《学霸笔记 同步精讲》第2章 电磁感应及其应用 1.楞次定律（课件）高中物理教科版选择性必修2

(共39张PPT)
1.楞次定律
第二章
2026
课 标 定 位
1.理解楞次定律的内容及其本质。
2.掌握右手定则,理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式。
3.能够熟练运用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向。
素 养 阐 释
1.通过实验探究,感受楞次定律的推导过程,培养观察、分析、归纳、总结物理规律的能力。
2.通过应用楞次定律判断感应电流的方向,培养应用物理规律解决实际问题的能力,并形成科学态度与价值观。
内容索引
01
02
03
自主预习·新知导学
合作探究·释疑解惑
课 堂 小 结
04
随 堂 练 习
自主预习·新知导学
一、右手定则
1.内容:伸开右手,使大拇指与其余并拢的四指垂直,并与手掌在同一平面内,让磁感线垂直从手心穿入,并使拇指指向导线运动的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向,也就是感应电动势的方向。
2.适用范围:只适用于判定闭合电路部分的导线切割磁感线运动而产生感应电流的情况。
二、楞次定律
1.实验探究
将螺线管与电流表组成闭合导体回路,分别将条形磁铁的N极、S极插入、抽出螺线管,如图所示,记录感应电流方向如下。
实验装置
(a)
(b)
(c)
(d)
2.实验记录
图号 磁场方向 感应电流方向(俯视) 感应电流的磁场方向
(a) 向上 顺时针 向下
(b) 向上 逆时针 向上
(c) 向下 逆时针 向上
(d) 向下 顺时针 向下
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.楞次定律的内容
感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
【思考讨论】
1.判断下列说法的正误。
(1)导体棒不垂直切割磁感线时,不能用右手定则判断感应电流方向。 (　　)
(2)感应电流方向凡可以用右手定则判断的,均能用楞次定律判断。 (　　)
(3)感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反。 (　　)
(4)感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化。 (　　)
×
√
×
√
2.应用右手定则判断感应电流方向时,四指所指的方向是高电势端还是低电势端
提示:高电势端。因四指所指为电源内部电流,故为高电势端。
3.感应电流的磁场与原磁场的方向,是相同还是相反 感应电流的磁场起到什么作用
提示:当磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场的方向相反;当磁通量减少时,感应电流的磁场与原磁场的方向相同。感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
合作探究·释疑解惑
知识点一
右手定则
【问题引领】
如图所示的电路中,G为电流表(已知电流由左接线柱流入,指针向左偏,由右接线柱流入,指针向右偏),当ab在磁场中做切割磁感线运动时,指针的偏转情况如下表,根据指针的偏转情况,判断电流方向。
闭合电路的部分导体在磁极间左右运动
导体棒ab的运动方向 指针偏转方向 回路中电流方向(俯视) ab段中电流方向
向右 向左 顺时针 从b向a
向左 向右 逆时针 从a向b
【归纳提升】
1.适用范围:闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流方向的判断。
2.右手定则反映了磁场方向、导体运动方向和电流方向三者之间的相互垂直关系。
(1)大拇指的方向是导体相对磁场切割磁感线的运动方向,既可以是导体运动而磁场未动,也可以是导体未动而磁场运动,还可以是两者以不同速度同时运动。
(2)四指指向电流方向,切割磁感线的导体相当于电源。
【典型例题】
【例题1】 下列图中表示闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动的情景,导体ab上的感应电流方向为a→b的是(　　)
A
解析:题中四图都属于闭合电路的一部分导体切割磁感线,应用右手定则判断可得A中电流方向为a→b,B中电流方向为b→a,C中电流沿a→d→c→b→a方向,D中电流方向为b→a。故选A。
科学思维
“三定则一定律”的比较
适用的基本物理现象 应用的定则或定律
判断电流(运动电荷)产生的磁场的方向 安培定则
判断安培力、洛伦兹力的方向 左手定则
判断闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时产生的感应电流的方向 右手定则
判断穿过闭合电路的磁通量发生变化时产生的感应电流的方向 楞次定律
【变式训练1】 (多选)如图所示,光滑平行金属导轨PP'和QQ'都处于同一水平面内,P和Q之间连接一电阻R,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现垂直于导轨放置一根导体棒MN,用一水平向右的力F拉动导体棒MN,以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力方向的说法正确的是
(　　)
A.感应电流方向是N→M
B.感应电流方向是M→N
C.安培力水平向左
D.安培力水平向右
AC
解析:导体棒向右平动,根据右手定则可判断,感应电流方向为由N→M,A正确,B错误。再由左手定则可判定导体棒所受安培力的方向为水平向左,C正确,D错误。
【问题引领】
知识点二
楞次定律
我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律。以下是实验探究过程的一部分。
(1)如图(a)所示,当磁体的N极向下运动时,发现电流表指针偏转,若要探究线圈中产生感应电流的方向,必须知道电流从正(负)接线柱流入时,电流表指针的偏转方向。
(a)
(2)如图(b)所示,实验中发现闭合开关时,电流表指针向右偏。电路稳定后,若向左移动滑片,此过程中电流表指针向右偏转;若将线圈A抽出,此过程中电流表指针向左偏转。(均选填“左”或“右”)
【归纳提升】
1.因果关系:应用楞次定律实际上就是寻求电磁感应中的因果关系,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,结果又反过来影响原因。
2.楞次定律中“阻碍”的含义
谁阻碍谁 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方向相反;当磁通量减小时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,即“增反减同”
阻碍效果 阻碍并不是阻止,只是延缓了磁通量的变化,这种变化仍将继续进行
3.从磁通量变化的角度来看,感应电流总要阻碍磁通量的变化;从导体和磁体相对运动的角度来看,感应电流的效果总要阻碍相对运动。因此,产生感应电流的过程实质上是其他形式的能量转化为电能的过程。
【典型例题】
【例题2】 关于楞次定律,下列说法正确的是(　　)
A.感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
B.闭合电路的一部分导体在磁场中运动时,必受磁场阻碍作用
C.原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场同向
D.感应电流的磁场总是跟原磁场反向,阻碍原磁场的变化
A
解析:感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,选项A正确。闭合电路的一部分导体在磁场中平行磁感线运动时,不受磁场的阻碍作用,选项B错误。原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场反向,选项C错误。当原磁通量增加时感应电流的磁场跟原磁场反向,当原磁通量减少时感应电流的磁场跟原磁场同向,选项D错误。
误区警示
“阻碍”并不意味着“相反”。在理解楞次定律时,有些同学错误地把“阻碍”作用认为感应电流产生磁场的方向和原磁场方向相反,事实上,它们可能同向,也可能反向,需根据磁通量的变化情况判断。
【变式训练2】 根据楞次定律可知,感应电流的磁场一定是(　　)
A.与引起感应电流的磁场反向
B.阻止引起感应电流的磁通量变化
C.阻碍引起感应电流的磁通量变化
D.使电路磁通量为零
C
解析:由楞次定律可知,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化,也可以说成“增反减同”,C正确。
【问题引领】
知识点三
楞次定律的应用
如图所示,试探究在以下四种情况中小磁针N极的偏转方向。
(1)开关S闭合时;(2)开关S闭合后;(3)开关S断开时。
提示:开关S闭合时,左边线圈的电流及磁场情况和穿过右边线圈磁通量方向如图所示。
(1)S闭合时,穿过右边线圈的磁通量Φ增强,由楞次定律可知,感应电流的方向为b→a,再由安培定则可知,N极向纸面外偏转。
(2)S闭合后,穿过右边线圈的磁通量Φ不变,不产生感应电流,小磁针不偏转。
(3)此种情况与(1)现象相反,即N极向纸面内偏转。
【归纳提升】
楞次定律应用四步曲
1.确定原磁场方向;
2.判定产生感应电流的磁通量如何变化(增加还是减少);
3.根据楞次定律确定感应电流的磁场方向(增反减同);
4.判定感应电流的方向。
该步骤也可以简单地描述为“一原二变三感四螺旋”:一原——确定原磁场的方向;二变——确定磁通量是增加还是减少;三感——判断感应电流的磁场方向;四螺旋——用右手螺旋定则判断感应电流的方向。
【典型例题】
【例题3】 1831年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上,A线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路,B线圈与开关S、电流表G组成另一个回路,如图所示。通过多次实验,法拉第终于总结出产生感应电流的条件。关于该实验,下列说法正确的是(　　)
A.闭合开关S的瞬间,电流表G中有a→b的感应
电流
B.闭合开关S的瞬间,电流表G中有b→a的感应
电流
C.闭合开关S后,在增大电阻R的过程中,电流表
G中有a→b的感应电流
D.闭合开关S后,在增大电阻R的过程中,电流表
G中有b→a的感应电流
D
解析:在滑片不动的情况下,A线圈中通过的是恒定电流,产生的磁场是恒定的,所以B线圈中不产生感应电流,所以选项A、B错误。在增大电阻R的过程中,A线圈中通过的是逐渐减弱的电流,即线圈B处于逐渐减弱的磁场中,由安培定则和楞次定律可判断得知,电流表中的电流从b→a,故选项C错误,D正确。
科学思维
运用楞次定律判定感应电流方向的基本思路
【变式训练3】 如图所示,一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺线管,则电路中(　　)
A.始终有感应电流自a向b流过电流表G
B.始终有感应电流自b向a流过电流表G
C.先有a→G→b方向的感应电流,后有b→G→a方向的感应电流
D.将不会产生感应电流
C
解析:条形磁铁从左边进入螺线管的过程中,在螺线管内产生的磁场方向向右,穿过螺线管的磁通量不断增加,根据楞次定律,感应电流的方向是a→G→b。条形磁铁从螺线管中向右穿出的过程中,在螺线管内产生的磁场方向仍向右,穿过螺线管的磁通量不断减小,根据楞次定律,感应电流的方向是b→G→a,故C正确。
课 堂 小 结
随 堂 练 习
1.(楞次定律的理解)根据楞次定律知,感应电流的磁场一定是(　　)
A.阻止引起感应电流的磁通量
B.与引起感应电流的磁场方向相反
C.阻碍引起感应电流的磁通量的变化
D.与引起感应电流的磁场方向相同
C
解析:感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,故选C。
2.(右手定则的理解)(多选)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,如图所示,能正确表示磁感应强度B的方向、导体运动速度方向与产生的感应电流方向间关系的是(　　)
BC
解析:图A中导体不切割磁感线,导体中无电流。由右手定则可以判断B、C正确。D图中感应电流方向应垂直纸面向外。
3.(楞次定律的应用)某磁场的磁感线如图所示,有一铜线圈自图中A处落至B处,在下落过程中,自上向下看,线圈中的感应电流方向是(　　)
A.始终顺时针
B.始终逆时针
C.先顺时针再逆时针
D.先逆时针再顺时针
C
解析:自A处落至题图虚线所示位置的过程中,穿过线圈的磁通量增加,由楞次定律知线圈中感应电流方向为顺时针,从题图虚线所示位置落至B处的过程中,穿过线圈的磁通量减少,由楞次定律知,线圈中感应电流方向为逆时针,C项正确。
4.(右手定则的应用)如图所示,匀强磁场与圆形导体环所在平面垂直,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,环上无感应电流产生
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
D
答案:解析:由右手定则知ef上的电流由e→f,故右侧的电流方向为逆时针,左侧的电流方向为顺时针,选D。