高考物理拉分题专项训练 专题23 楞次定律的灵活应用（含解析） (2).doc

2015年高考物理拉分题专项训练 专题23 楞次定律的灵活应用（含解析）一、考点精析：题型分类与解题思路：题型1、判断感应电流的方向基本应用思路：题型2、判断物体的受力情况、运动趋势、线圈的面积变化拓展应用思路：题型3、判断与自感现象相关的问题拓展应用思路：二、经典考题：例题1、（感应电流的方向）如图所示，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，由图中的位置经过位置到位置，位置和都很靠近在这个过程中，线圈中的感应电流（）a始终沿abcd方向 b始终沿dcba方向 c由到是沿abcd方向，由到是沿dcba方向 d由到是沿dcba方向，由到是沿abcd方向例题2、（受力情况）如图所示，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线一水平金属圆环中穿过现将环从位置释放，环经过磁铁到达位置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：t1 mg，t2 mg（选填“”，“=”或“”）解析：例题3、（受力情况、运动趋势）如图所示，甲图中a、b为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置，a线圈中通如图乙所示的交变电流i，则（）a从t1到t2时间内a、b两线圈吸引 b从t2到t3时间内a、b两线圈相斥 ct1时刻两线圈间作用力为零 dt2时刻两线圈间的吸引力最大解析：a、先通过分析a中的电流变化引起的磁场变化，再用楞次定律找出b的感应电流磁场，然后判断出b的电流方向，再判断b受到的安培力的方向，然后就能判断运动趋势；但是过程太繁琐，本专题研究的是灵活应用，可以这么判断： a的磁场通过b的磁通量有保持不变的趋势（即阻碍其磁通量的变化），因为a电流变小，所有通过b的磁感应强度减小，要尽量保持磁通量不变，所以b线圈就有往磁感应强度大的区域运动的趋势（和线圈面积增大的趋势），所有二者一定有靠近的趋势，故a正确；b、方法同上，故b正确；c、由题意可知，在t1时刻，线圈a中的电流最大，而磁通量的变化率是最小的，所以线圈b感应电流也是最小，因此两线圈间作用力为零，故c正确；d、在t2时刻，线圈a中的电流最小，而磁通量的变化率是最大的，所以线圈b感应电流也是最大，但a、b间的相互作用力最小，故d错误例题4、（线圈面积变化）如图所示，光滑固定导轨mn水平放置，两根导体棒pq平行放在导轨上，形成闭合回路一条形磁铁从上向下迅速接近回路时，可动的两导体棒pq将（）a保持不动 b两根导体相互远离 c两根导体相互靠近 d无法判断解析：当一条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增加，根据楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，可知磁感应强度b要增加，则面积s就要减小，所以p、q将互相靠拢，回路的面积减小一点，起到阻碍原磁通量增加的作用，故c正确。例题5、（自感现象相关的问题）如图所示，开关s接通后小灯泡可以正常发光，开关s断开后小灯泡闪亮一下后熄灭下列说法正确的是（）a灯泡的电阻ra大于线圈的电阻rl b灯泡的电阻ra小于线圈的电阻rl c开关断开的瞬间，小灯泡中电流由a流向b d开关断开的瞬间，小灯泡中电流由b流向a解析：迅速断开开关s时，线圈中电流开始减小，磁通量开始减小产生自感电动势，阻碍电流的减小，则线圈中电流i1逐渐减小为零a、开关s断开后小灯泡闪亮一下后熄灭，可得，断开前，通过a电流小于l的电流，则灯泡的电阻ra大于线圈的电阻rl，故a正确，b错误c、d，迅速断开开关s时，灯泡中原来的电流i2突然减小到零，线圈产生的感应电流流过灯泡，灯泡e中电流由il逐渐减为零，方向与i2相反，即由b流向a故错误c，d正确。三、巩固练习：1、面积s=0.2m2，n=100匝的圆形线圈，处在如图所示的磁场内，磁感应强度随时间t变化的规律是b=0.02t，r=3，c=30f，线圈电阻r=1，求：（1）通过r的电流大小和方向；（2）电容器的电荷量解析：（1）由法拉第电磁感应定律可得：则电路中电流；由题意知线圈中的磁通量增大，则由楞次定律可得线圈电流方向为逆时针，故r中电流方向从b指向a；即通过r的电流大小为0.1a方向从b指向a（2）由欧姆定律可得r两端的电压u=ir=0.3v；则电容器的电量q=uc=910-6c；即电容器的电荷量为910-6c。2、圆形导线框固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度b随时间变化的规律如图7所示若规定顺时针方向为感应电流i的正方向，则导线框中的感应电流图象正确的是()解析：磁场在01s、1s3s、3s4s这三段时间内都是均匀变化，所以对应的时间内产生的电流一定是恒定电流，所以a选项一定是错误的；在01s内，磁场向里增强，根据楞次定律可知，感应电磁的磁场一定是向外，由右手螺旋定则可知，感应电流是逆时针方向的，即为负方向，所以c一定错误；而1s3s磁场磁通量的变化率是定值，所以电流不会改变方向，所以b一定错误；所以d正确。3、如图a所示，两个闭合圆形线圈a、b的圆心重合，放在同一水平面内，线圈a中通以如图b所示的交变电流，t=0时电流方向为顺时针（如图箭头所示），在t1t2时间段内，线圈b内有 （填“顺时针”或“逆时针”）方向的电流，线圈有 （“扩张”或“收缩”）的趋势解析：在t1t2时间内，对于线圈a的逆时针方向电流增大，导致线圈b磁通量增大，感应电流的磁场与它相反，根据安培定则可知，线圈a在线圈b内部产生磁场方向垂直纸面向外，则线圈b内有顺时针方向的电流此时线圈b的电流方向与线圈a电流方向相反，由异向电流相互排斥，可知线圈间有相互排斥，所以线圈b有的扩张的趋势。4、如图所示，mn是一根固定的通电长直导线，电流方向向上，今将一金属线框放在导线上，让线框的位置偏向mn的左边，两者彼此绝缘，当mn中的电流突然增大时，线框整体受力情况为（）a受力向上 b受力向左 c受力向右 d受力为零解析：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，磁通量存在抵消的情况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磁通量的变化，则线框将向磁通量减小方向运动，即向右移动，故c正确。5、如图所示，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b所示，p所受的重力为g，桌面对p的支持力为n，则在下列时刻 abat1时刻ng，p有收缩的趋势bt2时刻n=g，此时穿过p的磁通量最大ct3时刻n=g，此时p中无感应电流dt4时刻ng，此时穿过p的磁通量最小解析：a、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，故线圈有远离和面积收缩的趋势，故a正确；b、d当螺线管中电流不变时，其形成磁场不变，线圈p中的磁通量不变，因此磁铁线圈中无感应电流产生，故t2时刻n=g，此时穿过p的磁通量最大，故b正确，d错误；c、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，此瞬间螺线管中电流为零，两线圈间没有作用力，因此此时n=g，故c错误。6、如图所示为演示自感现象的实验电路，电感线圈的自感系数均比较大，下列判断正确