2019-2020年高中物理二輪總復(fù)習(xí) 楞次定律的應(yīng)用教案.doc

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2019-2020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(chǎng)”； (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(chǎng)磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向就與原磁場(chǎng)方向相反，當(dāng)引起感應(yīng)電流的原磁場(chǎng)磁通量減小時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向就與原磁場(chǎng)方向相同，可簡(jiǎn)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)的原磁場(chǎng)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(chǎng)的方向； (4)利用安培定則，判定感應(yīng)電流的方向． 3．學(xué)會(huì)使用楞次定律的推論即感應(yīng)電流總是阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)． Ⅰ 高考最新熱門題 1 (典型例題)如圖24—2—1所示，一個(gè)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外．一個(gè)矩形閉合導(dǎo)線框abcd，沿紙面由位置1(左)勻速運(yùn)動(dòng)到位置2(右)，則] A.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b→c→d→a B．導(dǎo)線框離開磁場(chǎng)時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b→c→d→a C.導(dǎo)線框離開磁場(chǎng)時(shí)，受到的安培力方向水平向右 D.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，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(chǎng)時(shí)，原磁通量向外增大，所以感應(yīng)磁場(chǎng)向里，感應(yīng)電流方向是a→b→c→d→a，A錯(cuò)；導(dǎo)體框出磁場(chǎng)時(shí)，原磁通量向外減小，所以感應(yīng)磁場(chǎng)向外，感應(yīng)電流方向是a→b→c→d→a，B錯(cuò)；根據(jù)楞次定律推論可知不管導(dǎo)體框進(jìn)磁場(chǎng)還是出磁場(chǎng)，安培力都阻礙它的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，方向都向左．所以C錯(cuò)D對(duì)． [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)，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(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 答案:BC 指導(dǎo)：要產(chǎn)生B．環(huán)中逆時(shí)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(chǎng)，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(gè)相同的磁性小球，同時(shí)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管的小球先落到地面，下面對(duì)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(huì)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(chǎng)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(chǎng)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． (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(chǎng)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(duì)楞次定律深層理解．楞次定律也可理解為感應(yīng)磁場(chǎng)總是要讓原磁通量不變．故ΦBS，若B增加，則S減??；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(shì)，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(chǎng)方向放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將它從勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速拉出，以下說法中正確的是 A.向左或向右拉出時(shí)，線框中感應(yīng)電流的方向相反 B．向左或向右拉出時(shí)，線框中感應(yīng)電流都是順時(shí)針方向 C.向左或向右拉出時(shí)，線框中感應(yīng)電流都是逆時(shí)針方向 D．線框全部在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，也有感應(yīng)電流 答案: B 指導(dǎo)：當(dāng)向左拉出時(shí)，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(shí)針方向；當(dāng)向右拉出時(shí)，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(shí)針方向，故A、B、C中B選項(xiàng)正確；當(dāng)線框全部在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(chǎng)，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(chǎng)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(shí)間變化時(shí)，導(dǎo)體圓環(huán)將受到向上的磁場(chǎng)作用力 答案: A 指導(dǎo)：A圖中磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間增加，導(dǎo)線回路中電流是c→b→a→螺線管→d→c．又磁場(chǎng)的變化率不斷減小，在螺線管中電流以減小．因此，螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)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，圓環(huán)將靠近螺線管，即受到向上的磁場(chǎng)的作用力；B圖中磁場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(gè)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(shí)，燈泡D1和D2同時(shí)亮，然后D，會(huì)變暗直到不亮，D2更亮 B．開關(guān)S閉合時(shí)，燈泡D1很亮，D2逐漸變量，最后一樣亮 C.開關(guān)S斷開時(shí)，燈泡D2隨之熄滅，而D1會(huì)更亮一下才熄滅 D．開關(guān)S斷開時(shí)，燈泡D1隨之熄滅，而D2會(huì)更亮一下才熄滅 答案: AC 指導(dǎo)：開關(guān)S閉合時(shí)，L中的陰抗很大，相當(dāng)于斷路，此時(shí)D1、D2串聯(lián)在電路中而同時(shí)亮，此時(shí)通過電燈的電流I1=。隨著電流趨于穩(wěn)定，L中的自感電動(dòng)勢(shì)逐漸減小到零。最后L會(huì)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(shí)，D1中因無電流而熄滅。而L中會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)繼續(xù)給D1供電。因?yàn)長(zhǎng)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(shí)的電流要大，故D，會(huì)更亮一下再熄滅。 Ⅲ 新高考命題方向預(yù)測(cè) 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，條形磁鐵應(yīng)該是 A.垂直紙面向外平動(dòng) B．垂直紙面向里平動(dòng) C.以通過O點(diǎn)垂直線圈平面的直線為軸，做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 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(dòng) 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(gè)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(gè)可繞垂直于紙面的軸O自由轉(zhuǎn)動(dòng)的矩形閉合導(dǎo)線框，靜上在兩塊正對(duì)的電磁鐵之間，線框平面與紙面垂直．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P自左向右滑動(dòng)時(shí)，導(dǎo)線框ab將 A.保持靜止不動(dòng) B．沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng) C.沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng) D．因電源極性不明，無法確定轉(zhuǎn)動(dòng)方向 答案: C 指導(dǎo)：判斷此題只需簡(jiǎn)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(dòng)片向右滑動(dòng)時(shí)，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(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)． 3 如圖24—2—12所示，一塊光滑的長(zhǎng)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(dòng)，則 A.鋁環(huán)的滾動(dòng)速度將越來越小 B．鋁環(huán)保持勻速滾動(dòng) C．鋁環(huán)的運(yùn)動(dòng)方向?qū)⒅饾u偏向條形磁鐵的N極 D．鋁環(huán)的運(yùn)動(dòng)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(dòng)，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(chǎng)阻礙著環(huán)的運(yùn)動(dòng)，所以環(huán)的速度漸??；環(huán)等效成一個(gè)磁體，面向同學(xué)們的一端為N極，所以環(huán)不會(huì)偏向條形磁鐵的任何一個(gè)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(shí)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(duì)P的支持力為N，則 A.t1時(shí)刻，N>C B．t2時(shí)刻，N>C C．t3時(shí)刻，NC，A選 項(xiàng)正確；t2時(shí)刻口中電流恒定，線圈p中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，桌面對(duì)P的支持力N=G；t4跟時(shí)刻跟t2，時(shí)刻一樣，P中也無感應(yīng)電流產(chǎn)生t3時(shí)刻Q中電流減小，P中感應(yīng)電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，但Q中i=0，對(duì)P無磁場(chǎng)力作用，N=G，注意：此題C答案易錯(cuò)，容易忽視口中電流i =0這一事實(shí)． 考場(chǎng)熱身探究性命題綜合測(cè)試 1 如圖Z24—1所示，當(dāng)磁鐵突然向圓銅環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí)，銅環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是 A.向左擺動(dòng) B．向右擺動(dòng) C．靜止不動(dòng) D.不能判定 答案: B 指導(dǎo)：銅環(huán)中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙其相對(duì)運(yùn)動(dòng)． 2 1931年英國(guó)物理學(xué)家狄拉克從理論上預(yù)言：存在只有一個(gè)磁極的粒子，即磁單極子．1982年2月，美國(guó)物理學(xué)家卡布菜拉設(shè)計(jì)了一個(gè)尋找磁單極子的實(shí)驗(yàn)．他設(shè)想，如果確有一個(gè)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(shí)針方向的感應(yīng)電流，然后是順時(shí)針方向的感應(yīng)電流 B．先是順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，然后是逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流 C．順時(shí)針方向持續(xù)流動(dòng)的感應(yīng)電流 D．逆時(shí)針方向持續(xù)流動(dòng)的感應(yīng)電流 答案: D 指導(dǎo)：楞次定律的應(yīng)用． 3 如圖Z24—3所示，a、b、c三個(gè)閉合線圈放在同一平面內(nèi)．當(dāng)a中有電流I通過時(shí)，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(zhǎng)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(shí)，線框整體受力情況為 A.受力向右 B．受力向左 C.受力向上 D．受力為零 答案: A 指導(dǎo)：當(dāng)電流I增大時(shí)，金屬線框中產(chǎn)生順時(shí)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(zhǎng)邊與一閉合圓環(huán)相切，環(huán)可沿矩形框的長(zhǎng)邊滑動(dòng)，整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，若環(huán)沿框長(zhǎng)邊向右做勻速運(yùn)動(dòng)，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(gè)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(dòng)的過程中，電流表B的指針將 A.向左擺動(dòng) B．向右擺動(dòng) C.靜止不動(dòng) D.發(fā)生擺動(dòng)，但無法判斷擺動(dòng)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(shí)，乙線圈中的感應(yīng)電流方向是________時(shí)針方向． 答案:順時(shí)針 指導(dǎo)：乙線圈向里的磁通減少． 8 一個(gè)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=30β=60，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為O，則當(dāng)磁場(chǎng)方向分別沿ox、oy、oz方向時(shí)，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(chǎng)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(chǎng)中，如圖Z24-9所示，當(dāng)線圈繞ab邊轉(zhuǎn)過60角時(shí)，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(shí)，線圈中磁通未變．