§ 4.3 愣次定律
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文档简介
§ 4.3 愣次定律
【教学目标】
1、知识与技能
①掌握楞次定律的内容，能运用楞次定律判断感应电流方向。
②培养观察实验的能力以及对实验现象分析归纳总结的能力。
③能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向
④掌握右手定则，并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式。
2、过程与方法
①自主探究、启发导学、双案合一
②通过应用楞次定律判断感应电流的方向，培养学生应用物理规律解决实际问题的能力。
3、情感态度与价值观
在本节课的学习中，学生直接参与物理规律的发现过程，体验了一次自然规律发现过程中的乐趣和美的享受，并在头脑中进一步强化“实践是检验真理的唯一标准”这一辩证唯物主义观点。
【重点难点】
重点：1．楞次定律的获得及理解。
2．应用楞次定律判断感应电流的方向。
3．利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向。
难点：楞次定律的理解及实际应用。
【学习过程】
（一）引入新课
［演示］按下图将磁铁从线圈中插入和拔出，引导学生观察现象，提出：
①为什么在线圈内有电流？
②插入和拔出磁铁时，电流方向一样吗？为什么？
③怎样才能判断感应电流的方向呢？
本节我们就来学习感应电流方向的判断方法。
（二）进行新课
1、楞次定律
演示实验：［实验目的］研究感应电流方向的判定规律。
［实验步骤］
（1）按右图连接电路，闭合开关，记录下G中流入电流方向与电流表G中指针偏转方向的关系。（如电流从左接线柱流入，指针向右偏还是向左偏 ）
（2）记下线圈绕向，将线圈和灵敏电流计构成通路。
（3）把条形磁铁N极（或S极）向下插入线圈中，并从线圈中拔出，每次记下电流表中指针偏转方向，然后根据步骤（1）结论，判定出感应电流方向，从而可确定感应电流的磁场方向。
根据实验结果，填表：
磁铁运动情况 N极下插 N极上拔 S极下插 S极上拔
磁铁产生磁场方向
线圈磁通量变化
感应电流磁场方向
总结：当磁铁移近或插入线圈时，线圈中感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；当磁铁离开线圈或从线圈中拔出时，线圈中感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。
当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反；当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向相同。
当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场阻碍磁通量增加；当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场阻碍磁通量减少。
物理学家楞次概括了各种实验结果，在1834年提出了感应电流方向的判定方法，这就是楞次定律，即
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，这就是楞次定律。
（1）“阻碍”并不是“阻止”，一字之差，相去甚远。要知道原磁场是主动的，感应电流的磁场是被动的，原磁通仍要发生变化，感应电流的磁场只是起阻碍变化而已。
（2）楞次定律
判断感应电流的方向具有普遍意义。
楞次定律符合能量守恒。从上面的实验可以发现：感应电流在闭合电路中要消耗能量，在磁体靠近（或远离）线圈过程中，都要克服电磁力做功，克服电磁力做功的过程就是将其他形式的能转化为电能的过程。
2、楞次定律的应用
应用楞次定律判断感应电流方向的基本步骤：
（1）明确原磁场的方向。
（2）明确穿过闭合电路的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。
（4）利用安培定则确定感应电流的方向。
利用楞次定律判定感应电流方向的思路可以概括为以下框图。
3．右手定则
如果磁通量的变化是由导体切割磁感线引起的，感应电流的方向可以由右手定则来判断。其内容为：
伸开右手让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直从手心进入，拇指指向导体运动的方向，其余四指指的就是感应电流的方向。
（四）实例探究
【例1】 如图所示，试判定当开关S闭合和断开瞬间，线圈ABCD的电流方向。（忽略导线GH的磁场作用）
【例2】 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？
【例3】 如图所示，固定于水平面上的光滑平行导电轨道AB、CD上放着两根细金属棒ab、cd.当一条形磁铁自上而下竖直穿过闭
合电路时，两金属棒ab、cd将如何运动？磁铁的加速度仍为g吗？
【课后整合】
通过这节课你学到了什么？还存在哪些不足？
巩固练习
1．根据楞次定律知感应电流的磁场一定是 （ ）
A.阻碍引起感应电流的磁通量 B.与引起感应电流的磁场反向
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
2．如图，通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd.则 （ ）
A.若线圈向右平动，其中感应电流方向是a→b→c→d
B.若线圈竖直向下平动，无感应电流产生
C.当线圈以ab边为轴转动时，其感应电流方向是a→b→c→d
D.当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是a→b→c→d
3．如图所示，两个相同的铝环套在一根光滑杆上，将一条形磁铁向左插入铝环的过程中两环的运动情况是 （ ）
A.同时向左运动，间距增大 B.同时向左运动，间距不变
C.同时向左运动，间距变小 D.同时向右运动，间距增大
4．如图所示，匀强磁场垂直于圆形线圈指向纸里, a、b、c、d为圆形线圈上等距离的四点，现用外力作用在上述四点，将线圈拉成正方形.设线圈导线不可伸长，且线圈仍处于原先所在的平面内，则在线圈发生形变的过程中 （ ）
A.线圈中将产生abcd方向的感应电流
B.线圈中将产生adcb方向的感应电流
C.线圈中产生感应电流的方向先是abcd，后是adcb
D.线圈中无感应电流产生
7．英国物理学家狄拉克从理论上预言了存在着只有一个磁极的粒子——磁单极子.如图所示，如果有一个磁单极子（单N极）从a点开始运动穿过线圈后从b点飞过.那么 （ ）
A.线圈中感应电流的方向是沿PMQ方向
B.线圈中感应电流的方向是沿QMP方向
C.线圈中感应电流的方向先是沿QMP方向，然后是PMQ方向
D.线圈中感应电流的方向先是沿PMQ方向，然后是QMP方向
【教后感】
＋
－
G
+G
-G
0
【教学目标】
1、知识与技能
①掌握楞次定律的内容，能运用楞次定律判断感应电流方向。
②培养观察实验的能力以及对实验现象分析归纳总结的能力。
③能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向
④掌握右手定则，并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式。
2、过程与方法
①自主探究、启发导学、双案合一
②通过应用楞次定律判断感应电流的方向，培养学生应用物理规律解决实际问题的能力。
3、情感态度与价值观
在本节课的学习中，学生直接参与物理规律的发现过程，体验了一次自然规律发现过程中的乐趣和美的享受，并在头脑中进一步强化“实践是检验真理的唯一标准”这一辩证唯物主义观点。
【重点难点】
重点：1．楞次定律的获得及理解。
2．应用楞次定律判断感应电流的方向。
3．利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向。
难点：楞次定律的理解及实际应用。
【学习过程】
（一）引入新课
［演示］按下图将磁铁从线圈中插入和拔出，引导学生观察现象，提出：
①为什么在线圈内有电流？
②插入和拔出磁铁时，电流方向一样吗？为什么？
③怎样才能判断感应电流的方向呢？
本节我们就来学习感应电流方向的判断方法。
（二）进行新课
1、楞次定律
演示实验：［实验目的］研究感应电流方向的判定规律。
［实验步骤］
（1）按右图连接电路，闭合开关，记录下G中流入电流方向与电流表G中指针偏转方向的关系。（如电流从左接线柱流入，指针向右偏还是向左偏 ）
（2）记下线圈绕向，将线圈和灵敏电流计构成通路。
（3）把条形磁铁N极（或S极）向下插入线圈中，并从线圈中拔出，每次记下电流表中指针偏转方向，然后根据步骤（1）结论，判定出感应电流方向，从而可确定感应电流的磁场方向。
根据实验结果，填表：
磁铁运动情况 N极下插 N极上拔 S极下插 S极上拔
磁铁产生磁场方向
线圈磁通量变化
感应电流磁场方向
总结：当磁铁移近或插入线圈时，线圈中感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；当磁铁离开线圈或从线圈中拔出时，线圈中感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。
当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反；当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向相同。
当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场阻碍磁通量增加；当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场阻碍磁通量减少。
物理学家楞次概括了各种实验结果，在1834年提出了感应电流方向的判定方法，这就是楞次定律，即
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，这就是楞次定律。
（1）“阻碍”并不是“阻止”，一字之差，相去甚远。要知道原磁场是主动的，感应电流的磁场是被动的，原磁通仍要发生变化，感应电流的磁场只是起阻碍变化而已。
（2）楞次定律
判断感应电流的方向具有普遍意义。
楞次定律符合能量守恒。从上面的实验可以发现：感应电流在闭合电路中要消耗能量，在磁体靠近（或远离）线圈过程中，都要克服电磁力做功，克服电磁力做功的过程就是将其他形式的能转化为电能的过程。
2、楞次定律的应用
应用楞次定律判断感应电流方向的基本步骤：
（1）明确原磁场的方向。
（2）明确穿过闭合电路的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。
（4）利用安培定则确定感应电流的方向。
利用楞次定律判定感应电流方向的思路可以概括为以下框图。
3．右手定则
如果磁通量的变化是由导体切割磁感线引起的，感应电流的方向可以由右手定则来判断。其内容为：
伸开右手让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直从手心进入，拇指指向导体运动的方向，其余四指指的就是感应电流的方向。
（四）实例探究
【例1】 如图所示，试判定当开关S闭合和断开瞬间，线圈ABCD的电流方向。（忽略导线GH的磁场作用）
【例2】 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？
【例3】 如图所示，固定于水平面上的光滑平行导电轨道AB、CD上放着两根细金属棒ab、cd.当一条形磁铁自上而下竖直穿过闭
合电路时，两金属棒ab、cd将如何运动？磁铁的加速度仍为g吗？
【课后整合】
通过这节课你学到了什么？还存在哪些不足？
巩固练习
1．根据楞次定律知感应电流的磁场一定是 （ ）
A.阻碍引起感应电流的磁通量 B.与引起感应电流的磁场反向
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
2．如图，通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd.则 （ ）
A.若线圈向右平动，其中感应电流方向是a→b→c→d
B.若线圈竖直向下平动，无感应电流产生
C.当线圈以ab边为轴转动时，其感应电流方向是a→b→c→d
D.当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是a→b→c→d
3．如图所示，两个相同的铝环套在一根光滑杆上，将一条形磁铁向左插入铝环的过程中两环的运动情况是 （ ）
A.同时向左运动，间距增大 B.同时向左运动，间距不变
C.同时向左运动，间距变小 D.同时向右运动，间距增大
4．如图所示，匀强磁场垂直于圆形线圈指向纸里, a、b、c、d为圆形线圈上等距离的四点，现用外力作用在上述四点，将线圈拉成正方形.设线圈导线不可伸长，且线圈仍处于原先所在的平面内，则在线圈发生形变的过程中 （ ）
A.线圈中将产生abcd方向的感应电流
B.线圈中将产生adcb方向的感应电流
C.线圈中产生感应电流的方向先是abcd，后是adcb
D.线圈中无感应电流产生
7．英国物理学家狄拉克从理论上预言了存在着只有一个磁极的粒子——磁单极子.如图所示，如果有一个磁单极子（单N极）从a点开始运动穿过线圈后从b点飞过.那么 （ ）
A.线圈中感应电流的方向是沿PMQ方向
B.线圈中感应电流的方向是沿QMP方向
C.线圈中感应电流的方向先是沿QMP方向，然后是PMQ方向
D.线圈中感应电流的方向先是沿PMQ方向，然后是QMP方向
【教后感】
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