新课标高中物理选修3-2导学案

高中物理选修3-2 导学案 2012.3

§4.3楞次定律

[学习目标]

1．知道楞次定律的内容，理解感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化的含义 2．会利用楞次定律判断感应电流的方向 3．会利用右手定则判断感应电流的方向

注意：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，是“阻碍”“变化”，不是阻止变化，阻碍的结果是使磁通量逐渐的变化。如果引起感应电流的磁通量增加，感应电流的磁场就跟引起感应电流的磁场方向相反，如果引起感应电流的磁通量减少，感应电流的磁场方向就跟引起感应电流的磁场方向相同。楞次定律也可理解为“感应电流的磁场方向总是阻碍相对运动”。

1．磁感应强度随时间的变化如图所示，磁场方向垂直闭合线圈所在的平面，以垂直纸面向里为正方向。t1时刻感应电流沿 方向，t2时刻 感应电流，t3时刻 感应电流；t4时刻感应电流的方向沿 。

2．如图所示，导体棒在磁场中垂直磁场方做切割磁感线运动，则a、b两端的电势关系是 。

[典型例题]

例1 如图所示，通电螺线管置于闭合金属环A的轴线上，A环在螺线管的正中间；当螺线管中电流减小时，A环将：

(A)有收缩的趋势 (B)有扩张的趋势 (C)向左运动 （D）向右运动 例2 如图所示，在O点悬挂一轻质导线环，拿一条形磁铁沿导线环的轴线方向突然向环内插入，判断导线环在磁铁插入过程中如何运动？

[针对训练]

1．下述说法正确的是：

(A)感应电流的磁场方向总是跟原来磁场方向相反 (B)感应电流的磁场方向总是跟原来的磁场方向相同

(C)当原磁场减弱时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同 (D)当原磁场增强时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同 2．关于楞次定律，下列说法中正确的是： (A)感应电流的磁场总是阻碍原磁场的增强 (B)感应电流的磁场总是阻碍原磁场的减弱 (C)感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化 (D)感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化

3． 如图所示的匀强磁场中，有一直导线ab在一个导体框架上向左运动，那么ab导线中感应电流方向（有感应电流）及ab导线所受安培力方向分别是：

(A)电流由b向a，安培力向左 (B)电流由b向a，安培力向右 (C)电流由a向b，安培力向左 （D）电流由a向b，安培力向右

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4．如图所示，若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ，则关于线圈的感应电流及其方向（从上往下看）是：

(A)有顺时针方向的感应电流 （B）有逆时针方向的感应电流

(C)先 逆时针后顺时针方向的感应电流 (D)无感应电流

5．如图所示，螺线管中放有一根条形磁铁，当磁铁突然向左抽出时，A点的电势比B点的电势 ；当磁铁突然向右抽出时，A点的电势比B点的电势 。

6．对楞次定律的理解：从磁通量变化的角度来看，感应电流总是 ；从导体和磁体相对运动的角度来看，感

应电流总是要 ；从能量转化与守恒的角度来看，产生感应电流的过程中 能通过电磁感应转化成 电能．

7、楞次定律可以理解为以下几种情况

（1）若因为相对运动而产生感应电流时，感应电流引起的效果总是阻碍相对运动

（2）若因为原磁场的变化而产生感应电流时，感应电流引起的效果总是阻碍原磁场的变化 （3）若因为闭合回路的面积发生变化而产生感应电流时，感应电流引起的效果总是阻碍面积的变化

（4）若因为电流的变化而产生感应电流时，感应电流引起的效果总是阻碍电流的变化 综合以上分析，感应电流引起的效果总是阻碍（或反抗）产生感应电流的 。

[能力训练]

1．如图所示，AB为固定的通电直导线，闭合导线框P与AB在同一平面内，当P远离AB运动时，它受到AB的磁场力为：

(A)引力且逐渐减小 (B)引力且大小不变 (C)斥力且逐渐减小 (D)不受力 2．如图所示，当条形磁铁运动时，流过电阻的电流方向是由A流向B，则磁铁的运动可能是：

(A)向下运动 (B)向上运动

(C)若N极在下，向下运动 (D)若S极在下，向下运动

3．如图所示,a、b两个同心圆线圈处于同一水平面内，在线圈a中通有电流I，以下哪些情况可以使线圈b有向里收缩的趋势？

(A)a中的电流I沿顺时针方向并逐渐增大 (B)a中的电流I沿顺时针方向并逐渐减小 (C)a中的电流沿逆时针方向并逐渐增大 (D)a中的电流沿逆时针方向并逐渐减小

4．如图所示，两同心金属圆环共面，其中大闭合圆环与导轨绝缘，小圆环的开口端点与导轨相连，平行导轨处在水平面内，磁场方向竖直向下,金属棒ab与导轨接触良好，为使大圆环中产生图示电流，则ab应当：

(A)向右加速运动 (B)向右减速运动 (C)向左加速运动 (D)向左减速运动

5．一环形线圈放在匀强磁场中，第一秒内磁感线垂直线圈平

面向里，磁感应强度随时间的变化关系如图所示，则第二秒内线圈中感应电流大小变化和方向是：

(A)逐渐增加逆时针

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高中物理选修3-2 导学案 2012.3 (B)逐渐减小顺时针 (C)大小恒定顺时针 (D)大小恒定逆时针

6．如图所示，Q为用毛皮摩擦过的橡胶圆盘，由于它的转动，使得金属环P中产生了逆时针方向的电流，则Q盘的转动情况是：

(A) 顺时针加速转动 (B)逆时针加速转动 （C）顺时针减速转动 (D)逆时针减速转动

7．如图所示，三角形线圈abc与长直导线彼此绝缘并靠近，线圈面积被分为相等的两部分，导线MN接通电流的瞬间，在abc中

(A) 无感应电流

(B)有感应电流，方向a—b—c (C)有感应电流，方向 c—b—a

(D)不知MN中电流的方向，不能判断abc中电流的方向

8．如图所示，条形磁铁从h高处自由下落，中途穿过一个固定的空心线圈，K断开时，落地时间为t1,落地速度为V1;K闭合时，落地时间为t2，落地速度为V2，则： t1 t2, V1 V2。

9、如图所示，在两根平行长直导线M、N中，通过同方向、同强度的电流，导线框ABCD和两导线在同一平面内。线框沿着与两导线垂直的方向，自右向左在两导线间匀速移动。在移动过程中，线框中产生感应电流的方向是（ ） A．沿ABCDA，方向不变。 B．沿ADCBA，方向不变。 C．由沿ABCDA方向变成沿ADCBA方向。 D．由沿ADCBA方向变成沿ABCDA方向。

10．如图所示，面积为0.2m2的100匝的线圈A处在磁场中，磁

场方向垂直于线圈平面,t=0时磁场方向垂直纸面向里．磁感强度随时间变化的规律是B=（6-0.2t）T，已知R1=4Ω，R2=6Ω，电容C=3OμF．线圈A的电阻不计．求：

（1）闭合S后，通过R2的电流大小和方向．

（2）闭合S一段时间后再断开，S断开后通过R2的电量是多少？

参考答案

自主学习 1.逆时针 无 有 顺时针 2.?a??b

针对训练 1.C 2.D 3.D 4.A 5.高 高 6.阻碍磁通量的变化 阻碍相对运动 是其它形式的 7.磁通量的变化 能力训练 1. A 2.D 3.BD 4.BC 5.D 6.BC 7.D 8.??5?

9.B 10.(1)0.4A a b (2) 7.2?10C11

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§4.4感生电动势和动生电动势

[学习目标]

1．知道感生电动势和动生电动势

2．理解感生电动势和动生电动势的产生机理

[自主学习]

1． 英国物理学家麦克斯韦认为，变化的磁场会在空间激发一种电场，这种电场叫

做 电场；有这种电场产生的电动势叫做 ，该电场的方向可以由右手定则来判定。

2．由于导体运动而产生的感应电动势称为 。

[典型例题]

例1 如图所示，在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，有两根水平放置且足够长的平行金属导轨AB、CD，在导轨的AC端连接一阻值为R的电阻，一根质量为m的金属棒ab，垂直导轨放置，导轨和金属棒的电阻不计。金属棒与导轨间的动摩擦因数为?，若用恒力F沿水平向右拉导体棒运动，求金属棒的最大速度。

例2 如图所示，线圈内有理想的磁场边界，当磁感应强度均匀增加时，有一带电量为q，质量为m的粒子静止于水平放置的平行板电容器中间，则此粒子带 ，若线圈的匝数为n，线圈面积为S，平行板电容器的板间距离为d，则磁感应强度的变化率为 。

[针对训练]

1.通电直导线与闭合线框彼此绝缘，它们处在同一平面内，导线位置与线框对称轴重合，为了使线框中产生如图所示的感应电流，可采取的措施是：

（A）减小直导线中的电流

(B)线框以直导线为轴逆时针转动（从上往下看） (C)线框向右平动 (D)线框向左平动

2．一导体棒长l=40cm，在磁感强度B=0.1T的匀强磁场中做切割磁感

线运动，运动的速度v=5.0m／s，导体棒与磁场垂直，若速度方向与磁感线方向夹角β=30°，则导体棒中感应电动势的大小为 V，此导体棒在做切割磁感线运动时，若速度大小不变，可能产生的最大感应电动势为 V

3．一个N匝圆线圈，放在磁感强度为B的匀强磁场中,线圈平面跟磁感强度方向成30°角，磁感强度随时间均匀变化，线圈导线规格不变，下列方法中可使线圈中感应电流增加一倍的是：

(A)将线圈匝数增加一倍 (B)将线圈面积增加一倍 (C)将线圈半径增加一倍 (D)适当改变线圈的取向

4．如图所示，四边完全相同的正方形线圈置于一有界匀强磁场中，磁场垂直线圈平面，磁场边界与对应的线圈边平行，今在线圈平面内分别以大小相等，方向与正方形各边垂直的速度，沿四个不同的方向把线圈拉出场区，则能使a、b两点电势差的值最大的是：

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