2019-2020年高考物理拉分題專項(xiàng)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(xiàng)訓(xùn)練 專題23 楞次定律的靈活應(yīng)用（含解析） 一、考點(diǎn)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(yùn)動(dòng)趨勢(shì)、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(zhǎng)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(gè)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(shí)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(yùn)動(dòng)趨勢(shì)） 如圖所示，甲圖中A、B為兩個(gè)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(shí)間內(nèi)A、B兩線圈吸引 B．從t2到t3時(shí)間內(nèi)A、B兩線圈相斥 C．t1時(shí)刻兩線圈間作用力為零 D．t2時(shí)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(chǎng)變化，再用楞次定律找出B的感應(yīng)電流磁場(chǎng)，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(yùn)動(dòng)趨勢(shì)； 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(chǎng)通過B的磁通量有保持不變的趨勢(shì)（即阻礙其磁通量的變化），因?yàn)锳電流變小，所有通過B的磁感應(yīng)強(qiáng)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(qiáng)度大的區(qū)域運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)（和線圈面積增大的趨勢(shì)），所有二者一定有靠近的趨勢(shì)，故A正確； B、方法同上，故B正確； C、由題意可知，在t1時(shí)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(shí)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(cuò)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(shí)，可動(dòng)的兩導(dǎo)體棒PQ將（　?。? A．保持不動(dòng) 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(shí)，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(chǎng)總是阻礙磁通量的變化，可知磁感應(yīng)強(qiáng)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(diǎn)，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(shí)，線圈中電流開始減小，磁通量開始減小產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，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(cuò)誤． C、D，迅速斷開開關(guān)S時(shí)，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(cuò)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(chǎng)內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)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?yàn)槟鏁r(shí)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(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直，規(guī)定磁場(chǎng)的正方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖7所示．若規(guī)定順時(shí)針方向?yàn)楦袘?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(chǎng)在0～1s、1s～3s、3s～4s這三段時(shí)間內(nèi)都是均勻變化，所以對(duì)應(yīng)的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的電流一定是恒定電流，所以A選項(xiàng)一定是錯(cuò)誤的； 在0～1s內(nèi)，磁場(chǎng)向里增強(qiáng)，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電磁的磁場(chǎng)一定是向外，由右手螺旋定則可知，感應(yīng)電流是逆時(shí)針方向的，即為負(fù)方向，所以C一定錯(cuò)誤； 而1s～3s磁場(chǎng)磁通量的變化率是定值，所以電流不會(huì)改變方向，所以B一定錯(cuò)誤；所以D正確。 3、如圖a所示，兩個(gè)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(shí)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針（如圖箭頭所示），在t1～t2時(shí)間段內(nèi)，線圈B內(nèi)有 （填“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”）方向的電流，線圈有 （“擴(kuò)張”或“收縮”）的趨勢(shì)． 解析： 在t1～t2時(shí)間內(nèi)，對(duì)于線圈A的逆時(shí)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(chǎng)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(chǎng)方向垂直紙面向外，則線圈B內(nèi)有順時(shí)針方向的電流．此時(shí)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(shì)。 4、如圖所示，MN是一根固定的通電長(zhǎng)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(shí)，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(chǎng)，根據(jù)安培定則判斷可知，線框左右兩側(cè)磁場(chǎng)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(shí)，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(chǎng)要阻礙磁通量的變化，則線框?qū)⑾虼磐繙p小方向運(yùn)動(dòng)，即向右移動(dòng)，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(shí)間變化的規(guī)律如圖b所示，P所受的重力為G，桌面對(duì)P的支持力為N，則在下列時(shí)刻 AB A．t1時(shí)刻N(yùn)＞G，P有收縮的趨勢(shì)． B．t2時(shí)刻N(yùn)=G，此時(shí)穿過P的磁通量最大． C．t3時(shí)刻N(yùn)=G，此時(shí)P中無感應(yīng)電流． D．t4時(shí)刻N(yùn)＜G，此時(shí)穿過P的磁通量最小 解析： A、當(dāng)螺線管中電流增大時(shí)，其形成的磁場(chǎng)不斷增強(qiáng)，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(shì)，故A正確； B、D當(dāng)螺線管中電流不變時(shí)，其形成磁場(chǎng)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(shí)刻N(yùn)=G，此時(shí)穿過P的磁通量最大，故B正確，D錯(cuò)誤； C、t3時(shí)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(shí)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(shí)N=G，故C錯(cuò)誤。 6、如圖所示為演示自感現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)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(shí)，燈A1、A2立即正常發(fā)光 B．甲圖斷開S后，燈A1、A2同時(shí)熄滅 C．乙圖接通S后，燈A逐漸變亮 D．乙圖斷開S時(shí)，燈A立即熄滅。 解析： A、由題，接通時(shí)，電感L電流增大，產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)楞次定律得知，自感電動(dòng)勢(shì)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