高考物理一轮复习热点题型专题42楞次定律的理解及应用学案Word文档格式.docx
《高考物理一轮复习热点题型专题42楞次定律的理解及应用学案Word文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高考物理一轮复习热点题型专题42楞次定律的理解及应用学案Word文档格式.docx(17页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
B.Q环内有逆时针方向的感应电流
C.P环内有顺时针方向的感应电流
D.P环内有逆时针方向的感应电流
【答案】 D
【解析】 由楞次定律可知P环内有逆时针方向的感应电流,Q环内没有感应电流产生,故选项A、B、C错误,D正确。
【典例2】如图所示,一水平放置的通以恒定电流的圆形线圈1固定,另一较小的圆形线圈2从线圈1的正上方下落,在下落过程中由线圈1的正上方下落到线圈1的正下方的过程中,从上往下看,线圈2中( )
A.无感应电流
B.有顺时针方向的感应电流
C.有先是顺时针方向,后是逆时针方向的感应电流
D.有先是逆时针方向,后是顺时针方向的感应电流
【答案】 C
【解析】 线圈1中恒定电流形成的磁场分布情况如图所示.
当线圈2从线圈1的正上方下落,并处于线圈1的上方时,磁感线向上,且磁通量增大,根据楞次定律知,线圈2中产生的感应电流的磁场方向向下,由右手螺旋定则,俯视线圈2中感应电流应为顺时针方向;
同时,线圈2落至线圈1的正下方时,磁通量向上且是减小的,由楞次定律和右手螺旋定则,俯视线圈2中感应电流应为逆时针方向.
【跟踪训练】
1.1831年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上,A线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路,B线圈与开关S及电流计G组成另一个回路。
如图所示,通过多次实验,法拉第终于总结出产生感应电流的条件。
关于该实验下列说法正确的是( )
A.闭合S的瞬间,G中有a→b的感应电流
B.闭合S的瞬间,G中有b→a的感应电流
C.闭合S后,R的滑片向左移动的过程,G中有a→b的感应电流
D.闭合S后,R的滑片向左移动的过程,G中有b→a的感应电流
2.(多选)一个水平固定的金属大圆环A,通有恒定的电流,方向如图所示,现有一小金属环B自A环上方落下并穿过A环,B环在下落过程中始终保持水平,并与A环共轴,那么在B环下落过程中( )
A.B环中感应电流方向始终与A环中电流方向相反
B.B环中感应电流方向与A环中电流方向先相反后相同
C.经过A环所在平面的瞬间,B环中感应电流最大
D.经过A环所在平面的瞬间,B环中感应电流为零
【答案】 BD
题型2楞次定律推论的应用
【典例3】如图所示,光滑固定导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放置在导轨上,形成一个闭合回路,一条形磁铁从高处下落接近回路时( )
A.P、Q将相互靠近B.P、Q将相互远离
C.磁铁的加速度仍为gD.磁铁的加速度小于g
【答案】 AD
【解析】 方法一:
设磁铁的下端为N极,如图所示,根据楞次定律可判断出P、Q中的感应电流方向,根据左手定则可判断P、Q所受安培力的方向,可见,P、Q将相互靠近。
由于回路所受安培力的合力向下,由牛顿第三定律知,磁铁将受到向上的反作用力,从而使加速度小于g。
当磁铁的下端为S极时,根据类似的分析可得到相同的结论。
故选项A、D正确。
方法二:
根据楞次定律的另一种表述:
感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因。
本题中“原因”是回路中磁通量的增加,归根结底是磁铁靠近回路,“效果”便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近。
所以,P、Q将互相靠近且磁铁的加速度小于g,故选项A、D正确。
【典例4】如图所示,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( )
A.同时向左运动,间距增大
B.同时向左运动,间距不变
C.同时向左运动,间距变小
D.同时向右运动,间距增大
1.如图所示,绝缘光滑水平面上有两个离得很近的导体环a、b。
将条形磁铁沿它们的正中向下移动(不到达该平面),a、b将如何移动( )
A.a、b将相互远离
B.a、b将相互靠近
C.a、b将不动
D.无法判断
【答案】 A
【解析】 根据Φ=BS,磁铁向下移动过程中B增大,所以穿过每个环中的磁通量都增大,a、b中产生同方向的感应电流,两环间有斥力作用,所以a、b将相互远离。
选项A正确。
2.如图所示,质量为m的铜质小闭合线圈静置于粗糙水平桌面上。
当一个竖直放置的条形磁铁贴近线圈,沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、匀速经过时,线圈始终保持不动。
则关于线圈在此过程中受到的支持力FN和摩擦力Ff的情况,以下判断正确的是( )
A.FN先大于mg,后小于mg
B.FN一直大于mg
C.Ff先向左,后向右
D.线圈中的电流方向始终不变
桌面有向右运动趋势,受到桌面向左的静摩擦力。
综上可知,FN先大于mg,后小于mg,Ff始终向左,故选项B、C错误,A正确;
当磁铁靠近线圈时,穿过线圈向下的磁通量增加,线圈中产生感应电流从上向下看是逆时针方向;
当磁铁远离线圈时,穿过线圈向下的磁通量减小,线圈中产生感应电流从上向下看是顺时针方向,故选项D错误。
3.如图所示,圆环形导体线圈a平放在水平桌面上,在a的正上方固定一竖直螺线管b,二者轴线重合,螺线管b与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电路。
若将滑动变阻器的滑片P向下滑动,下列表述正确的是( )
A.线圈a中将产生沿顺时针方向(俯视)的感应电流
B.穿过线圈a的磁通量减小
C.线圈a有扩张的趋势
D.线圈a对水平桌面的压力FN将增大
【解析】 当滑动变阻器的滑片P向下滑动时,螺线管中的电流将增大,使穿过线圈a的磁通量变大,选项B错误;
由楞次定律可知,线圈a中将产生沿逆时针方向(俯视)的感应电流,并且线圈a有缩小和远离螺线管的趋势,线圈a对水平桌面的压力FN将增大,故选项D正确,A、C错误。
题型3楞次定律的应用
【典例5】
(2017·
全国卷Ⅰ,18)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌。
为了有效隔离外界振动对STM的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小振动,如图16所示。
无扰动时,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场;
出现扰动后,对于紫铜薄板上下及其左右振动的衰减最有效的方案是( )
图16
1.磁悬浮高速列车在我国上海已投入运行数年。
如图所示就是磁悬浮的原理,图中A是圆柱形磁铁,B是用高温超导材料制成的超导圆环。
将超导圆环B水平放在磁铁A上,它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁A的上方空中,则( )
A.在B放入磁场的过程中,B中将产生感应电流;
当稳定后,感应电流消失
B.在B放入磁场的过程中,B中将产生感应电流;
当稳定后,感应电流仍存在
C.若A的N极朝上,B中感应电流的方向为顺时针方向(从上往下看)
D.若A的N极朝上,B中感应电流的方向为逆时针方向(从上往下看)
【答案】 BC
【解析】 在B放入磁场的过程中,穿过B的磁通量增加,B中将产生感应电流,因为B是超导体,没有电阻,所以感应电流不会消失,故选项A错误,B正确;
若A的N极朝上,在B放入磁场的过程中,磁通量增加,根据楞次定律可判断B中感应电流的方向为顺时针,选项C正确,D错误。
2.阿明有一个磁浮玩偶,其原理是利用电磁铁产生磁性,让具有磁性的玩偶稳定地飘浮起来,其构造如图所示。
若图中电源的电压固定,可变电阻为一可以随意改变电阻大小的装置,则下列叙述正确的是( )
A.电路中的电源必须是交流电源
B.电路中的a端点须连接直流电源的负极
C.若增加环绕软铁的线圈匝数,可增加玩偶飘浮的最大高度
D.若将可变电阻的阻值调大,可减小玩偶飘浮的最大高度
【答案】 CD
3.现代科学研究中常要用到高速电子,电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。
如图所示,上面为侧视图,上、下为电磁铁的两个磁极,电磁铁线圈中电流的大小可以变化;
下面为磁极之间真空室的俯视图。
现有一电子在真空室中做圆周运动,从上往下看电子沿逆时针方向做加速运动。
则下列判断正确的是( )
A.通入螺线管的电流在增强
B.通入螺线管的电流在减弱
C.电子在轨道中做圆周运动的向心力是电场力
D.电子在轨道中加速的驱动力是电场力
【解析】 从上往下看电子沿逆时针方向做加速运动,表明感应电场沿顺时针方向。
图示电磁铁螺线管电流产生的磁场方向竖直向上,根据楞次定律和右手定则,当磁场正在增强时,产生的感应电场沿顺时针方向,故选项A正确,B错误;
电子所受感应电场力方向沿切线方向,电子在轨道中做加速圆周运动是由电场力驱动的,选项C错误,D正确。
高考+模拟综合提升训练
1.(2016海南,4)如图,一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直面内,环的圆心与两导线距离相等,环的直径小于两导线间距。
两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流。
若( )
A.金属环向上运动,则环上的感应电流方向为顺时针方向
B.金属环向下运动,则环上的感应电流方向为顺时针方向
C.金属环向左侧直导线靠近,则环上的感应电流方向为逆时针方向
D.金属环向右侧直导线靠近,则环上的感应电流方向为逆时针方向
【解析】 根据楞次定律,当金属圆环上、下移动时,穿过圆环的磁通量不发生变化,故没有感应电流产生,故选项A、B错误;
当金属圆环向左移动时,则穿过圆环的磁场垂直纸面向外并且增强,根据楞次定律可以知道,产生的感应电流为顺时针,故选项C错误;
当金属圆环向右移动时,则穿过圆环的磁场垂直纸面向里并且增强,根据楞次定律可以知道,产生的感应电流为逆时针,故选项D正确。
2.(2019届广西高三年级毕业班百校大联考)
图示是研究性学习小组的同学设计的防止电梯坠落的应急安全装置,在电梯轿厢上安装上水久磁铁,电梯的井壁上铺设线圈,能在电梯突然坠落时减小对人员的伤害。
关于该装置,下列说法正确的是
A.当电梯突然坠落时,该安全装置可起到阻碍电梯下落的作男
B.当电梯突然坠落时,该安全装置可使电梯停在空中
C.当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时,闭合线圈A、B中电流方向相同
D.当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时,闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落
【答案】AD
3.(2019届江苏省苏州市高三期初调研测试)
如图所示,现有一匝数为n,面积为S,总电阻为R的闭合线圈,垂直放置于一匀强磁场中,磁场的磁感应强度B随时间均匀增大,变化率
,则
A.线圈中产生逆时针方向的感应电流
B.线圈面积具有扩张的趋势
C.线圈中产生的感应电动势为
D.线圈中感应电流的大小为
【解析】根据楞次定律可知,线圈中产生逆时针方向的感应电流,由左手定则可知每一小段线圈都受到向里的安培力作用,则线圈面积具有收缩的趋势,选项A正确,B错误;
线圈中产生的感应电动势为
,选项C错误;
线圈中感应电流的大小为
,选项D正确;
故选AD.
4.(2019届浙江省温州九校高三上学期10月第一次联考)
如图所示,是研究安培力的演示仪,把正方形导线框挂在弹簧秤的下面,导线框平面与纸面垂直。
当闭合开关时,导线框外侧边的电流向上(如图所示