2019-2020年高中物理第一章電磁感應第三節(jié)感應電流的方向學案粵教版.doc

《2019-2020年高中物理第一章電磁感應第三節(jié)感應電流的方向學案粵教版.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2019-2020年高中物理第一章電磁感應第三節(jié)感應電流的方向學案粵教版.doc（12頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

2019-2020年高中物理第一章電磁感應第三節(jié)感應電流的方向學案粵教版 [學習目標]　1.正確理解楞次定律的內(nèi)容及其本質.2.掌握右手定則，并理解右手定則實際上為楞次定律的一種具體表現(xiàn)形式.3.能夠熟練運用楞次定律和右手定則判斷感應電流的方向． 一、楞次定律 [導學探究]　根據(jù)如圖1甲、乙、丙、丁所示進行電路圖連接與實驗操作，并填好實驗現(xiàn)象． 圖1 甲 乙 丙 丁 條形磁鐵運動的情況 N極向下 插入線圈 S極向下 插入線圈 N極向上 拔出線圈 S極向上 拔出線圈 原磁場方向(向上或向下) 向下 向上 向下 向上 穿過線圈的磁通量變化情況(增加或減少) 增加 增加 減少 減少 感應電流的方向(在螺線管上俯視) 逆時針 順時針 順時針 逆時針 感應電流的磁場方向(向上或向下) 向上 向下 向下 向上 原磁場與感應電流磁場的方向關系 相反 相反 相同 相同 請根據(jù)上表所填內(nèi)容理解：甲、乙兩種情況下，磁通量都增加，感應電流的磁場方向與原磁場方向相反；丙、丁兩種情況下，磁通量都減少，感應電流的磁場方向與原磁場方向相同． [知識梳理]　楞次定律： (1)內(nèi)容：感應電流的方向可以這樣確定：感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化． (2)理解：當磁通量增加時，感應電流的磁場與原磁場方向相反，當磁通量減少時，感應電流的磁場與原磁場方向相同，即增反減同． [即學即用]　判斷下列說法的正誤． (1)感應電流的磁場總是與引起感應電流的磁場方向相反．(　　) (2)感應電流的磁場可能與引起感應電流的磁場方向相同．(　　) (3)感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化．(　　) 答案　(1)　(2)√　(3)√ 二、右手定則 [導學探究]　如圖2所示，導體棒ab向右做切割磁感線運動． 圖2 (1)請用楞次定律判斷感應電流的方向． (2)感應電流I的方向、原磁場B的方向、導體棒運動的速度v的方向三者之間什么關系？根據(jù)課本右手定則，自己試著做一做． 答案　(1)感應電流的方向a→d→c→b→a. (2)滿足右手定則． [知識梳理]　右手定則： 伸開右手，讓拇指跟其余四個手指垂直，并且都跟手掌在同一個平面內(nèi)；讓磁感線垂直從心進入，拇指指向導體運動的方向，其余四指所指的方向就是感應電流的方向． [即學即用]　判斷下列說法的正誤． (1)右手定則只能用來判斷導體垂直切割磁感線時的感應電流方向．(　　) (2)所有的電磁感應現(xiàn)象都可以用楞次定律判斷感應電流方向．(　　) (3)所有的電磁感應現(xiàn)象，都可以用安培定則判斷感應電流方向．(　　) (4)當導體不動，而磁場運動時，不能用右手定則判斷感應電流方向．(　　) 答案　(1)　(2)√　(3)　(4) 一、楞次定律的理解 1．因果關系：楞次定律反映了電磁感應現(xiàn)象中的因果關系，磁通量發(fā)生變化是原因，產(chǎn)生感應電流是結果． 2．“阻礙”的含義： (1)誰阻礙——感應電流產(chǎn)生的磁場． (2)阻礙誰——阻礙引起感應電流的磁通量的變化． (3)如何阻礙——當原磁通量增加時，感應電流的磁場方向與原磁場方向相反；當原磁通量減少時，感應電流的磁場方向與原磁場方向相同． (4)阻礙效果——阻礙并不是阻止，結果增加的還是增加，減少的還是減少． 注意：從相對運動的角度看，感應電流的效果是阻礙相對運動． 例1　關于楞次定律，下列說法正確的是 (　　) A．感應電流的磁場總是要阻礙引起感應電流的磁通量的變化 B．閉合電路的一部分導體在磁場中運動時，必受磁場阻礙作用 C．原磁場穿過閉合回路的磁通量增加時，感應電流的磁場與原磁場同向 D．感應電流的磁場總是跟原磁場反向，阻礙原磁場的變化 答案　A 解析　感應電流的磁場總是要阻礙引起感應電流的磁通量的變化，選項A正確；閉合電路的一部分導體在磁場中平行磁感線運動時，不受磁場阻礙作用，選項B錯誤；原磁場穿過閉合回路的磁通量增加時，感應電流的磁場與原磁場反向，選項C錯誤；當原磁場增強時感應電流的磁場跟原磁場反向，當原磁場減弱時感應電流的磁場跟原磁場同向，選項D錯誤． 二、楞次定律的應用 楞次定律應用四步曲 (1)確定原磁場方向； (2)判定產(chǎn)生感應電流的磁通量如何變化(增加還是減少)； (3)根據(jù)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?nèi)兴穆菪保辉_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． 例2　(多選)如圖3所示，閉合金屬圓環(huán)沿垂直于磁場方向放置在有界勻強磁場中，將它從勻強磁場中勻速拉出，以下各種說法中正確的是(　　) 圖3 A．向左拉出和向右拉出時，環(huán)中的感應電流方向相反 B．向左或向右拉出時，環(huán)中感應電流方向都是沿順時針方向的 C．向左或向右拉出時，環(huán)中感應電流方向都是沿逆時針方向的 D．將圓環(huán)左右拉動，當環(huán)全部處在磁場中運動時，圓環(huán)中無感應電流 答案　BD 解析　將金屬圓環(huán)不管從哪邊拉出磁場，穿過閉合圓環(huán)的磁通量都要減少，根據(jù)楞次定律可知，感應電流的磁場要阻礙原磁通量的減少，感應電流的磁場方向與原磁場方向相同，應用安培定則可以判斷出感應電流的方向是順時針方向的，選項B正確，A、C錯誤；另外在圓環(huán)離開磁場前，穿過圓環(huán)的磁通量沒有改變，該種情況無感應電流，D正確． 針對訓練　如圖4所示，金屬環(huán)所在區(qū)域存在著勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里．當磁感應強度逐漸增大時，內(nèi)、外金屬環(huán)中感應電流的方向為(　　) 圖4 A．外環(huán)順時針、內(nèi)環(huán)逆時針 B．外環(huán)逆時針、內(nèi)環(huán)順時針 C．內(nèi)、外環(huán)均為逆時針 D．內(nèi)、外環(huán)均為順時針 答案　B 解析　首先明確研究的回路由外環(huán)和內(nèi)環(huán)共同組成，回路中包圍的磁場方向垂直紙面向里且內(nèi)、外環(huán)之間的磁通量增加．由楞次定律可知兩環(huán)之間的感應電流的磁場方向與原磁場方向相反，垂直于紙面向外，再由安培定則判斷出感應電流的方向是：在外環(huán)沿逆時針方向，在內(nèi)環(huán)沿順時針方向，故選項B正確． 三、右手定則的應用 1．適用范圍：閉合電路的部分導體切割磁感線產(chǎn)生感應電流方向的判斷． 2．右手定則反映了磁場方向、導體運動方向和電流方向三者之間的相互垂直關系． (1)大拇指的方向是導體相對磁場切割磁感線的運動方向，既可以是導體運動而磁場未動，也可以是導體未動而磁場運動，還可以是兩者以不同速度同時運動． (2)四指指向電流方向，切割磁感線的導體相當于電源． 例3　下列圖中表示閉合電路中的一部分導體ab在磁場中做切割磁感線運動的情景，導體ab上的感應電流方向為a→b的是(　　) 答案　A 解析　題中四圖都屬于閉合電路的一部分導體切割磁感線，應用右手定則判斷可得：A中電流方向為a→b，B中電流方向為b→a，C中電流方向沿a→d→c→b→a，D中電流方向為b→a.故選A. 1.某磁場磁感線如圖5所示，有一銅線圈自圖中A處落至B處，在下落過程中，自上向下看，線圈中的感應電流方向是(　　) 圖5 A．始終順時針 B．始終逆時針 C．先順時針再逆時針 D．先逆時針再順時針 答案　C 解析　自A處落至圖示位置時，穿過線圈的磁通量增加，由楞次定律知線圈中感應電流方向為順時針，從圖示位置落至B處時，穿過線圈的磁通量減少，由楞次定律知，線圈中感應電流方向為逆時針，C項正確． 2．磁鐵在線圈中心上方開始運動時，線圈中產(chǎn)生如圖6方向的感應電流，則磁鐵(　　) 圖6 A．向上運動 B．向下運動 C．向左運動 D．向右運動 答案　B 3．如圖7所示，勻強磁場與圓形導體環(huán)平面垂直，導體ef與環(huán)接觸良好，當ef向右勻速運動時(　　) 圖7 A．圓環(huán)中磁通量不變，環(huán)上無感應電流產(chǎn)生 B．整個環(huán)中有順時針方向的電流 C．整個環(huán)中有逆時針方向的電流 D．環(huán)的右側有逆時針方向的電流，環(huán)的左側有順時針方向的電流 答案　D 解析　由右手定則知ef上的電流由e→f，故右側的電流方向為逆時針，左側的電流方向為順時針，選D. 4.1931年，英國物理學家狄拉克曾經(jīng)從理論上預言：存在只有一個磁極的粒子，即“磁單極子”.1982年，美國物理學家卡布萊拉設計了一個尋找磁單極子的實驗．他設想，如果一個只有N極的磁單極子從上向下穿過如圖8所示的超導線圈，那么，從上向下看，超導線圈上將出現(xiàn)(　　) 圖8 A．先順時針方向，后逆時針方向的感應電流 B．先逆時針方向，后順時針方向的感應電流 C．順時針方向持續(xù)流動的感應電流 D．逆時針方向持續(xù)流動的感應電流 答案　D 解析　N極磁單極子從上向下通過時，穿過線圈的磁通量先向下增加，接著突變?yōu)橄蛏蠝p少．故由楞次定律知，感應電流的磁場一直向上，故電流始終為逆時針． 一、選擇題(1～8題為單選題，9～12題為多選題) 1．根據(jù)楞次定律可知，感應電流的磁場一定是 (　　) A．與引起感應電流的磁場反向 B．阻止引起感應電流的原磁通量的變化 C．阻礙引起感應電流的原磁通量的變化 D．使電路磁通量為零 答案　C 2.如圖1所示，在一水平、固定的閉合導體圓環(huán)上方，有一條形磁鐵(N極朝上，S極朝下)由靜止開始下落，磁鐵從圓環(huán)中穿過且不與圓環(huán)接觸．關于圓環(huán)中感應電流的方向(從上向下看)，下列說法正確的是(　　) 圖1 A．總是順時針 B．總是逆時針 C．先順時針后逆時針 D．先逆時針后順時針 答案　C 解析　磁鐵下落過程中原磁場是向上的，穿過圓環(huán)的磁通量先增大后減小，由楞次定律可判斷出選項C正確． 3．如圖2所示，CDEF是一個矩形金屬框，當導體棒AB向右移動時，回路中會產(chǎn)生感應電流，則下列說法中正確的是(　　) 圖2 A．導體棒中的電流方向由B→A B．電流表A1中的電流方向由F→E C．電流表A1中的電流方向由E→F D．電流表A2中的電流方向由D→C 答案　B 解析　根據(jù)右手定則，導體棒內(nèi)部電流方向為A到B，所以電流表A1中的電流方向由F→E，A、C錯，B對．同理電流表A2中的電流方向由C→D，D錯． 4．電阻R、電容器C與一線圈連成閉合電路，條形磁鐵位于線圈的正上方，N極朝下，如圖3所示．現(xiàn)使磁鐵N極遠離線圈上端的過程中，流過R的電流方向和電容器極板的帶電情況是(　　) 圖3 A．從b到a，下極板帶正電 B．從a到b，下極板帶正電 C．從b到a，上極板帶正電 D．從a到b，上極板帶正電 答案　D 解析　當磁鐵開始由圖示位置向上運動時，向下穿過線圈的磁通量變小，由楞次定律可得，感應電流的磁場方向與原磁場方向相同，即向下，再由安培定則可得感應電流方向沿線圈盤旋而上，由于線圈相當于電源，則流過R的電流方向是從a到b，電容器上極板帶正電．故選D. 5.如圖4所示，一圓形金屬線圈放置在水平桌面上，勻強磁場垂直桌面豎直向下，過線圈上A點作切線OO′，OO′與線圈在同一平面上．在線圈以OO′為軸翻轉180的過程中，線圈中電流方向(　　) 圖4 A．始終為A→B→C→A B．始終為A→C→B→A C．先為A→C→B→A再為A→B→C→A D．先為A→B→C→A再為A→C→B→A 答案　A 解析　在線圈以OO′為軸翻轉0～90的過程中，穿過線圈正面向里的磁通量逐漸減少，由楞次定律可知感應電流方向為A→B→C→A；線圈以OO′為軸翻轉90～180的過程中，穿過線圈反面向里的磁通量逐漸增加，由楞次定律可知感應電流方向仍然為A→B→C→A，A正確． 6．如圖5所示為一個圓環(huán)形導體，有一個帶負電的粒子沿直徑方向在圓環(huán)表面勻速掠過的過程，環(huán)中感應電流的情況(　　) 圖5 A．無感應電流 B．有逆時針方向的感應電流 C．有順時針方向的感應電流 D．有先逆時針方向后順時針方向的感應電流 答案　A 解析　由題意可知，帶負電的粒子沿直徑方向運動，周圍會產(chǎn)生磁場，但因沿著直徑運動，則穿過圓環(huán)的合磁通量為零，因此沒有感應電流，故A正確，B、C、D錯誤． 7．長直導線與矩形線框abcd處在同一平面中靜止不動，如圖6甲所示．長直導線中通以大小和方向都隨時間做周期性變化的交流電，i－t圖象如圖乙所示．規(guī)定沿長直導線方向向上的電流為正方向．關于最初一個周期內(nèi)矩形線框中感應電流的方向，下列說法正確的是(　　) 圖6 A．由順時針方向變?yōu)槟鏁r針方向 B．由逆時針方向變?yōu)轫槙r針方向 C．由順時針方向變?yōu)槟鏁r針方向，再變?yōu)轫槙r針方向 D．由逆時針方向變?yōu)轫槙r針方向，再變?yōu)槟鏁r針方向 答案　D 解析　0～時間內(nèi)，直導線中的電流增大，通過線框中的磁通量增大，線框中產(chǎn)生逆時針方向的電流.～時間內(nèi)，直導線中的電流減小，通過線框中的磁通量減小，線框中產(chǎn)生順時針方向的電流，同樣判斷出第3個、第4個周期時間內(nèi)的電流方向分別為順時針和逆時針． 8.如圖7所示，一對大磁極，中間處可視為勻強磁場，上、下邊緣處為非勻強磁場，一矩形導線框abcd保持水平，從兩磁極間中心上方某處開始下落，并穿過磁場，則(　　) 圖7 A．線框中有感應電流，方向是先a→b→c→d→a后d→c→b→a→d B．線框中有感應電流，方向是先d→c→b→a→d后a→b→c→d→a C．受磁場力的作用，線框要發(fā)生轉動 D．線框中始終沒有感應電流 答案　D 解析　由于線框從兩極間中心上方某處開始下落，根據(jù)對稱性知，下落過程中穿過線框abcd的磁通量始終是零，沒有變化，所以始終沒有感應電流，因此不會受磁場力的作用．故選項D正確． 9.某空間出現(xiàn)了如圖8所示的一組閉合電場線，方向從上向下看是順時針的，這可能是(　　) 圖8 A．沿AB方向磁場在迅速減弱 B．沿AB方向磁場在迅速增強 C．沿BA方向磁場在迅速增強 D．沿BA方向磁場在迅速減弱 答案　AC 10．要使圖9中b線圈中產(chǎn)生圖示方向的電流，可采取的辦法有(　　) 圖9 A．閉合開關S B．閉合開關S后，把b靠近a C．閉合開關S后，把滑動變阻器R的滑片左移 D．閉合開關S后，把a中鐵芯向左邊抽出 答案　CD 11.如圖10所示，通電直導線L和平行直導線放置的閉合導體框abcd，當通電導線L運動時，以下說法正確的是 (　　) 圖10 A．當導線L向左平移時，導體框abcd中感應電流的方向為abcda B．當導線L向左平移時，導體框abcd中感應電流的方向為adcba C．當導線L向右平移時(未到達ad)，導體框abcd中感應電流的方向為abcda D．當導線L向右平移時(未到達ad)，導體框abcd中感應電流的方向為adcba 答案　AD 解析　當導線L向左平移時，閉合導體框abcd中磁場減弱，磁通量減少，abcd回路中產(chǎn)生的感應電流的磁場將阻礙原磁通量的減少，由于導線L在導體框abcd中磁場方向垂直紙面向里，所以abcd中感應電流的磁場方向應為垂直紙面向里，由安培定則可知感應電流的方向為abcda，選項A正確；當導線L向右平移時(未到達ad)，閉合導體框abcd中磁場增強，磁通量增加，abcd回路中產(chǎn)生的感應電流的磁場將阻礙原磁通量的增加，可知感應電流的磁場為垂直紙面向外，再由安培定則可知感應電流的方向為adcba，選項D正確． 12.如圖11所示，導體棒AB、CD可在水平軌道上自由滑動，當導體棒AB向左移動時 (　　) 圖11 A．AB中感應電流的方向為A到B B．AB中感應電流的方向為B到A C．CD向左移動 D．CD向右移動 答案　AD 解析　由右手定則可判斷AB中感應電流方向為A→B，CD中電流方向為C→D，由左手定則可判定CD受到向右的安培力作用而向右運動．