14楞次定律（一）教学目标：1知道磁通量是描述穿过某一平面的磁感线多少的物理量。2掌握楞次定律，能熟练运用楞次定律判断感应电流的方向。从能的转化和守恒的角度理解楞次定律的内涵，深入认识电磁感应现象的本质。教学重点、难点：掌握楞次定律，能熟练运用楞次定律判断感应电流的方向。1磁通量：穿过某一面积的磁感线的条数叫做穿过这一面积的磁通量。磁通量是标量，但有正、负之分，正负号表示的是磁感线穿过线圈平面的方向。匀强磁场中磁通量的计算：，单位：韦伯(Wb)，1Wb1Tm2。公式中的S应是指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积，磁通量与线圈的匝数无关，也就是磁通量大小不受线圈匝数的影响2磁通密度由，可知磁感应强度又等于穿过单位面积的磁通量，故磁感应强度又叫磁通密度磁感应强度的单位又可以是：Wb/m2。3楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化在应用楞次定律解决实际问题时，按下列四个步骤判定感应电流的方向：（1）确原磁场方向；（2）确定原磁场的磁通量是增强还是减弱；（3）根据楞次定律确定感应电流磁场的方向（跟原磁场同向还是反向）；（4）用安培定则确定感应电流方向。一、磁通量、磁通量变化和感应电流【例题1】关于感应电流，下列说法中正确的是( )A只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生B穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生C线框不闭合时，即使穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中也没有感应电流D只要电路的一部分作切割磁感线运动，电路中就一定有感应电流【答案】C【分析】感应电流产生的条件：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化就能产生感应电流“闭合电路”和“磁通量发生变化”这两个条件必须同时满足，才能有感应电流产生A选项：满足闭合电路，但是磁通量没有变化，没有感应电流，故A错满足磁通量变化，但是没有满足闭合电路这个条件，故选项B错误、线框不闭合时，即使穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中也没有感应电流故选项C正确不知道电路是否闭合，因此不能确定有电流产生故选项D错误【巩固练习1】（多选题）均匀带负电的塑料圆环绕垂直于圆环平面过圆心的轴旋转，在环的圆心处有一闭合小线圈，小线圈和圆环在同一平面，则( )A只要圆环在转动，小线圈内就一定有感应电流B不管环怎样转动，小线圈内都没有感应电流C圆环在作变速转动时，小线圈内一定有感应电流D圆环作匀速转动时，小线圈内没有感应电流【答案】CD【巩固练习2】关于磁通量的概念，以下说法中正确的是（ ）A磁通量发生变化，一定是磁场发生变化引起的B磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量也越大C磁感应强度越大，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量也越大D穿过线圈的磁通量为零，但该处的磁感应强度不一定为零【答案】D【巩固练习3】 r1r2O如图所示，匝数为N、半径为r1的圆形线圈内有匀强磁场，匀强磁场在半径为r2的圆形区域内，匀强磁场的磁感应强度B垂直于线圈平面。通过该线圈的磁通量为（ ）ABCD【答案】B二、楞次定律的应用【例题2】如图所示，一个闭合导体圆环固定在水平桌面上，一根条形磁铁沿圆环的轴线运动，使圆环内产生了感应电流。下列四幅图中，产生的感应电流方向与条形磁铁的运动情况相吻合的是（ ）为什么？IIIINSNSSNSNABCD【答案】D【分析】由A图可知，在磁铁S极上升过程中，穿过圆环的磁场方向向上，在磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量变小，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流沿逆时针方向，故选项A错误；由B图可知，在磁铁S极下落过程中，穿过圆环的磁场方向向上，在磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量变大，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流顺时针方向，故谢谢B错误；由C图可知，在磁铁N极上升过程中，穿过圆环的磁场方向向下，在磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量变小，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流沿顺时针方向，故选项C错误；由D图示可知，在磁铁N极下落过程中，穿过圆环的磁场方向向下，在磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量变大，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流逆时针方向，故选项D正确。【巩固练习1】IO如图，一根长直导线竖直放置，通以向上的电流。直导线与铜圆环紧贴但相互绝缘，且导线经过环心O。下述各过程中，铜环中有感应电流的是（ ）A环竖直向上匀速运动B环绕环心O匀速转动C环向左匀速运动D环以导线为轴匀速转动【答案】C【巩固练习2】(2009年高考浙江卷)如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为、阻值为的闭合矩形金属线框用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动。金属线框从右侧某一位置静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面。则线框中感应电流的方向是 （ ） ABC先是，后是D先是，后是【答案】BSNMPabR【巩固练习3】（多选题）如图所示，线圈M和线圈N绕在同一铁芯上。线圈M与电源、电键、滑动变阻器相连，P为滑动变阻器的滑动端，电键S处于闭合状态。线圈N与电阻R相连。下列说法正确的是()A当P向右移动，通过R的电流为b到aB当P向右移动，通过R的电流为a到bC断开S的瞬间，通过R的电流为b到aD断开S的瞬间，通过R的电流为a到b【答案】BCPQB【巩固练习4】大小不等的两导电圆环P、Q均固定于水平桌面，Q环位于P环内。在两环间的范围内存在方向竖直向下、大小随时间均匀增强的匀强磁场B，则（ ）AP环内有顺时针方向的感应电流BP环内有逆时针方向的感应电流CQ环内有顺时针方向的感应电流DQ环内有逆时针方向的感应电流【答案】B【巩固练习5】（多选题）如图所示，两个相同的闭合铝环A、B被绝缘细线悬吊起来，与一个螺线管共同套在圆柱形塑料杆上，他们的中心轴线重合且在水平方向上，A、B可以左右自由摆动。现将电键闭合，则下列说法中正确的是（ ）A电键闭合瞬间，A中感应电流小于B中感应电流B电键闭合瞬间，A、B之间的距离缩小C电键闭合瞬间，两环有扩张趋势D电键闭合瞬间，A环受到总的磁场力水平向左【答案】ABDNabcS【练习1】如图，条形磁铁的轴线穿过a、b、c三个金属圆环的圆心，且与三个环平面垂直，其中b、c两环同平面放置在条形磁铁的中垂面。三个圆环的面积为sasbsc。则通过a、b两环的磁通量a_b，通过b、c两环的磁通量b_c。（均选填“”、“”或“”）【答案】，【练习2】如图所示，一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内，其下方（略靠前）固定一根与线框平面平行的水平直导线，导线中通以图示方向的恒定电流。释放线框，它由实线位置下落到虚线位置未发生转动，在此过程中（ ）A线框中感应电流方向依次为ACBAABCAB线框的磁通量为零的时，感应电流却不为零C线框所受安培力的合力方向依次为向上向下向上D线框所受安培力的合力为零，做自由落体运动【答案】BSNSNabGL【练习3】为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图所示己知线圈由a端开始绕至b端：当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转（1）在图中L上画上几匝线圈，以便能看清线圈绕向；（2）当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时，指针将指向_（3）当条形磁铁插入线圈中不动时，指针将指向_（选填“左侧”、“右侧”或“中央”）【答案】(1)如图所示；(2)左侧; (3)中央。【练习4】如图所示，用一根长为L、质量不计的细杆与一个上弧长为l0、下弧长为d0的金属线框的中点联结并悬挂于O点，悬点正下方存在一个上弧长为2l0、下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且d0L。先将线框拉开到如图所示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦。金属线框向左进入磁场时感应电流的方向为_（选填“顺时针”，“逆时针”）；金属线框最终将在磁场内做_运动。【答案】逆时针，简谐【练习5】如图所示，矩形闭合线圈abcd竖直放置，是它的对称轴，通电直导线AB与平行，且AB、所在平面与线圈平面垂直。如要在线圈中形成方向为abcda的感应电流，可行的做法是（ ）AAB中电流I逐渐增大BAB中电流I先增大后减小CAB中电流I正对靠近线圈D线圈绕轴逆时针转动900（俯视）【答案】D【练习6】现代汽车中有一种先进的制动系统一一防抱死（ABS）系统。它有一个自动控制刹车系统的装置，原理如图铁质齿轮P与车轮同步转动。右端有一个绕有线圈的的磁体，M是一个电流检测器当车轮带动齿轮转动时，线圈中会产生感应电流。这是由于齿靠近线圈时被磁化，使通过线圈的磁通量增大，齿离开线圈时又使磁能量减小，从而能使线圈中产生感应电流这个电流经电子装置放大后能控制制动机构齿轮 P 从图示位置按顺时针方向转过角的过程中，通过 M 的感应电流的方向是（ ）A总是从左向右B总是从右向左 C先从左向右，然后从右向左D先从右向左，然后从左向右【答案】DGNSSN【练习7】如图所示，一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合线圈，则流过灵敏电流计的感应电流方向是（ ）A先向左，再向右B先向右，再向左C始终向右D始终向左【答案】A【练习8】（2014年高考海南卷）如图，在一水平、固定的闭合导体圆环上方。有一条形磁铁(N极朝上，S极朝下)由静止开始下落，磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触，关于圆环中感应电流的方向（从上向下看），下列说法正确的是 ( )A总是顺时针B总是逆时针C先顺时针后逆时针D先逆时针后顺时针【答案】C1出现感应电流是判断是否发生电磁感应现象的关键，而磁通量的变化是产生感应电动势的原因，如果研究的电路是闭合的，就能产生感应电流。2磁通量的变化包括磁场大小和方向的变化，研究回路有效面积的变化，通电导线中电流的变化等。要关注题给条件的关键字词是如何描述的，稳定的磁通量再大也不会产生感应电流。3楞次定律的表述与判断感应电流的步骤不是一致的。楞次定律是倒叙的方式描述感应电流的，而判断感应电流的步骤是通过“原磁场的方向原磁通量的变化楞次定律感应电流产生的磁场方向感应电流的方向”来实现的。【练习1】关于感应电流的产生，下列说法中正确的是()A导体相对磁场运动，导体内一定会产生感应电流B导体做切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流C穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定会产生感应电流D闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，电路中一定会产生感应电流【答案】C