高三物理楞次定律的教學設計

高三物理楞次定律的教學設計

[學習目標]

1、知道楞次定律的內容，理解感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化的含義

2、會利用楞次定律判斷感應電流的方向

3、會利用右手定則判斷感應電流的方向

[自主學習]

注意：感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化，是阻礙變化，不是阻止變化，阻礙的結果是使磁通量逐漸的變化。如果引起感應電流的磁通量增加，感應電流的磁場就跟引起感應電流的磁場方向相反，如果引起感應電流的磁通量減少，感應電流的磁場方向就跟引起感應電流的磁場方向相同。楞次定律也可理解為感應電流的磁場方向總是阻礙相對運動。

1、磁感應強度隨時間的變化如圖1所示，磁場方向垂直閉合線圈所在的平面，以垂直紙面向裏為正方向。t1時刻感應電流沿 方向，t2時刻 感應電流，t3時刻 感應電流；t4時刻感應電流的方向沿 。

2、如圖2所示，導體棒在磁場中垂直磁場方做切割磁感線運動，則a、b兩端的電勢關係是 。

[典型例題]

例1 如圖3所示，通電螺線管置於閉合金屬環A的軸線上，A環在螺線管的正中間；當螺線管中電流減小時，A環將：

（A）有收縮的趨勢 （B）有擴張的趨勢

（C）向左運動 （D）向右運動

分析：螺線管中的電流減小，穿過A環的磁通量減少，由楞次定律感應電流的磁場阻礙磁通量的減少，以後有兩種分析：（1）感應電流的磁場與引起感應電流的磁場方向相同，感應電流的磁感線也向左，由安培定則，感應電流沿逆時針方向（從左向右看）；但A環導線所在處的磁場方向向右（因為A環在線圈的中央），由左手定則，安培力沿半徑向裏，A環有收縮的趨勢。（2）阻礙磁通量減少，只能縮小A環的面積，因為面積越小，磁通量越大，故A環有收縮的趨勢。A正確

例2 如圖4所示，在O點懸掛一輕質導線環，拿一條形磁鐵沿導線環的軸線方向突然向環內插入，判斷導線環在磁鐵插入過程中如何運動？

分析：磁鐵嚮導線環運動，穿過環的磁通量增加，由楞次定律感應電流的磁場阻礙磁通量的增加，導線環向右運動阻礙磁通量的增加，導線環的面積減小也阻礙磁通量的增加，所以導線環邊收縮邊後退。此題也可由楞次定律判斷感應電流的方向，再由左手定則判斷導線環受到的安培力，但麻煩一些。

[針對訓練]

1、下述説法正確的是：

（A）感應電流的磁場方向總是跟原來磁場方向相反

（B）感應電流的磁場方向總是跟原來的磁場方向相同

（C）當原磁場減弱時，感應電流的磁場方向與原磁場的方向相同

（D）當原磁場增強時，感應電流的磁場方向與原磁場的方向相同

2、關於楞次定律，下列説法中正確的是：

（A）感應電流的磁場總是阻礙原磁場的增強

（B）感應電流的磁場總是阻礙原磁場的減弱

（C）感應電流的磁場總是阻礙原磁場的變化

（D）感應電流的`磁場總是阻礙原磁通量的變化

3、 如圖5所示的勻強磁場中，有一直導線ab在一個導體框架上向左運動，那麼ab導線中感應電流方向（有感應電流）及ab導線所受安培力方向分別是：

（A）電流由b向a，安培力向左

（B）電流由b向a，安培力向右

（C）電流由a向b，安培力向左

（D）電流由a向b，安培力向右

4、如圖6所示，若套在條形磁鐵上的彈性金屬導線圈Ⅰ突然縮小為線圈Ⅱ，則關於線圈的感應電流及其方向（從上往下看）是：

（A）有順時針方向的感應電流

（B）有逆時針方向的感應電流

（C）先 逆時針後順時針方向的感應電流

（D）無感應電流

5、如圖7所示，螺線管中放有一根條形磁鐵，當磁鐵突然向左抽出時，A點的電勢比B點的電勢 ；當磁鐵突然向右抽出時，A點的電勢比B點的電勢 。

6、對楞次定律的理解：從磁通量變化的角度來看，感應電流總是 ；從導體和磁體相對運動的角度來看，感應電流總是要 ；從能量轉化與守恆的角度來看，產生感應電流的過程中 能通過電磁感應轉化成 電能、

7、楞次定律可以理解為以下幾種情況

（1）若因為相對運動而產生感應電流時，感應電流引起的效果總是阻礙相對運動

（2）若因為原磁場的變化而產生感應電流時，感應電流引起的效果總是阻礙原磁場的變化

（3）若因為閉合迴路的面積發生變化而產生感應電流時，感應電流引起的效果總是阻礙面積的變化

（4）若因為電流的變化而產生感應電流時，感應電流引起的效果總是阻礙電流的變化

綜合以上分析，感應電流引起的效果總是阻礙（或反抗）產生感應電流的 。

[能力訓練]

1、如圖8所示，AB為固定的通電直導線，閉合導線框P與AB在同一平面內，當P遠離AB運動時，它受到AB的磁場力為：

（A）引力且逐漸減小 （B）引力且大小不變

（C）斥力且逐漸減小 （D）不受力

2、如圖9所示，當條形磁鐵運動時，流過電阻的電流方向是由A流向B，則磁鐵的運動可能是：

（A）向下運動 （B）向上運動

（C）若N極在下，向下運動 （D）若S極在下，向下運動

3、如圖10所示，a、b兩個同心圓線圈處於同一水

平面內，在線圈a中通有電流I，以下哪些情況可以使

線圈b有向裏收縮的趨勢？

（A）a中的電流I沿順時針方向並逐漸增大

（B）a中的電流I沿順時針方向並逐漸減小

（C）a中的電流沿逆時針方向並逐漸增大

（D）a中的電流沿逆時針方向並逐漸減小

4、如圖11所示，兩同心金屬圓環共面，其中大閉合圓環與導軌絕緣，小圓環的開口端點與導軌相連，平行導軌處在水平面內，磁場方向豎直向下，金屬棒ab與導軌接觸良好，為使大圓環中產生圖示電流，則ab應當：

（A）向右加速運動 （B）向右減速運動

（C）向左加速運動 （D）向左減速運動

5、一環形線圈放在勻強磁場中，第一秒內磁感線垂直線圈平面向裏，磁感應強度隨時間的變化關係如圖12所示，則第二秒內線圈中感應電流大小變化和方向是：

（A）逐漸增加逆時針 （B）逐漸減小順時針

（C）大小恆定順時針 （D）大小恆定逆時針

6、如圖13所示，Q為用毛皮摩擦過的橡膠圓盤，由於它的轉動，使得金屬環P中產生了逆時針方向的電流，則Q盤的轉動情況是：

（A）

A） 順時針加速轉動

（B）逆時針加速轉動

（C）順時針減速轉動

（D）逆時針減速轉動

7、如圖14所示，三角形線圈abc與長直導線

彼此絕緣並靠近，線圈面積被分為相等的兩部分，導線MN接通電流的瞬間，在abc中

（A） 無感應電流

（B）有感應電流，方向a b c

（C）有感應電流，方向 c b a

（D）不知MN中電流的方向，不能判斷abc中電流的方向

8、如圖15所示，條形磁鐵從h高處自由下落，中途穿過一個固定的空心線圈，K斷開時，落地時間為t1，落地速度為V1；K閉合時，落地時間為t2，落地速度為V2，則： t1 t2，

V1 V2。

9、如圖16所示，在兩根平行長直導線M、N中，通過同方向、同強度的電流，導線框ABCD和兩導線在同一平面內。線框沿着與兩導線垂直的方向，自右向左在兩導線間勻速移動。在移動過程中，線框中產生感應電流的方向是（ ）

A、沿ABCDA，方向不變。

B、沿ADCBA，方向不變。

C、由沿ABCDA方向變成沿ADCBA方向。

D、由沿ADCBA方向變成沿ABCDA方向。

10、如圖17所示，面積為0、2m2的100匝的線圈A處在磁場中，磁場方向垂直於線圈平面，t=0時磁場方向垂直紙面向裏、磁感強度隨時間變化的規律是B=（6—0、2t）T，已知R1=4，R2=6，電容C=3OF、線圈A的電阻不計、求：

（1）閉合S後，通過R2的電流大小和方向、

（2）閉合S一段時間後再斷開，S斷開後通過R2的電量是多少？