2019-2020年高中物理二輪總復習 楞次定律的應用教案.doc

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2019-2020年高中物理二輪總復習 楞次定律的應用教案 本類考題解答錦囊 解答“楞次定律的應用”一類試題，主要參照以下幾點： 1．學習楞次定律關鍵在于正確理解“阻礙”的含義： (1)誰起阻礙作用?——“感應電流產生的磁場”； (2)阻礙什么?——“引起感應電流的磁通量的變化”： (3)怎樣阻礙?——當引起感應電流的原磁場磁通量增加時，感應電流的磁場方向就與原磁場方向相反，當引起感應電流的原磁場磁通量減小時，感應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電流方向的步驟： (1)明確閉合電路范圍內的原磁場的方向； (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電流磁場的方向； (4)利用安培定則，判定感應電流的方向． 3．學會使用楞次定律的推論即感應電流總是阻礙相對運動． Ⅰ 高考最新熱門題 1 (典型例題)如圖24—2—1所示，一個有界勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向外．一個矩形閉合導線框abcd，沿紙面由位置1(左)勻速運動到位置2(右)，則] A.導線框進入磁場時，感應電流方向為a→b→c→d→a B．導線框離開磁場時，感應電流方向為a→b→c→d→a C.導線框離開磁場時，受到的安培力方向水平向右 D.導線框進入磁場時，受到的安培力方向水平向左 命題目的與解題技巧：本題考查了學生綜合應用楞次定律的能力．關鍵是判斷原磁通的變化情況． [解析] 由楞次定律可知，導體框進磁場時，原磁通量向外增大，所以感應磁場向里，感應電流方向是a→b→c→d→a，A錯；導體框出磁場時，原磁通量向外減小，所以感應磁場向外，感應電流方向是a→b→c→d→a，B錯；根據楞次定律推論可知不管導體框進磁場還是出磁場，安培力都阻礙它的相對運動，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)，刀為導體環(huán)．當A以如圖24-2—2所示的方向繞中心轉動的角速度發(fā)生變化時，B中產生如圖所示方向的感應電流，則 A.A可能帶正電且轉速減小 B．A可能帶正電且轉速增大 C.A可能帶負電且轉速減小 D．A可能帶負電且轉速增大 答案:BC 指導：要產生B．環(huán)中逆時針方向的電流，由欏次定律可知在A環(huán)內部要產生向里加強的或向外減弱的磁場，則據安培定則可知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： 是否產生感應電流，就看一點，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生感應，電流．由欏次定律又可知：感應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現象及判定感應電流方向． (1)在給出的實物圖中，用實線作為導線將實驗儀器連成實驗電路； (2)將線圈L1插入L2中，合上開關，能使感應電流與原電流的繞行方向相同的實驗操作是 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 答案:(1)如圖D24-2所示 (2)BCD正確 指導：只看兩點：(1)穿過L2的磁通量是否變化，只要是變化了，在L2中就有感應電流產生；(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 題點經典類型題 1 (典型例題)如圖24-2-5所示，將P、Q兩導體棒放在光滑的平行導軌M、N上，接觸良好，一條形磁鐵從該平面上方突然下落，則兩導體棒 A.互相靠攏 B.互相遠離 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磁場總是要讓原磁通量不變．故ΦBS，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，若按照感應電流產生的效果進行判斷，當磁鐵從上方下落而未達到導軌平面的過程中，由M、N、P、Q組成的閉合回路內的磁通量要增加，故根據感應電流產生的效果要阻礙磁通量的增加，可知其面積有縮小的趨勢，故P、Q互相靠攏，選項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磁場中，將它從勻強磁場中勻速拉出，以下說法中正確的是 A.向左或向右拉出時，線框中感應電流的方向相反 B．向左或向右拉出時，線框中感應電流都是順時針方向 C.向左或向右拉出時，線框中感應電流都是逆時針方向 D．線框全部在磁場中運動時，也有感應電流 答案: B 指導：當向左拉出時，線框中磁通量向里減少，根據楞次定律可知感應電流為順時針方向；當向右拉出時，線框中磁通量也向里減少，根據楞次定律可知感應電流也為順時針方向，故A、B、C中B選項正確；當線框全部在磁場中運動時，線框內的磁通量不變，線框內無感應電流產生． 3 (典型例題)如圖24—2—7所示，豎直放置的螺線管與導線abed構成回路，導線所圍區(qū)域內有一垂直紙面向里的變化的勻強磁場，螺線管下方水平桌面上有一導體圓環(huán)．導線abcd所圍區(qū)域內磁場的磁感應強度按圖24—2—8中哪一圖線所表示的方式隨時間變化時，導體圓環(huán)將受到向上的磁場作用力 答案: A 指導：A圖中磁感應強度隨時間增加，導線回路中電流是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?，螺線管產生的磁場穿過圓環(huán)的磁感線變少，根據楞次定律，為阻礙這種變化，圓環(huán)將靠近螺線管，即受到向上的磁場的作用力；B圖中磁場變化率變大，螺線管產生的電流變大，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，螺線管中感應電流是穩(wěn)恒的，它產生的磁場是不變的，穿過圓環(huán)中磁通量不變，無感應電流產生，與螺線管磁場無相互作用． 4 如圖24—2—9中，是自感系數足夠大的線圈，其直流電阻可以忽略不計，D1和D2是兩個相同的燈泡，若將開關S閉合，待燈泡亮度穩(wěn)定后再斷開開關S，則 A.開關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S閉合時，燈泡D1很亮，D2逐漸變量，最后一樣亮 C.開關S斷開時，燈泡D2隨之熄滅，而D1會更亮一下才熄滅 D．開關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：開關S閉合時，L中的陰抗很大，相當于斷路，此時D1、D2串聯在電路中而同時亮，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S斷開時，D1中因無電流而熄滅。而L中會產生自感電動勢繼續(xù)給D1供電。因為L中的電流是在的基礎上減小的，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 新高考命題方向預測 1 如圖24—2—10所示，為了能在線圈中產生圖中所示箭頭方向的感應電流I，條形磁鐵應該是 A.垂直紙面向外平動 B．垂直紙面向里平動 C.以通過O點垂直線圈平面的直線為軸，做順時針轉動 D．以通過O點的線圈直徑為軸，N極向里，S極向外做轉動 答案: D 指導：其實本題正確答案非常明顯，可采用排除法判斷，因為A、B、C三個選項中都不能產感應電流，原因是穿過細圈的磁通量沒有發(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自由轉動的矩形閉合導線框，靜上在兩塊正對的電磁鐵之間，線框平面與紙面垂直．當滑動變阻器的滑動觸頭P自左向右滑動時，導線框ab將 A.保持靜止不動 B．沿順時針方向轉動 C.沿逆時針方向轉動 D．因電源極性不明，無法確定轉動方向 答案: C 指導：判斷此題只需簡單應用楞次定律即可，與電極性無關μ當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)的運動方向將逐漸偏向條形磁鐵的N極 D．鋁環(huán)的運動方向將逐漸偏向條形磁鐵的S極 答案: A 指導：鋁環(huán)向前運動，穿過環(huán)內的磁感線漸多，銘環(huán)內產生感應電流，由楞次定律知環(huán)內感應電流的磁場阻礙著環(huán)的運動，所以環(huán)的速度漸?。画h(huán)等效成一個磁體，面向同學們的一端為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，NC，A選 項正確；t2時刻口中電流恒定，線圈p中不產生感應電流，桌面對P的支持力N=G；t4跟時刻跟t2，時刻一樣，P中也無感應電流產生t3時刻Q中電流減小，P中感應電流產生磁場，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． 考場熱身探究性命題綜合測試 1 如圖Z24—1所示，當磁鐵突然向圓銅環(huán)運動時，銅環(huán)的運動情況是 A.向左擺動 B．向右擺動 C．靜止不動 D.不能判定 答案: B 指導：銅環(huán)中感應電流的磁場阻礙其相對運動． 2 1931年英國物理學家狄拉克從理論上預言：存在只有一個磁極的粒子，即磁單極子．1982年2月，美國物理學家卡布菜拉設計了一個尋找磁單極子的實驗．他設想，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所示的超導線圈，那么，從上向下看超導線圈上將出現 A.先是逆時針方向的感應電流，然后是順時針方向的感應電流 B．先是順時針方向的感應電流，然后是逆時針方向的感應電流 C．順時針方向持續(xù)流動的感應電流 D．逆時針方向持續(xù)流動的感應電流 答案: D 指導：楞次定律的應用． 3 如圖Z24—3所示，a、b、c三個閉合線圈放在同一平面內．當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：a線圈內部磁感線向里，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線，電流方向向上，今將一金屬線框abcd放在導線上，讓線框的位置偏向導線的左邊，兩者彼此絕緣，當導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 D．受力為零 答案: A 指導：當電流I增大時，金屬線框中產生順時針的感應電流，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，整個裝置處于勻強磁場中，若環(huán)沿框長邊向右做勻速運動，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．各部分導線內均有電流 D．各部分導線內均無電流 答案: C 指導：半圓環(huán)與矩形銅框部分組成的回路內磁通發(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所示方式用導線連接起來.在把電流表A的指針向左撥動的過程中，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，因為不知道電流表的內部結構情況 答案: B 指導：根據楞次定律推論得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，當甲線圈中的電流逐漸減弱時，乙線圈中的感應電流方向是________時針方向． 答案:順時針 指導：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直角坐標系內，線圈平面垂直于oxy平面，與ox、oy軸的夾角分別為a=30β=60，勻強磁場的磁感應強度為O，則當磁場方向分別沿ox、oy、oz方向時，穿過線圈的磁通量各是多少? 答案: 0 指導：磁通量的定義式 9 勻強磁場的磁感應強度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，當線圈繞ab邊轉過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：線圈繞ab邊轉60角時，線圈中磁通未變．