感应电流方向的规律的实验装置,关于实验过程中应该注意的事项和实验现象,以下说法正确的是 。
A.实验前应该先仔细观察,清楚线圈的绕向
B.开关闭合后,将滑动变阻器的滑片匀速滑动使接入电路的阻值逐渐减小,会观察到电流计指针不发生偏转
C.开关闭合后,线圈A从线圈B中拔出和插入过程中会观察到电流计指针偏转方向相反
D.开关闭合与断开瞬间,电流计指针都会偏转,但偏转方向相同
(2) 当电流从灵敏电流计正接线柱流入时指针向正接线柱一侧偏转。现将其与线圈相连之后,将上端为S极的磁铁插入线圈中,如图乙所示电流计指针偏转的方向应为偏向 接线柱(填“正”或“负”)。根据图丙中电流计指针偏转方向可以判断出插入线圈磁铁下端的磁极为 极(填“N”或“S”)。
答案: AC 正 S
解析:(1)[1]A.实验是探究感应电流方向的规律的,因此实验前要仔细观察,弄清楚线圈绕向,搞清线圈电流方向与电流计指针偏转方向的关系,故A正确;
B.开关闭合后,将滑动变阻器的滑片匀速滑动使接入电路的阻值逐渐减小,导致穿过线圈B的磁通量变化,从而产生感应电流,会观察到电流计指针发生偏转,故B错误;
C.开关闭合后线圈A从线圈B中拔出和插入过程中,穿过线圈B的磁通量变化不同,前者减少,后者增加,依据楞次定律“增反减同”。会观察到电流计指针偏转方向相反,故C正确;
D.开关闭合与断开瞬间,穿过线圈B的磁通量都会变化且变化不同,开关闭合瞬间磁通量增加,断开瞬间磁通量减少,依据楞次定律“增反减同”。会观察到电流计指针偏转,而且偏转方向不同,故D错误。
答案:AC。
(2)[2] 当电流从灵敏电流计正接线柱流入时指针向正接线柱一侧偏转,若将上端为S极的磁铁插入线圈中,原磁场方向向下且磁通量增加,根据楞次定律可知,感应电流的磁场方向向上,根据安培定则可知感应电流从电流计正接线柱流入,故指针偏向正接线柱一侧;
[3]根据图丙中电流计指针偏向负接线柱一侧,可知感应电流是从负接线柱流入电流计的,根据安培定则,可知感应电流的磁场方向向下,因条形磁铁向下运动,磁通量增加,根据楞次定律,可知原磁场方向向上,则插入线圈磁铁下端的磁极为S极。
12.如图所示为“研究电磁感应现象”的实验电路图,开关闭合前小螺线管已插入大螺线管中。
(1)将图中所缺的导线补接完整;( )
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转一下,那么合上开关后将小螺线管迅速抽出时,灵敏电流计指针将向 (“左”或“右”)偏转。将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动,则灵敏电流计指针将向 (“左”或“右”)偏转。
答案: 左 左
解析:(1)[1]小螺线管、滑动变阻器、开关和电源连在同一回路中,大螺旋管与电流表相连,如图所示。
(2)[2]合上开关后将小螺线管迅速抽出时和闭合开关时,大螺线管中磁通量变化情况相反,所以产生的感应电流方向相反,所以此时灵敏电流计指针将向左偏转。
[3]将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动,小螺线管中电流减小,大螺线管中磁通量变化情况与合上开关后将小螺线管迅速抽出时相同,所以此时灵敏电流计指针将向左偏转。
13.如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置,部分导线已连接。
(1)用笔线代替导线将图中未完成的电路连接好;
(2)将线圈A插入线圈B中,合上开关S,能使线圈B中感应电流的磁场方向与线圈A中原磁场方向相反的实验操作是 ;
A.插入铁芯F B.拔出线圈A
C.使变阻器阻值变小 D.断开开关S
(3)某同学第一次将滑动变阻器的触头从变阻器的左端快速滑到右端,第二次将滑动变阻器的触头从变阻器的左端慢慢滑到右端,发现电流计的指针摆动的幅度大小不同,第一次比第二次的幅度 (填写“大”或“小”),原因是线圈中的 (填写“磁通量”或“磁通量的变化”或“磁通量变化率”)第一次比第二次的大。
答案: AC/CA 大 磁通量变化率
解析:(1)[1]将电源、电键、变阻器、线圈A串联成一个回路,注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱,再将电流计与线圈B串联成另一个回路,电路图如图所示
(2)[2]A.插入铁芯F时,穿过线圈的磁通量变大,感应电流磁场与原磁场方向相反,故A正确;
B.拔出线圈,穿过线圈的磁通量变小,感应电流磁场方向与原磁场方向相同,故B错误;
C、使变阻器阻值变小,原电流变大,原磁场增强,穿过线圈的磁通量变大,感应电流磁场方向与原磁场方向相反,故C正确;
D、断开开关,穿过线圈的磁通量减小,感应电流磁场方向与原磁场方向相同,故D错误;
答案:AC。
(3)[3][4]第一次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端快速滑到右端,线圈的电流变化快,电流产生的磁场变化快,穿过线圈的磁通量变化快,感应电动势大,感应电流大,电流计的指针摆动的幅度大;第二次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端慢慢滑到右端,线圈的电流变化慢,穿过线圈的磁通量变化慢,感应电动势小,感应电流小,电流计的指针摆动的幅度小。
14.(1)由下图探究感应电流的方向具有的规律,其中G为灵敏电流计,没有电流通过时指针指向中间刻度,这种实验方案采用了 (填“归纳总结”或“假设推理”)物理思想方法。
(2)某兴趣小组采用图甲所示的电路来研究电磁感应现象,A、B为两个规格相同的灵敏电流计,Rt为热敏电阻,其阻值随温度的变化规律如图乙所示;D是两个套在一起的大小线圈,小线圈与A的电路连接,大线圈与B构成闭合电路。开关S闭合,100℃时电流表指针位置如图,温度逐渐降低到20℃的过程中,A灵敏电流计的指针偏转角将 (填“增大”、“减小”或“不变”),B灵敏电流计的指针将 (填“指在中间刻度”、“偏向中间刻度右侧”或“偏向中间刻度左侧”)。
答案: 归纳总结 减小 偏向中间刻度右侧
解析:(1)[1] 该实验中由于灵敏电流计在没有电流通过时指针指在中间刻度,所以可以通过确认电流计指针偏转方向与通过电流计的电流方向的关系才能知道产生的感应电流的具体的方向,同时通过记录磁铁在线圈中的磁场方向,最后判断出磁场的变化与感应电流的方向关系,然后结合实验的现象总结归纳,得出相应的结论,所以该实验使用的方法为归纳总结法。
(2)[2]电流表A与电源等组成闭合回路,当100℃温度逐渐降低到20℃的过程中时,接入电路中的电阻变大,由闭合电路欧姆定律可知,电路中的电流装将减小,即电流表的偏角减小;
[3]由(1)可知,电流从电流表右边进入时,电流表指针向右偏,由闭合电路欧姆定律可知,电路中的电流将减小,电流产生的磁场减少,穿过大线圈的磁通量减小,由“楞次定律”可知,电流从B表的右边进入,所以B表指针右偏。即偏向中间刻度右侧。
15.如图所示为某兴趣小组“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置。
(1)滑动变阻器采用限流接法,请用笔画线代替导线将实物电路补充完整 ;
(2)兴趣小组甲正确连接电路后,线圈A插在线圈B中,开始实验探究。下列说法正确的是( )
A.开关闭合瞬间,电表的指针会偏转一下
B.断开开关的瞬间,电表的指针不会偏转
C.开关闭合后,滑动变阻器滑片P不动,电表的指针会偏转一定角度保持不变
D.开关闭合后,匀速移动滑动变阻器的滑片P,电表的指针不偏转
答案: A
解析:(1)[1]线圈A串联滑动变阻器接入电路,线圈B与电流计串联,实物电路图如下:
(2)[2] AB.开关闭合或断开瞬间,电路中电流发生变化,即流过线圈A的电流发生变化;可知线圈A中磁通量发生变化,则线圈B中磁通量也发生变化,所以在线圈B中存在感应电流,即开关闭合或断开瞬间,电表的指针会偏转一下,故A正确,B错误;
C.开关闭合后,滑动变阻器滑片P不动,则电路中电流不变,所以线圈A中磁通量不变,线圈B中没有感应电流,电表的指针不会偏转,故C错误;
D.开关闭合后,匀速移动滑动变阻器的滑片P,电路中电流均匀变化,所以线圈A中磁通量均匀变化,线圈B中有恒定的感应电流,电表的指针一定偏转,故D错误。
答案:A。
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人教版(2019)高中物理选择性必修第二册
2.1楞次定律
授课人:XXXX
大单元教学设计
目录
CONTENTS
实验:影响感应电流方向的因素
楞次定律
右手定则
典例分析
大单元知识回顾
只要使闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就会有感应电流产生.
(1)电路闭合
(2)磁通量发生变化
产生感应电流的条件是:
如何判定感应电流的方向呢?
思考:
实验探究
实验器材:条形磁铁、螺线管、灵敏电流计
+
G
猜想与假设: 你认为感应电流的方向可能与哪些因素有关
原磁场的方向
磁通量的变化
01
探究影响感应电流方向的因素
一.演示问题
将条形磁铁插入线圈、拔出线圈,观察电流表的指针偏转方向是否相同?
2、确定电表指针偏转和电流方向的关系
1、确定线圈的绕向
+
G
二.实验准备
“+”接线柱流入向_______偏
“—”接线柱流入向_______偏
G


+
S
N
S
N
2.为什么在线圈内有电流?
3.插入和拔出磁铁时,电流方向一样吗?
4.如何判断出感应电流的方向呢?
三、实验步骤
1.感应电流是由闭合回路的磁通量的变化产生的,那么感应电流的方向与磁通量的增加或减小有什么关系?
示意图
感应电流的磁场方向
感应电流方向(俯视)
线圈中磁通量的变化
线圈中磁场的方向
S 极拔出
S 极插入
N 极拔出
N 极插入
向下
减小
顺时针
向下
向上
向上
减小
顺时针
逆时针
向下
向上
增加
S
向下
增加
逆时针
向上
N
G
G
N
G
S
G
原磁场方向
原磁场磁通量的变化
四、实验现象
B感
Φ原



B原

B原
阻碍
变化


感应电流的磁场
总要
阻碍
引起感应电流的
磁通量的变化
“增反减同”
02
楞次定律
楞次定律

楞次定律
内容:感应电流具有这样的方向,即感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
闭合电路磁通量的变化
原磁场
感应电流
产生
阻碍
激 发
引起
感应电流磁场
“增反减同”
理解:
①谁起阻碍作用—————
②阻碍的是什么—————
③怎样阻碍———————
④阻碍的结果怎样————
感应电流的磁场
原磁场的磁通量变化
“增反减同”
减缓原磁场的磁通量的变化
“阻碍”不是相反!
“阻碍”不是阻止!
俄国物理学家
楞次
对楞次定律中“阻碍”二字的理解?
“阻碍”既不是阻碍原磁场,也不是阻碍原磁场的磁通量,而是指感应电流的磁场阻碍原来磁场磁通量的增加或减少。
“阻碍”不是阻止,不仅有反抗的意思,而且有补偿的意思,对于磁通量的增加是反抗,对于磁通量的减少是补偿。
“增反减同”: Φ原 增加, B感和B原方向相反,
Φ原 减少,B感和B原方向相同
阻碍不是阻止,只是延缓原磁通量的变化
从能量守恒角度看楞次定律:
“阻碍”的作用,是能的转化和守恒定律的反映,在克服这种“阻碍”的过程中,其他形式的能转化为电能。
N
G
+
-
N
G
+
-
楞次定律的其他认识:
在下面四个图中标出线圈上的N、S极
G
N
S
G
S
N
G
S
N
G
N
S
N
S
N
N
N
S
S
S
移近时
斥力
阻碍相互靠近
移去时
引力
阻碍相互远离
感应电流的效果总是阻碍导体和引起感应电流的磁体间的相对运动
楞次定律表述二:
“来拒去留”
来拒去留
来拒:磁铁接近线圈,线圈阻碍磁通量增大,远离磁铁.
去留:磁铁远离线圈,线圈阻碍磁通量减小,靠近磁铁.
N
S
v
I
F安
F安
N
S
v
I
F安
F安
当磁体靠近线圈时,试分析为什么会有“来拒去留”的相互作用力,并分析说明线圈是否还有某种形变趋势?
楞次定律拓展性描述:电磁感应现象中,感应电流受安培力作用而产生的运动与形变都朝着阻碍磁通量的变化趋势进行。
感应电流受安培力的作用效果:
“来拒去留”
“增缩减扩”
分析下列情境中,金属框中的感应电流方向和导体棒AB和EF受到安培力的方向
增缩减扩
增缩:线圈内磁通量增加,线圈阻碍磁通量的增加,缩小面积
减扩:线圈内磁通量减小,线圈阻碍磁通量的减小,扩大面积
F安
F安
增大磁感应强度
E
F
A
B
I
I
F安
F安
减少磁感应强度
E
F
A
B
I
I
楞次定律:阻碍磁通量的变化(“维持”原有的磁通量)
楞次定律中“阻碍”的主要表现形式:
1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”;
2)使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”;
3)阻碍相对运动——“来拒去留”。
增反减同
来拒去留
增缩减扩
例1、法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图所示,软铁环上绕有M、N两个线圈,当M线圈电路中的开关断开的瞬间,线圈N中的感应电流沿什么方向?
分析:
合上开关时,线圈N中磁感线:
向下!
开关断开瞬间,线圈N中磁通量减少!
感应电流的磁场应阻碍磁通量减少,所以:
向下!
根据右手螺旋定则,线圈N中感应电流方向,如图

Φ
同向
B

I感
“增反减同”
楞次定律描述的就是这三个量之间的关系
感应电流的方向
明确研究的对象是哪一个闭合电路
感应电流的磁场方向
该电路磁通量如何变化
该电路磁场的方向如何
楞次定律
右手螺旋定则
楞次定律判定感应电流方向的操作步骤:
思考与讨论
例、一水平放置的矩形闭合线圈abcd,在细长磁铁的N极附近竖直下落,由图示位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和位置Ⅲ都很靠近位置Ⅱ.在这个过程中,线圈中感应电流( )
A.沿abcd流动
B.沿dcba流动
C.从Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动,从Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动
D.从Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动,从Ⅱ到Ⅲ是 沿 abcd 流动
N



a
b
c
d
A
思考与讨论
逆时针
逆时针
N
S
如图所示,条形磁铁水平放置,金属圆环环面水平,从条形磁铁附近自由释放,分析下落过程中圆环中的电流方向。(俯视图)
如图所示,在长直载流导线附近有一个矩形线圈ABCD,线圈与导线始终在同一个平面内。线圈在导线的右侧平移时,其中产生了A→B→C→D→A方向的电流。请判断,线圈在向哪个方向移动?
载流直导线一侧磁感线分布:
如图
由线圈中感应电流的方向:
如图
楞次定律——感应电流磁场应阻碍磁通量变化
线圈是向左移动的!
当闭合导体的一部分做切割磁感线的运动时,怎样判断感应电流的方向
假定导体棒AB向右运动
1、我们研究的是哪个闭合电路
2、穿过这个闭合电路的磁通量是增大还是减小
3、感应电流的磁场应该是沿哪个方向
4、导体棒AB中的感应电流沿哪个方向
ABEF
增大
垂直纸面向外
向上
思考与讨论
03
右手定则
楞次定律
1.判定方法:伸开右手,让大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面内,让磁感线从手心垂直进入,大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。
2.适用范围:适用于闭合电路一部分导线切割磁感线产生感应电流的情况。

右手定则
例题:如图所示,CDEF是一个矩形金属框,当导体棒AB向右移动时,回路中会产生感应电流,则下列说法正确的是(  )
A.导体棒中的电流方向由B→A
B.电流表A1中的电流方向由F→E
C.电流表A1中的电流方向由E→F
D.电流表A2中的电流方向由D→C
【解析】根据右手定则,导体棒内部电流方向为A到B,所以电流表A1中的电流方向由F→E,选项A、C错误,B正确,同理电流表A2中的电流方向由C→D,选项D错误。
【答案】B
右手定则与左手定则的比较
在如图所示的情境中,试分析:
1)导体棒AB中的感应电流沿哪个方向
2)A、B两端哪端电势高?E、F 两端哪端电势高?
3)导体棒AB受到的安培力方向?
4)安培力方向做正功还是负功?安培力做功使哪两种能量发生转化?
G
A
B
E
F
G
E
E
F
A
B
产生感应电动势那部分导体相当于电源
F安
F安做负功使动能转化为电能
I
1、楞次定律适用范围广,右手定则只适用于一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时。
“右手定则”是“楞次定律”的特例。
2、在判断由导体切割磁感线产生的感应电流时,右手定则比楞次定律更方便。
楞次定律与右手定则
名称 比较项目  楞次定律 右手定则
研究对象 整个闭合回路 闭合电路中切割磁感线运动的部分导体
适用范围 适用于由磁通量变化引起感应电流的各种情况 适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动
04
课 堂 练习
楞次定律
【解析】感应电流的磁场阻碍的是磁通量的变化,而不是磁场本身,故B对,D错;阻碍并不是阻止,只是延缓了变化,最终结果不受影响,故A、C错.
【答案】B
【例题1】根据楞次定律可知,感应电流的磁场一定( )
A.阻止引起感应电流的磁通量变化
B.阻碍引起感应电流的磁通量变化
C.使电路磁通量为零
D.阻碍引起感应电流的磁场
B
【例题2】(多选)在电磁感应现象中,下列说法中错误的是(  )
A.感应电流的磁场总是阻碍原来磁通量的变化
B.闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流
C.闭合线框放在变化的磁场中做切割磁感线运动,一定能产生感应电流
D.感应电流的磁场总是跟原来磁场的方向相反
【解析】由楞次定律可知,感应电流的磁场阻碍的是原磁通量的变化,并不一定与原磁场方向相反,故选项A正确,选项D错误;若闭合线框平行于磁场放置,则无论是磁场变化,还是线框做切割磁感线的运动,穿过闭合线框的磁通量都不变,都不会有感应电流产生,所以选项B、C均错.故选B、C、D.
【答案】BCD
【例题3】现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图连接。在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下,某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时,电流计指针向右偏转。由此可以推断(  )
A.滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动,都能使电流计指针静止在中央
B.因为线圈A、线圈B的绕线方向未知,故无法判断电流计指针偏转的方向
C.线圈A向上移动或滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动,都能引起电流计指针向
左偏转
D.线圈A中铁芯向上拔出或断开开关,都能
引起电流计指针向右偏转
D
【解析】由题意可知滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动,线圈A中的电流发生改变,则其磁场发生改变,此时线圈B中磁通量发生改变,线圈B中产生了感应电流使指针向右或向左偏转,选项A错误;因为由题意无需确切知道线圈A、B的绕行方向,选项B错误;由于将滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时,线圈A中的电流减小,则其磁场减弱,此时线圈B中磁通量减小,线圈B中产生了感应电流使电流计指针向右偏转,当线圈A向上移动,则其磁场减弱,此时线圈B中磁通量减弱,线圈B中产生了感应电流能引起电流计指针向右偏转,选项C错误;线圈A中铁芯向上拔出或断开开关,则其磁场减小,此时线圈B中磁通量减小,线圈B中产生了感应电流使电流计指针向右偏转,选项D正确。
【答案】D
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
【例题4】如图所示,光滑固定导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放于导轨上,形成一个闭合回路,当一条形磁铁从高处下落接近回路时(  )
AD
【解析】方法一:假设磁铁的下端为N极,穿过回路的磁通量增加,根据楞次定律可判断感应电流的磁场方向向上,根据安培定则可判断出回路中感应电流方向为逆时针方向。再根据左手定则可判断P、Q所受的安培力的方向,安培力使P、Q相互靠拢。由于回路所受的安培力的合力向下,根据牛顿第三定律知,磁铁将受到向上的反作用力,从而加速度小于g。若磁铁的下端为S极,根据类似的分析可以得出相同的结果,所以A、D选项正确。
方法二:根据楞次定律的另一种表述——感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因,本题的“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,根据“增缩减扩”和“来拒去留”,可知P、Q将相互靠近且磁铁的加速度小于g。
答案:AD
【例题5】小管同学为了探究感应电流的方向与什么因素有关,他把一灵敏电流计与一个线圈相连构成闭合电路,然后将条形磁铁插入或拔出线圈,如图所示.其中线圈中所标箭头方向为感应电流方向.则下列判断正确的是( )
A.甲图磁铁正在向下运动
B.乙图磁铁正在向上运动
C.丙图磁铁正在向上运动
D.丁图磁铁正在向上运动
【解析】根据线圈中感应电流的方向,由右手螺旋定则可知,甲和丙中的线圈上端为感应电流磁场的S极,乙和丁中的线圈上端为N极,由楞次定律的“阻碍”含义知,甲和丁图中磁铁正在向上运动,乙和丙图中磁铁正在向下运动,故选项A、B、C错误,D正确.中小学教育资源及组卷应用平台
第二章 电磁感应
第1节 楞次定律
教材分析:
本节课是本章教学的重中之重,也是学生们普遍感到困惑和难以掌握的难点。本节课的核心内容是围绕感应电流的方向展开深入探究。在这一过程中,我们不仅要考虑到原磁场的方向、磁通量的变化,还要关注线圈的绕向、感应电流的方向以及感应电流的磁场方向。这些因素之间的关系错综复杂,相互影响,逻辑性和概括性极强,给高中二年级的学生带来了不小的挑战。
物理核心素养:
物理观念:深入掌握楞次定律的内涵与核心意义
科学思维:能运用楞次定律判断感应电流的方向,解答有关问题
科学探究:体验楞次定律实验探究过程
科学态度与责任:深入体验科学家们对自然规律的探索历程,从中汲取他们对待工作严谨认真、勇往直前的科学精神。
教学重难点:
1、教学重点:理解楞次定律的内容及实质,掌握利用楞次定律解决问题的方法
2、教学难点:引导学生分析实验数据,发现以感应电流的磁场作为“中介”来确定感应电流的方向
教学方法与教具:
线圈、磁铁、电流计、导线若干、多媒体课件等
教学过程:
知识回顾:
感应电流的产生条件是什么?
感应电流的产生条件主要是磁场的变化和导体在磁场中的运动。当磁场发生变化时,会在导体中产生感应电动势,进而产生感应电流。此外,如果导体在磁场中运动,也会在导体中产生感应电动势和感应电流。这些条件构成了感应电流产生的基本条件。
只要使闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就会有感应电流产生.
(1)电路闭合
(2)磁通量发生变化
设置情景,引入课题
神奇的铜管
教师拿出一根铜管和一个小磁铁和铁块,请两位同学上台表演接物游戏,让男同学接住从铜管穿过的铁块,男同学接不住,然后把铁块偷偷换成强磁铁,让女同学去接住从铜管穿过的磁铁,结果女同学很轻易就接住了
教师提问:为什么男同学接不住而女同学可以接住?
引导学生思考。
最后老师揭开谜底
教师提问:为什么磁铁通过铜管会变慢,如何解释这个现象?要解释这些让我们进入本堂课的学习
我们可以将铜管看成是无数匝线圈,现在进入我们今天的探究
猜想与假设:
在关于电磁感应的实验中,也许你已经注意到,不同情况下产生的感应电流的方向是不同的。那么,感应电流的方向由哪些因素决定 遵循什么规律 下面通过实验来探究这个问题。
一、影响感应电流方向的因素
实验准备
1、确定线圈的绕向
2、确定电表指针的偏转和电流方向的关系
实验探究
实验1:找出电流表中指针偏转方向和电流方向的关系
结论:电流从哪侧接线柱流入,指针就向哪一侧偏。
实验2:
上面的实验用简单的图表示为:
操作方法 填写内容 播入 拔出
N极插入 S极插入 N极拔出 S极拔出
示意图 c
原磁场方角
漂础场础通量的
受化
感底电流方向(诗
视)
学生开始实验,教师在教室巡视并对实验进行指导,对学生的结论进行启发提示。
教师提问:从刚才的探究实验中可以得出怎样的结论?
选择典型的小组代表进行展示并鼓励
学生可能的实验结论:N极向下插入或S极向上抽出时,感应电流方向相同;N极向上抽出或S极向下插入时,感应电流方向相同。(可能)
教师启发引导:尝试用更有代表性的语言描述
这个结论大体可以描述磁通量变化和感应电流方向的关系,但是有没有更简洁和更具有普遍意义的描述,引导学生换一个角度思考这个问题,带领学生找到“中介”感应电流的磁场,让学生在表格中记录感应电流的磁场方向。
通过上面的探究对比,大家可以得出怎样的结论?
引导学生得出结论:磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场方向相反;磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。
教师引导学生分析感应电流的磁场对原磁通量的变化的作用,引导学生从阻碍的角度对它进行理解。
三、楞次定律
教师简单介绍楞次的生平,引导学生学习楞次敏锐的察觉能力和坚持不懈的精神。
1、内容:
感应电流具有这样的方向,即感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
引导学生欣赏物理规律的简洁美。
教师提问:在楞次定律中大家觉得关键词是什么? 阻碍 变化
2、对楞次定律的理解
教师启发引导:如何理解“阻碍”“变化”的含义:
(1)谁在阻碍谁的变化? 感应电流的磁场阻碍原磁通量的变化。
(2)如何阻碍? 当磁通量增加时,阻碍磁通量增加; 当磁通量减少时,阻碍磁通量减少。带领学生最终总结出“增反减同”
(3)能否阻止? 延缓了增加和减少磁通量的时间。
楞次定律符合能量守恒定律
从楞次定律可知,感应电流总要阻碍磁铁相对于螺线管的运动。
当把磁铁移进螺线管时,外力要克服磁铁和螺线管间的斥力做功,消耗机械能,产生的电能是从机械能转化而来的。
当让磁铁离开螺线管时,外力要克服磁铁和螺线管间的引力做功,消耗机械能,产生的电能是从机械能转化而来的。
※判断感应电流方向的步骤:
①明确原磁场方向
②明确穿过闭合电路磁通量是增加还是减少
③根据楞次定律确定感应电流的磁场方向
最后:利用安培右手定则判断感应电流方向
【例题1】法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图所示,软铁环上绕有M、N两个线圈,当M线圈电路中的开关断开的瞬间,线圈N中的感应电流沿什么方向?
【例题2】如图2.1-5所示,在通有电流I的长直导线附近有一个矩形线圈 ABCD,线圈与导线始终在同一个平面内。线圈在导线的一侧,垂直于导线左右平移时,其中产生了A→B→C→D→A方向的电流。已知距离载流直导线较近的位置磁场较强。请判断:线圈在向哪个方向移动?
练: 通电直导线与矩形线圈在同一平面内,当线圈远离导线时,判断线圈中感应电流的方向.
如图所示,当条形磁铁突然向闭合铜环运动时,铜环里产生的感应电流的方向怎样?铜环运动情况怎样?
楞次定律表述二:“来拒去留”
思考与讨论
如图,假定导体棒CD向右运动。
1.我们研究的是哪个闭合导体回路?
2.当导体棒CD向右运动时,穿过这个闭合导体回路的磁通量是增大还是减小?
3.感应电流的磁场应该是沿哪个方向的?
4.导体棒CD中的感应电流是沿哪个方向的?
三、右手定则
1、右手定则:伸开右手,使拇指与其余四指垂直,并且都与手掌在同一平面内; 让磁感线从掌心进入, 拇指指向导体运动的方向, 四指所指的方向就是感应电流的方向.
适用范围:闭合电路一部分导体切割磁感线产生感应电流.
楞次定律与右手定则的比较
判断“力”用“左手”,判断“电”用“右手”
“四指”和“手掌”的放法和意义是相同的,唯一不同的是拇指的意义.
课堂练习
1、如图所示,当滑动变阻器R的滑片向右滑动时,则流过R′的电流方向是_____。
2.两平行长直导线都通以相同电流,线圈abcd与导线共面,当它从左到右在两导线之间移动时,其感应电流的方向如何
线圈所在空间内的磁场分布如图,
当线圈从左往右运动时,穿过它的磁通量先减小,原磁场方向为垂直纸面向里,所以感应磁场方向为垂直纸面向里,由安培定则可知,感应电流方向为顺时针方向;
后来磁通量又逐渐增大,原磁场方向为垂直纸面向外,所以感应磁场方向为垂直纸面向里,由安培
定则可知,感应电流方向为顺时针方向。
线圈中感应电流的方向始终为顺时针方向
3、如图所示,匀强磁场B中,放置一水平光滑金属框架,有一根金属棒ab与导轨接触良好,在外力F的作用下匀速向右运动,分析此过程中能量转化的情况。
1、由右手定则判定ab棒上感应
电流的方向应由b
2、由左手定则判断ab在磁场中受到的安培力的方向是水平向左的。
外力做正功,消耗外界能量,完全用来克服安培力做功,转化成闭合回路中的电能,最后转化成内能。
同学们还记得我们上课之前做了一个游戏,通过本节课的学习,谁来分析一下:磁铁为何缓慢下落?
总 结
1.楞次定律:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
2.理解应用:“增反减同”
3.楞次定律表述二:“来拒去留”
教学反思:
教学设计是教学活动的重要组成部分,其质量直接关系到学生的学习效果和兴趣。在物理学教学中,特别是关于电磁感应部分的教学,一个精心设计的教学方案能够帮助学生更好地理解和掌握相关概念。本文将以“实验激发兴趣—小组合作探究—师生互动推演—概括生成规律—规律应用延伸”的设计思路为例,详细探讨如何在电磁感应教学中设计一节生动而高效的课程。
首先,实验激发兴趣是整个教学设计的起点。通过实验,学生可以直观地观察到物理现象,从而产生探究的欲望。在电磁感应的教学中,可以通过简单的电磁感应实验,如法拉第电磁感应实验,激发学生的兴趣。教师可以让学生亲手操作实验,观察电流产生磁场的现象,从而引发学生对电磁感应现象的好奇心和探究欲望。
接下来是小组合作探究阶段。在这个阶段,学生被分成若干小组,通过小组讨论和合作,共同探究电磁感应的规律。教师可以设置一些具有探究性的问题,如“电流方向和磁通量变化之间的关系是什么?”等,引导学生通过观察和实验数据,逐步揭示电磁感应现象的本质。小组合作探究不仅能够培养学生的合作精神和交流能力,还能够让学生在探究过程中相互学习、相互启发。
师生互动推演阶段是整个教学设计的核心。在这个阶段,教师遵循学生的认知规律,引导学生通过逻辑推理和归纳,逐步推导出楞次定律。教师可以通过提问和引导的方式,帮助学生梳理思维,将探究过程分为两步进行。首先,探究电流方向和磁通量变化之间的关系,并得出结论。然后,从结论的简洁性和普遍性的角度思考,引导学生换个角度从“中介”感应电流磁场的角度做表述。这样,学生不仅能够深入理解楞次定律的内涵,还能够学会如何运用归纳和演绎的方法进行科学研究。
在概括生成规律阶段,教师引导学生将前面的探究结果进行总结和概括,形成楞次定律的表述。通过这个过程,学生不仅能够加深对楞次定律的理解,还能够锻炼自己的概括能力和表达能力。教师可以引导学生从不同角度思考楞次定律的表述方式,如从能量守恒的角度、从磁场变化的角度等,让学生更加全面地理解楞次定律的内涵和应用范围。
最后,规律应用延伸阶段是整个教学设计的升华。在这个阶段,教师引导学生将楞次定律应用到实际生活中去,解决一些实际问题。通过实际应用,学生不仅能够巩固所学知识,还能够培养自己的应用能力和创新能力。教师可以设计一些具有挑战性的实际问题,如设计一款基于电磁感应原理的发电装置等,让学生在解决问题的过程中锻炼自己的实践能力和创新思维。
综上所述,以“实验激发兴趣—小组合作探究—师生互动推演—概括生成规律—规律应用延伸”的设计思路进行电磁感应教学,不仅能够激发学生的学习兴趣和探究欲望,还能够培养学生的合作精神和交流能力,提高学生的归纳和演绎能力,以及应用能力和创新能力。这样的教学设计不仅能够让学生更好地理解和掌握电磁感应的相关概念,还能够为学生的全面发展打下坚实的基础。