人教版(新教材)高中物理選擇性必修2學(xué)案：專題強(qiáng)化 楞次定律的應(yīng)用

人教版(新教材)高中物理選擇性必修第二冊(cè)PAGEPAGE1〖學(xué)習(xí)目標(biāo)〗1.進(jìn)一步理解楞次定律，掌握楞次定律的幾個(gè)推論.2.熟練應(yīng)用安培定則、左手定則、右手定則和楞次定律分析有關(guān)綜合問題．一、楞次定律的重要結(jié)論1．“增反減同”法感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量(原磁場磁通量)的變化．(1)當(dāng)原磁場磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反．(2)當(dāng)原磁場磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同．口訣記為“增反減同”．(2019·汕頭市潮南實(shí)驗(yàn)中學(xué)月考)一磁體自上向下運(yùn)動(dòng)，穿過一閉合導(dǎo)體回路，如圖1所示．當(dāng)磁體運(yùn)動(dòng)到a處和b處時(shí)，回路中感應(yīng)電流的方向(從上向下看)分別是()圖1A．順時(shí)針，逆時(shí)針B．逆時(shí)針，順時(shí)針C．順時(shí)針，順時(shí)針D．逆時(shí)針，逆時(shí)針〖答案〗B〖解析〗當(dāng)磁體運(yùn)動(dòng)到a處時(shí)，穿過線圈的磁場方向?yàn)橄蛳?，且磁通量在增加，根?jù)楞次定律可知，回路中感應(yīng)電流的方向是逆時(shí)針；當(dāng)磁體運(yùn)動(dòng)到b處時(shí)，穿過線圈的磁場方向向下，且磁通量在減小，根據(jù)楞次定律可知，回路中感應(yīng)電流的方向是順時(shí)針，故選B.2．“來拒去留”法由于磁場與導(dǎo)體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流與磁場間有力的作用，這種力的作用會(huì)“阻礙”相對(duì)運(yùn)動(dòng)．口訣記為“來拒去留”．(多選)如圖2所示，用繩吊起一個(gè)鋁環(huán)，用條形磁體的N極去靠近鋁環(huán)，直至從右側(cè)穿出的過程中()圖2A．磁體從左側(cè)靠近鋁環(huán)時(shí)，鋁環(huán)向右擺動(dòng)B．磁體在右側(cè)遠(yuǎn)離鋁環(huán)時(shí)，鋁環(huán)向左擺動(dòng)C．磁體從左側(cè)靠近鋁環(huán)時(shí)，鋁環(huán)A端為N極D．磁體在右側(cè)遠(yuǎn)離鋁環(huán)時(shí)，B端為S極〖答案〗AC〖解析〗磁體從左側(cè)靠近鋁環(huán)時(shí)，在鋁環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場必定阻礙磁體的靠近，鋁環(huán)A端為N極，鋁環(huán)向右擺動(dòng)，A、C正確；當(dāng)磁體在右側(cè)遠(yuǎn)離鋁環(huán)時(shí)，感應(yīng)電流的磁場阻礙鋁環(huán)的遠(yuǎn)離，鋁環(huán)右擺，B端為N極，B、D錯(cuò)誤．3．“增縮減擴(kuò)”法就閉合電路的面積而言，收縮或擴(kuò)張是為了阻礙穿過電路的原磁通量的變化．若穿過閉合電路的磁通量增加，面積有收縮趨勢；若穿過閉合電路的磁通量減少，面積有擴(kuò)張趨勢．口訣記為“增縮減擴(kuò)”．說明此法只適用于回路中只有一個(gè)方向的磁感線的情況．(多選)如圖3所示，光滑固定導(dǎo)軌m、n水平放置，兩根導(dǎo)體棒p、q平行放于導(dǎo)軌上，形成一個(gè)閉合回路．當(dāng)一條形磁體從高處下落接近回路時(shí)()圖3A．p、q將互相靠攏B．p、q將互相遠(yuǎn)離C．磁體的加速度仍為gD．磁體的加速度小于g〖答案〗AD〖解析〗由楞次定律的結(jié)論可知，當(dāng)穿過閉合回路的磁通量增加時(shí)，回路的面積有收縮趨勢且阻礙磁體的靠近，所以p、q將相互靠近且磁體的加速度小于g，故選項(xiàng)A、D正確．4．“增離減靠”法若磁場變化且線圈回路可移動(dòng)，當(dāng)磁場增強(qiáng)使得穿過線圈回路的磁通量增加時(shí)，線圈將通過遠(yuǎn)離磁體來阻礙磁通量增加；反之，當(dāng)磁場減弱使得穿過線圈回路的磁通量減少時(shí)，線圈將通過靠近磁體來阻礙磁通量減少．口訣記為“增離減靠”．如圖4所示，通電螺線管兩側(cè)各懸掛一個(gè)小銅環(huán)，銅環(huán)平面與螺線管橫截面平行，當(dāng)開關(guān)S接通瞬間，兩銅環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況為()圖4A．同時(shí)向兩側(cè)推開B．同時(shí)向螺線管靠攏C．一個(gè)被推開，一個(gè)被吸引，但因電源正負(fù)極未知，無法具體判斷D．同時(shí)被推開或同時(shí)向螺線管靠攏，但因電源正負(fù)極未知，無法具體判斷〖答案〗A〖解析〗開關(guān)S接通瞬間，小銅環(huán)中磁通量增加，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場要阻礙磁通量的增加，則兩環(huán)將同時(shí)向兩側(cè)推開，故A正確．針對(duì)訓(xùn)練A為水平放置的膠木圓盤，在其側(cè)面均勻分布著負(fù)電荷，在A的正上方用絕緣絲線懸掛一個(gè)金屬圓環(huán)B，使B的環(huán)面水平且與圓盤面平行，其軸線與膠木盤A的軸線OO′重合，如圖5所示．現(xiàn)使膠木盤A由靜止開始繞其軸線OO′按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動(dòng)，則()圖5A．金屬環(huán)B的感應(yīng)電流方向與箭頭所示方向相同，絲線受到的拉力減小B．金屬環(huán)B的感應(yīng)電流方向與箭頭所示方向相同，絲線受到的拉力增大C．金屬環(huán)B的感應(yīng)電流方向與箭頭所示方向相反，絲線受到的拉力減小D．金屬環(huán)B的感應(yīng)電流方向與箭頭所示方向相反，絲線受到的拉力增大〖答案〗A〖解析〗膠木盤A由靜止開始繞其軸線OO′按題圖箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動(dòng)，形成順時(shí)針(俯視)方向的環(huán)形電流，環(huán)形電流的大小增大，根據(jù)右手螺旋定則可知，通過金屬環(huán)B的磁通量向下，且增大．根據(jù)楞次定律可知，金屬環(huán)B中的感應(yīng)電流方向與箭頭所示方向相同，再根據(jù)楞次定律的另一種表述，阻礙磁通量的增大，知金屬環(huán)的面積有縮小的趨勢，且有向上運(yùn)動(dòng)的趨勢，所以絲線的拉力減?。?、“三定則一定律”的綜合應(yīng)用安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的比較比較項(xiàng)目安培定則左手定則右手定則楞次定律適用場合判斷電流周圍的磁感線方向判斷通電導(dǎo)線在磁場中所受的安培力方向判斷導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向判斷回路中磁通量變化時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向因果關(guān)系因電而生磁(I→B)因電而受力(I、B→F安)因動(dòng)而生電(v、B→I感)因磁通量變化而生電(ΔΦ→I感)(多選)如圖6所示裝置中，cd桿光滑且靜止．當(dāng)ab桿做如下哪些運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd桿將向右移動(dòng)(導(dǎo)體棒切割磁感線速度越大，感應(yīng)電流越大)()圖6A．向右勻速運(yùn)動(dòng) B．向右加速運(yùn)動(dòng)C．向左加速運(yùn)動(dòng) D．向左減速運(yùn)動(dòng)〖答案〗BD〖解析〗ab桿向右勻速運(yùn)動(dòng)，在ab桿中產(chǎn)生恒定的電流，該電流在線圈L1中產(chǎn)生恒定的磁場，在L2中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以cd桿不動(dòng)，故A錯(cuò)誤；ab桿向右加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)右手定則知，在ab桿上產(chǎn)生增大的由a到b的電流，根據(jù)安培定則知，在L1中產(chǎn)生方向向上且增強(qiáng)的磁場，該磁場向下通過L2，根據(jù)楞次定律知，cd桿中的電流由c到d，根據(jù)左手定則知，cd桿受到向右的安培力，向右運(yùn)動(dòng)，故B正確；同理可得C錯(cuò)誤，D正確．1．如圖7甲所示，有一閉合導(dǎo)線環(huán)，磁場方向垂直于環(huán)面向里，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按如圖乙所示規(guī)律變化時(shí)，順著磁場方向看，導(dǎo)線環(huán)中感應(yīng)電流的方向是()圖7A．一直順時(shí)針 B．一直逆時(shí)針C．先順時(shí)針后逆時(shí)針 D．先逆時(shí)針后順時(shí)針〖答案〗D〖解析〗由題圖乙可知，0～t0內(nèi)，穿過導(dǎo)線環(huán)的磁通量增加，由楞次定律的結(jié)論——“增反減同”可知，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向垂直環(huán)面向外，所以感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針；同理可得t0～2t0內(nèi)感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，D正確．2.如圖8所示，線圈由A位置開始下落，在磁場中受到的磁場力如果總小于它的重力，則它在A、B、C、D4個(gè)位置(B、D位置線圈恰好有一半在磁場中)時(shí)，加速度大小關(guān)系為(切割磁感線的速度越大，感應(yīng)電流越大)()圖8A．a(chǎn)A>aB>aC>aDB．a(chǎn)A＝aC>aD＝aBC．a(chǎn)A＝aC>aD>aBD．a(chǎn)A＝aC>aB>aD〖答案〗D〖解析〗由題意知aA＝g，aB<g，aC＝g，在D處時(shí)，由于運(yùn)動(dòng)速度vD>vB，故感應(yīng)電流ID>IB，安培力FD>FB，故aD<aB，D正確．3.如圖9所示，圓環(huán)形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b，二者軸線重合，螺線管與電源和滑動(dòng)變阻器連接成如圖所示的電路．若將滑動(dòng)變阻器的滑片P向上滑動(dòng)，下列說法中正確的是()圖9A．穿過線圈a的磁通量變大B．線圈a有收縮的趨勢C．線圈a中將產(chǎn)生俯視順時(shí)針方向的感應(yīng)電流D．線圈a對(duì)水平桌面的壓力FN將增大〖答案〗C〖解析〗當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向上移動(dòng)時(shí)，電阻增大，通過線圈b的電流減小，線圈b產(chǎn)生的磁場減弱，故穿過線圈a的磁通量變小，故A錯(cuò)誤；根據(jù)楞次定律的結(jié)論知，線圈a應(yīng)有擴(kuò)張的趨勢，故B錯(cuò)誤；線圈a中感應(yīng)電流方向俯視應(yīng)為順時(shí)針，故C正確；將線圈a和b等效成兩個(gè)條形磁體，可判斷此時(shí)兩磁體互相吸引，故線圈a對(duì)水平桌面的壓力將減小，故D錯(cuò)誤．4．(2020·北師聯(lián)盟模擬)某同學(xué)設(shè)想的減小電梯墜落時(shí)造成傷害的一種應(yīng)急安全裝置如圖10所示，在電梯轎廂底部安裝永久強(qiáng)磁體，磁體N極朝上，電梯井道內(nèi)壁上鋪設(shè)若干金屬線圈，線圈在電梯轎廂墜落時(shí)能自動(dòng)閉合，從而減小對(duì)箱內(nèi)人員的傷害．當(dāng)轎廂墜落到圖示位置時(shí)，關(guān)于該裝置，以下說法正確的是()圖10A．從下往上看，金屬線圈A中的感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向B．從下往上看，金屬線圈B中的感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向C．金屬線圈B對(duì)轎廂下落有阻礙作用，A對(duì)轎廂下落沒有阻礙作用D．金屬線圈B有收縮的趨勢，A有擴(kuò)張的趨勢〖答案〗D〖解析〗當(dāng)電梯墜落至如題圖所示位置時(shí)，閉合線圈A中向上的磁場減弱，感應(yīng)電流的方向從下往上看是順時(shí)針方向，B中向上的磁場增強(qiáng)，感應(yīng)電流的方向從下往上看是逆時(shí)針方向，故A、B錯(cuò)誤；結(jié)合上述分析可知，當(dāng)電梯墜落至如題圖所示位置時(shí)，金屬線圈A、B都在阻礙電梯下落，故C錯(cuò)誤；金屬線圈A中向上的磁場減弱，B中向上的磁場增強(qiáng)，根據(jù)楞次定律可知，線圈B有收縮的趨勢，A有擴(kuò)張的趨勢，故D正確．5．(多選)如圖11所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動(dòng)的金屬棒PQ、MN，當(dāng)PQ在外力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，MN在磁場力的作用下向右運(yùn)動(dòng)，則PQ所做的運(yùn)動(dòng)可能是(導(dǎo)體切割磁感線速度越大，感應(yīng)電流越大)()圖11A．向右加速運(yùn)動(dòng)B．向左加速運(yùn)動(dòng)C．向右減速運(yùn)動(dòng)D．向左減速運(yùn)動(dòng)〖答案〗BC〖解析〗