2019-2020年高二物理 第16單元：達標訓練（4、楞次定律的應用）(有解析) 大綱人教版基礎鞏固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，線圈中的感應電流方向是（）圖16-4-7A.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：C2.如圖16-4-8所示，閉合線框abcd從高處自由下落，進入勻強磁場，從bc邊開始進入磁場到ad邊剛進入磁場的時間段里，表示線框運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bc做切割磁感線運動，回路中產生感應電流，如bc邊受到的安培力恰等于線框重力，其圖象為A.當安培力小于線框重力，線框做加速運動，隨著bc速度變大，產生的感應電動勢、感應電流及bc所受安培力增大，加速度變小，當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動，其圖象為D.答案：ACD3.如圖16-4-10所示，虛線所圍區(qū)域內為一勻強磁場，閉合線圈abcd由靜止開始運動時，磁場對ab邊的安培力的方向向上，那么整個線圈應（）圖16-4-10A.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為：adcB.再由右手定則判斷ad邊的運動方向為向左.向上、向下平動不產生感應電流.答案：B4.一無限長直導線有電流I，有一矩形線圈與其共面，如圖16-4-11所示.當電流I減小時，矩形線圈將（）圖16-4-11A.向左平動 B.向右平動 C.靜止不動 D.發(fā)生轉動解析：當無限長直導線中的電流減小時，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生順時針方向的感應電流.此時線圈處在垂直紙面向里的非勻強磁場中，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、下兩邊對應點磁場相等，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：A5.如圖16-4-12所示，兩水平放置的平行金屬板M、N放在勻強磁場中，導線ab貼著M、N邊緣以速度v向右勻速滑行.當一帶電粒子以水平速度v0射入兩板間后，能保持勻速直線運動.該帶電粒子可能（）圖16-4-12A.帶正電，速度方向向左 B.帶負電，速度方向向左C.帶正電，速度方向向右 D.帶負電，速度方向向右解析：導體棒ab向右勻速運動，根據(jù)右手定則知：a點電勢高，M板帶正電，N板帶負電，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，負電荷受電場力方向向上，帶電粒子要做勻速直線運動，正電荷受洛倫茲力方向必須向上，負電荷也必須速度方向向右才符合題意.答案：CD綜合應用 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為導體環(huán)，當A以如圖16-4-13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（）圖16-4-13A.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解析：由所給條件可以判斷，感應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電流的磁場方向相同時是減少的，環(huán)A應該做減速運動，產生逆時針方向的電流，故應該帶負電，故選項C正確；同理可得選項B正確.答案：BC7.(廣東)如圖16-4-14所示，兩根足夠長的固定平行金屬光滑導軌位于同一水平面上，導軌上橫放著兩根相同的導體棒ab、cd與導軌構成矩形回路，導體棒的兩端連接著處于壓縮狀態(tài)的兩根輕質彈簧，兩棒的中間用細線綁住，它們的電阻均為R，回路上其余部分的電阻不計.在導軌平面間有一豎直向下的勻強磁場.開始時，導體棒處于靜止狀態(tài)，剪斷細線后，導體棒在運動過程中（）圖16-4-14A.回路中有感應電動勢B.兩根導體棒所受安培力方向相同C.兩根導體棒和彈簧構成的系統(tǒng)動量守恒，機械能守恒D.兩根導體棒和彈簧構成的系統(tǒng)動量守恒、機械能不守恒解析：剪斷細線后，穿過閉合回路的磁通量不停地變化，因此回路中有感應電動勢，選項A正確.根據(jù)左手定則可知，兩根導體棒所受安培力方向相反，選項B錯誤.由于在過程中有電能產生，所以系統(tǒng)的動量守恒，但機械能不守恒.答案：AD8.(遼寧)如圖16-4-15所示，兩根相距為l的平行直導軌ab、cd，b、d間連有一固定電阻R，導軌電阻可忽略不計.MN為放在ab和cd上的一導體桿，與ab垂直，其電阻也為R.整個裝置處于勻強磁場中，磁感應強度的大小為B，磁場方向垂直于導軌所在平面（指向圖中紙面內）.現(xiàn)對MN施力使它沿導軌方向以速度v（如圖）做勻速運動.令U表示MN兩端電壓的大小，則（）圖16-4-15A.U=vBl,流過固定電阻R的感應電流由b到dB.U=vBl,流過固定電阻R的感應電流由d到bC.U=vBl,流過固定電阻R的感應電流由b到dD.U=vBl,流過固定電阻R的感應電流由d到b解析：題中等效電路圖如右圖所示：導體棒MN相當于電源，其電動勢EBlv，其內阻等于R，而，電流方向可用右手定則判定，所以A正確.答案：A9.如圖16-4-16所示，空間存在垂直紙面的勻強磁場，在半徑為a的圓形區(qū)域內外磁場方向相反、磁感應強度大小均為B.一半徑為b的圓形導線環(huán)，電阻為R，放置在紙面內，其圓心與圓形區(qū)域的中心重合，在內外磁場同時由B均勻地減小到零的過程中，通過導線橫截面的電荷量q為_.圖16-4-16解析：初始狀態(tài)導線環(huán)中的磁通量為1=（b2-a2）B-a2B末狀態(tài)導線環(huán)中的磁通量為2=0其磁通量的變化量|=|2-1|=|（b2-2a2）B|產生的電荷量.答案：10.如圖16-4-17所示，水平放置的光滑導電軌道，處在磁感應強度為B=0.5 T、方向向上的勻強磁場中，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，質量m=0.1kg，電阻R=0.02 跨接在軌道間的電阻R=1.18 ，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，就是做勻速運動，它所受到的安培力應與外力是一對平衡力，即F=FB=IBL.ab桿切割磁感線產生的感應電動勢為E=BLv，回路中感應電流，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動，感應電動勢在減小，感應電流在減小，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化為回路中的電能，再通過電阻轉化為電熱，由于外電阻R與金屬桿是串聯(lián)關系，在串聯(lián)電路中，消耗的電能與電阻成正比，故有QR+Qr=mv2=180J 由兩式解得：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軌，其間距為L，電阻不計，軌道間存在方向豎直向上、磁感應強度為B的勻強磁場，靜止在導軌上的兩金屬桿ab、cd的質量分別為m 1、m 2，電阻分別為R1、R2.現(xiàn)使ab桿以初速度v0沿導軌向右運動，求cd桿上能產生多少焦耳熱?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，回路中存在俯視順時針方向的感應電流，ab在安培力作用下向右做加速度值逐漸減小的減速運動，cd在安培力作用下向右做加速度值逐漸減小的加速運動，當它們的速度相等時，回路中的磁通量不再變化，不存在感應電流，它們以共同速度向右滑動.設共同速度為v共，由動量守恒定律得：m1v0=（m1+m2）v共,解得由能的轉化和守恒定律可知，系統(tǒng)損失的機械能等于回路中產生的焦耳熱：因為ab桿和cd是串聯(lián)接在回路中的，所以cd桿上產生的焦耳熱為,即.