資源簡介

(共60張PPT)
第二章　電磁感應及其應用
1.楞次定律
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核心素養：1.能熟練運用右手定則判斷感應電流的方向. 2.通過實驗探究感應電流的 方向與磁通量的變化之間的關系，體會對實驗現象和實驗結果進行歸納推理的方法. 3.理解楞次定律中“阻礙”的含義，能熟練運用楞次定律判斷感應電流的方向.
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研習任務一　右手定則
合作　討論
如圖所示，假定導體棒CD向右運動.
（1）我們研究的是哪個閉合導體回路？
提示：（1）我們研究的是CDEF這個閉合的回路.
（2）當導體棒CD向右運動時，穿過這個閉合導體回路的磁通量是增大還是減小？
提示：（2）當CD向右運動時，穿過閉合回路的磁通量方向向 里，并且在增大.
（3）感應電流的磁場應該是沿哪個方向的？
提示：（3）根據楞次定律，感應電流的磁場阻礙磁通量的增 加，所以感應電流的磁場垂直紙面向外.
（4）導體棒CD中的感應電流是沿哪個方向的？
提示：（4）根據安培定則可判斷感應電流方向由C指向D.
教材　認知
垂直　
平
面　
導線運動　
四指　
3. 切割磁感線的導線就是電路中的電源，感應電流的方向就是感應電動勢的方向 （在電源內部，由低電勢指向高電勢）.
導線切割磁感線運動　
[理解]　
1. 楞次定律與右手定則的比較
規律
楞次定律 右手定則
區
別 研究
對象 整個閉合回路 閉合回路的一部分，即做切割磁感 線運動的導體
適用
范圍 各種電磁感應現象 只適用于部分導體在磁場中做切割 磁感線運動的情況
應用 用于磁感應強度B隨時間變化而產 生的電磁感應現象 用于導體切割磁感線產生的電磁感 應現象
聯系 右手定則是楞次定律的特例
比較內容
2. 左手定則與右手定則的比較
比較項目 右手定則 左手定則
作用 判斷感應電流方向 判斷通電導體所受磁場力的方向
已知條件 已知導體運動方向和磁場方向 已知電流方向和磁場方向
研習　經典
AC
A. 感應電流方向是N→M
B. 感應電流方向是M→N
C. 安培力方向水平向左
D. 安培力方向水平向右
解析：以導體棒MN為研究對象，所處位置磁場方向向下，導體棒運動方向向右，由 右手定則可知，感應電流方向是N→M；再由左手定則可知，安培力方向水平向左.故 B、D錯，A、C對.
名師點評
　　對于既需要判斷感應電流方向又需要判斷安培力方向的問題，一定分清楚右手定 則和左手定則，判斷受力的時候用左手（如：安培力、洛倫茲力），其余情況用右手 （如：感應電流的方向、電流周圍產生磁場的方向）.在導體棒切割磁感線而產生感 應電流的問題中，安培力充當阻力，對導體棒做負功，把機械能轉化為電能，所以安 培力的方向與運動方向相反.
對應　訓練
A. 有電流通過電流表，方向由c→d；作用于ab的安培力向右
B. 有電流通過電流表，方向由c→d；作用于ab的安培力向左
C. 有電流通過電流表，方向由d→c；作用于ab的安培力向左
D. 無電流通過電流表，作用于ab的安培力為零
解析：當桿沿逆時針方向轉動時，根據右手定則，判斷出ab桿中感應電流方向b→a， 電流通過電流表，方向由d→c，根據左手定則，作用于ab的安培力向左，故C項正 確，A、B、D三項錯誤.
C
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研習任務二　探究影響感應電流方向的因素
教材　認知
一、實驗器材
干電池、外標有明確繞向的大線圈、條形磁鐵、U形磁鐵、導線、滑動變阻器、零刻 度線在刻度盤中央的靈敏電流計等.
二、實驗步驟
1. 確定電流表指針偏轉方向與電流方向及電流表紅、黑接線柱的關系
（1）按圖連接電路.
（2）調節滑動變阻器，使接入電路的電阻最大.
（3）迅速閉合開關，發現電流表指針偏轉后立即斷開開關.
（4）記錄電流方向與電流表的指針偏轉方向和電流表紅、黑接線柱接線情況，找出 它們之間的關系.
2. 觀察并記錄磁場方向，磁通量變化情況與感應電流方向的關系
按圖連接電路，明確螺線管的繞線方向.
（1）實驗器材：條形磁鐵、電流表、螺線管、導線、開關、學生電源、滑動變阻器.
N極向下（對著線圈） S極向下
原磁場B0方向
磁鐵運動方向
感應電流方向
感應電流的磁場
B'方向
磁通量變化情況
B0與B'方向關系
（2）實驗探究
①按如圖所示情景連接電路，并在表1中填寫四種探究結果.
表1
②按如圖所示情景連接電路，并在表2中填寫四種探究結果.
操作 開關閉合 開關斷開 變阻器
R變大 變阻器
R變小
A線圈內部的磁場（B0）方向
穿過B線圈的磁通量的增減
電流表指針偏轉方向
B線圈中感應電流方向
B線圈內部感應電流的磁場
（B'）方向
表2
相反　
相同
研習　經典
[典例2]　一靈敏電流計，當電流從它的正接線柱流入時，指針向正接線柱一側偏 轉，現把它與一個線圈串聯，將磁鐵從線圈上方插入或拔出，請完成下列填空.
　 　 　
圖（a） 圖（b） 圖（c） 圖（d）
解析：（2）由圖（b）可知，電流從負接線柱流入電流計，根據安培定則，感應電流 的磁場方向向下，又磁通量增加，根據楞次定律可知，磁鐵下方為S極.
S極　
解析：（1）磁鐵向下運動，穿過線圈的磁通量增加，原磁場方向向下，根據楞次定律可知感應電流方向俯視為逆時針方向，從正接線柱流入電流計，指針偏向正極.
偏向正極　
圖（a） 圖（b）
解析：（3）由圖（c）可知，電流從負接線柱流入電流計，根據安培定則，感應電流的磁場方向向下，根據楞次定律可知，磁通量減小，磁鐵向上運動.
向上　
圖（c） 圖（d）
解析：（4）圖（d）中磁鐵向下運動，穿過線圈的磁通量增加，原磁場方向向上，根 據楞次定律判斷感應電流方向俯視為順時針方向.
順時針　
名師點評
　　解決此類問題需要的必備知識是楞次定律，另外兩個方向必須搞清楚：一是線圈 繞向，二是電流方向和指針偏轉方向之間的關系.
對應　訓練
2. 某學習小組利用如圖所示的實驗裝置探究螺線管線圈中感應電流的方向.
順時針
向下
B原方向 Φ I感方向
（俯視） B感方向
N極插入 向下 增大 逆時針 向上
S極插入 向上 增大 ① ②
N極抽出 向下 減小 順時針 向下
S極抽出 向上 減小 逆時針 向上
解析：（1）當S極插入時，原磁場方向向上，磁通量增大，感應電流磁場阻礙原磁場磁通量的增加，故感應電流磁場方向向下，感應電流方向（俯視）為順時針方向.
解析：（2）由實驗可得磁通量Φ、原磁場B原方向、感應電流的磁 場B感方向三者之間的關系：Φ增大，B感與B原反向；Φ減小，
B感與B原同向.
Φ增大，B原與B感反向，Φ減小，B原與B感同向
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研習任務三　楞次定律
教材　認知
3. 因果關系
阻礙　
磁通量　
變化　
相反　
相同　
反　
同　
閉合導體回路中原磁通量的變化是產生感應電流的原因，而感應電流的磁場的產生是 感應電流存在的結果，即只有當閉合導體回路中的磁通量發生變化時，才會有感應電 流的磁場出現.
1. 對楞次定律中“阻礙”的理解
問題 結論
誰阻礙誰 是感應電流的磁場阻礙引起感應電流的磁場（原磁場）的磁通量的變化
為何阻礙 （原）磁場的磁通量發生了變化
阻礙什么 阻礙的是磁通量的變化，而不是阻礙磁通量本身
如何阻礙 當原磁場磁通量增加時，感應電流的磁場方向與原磁場的方向相反；當 原磁場磁通量減少時，感應電流的磁場方向與原磁場的方向相同，即 “增反減同”
結果如何 阻礙并不是阻止，只是延緩了磁通量的變化，這種變化將繼續進行，最 終結果不受影響
[理解]　
2. 運用楞次定律判斷感應電流方向的步驟
（1）明確閉合回路中引起感應電流的磁場（原磁場）的方向.
（2）判斷穿過閉合回路原磁場磁通量的變化.
（3）根據楞次定律判斷感應電流的磁場方向.
（4）運用安培定則，由感應電流的磁場方向，判斷出感應電流的方向.
研習　經典
B
A. 順時針，逆時針 B. 逆時針，順時針
C. 順時針，順時針 D. 逆時針，逆時針
解析：當磁體接近線圈運動到a處時，線圈中的磁通量向下增加，由楞次定律可知感應電流的磁場方向向上，由安培定則知線圈中感應電流的方向為逆時針（俯視）；當磁體從線圈中穿出運動到b處時，原磁場方向不變仍向下，但穿過線圈的磁通量要減少，根據楞次定律知感應電流的磁場方向向下，由安培定則知感應電流為順時針（俯 視）.故選B.
名師點評
　　用楞次定律解題時一定要把握好因果關系，明確阻礙的意義和方法，可以根據用 楞次定律判斷感應電流方向的步驟，多練幾遍以達到熟能生巧、運用自如.
對應　訓練
A. 同時增大B1減小B2
B. 同時減小B1增大B2
C. 同時以相同的變化率增大B1和B2
D. 同時以相同的變化率減小B1和B2
解析：若要產生順時針方向的感應電流，則感應磁場的方向應垂直紙面向里， 由楞次定律可知，圓環中的凈磁通量變化為向里的磁通量減少或者向外的磁通 量增多，A錯誤，B正確；同時以相同的變化率增大B1和B2，或同時以相同的變 化率減小B1和B2，兩個磁場的磁通量總保持大小相同，所以總磁通量為0，不會 產生感應電流，C、D 錯誤.
B
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課時作業（五）
[基礎訓練]
A. 根據楞次定律知，感應電流的磁場一定阻礙引起感應電流的磁通量
B. 感應電流的磁場總是阻礙原磁場的變化
C. 當導體切割磁感線運動時，必須用右手定則確定感應電流的方向
D. 感應電流的磁場方向與引起感應電流的磁場方向可能相同，也可能相反
D
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解析：由楞次定律知，感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化，故A 錯誤.感應電流的磁場總是阻礙電路中的原磁通量的變化，不是阻礙原磁場的變化， 故B錯誤.導體切割磁感線運動時，可直接用右手定則確定感應電流的方向，也可以 由楞次定律確定感應電流的方向，故C錯誤.由楞次定律知，如果是因磁通量的減少 而引起的感應電流，則感應電流的磁場方向與引起感應電流的磁場方向相同，阻礙磁 通量的減小；如果是因磁通量的增加而引起的感應電流，則感應電流的磁場與引起感 應電流的磁場方向相反，阻礙磁通量的增加，故D正確.
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A B
B
C D
解析：要線圈與磁鐵相互排斥需線圈閉合，A錯誤；根據“來拒去留”可知，當磁鐵 靠近線圈時，線圈會對磁鐵有排斥作用，B正確.
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A. MN中的電流突然增大
B. MN向左平移
C. 線圈向上平移
D. 線圈繞MN旋轉90°
B
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解析：根據安培定則，線圈所在處的磁場垂直紙面向里，MN中的電流突然增大，線 圈的磁通量增大，由楞次定律，線圈產生逆時針方向的感應電流，根據左手定則，ab 邊受安培力向右，cd邊受安培力向左，ab邊磁場強，安培力大，導線與線圈相互排 斥，A錯誤；MN向左平移，線圈的磁通量減小，由楞次定律可知，線圈產生順時針 方向的感應電流，根據左手定則，ab邊受安培力向左，cd邊受安培力向右，ab邊磁場 強，安培力大，導線與線圈相互吸引，B正確；線圈向上平移，穿過線圈的磁通量不 變，不產生感應電流，導線與線圈無作用力，C錯誤；線圈繞MN旋轉90°，穿過線 圈的磁通量不變，不產生感應電流，導線與線圈無作用力，D錯誤.
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A. 環中產生順時針的感應電流
B. 環對桌面的壓力小于重力
C. 環受到向右的摩擦力
D. 環有收縮的趨勢
B
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解析：當條形磁鐵水平向右平移時，閉合金屬環內向上的磁通量減小，由楞次定律可 知，金屬圓環中會產生逆時針方向的感應電流，將金屬圓環等效成條形磁體，則上面 為N極，故與條形磁鐵相吸，則環對桌面的壓力小于重力，故A錯誤，B正確；當條形 磁鐵沿水平向右平移時，閉合金屬圓環內的磁通量減小，因此圓環的面積有擴大的趨 勢，同時有跟隨磁鐵運動的趨勢，金屬圓環受安培力水平分力跟條形磁鐵運動的方向 相同，則環受到向左的摩擦力，故C、D錯誤.
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A. 鋁球將做勻速直線運動
B. 鋁球將做減速直線運動
C. 鋁球將做加速直線運動
D. 鋁球將做曲線運動
解析：鋁球是金屬的，金屬小球可看作由許多金屬線圈構成，在向磁鐵方向運動過程 中，由于條形磁鐵周圍的磁場是非勻強磁場，穿過金屬線圈中的磁通量會發生改變， 金屬線圈中會產生感應電流，根據楞次定律可知，磁鐵會阻礙線圈的運動，所以鋁球 會做減速直線運動.
B
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A. 撥至M端或N端，圓環都向左運動
B. 撥至M端或N端，圓環都向右運動
C. 撥至M端時圓環向左運動，撥至N端時向右運動
D. 撥至M端時圓環向右運動，撥至N端時向左運動
解析：無論撥至M端或N端，線圈中的電流從無到有，電流產生的磁感應強度增大， 通過圓環的磁通量增大，圓環會向右運動以阻礙磁通量的增大.故選B.
B
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A. 先逆時針后順時針的感應電流
B. 先順時針后逆時針的感應電流
C. 逆時針方向的持續流動的感應電流
D. 順時針方向的持續流動的感應電流
解析：只有S極的磁單極子從上向下穿過閉合超導線圈時，穿過線圈的磁通量先向上 增加，后向下減小，根據楞次定律可知，從上向下看線圈中產生順時針方向的持續流 動的感應電流.
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甲 乙
C
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A. 如圖甲所示，產生感應電動勢的原因是銅盤盤面上無數個以C為圓心的同心圓環中 的磁通量發生了變化
B. 如圖甲所示，因為銅盤轉動過程中穿過銅盤的磁通量不變，所以沒有感應電動勢
C. 如圖乙所示，用外力順時針（從左邊看）轉動銅盤，電路中會產生感應電流，通 過R的電流自下而上
D. 如圖乙所示，用外力順時針（從左邊看）轉動銅盤，電路中會產生感應電流，通 過R的電流自上而下
解析：外力搖手柄使得銅盤轉動產生感應電動勢的是銅盤盤面上無數個沿半徑方向的 銅棒在切割磁感線而產生的，故A、B錯誤；若用外力順時針（從左邊看）轉動銅盤 時，根據右手定則可得感應電流方向為C到D（電源內部），D端是感應電動勢的正 極，所以通過R的電流自下而上，故C正確，D錯誤.
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[能力提升]
A. 兩導線中的電流同時減小
B. 兩導線中的電流同時增大
C. 線框向左移動
D. 線框向右移動
B
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解析：由右手螺旋定則可知，a和b兩直導線在矩形線框所在區域產生的磁場垂直于紙 面向外，當兩導線中電流同時減小時，矩形線框中磁通量減小，由楞次定律可知，矩 形線框中產生逆時針方向的電流，同理可知，當兩導線中的電流同時增大時產生順時 針方向的電流，A錯誤，B正確；當線框向左移動或向右移動時，線框中的磁通量不 變，沒有感應電流產生，C、D錯誤.
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A. 向右加速運動 B. 向左加速運動
C. 向右勻速運動 D. 向右減速運動
BD
解析：根據安培定則可知，MN處于閉合電路產生的垂直于紙面向里的磁場中，MN在安培力作用下向右運動，說明MN受到的安培力方向向右，由左手定則可知電流由M指向N，由安培定則知線圈L1中感應電流產生的磁場方向向上，由楞次定律可知，線圈L2中產生感應電流的磁場應該是向上減小或向下增加，再由右手定則可知PQ可能是向左加速運動或向右減速運動.
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A. 感應線圈中產生的是方向不變、大小不變的電流
B. 感應線圈中產生的是方向改變、大小不變的電流
C. 感應線圈一定受到路面線圈磁場的安培力，且該安培力會阻礙汽車運動
D. 若給路面下的線圈通以同向電流，則會影響充電效果
CD
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解析：由于路面下線圈中的電流不知是怎么變化，即產生的磁場無法確定變化情況， 所以感應線圈中的電流大小不能確定，故A、B錯誤；感應線圈隨汽車一起運動過程 中會產生感應電流，在路面線圈的磁場中受到安培力，根據“來拒去留”可知，此安 培力阻礙相對運動，即阻礙汽車運動，故C正確；給路面下的線圈通以同向電流時， 路面下的線圈產生相同方向的磁場，汽車運動時，穿過感應線圈的磁通量變化率變 小，所以產生的感應電流變小，影響充電效果，故D正確.
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A. 此擺振動的開始階段機械能不守恒
B. 導體環進入磁場和離開磁場時，環中電流的方向肯定相反
C. 導體環通過最低點時，環中感應電流最大
D. 最后此擺在勻強磁場中振動時，機械能守恒
ABD
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解析：此擺振動的開始階段，導體環在進、出磁場階段有感應電流產生，機械能轉化 為電能，機械能不守恒，故A正確；導體環進入磁場時，環中磁通量增加，由楞次定 律分析可知感應電流為逆時針方向，離開磁場時，環內磁通量減少，由楞次定律分析 可知感應電流為順時針方向，說明二者電流的方向相反，故B正確；導體環通過最低 點時，環中磁通量變化率為零，感應電流為零，故C錯誤；最后此擺在勻強磁場中振 動時，環中磁通量不變化，沒有感應電流產生，機械能守恒，故D正確.
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甲 乙
A
A. 0～1 s內線圈中產生的電流沿逆時針方向
B. 1～2 s內線圈中產生的電流沿順時針方向
C. 2～3 s內線圈有收縮的趨勢
D. 2～3 s內感應電流的方向與3～4 s內感應電流方向相反
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解析：0～1 s內線圈中的磁通量增大，由楞次定律可知，0～1 s內線圈中產生的電流 沿逆時針方向，故A正確；1～2 s內磁感應強度不變，線圈中的磁通量不變，線圈中 沒有感應電流產生，故B錯誤；2～3 s內線圈中的磁通量減小，由“增縮減擴”可 知，線圈有擴張的趨勢，故C錯誤；2～3 s內線圈中的磁通量減小，磁場方向向里， 由楞次定律可知，2～3 s內線圈中產生順時針方向的電流，3～4 s內線圈中的磁通量 增大，磁場方向向外，由楞次定律可知，3～4 s內線圈中產生順時針方向的電流，故 D錯誤.
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14. 在“探究影響感應電流方向的因素”的實驗中：
（1）實驗裝置如圖（a）所示，合上開關S時發現電流表指針向右偏，填寫表格：
實驗操作 指針偏向
（填“左”或“右”）
滑片P右移時 右
在原線圈中插入軟鐵棒時 右
拔出原線圈時 左
右
右
左
解析：（1）合上開關S時發現電流表指針向右偏，知磁通量增加時，電流表指針向右 偏.當滑片右移時，原線圈電流增大，則磁通量增加，電流表指針向右偏.在原線圈中 插入軟鐵棒時，使得磁通量增加，電流表指針向右偏.拔出線圈時，使得磁通量減 小，則電流表指針向左偏.
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A. 原線圈中電流為順時針方向，滑動變阻器滑片P在右移
B. 原線圈中電流為順時針方向，正從副線圈中拔出軟鐵棒
C. 原線圈中電流為逆時針方向，正把軟鐵棒插入原線圈中
D. 原線圈中電流為逆時針方向，開關S正斷開時
BC　
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解析：（2）原線圈中電流為順時針方向，滑動變阻器滑片P在右移，原線圈電流增大，則電流的磁場增大，根據楞次定律，在副線圈中產生逆時針方向的感應電流，故A錯誤；原線圈中電流為順時針方向，正從副線圈中拔出軟鐵棒，則磁通量減小，根據楞次定律在副線圈中產生順時針方向的感應電流，故B正確；原線圈中電流為逆時針方向， 正把軟鐵棒插入原線圈中，則磁通量增加，根據楞次定律在副線圈中產生順時針方向 的感應電流，故C正確；原線圈中電流為逆時針方向，開關S正斷開時，磁通量減 小，根據楞次定律，在副線圈中產生逆時針方向的感應電流，故D錯誤.
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