高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十章 微專題66 楞次定律和右手定則的理解和應(yīng)用

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楞次定律和右手定則的理解和應(yīng)用 1．考點(diǎn)及要求：(1)電磁感應(yīng)現(xiàn)象(Ⅰ)；(2)磁通量(Ⅰ)；(3)楞次定律(Ⅱ).2.方法與技巧：楞次定律可以有以下理解：(1)阻礙原磁通量的變化，即“增反減同”；(2)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即“來拒去留”；(3)阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)，即“增反減同”． 1．如圖1所示，在通電直導(dǎo)線近旁固定有兩平行光滑導(dǎo)軌A、B，導(dǎo)軌與直導(dǎo)線平行且在同一水平面內(nèi)，在導(dǎo)軌上有兩可自由滑動(dòng)的導(dǎo)體ab和cd.當(dāng)通電直導(dǎo)線中的電流逐漸減弱時(shí)，導(dǎo)體ab和cd的運(yùn)動(dòng)情況是(　　) 圖1 A．一起向左運(yùn)動(dòng) B．一起向右運(yùn)動(dòng) C．a(chǎn)b和cd相向運(yùn)動(dòng)，相互靠近 D．a(chǎn)b和cd相背運(yùn)動(dòng)，相互遠(yuǎn)離 2．如圖2所示，在圓形空間區(qū)域內(nèi)存在關(guān)于直徑ab對(duì)稱、方向相反的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，一金屬導(dǎo)線制成的圓環(huán)大小剛好可與磁場(chǎng)邊界重合，現(xiàn)從圖示位置開始，下列說法中正確的是(　　) 圖2 A．若使圓環(huán)向右平動(dòng)穿出磁場(chǎng)區(qū)域，感應(yīng)電流先沿逆時(shí)針方向后沿順時(shí)針方向 B．若使圓環(huán)豎直向上平動(dòng)穿出磁場(chǎng)區(qū)域，感應(yīng)電流始終沿逆時(shí)針方向 C．若圓環(huán)以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，a點(diǎn)的電勢(shì)始終高于b點(diǎn)的電勢(shì) D．若圓環(huán)以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，b點(diǎn)的電勢(shì)始終高于a點(diǎn)的電勢(shì) 3．如圖3所示，固定于水平面上的金屬架abcd處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)．t＝0時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，此時(shí)MN到達(dá)的位置恰好使MbcN構(gòu)成一個(gè)邊長為l的正方形．為使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，從t＝0開始，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的示意圖為(　　) 圖3 圖4 4．如圖4所示，AOC是光滑的金屬導(dǎo)軌，電阻不計(jì)，AO沿豎直方向，OC沿水平方向；PQ為金屬直桿，電阻為R，幾乎豎直斜靠在導(dǎo)軌AO上，由靜止開始在重力作用下運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中P、Q端始終在金屬導(dǎo)軌AOC上，空間存在著垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則在PQ桿從開始滑動(dòng)到P端滑到OC上的過程中，PQ中感應(yīng)電流的方向(　　) A．始終是由P→Q B．始終是由Q→P C．先是由P→Q，后是由Q→P D．先是由Q→P，后是由P→Q 5．(多選)阿明有一個(gè)磁浮玩具，其原理是利用電磁鐵產(chǎn)生磁性，讓具有磁性的玩偶穩(wěn)定地飄浮起來，其構(gòu)造如圖5所示．若圖中電源的電壓固定，可變電阻為一可以隨意改變電阻大小的裝置，則下列敘述正確的是(　　) 圖5 A．電路中的電源必須是交流電源 B．電路中的a端點(diǎn)須連接直流電源的負(fù)極 C．若增加環(huán)繞軟鐵的線圈匝數(shù)，可增加玩偶飄浮的最大高度 D．若將可變電阻的電阻值調(diào)大，可減小玩偶飄浮的最大高度 6．如圖6所示，閉合圓導(dǎo)線線圈放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈平面與磁場(chǎng)平行，其中ac、bd分別是平行和垂直于磁場(chǎng)方向的兩條直徑．試分析使線圈做如下運(yùn)動(dòng)時(shí)，能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　) 圖6 A．使線圈在紙面內(nèi)平動(dòng) B．使線圈平面沿垂直紙面方向向紙外平動(dòng) C．使線圈以ac為軸轉(zhuǎn)動(dòng) D．使線圈以bd為軸轉(zhuǎn)動(dòng) 7．兩根通電直導(dǎo)線M、N都垂直紙面固定放置，通過它們的電流方向如圖7所示，線圈L的平面跟紙面平行，現(xiàn)將線圈從位置A沿M、N連線的中垂線迅速平移到位置B，則在平移過程中，線圈中的感應(yīng)電流(　　) 圖7 A．沿順時(shí)針方向，且越來越小 B．沿逆時(shí)針方向，且越來越大 C．始終為零 D．先順時(shí)針，后逆時(shí)針 8．如圖8所示，兩根相距為l的平行直導(dǎo)軌ab、cd，b、d間連有一固定電阻R，導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì)．MN為放在ab和cd上的一導(dǎo)體桿，與ab垂直，其電阻也為R.整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌所在平面向里．現(xiàn)對(duì)MN施力使它沿導(dǎo)軌方向以速度v做勻速運(yùn)動(dòng)．用U表示MN兩端電壓的大小，則(　　) 圖8 A．U＝vBl，流過固定電阻R的感應(yīng)電流由b到d B．U＝vBl，流過固定電阻R的感應(yīng)電流由d到b C．U＝vBl，流過固定電阻R的感應(yīng)電流由b到d D．U＝vBl，流過固定電阻R的感應(yīng)電流由d到b 答案解析 1．D　[當(dāng)通電直導(dǎo)線中的電流逐漸減弱時(shí)，導(dǎo)體ab和cd圍成面積中磁通量減小，由楞次定律可知，感應(yīng)電流的效果要阻礙磁通量減小，即要使導(dǎo)體ab和cd圍成的面積增大，所以導(dǎo)體ab和cd相背運(yùn)動(dòng)，相互遠(yuǎn)離，故選項(xiàng)D正確．] 2．A　[若圓環(huán)向右平動(dòng)，穿過圓環(huán)的“”減少，則磁通量先表現(xiàn)為“”增加，后表現(xiàn)為“”減少，由楞次定律知感應(yīng)電流先沿逆時(shí)針方向后沿順時(shí)針方向，選項(xiàng)A正確；若圓環(huán)豎直向上平動(dòng)，由于穿過圓環(huán)的磁通量始終為零，未發(fā)生變化，所以圓環(huán)中無感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若圓環(huán)以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在0～90內(nèi)，由右手定則知b點(diǎn)的電勢(shì)高于a點(diǎn)的電勢(shì)，在90～180內(nèi)，由右手定則知a點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)，以后a、b兩點(diǎn)電勢(shì)按此規(guī)律周期性變化，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤．] 3．C　[要使回路中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，只有回路中磁通量不發(fā)生變化，則有B0l2＝Bl(l＋vt)，解得B＝，所以選項(xiàng)C正確．] 4．C　[PQ桿在滑動(dòng)過程中，與AOC導(dǎo)軌所圍面積先增大后減小，穿過回路的磁通量先增大后減小，由楞次定律可知，PQ中感應(yīng)電流方向先由P→Q，后由Q→P，選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤．] 5．CD　[當(dāng)電磁鐵上端為N極時(shí)，可使玩偶飄浮起來，由安培定則可知，a端應(yīng)是電源的正極，A、B項(xiàng)錯(cuò)；若增加環(huán)繞軟鐵的線圈匝數(shù)，電磁鐵磁性增強(qiáng)，可增加玩偶飄浮的最大高度，C項(xiàng)正確；若將可變電阻的阻值調(diào)大，線圈中電流減小，磁性減弱，玩偶飄浮的最大高度減小，D項(xiàng)正確．] 6．D　[使線圈在紙面內(nèi)平動(dòng)、沿垂直紙面方向向紙外平動(dòng)或以ac為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中的磁通量始終為零，不變化，無感應(yīng)電流產(chǎn)生；以bd為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中的磁通量不斷變化，能產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項(xiàng)D正確．] 7．C　[AB線上各點(diǎn)磁場(chǎng)是由通電直導(dǎo)線M、N分別產(chǎn)生磁場(chǎng)疊加的結(jié)果．由安培定則和平行四邊形定則可知，AB線上各點(diǎn)磁場(chǎng)的方向是在AB線上，線圈從位置A平移到位置B的過程中，磁場(chǎng)方向始終與線圈平行，故線圈中的磁通量始終為零，所以線圈中的感應(yīng)電流始終為零．故C對(duì)．] 8．A　[由右手定則可知，通過MN的電流方向?yàn)镹→M，電路閉合，流過電阻R的電流方向由b到d，B、D項(xiàng)錯(cuò)誤；導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝Blv，導(dǎo)體棒為等效電源，其電阻為等效電源內(nèi)電阻，由閉合電路歐姆定律和部分電路歐姆定律可知，U＝IR＝R＝R＝Blv，A項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)．]