2017-2018高中物理 第一章 電磁感應(yīng) 第三節(jié) 感應(yīng)電流的方向?qū)W案 粵教版選修3-2

第三節(jié)感應(yīng)電流的方向?qū)W習(xí)目標(biāo)1.正確理解楞次定律的內(nèi)容及其本質(zhì).2.掌握右手定則，并理解右手定則實(shí)際上為楞次定律的一種具體表現(xiàn)形式.3.能夠熟練運(yùn)用楞次定律和右手定則判斷感應(yīng)電流的方向一、楞次定律導(dǎo)學(xué)探究根據(jù)如圖1甲、乙、丙、丁所示進(jìn)行電路圖連接與實(shí)驗(yàn)操作，并填好實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象圖1甲乙丙丁條形磁鐵運(yùn)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(yīng)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(yīng)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(yīng)電流磁場的方向關(guān)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(yīng)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(yīng)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(yīng)電流的方向可以這樣確定：感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化(2)理解：當(dāng)磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相反，當(dāng)磁通量減少時，感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相同，即增反減同即學(xué)即用判斷下列說法的正誤(1)感應(yīng)電流的磁場總是與引起感應(yīng)電流的磁場方向相反()(2)感應(yīng)電流的磁場可能與引起感應(yīng)電流的磁場方向相同()(3)感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化()答案(1)×(2)(3)二、右手定則導(dǎo)學(xué)探究如圖2所示，導(dǎo)體棒ab向右做切割磁感線運(yùn)動圖2(1)請用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向(2)感應(yīng)電流I的方向、原磁場B的方向、導(dǎo)體棒運(yùn)動的速度v的方向三者之間什么關(guān)系？根據(jù)課本右手定則，自己試著做一做答案(1)感應(yīng)電流的方向adcba.(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(jìn)入，拇指指向?qū)w運(yùn)動的方向，其余四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向即學(xué)即用判斷下列說法的正誤(1)右手定則只能用來判斷導(dǎo)體垂直切割磁感線時的感應(yīng)電流方向()(2)所有的電磁感應(yīng)現(xiàn)象都可以用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向()(3)所有的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，都可以用安培定則判斷感應(yīng)電流方向()(4)當(dāng)導(dǎo)體不動，而磁場運(yùn)動時，不能用右手定則判斷感應(yīng)電流方向()答案(1)×(2)(3)×(4)×一、楞次定律的理解1因果關(guān)系：楞次定律反映了電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的因果關(guān)系，磁通量發(fā)生變化是原因，產(chǎn)生感應(yīng)電流是結(jié)果2“阻礙”的含義：(1)誰阻礙感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(2)阻礙誰阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化(3)如何阻礙當(dāng)原磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反；當(dāng)原磁通量減少時，感應(yīng)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(jié)果增加的還是增加，減少的還是減少注意：從相對運(yùn)動的角度看，感應(yīng)電流的效果是阻礙相對運(yùn)動例1關(guān)于楞次定律，下列說法正確的是 ()A感應(yīng)電流的磁場總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化B閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中運(yùn)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(yīng)電流的磁場與原磁場同向D感應(yīng)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(yīng)電流的磁場總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，選項(xiàng)A正確；閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中平行磁感線運(yùn)動時，不受磁場阻礙作用，選項(xiàng)B錯誤；原磁場穿過閉合回路的磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場與原磁場反向，選項(xiàng)C錯誤；當(dāng)原磁場增強(qiáng)時感應(yīng)電流的磁場跟原磁場反向，當(dāng)原磁場減弱時感應(yīng)電流的磁場跟原磁場同向，選項(xiàng)D錯誤二、楞次定律的應(yīng)用楞次定律應(yīng)用四步曲(1)確定原磁場方向；(2)判定產(chǎn)生感應(yīng)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(yīng)電流的磁場方向(增反減同)；(4)判定感應(yīng)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?，一原確定原磁場的方向；二變確定磁通量是增加還是減少，三感判斷感應(yīng)電流的磁場方向；四螺旋用右手螺旋定則判斷感應(yīng)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(qiáng)磁場中，將它從勻強(qiáng)磁場中勻速拉出，以下各種說法中正確的是()圖3A向左拉出和向右拉出時，環(huán)中的感應(yīng)電流方向相反B向左或向右拉出時，環(huán)中感應(yīng)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(yīng)電流方向都是沿逆時針方向的D將圓環(huán)左右拉動，當(dāng)環(huán)全部處在磁場中運(yùn)動時，圓環(huán)中無感應(yīng)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(yīng)電流的磁場要阻礙原磁通量的減少，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同，應(yīng)用安培定則可以判斷出感應(yīng)電流的方向是順時針方向的，選項(xiàng)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(yīng)電流，D正確針對訓(xùn)練如圖4所示，金屬環(huán)所在區(qū)域存在著勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向里當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸增大時，內(nèi)、外金屬環(huán)中感應(yīng)電流的方向?yàn)?)圖4A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(yīng)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(yīng)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(xiàng)B正確三、右手定則的應(yīng)用1適用范圍：閉合電路的部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流方向的判斷2右手定則反映了磁場方向、導(dǎo)體運(yùn)動方向和電流方向三者之間的相互垂直關(guān)系(1)大拇指的方向是導(dǎo)體相對磁場切割磁感線的運(yùn)動方向，既可以是導(dǎo)體運(yùn)動而磁場未動，也可以是導(dǎo)體未動而磁場運(yùn)動，還可以是兩者以不同速度同時運(yùn)動(2)四指指向電流方向，切割磁感線的導(dǎo)體相當(dāng)于電源例3下列圖中表示閉合電路中的一部分導(dǎo)體ab在磁場中做切割磁感線運(yùn)動的情景，導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閍b的是()答案A解析題中四圖都屬于閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線，應(yīng)用右手定則判斷可得：A中電流方向?yàn)閍b，B中電流方向?yàn)閎a，C中電流方向沿adcba，D中電流方向?yàn)閎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(yīng)電流方向是()圖5A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(yīng)電流方向?yàn)轫槙r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(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r針，C項(xiàng)正確2磁鐵在線圈中心上方開始運(yùn)動時，線圈中產(chǎn)生如圖6方向的感應(yīng)電流，則磁鐵()圖6A向上運(yùn)動B向下運(yùn)動C向左運(yùn)動D向右運(yùn)動答案B3如圖7所示，勻強(qiáng)磁場與圓形導(dǎo)體環(huán)平面垂直，導(dǎo)體ef與環(huán)接觸良好，當(dāng)ef向右勻速運(yùn)動時()圖7A圓環(huán)中磁通量不變，環(huán)上無感應(yīng)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(cè)有逆時針方向的電流，環(huán)的左側(cè)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ef，故右側(cè)的電流方向?yàn)槟鏁r針，左側(cè)的電流方向?yàn)轫槙r針，選D.4.1931年，英國物理學(xué)家狄拉克曾經(jīng)從理論上預(yù)言：存在只有一個磁極的粒子，即“磁單極子”.1982年，美國物理學(xué)家卡布萊拉設(shè)計(jì)了一個尋找磁單極子的實(shí)驗(yàn)他設(shè)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(dǎo)線圈，那么，從上向下看，超導(dǎo)線圈上將出現(xiàn)()圖8A先順時針方向，后逆時針方向的感應(yīng)電流B先逆時針方向，后順時針方向的感應(yīng)電流C順時針方向持續(xù)流動的感應(yīng)電流D逆時針方向持續(xù)流動的感應(yīng)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(yīng)電流的磁場一直向上，故電流始終為逆時針一、選擇題(18題為單選題，912題為多選題)1根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場一定是 ()A與引起感應(yīng)電流的磁場反向B阻止引起感應(yīng)電流的原磁通量的變化C阻礙引起感應(yīng)電流的原磁通量的變化D使電路磁通量為零答案C2.如圖1所示，在一水平、固定的閉合導(dǎo)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(guān)于圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向(從上向下看)，下列說法正確的是()圖1A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(xiàng)C正確3如圖2所示，CDEF是一個矩形金屬框，當(dāng)導(dǎo)體棒AB向右移動時，回路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，則下列說法中正確的是()圖2A導(dǎo)體棒中的電流方向由BAB電流表A1中的電流方向由FEC電流表A1中的電流方向由EFD電流表A2中的電流方向由DC答案B解析根據(jù)右手定則，導(dǎo)體棒內(nèi)部電流方向?yàn)锳到B，所以電流表A1中的電流方向由FE，A、C錯，B對同理電流表A2中的電流方向由CD，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(yuǎn)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3A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(dāng)磁鐵開始由圖示位置向上運(yùn)動時，向下穿過線圈的磁通量變小，由楞次定律可得，感應(yīng)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(yīng)電流方向沿線圈盤旋而上，由于線圈相當(dāng)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(qiáng)磁場垂直桌面豎直向下，過線圈上A點(diǎn)作切線OO，OO與線圈在同一平面上在線圈以O(shè)O為軸翻轉(zhuǎn)180°的過程中，線圈中電流方向()圖4A始終為ABCAB始終為ACBAC先為ACBA再為ABCAD先為ABCA再為ACBA答案A解析在線圈以O(shè)O為軸翻轉(zhuǎn)090°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(yīng)電流方向?yàn)锳BCA；線圈以O(shè)O為軸翻轉(zhuǎn)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(yīng)電流方向仍然為ABCA，A正確6如圖5所示為一個圓環(huán)形導(dǎo)體，有一個帶負(fù)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(yīng)電流的情況()圖5A無感應(yīng)電流B有逆時針方向的感應(yīng)電流C有順時針方向的感應(yīng)電流D有先逆時針方向后順時針方向的感應(yīng)電流答案A解析由題意可知，帶負(fù)電的粒子沿直徑方向運(yùn)動，周圍會產(chǎn)生磁場，但因沿著直徑運(yùn)動，則穿過圓環(huán)的合磁通量為零，因此沒有感應(yīng)電流，故A正確，B、C、D錯誤7長直導(dǎo)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(dǎo)線中通以大小和方向都隨時間做周期性變化的交流電，it圖象如圖乙所示規(guī)定沿長直導(dǎo)線方向向上的電流為正方向關(guān)于最初一個周期內(nèi)矩形線框中感應(yīng)電流的方向，下列說法正確的是()圖6A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(dǎo)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(dǎo)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(qiáng)磁場，上、下邊緣處為非勻強(qiáng)磁場，一矩形導(dǎo)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7A線框中有感應(yīng)電流，方向是先abcda后dcbadB線框中有感應(yīng)電流，方向是先dcbad后abcdaC受磁場力的作用，線框要發(fā)生轉(zhuǎn)動D線框中始終沒有感應(yīng)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(yīng)電流，因此不會受磁場力的作用故選項(xiàng)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8A沿AB方向磁場在迅速減弱B沿AB方向磁場在迅速增強(qiáng)C沿BA方向磁場在迅速增強(qiáng)D沿BA方向磁場在迅速減弱答案AC10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9A閉合開關(guān)SB閉合開關(guān)S后，把b靠近aC閉合開關(guān)S后，把滑動變阻器R的滑片左移D閉合開關(guān)S后，把a(bǔ)中鐵芯向左邊抽出答案CD11.如圖10所示，通電直導(dǎo)線L和平行直導(dǎo)線放置的閉合導(dǎo)體框abcd，當(dāng)通電導(dǎo)線L運(yùn)動時，以下說法正確的是 ()圖10A當(dāng)導(dǎo)線L向左平移時，導(dǎo)體框abcd中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcdaB當(dāng)導(dǎo)線L向左平移時，導(dǎo)體框abcd中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍dcbaC當(dāng)導(dǎo)線L向右平移時(未到達(dá)ad)，導(dǎo)體框abcd中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcdaD當(dāng)導(dǎo)線L向右平移時(未到達(dá)ad)，導(dǎo)體框abcd中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍dcba答案AD解析當(dāng)導(dǎo)線L向左平移時，閉合導(dǎo)體框abcd中磁場減弱，磁通量減少，abcd回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場將阻礙原磁通量的減少，由于導(dǎo)線L在導(dǎo)體框abcd中磁場方向垂直紙面向里，所以abcd中感應(yīng)電流的磁場方向應(yīng)為垂直紙面向里，由安培定則可知感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcda，選項(xiàng)A正確；當(dāng)導(dǎo)線L向右平移時(未到達(dá)ad)，閉合導(dǎo)體框abcd中磁場增強(qiáng)，磁通量增加，abcd回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場將阻礙原磁通量的增加，可知感應(yīng)電流的磁場為垂直紙面向外，再由安培定則可知感應(yīng)電流的方向?yàn)閍dcba，選項(xiàng)D正確12.如圖11所示，導(dǎo)體棒AB、CD可在水平軌道上自由滑動，當(dāng)導(dǎo)體棒AB向左移動時 ()圖11AAB中感應(yīng)電流的方向?yàn)锳到BBAB中感應(yīng)電流的方向?yàn)锽到ACCD向左移動DCD向右移動答案AD解析由右手定則可判斷AB中感應(yīng)電流方向?yàn)锳B，CD中電流方向?yàn)镃D，由左手定則可判定CD受到向右的安培力作用而向右運(yùn)動12