2019-2020年高考物理拉分題專項訓(xùn)練 專題23 楞次定律的靈活應(yīng)用(含解析).doc
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2019-2020年高考物理拉分題專項訓(xùn)練 專題23 楞次定律的靈活應(yīng)用(含解析) 一、考點精析: 題型分類與解題思路: 題型1、判斷感應(yīng)電流的方向——基本應(yīng)用 思路: 題型2、判斷物體的受力情況、運動趨勢、線圈的面積變化——拓展應(yīng)用 思路: 題型3、判斷與自感現(xiàn)象相關(guān)的問題——拓展應(yīng)用 思路: 二、經(jīng)典考題: 例題1、(感應(yīng)電流的方向) 如圖所示,一水平放置的矩形閉合線圈abcd在細(xì)長磁鐵的N極附近豎直下落,保持bc邊在紙外,ad邊在紙內(nèi),由圖中的位置Ⅰ經(jīng)過位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ.在這個過程中,線圈中的感應(yīng)電流( ) A.始終沿abcd方向 B.始終沿dcba方向 C.由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd方向,由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba方向 D.由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba方向,由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd方向 例題2、(受力情況) 如圖所示,一質(zhì)量為m的條形磁鐵用細(xì)線懸掛在天花板上,細(xì)線一水平金屬圓環(huán)中穿過.現(xiàn)將環(huán)從位置Ⅰ釋放,環(huán)經(jīng)過磁鐵到達(dá)位置Ⅱ.設(shè)環(huán)經(jīng)過磁鐵上端和下端附近時細(xì)線的張力分別為T1和T2,重力加速度大小為g,則:T1 mg,T2 mg(選填“>”,“=”或“<”) 解析: 例題3、(受力情況、運動趨勢) 如圖所示,甲圖中A、B為兩個相同的環(huán)形線圈,共軸并靠近放置,A線圈中通如圖乙所示的交變電流i,則( ?。? A.從t1到t2時間內(nèi)A、B兩線圈吸引 B.從t2到t3時間內(nèi)A、B兩線圈相斥 C.t1時刻兩線圈間作用力為零 D.t2時刻兩線圈間的吸引力最大 解析: A、先通過分析A中的電流變化引起的磁場變化,再用楞次定律找出B的感應(yīng)電流磁場,然后判斷出B的電流方向,再判斷B受到的安培力的方向,然后就能判斷運動趨勢; 但是過程太繁瑣,本專題研究的是靈活應(yīng)用, 可以這么判斷: A的磁場通過B的磁通量有保持不變的趨勢(即阻礙其磁通量的變化),因為A電流變小,所有通過B的磁感應(yīng)強度減小,要盡量保持磁通量不變,所以B線圈就有往磁感應(yīng)強度大的區(qū)域運動的趨勢(和線圈面積增大的趨勢),所有二者一定有靠近的趨勢,故A正確; B、方法同上,故B正確; C、由題意可知,在t1時刻,線圈A中的電流最大,而磁通量的變化率是最小的,所以線圈B感應(yīng)電流也是最小,因此兩線圈間作用力為零,故C正確; D、在t2時刻,線圈A中的電流最小,而磁通量的變化率是最大的,所以線圈B感應(yīng)電流也是最大,但A、B間的相互作用力最小,故D錯誤 例題4、(線圈面積變化) 如圖所示,光滑固定導(dǎo)軌MN水平放置,兩根導(dǎo)體棒PQ平行放在導(dǎo)軌上,形成閉合回路.一條形磁鐵從上向下迅速接近回路時,可動的兩導(dǎo)體棒PQ將( ) A.保持不動 B.兩根導(dǎo)體相互遠(yuǎn)離 C.兩根導(dǎo)體相互靠近 D.無法判斷 解析: 當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時,穿過回路的磁通量增加,根據(jù)楞次定律:感應(yīng)電流的磁場總是阻礙磁通量的變化,可知磁感應(yīng)強度B要增加,則面積S就要減小,所以P、Q將互相靠攏,回路的面積減小一點,起到阻礙原磁通量增加的作用,故C正確。 例題5、(自感現(xiàn)象相關(guān)的問題) 如圖所示,開關(guān)S接通后小燈泡可以正常發(fā)光,開關(guān)S斷開后小燈泡閃亮一下后熄滅.下列說法正確的是( ) A.燈泡的電阻RA大于線圈的電阻RL B.燈泡的電阻RA小于線圈的電阻RL C.開關(guān)斷開的瞬間,小燈泡中電流由a流向b D.開關(guān)斷開的瞬間,小燈泡中電流由b流向a 解析: 迅速斷開開關(guān)S時,線圈中電流開始減小,磁通量開始減小產(chǎn)生自感電動勢,阻礙電流的減小,則線圈中電流I1逐漸減小為零. A、開關(guān)S斷開后小燈泡閃亮一下后熄滅,可得,斷開前,通過A電流小于L的電流,則燈泡的電阻RA大于線圈的電阻RL,故A正確,B錯誤. C、D,迅速斷開開關(guān)S時,燈泡中原來的電流I2突然減小到零,線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流流過燈泡,燈泡E中電流由Il逐漸減為零,方向與I2相反,即由b流向a.故錯誤C,D正確。 三、鞏固練習(xí): 1、面積S=0.2m2,n=100匝的圓形線圈,處在如圖所示的磁場內(nèi),磁感應(yīng)強度隨時間t變化的規(guī)律是B=0.02t,R=3Ω,C=30μF,線圈電阻r=1Ω,求: (1)通過R的電流大小和方向; (2)電容器的電荷量. 解析: (1)由法拉第電磁感應(yīng)定律可得: 則電路中電流; 由題意知線圈中的磁通量增大,則由楞次定律可得線圈電流方向為逆時針,故R中電流方向從b指向a; 即通過R的電流大小為0.1A方向從b指向a. (2)由歐姆定律可得 R兩端的電壓U=IR=0.3V; 則電容器的電量Q=UC=910-6C; 即電容器的電荷量為910-6C。 2、圓形導(dǎo)線框固定在勻強磁場中,磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直,規(guī)定磁場的正方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強度B隨時間變化的規(guī)律如圖7所示.若規(guī)定順時針方向為感應(yīng)電流i的正方向,則導(dǎo)線框中的感應(yīng)電流圖象正確的是( ). 解析: 磁場在0~1s、1s~3s、3s~4s這三段時間內(nèi)都是均勻變化,所以對應(yīng)的時間內(nèi)產(chǎn)生的電流一定是恒定電流,所以A選項一定是錯誤的; 在0~1s內(nèi),磁場向里增強,根據(jù)楞次定律可知,感應(yīng)電磁的磁場一定是向外,由右手螺旋定則可知,感應(yīng)電流是逆時針方向的,即為負(fù)方向,所以C一定錯誤; 而1s~3s磁場磁通量的變化率是定值,所以電流不會改變方向,所以B一定錯誤;所以D正確。 3、如圖a所示,兩個閉合圓形線圈A、B的圓心重合,放在同一水平面內(nèi),線圈A中通以如圖b所示的交變電流,t=0時電流方向為順時針(如圖箭頭所示),在t1~t2時間段內(nèi),線圈B內(nèi)有 (填“順時針”或“逆時針”)方向的電流,線圈有 (“擴(kuò)張”或“收縮”)的趨勢. 解析: 在t1~t2時間內(nèi),對于線圈A的逆時針方向電流增大,導(dǎo)致線圈B磁通量增大,感應(yīng)電流的磁場與它相反,根據(jù)安培定則可知,線圈A在線圈B內(nèi)部產(chǎn)生磁場方向垂直紙面向外,則線圈B內(nèi)有順時針方向的電流.此時線圈B的電流方向與線圈A電流方向相反,由異向電流相互排斥,可知線圈間有相互排斥,所以線圈B有的擴(kuò)張的趨勢。 4、如圖所示,MN是一根固定的通電長直導(dǎo)線,電流方向向上,今將一金屬線框放在導(dǎo)線上,讓線框的位置偏向MN的左邊,兩者彼此絕緣,當(dāng)MN中的電流突然增大時,線框整體受力情況為( ?。? A.受力向上 B.受力向左 C.受力向右 D.受力為零 解析: 金屬線框放在導(dǎo)線MN上,導(dǎo)線中電流產(chǎn)生磁場,根據(jù)安培定則判斷可知,線框左右兩側(cè)磁場方向相反,線框左側(cè)的磁通量大于線框右側(cè)的磁通量,磁通量存在抵消的情況.當(dāng)導(dǎo)線中電流增大時,穿過線框的磁通量增大,線框產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)楞次定律可知,感應(yīng)電流的磁場要阻礙磁通量的變化,則線框?qū)⑾虼磐繙p小方向運動,即向右移動,故C正確。 5、如圖α所示,圓形線圈P靜止在水平桌面上,其正上方固定一螺線管Q,P和Q共軸,Q中通有變化電流i,電流隨時間變化的規(guī)律如圖b所示,P所受的重力為G,桌面對P的支持力為N,則在下列時刻 AB A.t1時刻N>G,P有收縮的趨勢. B.t2時刻N=G,此時穿過P的磁通量最大. C.t3時刻N=G,此時P中無感應(yīng)電流. D.t4時刻N<G,此時穿過P的磁通量最小 解析: A、當(dāng)螺線管中電流增大時,其形成的磁場不斷增強,因此線圈P中的磁通量增大,根據(jù)楞次定律可知線圈P將阻礙其磁通量的增大,故線圈有遠(yuǎn)離和面積收縮的趨勢,故A正確; B、D當(dāng)螺線管中電流不變時,其形成磁場不變,線圈P中的磁通量不變,因此磁鐵線圈中無感應(yīng)電流產(chǎn)生,故t2時刻N=G,此時穿過P的磁通量最大,故B正確,D錯誤; C、t3時刻螺線管中電流為零,但是線圈P中磁通量是變化的,因此此時線圈中有感應(yīng)電流,此瞬間螺線管中電流為零,兩線圈間沒有作用力,因此此時N=G,故C錯誤。 6、如圖所示為演示自感現(xiàn)象的實驗電路,電感線圈的自感系數(shù)均比較大,下列判斷正確的是( ?。? A.甲圖接通S時,燈A1、A2立即正常發(fā)光 B.甲圖斷開S后,燈A1、A2同時熄滅 C.乙圖接通S后,燈A逐漸變亮 D.乙圖斷開S時,燈A立即熄滅。 解析: A、由題,接通時,電感L電流增大,產(chǎn)生自感電動勢,根據(jù)楞次定律得知,自感電動勢阻礙電流的增大,使得電路中電流只能逐漸增大,所以閉合開關(guān)的瞬間,通過A1燈的電流小于通- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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