1、学校:临清实验高中 学科:物理 编写人:侯智斌 审稿人:孔庆生选修 3-2 第四章 电磁感应第 3 节楞次定律课前预习学案1、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。2、预习内容。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=1Tm22.理解:图 4.3-1(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 =B S。如果该面转动 180则穿过该面的磁通量
2、改变了2BS。(3)磁通量与线圈的匝数无关(4)磁通量的变化量 = 2- 1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 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、
3、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
4、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。N S 磁铁在管上静止不动时 磁铁在管中静止不动时插入 拔出 插入 拔出 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)操 作方 法填 写内 容图 4.3-2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
5、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?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4、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
6、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 dB.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 dD.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.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
7、在纸外, ad边在纸内,如图中的位置经过位置到位置,位置和都很靠近,在这个过程中,线圈中感应电流 ( )A.沿 abcd 流动图 4.3-3B.沿 dcba 流动C.由到是沿 abcd 流动,由到是沿 dcba 流动D.由到是沿 dcba 流动,由到是沿 abcd 流动解析:根据细长磁铁的 N 极附近的磁感线分布,线圈 abcd 在位置时,穿过线圈的磁通量为零;在位置时,磁感线向上穿过线圈;在位置时,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,由到再到,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
8、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,两环图 4.3-4图 4.3-5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
9、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 adcbD.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
10、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,此电流很快消失图 4.3-6C.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. 答案:D点评:超导无电阻71931 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和位置时,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,逆时针方向图 4.3-7图 4.3-8