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2018-2019版人教版高中物理新导学笔记选修3-2江苏专用版名师制作精品讲义:第四章 电磁感应 微型专题1 Word.docx

2018-2019版人教版高中物理新导学笔记选修3-2江苏专用…

MR杨
2019-03-20 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《2018-2019版人教版高中物理新导学笔记选修3-2江苏专用版名师制作精品讲义:第四章 电磁感应 微型专题1 Worddocx》,可适用于高中教育领域

helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip名校名师推荐helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip微型专题 楞次定律的应用学习目标 应用楞次定律判断感应电流的方向理解安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律的区别一、楞次定律的重要结论ldquo增反减同rdquo法感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量(原磁场磁通量)的变化()当原磁场磁通量增加时感应电流的磁场方向与原磁场方向相反()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ldquo增反减同rdquo例 如图所示一水平放置的闭合矩形线圈abcd在细长磁铁的N极附近竖直下落下落过程始终水平且保持bc边在纸外ad边在纸内由图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ位置Ⅰ和位置Ⅲ都很接近位置Ⅱ这个过程中线圈的感应电流(  )图A沿abcda流动B沿dcbad流动C先沿abcda流动后沿dcbad流动D先沿dcbad流动后沿abcda流动答案 A解析 由条形磁铁的磁场分布可知线圈在位置Ⅱ时穿过闭合线圈的磁通量最小为零线圈从位置Ⅰ到位置Ⅱ从下向上穿过线圈的磁通量在减少线圈从位置Ⅱ到位置Ⅲ从上向下穿过线圈的磁通量在增加根据楞次定律可知感应电流的方向始终是abcda故选Aldquo来拒去留rdquo法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与磁场间有力的作用这种力的作用会ldquo阻碍rdquo相对运动口诀记为ldquo来拒去留rdquo例 如图所示当磁铁突然向铜环运动时铜环的运动情况是(  )图A向右摆动B向左摆动C静止D无法判定答案 A解析 当磁铁突然向铜环运动时穿过铜环的磁通量增加为阻碍磁通量的增加铜环远离磁铁向右运动故选Aldquo增缩减扩rdquo法就闭合电路的面积而言收缩或扩张是为了阻碍穿过电路的原磁通量的变化若穿过闭合电路的磁通量增加面积有收缩趋势若穿过闭合电路的磁通量减少面积有扩张趋势口诀记为ldquo增缩减扩rdquo说明:此法只适用于回路中只有一个方向的磁感线的情况例 如图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个可自由滑动的导体ab和cd当载流直导线中的电流逐渐增大时导体ab和cd的运动情况是(  )图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相背运动相互远离答案 C解析 由于在闭合回路abdc中ab和cd电流方向相反所以两导体运动方向一定相反A、B错误当载流直导线中的电流逐渐增大时穿过闭合回路的磁通量增大根据楞次定律感应电流总是阻碍穿过闭合回路的磁通量的变化所以两导体相互靠近减小面积达到阻碍磁通量增大的目的故选Cldquo增离减靠rdquo法当磁场变化且线圈回路可移动时由于磁场增强使得穿过线圈回路的磁通量增加线圈将通过远离磁体来阻碍磁通量增加反之由于磁场减弱使线圈中的磁通量减少线圈将靠近磁体来阻碍磁通量减少口诀记为ldquo增离减靠rdquo例 如图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A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但因电源正负极未知无法具体判断答案 A解析 开关S接通瞬间小铜环中磁通量从无到有增加根据楞次定律感应电流的磁场要阻碍磁通量的增加则两环将同时向两侧推开故A正确二、ldquo三定则一定律rdquo的综合应用安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的适用场合如下表比较项目安培定则左手定则右手定则楞次定律适用场合判断电流周围的磁感线方向判断通电导线在磁场中所受的安培力方向判断导体切割磁感线时产生的感应电流方向判断回路中磁通量变化时产生的感应电流方向综合运用这几个规律的关键是分清各个规律的适用场合不能混淆例 (多选)如图所示装置中cd杆光滑且原来静止当ab杆做如下哪些运动时cd杆将向右移动(导体棒切割磁感线速度越大感应电流越大)(  )图A向右匀速运动B向右加速运动C向左加速运动D向左减速运动答案 BD解析 ab杆向右匀速运动在ab杆中产生恒定的电流该电流在线圈L中产生恒定的磁场在L中不产生感应电流所以cd杆不动故A错误ab杆向右加速运动根据右手定则知在ab杆上产生增大的由a到b的电流根据安培定则在L中产生方向向上且增强的磁场该磁场向下通过Lcd杆上产生c到d的电流根据左手定则cd杆受到向右的安培力向右运动故B正确同理可得C错误D正确几个规律的使用中要抓住各个对应的因果关系:()因电而生磁(IrarrB)―rarr安培定则()因动而生电(v、BrarrI)rarr右手定则()因电而受力(I、BrarrF安)rarr左手定则三、能量的角度理解楞次定律感应电流的产生并不是创造了能量导体做切割磁感线运动时产生感应电流感应电流受到安培力作用导体克服安培力做功从而实现其他形式的能向电能的转化所以楞次定律的ldquo阻碍rdquo是能量转化和守恒的体现例 如图所示铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落在下落过程中金属环始终水平且未与磁铁接触下列判断正确的是(  )图A金属环在下落过程中的机械能守恒B金属环在下落过程中动能的增加量小于其重力势能的减少量C金属环的机械能先减小后增大D磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力答案 B解析 金属环在下落过程中磁通量发生变化产生感应电流金属环受到磁场力的作用机械能不守恒A错误由能量守恒金属环重力势能的减少量等于其动能的增加量和在金属环中产生的电能之和B正确金属环下落的过程中机械能不停地转化为电能机械能一直减少C错误当金属环下落到磁铁中央位置时无感应电流环和磁铁间无作用力磁铁对桌面的压力大小等于磁铁的重力D错误(楞次定律的重要结论)如图所示水平放置的光滑杆上套有A、B、C三个金属环其中B接电源在接通电源的瞬间A、C两环(  )图A都被B吸引B都被B排斥CA被吸引C被排斥DA被排斥C被吸引答案 B解析 在接通电源的瞬间通过B环的电流从无到有电流产生的磁场从无到有穿过A、C两环的磁通量从无到有A、C两环产生感应电流由楞次定律可知感应电流总是阻碍原磁通量的变化为了阻碍原磁通量的增加A、C两环都被B环排斥而远离B环故A、C、D错误B正确(从能量角度理解楞次定律)如图所示水平桌面上放有一个闭合铝环在铝环中心轴线上方有一个条形磁铁当条形磁铁沿轴线竖直自由落下的过程中下列说法正确的是(  )图A磁铁的机械能减少下落加速度a=gB磁铁的机械能守恒下落加速度a=gC磁铁的机械能减少下落加速度agD磁铁的机械能增加下落加速度ag答案 C(ldquo三定则一定律rdquo的综合应用)(多选)如图所示水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN当PQ在外力的作用下运动时MN在磁场力的作用下向右运动则PQ所做的运动可能是(导体切割磁感线速度越大感应电流越大)(  )图A向右加速运动B向左加速运动C向右减速运动D向左减速运动答案 BC解析 当PQ向右运动时用右手定则可判定PQ中感应电流的方向是由QrarrP由安培定则可知穿过L的磁场方向是自下而上的若PQ向右加速运动则穿过L的磁通量增加用楞次定律可以判断流过MN的感应电流是从NrarrM用左手定则可判定MN受到向左的安培力将向左运动选项A错误若PQ向右减速运动流过MN的感应电流方向、MN所受的安培力的方向均将反向MN向右运动所以选项C正确同理可判断选项B正确选项D错误(楞次定律的重要结论)(多选)如图所示闭合圆形金属环竖直固定光滑水平导轨穿过圆环条形磁铁沿导轨以初速度v向圆环运动其轴线穿过圆环圆心与环面垂直则磁铁在穿过圆环的整个过程中下列说法正确的是(  )图A磁铁靠近圆环的过程中做加速运动B磁铁靠近圆环的过程中做减速运动C磁铁远离圆环的过程中做加速运动D磁铁远离圆环的过程中做减速运动答案 BD考点一 用楞次定律判断感应电流的方向为了测量列车运行的速度和加速度大小可采用如图甲所示的装置它由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量记录仪组成(电流测量记录仪未画出)当列车经过线圈上方时线圈中产生的电流被记录下来P、Q为接测量仪器的端口若俯视轨道平面磁场垂直地面向里(如图乙)则在列车经过测量线圈的过程中流经线圈的电流方向为(  )图A始终逆时针方向B先顺时针再逆时针方向C先逆时针再顺时针方向D始终顺时针方向答案 C解析 在列车经过线圈的上方时由于列车上的磁铁在线圈处的磁场的方向向下所以线圈内的磁通量方向向下先增大后减小根据楞次定律可知线圈中的感应电流的方向为先逆时针再顺时针方向故选C考点二 楞次定律的重要结论如图所示老师做了一个物理小实验让学生观察:一轻质横杆两侧各固定一铝环(两环距离足够远)横杆可绕中心点自由转动老师拿一条形磁铁插向其中一个小环后又取出插向另一个小环同学们看到的现象是(  )图A磁铁插向左环横杆发生转动B磁铁插向右环横杆发生转动C无论磁铁插向左环还是右环横杆都不发生转动D无论磁铁插向左环还是右环横杆都发生转动答案 B解析 左环没有闭合在磁铁插入过程中不产生感应电流故横杆不发生转动右环闭合在磁铁插入过程中产生感应电流横杆将发生转动故B正确如图所示MN是一根固定在光滑水平面上的通电长直导线电流方向如图所示今将一矩形金属线框abcd放在导线上ab边平行于MN让线框的位置偏向导线的左边两者彼此绝缘当导线上的电流突然增大时线框整个受力为(  )图A受力向右B受力向左C受力向上D受力为零答案 A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原磁通量的变化则线框将向能使磁通量减小的方向运动即向右移动故A正确B、C、D错误如图所示粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方快速经过时若线圈始终不动则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是(重力加速度为g)(  )图AFN先小于mg后大于mg运动趋势向左BFN先大于mg后小于mg运动趋势向左CFN先小于mg后大于mg运动趋势向右DFN先大于mg后小于mg运动趋势向右答案 D解析 条形磁铁从线圈正上方由左向右运动的过程中线圈中的磁通量先增大后减小根据楞次定律的ldquo来拒去留rdquo可知线圈先有向下和向右运动的趋势后有向上和向右运动的趋势故线圈受到的支持力先大于重力后小于重力运动趋势向右故选D如图所示一个有弹性的金属线圈被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方直导线与线圈在同一竖直面内当通电直导线中电流增大时金属线圈的面积S和橡皮绳的长度l将(  )图AS增大l变长BS减小l变短CS增大l变短DS减小l变长答案 D解析 当通电直导线中电流增大时穿过金属线圈的磁通量增大金属线圈中产生感应电流根据楞次定律感应电流的磁场要阻碍原磁通量的增大:一是用缩小面积的方式进行阻碍二是用远离直导线的方式进行阻碍故D正确如图所示两个相同的轻质铝环套在一根水平光滑绝缘杆上当一条形磁铁向左运动靠近两环时两环的运动情况是(  )图A同时向左运动间距变大B同时向左运动间距变小C同时向右运动间距变小D同时向右运动间距变大答案 B解析 磁铁向左运动穿过两环的磁通量都增加根据楞次定律感应电流的磁场将阻碍原磁通量的增加所以两者都向左运动另外两环产生的感应电流方向相同依据安培定则和左手定则可以判断两个环之间是相互吸引的所以选项A、C、D错误B正确(多选)绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上铁芯上套着一个铝环线圈与电源、开关相连如图所示线圈上端与电源正极相连闭合开关的瞬间铝环向上跳起则下列说法中正确的是(  )图A若保持开关闭合则铝环不断升高B若保持开关闭合则铝环停留在跳起后的某一高度C若保持开关闭合则铝环跳起到某一高度后将回落D如果电源的正、负极对调观察到的现象不变答案 CD解析 铝环跳起是开关闭合时铝环上产生的感应电流与通电螺线管上的电流相互作用而引起的故C、D正确(middot南通中学高二上学期期中)如图所示圆形导体线圈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闭合回路若将滑动变阻器的滑片P向下滑动下列表述正确的是(  )图A线圈a对水平桌面的压力FN将增大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中将产生顺时针方向的感应电流(俯视)答案 A解析 滑动变阻器滑片向下移动接入电路的电阻减小电流增大a中磁通量增大a线圈有收缩的趋势B、C错根据楞次定律判断a中产生逆时针方向的电流a有远离螺线管的趋势a对桌面的压力增大A正确D错误如图所示A为水平放置的胶木圆盘在其侧面均匀分布着负电荷在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属环B使B的环面水平且与圆盘面平行其轴线与胶木圆盘A的轴线OOprime重合现使胶木圆盘A由静止开始绕其轴线OOprime按箭头所示方向加速转动则(  )图A金属环B的面积有扩大的趋势丝线受到的拉力增大B金属环B的面积有缩小的趋势丝线受到的拉力减小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答案 B解析 胶木圆盘A由静止开始绕其轴线OOprime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根据右手螺旋定则知通过B的磁通量向下且增大根据楞次定律感应电流引起的效果阻碍原磁通量的增大知金属环的面积有缩小的趋势且有向上的运动趋势所以丝线的拉力减小故B正确A、C、D错误考点三 ldquo三定则一定律rdquo的综合应用如图所示在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨导轨平面与磁场垂直金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS一圆环形金属线圈T位于回路围成的区域内线框与导轨共面现让金属杆PQ突然向右运动在运动开始的瞬间关于感应电流的方向下列说法正确的是(  )图APQRS中沿顺时针方向T中沿逆时针方向BPQRS中沿顺时针方向T中沿顺时针方向CPQRS中沿逆时针方向T中沿逆时针方向DPQRS中沿逆时针方向T中沿顺时针方向答案 D解析 金属杆PQ突然向右运动则其速度v方向向右由右手定则可得金属杆PQ中的感应电流方向由Q到P则PQRS中感应电流方向为逆时针方向PQRS中感应电流产生垂直纸面向外的磁场故环形金属线圈T中为阻碍此变化会产生垂直纸面向里的磁场则T中感应电流方向为顺时针方向D正确(多选)(middot苏州市调研)如图所示是某次创意物理实验设计作品《小熊荡秋千》的原理图两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒C、D固定在铁架台上漆包线绕成的两个线圈P、Q与其组成闭合回路两个磁性很强的条形磁铁如图放置当用手左右摆动线圈P时线圈Q也会跟着摆动仿佛小熊在荡秋千以下说法正确的是(  )图AP向右摆动的过程中P中的电流方向为顺时针方向(从右向左看)BP向右摆动的过程中Q会向右摆动CP向右摆动的过程中Q会向左摆动D若使Q左右摆动P会始终保持静止答案 AB解析 穿过线圈P的磁感线方向向左P向右摆动的过程中磁通量减少根据楞次定律P中的电流方向从右向左看为顺时针方向A正确由于Q与P构成一回路Q中的电流也为顺时针方向Q线圈最下面的一条边中通过的电流垂直于纸面向外该处的磁场方向向下则该边所受的安培力向右那么Q会向右摆动B正确C错误若使Q左右摆动最下面的那条边切割磁感线运动产生感应电流则P中也相应有电流那么P将受到安培力而运动D错误考点四 从能量角度理解楞次定律如图所示条形磁铁从高h处自由下落中途穿过一个固定的空心线圈开关S断开时至落地用时t落地时速度为vS闭合时至落地用时t落地时速度为v则它们的大小关系正确的是(  )图AttvvBt=tv=vCttvvDttvv答案 D解析 开关S断开时线圈中无感应电流对磁铁无阻碍作用故磁铁自由下落a=g当S闭合时线圈中有感应电流对磁铁有阻碍作用故ag所以ttvv故D正确如图所示固定的水平长直导线中通有电流I矩形线框与导线在同一竖直平面内且水平边与导线平行线框由静止释放在下落过程中(  )图A穿过线框的磁通量保持不变B线框中感应电流方向保持不变C线框所受安培力的合力为零D线框的机械能不断增大答案 B解析 线框在下落过程中所在位置磁场减弱穿过线框的磁感线的条数减少磁通量减小故A错误下落过程中因为穿过线框的磁通量随线框下落而减小根据楞次定律感应电流的磁场方向与原磁场方向相同所以感应电流的方向不变故B正确线框左右两边受到的安培力的合力为零上边受到的安培力大于下边受到的安培力安培力合力不为零故C错误线框中产生电能机械能减小故D错误

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