2022年高中物理二輪總復(fù)習(xí) 楞次定律的應(yīng)用教案
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1、2022年高中物理二輪總復(fù)習(xí) 楞次定律的應(yīng)用教案 本類考題解答錦囊 解答“楞次定律的應(yīng)用”一類試題,主要參照以下幾點(diǎn): 1.學(xué)習(xí)楞次定律關(guān)鍵在于正確理解“阻礙”的含義: (1)誰起阻礙作用?——“感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場”; (2)阻礙什么?——“引起感應(yīng)電流的磁通量的變化”: (3)怎樣阻礙?——當(dāng)引起感應(yīng)電流的原磁場磁通量增加時,感應(yīng)電流的磁場方向就與原磁場方向相反,當(dāng)引起感應(yīng)電流的原磁場磁通量減小時,感應(yīng)電流的磁場方向就與原磁場方向相同,可簡單記為:增“反”、減“同”. 2.利用楞次定律判定感應(yīng)電流方向的步驟: (1)明確閉合電路范圍內(nèi)
2、的原磁場的方向; (2)分析穿過閉合電路的磁通的變化情況; (3)利用楞次定律判定感應(yīng)電流磁場的方向; (4)利用安培定則,判定感應(yīng)電流的方向. 3.學(xué)會使用楞次定律的推論即感應(yīng)電流總是阻礙相對運(yùn)動. Ⅰ 高考最新熱門題 1 (典型例題)如圖24—2—1所示,一個有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場方向垂直紙面向外.一個矩形閉合導(dǎo)線框abcd,沿紙面由位置1(左)勻速運(yùn)動到位置2(右),則] A.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時,感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b→c→d→a B.導(dǎo)線框離開磁場時,感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b→c→d→a C.導(dǎo)線框離開磁場時,
3、受到的安培力方向水平向右 D.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時,受到的安培力方向水平向左 命題目的與解題技巧:本題考查了學(xué)生綜合應(yīng)用楞次定律的能力.關(guān)鍵是判斷原磁通的變化情況. [解析] 由楞次定律可知,導(dǎo)體框進(jìn)磁場時,原磁通量向外增大,所以感應(yīng)磁場向里,感應(yīng)電流方向是a→b→c→d→a,A錯;導(dǎo)體框出磁場時,原磁通量向外減小,所以感應(yīng)磁場向外,感應(yīng)電流方向是a→b→c→d→a,B錯;根據(jù)楞次定律推論可知不管導(dǎo)體框進(jìn)磁場還是出磁場,安培力都阻礙它的相對運(yùn)動,方向都向左.所以C錯D對. [答案] D 2 (典型例題)兩圓環(huán)A、B月置于同一水平面上,其中A為均勻帶電絕緣環(huán)
4、,刀為導(dǎo)體環(huán).當(dāng)A以如圖24-2—2所示的方向繞中心轉(zhuǎn)動的角速度發(fā)生變化時,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 答案:BC 指導(dǎo):要產(chǎn)生B.環(huán)中逆時針方向的電流,由欏次定律可知在A環(huán)內(nèi)部要產(chǎn)生向里加強(qiáng)的或向外減弱的磁場,則據(jù)安培定則可知BC正確. 3 (典型例題)如圖24—2—3所示,A、B為大小、形狀均相同且內(nèi)壁光滑,但用不同材料制成的圓管,豎直固定在相同高度的兩個相同的磁性小球,同時從A、B管上端的管口無初速釋放,穿過A管的小球比穿過B
5、管的小球先落到地面,下面對于兩管的描述中可能正確的是 A.A管是用塑料制成的,B管是用銅制成的 B.A管是用鋁制成的,B管是用膠木制成的 C.A管是用膠木制成的,B管是用塑料制成的 D.A管是用膠木制成的,B管是用鋁制成的 答案: AD 指導(dǎo): 是否產(chǎn)生感應(yīng)電流,就看一點(diǎn),即穿過閉合電路的磁通量是否發(fā)生變化,如果發(fā)生變化就會在回路中產(chǎn)生感應(yīng),電流.由欏次定律又可知:感應(yīng)電流的磁場要相互作用,來者阻之,去者挽之,因而要阻礙變化,所以先落地的沒有受到磁場力的阻礙. 4 (典型例題)如圖24—2—4所示器材可用來研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象及判定感應(yīng)電流方向. (
6、1)在給出的實(shí)物圖中,用實(shí)線作為導(dǎo)線將實(shí)驗(yàn)儀器連成實(shí)驗(yàn)電路; (2)將線圈L1插入L2中,合上開關(guān),能使感應(yīng)電流與原電流的繞行方向相同的實(shí)驗(yàn)操作是 A.插入軟鐵棒 B.拔出線圈L1 C.使變阻器阻值變大 D.斷開開關(guān) 答案:(1)如圖D24-2所示 (2)BCD正確 指導(dǎo):只看兩點(diǎn):(1)穿過L2的磁通量是否變化,只要是變化了,在L2中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生;(2)方向判斷利用楞次定律,=者電流繞行方向一樣,說明穿過L2,的磁場是在減弱. Ⅱ 題點(diǎn)經(jīng)典類型題 1 (典型例題)如圖24-2-5所示,將P、Q兩導(dǎo)體棒放在光滑的平行導(dǎo)軌M、N上,接觸良
7、好,一條形磁鐵從該平面上方突然下落,則兩導(dǎo)體棒 A.互相靠攏 B.互相遠(yuǎn)離 C.均靜止 D.因磁鐵極性不明,無法確定 命題目的與解題技巧:楞決定律的靈活應(yīng)用考查題,需考生對楞次定律深層理解.楞次定律也可理解為感應(yīng)磁場總是要讓原磁通量不變.故ΦB·S,若B增加,則S減小;若B減小,則S增加. [解析] 因本題磁鐵極性不明,若按照常規(guī)解法,需分情況討論,顯然較繁瑣,若按照感應(yīng)電流產(chǎn)生的效果進(jìn)行判斷,當(dāng)磁鐵從上方下落而未達(dá)到導(dǎo)軌平面的過程中,由M、N、P、Q組成的閉合回路內(nèi)的磁通量要增加,故根據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生的效果要阻礙磁通量的增加,可知其面積有縮小的趨勢
8、,故P、Q互相靠攏,選項(xiàng)A正確. [答案] A 2 (典型例題)如圖24-2-6所示,閉合線框沿垂直于磁場方向放置在勻強(qiáng)磁場中,將它從勻強(qiáng)磁場中勻速拉出,以下說法中正確的是 A.向左或向右拉出時,線框中感應(yīng)電流的方向相反 B.向左或向右拉出時,線框中感應(yīng)電流都是順時針方向 C.向左或向右拉出時,線框中感應(yīng)電流都是逆時針方向 D.線框全部在磁場中運(yùn)動時,也有感應(yīng)電流 答案: B 指導(dǎo):當(dāng)向左拉出時,線框中磁通量向里減少,根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流為順時針方向;當(dāng)向右拉出時,線框中磁通量也向里減少,根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流也為順時針方向,
9、故A、B、C中B選項(xiàng)正確;當(dāng)線框全部在磁場中運(yùn)動時,線框內(nèi)的磁通量不變,線框內(nèi)無感應(yīng)電流產(chǎn)生. 3 (典型例題)如圖24—2—7所示,豎直放置的螺線管與導(dǎo)線abed構(gòu)成回路,導(dǎo)線所圍區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面向里的變化的勻強(qiáng)磁場,螺線管下方水平桌面上有一導(dǎo)體圓環(huán).導(dǎo)線abcd所圍區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖24—2—8中哪一圖線所表示的方式隨時間變化時,導(dǎo)體圓環(huán)將受到向上的磁場作用力 答案: A 指導(dǎo):A圖中磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間增加,導(dǎo)線回路中電流是c→b→a→螺線管→d→c.又磁場的變化率不斷減小,在螺線管中電流以減?。虼?,螺線管產(chǎn)生的磁場穿過圓環(huán)的磁感線變少,根據(jù)楞次定律,為阻礙這種變化,
10、圓環(huán)將靠近螺線管,即受到向上的磁場的作用力;B圖中磁場變化率變大,螺線管產(chǎn)生的電流變大,穿過圓環(huán)的磁感線變多,要排斥圓環(huán);C、D圖中磁場是均勻變化的,螺線管中感應(yīng)電流是穩(wěn)恒的,它產(chǎn)生的磁場是不變的,穿過圓環(huán)中磁通量不變,無感應(yīng)電流產(chǎn)生,與螺線管磁場無相互作用. 4 如圖24—2—9中,是自感系數(shù)足夠大的線圈,其直流電阻可以忽略不計(jì),D1和D2是兩個相同的燈泡,若將開關(guān)S閉合,待燈泡亮度穩(wěn)定后再斷開開關(guān)S,則 A.開關(guān)S閉合時,燈泡D1和D2同時亮,然后D,會變暗直到不亮,D2更亮 B.開關(guān)S閉合時,燈泡D1很亮,D2逐漸變量,最后一樣亮 C.開關(guān)S斷開時,燈泡D2隨之熄滅,而D1會
11、更亮一下才熄滅 D.開關(guān)S斷開時,燈泡D1隨之熄滅,而D2會更亮一下才熄滅 答案: AC 指導(dǎo):開關(guān)S閉合時,L中的陰抗很大,相當(dāng)于斷路,此時D1、D2串聯(lián)在電路中而同時亮,此時通過電燈的電流I1=。隨著電流趨于穩(wěn)定,L中的自感電動勢逐漸減小到零。最后L會把D1短路使D1不亮。而D2兩端電壓增大而變得更亮。當(dāng)S斷開時,D1中因無電流而熄滅。而L中會產(chǎn)生自感電動勢繼續(xù)給D1供電。因?yàn)長中的電流是在的基礎(chǔ)上減小的,所以,通過D1中的電流比S閉合時的電流要大,故D,會更亮一下再熄滅。 Ⅲ 新高考命題方向預(yù)測 1 如圖24—2—10所示,為了能在線圈中產(chǎn)生圖中所示箭頭方向的感應(yīng)電流I,
12、條形磁鐵應(yīng)該是 A.垂直紙面向外平動 B.垂直紙面向里平動 C.以通過O點(diǎn)垂直線圈平面的直線為軸,做順時針轉(zhuǎn)動 D.以通過O點(diǎn)的線圈直徑為軸,N極向里,S極向外做轉(zhuǎn)動 答案: D 指導(dǎo):其實(shí)本題正確答案非常明顯,可采用排除法判斷,因?yàn)锳、B、C三個選項(xiàng)中都不能產(chǎn)感應(yīng)電流,原因是穿過細(xì)圈的磁通量沒有發(fā)生變化. 2 如圖24—2—11所示,ab是一個可繞垂直于紙面的軸O自由轉(zhuǎn)動的矩形閉合導(dǎo)線框,靜上在兩塊正對的電磁鐵之間,線框平面與紙面垂直.當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P自左向右滑動時,導(dǎo)線框ab將 A.保持靜止不動 B.沿順時針方向轉(zhuǎn)動
13、 C.沿逆時針方向轉(zhuǎn)動 D.因電源極性不明,無法確定轉(zhuǎn)動方向 答案: C 指導(dǎo):判斷此題只需簡單應(yīng)用楞次定律即可,與電極性無關(guān)μ當(dāng)變阻器只的滑動片向右滑動時,電阻增大,電流減小,穿過ab線圈的磁通量減小,為了阻礙磁通量的減小,線圈ab就要采取增大面積的方法,發(fā)生逆時針轉(zhuǎn)動. 3 如圖24—2—12所示,一塊光滑的長方形鋁板水平放在桌面上,鋁板的右端拼接一根與鋁板等厚的條形磁鐵,一只質(zhì)量均勻分布的閉合鋁環(huán),以初速度v從板的左端沿中線向右端滾動,則 A.鋁環(huán)的滾動速度將越來越小 B.鋁環(huán)保持勻速滾動 C.鋁環(huán)的運(yùn)動方向?qū)⒅饾u偏向條形磁鐵的N極
14、D.鋁環(huán)的運(yùn)動方向?qū)⒅饾u偏向條形磁鐵的S極
答案: A 指導(dǎo):鋁環(huán)向前運(yùn)動,穿過環(huán)內(nèi)的磁感線漸多,銘環(huán)內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流,由楞次定律知環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流的磁場阻礙著環(huán)的運(yùn)動,所以環(huán)的速度漸??;環(huán)等效成一個磁體,面向同學(xué)們的一端為N極,所以環(huán)不會偏向條形磁鐵的任何一個極.
4 如圖24—2—13(a)所示,圓形線圈P靜止在水平桌面上,其正上方懸掛一相同的線圈Q,P和Q共軸,Q中通有變化電流,電流隨時間變化的規(guī)律如圖24—2—12(b)所示.P所受的重力為C,桌面對P的支持力為N,則
A.t1時刻,N>C B.t2時刻,N>C
C.t3時刻,N 15、案: AD正確 指導(dǎo):t1時刻線圈Q中電流在增大,電流磁場增強(qiáng),穿過線圈戶的磁通量增加,P中感應(yīng)電流的磁場與Q產(chǎn)生的磁場相互排斥,設(shè)這個力大小為F′,則桌面對P的支持力N=G+F′,即N>C,A選 項(xiàng)正確;t2時刻口中電流恒定,線圈p中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,桌面對P的支持力N=G;t4跟時刻跟t2,時刻一樣,P中也無感應(yīng)電流產(chǎn)生t3時刻Q中電流減小,P中感應(yīng)電流產(chǎn)生磁場,但Q中i=0,對P無磁場力作用,N=G,注意:此題C答案易錯,容易忽視口中電流i =0這一事實(shí).
考場熱身探究性命題綜合測試
1 如圖Z24—1所示,當(dāng)磁鐵突然向圓銅環(huán)運(yùn)動時,銅環(huán)的運(yùn)動情況是
A.向左擺動 16、 B.向右擺動
C.靜止不動 D.不能判定
答案: B 指導(dǎo):銅環(huán)中感應(yīng)電流的磁場阻礙其相對運(yùn)動.
2 1931年英國物理學(xué)家狄拉克從理論上預(yù)言:存在只有一個磁極的粒子,即磁單極子.1982年2月,美國物理學(xué)家卡布菜拉設(shè)計(jì)了一個尋找磁單極子的實(shí)驗(yàn).他設(shè)想,如果確有一個只有N極的磁單極子從上向下穿過如圖Z24—2所示的超導(dǎo)線圈,那么,從上向下看超導(dǎo)線圈上將出現(xiàn)
A.先是逆時針方向的感應(yīng)電流,然后是順時針方向的感應(yīng)電流
B.先是順時針方向的感應(yīng)電流,然后是逆時針方向的感應(yīng)電流
C.順時針方向持續(xù)流動的感應(yīng)電流
D.逆時針方向持續(xù)流動的感應(yīng)電流
答案: D 17、 指導(dǎo):楞次定律的應(yīng)用.
3 如圖Z24—3所示,a、b、c三個閉合線圈放在同一平面內(nèi).當(dāng)a中有電流I通過時,穿過它們的磁通量分別為Φa、Φb、Φc,則
A.Φa<Φb<Φc
B.Φa>ΦbΦc
C.Φa<Φc<Φb
D.Φa>Φc>Φb
答案: B 指導(dǎo):a線圈內(nèi)部磁感線向里,外部磁感線向外.
4 如圖Z24—4所示,MN是一根固定的通電長直導(dǎo)線,電流方向向上,今將一金屬線框abcd放在導(dǎo)線上,讓線框的位置偏向?qū)Ь€的左邊,兩者彼此絕緣,當(dāng)導(dǎo)線中的電流突然增大時,線框整體受力情況為
A.受力向右 B.受力向左
C.受力向上 18、D.受力為零
答案: A 指導(dǎo):當(dāng)電流I增大時,金屬線框中產(chǎn)生順時針的感應(yīng)電流,故受力向右.
5 如圖Z24—5所示,閉合矩形銅框的兩條長邊與一閉合圓環(huán)相切,環(huán)可沿矩形框的長邊滑動,整個裝置處于勻強(qiáng)磁場中,若環(huán)沿框長邊向右做勻速運(yùn)動,則
A.因銅框所圍面積的磁通量不變化,銅框上無電流
B.因圓環(huán)所圍面積的磁通量不變化,圓環(huán)上無電流
C.各部分導(dǎo)線內(nèi)均有電流
D.各部分導(dǎo)線內(nèi)均無電流
答案: C 指導(dǎo):半圓環(huán)與矩形銅框部分組成的回路內(nèi)磁通發(fā)生了變化.
6 取兩個完全相同的磁電式電流表A、B,按圖Z24-6所示方式用導(dǎo)線連接起來.在把電流表A的指針向左撥動的 19、過程中,電流表B的指針將
A.向左擺動
B.向右擺動
C.靜止不動
D.發(fā)生擺動,但無法判斷擺動方向,因?yàn)椴恢离娏鞅淼膬?nèi)部結(jié)構(gòu)情況
答案: B 指導(dǎo):根據(jù)楞次定律推論得A左撥則B右偏.
7 如圖Z24—7所示,乙線圈和甲線圈相互絕緣,乙的面積有一半的甲線圈內(nèi),當(dāng)甲線圈中的電流逐漸減弱時,乙線圈中的感應(yīng)電流方向是________時針方向.
答案:順時針 指導(dǎo):乙線圈向里的磁通減少.
8 一個矩形線圈abed面積為S,如圖Z24-8所示放在oxyz直角坐標(biāo)系內(nèi),線圈平面垂直于oxy平面,與ox、oy軸的夾角分別為a=30°β=60°,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為O,則當(dāng)磁場方向分別沿ox、oy、oz方向時,穿過線圈的磁通量各是多少?
答案: 0 指導(dǎo):磁通量的定義式
9 勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T,矩形線圈abcd的面積S=0.5m2,B與S垂直,線圈的一半在磁場中,如圖Z24-9所示,當(dāng)線圈繞ab邊轉(zhuǎn)過60°角時,求線圈中的磁通量以及在此過程中磁通量的改變量.f
答案: 0.2Wb,0 指導(dǎo):線圈繞ab邊轉(zhuǎn)60°角時,線圈中磁通未變.
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