第一章 习题课楞次定律的应用word.docx
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第一章习题课楞次定律的应用word
[目标定位] 1.应用楞次定律判断感应电流的方向.2.理解安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律的区别.
要练说,得练听。
听是说的前提,听得准确,才有条件正确模仿,才能不断地掌握高一级水平的语言。
我在教学中,注意听说结合,训练幼儿听的能力,课堂上,我特别重视教师的语言,我对幼儿说话,注意声音清楚,高低起伏,抑扬有致,富有吸引力,这样能引起幼儿的注意。
当我发现有的幼儿不专心听别人发言时,就随时表扬那些静听的幼儿,或是让他重复别人说过的内容,抓住教育时机,要求他们专心听,用心记。
平时我还通过各种趣味活动,培养幼儿边听边记,边听边想,边听边说的能力,如听词对词,听词句说意思,听句子辩正误,听故事讲述故事,听谜语猜谜底,听智力故事,动脑筋,出主意,听儿歌上句,接儿歌下句等,这样幼儿学得生动活泼,轻松愉快,既训练了听的能力,强化了记忆,又发展了思维,为说打下了基础。
一、楞次定律的拓展应用
我国古代的读书人,从上学之日起,就日诵不辍,一般在几年内就能识记几千个汉字,熟记几百篇文章,写出的诗文也是字斟句酌,琅琅上口,成为满腹经纶的文人。
为什么在现代化教学的今天,我们念了十几年书的高中毕业生甚至大学生,竟提起作文就头疼,写不出像样的文章呢?
吕叔湘先生早在1978年就尖锐地提出:
“中小学语文教学效果差,中学语文毕业生语文水平低,……十几年上课总时数是9160课时,语文是2749课时,恰好是30%,十年的时间,二千七百多课时,用来学本国语文,却是大多数不过关,岂非咄咄怪事!
”寻根究底,其主要原因就是腹中无物。
特别是写议论文,初中水平以上的学生都知道议论文的“三要素”是论点、论据、论证,也通晓议论文的基本结构:
提出问题――分析问题――解决问题,但真正动起笔来就犯难了。
知道“是这样”,就是讲不出“为什么”。
根本原因还是无“米”下“锅”。
于是便翻开作文集锦之类的书大段抄起来,抄人家的名言警句,抄人家的事例,不参考作文书就很难写出像样的文章。
所以,词汇贫乏、内容空洞、千篇一律便成了中学生作文的通病。
要解决这个问题,不能单在布局谋篇等写作技方面下功夫,必须认识到“死记硬背”的重要性,让学生积累足够的“米”。
【例1】 如图1所示,当磁铁突然向铜环运动时,铜环的运动情况是( )
观察内容的选择,我本着先静后动,由近及远的原则,有目的、有计划的先安排与幼儿生活接近的,能理解的观察内容。
随机观察也是不可少的,是相当有趣的,如蜻蜓、蚯蚓、毛毛虫等,孩子一边观察,一边提问,兴趣很浓。
我提供的观察对象,注意形象逼真,色彩鲜明,大小适中,引导幼儿多角度多层面地进行观察,保证每个幼儿看得到,看得清。
看得清才能说得正确。
在观察过程中指导。
我注意帮助幼儿学习正确的观察方法,即按顺序观察和抓住事物的不同特征重点观察,观察与说话相结合,在观察中积累词汇,理解词汇,如一次我抓住时机,引导幼儿观察雷雨,雷雨前天空急剧变化,乌云密布,我问幼儿乌云是什么样子的,有的孩子说:
乌云像大海的波浪。
有的孩子说“乌云跑得飞快。
”我加以肯定说“这是乌云滚滚。
”当幼儿看到闪电时,我告诉他“这叫电光闪闪。
”接着幼儿听到雷声惊叫起来,我抓住时机说:
“这就是雷声隆隆。
”一会儿下起了大雨,我问:
“雨下得怎样?
”幼儿说大极了,我就舀一盆水往下一倒,作比较观察,让幼儿掌握“倾盆大雨”这个词。
雨后,我又带幼儿观察晴朗的天空,朗诵自编的一首儿歌:
“蓝天高,白云飘,鸟儿飞,树儿摇,太阳公公咪咪笑。
”这样抓住特征见景生情,幼儿不仅印象深刻,对雷雨前后气象变化的词语学得快,记得牢,而且会应用。
我还在观察的基础上,引导幼儿联想,让他们与以往学的词语、生活经验联系起来,在发展想象力中发展语言。
如啄木鸟的嘴是长长的,尖尖的,硬硬的,像医生用的手术刀―样,给大树开刀治病。
通过联想,幼儿能够生动形象地描述观察对象。
图1
要练说,得练看。
看与说是统一的,看不准就难以说得好。
练看,就是训练幼儿的观察能力,扩大幼儿的认知范围,让幼儿在观察事物、观察生活、观察自然的活动中,积累词汇、理解词义、发展语言。
在运用观察法组织活动时,我着眼观察于观察对象的选择,着力于观察过程的指导,着重于幼儿观察能力和语言表达能力的提高。
A.向右摆动 B.向左摆动
要练说,得练看。
看与说是统一的,看不准就难以说得好。
练看,就是训练幼儿的观察能力,扩大幼儿的认知范围,让幼儿在观察事物、观察生活、观察自然的活动中,积累词汇、理解词义、发展语言。
在运用观察法组织活动时,我着眼观察于观察对象的选择,着力于观察过程的指导,着重于幼儿观察能力和语言表达能力的提高。
C.静止D.无法判定
解析 本题可用两种方法来解决:
方法1(微元法):
画出磁铁的磁感线分布,如图甲所示,当磁铁向铜环运动时,穿过铜环的磁通量增加,由楞次定律判断出铜环中的感应电流方向如图甲所示.分析铜环受安培力作用而运动时,可把铜环中的电流等效为多段直线电流元.取上、下两小段电流元作为研究对象.由左手定则确定两段电流元的受力,由此可推断出整个铜环所受合力向右,则A选项正确.
方法2(等效法):
磁铁向右运动,使铜环产生的感应电流可等效为图乙所示的条形磁铁,两磁铁有排斥作用,故A正确.
答案 A
导体与磁场相对运动产生电磁感应现象时,产生感应电流的导体受到磁场的安培力,这个安培力会“阻碍”相对运动,口诀记为“来拒去留”.
【例2】 如图2所示,在载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨A、B,导轨与直导线平行且在同一水平面内,在导轨上有两可自由滑动的导体ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐增强时,导体ab和cd的运动情况是( )
图2
A.一起向左运动
B.一起向右运动
C.ab和cd相向运动,相互靠近
D.ab和cd相背运动,相互远离
解析 由于ab和cd电流方向相反,所以两导体运动方向一定相反,排除选项A、B;当载流直导线中的电流逐渐增强时,穿过闭合回路的磁通量增加,根据楞次定律,感应电流总是阻碍穿过回路磁通量的变化,所以两导体相互靠近,减小面积,达到阻碍磁通量增加的目的,故选项C正确.
答案 C
当闭合电路中有感应电流产生时,闭合电路的各部分导体就会受到安培力作用会使闭合电路的面积有变化(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.
(2)若原磁通量减少,则通过增大有效面积起到阻碍的作用.
口诀记为“增缩减扩”.
【例3】 一长直铁芯上绕有一固定线圈M,铁芯右端与一木质圆柱密接,木质圆柱上套有一闭合金属环N,N可在木质圆柱上无摩擦移动,M连接在如图3所示的电路中,其中R为滑动变阻器,E1和E2为直流电源,S为单刀双掷开关,下列情况中,可观测到N向左运动的是( )
图3
A.在S断开的情况下,S向a闭合的瞬间
B.在S断开的情况下,S向b闭合的瞬间
C.在S已向a闭合的情况下,将R的滑片向c端移动时
D.在S已向a闭合的情况下,将R的滑片向d端移动时
解析 金属环N向左运动,说明穿过N的磁通量在减少,说明线圈M中的电流在减少,只有选项C正确.
答案 C
发生电磁感应现象时,通过什么方式来“阻碍”原磁通量的变化要根据具体情况而定.可能是阻碍导体的相对运动,也可能是改变线圈的有效面积,还可能是通过远离或靠近变化的磁场源来阻碍原磁通量的变化,即:
(1)若原磁通量增加,则通过远离磁场源起到阻碍的作用.
(2)若原磁通量减少,则通过靠近磁场源起到阻碍的作用.
口诀记为“增离减靠”.
二、安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的区别
【例4】 (多选)如图4所示装置中,cd杆光滑且原来静止.当ab杆做如下哪些运动时,cd杆将向右移动(导体棒切割磁感线速度越大,感应电流越大)( )
图4
A.向右匀速运动B.向右加速运动
C.向左加速运动D.向左减速运动
解析 ab匀速运动时,ab中感应电流恒定,L1中磁通量不变,穿过L2的磁通量不变,L2中无感应电流产生,cd杆保持静止,A错误;ab向右加速运动时,L2中的磁通量向下增加,由楞次定律知L2中感应电流产生的磁场方向向上,故通过cd的电流方向向下,cd向右移动,B正确;同理可得C错误,D正确.
答案 BD
(1)右手定则是楞次定律的特殊情况
①楞次定律的研究对象为整个闭合导体回路,适用于磁通量变化引起感应电流的所有情况.
②右手定则的研究对象为闭合导体回路的一部分,仅适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动.
(2)区别安培定则、左手定则、右手定则的关键是抓住因果关系
①因电而生磁(I→B)→安培定则.(判断电流周围磁感线的方向)
②因动而生电(v、B→I感)→右手定则.(导体切割磁感线产生感应电流)
③因电而受力(I、B→F安)→左手定则.(磁场对电流有作用力)
1.(楞次定律的基本应用)如图5所示,在一水平、固定的闭合导体圆环上方,有一条形磁铁(N极朝上,S极朝下)由静止开始下落,磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触.关于圆环中感应电流的方向(从上向下看),下列说法正确的是( )
图5
A.总是顺时针
B.总是逆时针
C.先顺时针后逆时针
D.先逆时针后顺时针
答案 C
解析 取导体圆环为研究对象,磁铁下落过程中原磁场方向是向上的,穿过圆环的磁通量先增加后减少,由楞次定律可判断出选项C正确.
2.(楞次定律的拓展应用)如图6所示,甲是闭合铜线框,乙是有缺口的铜线框,丙是闭合的塑料线框,它们的正下方都放置一薄强磁铁,现将甲、乙、丙移至相同高度H处同时释放(各线框下落过程中不翻转),则以下说法正确的是( )
图6
A.三者同时落地
B.甲、乙同时落地,丙后落地
C.甲、丙同时落地,乙后落地
D.乙、丙同时落地,甲后落地
答案 D
解析 在下落过程中,闭合铜线框中产生感应电流,由“来拒去留”可知,故选项D正确.
3.(楞次定律的拓展应用)如图7所示,一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方,直导线与圆环在同一竖直面内,当通电直导线中电流增大时,弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将( )
图7
A.S增大,l变长 B.S减小,l变短
C.S增大,l变短D.S减小,l变长
答案 D
解析 当通电直导线中电流增大时,穿过金属圆环的磁通量增加,金属圆环中产生感应电流.根据楞次定律可知,感应电流要阻碍磁通量的增加:
一是用缩小面积的方式进行阻碍;二是用远离通电直导线的方式进行阻碍,故D正确.
4.(楞次定律的拓展应用)(多选)如图8所示是某电磁冲击钻的原理图,若突然发现钻头M向右运动,则可能是( )
图8
A.开关S闭合瞬间
B.开关S由闭合到断开的瞬间
C.开关S已经是闭合的,滑动变阻器滑片P向左迅速滑动
D.开关S已经是闭合的,滑动变阻器滑片P向右迅速滑动
答案 AC
解析 当开关突然闭合时,左线圈上有了电流,产生磁场,而对于右线圈来说,磁通量增加,产生感应电流,使钻头M向右运动,故A项正确;当开关S已经是闭合的时,只有左侧线圈电流增大才会导致钻头M向右运动,故C项正确.
5.(“一定律三定则”的综合应用)如图9所示,导轨间的磁场方向垂直于纸面向里,当导体棒MN在导轨上水平向右加速滑动时,正对电磁铁A的圆形金属环B中(导体棒切割磁感线速度越大,感应电流越大)( )
图9
A.有感应电流,且B被A吸引
B.无感应电流
C.可能有,也可能没有感应电流
D.有感应电流,且B被A排斥
答案 D
解析 MN向右加速滑动,根据右手定则,MN中的电流方向从N→M,且大小在逐渐变大,根据安培定则知,电磁铁A的磁场方向水平向左,且大小逐渐增强,根据楞次定律知,B环中的感应电流产生的磁场方向水平向右,B被A排斥.故D正确,A、B、C错误.
题组一 楞次定律的基本应用
1.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( )
图1
A.始终有感应电流自a向b流过电流表G
B.始终有感应电流自b向a流过电流表G
C.先有a→G→b方向的感应电流,后有b→G→a方向的感应电流
D.将不会产生感应电流
答案 C
解析 当条形磁铁进入螺线管时,闭合螺线管中的磁通量增加,当穿出时,磁通量减少,由楞次定律可知C正确.
2.长直导线与矩形线框abcd处在同一平面内静止不动,如图2甲所示.长直导线中通以大小和方向都随时间做周期性变化的电流,i-t图象如图乙所示.规定沿长直导线方向向上的电流为正方向.关于最初一个周期内矩形线框中感应电流的方向,下列说法正确的是( )
图2
A.由顺时针方向变为逆时针方向
B.由逆时针方向变为顺时针方向
C.由顺时针方向变为逆时针方向,再变为顺时针方向
D.由逆时针方向变为顺时针方向,再变为逆时针方向
答案 D
解析 将一个周期分为四个阶段,对全过程的分析列表如下:
时间段
长直导线中电流
线框中磁感线
感应电流的磁场
感应电流的方向
0~
向上,逐渐变大
向纸里、变大
垂直纸面向外
逆时针方向
~
向上,逐渐变小
向纸里、变小
垂直纸面向里
顺时针方向
~
向下,逐渐变大
向纸外、变大
垂直纸面向里
顺时针方向
~T
向下,逐渐变小
向纸外、变小
垂直纸面向外
逆时针方向
看上表的最后一列,可知选项D正确.
题组二 楞次定律的拓展应用
3.如图3所示,老师做了一个物理小实验让学生观察:
一轻质横杆两侧各固定一金属环,横杆可绕中心点自由转动,老师拿一条形磁铁插向其中一个小环,后又取出插向另一个小环,同学们看到的现象是( )
图3
A.磁铁插向左环,横杆发生转动
B.磁铁插向右环,横杆发生转动
C.无论磁铁插向左环还是右环,横杆都不发生转动
D.无论磁铁插向左环还是右环,横杆都发生转动
答案 B
解析 左环没有闭合,在磁铁插入过程中,不产生感应电流,故横杆不发生转动.右环闭合,在磁铁插入过程中,产生感应电流,横杆将发生转动.
4.如图4所示,一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金属圆环中穿过.现将环从位置Ⅰ释放,环经过磁铁到达位置Ⅱ.设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为FT1和FT2,重力加速度大小为g,则( )
图4
A.FT1>mg,FT2>mg
B.FT1 C.FT1>mg,FT2 D.FT1 答案 A 解析 当圆环经过磁铁上端时,磁通量增加,根据楞次定律可知磁铁要把圆环向上推,根据牛顿第三定律可知圆环要给磁铁一个向下的磁场力,因此有FT1>mg.当圆环经过磁铁下端时,磁通量减少,根据楞次定律可知磁铁要把圆环向上吸,根据牛顿第三定律可知圆环要给磁铁一个向下的磁场力,因此有FT2>mg,所以只有A正确. 5.如图5所示,ab是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈,当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动过程中,线圈ab将( ) 图5 A.静止不动 B.逆时针转动 C.顺时针转动 D.发生转动,但因电源的极性不明,无法确定转动的方向 答案 C 解析 滑片P向右滑动过程中,电流增大,线圈处的磁场变强,磁通量增加,根据“阻碍”含义,线圈将阻碍磁通量增加而顺时针转动,故C正确. 6.如图6所示,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线框.当一竖直放置的条形磁铁从线框中线AB正上方等高快速经过时,若线框始终不动,则关于线框受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的判断正确的是( ) 图6 A.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向左 B.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向左 C.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向右 D.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向右 答案 D 7.(多选)如图7所示,匀强磁场垂直于软导线回路平面,由于磁场发生变化,回路变为圆形,则磁场( ) 图7 A.逐渐增强,方向向外 B.逐渐增强,方向向里 C.逐渐减弱,方向向外 D.逐渐减弱,方向向里 答案 CD 解析 对于导线回路来说,圆形面积最大,即由于磁场变化,导致导线回路面积变大,根据楞次定律“增缩减扩”,可判断磁场在减弱,可能是方向垂直软导线回路平面向外的磁场逐渐减弱,也可能是方向垂直软导线回路平面向里的磁场逐渐减弱,选项C、D正确. 8.如图8所示,A为水平放置的胶木圆盘,在其侧面均匀分布着负电荷,在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B,使B的环面水平且与圆盘面平行,其轴线与胶木盘A的轴线OO′重合,现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动,则( ) 图8 A.金属环B的面积有扩大的趋势,丝线受到的拉力增大 B.金属环B的面积有缩小的趋势,丝线受到的拉力减小 C.金属环B的面积有扩大的趋势,丝线受到的拉力减小 D.金属环B的面积有缩小的趋势,丝线受到的拉力增大 答案 B 解析 胶木圆盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动,形成环形电流,环形电流的大小增大,根据右手螺旋定则知,通过B的磁通量向下,且增大,根据楞次定律,感应电流引起的效果阻碍原磁通量的增大,知金属环的面积有缩小的趋势,且有向上的运动趋势,所以丝线的拉力减小.故B正确,A、C、D错误. 9.(多选)如图9所示,一根长导线弯曲成“Π”形,通以直流电I,正中间用绝缘线悬挂一金属环C,环与导线处于同一竖直平面内.在电流I增大的过程中,下列判断正确的是( ) 图9 A.金属环中无感应电流产生 B.金属环中有逆时针方向的感应电流 C.悬挂金属环C的竖直线的拉力大于环的重力 D.悬挂金属环C的竖直线的拉力小于环的重力 答案 BC 解析 Φ=BS,S不变,I增大,B增大,所以有感应电流产生,A错误;由楞次定律得,感应电流方向沿逆时针,B正确;由圆的上半部分B大于下半部分,所以安培力以上半圆为主,I方向向左,B垂直纸面向里,F安方向向下,所以F拉=mg+F安,拉力大于重力,C正确,D错误. 10.如图10所示,光滑的水平桌面上放着两个完全相同的金属环a和b.当一条形磁铁的N极竖直向下迅速靠近两环时,则( ) 图10 A.a、b两环均静止不动 B.a、b两环互相靠近 C.a、b两环互相远离 D.a、b两环均向上跳起 答案 C 解析 据题意,由楞次定律可知,当条形磁铁N极向下靠近两环时,穿过两环的磁通量都增加,根据“增离减靠”可知两环将向两边运动,故选项C正确. 11.(多选)如图11所示,磁场垂直于纸面,磁感应强度在竖直方向均匀分布,水平方向非均匀分布.一铜制圆环用细线悬挂于O点,将圆环拉至位置a后无初速度释放,在圆环从a摆向b的过程中( ) 图11 A.感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针 B.感应电流的方向一直是逆时针 C.安培力方向始终与速度方向相反 D.安培力方向始终沿水平方向 答案 AD 12.如图12所示,通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环,铜环平面与螺线管截面平行,当开关S闭合瞬间,两铜环的运动情况是( ) 图12 A.同时向两侧推开 B.同时向螺线管靠拢 C.一个被推开,一个被吸引,但因电源正、负极未知,无法具体判断 D.同时被推开或同时向螺线管靠拢,但因电源正、负极未知,无法具体判断 答案 A 解析 当开关S闭合瞬间,小铜环中磁通量从无到有逐渐增加,根据楞次定律,感应电流的磁场要阻碍磁通量的增加,则两环将向两侧运动,故A正确. 题组三 “一定律三定则”的综合应用 13.如图13所示,在两个沿竖直方向的匀强磁场中,分别放入两个完全一样的水平金属圆盘a和b.它们可以绕竖直轴自由转动,用导线通过电刷把它们相连.当圆盘a转动时( ) 图13 A.圆盘b总是与a沿相同方向转动 B.圆盘b总是与a沿相反方向转动 C.若B1、B2同向,则a、b转向相同 D.若B1、B2反向,则a、b转向相同 答案 D 解析 当圆盘a转动时,由于切割磁感线而产生感应电流,该电流流入b盘中,在磁场中由于受安培力b盘会转动.但若不知B1、B2的方向关系,则b盘与a盘的转向关系将无法确定.故A、B错误;设B1、B2同向且向上,a盘逆时针转动,则由右手定则可知a盘中的感应电流由a→a′,b盘受力将顺时针转动,故C错误;同理可判定D项正确. 14.(多选)如图14所示,在匀强磁场中放有平行铜导轨,它与大线圈M相连接,要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流,则放在导轨上的金属棒ab的运动情况(两导线圈共面放置)是( ) 图14 A.向右匀速运动B.向左加速运动 C.向右减速运动D.向右加速运动 答案 BC
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