通用版2018_2019版高中物理第1章电磁感应与现代生活微型专题1楞次定律的应用练习沪科版选修3_2

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通用版2018_2019版高中物理第一章电磁感应章末学案教科版选修3_220181029493

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第一章电磁感应章末总结一、楞次定律的理解与应用1.感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.感应电流的磁场方向不一定与原磁场方向相反,只有在磁通量增加时两者才相反,而在磁通量减少时两者是同向的.2.“阻碍”并不是“阻止”,而是“延缓”,回路中的磁通量变化的趋势不变,只不过变化得慢了.3.“阻碍”的表现:增反减同、来拒去留等.例1如图1甲所示,圆形线圈P静止在水平桌面上,其正上方固定一螺线管Q,P和Q共轴,Q中通有变化电流i,电流随时间变化的规律如图乙所示(图甲所示Q中电流方向为正),P所受的重力为G,桌面对P的支持力为N,则( )图1A.t1时刻N>G,P有收缩的趋势B.t2时刻N=G,此时穿过P的磁通量为0C.t3时刻N=G,此时P中无感应电流D.t4时刻N<G,此时穿过P的磁通量最小答案 A解析当螺线管中电流增大时,其形成的磁场不断增强,因此线圈P中的磁通量向下增大,根据楞次定律可知线圈P将阻碍其磁通量的增大,故线圈有收缩的趋势,线圈中产生逆时针方向的感应电流(从上向下看),由安培定则可判断,螺线管下端为N极,线圈等效成小磁铁,N极向上,则此时N>G,故A正确;当螺线管中电流不变时,其形成的磁场不变,线圈P中的磁通量不变,因此线圈中无感应电流产生,线圈和螺线管间无相互作用力,故t2时刻N=G,此时穿过P的磁通量不为0,故B错误;t3时刻螺线管中电流为零,但是线圈P中磁通量是变化的,因此此时线圈中有感应电流,故C错误;t4时刻电流不变时,其形成的磁场不变,线圈P中磁通量不变,故D错误.二、电磁感应中的图像问题对图像的分析,应做到:(1)明确图像所描述的物理意义;(2)明确各种物理量正、负号的含义;(3)明确斜率的含义;(4)明确图像和电磁感应过程之间的对应关系.例2如图2所示,三条平行虚线位于纸面内,中间虚线两侧有方向垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度等大反向.菱形闭合导线框ABCD位于纸面内且对角线AC与虚线垂直,磁场宽度与对角线AC长均为d,现使线框沿AC方向匀速穿过磁场,以逆时针方向为感应电流的正方向,则从C点进入磁场到A点离开磁场的过程中,线框中电流i随时间t的变化关系图像可能是( )图2答案 D解析 导线框ABCD 在进入左边磁场时,由楞次定律和安培定则可以判断出感应电流的方向应为正方向,选项B 、C 错误;当导线框ABCD 一部分在左磁场区,另一部分在右磁场区时,回路中的最大电流要加倍,方向与刚进入时的方向相反,选项D 正确,选项A 错误.电磁感应中图像类选择题的两个常见解法(1)排除法:定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化),特别是物理量的正负,排除错误的选项.(2)函数法:根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系,然后由函数关系对图像作出分析和判断,这未必是最简捷的方法,但却是最有效的方法.三、电磁感应中的电路问题求解电磁感应中电路问题的关键是分清楚内电路和外电路.“切割”磁感线的导体和磁通量变化的线圈都相当于“电源”,该部分导体(或线圈)的电阻相当于内电阻,而其余部分的电阻则是外电阻.例3 把总电阻为2R 的均匀电阻丝焊接成一半径为a 的圆环,水平固定在竖直向下的磁感应强度为B 的匀强磁场中,如图3所示,一长度为2a 、电阻等于R 、粗细均匀的金属棒MN 放在圆环上,它与圆环始终保持良好的接触,当金属棒以恒定速度v 向右移动经过环心O 时,求:图3(1)棒上电流的大小和方向及棒两端的电压U MN ; (2)在圆环和金属棒上消耗的总热功率. 答案 (1)4Bav 3R 方向由N →M 23Bav(2)8B 2a 2v 23R解析 (1)把切割磁感线的金属棒看成一个具有内阻为R 、电动势为E 的电源,两个半圆环看成两个并联电阻,画出等效电路如图所示.等效电源电动势为:E =BLv =2Bav .外电路的总电阻为:R 外=R 1R 2R 1+R 2=12R . 棒上电流大小为:I =E R 总=2Bav 12R +R=4Bav 3R. 电流方向从N 流向M .根据闭合电路欧姆定律知,棒两端的电压为电源路端电压.U MN =IR 外=23Bav(2)圆环和金属棒上消耗的总热功率为: P =IE =8B 2a 2v23R.电磁感应中电路问题的分析方法:(1)明确电路结构,分清内、外电路,画出等效电路图.(2)根据产生感应电动势的方式计算感应电动势的大小,如果是磁场变化,由E =n ΔΦΔt 计算;如果是导体切割磁感线,由E =BLv 计算. (3)根据楞次定律或右手定则判断感应电流的方向. (4)根据电路组成列出相应的方程式.四、电磁感应中的力电综合问题此类问题涉及电路知识、动力学知识和能量观点,综合性很强,解决此类问题要注重以下三点: (1)电路分析①找“电源”:确定出由电磁感应所产生的电源,求出电源的电动势E 和内阻r . ②电路结构分析弄清串、并联关系,求出相关部分的电流大小,为求安培力做好铺垫. (2)力和运动分析①受力分析:分析研究对象(常为金属杆、导体线圈等)的受力情况,尤其注意安培力的方向.②运动分析:根据力与运动的关系,确定出运动模型,根据模型特点,找到解决途径.(3)功和能量分析①做功分析,找全力所做的功,弄清功的正、负.②能量转化分析,弄清哪些能量增加,哪些能量减少,根据功能关系、能量守恒定律列方程求解.例4如图4所示,两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ=30°的斜面上,导轨电阻不计,间距L=0.4 m,导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ,两区域的边界与斜面的交线为MN.Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下,Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上,两磁场的磁感应强度大小均为B=0.5 T.在区域Ⅰ中,将质量m1=0.1 kg、电阻R1=0.1 Ω的金属条ab放在导轨上,ab刚好不下滑.然后,在区域Ⅱ中将质量m2=0.4 kg、电阻R2=0.1 Ω的光滑导体棒cd置于导轨上,由静止开始下滑.cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中,ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触,取g=10 m/s2,问:图4(1)cd下滑的过程中,ab中的电流方向;(2)ab刚要向上滑动时,cd的速度v多大;(3)从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中,cd滑动的距离x=3.8 m,此过程中ab上产生的热量Q是多少.答案(1)由a流向b(2)5 m/s (3)1.3 J解析(1)由右手定则可判断出cd中的电流方向为由d到c,则ab中电流方向为由a流向b.(2)开始放置时ab刚好不下滑,ab所受摩擦力为最大静摩擦力,设其大小为f max,有f max=m1g sin θ①设ab刚要上滑时,cd棒的感应电动势为E,由法拉第电磁感应定律有E=BLv②设电路中的感应电流为I,由闭合电路欧姆定律有I=ER1+R2③设ab所受安培力为F安,有F安=BIL④此时ab受到的最大静摩擦力方向沿导轨向下,由平衡条件有F安=m1g sin θ+f max⑤联立①②③④⑤式,代入数据解得v=5 m/s.(3)设cd棒运动过程中在电路中产生的总热量为Q总,由能量守恒定律有m 2gx sin θ=Q 总+12m 2v 2又Q =R 1R 1+R 2Q 总 解得Q =1.3 J.。

2019版高考物理大一轮复习 专题九 电磁感应 第1讲 电磁感应现象 楞次定律讲义

2019版高考物理大一轮复习 专题九 电磁感应 第1讲 电磁感应现象 楞次定律讲义

易错点 忽略磁通量的正负号导致错误
例题:如图9-1-7所示,通有恒定电流的导线与闭合金属
框abcd共面,第一次将金属框由位置Ⅰ平移到位置Ⅱ,第二次
将金属框由位置Ⅰ绕cd边翻转到位置Ⅱ,设先后两次通过金属
框的磁通量变化分别为ΔΦ1和ΔΦ2,则( A.ΔΦ1<ΔΦ2 B.ΔΦ1>ΔΦ2 C.ΔΦ1=ΔΦ2 D.ΔΦ1=-ΔΦ2
(续表) 内容
阻碍相对运动 ——“来拒去留”
使回路面积有扩大 或缩小的趋势 ——“增缩减扩”
阻碍原电流的变化 ——“增反减同”
例证 B 减小,线圈扩张
2.判断感应电流方向的两种方法 方法一 用楞次定律判断
方法二 用右手定则判断 该方法适用于切割磁感线产生的感应电流.判断时注 意掌心、拇指、四指的方向: (1)掌心——磁感线垂直穿入; (2)拇指——指向导体运动的方向; (3)四指——指向感应电流的方向.
) 图 9-1-7
正解分析:设线框在位置Ⅰ、Ⅱ时的磁通量分别为Φ1、 Φ2,直线电流产生的磁场在Ⅰ处比在Ⅱ处要强,Φ1>Φ2.将 线框从位置Ⅰ平移到位置Ⅱ,磁感线是从线框的同一面穿过 的,所以ΔΦ1=|Φ2-Φ1|=Φ1-Φ2;将线框从位置Ⅰ绕cd边 翻转到位置Ⅱ,磁感线分别从线框的正、反两面穿过,所以 ΔΦ2=|(-Φ2)-Φ1|=Φ1+Φ2.故选A.
3.该部分知识与其他学科知识相互渗透也是
Ⅱ 命题的趋势,同时将该部分知识同生产、生
活实际、高科技等相结合,注重考查学生分
析、解决实际问题的能力.
Ⅱ 4.试题题型全面,选择题、解答题都可能出 现,且解答题难度较大,涉及知识点多,考
Ⅰ 查综合能力,从而增加试题的区分度.
第1讲 电磁感应现象 楞次定律
一、电磁感应现象 1.磁通量 (1)定义:在匀强磁场中,磁感应强度 B 与垂直于磁场 方向的面积 S 的____乘__积____叫做穿过这个平面的磁通量, 简称磁通. (2)意义:穿过某一面积的__磁__感__线__条__数__的多少.

楞次定律PPT课件

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是判断感应电流方向 的重要法则,也是电 磁学中的重要定理之 一。
反映了能量守恒和转 换定律在电磁感应现 象中的具体应用。
02 楞次定律数学表 达式及推导
法拉第电磁感应定律回顾
法拉第电磁感应定律内容
当穿过回路的磁通量发生变化时,回路中就会产生感应电 动势,感应电动势的大小与穿过回路的磁通量对时间的变 化率成正比。
楞次定律指出:感应电流的效果总是 反抗引起感应电流的原因。
楞次定律确保了电磁感应过程中能量 转化的方向性和连续性。
这种“反抗”作用实际上是一种能量 守恒的体现,即系统总能量保持不变 。
能量守恒在电磁感应现象中重要性
能量守恒是自然界普遍适用的基 本定律之一,电磁感应现象也不
例外。
在分析和解决电磁感应问题时, 必须始终遵循能量守恒原则。
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目录
• 楞次定律基本概念 • 楞次定律数学表达式及推导 • 楞次定律实验验证与现象分析 • 楞次定律在电磁学中的应用举例 • 楞次定律与能量守恒关系探讨 • 总结回顾与拓展延伸
01 楞次定律基本概 念
楞次定律定义及表述
定义
感应电流具有这样的方向,即感 应电流的磁场总要阻碍引起感应 电流的磁通量的变化。
麦克斯韦方程组
描述电磁场的基本规律,包括 高斯定律、高斯磁定律、法拉 第电磁感应定律和安培环路定
律。
THANKS
感谢观看
表述
闭合回路中感应电流的方向,总 是使得它所激发的磁场来阻碍引 起感应电流的磁通量的变化。
感应电流方向与磁场变化关系
01
当磁通量增大时,感应电流的磁 场与原磁场方向相反,阻碍磁通 量增大。
02
当磁通量减小时,感应电流的磁 场与原磁场方向相同,阻碍磁通 量减小。

第一节 电磁感应现象 楞次定律优秀课件

第一节 电磁感应现象 楞次定律优秀课件
第一节 电磁感应 现象 楞次定律
1.收集资料,了解电磁感应现象的 发现过程,体会人类探索自然规律的 科学态度和科学精神。 2.通过实验,理解感应电流的产生 条件。举例说明电磁感应在生活和生 产中的应用。
1.电磁感应现象 Ⅰ
2.磁通量

3.法拉第电磁感
应定律

3.通过探究,理解楞次定律。理解法 拉第电磁感应定律。 4.通过实验,了解自感现象和涡流现 象。举例说明自感现象和涡流现象在 生活和生产中的应用。
2. 如右图所示,沿x轴y轴有两根长直导线,互相绝缘。x轴上的 导线中有-x方向的电流,y轴上的导线中有+y方向的电流,两 虚线是坐标轴所夹角的角平分线。a、b、c、d是四个圆心在虚线 上、与坐标原点等距的相同的圆形导线环。当两直导线中的电流 从相同大小,以相同的快慢均匀减小时,各导线环中的感应电流 情况是( ) A.a中有逆时针方向的电流 B.b中有顺时针方向的电流 C.c中有逆时针方向的电流 D.d中有顺时针方向的电流
二、右手定则和楞次定律
1.右手定则 (1)内容:伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌 在同一个⑨ 平面内;让⑩ 磁感线从掌心进入,并使拇指指向 ⑪ 导线运动的方向,这时四指所指的方向就是⑫ 感应电流的 方向。 (2)适用情况:闭合电路的部分导体⑬ 切割磁感线产生感应电流。 2.楞次定律 (1)内容:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要 ⑭ 阻碍 引起感应电流的⑮ 磁通量 的变化。 (2)适用情况:所有⑯ 电磁感应 现象。
楞次定律的理解和应用
2.楞次定律的使用步骤
3.楞次定律的推广 对楞次定律中”阻碍”的含义可以推广为感应电流的 效果总是阻碍产生感应电流的原因: (1)阻碍原磁通量的变化--”增反减同”; (2)阻碍相对运动--”来拒去留”; (3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势--”增缩减扩”; (4)阻碍原电流的变化(自感现象)--”增反减同”。

2018届高考物理一轮总复习专题10电磁感应第1讲电磁感应现象楞次定律课件

2018届高考物理一轮总复习专题10电磁感应第1讲电磁感应现象楞次定律课件

• 【答案】A • 【解析】ab向右运动,回路面积增大,θ减
小,cos θ增大,由Φ=BScos θ知,Φ增大, 故A正确.同理可判断B、C、D中Φ不一定 变化,不一定产生感应电流.
• 练1 (多选)如图所示,一个金属薄圆盘水平放置在竖直向 上的匀强磁场中,下列做法中能使圆盘中产生感应电流的 是( )
第1讲 电磁感应现象、楞次定律
【考纲解读】1.知道电磁感应现象产生的条件;2.理解磁 通量及磁通量变化的含义,并能计算;3.掌握楞次定律和右手 定则的应用,并能判断感应电流的方向及相关导体的运动方 向.
•考点O 讲堂梳理自查
• 一、磁通量
• 1.概念:磁感应强度B与面积S的_乘__积_____.
Hale Waihona Puke • 例1 如图所示,一个U形金属导轨水平放置,其上放有一 个金属导体棒ab,有一个磁感应强度为B的匀强磁场斜向上 穿过轨道平面,且与竖直方向的夹角为θ.在下列各过程中, 一定能在轨道回路里产生感应电流的是( )
• A.ab向右运动,同时使θ减小 • B.使磁感应强度B减小,θ角同时也减小 • C.ab向左运动,同时增大磁感应强度B • D.ab向右运动,同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)
命题热点
从近几年高考试题来看, 高考对本章内容的考查,重 点有感应电流的产生、感应 电动势方向的判断、感应电 动势大小的计算等知识.常 以选择题形式考查对基础知 识、基本规律的理解与应用, 以计算题的形式考查综合性 知识,如运动学、力学、能 量、电路、图像等知识与电 磁感应结合的问题,一般难 度较大,分值较高.
电路中有电流产生,这种现象称为电磁感应现象.
• 2.产生感应电流的条件 • (1)条件:穿过闭合电路的磁通量__发_生__变_化__________.

高中物理楞次定律知识点总结

高中物理楞次定律知识点总结

高中物理楞次定律知识点总结高中物理中,楞次定律是非常重要的一个定律。

它在理解电磁学方面有着重要作用,在实际应用中也可以提供指导。

本文将对楞次定律的知识点进行总结,以帮助读者更好地理解和应用此定律。

一、楞次定律的基本概念楞次定律又称作法拉第电磁感应定律,是一个基本的电磁学定律。

它表明:当磁通量发生变化时,会在导体中产生感生电动势,这个电动势的方向会使感生电流的磁场阻碍这一磁通量变化。

楞次定律描述了电磁感应现象。

当磁场作用于导体时,会引起磁通量的变化,从而产生感生电动势。

这个电动势的大小取决于磁通量的变化率。

在导体中产生的感生电流会通过磁场产生反作用,在一定程度上阻碍磁通量的变化。

二、楞次定律的数学表达式楞次定律表明,在一个闭合线圈中,感生电动势的大小与变化率成正比,与线圈绕向和变化率之间的夹角成正比,即:ε = -dΦ / dt其中,ε为感生电动势,单位为伏特(V);Φ为磁通量,单位为韦伯(Wb);t为时间,单位为秒(s)。

这个负号表明,感生电动势的方向与磁通量变化方向相反。

三、楞次定律的应用楞次定律是电磁场理论的重要基础,广泛应用于电机、变压器、感应加热器等电磁设备的设计和研发中。

1. 电动机原理电动机的工作原理就是利用电磁感应现象。

当通电后,电流在线圈中流动,产生旋转磁场,从而对转子上的导体产生电磁感应作用,产生电动势,使转子受到电磁力的作用,从而转动。

利用楞次定律可以计算出产生的感生电动势的大小。

2. 变压器原理变压器是利用电磁感应原理来实现电压变换的设备。

当一定电压的交流电流通过线圈,会产生交变磁通,从而在另一个线圈中产生感生电动势,进而产生电流。

楞次定律可以用来计算这个感生电动势的大小。

3. 感应加热原理感应加热是利用电磁感应产生的感生电流来加热物体的原理。

当物体置于交变磁场中时,就会在物体中产生感生电流,导致物体内部的电阻发热,从而实现加热。

四、楞次定律的应用示例下面列举一些应用楞次定律的实例。

2019届高考物理一轮复习讲义:第1讲电磁感应现象楞次定律含答案

2019届高考物理一轮复习讲义:第1讲电磁感应现象楞次定律含答案

第1讲 电磁感应现象 楞次定律板块一 主干梳理·夯实基础【知识点1】 磁通量 Ⅰ 1.磁通量(1)定义:匀强磁场中,磁感应强度(B )与垂直磁场方向的面积(S )的乘积叫做穿过这个面积的磁通量,简称磁通,我们可以用穿过这一面积的磁感线条数的多少来形象地理解。

(2)公式:Φ=BS 。

(3)适用条件:①匀强磁场;②S 是垂直磁场方向的有效面积。

(4)单位:韦伯(Wb),1 Wb =1_T·m 2。

(5)标量性:磁通量是标量,但有正负之分。

磁通量的正负是这样规定的,即任何一个平面都有正、反两面,若规定磁感线从正面穿入时磁通量为正,则磁感线从反面穿入时磁通量为负。

2.磁通量的变化量在某个过程中,穿过某个平面的磁通量的变化量等于末磁通量Φ2与初磁通量Φ1的差值,即ΔΦ=Φ2-Φ1。

3.磁通量的变化率(磁通量的变化快慢)磁通量的变化量与发生此变化所用时间的比值,即ΔΦΔt 。

【知识点2】 电磁感应现象 Ⅰ1.电磁感应现象:当闭合电路的磁通量发生改变时,电路中有感应电流产生的现象。

2.产生感应电流的条件 (1)电路闭合。

(2)磁通量变化。

3.电磁感应现象的两种情况(1)闭合电路中部分导体做切割磁感线运动。

(2)穿过闭合回路的磁通量发生变化。

4.电磁感应现象的实质电磁感应现象的实质是产生感应电动势,如果回路闭合则产生感应电流;如果回路不闭合,则只产生感应电动势,而不产生感应电流。

5.能量转化发生电磁感应现象时,机械能或其他形式的能转化为电能。

【知识点3】 楞次定律 Ⅱ 1.楞次定律(1)内容:感应电流产生的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

(2)适用范围:适用于一切回路磁通量变化的情况。

2.右手定则(1)内容:①磁感线穿入右手手心。

(从掌心入,手背穿出) ②大拇指指向导体运动的方向。

③其余四指指向感应电流的方向。

(2)适用范围:适用于部分导体切割磁感线。

板块二 考点细研·悟法培优考点1 电磁感应现象的判断 [解题技巧]1.磁通量变化的常见情况2.感应电流能否产生的判断例1(多选)如图所示,矩形闭合线圈abcd竖直放置,OO′是它的对称轴,通电直导线AB与OO′平行。

楞次定律课件

楞次定律课件

楞次定律课件一、引言电磁感应现象是电磁学中的重要内容,广泛应用于日常生活和工业生产中。

楞次定律是描述电磁感应现象的基本定律之一,对于理解和分析电磁感应过程具有重要意义。

本文将详细介绍楞次定律的原理、应用及其在电磁学中的地位。

二、楞次定律的原理楞次定律是法国物理学家海因里希·楞次于1831年提出的,用于描述闭合回路中感应电动势的产生规律。

楞次定律可表述为:闭合回路中感应电动势的方向,总是使得感应电流产生的磁通量的变化,来抵消原磁通量的变化。

楞次定律可以通过两种方式来表述:法拉第电磁感应定律和磁通量连续性原理。

1.法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是楞次定律的基础,由迈克尔·法拉第于1831年提出。

该定律表述为:闭合回路中感应电动势的大小,与穿过回路的磁通量的变化率成正比,方向垂直于磁通量变化率和回路平面。

2.磁通量连续性原理磁通量连续性原理是楞次定律的另一种表述方式,由詹姆斯·克拉克·麦克斯韦于1861年提出。

该原理表述为:闭合回路中的磁通量在任意时刻都是连续的,即磁通量的变化必须通过感应电流产生的磁通量来抵消。

三、楞次定律的应用1.发电机发电机是利用楞次定律实现能量转换的典型装置。

通过旋转导体在磁场中产生电动势,将机械能转换为电能。

2.变压器变压器是利用楞次定律实现电压变换的装置。

通过电磁感应原理,将输入电压转换为不同大小的输出电压。

3.电动机电动机是利用楞次定律实现能量转换的反过程。

通过通电导体在磁场中受到力的作用,将电能转换为机械能。

4.磁悬浮列车磁悬浮列车是利用楞次定律实现悬浮和推进的高速交通工具。

通过电磁感应原理,实现列车的悬浮和前进。

四、楞次定律在电磁学中的地位楞次定律是电磁学的基本定律之一,与法拉第电磁感应定律、安培定律和法拉第电解定律共同构成了电磁学的四大基本定律。

楞次定律在电磁学中的地位举足轻重,对于理解和分析电磁现象具有重要意义。

楞次定律不仅揭示了电磁感应现象的本质,还为电磁场理论的发展奠定了基础。

(通用版)201X-201x版高中物理 第1章 电磁感应与现代生活 微型专题1 楞次定律的应用学案

(通用版)201X-201x版高中物理 第1章 电磁感应与现代生活 微型专题1 楞次定律的应用学案

微型专题1 楞次定律的应用[目标定位] 1.学习应用楞次定律的推论判断感应电流的方向.2.理解安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律的区别.一、“增反减同”法感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量(原磁场磁通量)的变化.(1)当原磁场磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;(2)当原磁场磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同.口诀记为“增反减同”.注意:本方法适用于磁感线单方向穿过闭合回路的情况.例1如图1所示,一水平放置的矩形闭合线圈abcd在细长磁铁的N极附近竖直下落,保持bc边在纸外、ad边在纸内,由图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和位置Ⅲ都很接近位置Ⅱ,这个过程中线圈的感应电流( )图1A.沿abcd流动B.沿dcba流动C.先沿abcd流动,后沿dcba流动D.先沿dcba流动,后沿abcd流动答案A解析由条形磁铁的磁场可知,线圈在位置Ⅱ时穿过闭合线圈的磁通量最小,为零.由于位置Ⅰ和位置Ⅲ都很接近位置Ⅱ,则线圈从位置Ⅰ到位置Ⅱ,从下向上穿过线圈的磁通量在减少,线圈从位置Ⅱ到位置Ⅲ,从上向下穿过线圈的磁通量在增加,根据楞次定律可知感应电流的方向是abcd.二、“来拒去留”法导体与磁场相对运动产生电磁感应现象时,产生的感应电流与磁场间有力的作用,这种力的作用会“阻碍”相对运动,口诀记为“来拒去留”.例2如图2所示,当磁铁突然向铜环运动时,铜环的运动情况是( )图2A.向右摆动B.向左摆动C.静止D.无法判定答案A解析本题可由两种方法来解决:方法1:画出磁铁的磁感线分布,如图甲所示,当磁铁向铜环运动时,穿过铜环的磁通量增加,由楞次定律判断出铜环中的感应电流方向如图甲所示.分析铜环受安培力作用而运动时,可把铜环中的电流等效为多段直线电流元.取上、下两小段电流元作为研究对象,由左手定则确定两段电流元的受力,由此可推断出整个铜环所受合力向右,故A正确.甲乙方法2(等效法):磁铁向右运动,使铜环产生的感应电流可等效为图乙所示的条形磁铁,两磁铁有排斥作用,故A正确.三、“增缩减扩”法当闭合电路中有感应电流产生时,电路的各部分导线就会受到安培力作用,会使电路的面积有变化(或有变化趋势).(1)若原磁通量增加,则通过减小有效面积起到阻碍的作用.(2)若原磁通量减小,则通过增大有效面积起到阻碍的作用.口诀记为“增缩减扩”.注意:本方法适用于磁感线单方向穿过闭合回路的情况.例3如图3所示,在载流直导线旁固定有两平行光滑金属导轨A、B,导轨与直导线平行且在同一水平面内,在导轨上有两可自由滑动的导体ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐增强时,导体ab和cd的运动情况是( )图3A.一起向左运动B.一起向右运动C.ab和cd相向运动,相互靠近D.ab和cd相背运动,相互远离答案C解析由于在闭合回路abcd中,ab和cd电流方向相反,所以两导体运动方向一定相反,排除A、B;当载流直导线中的电流逐渐增强时,穿过闭合回路的磁通量增大,根据楞次定律,感应电流总是阻碍穿过回路磁通量的变化,所以两导体相互靠近,减小面积,达到阻碍磁通量增大的目的,故选C.四、“增离减靠”法发生电磁感应现象时,通过什么方式来“阻碍”原磁通量的变化要根据具体情况而定.可能是阻碍导体的相对运动,也可能是改变线圈的有效面积,还可能是通过远离或靠近变化的磁场源来阻碍原磁通量的变化.即:(1)若原磁通量增加,则通过远离磁场源起到阻碍的作用.(2)若原磁通量减小,则通过靠近磁场源起到阻碍的作用.口诀记为“增离减靠”.例4如图4所示,通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环,铜环平面与螺线管横截面平行,当开关S接通瞬间,两铜环的运动情况是( )图4A.同时向两侧推开B.同时向螺线管靠拢C.一个被推开,一个被吸引,但因电源正负极未知,无法具体判断D.同时被推开或同时向螺线管靠拢,但因电源正负极未知,无法具体判断答案A解析开关S接通瞬间,小铜环中磁通量从无到有增加,根据楞次定律,感应电流的磁场要阻碍磁通量的增加,则两环将同时向两侧运动,故A正确.五、安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的区别运用1.右手定则是楞次定律的特殊情况(1)楞次定律的研究对象为整个闭合导体回路,适用于磁通量变化引起感应电流的各种情况.(2)右手定则的研究对象为闭合导体回路的一部分,适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动.2.区别安培定则、左手定则、右手定则的关键是抓住因果关系(1)因电而生磁(I→B)→安培定则.(判断电流周围磁感线的方向)(2)因动而生电(v、B→I感)→右手定则.(导体切割磁感线产生感应电流)(3)因电而受力(I、B→F安)→左手定则.(磁场对电流有作用力)例5(多选)如图5所示装置中,cd杆光滑且原来静止.当ab杆做如下哪些运动时,cd杆将向右移动(导体棒切割磁感线速度越大,感应电流越大)( )图5A.向右匀速运动B.向右加速运动C.向左加速运动D.向左减速运动答案BD解析ab杆向右匀速运动,在ab杆中产生恒定的电流,该电流在线圈L1中产生恒定的磁场,在L2中不产生感应电流,所以cd杆不动,故A错误;ab杆向右加速运动,根据右手定则,知在ab杆上产生增大的由a到b的电流,根据安培定则,在L1中产生方向向上且增强的磁场,该磁场向下通过L2,由楞次定律,cd杆中产生c到d的电流,根据左手定则,cd杆受到向右的安培力,向右运动,故B正确;同理可得C错误,D正确.六、从能量的角度理解楞次定律感应电流的产生并不是创造了能量.导体做切割磁感线运动时,产生感应电流,感应电流受到安培力作用,导体克服安培力做功从而实现其他形式的能向电能的转化,所以楞次定律的“阻碍”是能量转化和守恒的体现.例6如图6所示,铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始水平下落,在下落过程中,下列判断正确的是( )图6A.金属环在下落过程中的机械能守恒B.金属环在下落过程中动能的增加量小于其重力势能的减少量C.金属环的机械能先减小后增大D.磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力答案B解析金属环在下落过程中,磁通量发生变化产生感应电流,金属环受到磁场力的作用,机械能不守恒,A错误.由能量守恒,金属环重力势能的减少量等于其动能的增加量和在金属环中产生的电能之和,B正确.金属环下落的过程中,机械能不停地转变为电能,机械能一直减少,C错误.当金属环下落到磁铁中央位置时,无感应电流,环和磁铁间无作用力,磁铁对桌面的压力大小等于磁铁的重力,D错误.1.(“来拒去留”法)如图7所示,甲是闭合铜线框,乙是有缺口的铜线框,丙是闭合的塑料线框,它们的正下方都放置一薄强磁铁,现将甲、乙、丙拿至相同高度H处同时释放(各线框下落过程中始终水平不翻转),则以下说法正确的是( )图7A.三者同时落地B.甲、乙同时落地,丙后落地C.甲、丙同时落地,乙后落地D.乙、丙同时落地,甲后落地答案D解析在下落过程中,闭合铜线框中产生感应电流.由“来拒去留”可知,答案选D.2.(“增缩减扩”法及“来拒去留”法)如图8所示,水平桌面上放有一个闭合铝环,在铝环轴线上方有一个条形磁铁.当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时,下列判断正确的是( )图8A.铝环有收缩趋势,对桌面压力减小B.铝环有收缩趋势,对桌面压力增大C.铝环有扩张趋势,对桌面压力减小D.铝环有扩张趋势,对桌面压力增大答案B解析根据楞次定律可知:当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时,闭合铝环内的磁通量增大,因此铝环面积应有收缩的趋势,同时有远离磁铁的趋势,故增大了和桌面的挤压程度,从而使铝环对桌面压力增大,故B项正确.3.(楞次定律的重要结论)如图9所示,水平放置的光滑杆上套有A、B、C三个金属环,其中B 接电源.在接通电源的瞬间,A、C两环( )图9A.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解析在接通电源的瞬间,通过B环的电流从无到有,电流产生的磁场从无到有,穿过A、C两环的磁通量从无到有,A、C两环产生感应电流,由楞次定律可知,感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化,为了阻碍原磁通量的增加,A、C两环都被B环排斥而远离B环,故A、C、D错误,B正确.4.(“增离减靠”法)(多选)如图10是某电磁冲击钻的原理图,若突然发现钻头M向右运动,则可能是( )图10A.开关S闭合瞬间B.开关S由闭合到断开的瞬间C.开关S已经是闭合的,滑动变阻器滑片P向左迅速滑动D.开关S已经是闭合的,滑动变阻器滑片P向右迅速滑动答案AC解析当开关突然闭合时,左线圈上有了电流,产生磁场,而对于右线圈来说,磁通量增加,产生感应电流,使钻头M向右运动,故A项正确;当开关S已经闭合时,只有左侧线圈电流增大才会导致钻头M向右运动,故C项正确.5.(安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的区别运用)(多选)如图11所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN,当PQ在外力的作用下运动时,MN在磁场力的作用下向右运动,则PQ所做的运动可能是( )图11A.向右加速运动B.向左加速运动C.向右减速运动D.向左减速运动答案BC解析当PQ向右运动时,用右手定则可判定PQ中感应电流的方向是由Q→P,由安培定则可知穿过L1的磁场方向是自下而上的;若PQ向右加速运动,则穿过L1的磁通量增加,用楞次定律可以判断流过.MN的感应电流是从N→M的,用左手定则可判定MN受到向左的安培力,将向左运动,可见选项A错误;若PQ向右减速运动,流过MN的感应电流方向、MN所受的安培力的方向均将反向,MN向右运动,所以选项C正确;同理可判断选项B正确,选项D错误.如有侵权请联系告知删除,感谢你们的配合!精品。

高中物理 第1章 电磁感应与现代生活 微型专题1 楞次定律的应用练习 沪科版选修3-2

高中物理 第1章 电磁感应与现代生活 微型专题1 楞次定律的应用练习 沪科版选修3-2

亲爱的同学:这份试卷将再次记录你的自信、沉着、智慧和收获,我们一直投给你信任的目光……学习资料专题微型专题1 楞次定律的应用考点一楞次定律的重要结论1.如图1所示,老师做了一个物理小实验让学生观察:一轻质横杆两侧各固定一金属环,横杆可绕中心点自由转动,老师拿一条形磁铁插向其中一个小环,后又取出插向另一个小环,同学们看到的现象是( )图1A.磁铁插向左环,横杆发生转动B.磁铁插向右环,横杆发生转动C.无论磁铁插向左环还是右环,横杆都不发生转动D.无论磁铁插向左环还是右环,横杆都发生转动答案 B解析左环没有闭合,在磁铁插入过程中,不产生感应电流,故横杆不发生转动.右环闭合,在磁铁插入过程中,产生感应电流,横杆将发生转动,故B正确.2.如图2所示,将一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金属圆环中穿过.现将环从位置Ⅰ释放,经过磁铁到达位置Ⅱ,设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2,重力加速度大小为g,则 ( )图2A.T1>mg,T2>mgB.T1<mg,T2<mgC.T1>mg,T2<mgD.T1<mg,T2>mg答案 A解析当环经过磁铁上端,穿过环的磁通量增加,圆环中的感应电流的磁场要阻碍其磁通量增加,所以磁铁对环有向上的斥力作用,由牛顿第三定律,环对磁铁有向下的斥力作用,使得细线对磁铁的拉力大于磁铁的重力,即T1>mg;同理,当环经过磁铁下端时,穿过环的磁通量减小,在圆环中产生的感应电流的磁场要阻碍其磁通量减小,所以磁铁对环有向上的吸引力作用,由牛顿第三定律,则环对磁铁有向下的吸引力作用,使得细线对磁铁的拉力大于磁铁的重力,即T2>mg,选项A正确.3.如图3所示,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈.当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方快速经过时,若线圈始终不动,则关于线圈受到的支持力N及在水平方向运动趋势的正确判断是 ( )图3A.N先小于mg后大于mg,运动趋势向左B.N先大于mg后小于mg,运动趋势向左C.N先小于mg后大于mg,运动趋势向右D.N先大于mg后小于mg,运动趋势向右答案 D解析条形磁铁从线圈正上方由左向右运动的过程中,线圈中的磁通量先增大后减小,根据楞次定律的第二种描述:“来拒去留”可知,线圈先有向下和向右的运动趋势,后有向上和向右的运动趋势,故线圈受到的支持力先大于重力后小于重力,运动趋势向右.故选D.4.如图4所示,两个相同的轻质铝环套在一根水平光滑绝缘杆上,当一条形磁铁向左运动靠近两环时,两环的运动情况是 ( )图4A.同时向左运动,间距变大B.同时向左运动,间距变小C.同时向右运动,间距变小D.同时向右运动,间距变大答案 B解析磁铁向左运动,穿过两环的磁通量均增加.根据楞次定律,感应电流的磁场将阻碍原磁通量增加,所以两者都向左运动.另外,两环产生的感应电流方向相同,依据安培定则和左手定则可以判断两个环之间是相互吸引的,所以选项A、C、D错误,B正确.5.(多选)如图5所示,在水平面上有一固定的导轨,导轨为U形金属框架,框架上放置一金属杆ab,不计摩擦,在竖直方向上有匀强磁场,则( )图5A.若磁场方向竖直向上并增强,杆ab将向右移动B.若磁场方向竖直向上并减弱,杆ab将向右移动C.若磁场方向竖直向下并增强,杆ab将向右移动D.若磁场方向竖直向下并减弱,杆ab将向右移动答案BD解析不管磁场方向竖直向上还是竖直向下,当磁感应强度增大时,回路中磁通量变大,由楞次定律知杆ab将向左移动,反之,杆ab将向右移动,选项B、D正确.6.如图6所示,光滑固定金属导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放在导轨上,形成闭合回路.当一条形磁铁从上方向下迅速接近回路时,可动的两导体棒P、Q将 ( )图6A.保持不动B.相互远离C.相互靠近D.无法判断答案 C解析效果法:四根导体组成闭合回路,当磁铁迅速接近回路时,不管是N极还是S极,穿过回路的磁通量都增加,闭合回路中产生感应电流,感应电流将阻碍原磁通量的增加,怎样来阻碍增加呢?可动的两根导体棒只能用减小回路面积的方法来阻碍原磁通量的增加,得到的结论是P、Q相互靠近,选项C正确.还可以用常规法,根据导体棒受磁场力的方向来判断.7.如图7所示,MN是一根固定在光滑水平面上的通电长直导线,电流方向向上,今将一矩形金属线框abcd放在导线上,ab边平行于MN,让线框的位置偏向导线的左边,两者彼此绝缘,当导线上的电流突然增大时,线框整个受力为( )图7A.受力向右B.受力向左C.受力向上D.受力为零答案 A解析金属线框放在导线MN上,导线中电流产生磁场,根据安培定则判断可知,线框左右两侧磁场方向相反,线框左侧的磁通量大于线框右侧的磁通量,当导线中电流增大时,穿过线框的磁通量增大,线框产生感应电流,根据楞次定律可知,感应电流的磁场要阻碍原磁通量的变化,则线框将向磁通量减小的方向运动,即向右移动,故A正确,B、C、D错误.8.如图8所示,ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导线框,当滑动变阻器R的滑片自左向右滑动时,线框ab的运动情况是( )图8A.保持静止不动B.逆时针转动C.顺时针转动D.发生转动,但电源极性不明,无法确定转动的方向答案 C解析根据题图所示电路,线框ab所处位置的磁场是水平方向的,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,电路中电阻增大,电流减弱,则穿过闭合导线框ab的磁通量将减少.Φ=BS sin θ,θ为线圈平面与磁场方向的夹角,根据楞次定律,感应电流的磁场将阻碍原来磁场的变化,则线框ab只有顺时针旋转使θ角增大,而使穿过线圈的磁通量增加,则C正确.注意此题并不需要明确电源的极性.9.如图9所示,一个有弹性的金属线圈被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方,直导线与线圈在同一竖直面内,当通电直导线中电流增大时,弹性线圈的面积S和橡皮绳的长度l将( )图9A.S增大,l变长B.S减小,l变短C.S增大,l变短D.S减小,l变长答案 D解析当通电直导线中电流增大时,穿过金属线圈的磁通量增大,金属线圈中产生感应电流,根据楞次定律,感应电流要阻碍原磁通量的增大:一是用缩小面积的方式进行阻碍;二是用远离直导线的方法进行阻碍,故D正确.10.如图10所示,A为水平放置的胶木圆盘,在其侧面均匀分布着负电荷,在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B,使B的环面水平且与圆盘面平行,其轴线与胶木盘A的轴线OO′重合,现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动,则 ( )图10A.金属环B的面积有扩大的趋势,丝线受到的拉力增大B.金属环B的面积有缩小的趋势,丝线受到的拉力减小C.金属环B的面积有扩大的趋势,丝线受到的拉力减小D.金属环B的面积有缩小的趋势,丝线受到的拉力增大答案 B解析胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动,形成环形电流,环形电流的大小增大,根据右手螺旋定则知,通过B的磁通量向下,且增大,根据楞次定律的另一种表述,引起的效果阻碍原磁通量的增大,知金属环的面积有缩小的趋势,且有向上的运动趋势,所以丝线受到的拉力减小.故B正确,A、C、D错误.考点二安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的区别运用11. (多选)绕有线圈的铁心直立在水平桌面上,铁心上套着一个铝环,线圈与电源、开关相连,如图11所示.线圈上端与电源正极相连,闭合开关的瞬间,铝环向上跳起.则下列说法中正确的是( )图11A.若保持开关闭合,则铝环不断升高B.若保持开关闭合,则铝环停留在跳起后的某一高度C.若保持开关闭合,则铝环跳起到某一高度后将回落D.如果电源的正、负极对调,观察到的现象不变答案CD解析铝环跳起是开关闭合时铝环上产生的感应电流与通电螺线管上的电流相互作用而引起的,故C、D正确.12.如图12所示,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨,导轨平面与磁场垂直.金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS,一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内,线框与导轨共面.现让金属杆PQ突然向右运动,在运动开始的瞬间,关于感应电流的方向,下列说法正确的是( )图12A.PQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向B.PQRS中沿顺时针方向,T中沿顺时针方向C.PQRS中沿逆时针方向,T中沿逆时针方向D.PQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向答案 D解析金属杆PQ突然向右运动,则其速度v方向向右,由右手定则可得,金属杆PQ中的感应电流方向由Q到P,则PQRS中感应电流方向为逆时针方向.PQRS中感应电流产生垂直纸面向外的磁场,故圆环形金属线框T中为阻碍此变化,会产生垂直纸面向里的磁场,则T中感应电流方向为顺时针方向,D正确.13.(多选)如图13所示,在匀强磁场中放有平行铜导轨,它与大线圈M相连接,要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流,则放在导轨上的金属棒ab的运动情况(两线圈共面放置)是 ( )图13A.向右匀速运动B.向左加速运动C.向右减速运动D.向右加速运动答案BC。

18-19 第1章 4.楞次定律

18-19 第1章 4.楞次定律

当 堂


习 •
转动时,a、b、c 三点的电势分别为 Ua、Ub、Uc.已知 bc 边的长度为 l.下列判
标 •
探 新
断正确的是(
)
固 双


合 作 探 究 • 攻 重
课 时 分 层 作 业

图 1-4-3



自 主
A.Ua>Uc,金属框中无电流
当 堂


习 •
B.Ub>Uc,金属框中电流方向沿 a—b—c—a



AD [由右手定则可判断 AB 中感应电流方向为 A 到 B,从而 CD 中电流 双


方向为 C 到 D.导体 CD 所受安培力方向由左手定则判断知向右,所以 CD 向
合 作
右移动.故选 A、D.]探究•攻重
课 时 分 层 作 业

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2.如图 1-4-5 所示,在置于匀强磁场中的平行导轨上,横跨在两导轨间
)
当 堂












合 作 探 究 • 攻 重
课 时 分 层 作 业

D [A、C 两项中不产生感应电流,A、C 错误;由右手定则可知 B 中的
感应电流方向应向外,B 错误;只有选项 D 正确.]
返 首

3.如图 1-4-2 所示,一水平放置的圆形通电线圈 1 固定,另一较小的圆形
自 线圈 2 从 1 的正上方下落,在下落过程中两线圈平面始终保持平行且共轴, 当
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(通用版)2018-2019版高中物理 第一章 电磁感应 1.4 楞次定律课件 教科版选修3-2

(通用版)2018-2019版高中物理 第一章 电磁感应 1.4 楞次定律课件 教科版选修3-2
× (1)感应电流的磁场总是与引起感应电流的磁场方向相反.( √ ) (2)感应电流的磁场可能与引起感应电流的磁场方向相同.( ×) (3)感应电流的磁场总是阻止引起感应电流的磁通量的变化.( )
答案
2.如图1所示,光滑平行金属导轨PP′和QQ′,都处于同一水平面内, P和Q之间连接一电阻R,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中.现垂直 于 导 轨 放 置 一 根 导 体 棒 MN , MN 向 右 运 动 时 , MN 中 的 电 流 方 向 为 N→M,MN向左运动时,MN中的电流方向为 M→N.(填“M→N”或 “N→M”)
应电流
图4
解析 答案
例4 矩形导线框abcd与长直导线MN放在同一水平面上,ab边与MN平
行,导线MN中通入如图5所示的电流,当MN中的电流增大时,下列说
法正确的是
A.导线框abcd中没有感应电流
B.导线框abcd中有顺时针方向的感应电流
C.导线框所受的安培力的合力方向水平向左
√D.导线框所受的安培力的合力方向水平向右
例3 (多选)如图4所示,闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在有界匀
强磁场中,将它从匀强磁场中匀速拉出,以下各种说法中正确的是
A.向左拉出和向右拉出时,环中的感应电流方向相反
√B.向左或向右拉出时,环中感应电流方向都是沿顺时针方向的
C.向左或向右拉出时,环中感应电流方向都是沿逆时针方向的
√D.将圆环左右拉动,当环全部处在磁场中运动时,圆环中无感
章 电磁感应
4 楞次定律
[学习目标] 1.正确理解楞次定律的内容及其本质. 2.掌握右手定则,并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体 表现形式. 3.能够熟练运用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向.

高考物理一轮复习课件 第1节 电磁感应现象 楞次定律

高考物理一轮复习课件 第1节 电磁感应现象 楞次定律

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【基础自测】
一、判断题
(1)1831年,英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。
(√)
(2)闭合电路内只要有磁通量,就有感应电流产生。
(×)
(3)穿过线圈的磁通量和线圈的匝数无关。
(√)
(4)线框不闭合时,即使穿过线框的磁通量发生变化,线框中也没有
感应电流产生。
(√)
(5)当导体切割磁感线时,一定产生感应电动势。
感线运动的情景,导体 ab 上的感应电流方向为 a→b 的是( )
解析:ab 棒顺时针转动,运用右手定则,磁感线穿过手心,拇 指指向顺时针方向,则导体 ab 上的感应电流方向为 a→b,故 A 项正确;ab 向纸外运动,运用右手定则时,磁感线穿过手心, 拇指指向纸外,则知导体 ab 上的感应电流方向为 b→a,故 B 项错误;穿过回路的磁通量减小,由楞次定律知,回路中感应 电流方向由 b→a→d,则导体 ab 上的感应电流方向为 b→a, 故 C 项错误;ab 棒沿导轨向下运动,由右手定则判断知导体 ab 上的感应电流方向为 b→a,故 D 项错误。 答案:A
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3.[电磁感应现象中的功能分析]
如图所示,螺线管与灵敏电流计相连,磁铁从螺
线管的正上方由静止释放,向下穿过螺线管。下
列说法正 确的是
()
A.电流计中的电流先由 a 到 b,后由 b 到 a
B.a 点的电势始终低于 b 点的电势
C.磁铁减少的重力势能等于回路中产生的热量
D.磁铁刚离开螺线管时的加速度小于重力加速度
电磁感应
第十章
DISHIZHANG
第1节 电磁感应现象 楞次定律
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着眼“四层” 夯基础 立足“四翼” 探考点 聚焦“关键” 提素能
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微型专题1 楞次定律的应用
考点一楞次定律的重要结论
1.如图1所示,老师做了一个物理小实验让学生观察:一轻质横杆两侧各固定一金属环,横杆可绕中心点自由转动,老师拿一条形磁铁插向其中一个小环,后又取出插向另一个小环,同学们看到的现象是( )
图1
A.磁铁插向左环,横杆发生转动
B.磁铁插向右环,横杆发生转动
C.无论磁铁插向左环还是右环,横杆都不发生转动
D.无论磁铁插向左环还是右环,横杆都发生转动
答案 B
解析左环没有闭合,在磁铁插入过程中,不产生感应电流,故横杆不发生转动.右环闭合,在磁铁插入过程中,产生感应电流,横杆将发生转动,故B正确.
2.如图2所示,将一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金属圆环中穿过.现将环从位置Ⅰ释放,经过磁铁到达位置Ⅱ,设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2,重力加速度大小为g,则 ( )
图2
A.T1>mg,T2>mg
B.T1<mg,T2<mg
C.T1>mg,T2<mg
D.T1<mg,T2>mg
答案 A
解析当环经过磁铁上端,穿过环的磁通量增加,圆环中的感应电流的磁场要阻碍其磁通量增加,所以磁铁对环有向上的斥力作用,由牛顿第三定律,环对磁铁有向下的斥力作用,使得细线对磁铁的拉力大于磁铁的重力,即T1>mg;同理,当环经过磁铁下端时,穿过环的磁通量减小,在圆环中产生的感应电流的磁场要阻碍其磁通量减小,所以磁铁对环有向上的吸引力作用,由牛顿第三定律,则环对磁铁有向下的吸引力作用,使得细线对磁铁的拉力大于磁铁的重力,即T2>mg,选项A正确.
3.如图3所示,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈.当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方快速经过时,若线圈始终不动,则关于线圈受到的支持力N及在水平方向运动趋势的正确判断是 ( )
图3
A.N先小于mg后大于mg,运动趋势向左
B.N先大于mg后小于mg,运动趋势向左
C.N先小于mg后大于mg,运动趋势向右
D.N先大于mg后小于mg,运动趋势向右
答案 D
解析条形磁铁从线圈正上方由左向右运动的过程中,线圈中的磁通量先增大后减小,根据
楞次定律的第二种描述:“来拒去留”可知,线圈先有向下和向右的运动趋势,后有向上和向右的运动趋势,故线圈受到的支持力先大于重力后小于重力,运动趋势向右.故选D.
4.如图4所示,两个相同的轻质铝环套在一根水平光滑绝缘杆上,当一条形磁铁向左运动靠近两环时,两环的运动情况是 ( )
图4
A.同时向左运动,间距变大
B.同时向左运动,间距变小
C.同时向右运动,间距变小
D.同时向右运动,间距变大
答案 B
解析磁铁向左运动,穿过两环的磁通量均增加.根据楞次定律,感应电流的磁场将阻碍原磁通量增加,所以两者都向左运动.另外,两环产生的感应电流方向相同,依据安培定则和左手定则可以判断两个环之间是相互吸引的,所以选项A、C、D错误,B正确.
5.(多选)如图5所示,在水平面上有一固定的导轨,导轨为U形金属框架,框架上放置一金属杆ab,不计摩擦,在竖直方向上有匀强磁场,则( )
图5
A.若磁场方向竖直向上并增强,杆ab将向右移动
B.若磁场方向竖直向上并减弱,杆ab将向右移动
C.若磁场方向竖直向下并增强,杆ab将向右移动
D.若磁场方向竖直向下并减弱,杆ab将向右移动
答案BD
解析不管磁场方向竖直向上还是竖直向下,当磁感应强度增大时,回路中磁通量变大,由楞次定律知杆ab将向左移动,反之,杆ab将向右移动,选项B、D正确.
6.如图6所示,光滑固定金属导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放在导轨上,形成闭合回路.当一条形磁铁从上方向下迅速接近回路时,可动的两导体棒P、Q将 ( )
图6
A.保持不动
B.相互远离
C.相互靠近
D.无法判断
答案 C
解析效果法:四根导体组成闭合回路,当磁铁迅速接近回路时,不管是N极还是S极,穿过回路的磁通量都增加,闭合回路中产生感应电流,感应电流将阻碍原磁通量的增加,怎样来阻碍增加呢?可动的两根导体棒只能用减小回路面积的方法来阻碍原磁通量的增加,得到的结论是P、Q相互靠近,选项C正确.还可以用常规法,根据导体棒受磁场力的方向来判断.
7.如图7所示,MN是一根固定在光滑水平面上的通电长直导线,电流方向向上,今将一矩形金属线框abcd放在导线上,ab边平行于MN,让线框的位置偏向导线的左边,两者彼此绝缘,当导线上的电流突然增大时,线框整个受力为( )
图7
A.受力向右
B.受力向左
C.受力向上
D.受力为零
答案 A
解析金属线框放在导线MN上,导线中电流产生磁场,根据安培定则判断可知,线框左右两侧磁场方向相反,线框左侧的磁通量大于线框右侧的磁通量,当导线中电流增大时,穿过线框的磁通量增大,线框产生感应电流,根据楞次定律可知,感应电流的磁场要阻碍原磁通量的变化,则线框将向磁通量减小的方向运动,即向右移动,故A正确,B、C、D错误.
8.如图8所示,ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导线框,当滑动变阻器R的滑片自左向右滑动时,线框ab的运动情况是( )
图8
A.保持静止不动
B.逆时针转动
C.顺时针转动
D.发生转动,但电源极性不明,无法确定转动的方向
答案 C
解析根据题图所示电路,线框ab所处位置的磁场是水平方向的,当滑动变阻器的滑片向右
滑动时,电路中电阻增大,电流减弱,则穿过闭合导线框ab的磁通量将减少.Φ=BS sin θ,θ为线圈平面与磁场方向的夹角,根据楞次定律,感应电流的磁场将阻碍原来磁场的变化,则线框ab只有顺时针旋转使θ角增大,而使穿过线圈的磁通量增加,则C正确.注意此题并不需要明确电源的极性.
9.如图9所示,一个有弹性的金属线圈被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方,直导线与线圈在同一竖直面内,当通电直导线中电流增大时,弹性线圈的面积S和橡皮绳的长度l将( )
图9
A.S增大,l变长
B.S减小,l变短
C.S增大,l变短
D.S减小,l变长
答案 D
解析当通电直导线中电流增大时,穿过金属线圈的磁通量增大,金属线圈中产生感应电流,根据楞次定律,感应电流要阻碍原磁通量的增大:一是用缩小面积的方式进行阻碍;二是用远离直导线的方法进行阻碍,故D正确.
10.如图10所示,A为水平放置的胶木圆盘,在其侧面均匀分布着负电荷,在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B,使B的环面水平且与圆盘面平行,其轴线与胶木盘A的轴线OO′重合,现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动,则 ( )
图10
A.金属环B的面积有扩大的趋势,丝线受到的拉力增大
B.金属环B的面积有缩小的趋势,丝线受到的拉力减小
C.金属环B的面积有扩大的趋势,丝线受到的拉力减小
D.金属环B的面积有缩小的趋势,丝线受到的拉力增大
答案 B
解析胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动,形成环形电流,环形电流的大小增大,根据右手螺旋定则知,通过B的磁通量向下,且增大,根据楞次定律的另一
种表述,引起的效果阻碍原磁通量的增大,知金属环的面积有缩小的趋势,且有向上的运动趋势,所以丝线受到的拉力减小.故B正确,A、C、D错误.
考点二安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的区别运用
11. (多选)绕有线圈的铁心直立在水平桌面上,铁心上套着一个铝环,线圈与电源、开关相连,如图11所示.线圈上端与电源正极相连,闭合开关的瞬间,铝环向上跳起.则下列说法中正确的是( )
图11
A.若保持开关闭合,则铝环不断升高
B.若保持开关闭合,则铝环停留在跳起后的某一高度
C.若保持开关闭合,则铝环跳起到某一高度后将回落
D.如果电源的正、负极对调,观察到的现象不变
答案CD
解析铝环跳起是开关闭合时铝环上产生的感应电流与通电螺线管上的电流相互作用而引起的,故C、D正确.
12.如图12所示,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨,导轨平面与磁场垂直.金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS,一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内,线框与导轨共面.现让金属杆PQ突然向右运动,在运动开始的瞬间,关于感应电流的方向,下列说法正确的是( )
图12
A.PQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向
B.PQRS中沿顺时针方向,T中沿顺时针方向
C.PQRS中沿逆时针方向,T中沿逆时针方向
D.PQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向
答案 D
解析金属杆PQ突然向右运动,则其速度v方向向右,由右手定则可得,金属杆PQ中的感应电流方向由Q到P,则PQRS中感应电流方向为逆时针方向.PQRS中感应电流产生垂直纸面向外的磁场,故圆环形金属线框T中为阻碍此变化,会产生垂直纸面向里的磁场,则T中感
应电流方向为顺时针方向,D正确.
13.(多选)如图13所示,在匀强磁场中放有平行铜导轨,它与大线圈M相连接,要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流,则放在导轨上的金属棒ab的运动情况(两线圈共面放置)是 ( )
图13
A.向右匀速运动
B.向左加速运动
C.向右减速运动
D.向右加速运动
答案BC。

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