高中物理 第四章 电磁感应（第4课时）习题课楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用课件 新人教版选修

第4课时习题课 楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用 一楞次定律的应用方法1 增反减同 法感应电流的磁场 总是阻碍引起感应电流的磁通量 原磁场磁通量 的变化 1 当原磁场磁通量增加时 感应电流的磁场与原磁场方向相反 2 当原磁场磁通量减少时 感应电流的磁场方向与原磁场方向相同 口诀记为 增反减同 图1 图2 解析在PQ杆滑动的过程中 杆与导轨所围成的三角形面积先增大后减小 三角形POQ内的磁通量先增大后减小 由 增反减同 法可知 感应电流的磁场方向先向外后向里 感应电流的方向先由P Q 后由Q P B项对 A项错 再由PQ中电流方向及左手定则可判断C D项错误 故选B 答案B 2 来拒去留 法导体与磁场相对运动产生电磁感应现象时 产生的感应电流的导体受到磁场的安培力 这个安培力会 阻碍 相对运动 口诀记为 来拒去留 例2 如图3所示 当磁铁突然向铜环运动时 铜环的运动情况是 A 向右摆动B 向左摆动C 静止D 无法判定解析根据产生感应电流的导体所受安培力阻碍相对运动的 来拒去留 法判断知 铜环的运动情况是向右摆动 故选A 答案A 图3 跟踪训练2 如图4所示 闭合导体环固定 条形磁铁S极向下以初速度v0沿过导体环圆心的竖直线下落并穿过导体环 不计空气阻力 下列关于导体环中感应电流方向 俯视 和条形磁铁加速度的说法正确的是 A 感应电流方向先顺时针再逆时针B 感应电流方向一直沿顺时针方向C 靠近导体环时条形磁铁加速度小于gD 远离导体环时条形磁铁加速度大于g 图4 解析从 阻碍磁通量变化 来看 原磁场方向向上 磁感应强度大小是先增后减 感应电流产生的磁场方向先向下后向上 感应电流方向先顺时针后逆时针 选项A正确 选项B错误 从 阻碍相对运动 来看 先排斥后吸引 条形磁铁加速度都小于g 选项C正确 选项D错误 答案AC 3 增缩减扩 法当闭合电路中有感应电流产生时 闭合电路的各部分导线就会受到安培力作用 会使闭合电路的面积有变化 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 2 若原磁通量减小 则通过增大有效面积起到阻碍的作用 口诀记为 增缩减扩 温馨提示本方法适用于磁感线单方向穿过闭合回路的情况 例3 如图5所示 在载流直导线近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 A 一起向左运动B 一起向右运动C ab和cd相向运动 相互靠近D ab和cd相背运动 相互远离 图5 解析当载流直导线中的电流逐渐增强时 穿过闭合回路的磁通量增大 根据 增缩减扩 法可知 导体ab和cd所围的面积减小 则两者相向运动 故选C 答案C 跟踪训练3 2016 宁波效实中学模拟考试 一种具有独特属性的新型合金能够将热能直接转化为电能 具体而言 只要略微提高温度 这种合金会从非磁性合金变成强磁性合金 从而在环绕它的线圈中产生电流 其简化模型如图6所示 M为圆柱形合金材料 N为线圈 套在圆柱形合金材料上 线圈的半径大于合金材料的半径 现对M进行加热 假设M变为强磁性合金时 磁感线在M内沿轴线方向 则 A N中将产生逆时针方向的电流B N中将产生顺时针方向的电流C N线圈有收缩的趋势D N线圈有扩张的趋势 图6 解析当对M加热使其温度升高时 M从非磁性合金变为强磁性合金 穿过N的磁通量增加 根据 增缩减扩 法可知 N有扩张的趋势才能使穿过N的磁通量减少 选项C错误 选项D正确 由于不知M的磁场方向 故不能判断N中感应电流的方向 选项A B错误 答案D 4 增离减靠 法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 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 口诀记为 增离减靠 例4 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7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 A 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 图7 解析金属环N向左运动 根据 增离减靠 法可知 穿过N的磁通量在减小 说明线圈M中的电流在减小 故选C 答案C 跟踪训练4 如图8所示 导轨间的磁场方向垂直于纸面向里 当导体棒MN在导轨上水平向右加速滑动时 正对电磁铁A的圆形金属环B中 导体棒切割磁感线速度越大 感应电流越大 A 有感应电流 且B被A吸引B 无感应电流C 可能有 也可能没有感应电流D 有感应电流 且B被A排斥 图8 解析MN向右加速滑动 MN中的电流大小在逐渐变大 电磁铁A的磁场逐渐增强 根据 增离减靠 法可知 B环中有感应电流 且B被A排斥 故D正确 A B C错误 答案D 图9 图10 图11 答案0 01C 图12 图13 图14 答案A 图15 答案D 1 如图16所示 在两根平行长直导线M N中 通以同方向同大小的电流 导线框abcd和两导线在同一平面内 线框沿着与两导线垂直的方向 自右向左在两导线间匀速运动 在移动过程中 线框中感应电流方向 A 先abcd 后dcbaB 先dcba 后abcdC 始终是abcdD 始终是dcba 图16 解析线框在两电流中线OO 的右侧时 穿过线框的合磁通量垂直纸面穿出 线框左移 磁通量变小 为阻碍这个方向的磁通量减小 感应电流的方向就是abcd 当线框跨越两电流中线OO 时 线框的合磁通量由穿出变为穿进 感应电流还是abcd 线框再左移 线框合磁通量穿入且增加 感应电流方向还是abcd 所以线框中感应电流方向始终是abcd 故选项C正确 答案C 2 如图所示 四根等长的铝管和铁管 其中C中铝管不闭合 其他两根铝管和铁管均闭合 竖直放置在同一竖直平面内 分别将磁铁和铁块沿管的中心轴线从管的上端由静止释放 忽略空气阻力 则下列关于磁铁和铁块穿过管的运动时间的说法正确的是 A tA tB tC tDB tC tA tB tDC tC tA tB tDD tC tA tB tD解析当磁铁穿过闭合的金属管时 会因穿过闭合的金属管的磁通量发生变化而产生感应电流 根据楞次定律可知感应电流又阻碍引起感应电流的磁通量的变化 从而阻碍了磁铁的通过 而铁块穿过闭合的金属管或磁铁穿过不闭合的金属管 无感应电流产生 也就没有这种阻碍作用 从而可知 选项A正确 答案A 3 如图17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向下滑动 下列表述正确的是 A 线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流B 穿过线圈a的磁通量变小C 线圈a有扩张的趋势D 线圈a对水平桌面