高二物理寒假作业第12天楞次定律及应用新人教版

高二物理寒假作业第12天楞次定律及应用新人教版

第 12 天 楞次定律及应用 考纲要求：Ⅱ 难易程度：★☆☆☆☆ 如图所示的竖直平面内，一个电阻均匀的正方形金属导线框 ABCD 从图示位置由静止开始下落，进入一匀强 磁场区域，磁场方向垂直于线框平面向里，在线框进入磁场区域的整个过程中 A．线框中会产生感应电流，感应电流的方向为逆时针 B．线框速度的大小一直增大 C．线框中 A、B 两点间的电势差一定不断增加 D．线框受到的磁场力的方向总是竖直向上 【参考答案】AD 【试题解析】线框中会产生感应电流，根据楞次定律（或右手定则）可知感应电流的方向为逆时针，A 正确； 线框进入磁场区域的整个过程中，安培力逐渐增大，合外力（加速度）逐渐减小，有可能达到匀速，B 错误； 线框中 A、B 两点间的电势差在线圈达到匀速时，不再变化，C 错误；根据左手定则，线框受到的磁场力的 方向总是竖直向上 D 正确。 【知识补给】 楞次定律 一、理解楞次定律中“阻碍”的含义： 二、运用楞次定律判定感应电流方向的步骤： 1．明确穿过闭合电路的原磁场方向； 2．明确穿过闭合电路的原磁通量是如何变化的； 3．根据楞次定律确定感应电流的磁场方向； 4．利用安培定则判定感应电流的方向。 注意：导体切割磁感线产生感应电流的方向用右手定则较简便；变化的磁场产生感应电流只能用楞次定律 判断。 具体流程如图： 三、楞次定律应用的推广 楞次定律描述的是感应电流与磁通量变化之间的关系，常用于判断感应电流的方向或其所受安培力的方向， 一般有以下四种呈现方式： 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”。 如图所示，a、b 两个圆形导线环处于同一平面，当 a 环上的电键 S 闭合的瞬间，b 环中的感应电流方 向及 b 环受到的安培力方向分别为 A．顺时针，沿半径向外 B．顺时针，沿半径向里 C．逆时针，垂直纸面向外 D．逆时针，垂直纸面向里 如图所示，A 为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷–Q，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 A．金属环 B 的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小 B．金属环 B 的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大 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 如图所示，两个线圈 A 和 B 分别通以电流 I1、I2，为使线圈 B 中的电流增大，下列措施有效的是 A．保持线圈的相对位置不变，增大 A 中的电流 B．保持线圈的相对位置不变，减小 A 中的电流 C．保持 A 中的电流不变，将线圈 A 向右平移 D．保持 A 中的电流不变，将线圈 A 向右平移 如图所示，两个闭合正方形线框 A、B 的中心重合，放在同一水平面内。当小线框 A 中通有不断增大的 顺时针方向的电流时，对于线框 B，下列说法中正确的是 A．有顺时针方向的电流且有收缩的趋势 B．有顺时针方向的电流且有扩张的趋势 C．有逆时针方向的电流且有收缩的趋势 D．有逆时针方向的电流且有扩张的趋势 如图所示，L 是自感系数很大的线圈，其电阻几乎为零。A 和 B 是两个完全相同的灯泡，下列说法中正 确的是 A．当开关 S 闭合瞬间，A 灯先亮 B 灯后亮 B．当开关 S 闭合瞬间，A 灯比 B 灯亮 C．当开关 S 断开瞬间，流经灯泡 B 的电流是由 b 到 a D．当开关 S 断开瞬间，流经灯泡 B 的电流是由 a 到 b 如图，金属棒 ab 置于水平放置的U 形光滑导轨上，在 ef 右侧存在有界匀强磁场 B ，磁场方向垂直导 轨平面向下，在 ef 左侧的无磁场区域 cdef 内有一半径很小的金属圆环 L ，圆环与导轨在同一平面内。当 金属棒 ab 在水平恒力 F 作用下从磁场左边界 ef 处由静止开始向右运动后，则 A．圆环 L 有收缩的趋势 B．圆环 L 有扩张的趋势 C．圆环内产生的感应电流变大 D．圆环内产生的感应电流变小 如图所示，AOC 是光滑的金属导轨，AO 沿竖直方向，OC 沿水平方向，ab 是一根金属棒，立在导轨上， 它从静止开始在重力作用下运动，运动过程中 b 端始终在 OC 上，a 端始终在 OA 上，直到完全落在 OC 上， 空间存在着匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，则 ab 棒在上述过程中 A．感应电流方向是 b→a B．感应电流方向是 a→b C．感应电流方向先是 b→a，后是 a→b D．感应电流方向先是 a→b，后是 b→a 【参考答案】 【名师点睛】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，穿过线圈 B 的磁通量变化，根据楞次定律的另一种表述，感应电流引起的机械效果阻碍磁通量的 变化进行判断。 BCD 由楞次定律可知，线圈 B 中电流要增大，也就是说线圈 B 中感应电流磁场向上，为产生这样的效 果，必须要做到使线圈 B 中向上的磁场减弱，选项 A 使线圈 B 中向上的磁场增加，而选项 B 使线圈 B 中向 上的磁场减弱，故 A 错误，B 正确；将线圈 A 向右平移，线圈 B 中的磁场减弱，B 中产生的感应电流的方向 与原电流的方向相同，所以 B 中的电流增大，故 C 正确；将线圈 A 向上平移，线圈 B 中向上的磁场减弱，B 中产生的感应电流的方向与原电流的方向相同，所以 B 中的电流增大，故 D 正确。 D 根据右手螺旋定则可得，A 中电流的磁场向里且逐渐增大，根据楞次定律可得，磁场增大，感应电 流的磁场的方向向外，感应电流的方向为逆时针方向，B 环外的磁场的方向与 B 环内的磁场的方向相反，当 B 环内的磁场增强时，A 环具有面积扩展的趋势，故 D 正确。 C 电键 S 闭合瞬间，线圈 L 对电流有阻碍作用，则相当于灯泡 A 与 B 串联，因此同时亮，且亮度相同， 稳定后 B 被短路熄灭，故 AB 错误；稳定后当电键 S 断开后，A 马上熄灭，由于自感，线圈中的电流只能慢 慢减小，其相当于电源左端为高电势，与灯泡 B 构成闭合回路放电，流经灯泡 B 的电流是由 b 到 a，B 闪一 下再熄灭，故 C 正确，D 错误。 【名师点睛】对于自感现象，是特殊的电磁感应现象，应用楞次定律和法拉第电磁感应定律进行理解，注 意线圈的电阻不计是解题的关键。 C 在 ab 杆滑动的过程中，△aOb 的面积先增大，后减小，穿过△aOb 磁通量先增大，后减小，根据楞 次定律可知：感应电流的方向先是由 b→a，后是由 a→b，故 ABD 错误，C 正确。