2019-2020年高二物理 第16單元：達(dá)標(biāo)訓(xùn)練（4、楞次定律的應(yīng)用）(有解析) 大綱人教版.doc

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2019-2020年高二物理 第16單元：達(dá)標(biāo)訓(xùn)練（4、楞次定律的應(yīng)用）(有解析) 大綱人教版 基礎(chǔ)鞏固 1.某磁場磁感線如圖16-4-7所示，有一銅線圈自圖示A位置落至B位置.在下列過程中，自上而下看，線圈中的感應(yīng)電流方向是…（　?。 圖16-4-7[ A.始終順時針 B.始終逆時針 C.先順時針再逆時針 D.先逆時針再順時針 答案：C 2.如圖16-4-8所示，閉合線框abcd從高處自由下落，進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，從bc邊開始進(jìn)入磁場到ad邊剛進(jìn)入磁場的時間段里，表示線框運(yùn)動情況的速度圖象可能是如圖16-4-9所示中的（　?。? 圖16-4-8　　　 圖16-4-9 解析：當(dāng)bc做切割磁感線運(yùn)動，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，如bc邊受到的安培力恰等于線框重力，其圖象為A.當(dāng)安培力小于線框重力，線框做加速運(yùn)動，隨著bc速度變大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流及bc所受安培力增大，加速度變小，當(dāng)安培力增大到等于線框重力時，加速度為零，線框速度不再增大，其圖象為C.如果bc邊進(jìn)入磁場區(qū)后，所受安培力大于重力，同理，速度減小到某值后做勻速運(yùn)動，其圖象為D. 答案：ACD[ 3.如圖16-4-10所示，虛線所圍區(qū)域內(nèi)為一勻強(qiáng)磁場，閉合線圈abcd由靜止開始運(yùn)動時，磁場對ab邊的安培力的方向向上，那么整個線圈應(yīng)（　　）  圖16-4-10 A.向右平動 B.向左平動 C.向上平動 D.向下平動 解析：ab邊受安培力方向向上，由左手定則知線圈中的電流方向?yàn)椋篴→d→c→B.再由右手定則判斷ad邊的運(yùn)動方向?yàn)橄蜃?向上、向下平動不產(chǎn)生感應(yīng)電流. 答案：B 4.一無限長直導(dǎo)線有電流I，有一矩形線圈與其共面，如圖16-4-11所示.當(dāng)電流I減小時，矩形線圈將（　　） 圖16-4-11 A.向左平動 B.向右平動 C.靜止不動 D.發(fā)生轉(zhuǎn)動 解析：當(dāng)無限長直導(dǎo)線中的電流減小時，其周圍磁場減弱，穿過矩形線圈的磁通量減少，根據(jù)楞次定律判定出矩形線圈中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流.此時線圈處在垂直紙面向里的非勻強(qiáng)磁場中，線框右邊比左邊所在處的磁場弱，由左手定則判定右邊受力向左且小，左邊受力向右且大；上、下兩邊對應(yīng)點(diǎn)磁場相等，受力等大反向.故矩形線圈的合外力水平向左（向左平動）. 答案：A 5.如圖16-4-12所示，兩水平放置的平行金屬板M、N放在勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)線ab貼著M、N邊緣以速度v向右勻速滑行.當(dāng)一帶電粒子以水平速度v0射入兩板間后，能保持勻速直線運(yùn)動.該帶電粒子可能（　?。? 圖16-4-12 A.帶正電，速度方向向左 B.帶負(fù)電，速度方向向左 C.帶正電，速度方向向右 D.帶負(fù)電，速度方向向右 解析：導(dǎo)體棒ab向右勻速運(yùn)動，根據(jù)右手定則知：a點(diǎn)電勢高，M板帶正電，N板帶負(fù)電，M、N板間電場方向向下.電荷在電場中，正電荷受電場力方向向下，負(fù)電荷受電場力方向向上，帶電粒子要做勻速直線運(yùn)動，正電荷受洛倫茲力方向必須向上，負(fù)電荷也必須速度方向向右才符合題意. 答案：CD 綜合應(yīng)用 6.(上海)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16-4-13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（　?。? 圖16-4-13 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 解析：由所給條件可以判斷，感應(yīng)電流的磁場方向垂直于紙面向外，根據(jù)楞次定律，原磁場的方向與感應(yīng)電流的磁場方向相同時是減少的，環(huán)A應(yīng)該做減速運(yùn)動，產(chǎn)生逆時針方向的電流，故應(yīng)該帶負(fù)電，故選項(xiàng)C正確；同理可得選項(xiàng)B正確. 答案：BC 7.(廣東)如圖16-4-14所示，兩根足夠長的固定平行金屬光滑導(dǎo)軌位于同一水平面上，導(dǎo)軌上橫放著兩根相同的導(dǎo)體棒ab、cd與導(dǎo)軌構(gòu)成矩形回路，導(dǎo)體棒的兩端連接著處于壓縮狀態(tài)的兩根輕質(zhì)彈簧，兩棒的中間用細(xì)線綁住，它們的電阻均為R，回路上其余部分的電阻不計.在導(dǎo)軌平面間有一豎直向下的勻強(qiáng)磁場.開始時，導(dǎo)體棒處于靜止?fàn)顟B(tài)，剪斷細(xì)線后，導(dǎo)體棒在運(yùn)動過程中（　　） 圖16-4-14 A.回路中有感應(yīng)電動勢B.兩根導(dǎo)體棒所受安培力方向相同 C.兩根導(dǎo)體棒和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)動量守恒，機(jī)械能守恒 D.兩根導(dǎo)體棒和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)動量守恒、機(jī)械能不守恒 解析：剪斷細(xì)線后，穿過閉合回路的磁通量不停地變化，因此回路中有感應(yīng)電動勢，選項(xiàng)A正確.根據(jù)左手定則可知，兩根導(dǎo)體棒所受安培力方向相反，選項(xiàng)B錯誤.由于在過程中有電能產(chǎn)生，所以系統(tǒng)的動量守恒，但機(jī)械能不守恒. 答案：AD 8.(遼寧)如圖16-4-15所示，兩根相距為l的平行直導(dǎo)軌ab、cd，b、d間連有一固定電阻R，導(dǎo)軌電阻可忽略不計.MN為放在ab和cd上的一導(dǎo)體桿，與ab垂直，其電阻也為R.整個裝置處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，磁場方向垂直于導(dǎo)軌所在平面（指向圖中紙面內(nèi)）.現(xiàn)對MN施力使它沿導(dǎo)軌方向以速度v（如圖）做勻速運(yùn)動.令U表示MN兩端電壓的大小，則（　?。? 圖16-4-15 A.U=vBl,流過固定電阻R的感應(yīng)電流由b到d B.U=vBl,流過固定電阻R的感應(yīng)電流由d到b C.U=vBl,流過固定電阻R的感應(yīng)電流由b到d D.U=vBl,流過固定電阻R的感應(yīng)電流由d到b 解析：題中等效電路圖如右圖所示：導(dǎo)體棒MN相當(dāng)于電源，其電動勢E＝Blv，其內(nèi)阻等于R，而，電流方向可用右手定則判定，所以A正確. 答案：A 9.如圖16-4-16所示，空間存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場，在半徑為a的圓形區(qū)域內(nèi)外磁場方向相反、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B.一半徑為b的圓形導(dǎo)線環(huán)，電阻為R，放置在紙面內(nèi)，其圓心與圓形區(qū)域的中心重合，在內(nèi)外磁場同時由B均勻地減小到零的過程中，通過導(dǎo)線橫截面的電荷量q為_______. 圖16-4-16 解析：初始狀態(tài)導(dǎo)線環(huán)中的磁通量為Φ1=（πb2-πa2）B-πa2B 末狀態(tài)導(dǎo)線環(huán)中的磁通量為Φ2=0 其磁通量的變化量|ΔΦ|=|Φ2-Φ1|=|（πb2-2πa2）B|產(chǎn)生的電荷量. 答案： 10.如圖16-4-17所示，水平放置的光滑導(dǎo)電軌道，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5 T、方向向上的勻強(qiáng)磁場中，軌道上放一根金屬桿，長度恰好等于軌道之間的距離L=0.2m，質(zhì)量m=0.1kg，電阻R=0.02 Ω跨接在軌道間的電阻R=1.18 Ω，軌道電阻忽略不計，取g=10 m/S2. 圖16-4-17 （1）要使金屬桿獲得60 m/S的穩(wěn)定速度，應(yīng)對它施加多大的水平力F？ （2）在金屬桿獲得60m/S的穩(wěn)定速度后，若撤去水平力F，那么此刻以后電阻R上還能放出多少熱量？ 解析：（1）金屬桿獲得穩(wěn)定的速度，就是做勻速運(yùn)動，它所受到的安培力應(yīng)與外力是一對平衡力，即F=FB=IBL.ab桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=BLv，回路中感應(yīng)電流，所以，. （2）撤去外力F后，金屬桿將在安培力的作用下做減速運(yùn)動，感應(yīng)電動勢在減小，感應(yīng)電流在減小，安培力在減小，加速度在減小，直到金屬桿的速度為零時為止.此過程中金屬桿的動能通過安培力做功轉(zhuǎn)化為回路中的電能，再通過電阻轉(zhuǎn)化為電熱，由于外電阻R與金屬桿是串聯(lián)關(guān)系，在串聯(lián)電路中，消耗的電能與電阻成正比，故有 QR+Qr=mv2=180J ① ② 由①②兩式解得：QR=177J. 11.如圖16-4-18所示，兩水平放置的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌，其間距為L，電阻不計，軌道間存在方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，靜止在導(dǎo)軌上的兩金屬桿ab、cd的質(zhì)量分別為m 1、m 2，電阻分別為R1、R2.現(xiàn)使ab桿以初速度v0沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動，求cd桿上能產(chǎn)生多少焦耳熱? [ 圖16-4-18 解析：將ab和cd作為系統(tǒng)，它們所受的安培力為內(nèi)力，系統(tǒng)所受的合外力為零，總動量守恒.在剛開始的一段時間內(nèi)，回路中存在俯視順時針方向的感應(yīng)電流，ab在安培力作用下向右做加速度值逐漸減小的減速運(yùn)動，cd在安培力作用下向右做加速度值逐漸減小的加速運(yùn)動，當(dāng)它們的速度相等時，回路中的磁通量不再變化，不存在感應(yīng)電流，它們以共同速度向右滑動.設(shè)共同速度為v共，由動量守恒定律得： m1v0=（m1+m2）v共,解得 由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律可知，系統(tǒng)損失的機(jī)械能等于回路中產(chǎn)生的焦耳熱： 因?yàn)閍b桿和cd是串聯(lián)接在回路中的，所以cd桿上產(chǎn)生的焦耳熱為, 即.