专题10-3+“三定则”、“一定律”的综合应用-2018年高三物理一轮总复习名师伴学

专题10-3+“三定则”、“一定律”的综合应用-2018年高三物理一轮总复习名师伴学

专题10.3+“三定则”、“一定律”的综合应用 课前预习 ● 自我检测 ‎1. 关于右手定则的应用，下列说法正确的是(　　)‎ A．应用右手定则时，四指指的方向就是感应电流的方向，拇指所指的方向为导体运动的方向 B．应用右手定则时，切割磁感线的导体相当于电源，电源的正极即四指所指的方向 C．切割磁感线的导体只有做匀速直线运动时，才能应用右手定则判断 D．只要闭合导线框在匀强磁场中切割磁感线，就会产生感应电流，就能用右手定则来判断 ‎【答案】　AB ‎2．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图所示连接。把开关闭合，将线圈A放在线圈B中，待电路稳定后，某同学发现，当他将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动时，电流计的指针向右偏转。则下列说法中正确的是(　　)‎ A．线圈A向上移动或滑动变阻器的滑片P向右加速滑动，都能引起电流计的指针向左偏转 B．线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计的指针向右偏转 C．滑动变阻器的滑片P匀速向左或匀速向右滑动时，电流计的指针都静止在中央位置 D．因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向 ‎【答案】　B ‎【解析】　由题意知，穿过B线圈的磁通量在减小时，电流计指针向右偏转。A选项中，线圈A向上移动时，使得穿过B线圈的磁通量减少，电流计指针向右偏转，故A选项错误，同理B选项正确；C选项中，滑片P匀速向左滑动时，穿过B 线圈的磁通量减少，电流计指针向右偏转，同理滑片P匀速向右滑动时，指针向左偏转，故C、D选项均错误。‎ ‎3．如图所示，闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在匀强磁场中，将它从匀强磁场中匀速拉出，以下各种说法中正确的是(　　)‎ A．向左拉出和向右拉出时，环中感应电流方向相反 B．向左或向右拉出时，环中感应电流方向都是沿顺时针方向 C．向左或向右拉出时，环中感应电流方向都是沿逆时针方向 D．将圆环拉出磁场的过程中，当环全部处在磁场中运动时，也有感应电流产生 ‎【答案】　B 课堂讲练 ● 典例分析 ‎【典例1】(多选)如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一闭合电路，当PQ在外力的作用下运动时，MN向右运动。则PQ所做的运动可能是(　　)‎ A．向右加速运动　　　　　　 B．向左加速运动 C．向右减速运动 D．向左减速运动 ‎【答案】：　BC ‎【解析】　MN向右运动，说明MN受到向右的安培力，因为ab在MN处的磁场垂直纸面向里MN中的感应电流由M→NL1中感应电流的磁场方向向上 ‎；若L2中磁场方向向上减弱PQ中电流为Q→P且减小向右减速运动；若L2中磁场方向向下增强PQ中电流为P→Q且增大向左加速运动。‎ ‎【典例2】置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线，与套在铁芯上部的线圈A相连。套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平导轨上，如图所示。导轨上有一根金属棒ab处在垂直于纸面向外的匀强磁场中。下列说法正确的是(　　)‎ A．圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向右运动 B．圆盘顺时针匀速转动时，ab棒将向右运动 C．圆盘顺时针减速转动时，ab棒将向右运动 D．圆盘逆时针加速转动时，ab棒将向左运动 ‎【答案】　C ‎【反思总结】‎ ‎1三定则、一定律的比较 基本现象 应用的定则或定律 运动电荷、电流产生磁场 安培定则 磁场对运动电荷、电流的作用力 左手定则 电磁感应 部分导体切割磁感线运动 右手定则 闭合回路磁通量的变化 楞次定律 ‎2.“三定则”的应用区别 三个定则容易相混，特别是左、右手易错用，抓住因果关系是关键。‎ ‎(1)因电而生磁(I→B)→安培定则；‎ ‎(2)因动而生电(v、B→I)→右手定则；‎ ‎(3)因电而受力(I、B→F安)→左手定则。‎ ‎3．相互联系 ‎(1)应用楞次定律，一般要用到安培定则；‎ ‎(2)研究感应电流受到的安培力，一般先用右手定则确定电流方向，再用左手定则确定安培力的方向，有时也可以直接应用楞次定律的推论(“来拒去留”或“增缩减扩”)确定。‎ ‎【跟踪短训】‎ ‎1. (多选)如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引(　　)‎ A．向右做匀速运动 B．向左做减速运动 C．向右做减速运动 D．向右做加速运动 ‎ ‎【答案】　BC 课后巩固 ● 课时作业 ‎1．某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律。当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过灵敏电流计的感应电流的方向是(　　)‎ A．a→G→b B．先a→G→b，后b→G→a C．b→G→a D．先b→G→a，后a→G→b ‎【答案】　D ‎【解析】　条形磁铁在穿入线圈的过程中，磁场方向向下，向下的磁通量增加，由楞次定律可知，线圈中的感应电流产生的磁场方向向上，应用安培定则可以判断感应电流的方向为逆时针(俯视)，即电流的方向为b→G→a，选项A、B错误；条形磁铁穿出线圈的过程中，向下的磁通量减小，由楞次定律和安培定则可得线圈中将产生顺时针方向的感应电流(俯视)，即电流的方向为a→G→b，选项C错误，选项D正确。‎ ‎2．如图所示，光滑平行金属导轨PP′和QQ′都处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，现在垂直于导轨放置一根导体棒MN，用一水平向右的力F拉动导体棒MN，以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是(　　)‎ A．感应电流方向是N→M B．感应电流方向是M→N C．安培力方向水平向左 D．安培力方向水平向右 ‎【答案】　AC ‎3如图所示，小圆圈表示处于匀强磁场中的闭合电路一部分导线的横截面，速度v在纸面内。关于感应电流的有无及方向的判断正确的是(　　)‎ A．图①中有感应电流，方向向外 B．图②中有感应电流，方向向外 C．图③中无感应电流 D．图④中a、b、c、d四位置上均无感应电流 ‎【答案】　C ‎4．如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动．金属线框从右侧某一位置由静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面．则线框中感应电流的方向是(　　)‎ A．a→b→c→d→a B．d→c→b→a→d C．先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→a D．先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d ‎【答案】　B ‎【解析】　如题图，磁场方向向上，开始磁通量减小，后来磁通量增大．由“增反减同”可知电流方向是d→c→b→a→d，B项正确．‎ ‎5．如图所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈．当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是(　　)‎ 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 ‎【解析】　条形磁铁从线圈正上方等高快速经过时，通过线圈的磁通量先增加后又减小．当通过线圈磁通量增加时，为阻碍其增加，在竖直方向上线圈有向下运动的趋势，所以线圈受到的支持力大于其重力，在水平方向上有向右运动的趋势；当通过线圈的磁通量减小时，为阻碍其减小，在竖直方向上线圈有向上运动的趋势，所以线圈受到的支持力小于其重力，在水平方向上有向右运动的趋势．综上所述，线圈所受到的支持力先大于重力后小于重力，运动趋势总是向右．‎ 综合应用 ‎6.如图所示，ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合线圈，在滑动变阻器R的滑片P向右滑动的过程中，ab线圈将(　　)‎ A．静止不动 B．逆时针转动 C．顺时针转动 D．发生转动，因电源正负极不明，无法确定转动方向 ‎【答案】　B ‎7． 如图所示，在匀强磁场中放置一个电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈M相连，导轨上放一根导线ab，磁感线垂直于导轨所在平面，欲使M所包围的小闭合线圈N产生顺时针方向的感应电流，则导线的运动情况可能是(　　)‎ A．匀速向右运动 B．加速向右运动 C．减速向右运动 D．加速向左运动 ‎【答案】CD ‎【解析】N中产生顺时针方向的感应电流， M中必须是顺时针方向的电流减小，或逆时针方向的电流增大，故选项C、D。‎ ‎8．图中T是绕有两组线圈的闭合铁芯，线圈的绕向如图所示，D是理想的二极管，金属棒ab可在两条平行的金属导轨上沿导轨滑行，磁场方向垂直纸面向里。若电流计G中有电流通过，则ab棒的运动可能是(　　)‎ A．向左匀速运动 B．向右匀速运动 C．向左匀加速运动 D．向右匀减速运动 ‎【答案】CD 拔高专练 ‎9．如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd，在细长磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，从图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到达位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ.在这个过程中，线圈中感应电流(　　)‎ A．沿abcd流动 B．沿dcba流动 C．由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动 D．由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动 ‎【答案】 A ‎【解析】 由条形磁铁的磁场分布情况可知，线圈在位置Ⅱ时穿过矩形闭合线圈的磁通量最少．线圈从位置Ⅰ到Ⅱ，穿过abcd自下而上的磁通量减少，感应电流的磁场阻碍其减少，则在线框中产生的感应电流的方向为abcd，线圈从位置Ⅱ到Ⅲ，穿过abcd自上而下的磁通量在增加，感应电流的磁场阻碍其增加，由楞次定律可知感应电流的方向仍然是abcd.故本题【答案】为A.‎ ‎10. 如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块(　　)‎ A．在P和Q中都做自由落体运动 B．在两个下落过程中的机械能都守恒 C．在P中的下落时间比在Q中的长 D．落至底部时在P中的速度比在Q中的大 ‎【答案】 C ‎ ‎