专题10-2+楞次定律-2018年高三物理一轮总复习名师伴学 11页

专题10.2+楞次定律 课前预习 ● 自我检测 ‎1．在电磁感应现象中，下列说法正确的是(　　)‎ A．感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流原磁场的磁通量的变化 B．感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的磁场方向相反 C．感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流原磁场的磁通量 D．感应电流的磁场阻止了引起感应电流原磁场磁通量的变化 ‎【答案】　A ‎【解析】　根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁场磁通量的变化，A对，C错；同时阻碍不是阻止，只是延缓了原磁场磁通量的变化，D错；感应电流的磁场方向与原磁场方向的关系是“增反减同”，选项B错误．‎ ‎2．关于楞次定律和感应电流，下列说法正确的是(　　)‎ A．应用楞次定律时，需要明确两个磁场，即原磁场和感应电流的磁场，且感应电流的磁场总是要阻碍原磁场磁通量的变化 B．应用楞次定律时，需要明确闭合回路中的磁通量是增加了还是减少了，进而判断感应电流的磁场方向 C．楞次定律是用来判断感应电流方向的一个实验定律 D．感应电流的磁场阻碍磁通量的变化，经历足够长的时间最终会阻止磁通量的变化 ‎【答案】　ABC ‎3. 如图所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下．当磁铁向下运动时(但未插入线圈内部)(　　)‎ A．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引 B．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥 C．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引 D．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥 ‎【答案】　B ‎ 课堂讲练 ● 典例分析 考点一 楞次定律的理解 ‎【典例1】 如图所示，试判定当开关S闭合和断开瞬间，线圈ABCD中的感应电流方向。‎ ‎【答案】　S闭合时，感应电流方向为A→D→C→B→A　‎ S断开时，感应电流方向为A→B→C→D→A ‎【解析】　当S闭合的瞬间：穿过回路的磁场是电流I产生的磁场，方向垂直纸面向外(如图所示)，且磁通量增大；‎ 由楞次定律知感应电流磁场方向应和B原相反，即垂直纸面向里；‎ 由安培定则判知线圈ABCD中感应电流方向是A→D→C→B→A。‎ 当S断开时：‎ 穿过回路的原磁场仍是电流I产生的磁场，方向垂直纸面向外，且磁通量减小；‎ 由楞次定律得知感应电流磁场方向应和B原相同，即垂直纸面向外；‎ 由安培定则判知感应电流方向是A→B→C→D→A。‎ ‎【反思总结】‎ 利用楞次定律判断感应电流的方向 ‎　【跟踪短训】‎ ‎1. 如图所示，闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在匀强磁场中，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.环在出磁场之前，就已经有感应电流 ‎【答案】B 考点二 楞次定律的拓展应用 ‎【典例2】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g D．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。‎ ‎【反思总结】‎ ‎　楞次定律的两种表述 ‎(1)“阻碍”表述法：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的原磁通量的变化，即“增反减同”。‎ ‎(2)“效果”表述法：感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因。如：‎ ‎①“来拒去留”：阻碍导体的相对运动；‎ ‎②“增缩减扩”：磁通量增加，则回路面积有收缩的趋势；磁通量减少，则回路有扩张的趋势；‎ ‎③“自感现象”：线圈自感电流阻碍自身电流的变化。‎ ‎【跟踪短训】‎ ‎2. (多选)如图，匀强磁场垂直于软导线回路平面，由于磁场发生变化，回路变为圆形。则该磁场(　　)‎ A．逐渐增强，方向向外 B．逐渐增强，方向向里 C．逐渐减弱，方向向外 D．逐渐减弱，方向向里 ‎【答案】 CD 考点三 右手定则及应用 ‎【典例3】如图所示，匀强磁场与圆形导体环所在平面垂直，导体ef与环接触良好，当ef向右匀速运动时(　　)‎ A．圆环中磁通量不变，环上无感应电流产生 B．整个环中有顺时针方向的电流 C．整个环中有逆时针方向的电流 D．环的右侧有逆时针方向的电流，环的左侧有顺时针方向的电流 ‎【答案】　D ‎【解析】　由右手定则知ef上的电流由e→f，故右侧的电流方向为逆时针，左侧的电流方向为顺时针，选D。‎ ‎【反思总结】‎ 用右手定则判断 该方法适用于部分导体切割磁感线．判断时注意掌心、四指、拇指的方向：‎ ‎（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．‎ ‎【跟踪短训】‎ ‎3. 如图，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动。现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速。在圆盘减速过程中，以下说法正确的是(　　)‎ A．处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高 B．所加磁场越强越易使圆盘停止转动 C．若所加磁场反向，圆盘将加速转动 D．若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动 ‎【答案】　ABD ‎ 课后巩固 ● 课时作业 基础巩固 ‎1．下列各图是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将条形磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流。各图中分别标出了条形磁铁的极性、条形磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中正确的是(　　)‎ ‎【答案】 CD ‎【解析】　根据楞次定律可确定感应电流的方向：以选项C为例，当条形磁铁向下运动时，线圈原磁场的方向向上，穿过线圈的磁通量增加，感应电流产生的磁场方向向下，利用安培定则判断感应电流的方向与图中箭头方向相同，线圈的上端为S极，条形磁铁与线圈相互排斥。运用以上分析方法可知，选项C、D正确，选项A、B错误。‎ ‎2.如图所示，一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺线管，则电路中(　　)‎ A．始终有感应电流自a向b流过电流表G B．始终有感应电流自b向a流过电流表G C．先有a→G→b方向的感应电流，后有b→G→a方向的感应电流 D．将不会产生感应电流 ‎【答案】　C ‎【解析】　当条形磁铁进入螺线管的时候，闭合线圈中的磁通量增加；当条形磁铁穿出螺线管时，闭合线圈中的磁通量减少，根据楞次定律判断出选项C正确．‎ ‎3. 如图所示，当磁铁运动时，流过电阻的电流是由A经R到B，则磁铁可能是(　　)‎ A. 向下运动 B. 向上运动 C. 向左平移 D. 以上都不可能 ‎【答案】BC ‎4. 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．‎ ‎5．如图所示，金属环所在区域存在着匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．当磁感应强度逐渐增大时，内、外金属环中感应电流的方向为(　　)‎ A．外环顺时针、内环逆时针 B．外环逆时针、内环顺时针 C．内、外环均为逆时针 D．内、外环均为顺时针 ‎【答案】　B 综合应用 ‎6．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 ‎【答案】　C ‎【解析】　当条形磁铁插入铝环的过程中，穿过铝环的磁通量增加，两环为了阻碍磁通量的增加，应向条形磁铁左端磁场越来越弱的方向运动，即两铝环同时向左运动，由于两铝环上感应电流方向相同，故将相互吸引，而使间距变小，所以C正确．‎ ‎7．如图表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景，其中能产生由a到b的感应电流的是(　　)‎ ‎【答案】　A ‎8. 如图所示，通有恒定电流的螺线管竖直放置，铜环R沿螺线管的轴线加速下落，在下落过程中，环面始终保持水平，铜环先后经过轴线上1、2、3位置时的加速度分别为a1、a2、a3，位置2处于螺线管的中心，位置1、3与位置2等距离，则(　　)‎ A．a1