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高三物理教案:《楞次定律教案》教学设计

来源:精品学习网 2018-11-13 11:22:47

  本文题目:高三物理教案:楞次定律教案

  [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

  [自主学习]

  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1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2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3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

  分析:螺线管中的电流减小,穿过A环的磁通量减少,由楞次定律感应电流的磁场阻碍磁通量的减少,以后有两种分析:(1)感应电流的磁场与引起感应电流的磁场方向相同,感应电流的磁感线也向左,由安培定则,感应电流沿逆时针方向(从左向右看);但A环导线所在处的磁场方向向右(因为A环在线圈的中央),由左手定则,安培力沿半径向里,A环有收缩的趋势。(2)阻碍磁通量减少,只能缩小A环的面积,因为面积越小,磁通量越大,故A环有收缩的趋势。A正确

  例2 如图4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?

  分析:磁铁向导线环运动,穿过环的磁通量增加,由楞次定律感应电流的磁场阻碍磁通量的增加,导线环向右运动阻碍磁通量的增加,导线环的面积减小也阻碍磁通量的增加,所以导线环边收缩边后退。此题也可由楞次定律判断感应电流的方向,再由左手定则判断导线环受到的安培力,但麻烦一些。

  [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5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

  4.如图6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7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8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9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10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11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12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 (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13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)

  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14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15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16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17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?

  [学后反思]_______________________________________________________

  __________________________________________________ 。

  参考答案

  自主学习 1.逆时针 无 有 顺时针 2.

  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.

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

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