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 版权申诉  doc 2019-2020年高二物理 第16单元:达标训练(4、楞次定律的应用)(有解析) 大纲人教版 基础·巩固 1.某磁场磁感线如图16-4-7所示,有一铜线圈自图示A位置落至B位置.在下列过程中,自上而下看,线圈中的感应电流方向是…(  )[ 图16-4-7[ A.始终顺时针 B.始终逆时针 C.先顺时针再逆时针 D.先逆时针再顺时针 答案:C 2.如图16-4-8所示,闭合线框abcd从高处自由下落,进入匀强磁场,从bc边开始进入磁场到ad边刚进入磁场的时间段里,表示线框运动情况的速度图象可能是如图16-4-9所示中的(  ) 图16-4-8    图16-4-9 解析:当bc做切割磁感线运动,回路中产生感应电流,如bc边受到的安培力恰等于线框重力,其图象为A.当安培力小于线框重力,线框做加速运动,随着bc速度变大,产生的感应电动势、感应电流及bc所受安培力增大,加速度变小,当安培力增大到等于线框重力时,加速度为零,线框速度不再增大,其图象为C.如果bc边进入磁场区后,所受安培力大于重力,同理,速度减小到某值后做匀速运动,其图象为D. 答案:ACD[ 3.如图16-4-10所示,虚线所围区域内为一匀强磁场,闭合线圈abcd由静止开始运动时,磁场对ab边的安培力的方向向上,那么整个线圈应(  )  图16-4-10 A.向右平动 B.向左平动 C.向上平动 D.向下平动 解析:ab边受安培力方向向上,由左手定则知线圈中的电流方向为:a→d→c→B.再由右手定则判断ad边的运动方向为向左.向上、向下平动不产生感应电流. 答案:B 4.一无限长直导线有电流I,有一矩形线圈与其共面,如图16-4-11所示.当电流I减小时,矩形线圈将(  ) 图16-4-11 A.向左平动 B.向右平动 C.静止不动 D.发生转动 解析:当无限长直导线中的电流减小时,其周围磁场减弱,穿过矩形线圈的磁通量减少,根据楞次定律判定出矩形线圈中产生顺时针方向的感应电流.此时线圈处在垂直纸面向里的非匀强磁场中,线框右边比左边所在处的磁场弱,由左手定则判定右边受力向左且小,左边受力向右且大;上、下两边对应点磁场相等,受力等大反向.故矩形线圈的合外力水平向左(向左平动). 答案:A 5.如图16-4-12所示,两水平放置的平行金属板M、N放在匀强磁场中,导线ab贴着M、N边缘以速度v向右匀速滑行.当一带电粒子以水平速度v0射入两板间后,能保持匀速直线运动.该带电粒子可能(  ) 图16-4-12 A.带正电,速度方向向左 B.带负电,速度方向向左 C.带正电,速度方向向右 D.带负电,速度方向向右 解析:导体棒ab向右匀速运动,根据右手定则知:a点电势高,M板带正电,N板带负电,M、N板间电场方向向下.电荷在电场中,正电荷受电场力方向向下,负电荷受电场力方向向上,带电粒子要做匀速直线运动,正电荷受洛伦兹力方向必须向上,负电荷也必须速度方向向右才符合题意. 答案:CD 综合·应用 6.(上海)两圆环A、B置于同一水平面上,其中A为均匀带电绝缘环,B为导体环,当A以如图16-4-13所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时,B中产生如图所示方向的感应电流.则(  ) 图16-4-13 A.A可能带正电且转速减小 B.A可能带正电且转速增大 C.A可能带负电且转速减小 D.A可能带负电且转速增大 解析:由所给条件可以判断,感应电流的磁场方向垂直于纸面向外,根据楞次定律,原磁场的方向与感应电流的磁场方向相同时是减少的,环A应该做减速运动,产生逆时针方向的电流,故应该带负电,故选项C正确;同理可得选项B正确. 答案:BC 7.(广东)如图16-4-14所示,两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平面上,导轨上横放着两根相同的导体棒ab、cd与导轨构成矩形回路,导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧,两棒的中间用细线绑住,它们的电阻均为R,回路上其余部分的电阻不计.在导轨平面间有一竖直向下的匀强磁场.开始时,导体棒处于静止状态,剪断细线后,导体棒在运动过程中(  ) 图16-4-14 A.回路中有感应电动势B.两根导体棒所受安培力方向相同 C.两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒,机械能守恒 D.两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒、机械能不守恒 解析:剪断细线后,穿过闭合回路的磁通量不停地变化,因此回路中有感应电动势,选项A正确.根据左手定则可知,两根导体棒所受安培力方向相反,选项B错误.由于在过程中有电能产生,所以系统的动量守恒,但机械能不守恒. 答案:AD 8.(辽宁)如图16-4-15所示,两根相距为l的平行直导轨ab、cd,b、d间连有一固定电阻R,导轨电阻可忽略不计.MN为放在ab和cd上的一导体杆,与ab垂直,其电阻也为R.整个装置处于匀强磁场中,磁感应强度的大小为B,磁场方向垂直于导轨所在平面(指向图中纸面内).现对MN施力使它沿导轨方向以速度v(如图)做匀速运动.令U表示MN两端电压的大小,则(  ) 图16-4-15 A.U=vBl,流过固定电阻R的感应电流由b到d B.U=vBl,流过固定电阻R的感应电流由d到b C.U=vBl,流过固定电阻R的感应电流由b到d D.U=vBl,流过固定电阻R的感应电流由d到b 解析:题中等效电路图如右图所示:导体棒MN相当于电源,其电动势E=Blv,其内阻等于R,而,电流方向可用右手定则判定,所以A正确. 答案:A 9.如图16-4-16所示,空间存在垂直纸面的匀强磁场,在半径为a的圆形区域内外磁场方向相反、磁感应强度大小均为B.一半径为b的圆形导线环,电阻为R,放置在纸面内,其圆心与圆形区域的中心重合,在内外磁场同时由B均匀地减小到零的过程中,通过导线横截面的电荷量q为_______. 图16-4-16 解析:初始状态导线环中的磁通量为Φ1=(πb2-πa2)B-πa2B 末状态导线环中的磁通量为Φ2=0 其磁通量的变化量|ΔΦ|=|Φ2-Φ1|=|(πb2-2πa2)B|产生的电荷量. 答案: 10.如图16-4-17所示,水平放置的光滑导电轨道,处在磁感应强度为B=0.5 T、方向向上的匀强磁场中,轨道上放一根金属杆,长度恰好等于轨道之间的距离L=0.2m,质量m=0.1kg,电阻R=0.02 Ω跨接在轨道间的电阻R=1.18 Ω,轨道电阻忽略不计,取g=10 m/S2. 图16-4-17 (1)要使金属杆获得60 m/S的稳定速度,应对它施加多大的水平力F? (2)在金属杆获得60m/S的稳定速度后,若撤去水平力F,那么此刻以后电阻R上还能放出多少热量? 解析:(1)金属杆获得稳定的速度,就是做匀速运动,它所受到的安培力应与外力是一对平衡力,即F=FB=IBL.ab杆切割磁感线产生的感应电动势为E=BLv,回路中感应电流,所以,. (2)撤去外力F后,金属杆将在安培力的作用下做减速运动,感应电动势在减小,感应电流在减小,安培力在减小,加速度在减小,直到金属杆的速度为零时为止.此过程中金属杆的动能通过安培力做功转化为回路中的电能,再通过电阻转化为电热,由于外电阻R与金属杆是串联关系,在串联电路中,消耗的电能与电阻成正比,故有 QR+Qr=mv2=180J ① ② 由①②两式解得:QR=177J. 11.如图16-4-18所示,两水平放置的足够长的平行金属导轨,其间距为L,电阻不计,轨道间存在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场,静止在导轨上的两金属杆ab、cd的质量分别为m 1、m 2,电阻分别为R1、R2.现使ab杆以初速度v0沿导轨向右运动,求cd杆上能产生多少焦耳热? [ 图16-4-18 解析:将ab和cd作为系统,它们所受的安培力为内力,系统所受的合外力为零,总动量守恒.在刚开始的一段时间内,回路中存在俯视顺时针方向的感应电流,ab在安培力作用下向右做加速度值逐渐减小的减速运动,cd在安培力作用下向右做加速度值逐渐减小的加速运动,当它们的速度相等时,回路中的磁通量不再变化,不存在感应电流,它们以共同速度向右滑动.设共同速度为v共,由动量守恒定律得: m1v0=(m1+m2)v共,解得 由能的转化和守恒定律可知,系统损失的机械能等于回路中产生的焦耳热: 因为ab杆和cd是串联接在回路中的,所以cd杆上产生的焦耳热为, 即.










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