2019-2020年高中物理 第一章 第三節(jié) 探究感應(yīng)電流的方向?qū)W案 粵教版選修3-2.doc
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2019-2020年高中物理 第一章 第三節(jié) 探究感應(yīng)電流的方向?qū)W案 粵教版選修3-2 1.理解楞次定律的內(nèi)容,理解楞次定律中“阻礙”二字的含義,能初步應(yīng)用楞次定律判定感應(yīng)電流的方向. 2.知道右手定則,并能用右手定則判斷導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向. 1.楞次定律:感應(yīng)電流具有這樣的方向,即感應(yīng)電流磁場(chǎng)總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化. 2.(1)右手定則:伸開右手,讓拇指跟其余四個(gè)手指垂直,并且都跟手掌在同一個(gè)平面內(nèi),讓磁感線垂直從手心進(jìn)入,拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向,其余四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向. (2)適用條件:電路中部分導(dǎo)體做切割磁感線的運(yùn)動(dòng). 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,感應(yīng)電流的能量(電能)不是憑空產(chǎn)生的,而是從其他形式的能量轉(zhuǎn)化而來的,如圖所示,當(dāng)條形磁鐵靠近線圈時(shí),線圈中產(chǎn)生圖示方向的電流,而這個(gè)感應(yīng)電流對(duì)條形磁鐵產(chǎn)生斥力,阻礙條形磁鐵的靠近,必須有外力來克服這個(gè)斥力做功,它才能移近線圈;當(dāng)條形磁鐵離開線圈時(shí),感應(yīng)電流方向與圖中所示的方向相反,感應(yīng)電流對(duì)磁鐵產(chǎn)生吸引力,阻礙條形磁鐵的離開.這里外力做功的過程就是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程. 由此可見,當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體中由于出現(xiàn)感應(yīng)電流而受到的磁場(chǎng)力必然阻礙此導(dǎo)體的相對(duì)運(yùn)動(dòng).所以楞次定律還可以表述為:當(dāng)磁體間因相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是要阻礙導(dǎo)體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng). 綜上所述,楞次定律是符合能量守恒定律的. 一、單項(xiàng)選擇題 1.如圖所示,兩個(gè)大小相等互相絕緣的導(dǎo)體環(huán),B環(huán)與A環(huán)有一很小部分面積重疊,當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)(B) A.B環(huán)內(nèi)有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流 B.B環(huán)內(nèi)有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流 C.B環(huán)內(nèi)沒有感應(yīng)電流 D.條件不足,無法判定 解析:由楞次定律中“增反減同”可知答案選B. 2.如右圖所示,兩個(gè)相同的鋁環(huán)套在一根光滑桿上,將一條形磁鐵向左插入鋁環(huán)的過程中兩環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是(C) A.同時(shí)向左運(yùn)動(dòng),間距增大 B.同時(shí)向左運(yùn)動(dòng),間距不變 C.同時(shí)向左運(yùn)動(dòng),間距變小 D.同時(shí)向右運(yùn)動(dòng),間距增大 解析:在條形磁鐵插入鋁環(huán)的過程中,穿過鋁環(huán)的磁通量增加,兩環(huán)為了阻礙磁通量的增加,應(yīng)朝條形磁鐵左端運(yùn)動(dòng),由于兩環(huán)上感應(yīng)電流方向相同,故將相互吸引,而使間距變小. 3.如圖所示,ab是一個(gè)可繞垂直于紙面的軸O轉(zhuǎn)動(dòng)的閉合矩形線框,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P自左向右滑動(dòng)時(shí),從紙外向紙內(nèi)看,線框ab將(C) A.保持靜止不動(dòng) B.逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) C.順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) D.發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),但因電源極性不明,無法確定轉(zhuǎn)動(dòng)方向 解析:滑動(dòng)變阻器R的滑片P向右滑動(dòng)時(shí),接入電路的電阻變大,電流強(qiáng)度變小,由這個(gè)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)減弱,穿過線框磁通量變?。鶕?jù)楞次定律,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流磁場(chǎng)的變化,所以線框ab應(yīng)順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),增大其垂直于磁感線方向的投影面積,才能阻礙線框的磁通量減?。? 4.如圖所示為一個(gè)圓環(huán)形導(dǎo)體,圓心為O,有一個(gè)帶正電的粒子沿如圖所示的直線從圓環(huán)表面勻速飛過,則環(huán)中的感應(yīng)電流情況是(D) A.沿逆時(shí)針方向 B.沿順時(shí)針方向 C.先沿逆時(shí)針方向后沿順時(shí)針方向 D.先沿順時(shí)針方向后沿逆時(shí)針方向 解析:由于帶正電的粒子沒有沿圓環(huán)的直徑運(yùn)動(dòng),所以它產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感線穿過圓環(huán)時(shí)不能抵消,穿過圓環(huán)的磁通量開始時(shí)向外增加,然后向外減少,根據(jù)楞次定律,圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向是先沿順時(shí)針方向,后沿逆時(shí)針方向,故D項(xiàng)正確. 二、多項(xiàng)選擇題 5.根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)一定是(CD) A.與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相同 B.與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相反 C.阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化 D.感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向取決于磁通量是增大還是減小 解析:根據(jù)楞次定律的內(nèi)容,感應(yīng)電流的磁通量阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁通量的變化,原磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反;當(dāng)原磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同,即“增反減同”. 6.如圖所示,光滑固定導(dǎo)軌M、N水平放置.兩根導(dǎo)體P、Q平行放于導(dǎo)軌上,形成一個(gè)閉合電路.當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)(AD) A.P、Q將互相靠攏 B.P、Q將互相遠(yuǎn)離 C.磁鐵的加速度仍為g D.磁鐵的加速度小于g 解析:從阻礙回路面積變化的角度看:當(dāng)磁鐵靠近閉合回路時(shí),磁通量增加,兩導(dǎo)體棒由于受到磁場(chǎng)對(duì)其中感應(yīng)電流力的作用而互相靠攏以阻礙磁通量的增加,故A項(xiàng)正確;從阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)角度看:磁鐵靠近回路時(shí)必受到阻礙靠近的向上的力的作用,因此磁鐵的加速度小于g,故D項(xiàng)正確. 7.水平桌面上放一個(gè)閉合鋁環(huán),在鋁環(huán)軸線上放一條形磁鐵,如右圖所示,當(dāng)條形磁鐵沿軸線豎直向下迅速運(yùn)動(dòng)時(shí),下列說法正確的是(AC) A.鋁環(huán)有收縮的趨勢(shì) B.鋁環(huán)有擴(kuò)張的趨勢(shì) C.鋁環(huán)對(duì)桌面的壓力增大 D.鋁環(huán)對(duì)桌面的壓力減小 解析:從阻礙回路面積變化的角度看:當(dāng)磁鐵靠近鋁環(huán)時(shí),磁通量增加,鋁環(huán)面積收縮以阻礙磁通量的增加,故A項(xiàng)正確;從阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)角度看:磁鐵靠近鋁環(huán)時(shí),鋁環(huán)必受到阻礙其靠近的向下的力的作用,使桌面壓力增大,故C項(xiàng)正確. 8.如圖所示,質(zhì)量為m的銅質(zhì)小閉合線圈靜置于粗糙水平桌面上.當(dāng)一個(gè)豎直放置的條形磁鐵貼近線圈,沿線圈中線由左至右從線圈正上方等高、快速經(jīng)過時(shí),線圈始終保持不動(dòng).則關(guān)于線圈在此過程中受到的支持力FN和摩擦力Ff的情況,以下判斷正確的是(AD) A.FN先大于mg,后小于mg B.FN一直大于mg C.Ff先向左,后向右 D.Ff一直向左 解析:條形磁鐵貼近線圈,沿線圈中線由左至右從線圈正上方等高、快速經(jīng)過時(shí),線圈中磁通量先增大后減小,由楞次定律中“來拒去留”關(guān)系可知A、D項(xiàng)正確,B、C兩項(xiàng)錯(cuò)誤. 9.如圖所示,要使Q線圈產(chǎn)生圖示方向的電流,可采用的方法有(AD) A.閉合電鍵K B.閉合電鍵K后,把R向右滑動(dòng) C.閉合電鍵K后,把P中的鐵芯從左邊抽出 D.閉合電鍵K后,把Q靠近P 解析:根據(jù)圖中電流的方向,用右手定則知P中磁場(chǎng)方向向右,Q中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)向左,兩者反向.由楞次定律“增反減同”,引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)即穿過Q中P的磁場(chǎng)是增大.判斷A、D正確. 三、非選擇題(按題目要求作答.解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程和重要演算步驟,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位.) 10.一靈敏電流計(jì)(電流表),當(dāng)電流從它的正接線柱流入時(shí),指針向正接線柱一側(cè)偏轉(zhuǎn).現(xiàn)把它與一個(gè)線圈串聯(lián),試就如圖中各圖指出: (1)圖(a)中靈敏電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)方向?yàn)開___________(填“偏向正極”或“偏向負(fù)極”). (2)圖(b)中磁鐵下方的極性是________(填“N極”或“S極”). (3)圖(c)中磁鐵的運(yùn)動(dòng)方向是________(填“向上”或“向下”). (4)圖(d)中線圈從上向下看的電流方向是______(填“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”). 解析:(1)磁鐵向下運(yùn)動(dòng),穿過線圈的磁通量增加,原磁場(chǎng)方向向下,根據(jù)楞次定律感應(yīng)電流方向俯視為逆時(shí)針方向,從正接線柱流入電流計(jì),指針偏向正極. (2)由圖可知,電流從負(fù)接線柱流入電流計(jì),根據(jù)安培定則,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向下,又磁通量增加,根據(jù)楞次定律可知,磁鐵下方為S極. (3)磁場(chǎng)方向向下,電流從負(fù)接線柱流入電流計(jì),根據(jù)安培定則,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向下,根據(jù)楞次定律可知,磁通量減小,磁鐵向上運(yùn)動(dòng). (4)磁鐵向下運(yùn)動(dòng),穿過線圈的磁通量增加,原磁場(chǎng)方向向上,根據(jù)楞次定律感應(yīng)電流方向俯視為順時(shí)針方向. 答案:(1)偏向正極 (2)S極 (3)向上 (4)順時(shí)針 11.如圖所示,金屬環(huán)A用輕線懸掛,與長(zhǎng)直螺線管共軸,并位于其左側(cè).若變阻器滑片P向左移動(dòng),則金屬環(huán)A將向______(填“左”或“右”)運(yùn)動(dòng),并有______(填“收縮”或“擴(kuò)張”)趨勢(shì). 解析:本題考查楞次定律的理解及應(yīng)用.滑片P向左移動(dòng)時(shí),電阻減小,電流增大,穿過金屬環(huán)A的磁通量增加,根據(jù)楞次定律,金屬環(huán)將向左運(yùn)動(dòng),并有收縮趨勢(shì). 答案:左 收縮- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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