2019-2020年高中物理第一章電磁感應(yīng)習(xí)題課:楞次定律的應(yīng)用學(xué)案粵教版.doc
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2019-2020年高中物理第一章電磁感應(yīng)習(xí)題課:楞次定律的應(yīng)用學(xué)案粵教版 [學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1.應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向.2.理解安培定則、左手定則、右手定則和楞次定律的區(qū)別. 一、利用“結(jié)論法”判斷感應(yīng)電流的方向 1.“增反減同”法 感應(yīng)電流的磁場(chǎng),總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量(原磁場(chǎng)磁通量)的變化. (1)當(dāng)原磁場(chǎng)磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反. (2)當(dāng)原磁場(chǎng)磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同. 口訣記為“增反減同”. 例1 如圖1所示,一水平放置的矩形閉合線圈abcd在細(xì)長(zhǎng)磁鐵的N極附近豎直下落,保持bc邊在紙外,ad邊在紙內(nèi),由圖中位置Ⅰ經(jīng)過位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和位置Ⅲ都很接近位置Ⅱ,這個(gè)過程中線圈的感應(yīng)電流 ( ) 圖1 A.沿abcd流動(dòng) B.沿dcba流動(dòng) C.先沿abcd流動(dòng),后沿dcba流動(dòng) D.先沿dcba流動(dòng),后沿abcd流動(dòng) 答案 A 解析 由條形磁鐵的磁場(chǎng)分布可知,線圈在位置Ⅱ時(shí)穿過閉合線圈的磁通量最小為零,線圈從位置Ⅰ到位置Ⅱ,從下向上穿過線圈的磁通量在減少,線圈從位置Ⅱ到位置Ⅲ,從上向下穿過線圈的磁通量在增加,根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向是abcd. 2.“來(lái)拒去留”法 由于磁場(chǎng)與導(dǎo)體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí),產(chǎn)生的感應(yīng)電流與磁場(chǎng)間有力的作用,這種力的作用會(huì)“阻礙”相對(duì)運(yùn)動(dòng).口訣記為“來(lái)拒去留”. 例2 如圖2所示,當(dāng)磁鐵突然向銅環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí),銅環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是( ) 圖2 A.向右擺動(dòng) B.向左擺動(dòng) C.靜止 D.無(wú)法判定 答案 A 解析 當(dāng)磁鐵突然向銅環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí),穿過銅環(huán)的磁通量增加,為阻礙磁通量的增加,銅環(huán)遠(yuǎn)離磁鐵向右運(yùn)動(dòng). 3.“增縮減擴(kuò)”法 就閉合電路的面積而言,收縮或擴(kuò)張是為了阻礙電路原磁通量的變化.若穿過閉合電路的磁通量增加,面積有收縮趨勢(shì);若穿過閉合電路的磁通量減少,面積有擴(kuò)張趨勢(shì).口訣為“增縮減擴(kuò)”. 說明:此法只適用于回路中只有一個(gè)方向的磁感線的情況. 例3 如圖3所示,在載流直導(dǎo)線旁固定有兩平行光滑導(dǎo)軌A、B,導(dǎo)軌與直導(dǎo)線平行且在同一水平面內(nèi),在導(dǎo)軌上有兩個(gè)可自由滑動(dòng)的導(dǎo)體ab和cd.當(dāng)載流直導(dǎo)線中的電流逐漸增大時(shí),導(dǎo)體ab和cd的運(yùn)動(dòng)情況是 ( ) 圖3 A.一起向左運(yùn)動(dòng) B.一起向右運(yùn)動(dòng) C.a(chǎn)b和cd相向運(yùn)動(dòng),相互靠近 D.a(chǎn)b和cd相背運(yùn)動(dòng),相互遠(yuǎn)離 答案 C 解析 由于在閉合回路abdc中,ab和cd電流方向相反,所以兩導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向一定相反,排除A、B;當(dāng)載流直導(dǎo)線中的電流逐漸增大時(shí),穿過閉合回路的磁通量增大,根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流總是阻礙穿過回路磁通量的變化,所以兩導(dǎo)體相互靠近,減小面積,達(dá)到阻礙磁通量增大的目的.故選C. 4.“增離減靠”法 當(dāng)磁場(chǎng)變化且線圈回路可移動(dòng)時(shí),由于磁場(chǎng)增強(qiáng)使得穿過回路的磁通量增加,線圈將通過遠(yuǎn)離磁體來(lái)阻礙磁通量增加;反之,由于磁場(chǎng)減弱使線圈中的磁通量減少時(shí),線圈將靠近磁體來(lái)阻礙磁通量減少,口訣記為“增離減靠”. 例4 如圖4所示,通電螺線管兩側(cè)各懸掛一個(gè)小銅環(huán),銅環(huán)平面與螺線管截面平行,當(dāng)開關(guān)S接通瞬間,兩銅環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是( ) 圖4 A.同時(shí)向兩側(cè)推開 B.同時(shí)向螺線管靠攏 C.一個(gè)被推開,一個(gè)被吸引,但因電源正負(fù)極未知,無(wú)法具體判斷 D.同時(shí)被推開或同時(shí)向螺線管靠攏,但因電源正負(fù)極未知,無(wú)法具體判斷 答案 A 解析 開關(guān)S接通瞬間,小銅環(huán)中磁通量從無(wú)到有增加,根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙磁通量的增加,則兩環(huán)將同時(shí)向兩側(cè)運(yùn)動(dòng).故A正確. 二、“三定則一定律”的綜合應(yīng)用 安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的適用場(chǎng)合如下表. 比較項(xiàng)目 安培定則 左手定則 右手定則 楞次定律 適用場(chǎng)合 通電導(dǎo)線、圓環(huán)產(chǎn)生磁場(chǎng)時(shí),磁場(chǎng)方向、電流方向關(guān)系 通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受的安培力方向、電流方向、磁場(chǎng)方向三者方向關(guān)系 導(dǎo)體切割磁感線時(shí)速度方向、磁場(chǎng)方向、感應(yīng)電流方向三者方向關(guān)系 回路中磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí)原磁場(chǎng)方向、感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向關(guān)系 綜合運(yùn)用這幾個(gè)規(guī)律的關(guān)鍵是分清各個(gè)規(guī)律的適用場(chǎng)合,不能混淆. 例5 (多選)如圖5所示,導(dǎo)軌間的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,當(dāng)導(dǎo)線MN在導(dǎo)軌上向右加速滑動(dòng)時(shí),正對(duì)電磁鐵A的圓形金屬環(huán)B中(說明:導(dǎo)體棒切割磁感線速度越大,感應(yīng)電流越大) ( ) 圖5 A.有感應(yīng)電流,且B被A吸引 B.MN受到的安培力方向水平向左 C.MN受到的安培力方向水平向右 D.有感應(yīng)電流,且B被A排斥 答案 BD 解析 MN向右加速滑動(dòng),根據(jù)右手定則,MN中的電流方向從N→M,且大小在逐漸變大,根據(jù)左手定則知MN受到的安培力方向水平向左,故B正確,C錯(cuò)誤.根據(jù)安培定則知,電磁鐵A的磁場(chǎng)方向向左,且大小逐漸增強(qiáng),根據(jù)楞次定律知,B環(huán)中的感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向右,B被A排斥,D正確,A錯(cuò)誤. 幾個(gè)規(guī)律的使用中,要抓住各個(gè)對(duì)應(yīng)的因果關(guān)系: (1)因電而生磁(I→B)―→安培定則 (2)因動(dòng)而生電(v、B→I)→右手定則 (3)因電而受力(I、B→F安)→左手定則 三、能量的角度理解楞次定律 感應(yīng)電流的產(chǎn)生并不是創(chuàng)造了能量.導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流受到安培力作用,導(dǎo)體克服安培力做功從而實(shí)現(xiàn)其他形式能向電能的轉(zhuǎn)化,所以楞次定律的“阻礙”是能量轉(zhuǎn)化和守恒的體現(xiàn). 例6 如圖6所示,上下開口、內(nèi)壁光滑的銅管P和塑料管Q豎直放置,小磁塊先后在兩管中從相同高度處由靜止釋放,并落至底部,則小磁塊( ) 圖6 A.在P和Q中都做自由落體運(yùn)動(dòng) B.在兩個(gè)下落過程中的機(jī)械能都守恒 C.在P中的下落時(shí)間比在Q中的長(zhǎng) D.落至底部時(shí)在P中的速度比在Q中的大 答案 C 解析 小磁塊下落過程中,在銅管P中產(chǎn)生感應(yīng)電流,小磁塊受到向上的磁場(chǎng)力,不做自由落體運(yùn)動(dòng),而在塑料管Q中只受到重力,在Q中做自由落體運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)功能關(guān)系知,在P中下落時(shí),小磁塊機(jī)械能減少,在Q中下落時(shí),小磁塊機(jī)械能守恒,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;在P中加速度較小,在P中下落時(shí)間較長(zhǎng),選項(xiàng)C正確;由于在P中下落時(shí)要克服磁場(chǎng)力做功,機(jī)械能有損失,故可知落到底部時(shí)在P中的速度比在Q中的小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 1.如圖7所示,水平放置的光滑桿上套有A、B、C三個(gè)金屬環(huán),其中B接電源.在接通電源的瞬間,A、C兩環(huán)( ) 圖7 A.都被B吸引 B.都被B排斥 C.A被吸引,C被排斥 D.A被排斥,C被吸引 答案 B 解析 在接通電源的瞬間,通過B環(huán)的電流從無(wú)到有,電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)從無(wú)到有,穿過A、C兩環(huán)的磁通量從無(wú)到有,A、C兩環(huán)產(chǎn)生感應(yīng)電流,由楞次定律可知,感應(yīng)電流總是阻礙原磁通量的變化,為了阻礙原磁通量的增加,A、C兩環(huán)都被B環(huán)排斥而遠(yuǎn)離B環(huán),故A、C、D錯(cuò)誤,B正確. 2.如圖8所示,水平桌面上放有一個(gè)閉合鋁環(huán),在鋁環(huán)軸線上方有一個(gè)條形磁鐵.當(dāng)條形磁鐵沿軸線豎直向下迅速移動(dòng)時(shí),下列判斷正確的是 ( ) 圖8 A.鋁環(huán)有收縮趨勢(shì),對(duì)桌面壓力減小 B.鋁環(huán)有收縮趨勢(shì),對(duì)桌面壓力增大 C.鋁環(huán)有擴(kuò)張趨勢(shì),對(duì)桌面壓力減小 D.鋁環(huán)有擴(kuò)張趨勢(shì),對(duì)桌面壓力增大 答案 B 解析 根據(jù)楞次定律可知:當(dāng)條形磁鐵沿軸線豎直向下迅速移動(dòng)時(shí),閉合鋁環(huán)內(nèi)的磁通量增大,因此鋁環(huán)面積應(yīng)有收縮的趨勢(shì),同時(shí)有遠(yuǎn)離磁鐵的趨勢(shì),故增大了和桌面的擠壓程度,從而使鋁環(huán)對(duì)桌面壓力增大,故B項(xiàng)正確. 3.(多選)如圖9所示,閉合圓形金屬環(huán)豎直固定,光滑水平導(dǎo)軌穿過圓環(huán),條形磁鐵沿導(dǎo)軌以初速度v0向圓環(huán)運(yùn)動(dòng),其軸線穿過圓環(huán)圓心,與環(huán)面垂直,則磁鐵在穿過圓環(huán)的整個(gè)過程中,下列說法正確的是( ) 圖9 A.磁鐵靠近圓環(huán)的過程中,做加速運(yùn)動(dòng) B.磁鐵靠近圓環(huán)的過程中,做減速運(yùn)動(dòng) C.磁鐵遠(yuǎn)離圓環(huán)的過程中,做加速運(yùn)動(dòng) D.磁鐵遠(yuǎn)離圓環(huán)的過程中,做減速運(yùn)動(dòng) 答案 BD 4.(多選)如圖10所示,水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動(dòng)的金屬棒PQ、MN,當(dāng)PQ在外力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí),MN在磁場(chǎng)力的作用下向右運(yùn)動(dòng),則PQ所做的運(yùn)動(dòng)可能是( ) 圖10 A.向右加速運(yùn)動(dòng) B.向左加速運(yùn)動(dòng) C.向右減速運(yùn)動(dòng) D.向左減速運(yùn)動(dòng) 答案 BC 解析 當(dāng)PQ向右運(yùn)動(dòng)時(shí),用右手定則可判定PQ中感應(yīng)電流的方向是由Q→P,由安培定則可知穿過L1的磁場(chǎng)方向是自下而上的;若PQ向右加速運(yùn)動(dòng),則穿過L1的磁通量增加,用楞次定律可以判斷流過MN的感應(yīng)電流是從N→M的,用左手定則可判定MN受到向左的安培力,將向左運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;若PQ向右減速運(yùn)動(dòng),流過MN的感應(yīng)電流方向、MN所受的安培力的方向均將反向,MN向右運(yùn)動(dòng),所以選項(xiàng)C正確;同理可判斷選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 一、選擇題(1~9題為單選題,10~12題為多選題) 1.如圖1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)線上的電流突然增大時(shí),線框整個(gè)受力為( ) 圖1 A.受力向右 B.受力向左 C.受力向上 D.受力為零 答案 A 解析 金屬線框放在導(dǎo)線MN上,導(dǎo)線中電流產(chǎn)生磁場(chǎng),根據(jù)安培定則判斷可知,線框左右兩側(cè)磁場(chǎng)方向相反,線框左側(cè)的磁通量大于線框右側(cè)的磁通量,當(dāng)導(dǎo)線中電流增大時(shí),穿過線框的磁通量增大,線框產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)楞次定律可知,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙磁通量的變化,則線框?qū)⑾虼磐繙p小的方向運(yùn)動(dòng),即向右移動(dòng),故A正確,B、C、D錯(cuò)誤. 2.如圖2所示,粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線圈.當(dāng)一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方快速經(jīng)過時(shí),若線圈始終不動(dòng),則關(guān)于線圈受到的支持力FN及在水平方向運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的正確判斷是 ( ) 圖2 A.FN先小于mg后大于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左 B.FN先大于mg后小于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左 C.FN先小于mg后大于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右 D.FN先大于mg后小于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右 答案 D 解析 條形磁鐵從線圈正上方由左向右運(yùn)動(dòng)的過程中,線圈中的磁通量先增大后減小,根據(jù)楞次定律的“來(lái)拒去留”可知,線圈先有向下和向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),后有向上和向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì).故線圈受到的支持力先大于重力后小于重力,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右.故選D. 3.如圖3所示,一個(gè)有彈性的金屬線圈被一根橡皮繩吊于通電直導(dǎo)線的正下方,直導(dǎo)線與線圈在同一豎直面內(nèi),當(dāng)通電直導(dǎo)線中電流增大時(shí),金屬線圈的面積S和橡皮繩的長(zhǎng)度l將( ) 圖3 A.S增大,l變長(zhǎng) B.S減小,l變短 C.S增大,l變短 D.S減小,l變長(zhǎng) 答案 D 解析 當(dāng)通電直導(dǎo)線中電流增大時(shí),穿過金屬線圈的磁通量增大,金屬線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流要阻礙原磁通量的增大:一是用縮小面積的方式進(jìn)行阻礙;二是用遠(yuǎn)離直導(dǎo)線的方式進(jìn)行阻礙,故D正確. 4.如圖4所示,銅質(zhì)金屬環(huán)從條形磁鐵的正上方由靜止開始下落,在下落過程中,下列判斷正確的是( ) 圖4 A.金屬環(huán)在下落過程中的機(jī)械能守恒 B.金屬環(huán)在下落過程中動(dòng)能的增加量小于其重力勢(shì)能的減少量 C.金屬環(huán)的機(jī)械能先減小后增大 D.磁鐵對(duì)桌面的壓力始終大于其自身的重力 答案 B 5.如圖5所示,條形磁鐵從高h(yuǎn)處自由下落,中途穿過一個(gè)固定的空心線圈,開關(guān)S斷開時(shí),至落地用時(shí)t1,落地時(shí)速度為v1;S閉合時(shí),至落地用時(shí)t2,落地時(shí)速度為v2.則它們的大小關(guān)系正確的是( ) 圖5 A.t1>t2,v1>v2 B.t1=t2,v1=v2 C.t1- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問題本站不予受理。
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