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高三物理《楞次定律》的教案設(shè)計(jì)
第一課時(shí) 電磁感應(yīng)電流條件 楞次定律
基礎(chǔ)知識(shí)回顧：
1. 不論用什么方法，只要穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有電流產(chǎn)生，這種利用變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫 ;產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是 。
2.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 與 的乘積叫穿過(guò)這個(gè)面的磁通量。單位為 ，符號(hào)為 。物理意義是 ;磁通量是 量，但有正負(fù)之分，若有兩個(gè)磁場(chǎng)穿過(guò)某一面積，設(shè)某一方向的磁通量為正，另一方向的磁通量為負(fù)，它們的 就為穿過(guò)這一面積的磁通量。
3.磁通量發(fā)生變化有如下三種情況：⑴ ，⑵ ，⑶ 。
4.楞次定律：感應(yīng)電流具有這樣的方向，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是 引起感應(yīng)電流的 。應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向的具體步驟為(1)明確 ，(2)判斷 ，(3)確定 的方向，(4)利用 反推感應(yīng)電流的方向。
5.導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向用 來(lái)判斷較為簡(jiǎn)便。其內(nèi)容是：伸開(kāi)右手，讓大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿入掌心，大拇指指向 ，其余四指所指的方向就是 。
6.楞次定律中的阻礙作用正是 的反映。愣次定律的另一種表述：感應(yīng)電流的效果總是反抗引起感應(yīng)電流的原因。當(dāng)問(wèn)題不涉及感應(yīng)電流的方向時(shí)，用這種表述判斷比較方便。
【要點(diǎn)講練】
1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象
[例1]線圈在長(zhǎng)直導(dǎo)線電流的磁場(chǎng)中，做如圖所示的運(yùn)動(dòng)，圖A向右平動(dòng)，圖B向下平動(dòng)，圖C繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，ad邊向外，圖D向紙外平動(dòng)(圖中線圈有個(gè)缺口)，判斷線圈中有沒(méi)有感應(yīng)電流。( )
例2.在閉合鐵芯上繞有一組線圈，線圈與滑動(dòng)變阻器、電池構(gòu)成電路，假定線圈產(chǎn)生的磁感線全部集中在鐵芯內(nèi).a、b、c三個(gè)閉合金屬圓環(huán)，位置如圖 所示.當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭左右滑動(dòng)時(shí)，能產(chǎn)生感應(yīng)電流的圓環(huán)是( ?)
A.a、b兩環(huán) B.b、c兩環(huán)
C.a、c兩環(huán) D.a、b、c三環(huán)
2.楞次定律?
[例3]閉合線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵，磁鐵的N 極朝下。當(dāng)磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí)(但未插入線圈內(nèi)部)( )
A.線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵與線圈相互吸引
B.線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵與線圈相互排斥
C. 線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互吸引
D.線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互排斥
[例4]兩圓環(huán)A、B置于同一水平面上，其中A為均勻帶電絕緣環(huán)，B為導(dǎo)體環(huán).當(dāng)A以如圖所示的方向繞中心轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度發(fā)生變化時(shí)，B中產(chǎn)生如圖所示方向的感應(yīng)電流，則( )
A.A可能帶正電且轉(zhuǎn)速減小B.A可能帶正電且轉(zhuǎn)速增大
C.A可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速減小
D.A可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速增大
[例5]用一根長(zhǎng)為L(zhǎng)質(zhì)量不計(jì)的細(xì)桿與一個(gè)上弧長(zhǎng)為l0、下弧長(zhǎng)為d0的金屬線框的中點(diǎn)聯(lián)結(jié)并懸掛于O點(diǎn)，懸點(diǎn)正下方存在一個(gè)上弧長(zhǎng)為2l0、下弧長(zhǎng)為2d0的方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且d0 L.先將線框拉開(kāi)到如圖所示位置，松手后讓線框進(jìn)入磁場(chǎng)，忽略空氣阻力和摩擦。下列說(shuō)法正確的是
A.金屬線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流的方向?yàn)?/p>
B.金屬線框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流的方向?yàn)?/p>
C.金屬線框dc邊進(jìn)入磁場(chǎng)與ab邊離開(kāi)磁場(chǎng)的速度大小總是相等
D.金屬線框最終將在磁場(chǎng)內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)
3. 楞次定律的推廣含義
【例6】光滑固定導(dǎo)軌M、N水平放置，兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放于導(dǎo)軌上，形成一個(gè)閉合回路，當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)( )
A.P、Q將互相靠攏B.P、Q將互相遠(yuǎn)離C.磁鐵的加速度仍為g D.磁鐵的加速度小于g
【例7】當(dāng)磁鐵突然向銅環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí)，銅環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是( )
A.向右擺動(dòng) B.向左擺動(dòng)
C.靜止 D.不能判定
強(qiáng)化練習(xí)：
1.圖中MN、GH為平行導(dǎo)軌，AB、CD為跨在導(dǎo)軌上的兩根橫桿，導(dǎo)軌和橫桿均為導(dǎo)體，有勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌所在平面，方向如圖。用I表示回路中的電流( )
A.當(dāng)AB不動(dòng)而CD向右滑動(dòng)時(shí)，I0且沿順時(shí)針?lè)较?/p>
B.當(dāng)AB向左、CD向右滑動(dòng)且速度大小相等時(shí)，I=0
C.當(dāng)AB、CD都向右滑動(dòng)且速度大小相等時(shí)，I=0
D.當(dāng)AB、CD都向右滑動(dòng)，且AB速度大于CD時(shí)，I0且沿逆時(shí)針?lè)较?/p>
2.在一很大的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方有一閉合線圈，線圈平面始終與磁場(chǎng)垂直。當(dāng)閉合線圈從上方下落穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中( )
A.進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度小于g，離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)加速度可能大于g，也可能小于g
B.進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度大于g，離開(kāi)時(shí)小于g
C.進(jìn)入磁場(chǎng)和離開(kāi)磁場(chǎng)，加速度都大于g
D.進(jìn)入磁場(chǎng)和離開(kāi)磁場(chǎng)，加速度都小于g
3.AOC是光滑的直角金屬導(dǎo)軌，AO沿豎直方向，OC沿水平方向，ab是一根金屬直棒。它從靜止開(kāi)始在重力作用下運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中b端始終在OC上，a端始終在AO上，直到ab完全落在OC上。整個(gè)裝置放在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，則ab棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中( )
A.感應(yīng)電流方向始終是ba B.感應(yīng)電流方向先是ba，后變?yōu)閍b C.所受磁場(chǎng)力方向與ab垂直，如圖中箭頭所示方向
D.所受磁場(chǎng)力方向與ab垂直，開(kāi)始如圖中箭頭所示方向，后來(lái)變?yōu)榉捶较?/p>
4.ef、gh為兩水平放置相互平衡的金屬導(dǎo)軌，ab、cd為擱在導(dǎo)軌上的兩金屬棒，與導(dǎo)軌接觸良好且無(wú)摩擦.當(dāng)一條形磁鐵向下靠近導(dǎo)軌時(shí)，關(guān)于兩金屬棒的運(yùn)動(dòng)情況的描述正確的是( )
A.如果下端是N極，兩棒向外運(yùn)動(dòng);如果下端是S極，兩棒相向靠近
B.如果下端是S極，兩棒向外運(yùn)動(dòng);如果下端是N極，兩棒相向靠近
C.不管下端是何極，兩棒均向外互相遠(yuǎn)離
D.不管下端是何極，兩棒均互相靠近
5.在兩根平行長(zhǎng)直導(dǎo)線M、N中，通以同方向，同強(qiáng)度的電流，導(dǎo)線框abcd和兩導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，線框沿著與兩導(dǎo)線垂直的方向，自右向左在兩導(dǎo)線問(wèn)勻速移動(dòng)，在移動(dòng)過(guò)程中，線框中感應(yīng)電流的方向( )
A.沿abcda不變 B.沿dcbad不變
C.由abcda變成dcbad D.由dcbad變成abcda
6.閉合小金屬環(huán)從高h(yuǎn)的光滑曲面上端無(wú)初速滾下，又沿曲面的另一側(cè)上升，水平方向的磁場(chǎng)與光滑曲面垂直，則( )
A.若是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)在左側(cè)滾上的高度小于h
B.若是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)在左側(cè)滾上的高度等于h
C.若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)在左側(cè)滾上的高度小于h
D.若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)在左側(cè)滾上的高度等于h
7.兩個(gè)閉合圓形線圈A、B的圓心重合,放在同一水平面內(nèi),線圈B中通以如圖乙所示的交變電流,設(shè)t=0時(shí)電流沿逆時(shí)針?lè)较?圖中箭頭所示).對(duì)于線圈A,在t1t2時(shí)間內(nèi),下列說(shuō)法中正確的是( )
A.有順時(shí)針?lè)较虻碾娏?且有擴(kuò)張的趨勢(shì)
B.有順時(shí)針?lè)较虻碾娏?且有收縮的趨勢(shì)
C.有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?且有擴(kuò)張的趨勢(shì)
D.有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?且有收縮的趨勢(shì)
8.2000年底,我國(guó)宣布已研制成功一輛高溫超導(dǎo)磁懸浮高速列車(chē)的模型車(chē),該車(chē)的速度已達(dá)到每小時(shí)500千米,可載5人.如圖所示就是磁懸浮的原理,圖中A是圓柱形磁鐵,B是用高溫超導(dǎo)材料制成的超導(dǎo)圓環(huán),將超導(dǎo)圓環(huán)B水平地放在磁鐵A上,它就能在磁力作用下懸浮在磁鐵A的上方空中( )
A.在B放入磁場(chǎng)的過(guò)程中,B中將產(chǎn)生感應(yīng)電流,當(dāng)穩(wěn)定后,感應(yīng)電流消失
B.在B放入磁場(chǎng)的過(guò)程中,B中將產(chǎn)生感應(yīng)電流,當(dāng)穩(wěn)定后,感應(yīng)電流仍存在
C.若A的N極朝上,B中感應(yīng)電流的方向如圖所示
D.若A的N極朝上,B中感應(yīng)電流的方向與圖中所示的方向相反
9.生產(chǎn)中常用的一種延時(shí)繼電器的示意圖.鐵芯上有兩個(gè)線圈A和B,線圈A跟電源連接,線圈B的兩端接在一起,構(gòu)成一個(gè)閉合電路.在斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S的時(shí)候,彈簧K并不能立即將銜鐵D拉起,使觸頭C立即離開(kāi),而是過(guò)一段時(shí)間后觸頭C才能離開(kāi),因此得名延時(shí)繼電器.為檢驗(yàn)線圈B中的電流,在電路中接入一個(gè)電流表G.關(guān)于通過(guò)電流表的電流方向,以下判斷正確的是( )
A.閉合S的瞬間,電流方向?yàn)閺淖蟮接?/p>
B.閉合S的瞬間,電流方向?yàn)閺挠业阶?/p>
C.斷開(kāi)S的瞬間,電流方向?yàn)閺淖蟮接?/p>
D.斷開(kāi)S的瞬間,電流方向?yàn)閺挠业阶?/p>
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