《浙江省高中物理 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32》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浙江省高中物理 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32（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、创新设计创新设计课堂自测要点突破第第4课时习题课：楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用课时习题课：楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用创新设计创新设计课堂自测要点突破一、楞次定律的应用方法一、楞次定律的应用方法1.“增反减同增反减同”法法感应电流的磁场，总是阻碍引起感应电流的磁通量感应电流的磁场，总是阻碍引起感应电流的磁通量(原磁场磁通量原磁场磁通量)的变化。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。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。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
2、。口诀记为口诀记为“增反减同增反减同”创新设计创新设计课堂自测要点突破【例【例1】 如图如图1所示，一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺线管，则电路中所示，一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺线管，则电路中()图图1A.始终有感应电流自始终有感应电流自a向向b流过电流表流过电流表GB.始终有感应电流自始终有感应电流自b向向a流过电流表流过电流表GC.先有先有aGb方向的感应电流，后有方向的感应电流，后有bGa方向的感应电流方向的感应电流D.将不会产生感应电流将不会产生感应电流创新设计创新设计课堂自测要点突破解解析析当当条条形形磁磁铁铁进进入入螺螺线线管管的的时时候候，闭闭合合线线圈圈中中的的磁磁通
3、通量量增增加加；当当条条形形磁磁铁铁穿穿出出螺螺线线管管时时，闭闭合合线线圈圈中中的的磁磁通通量量减减少少，根根据据增增反反减减同同可可知知，感感应应电电流流的的方方向向先先为为aGb，后为，后为bGv，选项，选项C正确。正确。答案答案C创新设计创新设计课堂自测要点突破【跟跟踪踪训训练练1】 如如图图2所所示示，AOC是是光光滑滑的的金金属属轨轨道道，AO沿沿竖竖直直方方向向，OC沿沿水水平平方方向向，PQ是是一一根根金金属属直直杆杆立立在在导导轨轨上上，直直杆杆从从图图示示位位置置由由静静止止开开始始在在重重力力作作用用下下运运动动，运运动动过过程程中中Q端端始始终终在在OC上上，空空间间存
4、存在在着着垂垂直直纸纸面面向向外外的的匀匀强强磁磁场场，则则在在PQ杆杆滑滑动动的的过程中，下列判断正确的是过程中，下列判断正确的是()图图2A.感应电流的方向始终是由感应电流的方向始终是由PQB.感应电流的方向先是由感应电流的方向先是由PQ，后是由，后是由QP创新设计创新设计课堂自测要点突破C.PQ受磁场力的方向垂直于杆向左受磁场力的方向垂直于杆向左D.PQ受磁场力的方向先垂直于杆向右，后垂直于杆向左受磁场力的方向先垂直于杆向右，后垂直于杆向左解解析析在在PQ杆杆滑滑动动的的过过程程中中，杆杆与与导导轨轨所所围围成成的的三三角角形形面面积积先先增增大大后后减减小小，三三角角形形POQ内内的的
5、磁磁通通量量先先增增大大后后减减小小，由由“增增反反减减同同”法法可可知知，感感应应电电流流的的磁磁场场方方向向先先向向里里后后向向外外，感感应应电电流流的的方方向向先先由由PQ，后后由由QP，B项项正正确确，A项项错错误误；再再由由PQ中电流方向及左手定则可判断中电流方向及左手定则可判断C、D项错误。项错误。答案答案B创新设计创新设计课堂自测要点突破2.“来拒去留来拒去留”法法导导体体与与磁磁场场相相对对运运动动产产生生电电磁磁感感应应现现象象时时，产产生生的的感感应应电电流流的的导导体体受受到到磁磁场场的的安安培培力，这个安培力会力，这个安培力会“阻碍阻碍”相对运动，口诀记为相对运动，口诀
6、记为“来拒去留来拒去留”。创新设计创新设计课堂自测要点突破图图3A.向右摆动向右摆动 B. .向左摆动向左摆动C.静止静止 D. .无法判定无法判定解解析析根根据据产产生生感感应应电电流流的的导导体体所所受受安安培培力力阻阻碍碍相相对对运运动动的的“来来拒拒去去留留”法法判判断断知知，铜环的运动情况是向右摆动，故选项铜环的运动情况是向右摆动，故选项A正确。正确。答案答案A【例【例2】 如图如图3所示，当磁铁突然向铜环运动时，铜环的运动情况是所示，当磁铁突然向铜环运动时，铜环的运动情况是()创新设计创新设计课堂自测要点突破【跟跟踪踪训训练练2】 如如图图4所所示示，闭闭合合导导体体环环固固定定，
7、条条形形磁磁铁铁S极极向向下下以以初初速速度度v0沿沿过过导导体体环环圆圆心心的的竖竖直直线线下下落落并并穿穿过过导导体体环环，不不计计空空气气阻阻力力，下下列列关关于于导导体体环环中中感感应应电电流流方方向向(俯俯视视)和和条条形形磁磁铁铁加速度的说法正确的是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远离导体环时条形磁铁加速度大于g图图4创新设计创新设计课堂自测要点突破解解析析从从“阻阻碍碍磁
8、磁通通量量变变化化”来来看看，原原磁磁场场方方向向向向上上，磁磁感感应应强强度度大大小小是是先先增增后后减减，感感应应电电流流产产生生的的磁磁场场方方向向先先向向下下后后向向上上，感感应应电电流流方方向向先先顺顺时时针针后后逆逆时时针针，选选项项A正正确确，B错错误误；从从“阻阻碍碍相相对对运运动动”来来看看，先先排排斥斥后后吸吸引引，条条形形磁磁铁铁加加速速度度都都小小于于g，选项，选项C正确，正确，D错误。错误。答案答案AC创新设计创新设计课堂自测要点突破3.“增缩减扩增缩减扩”法法当当闭闭合合电电路路中中有有感感应应电电流流产产生生时时，闭闭合合电电路路的的各各部部分分导导线线就就会会受
9、受到到安安培培力力作作用用，会会使闭合电路的面积有变化使闭合电路的面积有变化(或有变化趋势或有变化趋势)。(1)若原磁通量增加，则通过减小有效面积起到阻碍的作用。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。若原磁通量减小，则通过增大有效面积起到阻碍的作用。口诀口诀记为记为“增缩减扩增缩减扩”。温馨温馨提示提示本方法适用于磁感线单方向穿过闭合回路的情况。本方法适用于磁感线单方向穿过闭合回路的情况。创新设计创新设计课堂自测要点突破【例例3】 如如图图5所所示示，在在载载流流直直导导线线近近旁旁固固定定有有两两平平行行光光滑滑导导轨轨A、
10、B，导导轨轨与与直直导导线线平平行行且且在在同同一一水水平平面面内内，在在导导轨轨上上有有两两可可自自由由滑滑动动的的导导体体ab和和cd。当当载载流流直直导导线线中中的的电电流流逐逐渐渐增增强强时时，导体导体ab和和cd的运动情况是的运动情况是()A.一起向左运动一起向左运动B.一起向右运动一起向右运动C.ab和和cd相向运动，相互靠近相向运动，相互靠近D.ab和和cd相背运动，相互远离相背运动，相互远离解解析析当当载载流流直直导导线线中中的的电电流流逐逐渐渐增增强强时时，穿穿过过闭闭合合回回路路的的磁磁通通量量增增大大，根根据据“增增缩减扩缩减扩”法可知，导体法可知，导体ab和和cd所围的
11、面积减小，则两者相向运动，故选项所围的面积减小，则两者相向运动，故选项C正确。正确。答案答案C图图5创新设计创新设计课堂自测要点突破【跟跟踪踪训训练练3】 (2017宁宁波波效效实实中中学学模模拟拟考考试试)一一种种具具有有独独特特属属性性的的新新型型合合金金能能够够将将热热能能直直接接转转化化为为电电能能，具具体体而而言言，只只要要略略微微提提高高温温度度，这这种种合合金金会会从从非非磁磁性性合合金金变变成成强强磁磁性性合合金金，从从而而在在环环绕绕它它的的线线圈圈中中产产生生电电流流，其其简简化化模模型型如如图图6所所示示。M为为圆圆柱柱形形合合金金材材料料，N为为线线圈圈，套套在在圆圆柱
12、柱形形合合金金材材料料上上，线线圈圈的的半半径径大大于于合合金金材材料料的的半半径径。现现对对M进行加热，假设进行加热，假设M变为强磁性合金时，磁感线在变为强磁性合金时，磁感线在M内沿轴线方向，则内沿轴线方向，则()图图6创新设计创新设计课堂自测要点突破A.N中将产生逆时针方向的电流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中将产生顺时针方向的电流C.N线圈有收缩的趋势线圈有收缩的趋势D.N线圈有扩张的趋势线圈有扩张的趋势解解析析当当对对M加加热热使使其其温温度度升升高高时时，M从从非非磁磁性性合合金金变变为为强强磁磁性性合合金金，穿穿过过N的的磁磁通通量量增增加加，根根据据“增增
13、缩缩减减扩扩”法法可可知知，N有有扩扩张张的的趋趋势势才才能能使使穿穿过过N的的磁磁通通量量减减少少，选选项项C错错误误，选选项项D正正确确；由由于于不不知知M的的磁磁场场方方向向，故故不不能能判判断断N中中感感应应电电流流的的方方向向，选项选项A、B错误。错误。答案答案D创新设计创新设计课堂自测要点突破4.“增离减靠增离减靠”法法发发生生电电磁磁感感应应现现象象时时，通通过过什什么么方方式式来来“阻阻碍碍”原原磁磁通通量量的的变变化化要要根根据据具具体体情情况况而而定定。可可能能是是阻阻碍碍导导体体的的相相对对运运动动，也也可可能能是是改改变变线线圈圈的的有有效效面面积积，还还可可能能是是通
14、通过过远远离或靠近变化的磁场源来阻碍原磁通量的变化。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。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。若原磁通量减小，则通过靠近磁场源起到阻碍的作用。口诀记为口诀记为“增离减靠增离减靠”。创新设计创新设计课堂自测要点突破【例例4】 一一长长直直铁铁芯芯上上绕绕有有一一固固定定线线圈圈M，铁铁芯芯右右端端与与一一木木质质圆圆柱柱密密接接，木木质质圆圆柱柱上上套套有有一一闭闭合合金金属属环环N，N可可在在木木质质圆圆柱柱上上无无摩摩擦擦移移动动，M连连
15、接接在在如如图图7所所示示的的电电路路中中，其其中中R为为滑滑动动变变阻阻器器，E1和和E2为为直直流流电电源源，S为为单单刀刀双双掷掷开开关关，下下列列情情况况中中，可可观观测测到到N向左运动的是向左运动的是()图图7创新设计创新设计课堂自测要点突破A.在在S断开的情况下，断开的情况下，S向向a闭合的瞬间闭合的瞬间B.在在S断开的情况下，断开的情况下，S向向b闭合的瞬间闭合的瞬间C.在在S已向已向a闭合的情况下，将闭合的情况下，将R的滑片向的滑片向c端移动时端移动时D.在在S已向已向a闭合的情况下，将闭合的情况下，将R的滑片向的滑片向d端移动时端移动时解解析析金金属属环环N向向左左运运动动，
16、根根据据“增增离离减减靠靠”法法可可知知，穿穿过过N的的磁磁通通量量在在减减小小，说说明线圈明线圈M中的电流在减小，故选项中的电流在减小，故选项C正确。正确。答案答案C创新设计创新设计课堂自测要点突破【跟跟踪踪训训练练4】 如如图图8所所示示，导导轨轨间间的的磁磁场场方方向向垂垂直直于于纸纸面面向向里里，当当导导体体棒棒MN在在导导轨轨上上水水平平向向右右加加速速滑滑动动时时，正正对对电电磁磁铁铁A的的圆圆形形金金属属环环B中中(导导体体棒棒切切割割磁磁感感线线速速度度越越大大，感应电流越大感应电流越大)()A.有感应电流，且有感应电流，且B被被A吸引吸引B.无感应电流无感应电流C.可能有，也
17、可能没有可能有，也可能没有感应电流感应电流D.有感应电流，且有感应电流，且B被被A排斥排斥解解析析MN向向右右加加速速滑滑动动，MN中中的的电电流流大大小小在在逐逐渐渐变变大大，电电磁磁铁铁A的的磁磁场场逐逐渐渐增增强强，根根据据“增增离离减减靠靠”法法可可知知，B环环中中有有感感应应电电流流，且且B被被A排排斥斥，故故D正正确确，A、B、C错误。错误。答案答案D图图8创新设计创新设计课堂自测要点突破二、法拉第电磁感应定律的应用二、法拉第电磁感应定律的应用创新设计创新设计课堂自测要点突破图图9创新设计创新设计课堂自测要点突破答案答案C创新设计创新设计课堂自测要点突破【跟跟踪踪训训练练5】 在在
18、范范围围足足够够大大、方方向向竖竖直直向向下下的的匀匀强强磁磁场场中中，B0.2 T，有有一一水水平平放放置置的的光光滑滑框框架架，宽宽度度为为l0.4 m，如如图图10所所示示，框框架架上上放放置置一一质质量量为为0.05 kg、电电阻阻为为1 的的金金属属杆杆cd，框框架架电电阻阻不不计计。若若cd杆杆以以恒恒定定加加速速度度a2 m/s2，由由静静止止开开始始做做匀匀变变速直线运动，则：速直线运动，则：图图10(1)在在5 s内平均感应电动势是多少？内平均感应电动势是多少？(2)第第5 s末，回路中的电流多大？末，回路中的电流多大？(3)第第5 s末，作用在末，作用在cd杆上的水平外力多
19、大？杆上的水平外力多大？创新设计创新设计课堂自测要点突破创新设计创新设计课堂自测要点突破答案答案(1)0.4 V(2)0.8 A(3)0.164 N创新设计创新设计课堂自测要点突破2.电磁感应过程中通过导体截面的电荷量电磁感应过程中通过导体截面的电荷量创新设计创新设计课堂自测要点突破【例例6】 在在匀匀强强磁磁场场中中，有有一一个个接接有有电电容容器器的的导导线线回回路路，如如图图11所所示示，已已知知电电容容C30 F，回回路路的的长长和和宽宽分分别别为为l15 cm，l28 cm，磁场变化率为，磁场变化率为5102 T/s，则，则()A.电容器带电荷量为电容器带电荷量为2109 CB.电容
20、器带电荷量为电容器带电荷量为4109 CC.电容器带电荷量为电容器带电荷量为6109 CD.电容器带电荷量为电容器带电荷量为8109 C图图11答案答案C创新设计创新设计课堂自测要点突破【跟跟踪踪训训练练6】 如如图图12所所示示，将将直直径径为为d，电电阻阻为为R的的闭闭合合金金属属环环从从匀匀强强磁磁场场B中中拉拉出出，求这一求这一过程过程图图12(1)磁通量的改变量；磁通量的改变量；(2)通过金属环某一截面的电荷量。通过金属环某一截面的电荷量。创新设计创新设计课堂自测要点突破创新设计创新设计课堂自测要点突破3.电磁感应中的导体转动切割磁感线问题电磁感应中的导体转动切割磁感线问题如如图图1
21、3所所示示，长长为为l的的金金属属棒棒ab，绕绕b端端在在垂垂直直于于匀匀强强磁磁场场的的平平面面内内以以角角速速度度匀匀速速转动，磁感应强度大小为转动，磁感应强度大小为B，ab棒所产生的感应电动势大小可用下面两种方法推出。棒所产生的感应电动势大小可用下面两种方法推出。图图13创新设计创新设计课堂自测要点突破方方法法一一：棒棒上上各各处处速速率率不不同同，故故不不能能直直接接用用公公式式EBlv求求，由由vr可可知知，棒棒上上各各点的线速度跟半径成正比，故可用棒的中点的速度作为平均切割速度代入公式计算。点的线速度跟半径成正比，故可用棒的中点的速度作为平均切割速度代入公式计算。创新设计创新设计课
22、堂自测要点突破【例例7】 如如图图14，直直角角三三角角形形金金属属框框abc放放置置在在匀匀强强磁磁场场中中，磁磁感感应应强强度度大大小小为为B，方方向向平平行行于于ab边边向向上上。当当金金属属框框绕绕ab边边以以角角速速度度逆逆时时针针转转动动时时，已已知知bc边边的的长长度度为为l，下下列列判判断断正正确确的的是是()A.金属框中无电流金属框中无电流B.金属框中电流方向沿金属框中电流方向沿abcaC.UbcBl2图图14创新设计创新设计课堂自测要点突破答案答案A创新设计创新设计课堂自测要点突破【跟跟踪踪训训练练7】 一一个个电电阻阻是是R，半半径径为为r的的单单匝匝线线圈圈放放在在磁磁
23、感感应应强强度度为为B的的匀匀强强磁磁场场中中，如如图图15所所示示，若若以以线线圈圈的的直直径径为为轴轴旋旋转转180，则在此过程中，导线横截面上通过的电荷量为，则在此过程中，导线横截面上通过的电荷量为()答案答案 C图图15创新设计创新设计课堂自测要点突破1.如如图图16所所示示，A、B为为大大小小、形形状状均均相相同同且且内内壁壁光光滑滑、用用不不同同材材料料制制成成的的圆圆筒筒，竖竖直直固固定定在在相相同同高高度度，两两个个相相同同的的条条形形磁磁铁铁，同同时时从从A、B上上端端管管口口同同一一高高度度无无初初速速度度同同时时释释放放，穿穿过过A管管的的条条形形磁磁铁铁比比穿穿过过B管
24、管的的条条形形磁磁铁铁先先落落到到地地面面。下下面面关关于于两两管管的的制制作材料的描述可能的是作材料的描述可能的是()图图16创新设计创新设计课堂自测要点突破A.A管是用塑料制成的，管是用塑料制成的，B管是用铜制成的管是用铜制成的B.A管是用铝制成的，管是用铝制成的，B管是用胶木制成的管是用胶木制成的C.A管是用胶木制成的，管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的管是用塑料制成的D.A管是铜制成的，管是铜制成的，B管是用塑料制成的管是用塑料制成的解解析析如如果果圆圆筒筒是是用用金金属属材材料料制制成成的的，当当条条形形磁磁铁铁进进入入和和离离开开筒筒口口位位置置时时都都会会产产生生感感应应电电流
25、流。磁磁铁铁和和圆圆筒筒之之间间有有力力的的作作用用，阻阻碍碍其其产产生生相相对对运运动动，故故落落地地较较晚晚。如如果果筒筒由由绝绝缘缘材材料料制制成成，则则不不会会产产生生感感应应电电流流，两两者者之之间间没没有有力力的的作作用用。磁磁铁铁做做自自由由落落体运动通过圆筒，用时较少，先落地。体运动通过圆筒，用时较少，先落地。答案答案A创新设计创新设计课堂自测要点突破2.如如图图17所所示示，圆圆环环形形导导体体线线圈圈a平平放放在在水水平平桌桌面面上上，在在a的的正正上上方方固固定定一一竖竖直直螺螺线线管管b，二二者者轴轴线线重重合合，螺螺线线管管与与电电源源和和滑滑动动变变阻阻器器连连接接
26、成成如如图图所所示示的的电电路路。若若将将滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑片片P向向下下滑动，下列表述正确的是滑动，下列表述正确的是()A.线圈线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流中将产生俯视逆时针方向的感应电流B.穿过线圈穿过线圈a的磁通量变小的磁通量变小C.线圈线圈a有扩张的趋势有扩张的趋势D.线圈线圈a对水平桌面的压力对水平桌面的压力FN将增大将增大图图17创新设计创新设计课堂自测要点突破解解析析若若将将滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑片片P向向下下滑滑动动，螺螺线线管管b中中电电流流增增大大，根根据据楞楞次次定定律律和和安安培培定定则则，线线圈圈a中中将将产产生生俯俯视视逆逆时时针针方方向向
27、的的感感应应电电流流，穿穿过过线线圈圈a的的磁磁通通量量变变大大，线线圈圈a有有缩缩小小和和远远离离线线圈圈b的的趋趋势势，线线圈圈a对对水水平平桌桌面面的的压压力力FN将将增增大大，选选项项B、C错错误误，A、D正确。正确。答案答案AD创新设计创新设计课堂自测要点突破3.如如图图18所所示示，在在空空间间存存在在着着竖竖直直向向下下的的匀匀强强磁磁场场，磁磁感感应应强强度度为为B。一一水水平平放放置置的的长长度度为为L的的金金属属杆杆ab与与圆圆弧弧形形金金属属导导轨轨P、Q紧紧密密接接触触，P、Q之之间间接接有有电电容容为为C的的电电容容器器。若若ab杆杆绕绕a点点以以角速度角速度沿逆时针
28、方向匀速转动，则下列说法正确的是沿逆时针方向匀速转动，则下列说法正确的是()A.电容器与电容器与a相连的极板带正电相连的极板带正电B.电容器与电容器与b相连的极板带正电相连的极板带正电图图18创新设计创新设计课堂自测要点突破答案答案AD创新设计创新设计课堂自测要点突破4.如如图图19所所示示，将将一一半半径径为为r的的金金属属圆圆环环在在垂垂直直于于环环面面的的磁磁感感应应强强度度为为B的的匀匀强强磁磁场场中中用用力力握握中中间间成成“8”字字型型，并并使使上上、下下两两圆圆半半径径相相等等。如如果环的电阻为果环的电阻为R，则此过程中流过环的电荷量为，则此过程中流过环的电荷量为()答案答案 B图图19
