课外读物ppt配用优秀获奖教案

选修3-2第四章

电磁感应

瓜州县第一中学 魏仲元

第3节《楞次定律》 课前预习学案

一、预习目标

1.了解磁通量的定义、公式；B、的物理意义。

2.初步了解实验器材、实验方法、实验步骤、实验原理。

二、预习内容。

图4.3-1

1.磁通量的定义、公式、单位。

（1）定义：

叫做穿过这个面的磁通量，用

表示。

（2）公式：

（3）单位：

（Wb）

1Wb=1T·m2 2.理解：

（1）参看图甲、乙、丙磁通量的大小是如何比较的

（2）磁通量是标量，但有正负之分：

如：一个面积是S的面，垂直匀强磁场B放置，则穿过该面的磁通量Ф=B·S。如果该面转动180°则穿过该面的磁通量改变了2BS。

（3）磁通量与线圈的匝数无关

（4）磁通量的变化量ΔФ=Ф2-Ф1．磁通量变化包括：磁感应强度B变化，面积S变化，S与B的夹角变化

三、提出疑惑

同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中

疑惑点

1 疑惑内容

课内探究学案

一、学习目标

1、知识与技能：

（1）、理解楞次定律的内容。

（2）、能初步应用楞次定律判定感应电流方向。

（3）、理解楞次定律与能量守恒定律是相符的。

（4）、理解楞次定律中“阻碍”二字的含义。

2、过程与方法

（1）、通过观察演示实验，探索和总结出感应电流方向的一般规律

（2）、通过实验教学，感受楞次定律的实验推导过程，培养学生观察实验，分析、归纳、总结物理规律的能力。

3、情感态度与价值观

（1）、使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的认识事物的一种重要的科学方法。

（2）、培养学生的空间想象能力。

（3）、让学生参与问题的解决，培养学生科学的探究能力和合作精神。

二、学习过程

探究一：研究感应电流的方向

（1）、探究目标：找这两个磁场的方向关系的规律。

（2）、探究方向：从磁铁和线圈有磁力作用入手。

（3）、探究手段：分组实验（器材：螺线管，灵敏电流计，条形磁铁，导线）

（4）、探究过程

图4.3-2 填

写

内

容

磁铁在管上静止不动时

磁铁在管中静止不动时

操

作

方

法

N 插入

拔出

插入

S 拔出

2 N在下

S在下

N在下

S在下

原来磁场的方向

原来磁场的磁通量变化

感应磁场的方向

原磁场与感应磁场方向的关系

感应电流的方向（螺线管上）

问题1、请你根据上表中所填写的内容分析一下，感应电流的磁场方向是否总是与原磁场的方向相反？

问题2、请你仔细分析上表，用尽可能简洁的语言概括一下，究竟如何确定感应电流的方向？并说出你的概括中的关键词语。

问题3、你能从导体和磁体相对运动的角度来确定感应电流的方向吗？如果能，请用简洁的语言进行概括，并试着从能量的转化与守恒角度去解释你的结论？

探究二、分析归纳论证、得出结论。

概括1：

概括2：

概括3：

探究三、楞次定律——感应电流的方向

（1）

（2）

（3）

（4）楞次定律的应用

例：两同心金属圆环，使内环A通以顺时针方向电流，现使其电流增大，则在大环B中产生的感应电流方向如何？若减小电流呢？

（5）楞次定律的特例——闭合回路中部分导体切割磁感线

问题1：当闭合回路的部分导体切割磁感线也会引起磁通量的变化，从而使回路中产生感应电流，这种情况下回路中的电流的方向如何判断呢，可以用楞次定律判断电流的方向吗？

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问题2：用楞次定律判断感应电流的过程很复杂，能否找到一种很简单的方法来判断闭合回路中部分导体切割磁感线产生的电流的方向呢？

三、反思总结

分析论证

得出结论

四、当堂检测：

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

答案：C 点评：楞次定律揭示了感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化. 2．如图4.3-3所示，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，其中感应电流方向是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 答案：ABC 点评：先明确直线电流周围磁感线的分布情况，再用楞次定律 判定. 图4.3-3

3．如图4.3-4所示，一水平放置的矩形闭合线框abcd，在细长磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，如图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ，在这个过程中，线圈中感应电流 （ ）

A.沿abcd流动

B.沿dcba流动

C.由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动

D.由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动

图4.3-4

解析：根据细长磁铁的N极附近的磁感线分布，线圈abcd在位置Ⅱ时，穿过线圈的磁通量为零；在位置Ⅰ时，磁感线向上穿过线圈；在位置Ⅲ时，磁感线向下穿过线圈.设磁感线向上穿过线圈，磁通量为正，因此可见，由Ⅰ到Ⅱ再到Ⅲ，磁通量连续减小，感应电流方向不变，应沿abcda流动.故A正确. 答案：A 点评：明确N极附近磁感线的分布情况由穿过磁感线的条数判定磁通量变化,再用楞次定律分段研究

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4．如图4.3-5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

图4.3-5

解析：在条形磁铁插入铝环过程中，穿过铝环的磁通量增加，两环为了阻碍磁通量的增加，应朝条形磁铁左端运动，由于两环上感应电流方向相同，故将相互吸引，而使间距变小. 答案：C 点评：同向电流相互吸引，异向电流相互排斥

5．如图4.3-6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

解析：由几何知识知，周长相等的几何图形中，圆的面积最大.当由圆形变成正方形时磁通量变小. 答案：A 图4.3-6 点评：周长相同情况下，圆的面积最大

6.如图4.3-7所示，有一固定的超导圆环，在其右端放一条形磁铁，此时圆环中无电流，当把磁铁向右方移走时，由于电磁感应，在超导圆环中产生了一定的电流.则以下判断中正确的是 （ ）

A.此电流方向如箭头所示，磁铁移走后，此电流继续维持

B.此电流方向与箭头方向相反，磁铁移走后，此电流很快消失

C.此电流方向如箭头所示，磁铁移走后，此电流很快消失

D.此电流方向与箭头方向相反，磁铁移走后，此电流继续维持

解析：在超导圆环中产生感应电流后，电能基本不损失，电流继续存在. 图4.3-7 答案：D 点评：超导无电阻

7．1931年，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

解析：将磁单极子（单N极），理解为其磁感线都是向外的

答案：B 图4.3-8 点评：关键是磁单极子的磁场

特点. 8．如图4.3-9所示，一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动.已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置Ⅰ和

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位置Ⅱ时，顺着磁场方向看去，线圈中感应电流的方向分别为 （ ）

A.逆时针方向,

B.逆时针方向,

C.顺时针方向,

D.顺时针方向,

图4.3-9

解析：线圈在位置Ⅰ时，磁通量方向水平向右且在增加.据楞次定律，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，所以感应电流的磁场方向应水平向左.据安培定则，顺着磁场方向看，线圈中的感应电流方向为逆时针方向.

当线圈第一次通过位置Ⅱ时，穿过线圈的磁通量方向水平向右且在减小.根据楞次定律，感应电流的磁场方向应水平向左.再根据安培定则，顺着磁场方向看去，线圈中感应电流的方向应为顺时针. 答案：B 点评：应用楞次定律按程序 分析

9．如图4.3-10所示，ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形线框，当滑动变阻器的滑片P自左向右滑动时，从纸外向纸内看，线框ab将 （ ）

A.保持静止不动

B.逆时针转动

C.顺时针转动

D.发生转动，但因电源极性不明，无法确定转动方向

图4.3-10

解析：滑动变阻器R的滑片P向右滑动时，接入电路的电阻变大，电流强度变小，由这个电流产生的磁场减弱，穿过线框磁通量变小.根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流磁场的变化,所以线框ab应顺时针方向转动，增大其垂直于磁感线方向的投影面积，才能阻碍线框的磁通量减小.

答案：C 点评：若被电源未标明极性所困惑，于是作个假设：设电源左端为正或右端为正，然后根据两种情况中的磁极的极性和引起穿过线圈磁通量的变化分别判断.这样做，费很大周折,如能抓住楞次定律的实质去判别则很简便.

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