2019-2020年高中物理 4.3 楞次定律每課一練 新人教版選修3-2.doc
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2019-2020年高中物理 4.3 楞次定律每課一練 新人教版選修3-2【例1】如圖所示,一個U形金屬導軌水平放置,其上放有一個金屬導體棒ab,有一個磁感應強度為B的勻強磁場斜向上穿過軌道平面,且與豎直方向的夾角為.在下列各過程中,一定能在軌道回路里產生感應電流的是( )A.ab向右運動,同時使減小B.使磁感應強度B減小,角同時也減小C.ab向左運動,同時增大磁感應強度BD.ab向右運動,同時增大磁感應強度B和角(0 B. D.【答案】D線圈從a到b做自由落體運動,在b點開始進入磁場切割磁感線所有受到安培力,由于線圈的上下邊的距離很短,所以經歷很短的變速運動而進入磁場,以后線圈中磁通量不變不產生感應電流,在c處不受安培力,但線圈在重力作用下依然加速,因此從d處切割磁感線所受安培力必然大于b處,答案D?!久}意圖與考點定位】線圈切割磁感線的豎直運動,應用法拉第電磁感應定律求解。7.(09浙江17)如圖所示,在磁感應強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場中,有一質量為、阻值為的閉合矩形金屬線框用絕緣輕質細桿懸掛在點,并可繞點擺動。金屬線框從右側某一位置靜止開始釋放,在擺動到左側最高點的過程中,細桿和金屬線框平面始終處于同一平面,且垂直紙面。則線框中感應電流的方向是 ( B )ABC先是,后是D先是,后是解析:由楞次定律,一開始磁通量減小,后來磁通量增大,由“增反”“減同”可知電流方向是。8.(09上海物理13)如圖,金屬棒ab置于水平放置的U形光滑導軌上,在ef右側存在有界勻強磁場B,磁場方向垂直導軌平面向下,在ef左側的無磁場區(qū)域cdef內有一半徑很小的金屬圓環(huán)L,圓環(huán)與導軌在同一平面內。當金屬棒ab在水平恒力F作用下從磁場左邊界ef處由靜止開始向右運動后,圓環(huán)L有_(填收縮、擴張)趨勢,圓環(huán)內產生的感應電流_(填變大、變小、不變)。答案:收縮,變小解析:由于金屬棒ab在恒力F的作用下向右運動,則abcd回路中產生逆時針方向的感應電流,則在圓環(huán)處產生垂直于只面向外的磁場,隨著金屬棒向右加速運動,圓環(huán)的磁通量將增大,依據楞次定律可知,圓環(huán)將有收縮的趨勢以阻礙圓環(huán)的磁通量將增大;又由于金屬棒向右運動的加速度減小,單位時間內磁通量的變化率減小,所以在圓環(huán)中產生的感應電流不斷減小?!究键c模擬演練】1.(xx韶關模擬)如圖是驗證楞次定律實驗的示意圖,豎直放置的線圈固定不動,將磁鐵從線圈上方插入或拔出,線圈和電流表構成的閉合回路中就會產生感應電流.各圖中分別標出了磁鐵的極性、磁鐵相對線圈的運動方向以及線圈中產生的感應電流的方向等情況,其中表示正確的是( )【答案】選C、D.【詳解】先根據楞次定律“來拒去留”判斷線圈的N極和S極.A中線圈上端為N極,B中線圈上端為N極,C中線圈上端為S極,D中線圈上端為S極,再根據安培定則確定感應電流的方向,A、B錯誤,C、D正確.2.一平面線圈用細桿懸于P點,開始時細桿處于水平位置,釋放后讓它在如圖所示的勻強磁場中運動,已知線圈平面始終與紙面垂直,當線圈第一次通過位置和位置時,順著磁場的方向看去,線圈中的感應電流的方向分別為( ) 位置 位置A.逆時針方向 逆時針方向B.逆時針方向 順時針方向C.順時針方向 順時針方向D.順時針方向 逆時針方向【答案】選B.【詳解】線圈第一次經過位置時,穿過線圈的磁通量增加,由楞次定律,線圈中感應電流的磁場方向向左,根據安培定則,順著磁場看去,感應電流的方向為逆時針方向.當線圈第一次通過位置時,穿過線圈的磁通量減小,可判斷出感應電流為順時針方向,故選項B正確.3. (xx江門模擬)如圖是某電磁沖擊鉆的原理圖,若突然發(fā)現鉆頭M向右運動,則可能是( )A.開關S閉合瞬間B.開關S由閉合到斷開的瞬間C.開關S已經是閉合的,變阻器滑片P向左迅速滑動D.開關S已經是閉合的,變阻器滑片P向右迅速滑動【答案】選A、C.【詳解】M向右運動是阻礙磁通量的增加,原因是左邊螺線管中電流的磁場增強,所以有兩種情況,一是S閉合,二是滑片P向左滑動,故A、C對.4.(xx福州模擬)如圖所示,絕緣水平面上有兩個離得很近的導體環(huán)a、b.將條形磁鐵沿它們的正中向下移動(不到達該平面),a、b將如何移動( )A.a、b將相互遠離B.a、b將相互靠近C.a、b將不動D.無法判斷 【答案】選A.【詳解】根據=BS,磁鐵向下移動過程中B增大,所以穿過每個環(huán)中的磁通量都有增大的趨勢,由于S不可改變,為阻礙磁通量增大,導體環(huán)應該盡量遠離磁鐵,所以a、b將相互遠離.5.電阻R、電容器C與一線圈連成閉合回路,條形磁鐵靜止于線圈的正上方,N極朝下,如圖所示,現使磁鐵開始下落,在N極接近線圈上端的過程中,流過R的電流方向和電容器極板的帶電情況是( )A.從a到b,上極板帶正電B.從a到b,下極板帶正電C.從b到a,上極板帶正電D.從b到a,下極板帶正電【答案】選D.【詳解】在N極接近線圈上端的過程中,通過線圈的磁感線方向向下,磁通量增大,由楞次定律可判定流過線圈的電流方向向下,外電路電流由b流向a,同時線圈作為電源,下端應為正極,則電容器下極板電勢高,帶正電.6.(xx杭州模擬)如圖所示,一根長導線彎成如圖abcd的形狀,在導線框中通以直流電,在框的正中間用絕緣的橡皮筋懸掛一個金屬環(huán)P,環(huán)與導線框處于同一豎直平面內,當電流I增大時,下列說法中正確的是( )A.金屬環(huán)P中產生順時針方向的電流B.橡皮筋的長度增大C.橡皮筋的長度不變D.橡皮筋的長度減小【答案】選B.【詳解】導線框中的電流所產生的磁場在金屬環(huán)P內的磁通量方向垂直于紙面向里,當電流I增大時,金屬環(huán)P中的磁通量向里且增大,由楞次定律和安培定則可知金屬環(huán)P中產生逆時針方向的感應電流,故A錯;根據對稱性及左手定則可知金屬環(huán)P所受安培力的合力方向向下,并且隨電流I的增大而增大,所以橡皮筋會被拉長,故B正確,C、D錯.7.如圖所示,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PQ在外力作用下運動時, MN在磁場力作用下向右運動,則PQ所做的運動可能是( )A.向右加速運動 B.向左加速運動C.向右減速運動 D.向左減速運動【答案】選B、C.【詳解】設PQ向右運動,用右手定則和安培定則判定可知穿過L1的磁感線方向向上.若PQ向右加速運動,則穿過L1的磁通量增加,用楞次定律判定可知通過MN的感應電流方向是NM,對MN用左手定則判定可知MN向左運動,可見A選項不正確.若PQ向右減速運動,則穿過L1的磁通量減少,用楞次定律判定可知通過MN的感應電流方向是MN,用左手定則判定可知MN向右運動,可見C正確.同理設PQ向左運動,用上述類似方法可判定B正確,而D錯誤.8.(xx皖南八校聯(lián)考)如右圖所示,一半圓形鋁框處在水平向外的非勻強磁場中,場中各點的磁感應強度為By,y為該點到地面的距離,c為常數,B0為一定值鋁框平面與磁場垂直,直徑ab水平,(空氣阻力不計)鋁框由靜止釋放下落的過程中()A鋁框回路磁通量不變,感應電動勢為0B回路中感應電流沿順時針方向,直徑ab兩點間電勢差為0C鋁框下落的加速度大小一定小于重力加速度gD直徑ab受安培力向上,半圓弧ab受安培力向下,鋁框下落加速度大小可能等于g【答案】C【詳解】由題意知,y越小,By越大,下落過程中,磁通量逐漸增加,A錯誤;由楞次定律判斷,鋁框中電流沿順時針方向,但Uab0,B錯誤;直徑ab受安培力向上,半圓弧ab受安培力向下,但直徑ab處在磁場較強的位置,所受安培力較大,半圓弧ab的等效水平長度與直徑相等,但處在磁場較弱的位置,所受安培力較小,這樣整個鋁框受安培力的合力向上,故C正確D錯誤9.一長直鐵芯上繞有一固定線圈M,鐵芯右端與一木質圓柱密接,木質圓柱上套有一閉合金屬環(huán)N,N可在木質圓柱上無摩擦移動M連接在如右圖所示的電路中,其中R為滑動變阻器,E1和E2為直流電源,S為單刀雙擲開關下列情況中,可觀測到N向左運動的是()A在S斷開的情況下,S向a閉合的瞬間B在S斷開的情況下,S向b閉合的瞬間C在S已向a閉合的情況下,將R的滑動頭向c端移動時D在S已向a閉合的情況下,將R的滑動頭向d端移動時【答案】C【詳解】由楞次定律及左手定則可知:只要線圈中電流增強,即穿過N的磁通量增加,則N受排斥而向右,只要線圈中電流減弱,即穿過N的磁通量減少,則N受吸引而向左故C選項正確10如右圖所示,金屬棒ab置于水平放置的金屬導體框架cdef上,棒ab與框架接觸良好從某一時刻開始,給這個空間施加一個斜向上的勻強磁場,并且磁場均勻增加,ab棒仍靜止,在磁場均勻增加的過程中,關于ab棒受到的摩擦力,下列說法正確的是()A摩擦力大小不變,方向向右B摩擦力變大,方向向右C摩擦力變大,方向向左D摩擦力變小,方向向左【答案】B【詳解】本題考查電磁感應規(guī)律和平衡條件由法拉第電磁感應定律,ab中產生的電流的大小恒定,方向由b到a,由左手定則,ab受到的安培力方向向左下方,FBIL,由于B均勻變大,F變大,F的水平分量Fx變大,靜摩擦力FfFx變大,方向向右,B正確本題難度中等11磁感應強度為B的勻強磁場僅存在于邊長為2l的正方形范圍內,有一個電阻為R、邊長為l的正方形導線框abcd,沿垂直于磁感線方向,以速度v勻速通過磁場,如圖28所示,從ab進入磁場時開始計時(1)畫出穿過線框的磁通量隨時間變化的圖象;(2)判斷線框中有無感應電流若有,請判斷出感應電流的方向解析:線框穿過磁場的過程可分為三個階段:進入磁場階段(只有ab邊在磁場中)、在磁場中運動階段(ab、cd兩邊都在磁場中)、離開磁場階段(只有cd邊在磁場中)【答案】(1)如圖29所示(2)線框進入磁場階段,電流方向逆時針;線框在磁場中運動階段,無電流;線框離開磁場階段,電流方向順時針【詳解】 (1)線框進入磁場階段:t為0,線框進入磁場中的面積隨時間成正比,Slvt,最后為BSBl2.線框在磁場中運動階段:t為,線框磁通量為Bl2,保持不變線框離開磁場階段:t為,線框磁通量線性減小,最后為零(2)線框進入磁場階段,穿過線框的磁通量增加,線框中將產生感應電流由右手定則可知,感應電流方向為逆時針方向線框在磁場中運動階段,穿過線框的磁通量保持不變,無感應電流產生線框離開磁場階段,穿過線框的磁通量減小,線框中將產生感應電流由右手定則可知,感應電流方向為順時針方向12.(17分)如圖所示,固定于水平面上的金屬架CDEF處在豎直向下的勻強磁場中,金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運動t0時,磁感應強度為B0,此時MN到達的位置使MDEN構成一個邊長為l的正方形為使MN棒中不產生感應電流,從t0開始,磁感應強度B應怎樣隨時間t變化?請推導出這種情況下B與t的關系式【答案】B【詳解】要使MN棒中不產生感應電流,應使穿過線圈平面的磁通量不發(fā)生變化在t0時刻,穿過線圈平面的磁通量1B0SB0l2設t時刻的磁感應強度為B,此時磁通量為2Bl(lvt)由12得B.- 配套講稿:
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