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

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，總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量(原磁場磁通量)的變化(1)當(dāng)原磁場磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反(2)當(dāng)原磁場磁通量減少時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同口訣記為“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)，由圖中位置經(jīng)過位置到位置，位置和位置都很接近位置，這個過程中線圈的感應(yīng)電流 ()圖1A沿abcd流動B沿dcba流動C先沿abcd流動，后沿dcba流動D先沿dcba流動，后沿abcd流動答案A解析由條形磁鐵的磁場分布可知，線圈在位置時穿過閉合線圈的磁通量最小為零，線圈從位置到位置，從下向上穿過線圈的磁通量在減少，線圈從位置到位置，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“來拒去留”法由于磁場與導(dǎo)體的相對運(yùn)動產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時，產(chǎn)生的感應(yīng)電流與磁場間有力的作用，這種力的作用會“阻礙”相對運(yùn)動口訣記為“來拒去留”例2如圖2所示，當(dāng)磁鐵突然向銅環(huán)運(yùn)動時，銅環(huán)的運(yùn)動情況是()圖2A向右擺動B向左擺動C靜止D無法判定答案A解析當(dāng)磁鐵突然向銅環(huán)運(yùn)動時，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；若穿過閉合電路的磁通量減少，面積有擴(kuò)張趨勢口訣為“增縮減擴(kuò)”說明：此法只適用于回路中只有一個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)軌上有兩個可自由滑動的導(dǎo)體ab和cd.當(dāng)載流直導(dǎo)線中的電流逐漸增大時，導(dǎo)體ab和cd的運(yùn)動情況是 ()圖3A一起向左運(yùn)動B一起向右運(yùn)動Cab和cd相向運(yùn)動，相互靠近Dab和cd相背運(yùn)動，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，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)磁場變化且線圈回路可移動時，由于磁場增強(qiáng)使得穿過回路的磁通量增加，線圈將通過遠(yuǎn)離磁體來阻礙磁通量增加；反之，由于磁場減弱使線圈中的磁通量減少時，線圈將靠近磁體來阻礙磁通量減少，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)動情況是()圖4A同時向兩側(cè)推開B同時向螺線管靠攏C一個被推開，一個被吸引，但因電源正負(fù)極未知，無法具體判斷D同時被推開或同時向螺線管靠攏，但因電源正負(fù)極未知，無法具體判斷答案A解析開關(guān)S接通瞬間，小銅環(huán)中磁通量從無到有增加，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場要阻礙磁通量的增加，則兩環(huán)將同時向兩側(cè)運(yùn)動故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合通電導(dǎo)線、圓環(huán)產(chǎn)生磁場時，磁場方向、電流方向關(guān)系通電導(dǎo)線在磁場中所受的安培力方向、電流方向、磁場方向三者方向關(guān)系導(dǎo)體切割磁感線時速度方向、磁場方向、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)電流時原磁場方向、感應(yīng)電流磁場方向關(guān)系綜合運(yùn)用這幾個規(guī)律的關(guān)鍵是分清各個規(guī)律的適用場合，不能混淆例5(多選)如圖5所示，導(dǎo)軌間的磁場方向垂直于紙面向里，當(dāng)導(dǎo)線MN在導(dǎo)軌上向右加速滑動時，正對電磁鐵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5A有感應(yīng)電流，且B被A吸引BMN受到的安培力方向水平向左CMN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，根據(jù)右手定則，MN中的電流方向從NM，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錯誤根據(jù)安培定則知，電磁鐵A的磁場方向向左，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)生的磁場方向向右，B被A排斥，D正確，A錯誤幾個規(guī)律的使用中，要抓住各個對應(yīng)的因果關(guān)系：(1)因電而生磁(IB)安培定則(2)因動而生電(v、BI)右手定則(3)因電而受力(I、BF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)動時，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6A在P和Q中都做自由落體運(yùn)動B在兩個下落過程中的機(jī)械能都守恒C在P中的下落時間比在Q中的長D落至底部時在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力，不做自由落體運(yùn)動，而在塑料管Q中只受到重力，在Q中做自由落體運(yùn)動，故選項(xiàng)A錯誤；根據(jù)功能關(guān)系知，在P中下落時，小磁塊機(jī)械能減少，在Q中下落時，小磁塊機(jī)械能守恒，故選項(xiàng)B錯誤；在P中加速度較小，在P中下落時間較長，選項(xiàng)C正確；由于在P中下落時要克服磁場力做功，機(jī)械能有損失，故可知落到底部時在P中的速度比在Q中的小，選項(xiàng)D錯誤.1如圖7所示，水平放置的光滑桿上套有A、B、C三個金屬環(huán)，其中B接電源在接通電源的瞬間，A、C兩環(huán)()圖7A都被B吸引B都被B排斥CA被吸引，C被排斥DA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)的電流從無到有，電流產(chǎn)生的磁場從無到有，穿過A、C兩環(huán)的磁通量從無到有，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錯誤，B正確2如圖8所示，水平桌面上放有一個閉合鋁環(huán)，在鋁環(huán)軸線上方有一個條形磁鐵當(dāng)條形磁鐵沿軸線豎直向下迅速移動時，下列判斷正確的是 ()圖8A鋁環(huán)有收縮趨勢，對桌面壓力減小B鋁環(huán)有收縮趨勢，對桌面壓力增大C鋁環(huán)有擴(kuò)張趨勢，對桌面壓力減小D鋁環(huán)有擴(kuò)張趨勢，對桌面壓力增大答案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時，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，同時有遠(yuǎn)離磁鐵的趨勢，故增大了和桌面的擠壓程度，從而使鋁環(huán)對桌面壓力增大，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，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)的整個過程中，下列說法正確的是()圖9A磁鐵靠近圓環(huán)的過程中，做加速運(yùn)動B磁鐵靠近圓環(huán)的過程中，做減速運(yùn)動C磁鐵遠(yuǎn)離圓環(huán)的過程中，做加速運(yùn)動D磁鐵遠(yuǎn)離圓環(huán)的過程中，做減速運(yùn)動答案BD4.(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的金屬棒PQ、MN，當(dāng)PQ在外力的作用下運(yùn)動時，MN在磁場力的作用下向右運(yùn)動，則PQ所做的運(yùn)動可能是()圖10A向右加速運(yùn)動B向左加速運(yùn)動C向右減速運(yùn)動D向左減速運(yùn)動答案BC解析當(dāng)PQ向右運(yùn)動時，用右手定則可判定PQ中感應(yīng)電流的方向是由QP，由安培定則可知穿過L1的磁場方向是自下而上的；若PQ向右加速運(yùn)動，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NM的，用左手定則可判定MN受到向左的安培力，將向左運(yùn)動，選項(xiàng)A錯誤；若PQ向右減速運(yùn)動，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，所以選項(xiàng)C正確；同理可判斷選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)D錯誤一、選擇題(19題為單選題，1012題為多選題)1如圖1所示，MN是一根固定的通電長直導(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，線框整個受力為()圖1A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，根據(jù)安培定則判斷可知，線框左右兩側(cè)磁場方向相反，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，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，即向右移動，故A正確，B、C、D錯誤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，若線圈始終不動，則關(guān)于線圈受到的支持力FN及在水平方向運(yùn)動趨勢的正確判斷是 ()圖2AFN先小于mg后大于mg，運(yùn)動趨勢向左BFN先大于mg后小于mg，運(yùn)動趨勢向左CFN先小于mg后大于mg，運(yùn)動趨勢向右DFN先大于mg后小于mg，運(yùn)動趨勢向右答案D解析條形磁鐵從線圈正上方由左向右運(yùn)動的過程中，線圈中的磁通量先增大后減小，根據(jù)楞次定律的“來拒去留”可知，線圈先有向下和向右運(yùn)動的趨勢，后有向上和向右運(yùn)動的趨勢故線圈受到的支持力先大于重力后小于重力，運(yùn)動趨勢向右故選D.3.如圖3所示，一個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，金屬線圈的面積S和橡皮繩的長度l將()圖3AS增大，l變長BS減小，l變短CS增大，l變短DS減小，l變長答案D解析當(dāng)通電直導(dǎo)線中電流增大時，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4A金屬環(huán)在下落過程中的機(jī)械能守恒B金屬環(huán)在下落過程中動能的增加量小于其重力勢能的減少量C金屬環(huán)的機(jī)械能先減小后增大D磁鐵對桌面的壓力始終大于其自身的重力答案B5.如圖5所示，條形磁鐵從高h(yuǎn)處自由下落，中途穿過一個固定的空心線圈，開關(guān)S斷開時，至落地用時t1，落地時速度為v1；S閉合時，至落地用時t2，落地時速度為v2.則它們的大小關(guān)系正確的是()圖5At1>t2，v1>v2Bt1t2，v1v2Ct1<t2，v1<v2Dt1<t2，v1>v2答案D解析開關(guān)S斷開時，線圈中無感應(yīng)電流，對磁鐵無阻礙作用，故磁鐵自由下落，ag；當(dāng)S閉合時，線圈中有感應(yīng)電流，對磁鐵有阻礙作用，故a<g.所以t1<t2，v1>v2.6如圖6所示，兩個相同的輕質(zhì)鋁環(huán)套在一根水平光滑絕緣桿上，當(dāng)一條形磁鐵向左運(yùn)動靠近兩環(huán)時，兩環(huán)的運(yùn)動情況是 ()圖6A同時向左運(yùn)動，間距變大B同時向左運(yùn)動，間距變小C同時向右運(yùn)動，間距變小D同時向右運(yùn)動，間距變大答案B解析磁鐵向左運(yùn)動，穿過兩環(huán)的磁通量都增加根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場將阻礙原磁通量增加，所以兩者都向左運(yùn)動另外，兩環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同，依據(jù)安培定則和左手定則可以判斷兩個環(huán)之間是相互吸引的，所以選項(xiàng)A、C、D錯誤，B正確7如圖7所示，固定的水平長直導(dǎo)線中通有電流I，矩形線框與導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi)，且一邊與導(dǎo)線平行線框由靜止釋放，在下落過程中()圖7A穿過線框的磁通量保持不變B線框中感應(yīng)電流方向保持不變C線框所受安培力的合力為零D線框的機(jī)械能不斷增大答案B解析線框在下落過程中，所在位置磁場減弱，穿過線框的磁感線的條數(shù)減少，磁通量減小故A錯誤下落過程中，因?yàn)榇磐侩S線框下落而減小，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相同，不變，所以感應(yīng)電流的方向不變，故B正確線框左右兩邊受到的安培力互相抵消，上邊受的安培力大于下邊受的安培力，安培力合力不為零故C錯誤線框中產(chǎn)生電能，機(jī)械能減小故D錯誤8如圖8所示，A為水平放置的膠木圓盤，在其側(cè)面均勻分布著負(fù)電荷，在A的正上方用絕緣絲線懸掛一個金屬環(huán)B，使B的環(huán)面水平且與圓盤面平行，其軸線與膠木圓盤A的軸線OO重合，現(xiàn)使膠木圓盤A由靜止開始繞其軸線OO按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動，則 ()圖8A金屬環(huán)B的面積有擴(kuò)大的趨勢，絲線受到的拉力增大B金屬環(huán)B的面積有縮小的趨勢，絲線受到的拉力減小C金屬環(huán)B的面積有擴(kuò)大的趨勢，絲線受到的拉力減小D金屬環(huán)B的面積有縮小的趨勢，絲線受到的拉力增大答案B解析膠木圓盤A由靜止開始繞其軸線OO按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動，形成環(huán)形電流，環(huán)形電流的大小增大，根據(jù)右手螺旋定則知，通過B的磁通量向下，且增大，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流引起的效果阻礙原磁通量的增大，知金屬環(huán)的面積有縮小的趨勢，且有向上的運(yùn)動趨勢，所以絲線的拉力減小故B正確，A、C、D錯誤9為了測量列車運(yùn)行的速度和加速度大小，可采用如圖9甲所示的裝置，它由一塊安裝在列車車頭底部的強(qiáng)磁體和埋設(shè)在軌道地面的一組線圈及電流測量記錄儀組成(電流測量記錄儀未畫出)當(dāng)列車經(jīng)過線圈上方時，線圈中產(chǎn)生的電流被記錄下來，P、Q為接測量儀器的端口若俯視軌道平面磁場垂直地面向里(如圖乙)，則在列車經(jīng)過測量線圈的過程中，流經(jīng)線圈的電流方向?yàn)?)圖9A始終逆時針方向B先順時針，再逆時針方向C先逆時針，再順時針方向D始終順時針方向答案C解析在列車經(jīng)過線圈的上方時，由于列車上的磁場的方向向下，所以線圈內(nèi)的磁通量方向向下，先增大后減小，根據(jù)楞次定律可知，線圈中的感應(yīng)電流的方向?yàn)橄饶鏁r針，再順時針方向10.如圖10所示，在水平面上有一固定的導(dǎo)軌，導(dǎo)軌為U形金屬框架，框架上放置一金屬桿ab，不計摩擦，在豎直方向上有勻強(qiáng)磁場，則()圖10A若磁場方向豎直向上并增強(qiáng)時，桿ab將向右移動B若磁場方向豎直向上并減弱時，桿ab將向右移動C若磁場方向豎直向下并增強(qiáng)時，桿ab將向右移動D若磁場方向豎直向下并減弱時，桿ab將向右移動答案BD解析不管磁場方向豎直向上還是豎直向下，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大時，回路中磁通量增大，由楞次定律知桿ab將向左移動，反之，桿ab將向右移動，選項(xiàng)B、D正確11如圖11是某電磁沖擊鉆的原理圖，若突然發(fā)現(xiàn)鉆頭M向右運(yùn)動，則可能是()圖11A開關(guān)S閉合瞬間B開關(guān)S由閉合到斷開的瞬間C開關(guān)S已經(jīng)是閉合的，滑動變阻器滑片P向左迅速滑動D開關(guān)S已經(jīng)是閉合的，滑動變阻器滑片P向右迅速滑動答案AC解析當(dāng)開關(guān)突然閉合時，左線圈上有了電流，產(chǎn)生磁場，而對于右線圈來說，磁通量增加，產(chǎn)生感應(yīng)電流，使鉆頭M向右運(yùn)動，故A項(xiàng)正確；當(dāng)開關(guān)S已經(jīng)閉合時，只有左側(cè)線圈電流增大才會導(dǎo)致鉆頭M向右運(yùn)動，故C項(xiàng)正確12繞有線圈的鐵芯直立在水平桌面上，鐵芯上套著一個鋁環(huán)，線圈與電源、開關(guān)相連，如圖12所示線圈上端與電源正極相連，閉合開關(guān)的瞬間，鋁環(huán)向上跳起則下列說法中正確的是()圖12A若保持開關(guān)閉合，則鋁環(huán)不斷升高B若保持開關(guān)閉合，則鋁環(huán)停留在跳起后的某一高度C若保持開關(guān)閉合，則鋁環(huán)跳起到某一高度后將回落D如果電源的正、負(fù)極對調(diào)，觀察到的現(xiàn)象不變答案CD解析鋁環(huán)跳起是開關(guān)閉合時鋁環(huán)上產(chǎn)生的感應(yīng)電流與通電螺線管上的電流相互作用而引起的故C、D正確