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第十章电磁感应第1课时电磁感应现象楞次定律导学目标能熟练应用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向及相关的导体运动方向．第1课时本课栏目开关答案B、C、D、E均能产生感应电流．基础再现·深度思考第1课时基础再现·深度思考第1课时本课栏目开关基础再现·深度思考[基础导引]试分析下列各种情形中，金属线框或线圈里能否产生感应电流？[知识梳理]1.电磁感应现象：当穿过闭合电路的磁通量发生时，电路中有产生，这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应．2.产生感应电流的条件：表述1：闭合电路的一部分导体在磁场内做运动．表述2：穿过闭合电路的磁通量．3.能量转化发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为．变化感应电流切割磁感线发生变化电能基础再现·深度思考第1课时基础再现·深度思考第1课时本课栏目开关思考：1.电路不闭合时，磁通量发生变化是否能产生电磁感应现象？答案当电路不闭合时，没有感应电流，但有感应电动势，只产生感应电动势的现象也可以称为电磁感应现象.2.引起磁通量Φ变化的情况有哪些？基础再现·深度思考第1课时基础再现·深度思考第1课时本课栏目开关答案(1)磁场变化如：永磁铁与线圈的靠近或远离、电磁铁(螺线管)内电流的变化.(2)回路的有效面积变化①回路面积变化：如闭合线圈部分导线切割磁感线，如图甲.②回路平面与磁场夹角变化：如线圈在磁场中转动，如图乙.基础再现·深度思考第1课时基础再现·深度思考第1课时本课栏目开关二、感应电流方向的判断[基础导引]下图是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流.各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中正确的是()基础再现·深度思考第1课时基础再现·深度思考第1课时本课栏目开关A．①②B．②③C．③④D．①④解析根据楞次定律可确定感应电流的方向：以图③为例，当磁铁向下运动时：(1)闭合线圈原磁场的方向——向上；(2)穿过闭合线圈的磁通量的变化——增加；(3)感应电流产生的磁场方向——向下；(4)利用安培定则判断感应电流的方向——与图中箭头方向相同．线圈的上端为S极，磁铁与线圈相互排斥．运用以上分析方法可知，选项C正确．答案C基础再现·深度思考第1课时基础再现·深度思考第1课时本课栏目开关[知识梳理]1.楞次定律(1)内容：感应电流的磁场总要引起感应电流的的变化.(2)适用情况：所有的电磁感应现象.2.右手定则(1)内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指，并且都与手掌在同一个，让磁感线从掌心进入，并使拇指指向的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向.(2)适用情况：产生感应电流.磁通量阻碍垂直平面内导体运动导体棒切割磁感线基础再现·深度思考第1课时基础再现·深度思考第1课时本课栏目开关阻碍并不是，只是了磁通量的变化，这种变化将感应电流的磁通量阻碍引起感应电流的磁场(原磁场)的磁通量的变化谁阻碍谁→阻碍什么→阻碍的是，而不是阻碍磁通量本身磁通量的变化如何阻碍→当磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向；当磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向，即“增反减同”相反相同阻碍效果→阻止延缓继续进行思考：楞次定律中“阻碍”有哪些含义？(按导图回答)基础再现·深度思考第1课时基础再现·深度思考第1课时本课栏目开关课堂探究·突破考点考点一电磁感应现象能否发生的判断考点解读判断流程：(1)确定研究的闭合电路.(2)弄清楚回路内的磁场分布，并确定该回路的磁通量Φ.(3)Φ不变→无感应电流Φ变化→回路闭合，有感应电流不闭合，无感应电流，但有感应电动势课堂探究·突破考点第1课时第1课时本课栏目开关典例剖析例1如图1所示，一个金属薄圆盘水平放置在竖直向上的匀强磁场中，下列做法中能使圆盘中产生感应电流的是()A．圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动B．圆盘以某一水平直径为轴匀速转动C．圆盘在磁场中向右匀速平移D．圆盘在磁场中向上匀速运动图1第1课时第1课时课堂探究·突破考点本课栏目开关B思维突破判断能否产生电磁感应现象，关键是看回路的磁通量是否发生了变化.磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1有多种形式，主要有：(1)S、θ不变，B改变，这时ΔΦ＝ΔB·Ssinθ(2)B、θ不变，S改变，这时ΔΦ＝ΔS·Bsinθ(3)B、S不变，θ改变，这时ΔΦ＝BS(sinθ2－sinθ1)第1课时第1课时课堂探究·突破考点本课栏目开关跟踪训练1如图2所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一个磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为θ.在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是()A.ab向右运动，同时使θ减小B.使磁感应强度B减小，θ角同时也减小C.ab向左运动，同时增大磁感应强度BD.ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角(0°θ90°)图2第1课时第1课时课堂探究·突破考点本课栏目开关解析设此时回路面积为S，据题意，磁通量Φ＝BScosθ，对A，S增大，θ减小，cosθ增大，则Φ增大，A正确.对B，B减小，θ减小，cosθ增大，Φ可能不变，B错.对C，S减小，B增大，Φ可能不变，C错.对D，S增大，B增大，θ增大，cosθ减小，Φ可能不变，D错.故只有A正确.答案A第1课时第1课时课堂探究·突破考点本课栏目开关考点二利用楞次定律判断感应电流的方向考点解读感应电流方向的判定及由此产生的其他问题是这一章的一个重点和难点.利用楞次定律和右手定则都可以判定感应电流方向，但楞次定律的应用更重要.课堂探究·突破考点第1课时第1课时本课栏目开关典例剖析例2某实验小组用如图3所示的实验装置来验证楞次定律.当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流计的感应电流方向是()A.a→G→bB.先a→G→b，后b→G→aC.b→G→aD.先b→G→a，后a→G→b图3课堂探究·突破考点第1课时第1课时本课栏目开关解析①确定原磁场的方向：条形磁铁在穿入线圈的过程中，磁场方向向下.②明确回路中磁通量的变化情况：线圈中向下的磁通量增加.③由楞次定律的“增反减同”可知：线圈中感应电流产生的磁场方向向上.④应用右手定则可以判断感应电流的方向为逆时针(俯视)即：b→G→a.同理可以判断：条形磁铁穿出线圈的过程中，向下的磁通量减小，由楞次定律可得线圈中将产生顺时针方向的感应电流(俯视)，电流从a→G→b.答案D课堂探究·突破考点第1课时第1课时本课栏目开关思维突破楞次定律的使用步骤课堂探究·突破考点第1课时第1课时本课栏目开关跟踪训练2长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中静止不动，如图4甲所示.长直导线中通以大小和方向都随时间做周期性变化的交流电：i＝Imsinωt，i－t图象如图乙所示.规定沿长直导线方向上的电流为正方向.关于最初一个周期内矩形线框中感应电流的方向，下列说法正确的是()课堂探究·突破考点第1课时第1课时本课栏目开关A.由顺时针方向变为逆时针方向B.由逆时针方向变为顺时针方向C.由顺时针方向变为逆时针方向，再变为顺时针方向D.由逆时针方向变为顺时针方向，再变为逆时针方向答案D课堂探究·突破考点第1课时第1课时本课栏目开关解析将一个周期分为四个阶段，对全过程的分析列表如下：时间段长直导线中电流线框中磁通量感应电流的磁场感应电流方向0～T/4向上，逐渐变大向纸里、变大垂直纸面向外逆时针方向T/4～T/2向上，逐渐变小向纸里、变小垂直纸面向里顺时针方向T/2～3T/4向下，逐渐变大向纸外、变大垂直纸面向里顺时针方向3T/4～T向下，逐渐变小向纸外、变小垂直纸面向外逆时针方向看上表的最后一列，可知选项D正确.课堂探究·突破考点第1课时第1课时本课栏目开关例3如图5所示，质量为m的铜质小闭合线圈静置于粗糙水平桌面上.当一个竖直放置的条形磁铁贴近线圈，沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、快速经过时，线圈始终保持不动.则关于线圈在此过程中受到的支持力FN和摩擦力Ff的情况，以下判断正确的是()A.FN先大于mg，后小于mgB.FN一直大于mgC.Ff先向左，后向右D.Ff先向右，后向左图5课堂探究·突破考点第1课时第1课时本课栏目开关解析条形磁铁贴近线圈，沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、快速经过时，线圈中磁通量先增大后减小，由楞次定律中“来拒去留”关系可知A正确，B、C、D错误.答案A思维突破楞次定律的推广应用对楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因：(1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”；(2)阻碍相对运动——“来拒去留”；(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”；(4)阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”.课堂探究·突破考点第1课时第1课时本课栏目开关跟踪训练3(2010·上海单科·21)如图6所示，金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧，若变阻器滑片P向左移动，则金属环A将向________(填“左”或“右”)运动，并有________(填“收缩”或“扩张”)趋势.解析滑片P向左移动时，电阻减小，电流增大，穿过金属环A的磁通量增加，根据楞次定律，金属环将向左运动，并有收缩趋势.图6答案左收缩课堂探究·突破考点第1课时第1课时本课栏目开关应考能力提升思维方法建模10.楞次定律、右手定则、左手定则、安培定则的综合应用例4如图7所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一闭合电路，当PQ在外力的作用下运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是()A.向右加速运动B.向左加速运动C.向右匀速运动D.向左减速运动图7课堂探究·突破考点第1课时第1课时本课栏目开关答案B解析MN向右运动，说明MN受到向右的安培力，因为ab在MN处的磁场垂直纸面向里左手定则MN中的感应电流由M→N安培定则L1中感应电流的磁场方向向上楞次,定律L2中磁场方向向上减弱L2中磁场方向向下增强；若L2中磁场方向向上减弱安培定则PQ中电流为Q→P且减小右手定则向右减速运动；若L2中磁场方向向下增强安培定则PQ中电流为P→Q且增大右手定则向左加速运动.课堂探究·突破考点第1课时第1课时本课栏目开关建模感悟安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律综合应用的比较基本现象应用的定则或定律运动电荷、电流产生磁场安培定则磁场对运动电荷、电流有作用力左手定则部分导体做切割磁感线运动右手定则电磁感应闭合回路磁通量变化楞次定律课堂探究·突破考点第1课时第1课时本课栏目开关跟踪训练4两根相互平行的金属导轨水平放置于图8所示的匀强磁场中，在导轨上接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动.当AB在外力F作用下向右运动时，下列说法中正确的是()图8A.导体棒CD内有电流通过，方向是D→CB.导体棒CD内有电流通过，方向是C→DC.磁场对导体棒CD的作用力向左D.磁场对导体棒AB的作用力向右课堂探究·突破考点第1课时第1课时本课栏目开关解析利用楞次定律．两个导体棒与两根金属导轨构成闭合回路，分析出磁通量增加，结合安培定则判断回路中感应电流的方向是B→A→C→D→B.以此为基础，再判断CD内的电流方向，最后根据左手定则进一步确定CD的受力方向，经过比较可得正确答案．课堂探究·突破考点第1课时第1课时本课栏目开关答案B