人教物理选修32 第4章 习题课1　楞次定律的应用 学案.doc

习题课1楞次定律的应用学习目标1.理解电磁感应中的“增反减同”，能利用“增离减靠”法判断感应电流的方向.2.理解电磁感应中的“来拒去留”，能利用“来拒去留”法判断导体所受安培力的方向.3.理解电磁感应中的“增缩减扩”，能利用“增缩减扩”法判断闭合线圈面积的变化趋势合 作 探 究攻 重 难“增离减靠”法的应用发生电磁感应现象时，通过什么方式来“阻碍”原磁通量的变化要根据具体情况而定可能是阻碍导体的相对运动，也可能是改变线圈的有效面积，还可能是通过远离或靠近变化的磁场源来阻碍原磁通量的变化即：(1)若原磁通量增加，则通过远离磁场源起到阻碍的作用(2)若原磁通量减小，则通过靠近磁场源起到阻碍的作用一长直铁芯上绕有一固定线圈m，铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环n，n可在木质圆柱上无摩擦移动，m连接在如图1所示的电路中，其中r为滑动变阻器，e1和e2为直流电源，s为单刀双掷开关，下列情况中，可观测到n向左运动的是()图1a在s断开的情况下，s向a闭合的瞬间b在s断开的情况下，s向b闭合的瞬间c在s已向a闭合的情况下，将r的滑片向c端移动时d在s已向a闭合的情况下，将r的滑片向d端移动时【解析】根据题意知，圆环n向左运动，根据“增离减靠”原则知，线圈m上的磁场在减弱，流过m的电流在减小，故c正确【答案】c针对训练1如图2所示，ab是一个可以绕垂直于纸面的轴o转动的闭合矩形导体线圈，当滑动变阻器r的滑片p自左向右滑动过程中，线圈ab将()【导学号：57272018】a静止不动b逆时针转动c顺时针转动d发生转动，但因电源的极性不明，无法确定转动的方向图2【解析】当p向右滑动时，电路中电阻减小，电流增大，穿过线圈ab的磁通量增大，根据楞次定律判断，线圈ab将顺时针转动，c正确【答案】c“来拒去留”法的应用由于磁场与导体的相对运动产生电磁感应现象时，产生的感应电流受到磁场的安培力，这种安培力会“阻碍”相对运动，用一句口诀就是“来拒去留”如图3所示，当磁铁突然向铜环运动时，铜环的运动情况是()图3a向右运动b向左运动c静止不动 d不能判定【解析】解法一：阻碍相对运动法产生磁场的物体与闭合线圈之间的相互作用力可概括为四个字：“来拒去留”磁铁向铜环运动时，铜环产生的感应电流总是阻碍磁铁与导体间的相对运动，则磁铁和铜环间有排斥作用故a项正确解法二：电流元受力分析法如图所示，当磁铁向铜环运动时，穿过铜环的磁通量增加，由楞次定律判断出铜环中感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反，即向右，根据安培定则可判断出感应电流方向，从左侧看为顺时针方向，把铜环的电流等效为多段直线电流元，取上、下两小段电流元进行研究，由左手定则判断出两段电流元的受力，由此可判断整个铜环所受合力向右故a项正确解法三：等效法如图所示，磁铁向右运动，使铜环产生的感应电流可等效为条形磁铁，而两磁铁有排斥作用故a项正确【答案】a针对训练2如图4所示，螺线管cd的导线绕法不明，当磁铁ab插入螺线管时，闭合电路中有图示方向的感应电流产生，下列关于螺线管磁场极性的判断，正确的是()【导学号：57272019】ac端一定是n极bd端一定是n极cc端的极性一定与磁铁b端的极性相同d因螺线管的绕法不明，故无法判断极性图4【解析】根据楞次定律的另一种表述：“感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因”，本题中螺线管中产生感应电流的原因是磁铁ab的下降，为了阻碍该原因，感应电流的效果只能使磁铁与螺线管之间产生相斥的作用，即螺线管的c端一定与磁铁的b端极性相同，与螺线管的绕法无关但因为磁铁ab的n、s极性不明，所以螺线管cd的两端极性也不能明确，所以a、b、d错误，c正确【答案】c“增缩减扩”法的应用当闭合电路中有感应电流产生时，电路的各部分导线就会受到安培力作用，会使电路的面积有变化(或有变化趋势)1若原磁通量增加，则通过减小有效面积起到阻碍的作用(“增缩”)2若原磁通量减小，则通过增大有效面积起到阻碍的作用(“减扩”)如图5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，螺线管与电源和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向上滑动，下面说法中正确的是()a穿过线圈a的磁通量变大b线圈a有收缩的趋势c线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流d线圈a对水平桌面的压力fn将增大图5【解析】p向上滑动，回路电阻增大，电流减小，磁场减弱，穿过线圈a的磁通量变小，根据楞次定律，线圈a的面积有增大趋势，a、b错误；由于线圈a中磁通量减小，根据楞次定律知线圈a中感应电流应为俯视顺时针方向，c正确；由于线圈a中磁通量减小，根据楞次定律，线圈a有阻碍磁通量减小的趋势，可知线圈a对水平桌面的压力fn减小，d错误【答案】c针对训练3如图6所示，在载流直导线旁固定有两平行光滑导轨a、b，导轨与直导线平行且在同一水平面内，在导轨上有两可自由滑动的导体ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐增强时，导体ab和cd的运动情况是()【导学号：57272020】a一起向左运动b一起向右运动cab和cd相向运动，相互靠近dab和cd相背运动，相互远离图6【解析】直导线中电流增强时，回路abdc中磁通量增大产生感应电流，根据“增缩减扩”原则知，回路abdc的面积减小，即c正确【答案】c当 堂 达 标固 双 基1如图7所示，绝缘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的移动情况可能是()图7aa、b将相互远离ba、b将相互靠近ca、b将不动 d无法判断【解析】根据bs，条形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有增大的趋势由于s不可改变，为阻碍磁通量增大，导体环会尽量远离条形磁铁，所以a、b将相互远离【答案】a2如图8所示，通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环，铜环平面与螺线管截面平行当开关s接通瞬间，两铜环的运动情况是()图8a同时向两侧推开b同时向螺线管靠拢c一个被推开，一个被吸引，但因电源正负极未知，无法具体判断d同时被推开或同时向螺线管靠拢，因电源正负极未知，无法具体判断【解析】当电路接通瞬间，通电螺线管产生磁场，穿过两侧铜环的磁通量都增加，由楞次定律可知，两环中感应电流的磁场与螺线管中磁场方向相反，即受到螺线管磁场的排斥作用，使两铜环分别向外侧移动，选项a正确【答案】a3如图9所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，一个矩形闭合导线框abcd，沿纸面由位置甲(左)匀速运动到位置乙(右)，则()【导学号：57272021】a导线框进入磁场时，感应电流方向为abcdab导线框离开磁场时，感应电流方向为adcbac导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右d导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左图9【解析】由右手定则可判断出导线框进入磁场时，感应电流方向为adcba，导线框离开磁场时，感应电流方向为abcda.由左手定则可判断导线框进入磁场时受到的安培力水平向左，导线框离开磁场时，受到的安培力水平向左，因此选项d正确【答案】d41931年，英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只有一个磁极的粒子，即“磁单极子”.1982年，美国物理学家卡布莱拉设计了一个寻找磁单极子的实验他设想，如果一个只有n极的磁单极子从上向下穿过如图10所示的超导线圈，那么，从上向下看，超导线圈将出现()a先有逆时针方向的感应电流，然后有顺时针方向的感应电流b先有顺时针方向的感应电流，然后有逆时针方向的感应电流c始终有顺时针方向持续流动的感应电流d始终有逆时针方向持续流动的感应电流图10【解析】在磁单极子运动的过程中，当磁单极子位于超导线圈上方时，原磁场的方向向下，磁通量增加，则感应电流的磁场方向向上，由安培定则可知，产生逆时针(俯视)方向的感应电流；当磁单极子位于超导线圈下方时，原磁场的方向向上，磁通量减小，则感应电流的磁场方向向上，由安培定则可知，产生逆时针(俯视)方向的感应电流故选项d正确【答案】d5(多选)如图11所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈等距离排列，且与传送带以相同的速度匀速运动为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带，根据穿过磁场后线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈，通过观察图形，下列说法正确的是()【导学号：57272022】图11a若线圈闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动b若线圈不闭合