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第2章 楞次定律和自感现象 单元测试-2020-2021学年高二下学期物理鲁科版选修3-2

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选修32物理第2章楞次定律和自感现象章末检测鲁科版带答案和解释

选修32物理第2章楞次定律和自感现象章末检测鲁科版带答案和解释

适用精选文件资料分享选修 3-2 物理第 2 章楞次定律和自感现象章末检测（鲁科版带答案和解说）( 时间： 90 分钟，满分： 100 分) 一、单项选择题 ( 本题共 7 小题，每题 4 分，共 28 分．在每题给出的四个选项中，只有一个选项正确) 1 ．关于楞次定律，可以理解为 () A ．感觉电流的磁场老是阻拦原磁场 B ．感觉电流产生的成效老是阻拦导体与磁体间的相对运动 C．若原磁通量增添，感觉电流的磁场与原磁场同向；若原磁通量减少，感觉电流的磁场跟原磁场反向D．感觉电流的磁场老是与原磁场反向分析：选 B．感觉电流的磁场老是阻拦原磁通量的变化，但阻拦不等于反向，楞次定律的另一种表述为“感觉电流产生的成效老是阻拦导体与磁体间的相对运动”． 2. 以以下图为日光灯电路，关于该电路，以下说法中正确的选项是 ( ) A．启动过程中，启动器断开瞬时镇流器 L 产生刹时高电压 B ．日光灯正常发光后，镇流器和启动器相同都不起作用了，且灯管两端电压低于电源电压 C．日光灯正常发光后启动器是导通的 D．图中的电源可以是交流电源，也可以是直流电源分析：选 A. 日光灯是高压启动，低压工作，启动时，启动器断开，镇流器产生刹时高压，正常发光后，镇流器起降压限流的作用，而此时启动器是断开的；镇流器只对交流电起作用，因而可知， A 正确．3．以以下图，当磁铁忽然向铜环运动时，铜环的运动状况是() A．向右摇动B ．向左摇动C．静止D．不可以判断分析：选A. 法一：躲闪法．磁铁向右运动，使铜环的磁通量增添而产生感觉电流，由楞次定律可知，为阻拦原磁通量的增大，铜环必向磁感线较疏的右方运动，即往躲开磁通量增添的方向运动．法二：等效法．磁铁向右运动，将铜环产生的感觉电流等效为以以下图的条形磁铁，则两磁铁有排斥作用．4．用以以下图的实验装置研究电磁感觉现象．当有电流从电流表的正极流入时，指针向右偏转．以下说法正确的选项是 ( ) A．当把磁铁N极向下插入线圈时，电流表指针向左偏转 B ．当把磁铁 N 极从线圈中拔出时，电流表指针向右偏转 C．保持磁铁在线圈中静止，电流表指针不发生偏转D．磁铁插入线圈后，将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动，电流表指针向左偏转分析：选C.由题图可知，原磁场方向向下，磁铁插入时，原磁通量增大，感觉电流磁场向上，感觉电流由正接线柱流入电流表，指针向右偏， A错误．磁铁拔出时，原磁通量减小，感觉电流磁场向下，感觉电流由负接线柱流入电流表，指针向左偏，B 错误．C、D两项中穿过线圈的磁通量不变，没有感觉电流产生，电流表指针不偏转， C正确， D 错误． 5 ．一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面，规定垂直纸面向里的方向为正，在磁场中有一细金属圆环，线圈平面位于纸面内，如图甲所示．现令磁感觉强度 B 随时间 t 变化，先按图乙中所示的Oa图线变化，以后又按图线bc 和 cd变化，令 E1、E2、E3 分别表示这三段变化过程中感觉电动势的大小，I1 、I2 、I3 分别表示对应的感觉电流，则() A．E1>E2，I1 沿逆时针方向， I2 沿顺时针方向 B ．E1<E2，I1 沿逆时针方向， I2 沿顺时针方向 C．E1<E2，I1 沿顺时针方向， I2 沿逆时针方向 D．E2>E3， I2沿顺时针方向， I3 沿顺时针方向分析：选 B．由题图乙可知 a 点纵坐标为 B0,0～4 s 时，直线斜率表示磁感觉强度随时间的变化率，E1＝B04S，磁通量是正向增大，由楞次定律知，感觉电流I1 是逆时针方向；7～8 s 和 8～9 s 时，直线斜率是相同的，故 E2＝E3＝B01S＝4E1,7～8 s磁通量是正向减小的，由楞次定律知，感觉电流 I2 的方向是顺时针方向， 8～9 s ，磁通量是反向增大的， I3 是顺时针方向，应选项 B 正确．6．向来升机停在南半球的地磁极上空．该处地磁场的方向竖直向上，磁感觉强度为 B．直升机螺旋桨叶片的长度为 L，螺旋桨转动的频率为 f ，逆着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨顺时针方向转动．螺旋桨叶片的近轴端为 a，远轴端为 b，假如忽视 a 到转轴中心线的距离，用 E表示每个叶片中的感觉电动势，以以下图，则() A．E＝πfL2B，且 a 点电势低于 b 点电势 B ．E＝2πfL2B ，且 a 点电势低于 b 点电势C．E＝πfL2B，且 a 点电势高于 b 点电势 D．E＝2πfL2B，且 a 点电势高于 b 点电势分析：选 C.螺旋桨角速度ω＝2πf. 每个叶片产生的电动势 E＝12BL2ω＝πfL2B，由右手定章可知， a 点电势高于 b 点电势， C正确， A、B、D错误．7．以以下图，虚线上方空间有垂直线框平面的匀强磁场，直角扇形导线框绕垂直于线框平面的轴 O以角速度ω匀速运动．设线框中感觉电流方向以逆时针为正，那么以下图象中能正确描述线框从以以下图地点开始转动一周的过程中，线框内感觉电流随时间变化状况的是( ) 分析：选 A. 由图示地点转过 90°过程中，无电流．进入磁场过程转过 90°，电动势 E＝12Bl2ω，电流方向为逆时针．线框进入磁场后再转过 90°，无电流．出磁场过程的 90°内，电动势 E＝ 12Bl2 ω，电流方向为顺时针，所以 A 正确．二、多项选择题 ( 本题共 5 小题，每题 6 分，共 30 分．在每题给出的四个选项中，有多个选项吻合题意 ) 8.如图，磁场垂直于纸面，磁感觉强度在竖直方向平均分布，水平方向非平均分布．一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至地点 a 后无初速开释，在圆环从 a 摆向 b 的过程中 ( ) A．感觉电流方向先逆时针后顺时针再逆时针 B ．感觉电流方向向来是逆时针 C．安培力方向一直与速度方向相反 D．安培力方向一直沿水平方向分析：选AD．圆环从地点 a 运动到磁场分界线前，磁通量向里增大，感觉电流为逆时针；超越分界线过程中，磁通量由向里最大变成向外最大，感觉电流为顺时针；再摆到 b 的过程中，磁通量向外减小，感觉电流为逆时针，所以选项 A 正确；因为圆环所在处的磁场，上下对称，所受安培力竖直方向均衡，所以总的安培力沿水平方向，故 D 正确． 9. 以以下图为初期制作的发电机及电动机的表示图， A 盘和 B 盘分别是两个可绕固定转轴转动的铜盘，用导线将A 盘的中心和B盘的边沿连接起来，用另一根导线将 B 盘的中心和 A 盘的边沿连接起来．当 A 盘在外力作用下转动起来时， B盘也会转动．则以下说法中正确的选项是( ) A．不停转动 A 盘就可以获取连续的电流，其原由是将整个铜盘看作沿径向摆列的无数根铜条，它们做切割磁感线运动，产生感觉电动势B ．当 A 盘转动时， B 盘也能转动的原由是电流在磁场中遇到力的作用，此力对转轴有力矩 C．当 A盘顺时针转动时， B 盘逆时针转动 D．当 A盘顺时针转动时， B盘也顺时针转动分析：选 ABC.将题图中铜盘 A 所在的一组装置作为发电机模型，铜盘 B 所在的一组装置作为电动机模型，这样就可以简单地把铜盘等效为由圆心到圆周的一系列“辐条”，处在磁场中的每一根“辐条”都在做切割磁感线运动，产生感觉电动势，若 A 沿顺时针方向转动，由右手定章知 A 盘感觉电流方向由中心向外，由左手定章可知 B 盘将沿逆时针方向转动．10.以以下图，电路中 L 为一电感线圈， ab 支路和 cd 支路电阻相等，则() A．刚合上开关 S 时，电流表 A1 的示数小于电流表A2 的示数 B ．刚合上开关 S时，电流表 A1 的示数等于电流表 A2 的示数 C．断开开关 S 时，电流表 A1 的示数大于电流表 A2 的示数 D．断开开关 S 时，电流表 A1 的示数等于电流表A2 的示数分析：选AD．刚合上开关 S 时，电感线圈除了直流电阻外，还要产生自感电动势阻拦电流的增添，所以 A1 的示数小于 A2 的示数， A 项正确， B项错误；断开开关S 时， A1、A2、R、L 构成一个回路，电感线圈产生自感电动势，相当于电源，对 A1、A2 供给电流， A1、A2 示数相同，故 C 错误 D正确． 11 ．以以下图，边长为 L、不行形变的正方形导线框内有半径为 r 的圆形磁场所区，其磁感觉强度 B 随时间 t 的变化关系为 B＝ kt( 常量 k>0) ．回路中滑动变阻器 R的最大阻值为 R0，滑动片 P 位于滑动变阻器中央，定值电阻 R1＝R0、R2＝R02.闭合开关 S，电压表的示数为 U，不考虑虚线MN右边导体的感觉电动势，则() A ．R2两端的电压为 U7 B．电容器的 a 极板带正电 C．滑动变阻器 R的热功率为电阻 R2的 5 倍 D．正方形导线框中的感觉电动势为 kL2 分析：选 AC.依据串、并联电路特色，虚线MN右边回路的总电阻R＝74R0.回路的总电流I ＝UR＝4U7R0，经过R2的电流I2 ＝I2 ＝2U7R0，所以R2两端电压 U2＝I2R2＝2U7R0?R02＝ 17U，选项 A正确；依据楞次定律知回路中的电流为逆时针方向，即流过电容器 b 极板带正电，选项 B 错误；依据热功率 P＝I2R02＋I22R02＝58I2R0，电阻R2的电流方向向左，所以P＝I2R ，滑动变阻器 R的R2 的热功率 P2＝I22R2＝18I2R0＝15P，选项 C正确；依据法拉第电磁感觉定律得，线框中产生的感觉电动势 E＝ΔΦΔt ＝BtS＝kπr2 ，选项 D错误． 12 ．半径为 a 右端开小口的导体圆环和长为 2a 的导体直杆，单位长度电阻均为 R0.圆环水平固定搁置，整个内部地域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感觉强度为 B．杆在圆环上以速度 v 平行于直径 CD向右做匀速直线运动，杆一直有两点与圆环优异接触，从圆环中心 O开始，杆的位置由θ确立，以以下图．则 () A ．θ＝0 时，杆产生的电动势为 2Bav B．θ＝π3 时，杆产生的电动势为3Bav C．θ＝0 时，杆受的安培力大小为π＋．θ＝π3 时，杆受的安培力大小为π＋分析：选 AD．开始时辰，感觉电动势 E1＝BLv＝2Bav，故 A 项正确．θ＝π3 时， E2＝B?2acosπ3?v＝Bav，故B项错误．由 L＝2acos θ，E＝BLv，I ＝ER，R＝R0[2acos θ＋( π＋2θ)a] ，得在θ＝0 时，F＝B2L2vR＝＋π，故C项错误．同理，θ＝π3 时 F＝π＋，故 D项正确．三、填空题 ( 本题共 1 小题，共 8 分．按题目要求作答 ) 13 ．在研究电磁感觉现象实验中： (1) 为了显然地观察到实验现象，请在以以下图的实验器械中，选择必需的器械，在图顶用实线连接成相应的实物电路图． (2) 将原线圈插入副线圈中，闭合开关，副线圈中感觉电流与原线圈中电流的绕行方向 ________(填“相同”或“相反” ) ． (3) 将原线圈拔出时，副线圈中的感觉电流与原线圈中电流的绕行方向________(填“相同”或“相反” ) ．答案： (1) 如图 (2) 相反 (3)相同四、计算题 ( 本题共 3 小题，共 34 分．解答时应写出必需的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不可以得分，有数值计算的题，答案中一定明确写出数值和单位 )14．(10 分) 以以下图，水平的平行圆滑导轨，导轨间距离为 L＝1 m，左端接有定值电阻 R＝2 Ω. 金属棒 PQ与导轨接触优异， PQ的电阻为r ＝0.5 Ω，导轨电阻不计，整个装置处于磁感觉强度为 B＝1 T 的匀强磁场中，现使PQ在水平向右的恒力F＝2 N 作用下向右运动．求：(1)棒 PQ中感觉电流的方向； (2) 棒 PQ中哪端电势高； (3) 棒 PQ所受安培力方向； (4)PQ 棒的最大速度．分析： PQ在恒力 F 作用下运动，产生感觉电流，因此受安培力作用，跟着速度的增大感觉电动势增大，感觉电流增大，安培力也增大，当安培力大小与恒力 F 相等时，PQ将做匀速运动，速度达到最大． (1) 由右手定章知感觉电流方向为Q→P.(2 分) (2)PQ 运动产生感觉电动势，相当于电源，因电源内部电流由低电势流向高电势，所以 P 端电势高于 Q端电势．(2 分) (3) 因棒中电流由 Q→P，由左手定章知棒所受安培力方向向左． (2 分) (4) 当 PQ受力均衡时，速度最大，则 F＝BIL ，I ＝BLvR＋r ，解得 v＝＋ 2＝＋＝5 m/s.(4 分) 答案： (1)Q →P (2)P 端高 (3) 向左 (4)5 m/s15．(10 分) 以以下图， l1 ＝0.5 m，l2 ＝0.8 m，回路总电阻为 R＝0.2 Ω，M＝0.04 kg ，导轨圆滑，开始时磁感觉强度 B0＝1 T，现使磁感应强度以 B t ＝0.2 T/s 的变化率平均地增大．试求：当 t 为多少时， M恰巧走开地面？ (g 取 10 m/s2) 分析：回路中原磁场方向竖直向下，且磁场加强，由楞次定律可知，感觉电流的磁场方向竖直向上；依据安培定章可知， ab 中的感觉电流的方向是 a→b；由左手定则可知， ab 所受安培力的方向水平向左，从而向上拉重物．设ab中电流为 I 时 M恰巧走开地面，此时有FB＝BIl1 ＝Mg(2 分)I ＝ER(2 分) E ＝ΔΦΔt ＝l1l2? B t(2 分) B ＝B0＋ B tt ＝1＋0.2t(2 分) 解得 t ＝5 s．(2 分) 答案：5 s 16．(14 分) 以以下图，质量为M的导体棒ab，垂直放在相距为l 的平行圆滑金属导轨上．导轨平面与水平面的夹角为θ，并处于磁感觉强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中．左边是水平搁置、间距为 d 的平行金属板． R和 Rx 分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值，不计其余电阻. (1) 调理 Rx＝R，开释导体棒，当棒沿导轨匀速下滑时，求经过棒的电流 I 及棒的速率 v. (2) 改变 Rx，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为 m、带电荷量为＋ q 的微粒水平射入金属板间，若它能匀速经过，求此时的 Rx. 分析： (1) 导体棒匀速下滑时， Mgsin θ＝BIl ①(1 分) I ＝Mgsin θBl ②(1 分) 设导体棒产生的感觉电动势为 E0 E0＝Blv ③(1 分) 由闭合电路欧姆定律得 I ＝E0R＋Rx④(1 分) 联立②③④，得 v ＝2MgRsin θB2l2. ⑤(2 分) (2) 改变 Rx，由②式可知电流不变．设带电微粒在金属板间匀速经过时，板间电压为 U，电场强度大小为 E U＝IRx⑥(2 分) E ＝Ud⑦(2 分) mg ＝qE⑧(2 分) 联立②⑥⑦⑧，得 Rx＝mBldqMsin θ.(2 分) 答案： (1)Mgsin θBl 2MgRsinθB2l2 (2)mBldqMsin θ。

高中物理第2章-楞次定律和自感现象 第2节 自感学业分层测评-鲁科版选修

高中物理第2章-楞次定律和自感现象 第2节 自感学业分层测评-鲁科版选修

自感(建议用时：45分钟)[学业达标]1．关于线圈的自感系数、自感电动势的下列说法中正确的是( )．A ．线圈中电流变化越大，线圈自感系数越大B ．对于某一线圈，自感电动势正比于电流的变化量C ．一个线圈的电流均匀增大，这个线圈的自感系数、自感电动势都不变D ．自感电动势总与原电流方向相反【解析】 线圈的自感系数L 只由线圈本身的因素决定，选项A 错误．由E 自＝L ΔI Δt知，E 自与ΔI Δt成正比，与ΔI 无直接关系，选项B 错误，C 正确．E 自方向在电流增大时与原电流方向相反，在电流减小时与原电流方向相同，选项D 错误．【答案】 C2．(多选)下列说法正确的是( )A ．当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势B ．当线圈中电流反向时，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反C ．当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反D ．当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反【解析】 由法拉第电磁感应定律可知，当线圈中电流不变时，不产生自感电动势，A 对；当线圈中电流反向时，相当于电流先减小后反向增大，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相同，B 错；当线圈中电流增大时，自感电动势阻碍电流的增大，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反，C 对；当线圈中电流减小时，自感电动势阻碍电流的减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相同，D 错．【答案】 AC3.如图2­2­4所示的是自感现象的实验装置，A 是灯泡，L 是带铁芯的线圈，E 为电源，S 是开关．下述判断正确的是( )【导学号：78870029】图2­2­4A ．S 接通的瞬间，L 产生自感电动势，S 接通后和断开瞬间L 不产生自感电动势B ．S 断开的瞬间L 产生自感电动势，S 接通瞬间和接通后L 不产生自感电动势C．S在接通或断开的瞬间L都产生自感电动势，S接通后L不再产生自感电动势D．S在接通或断开瞬间以及S接通后，L一直产生自感电动势【解析】S断开和接通瞬间，通过线圈的电流都发生变化，都产生感应电动势，S接通后通过线圈的电流不再变化，没有感应电动势产生，故A、B、D错误，C正确．【答案】 C4．(多选)某线圈通有如图2­2­5所示的电流，则线圈中自感电动势改变方向的时刻有( )图2­2­5A．第1 s末B．第2 s末C．第3 s末D．第4 s末【解析】在自感现象中，当原电流减小时，自感电动势与原电流的方向相同；当原电流增大时，自感电动势与原电流方向相反．在0～1s内原电流沿正方向减小，所以自感电动势的方向是正方向；在1～2s内原电流沿负方向增加，所以自感电动势与其方向相反，即沿正方向；同理分析2～3 s、3～4 s、4～5 s内自感电动势的方向分别是沿负方向、负方向、正方向，可得正确答案为选项B、 D.【答案】BD5. (多选)如图2­2­6所示，E为电池组，L是自感线圈(直流电阻不计)，D1、D2是规格相同的小灯泡．下列判断正确的是( )图2­2­6A．开关S闭合时，D1先亮，D2后亮B．闭合S达稳定时，D1熄灭，D2比起初更亮C．断开S时，D1闪亮一下D．断开S时，D1、D2均不立即熄灭【解析】开关S闭合时D1，D2同时亮，电流从无到有，线圈阻碍电流的增加，A错．闭合S达稳定时D1被短路，电路中电阻减小，D2比起初更亮，B对．断开S时，线圈阻碍电流减小，故D1会闪亮一下，而D2在S断开后无法形成通路，会立即熄灭，所以C对，D错．【答案】BC6.如图2­2­7所示的电路中，两个相同的电流表G1和G2，零点均在刻度盘的中央，当电流从“＋”接线柱流入时，指针向右摆；当电流从“－”接线柱流入时，指针向左摆，在电路接通后再断开开关S的瞬间，下述说法中正确的是( )【导学号：78870030】图2­2­7A．G1指针向右摆，G2指针向左摆B．G1指针向左摆，G2指针向右摆C．G1、G2的指针都向右摆D．G1、G2的指针都向左摆【解析】在电路接通后再断开开关S的瞬间，由于线圈L中的原电流突然减小，线圈L中产生自感现象，线圈中的电流逐渐减小，电流流经L、G2、R、G1，方向顺时针，由于从表G1的“＋”接线柱流入，表G2的“－”接线柱流入，因此G1指针右偏，表G2的指针左偏，答案选A.【答案】 A7．如图2­2­8所示，L是电阻不计的自感线圈，C是电容器，E为电源，在开关S闭合和断开时，关于电容器的带电情况，下列说法正确的是( )【导学号：78870031】图2­2­8A．S闭合瞬间，A板带正电，B板带负电B．S保持闭合，A板带正电，B板带负电C．S断开瞬间，A板带正电，B板带负电D．由于线圈L的电阻不计，电容器被短路，上述三种情况下电容器均不带电【解析】S闭合瞬间，通过L的电流增大，L产生的自感电动势的方向是由下指向上，使电容器充电，A板带正电，B板带负电，A项正确；S保持闭合时，L的电阻为零，电容器两极板被短路，不带电，B项错误；S断开瞬间，通过L的电流减小，自感电动势的方向由上指向下，在L、C组成的回路中给电容器充电，使B板带正电，A板带负电，C项错误．综上D项错误．【答案】 A8.如图2­2­9所示，R1、R2的阻值均为R，电感线圈L的电阻及电池内阻均可忽略不计，S原来断开，电路中电流I0＝E2R.现将S闭合，于是电路中产生自感电动势，自感电动势的作用是( )图2­2­9A．使电路的电流减小，最后由I0减小到零B．有阻碍电流增大的作用，最后电流小于I0C．有阻碍电流增大的作用，因而电流总保持不变D．有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是变为2I0【解析】当S闭合时，电路中电阻减小，电流增大，线圈的作用是阻碍电流的增大，选项A错误；阻碍电流增大，不是不让电流增大，而是让电流增大的速度减缓，选项B、C错误；最后达到稳定时，I＝ER＝2I0，故选项D正确．【答案】 D[能力提升]9．(多选)如图2­2­10所示是研究自感通电实验的电路图，A1、A2是两个规格相同的小灯泡，闭合开关调节电阻R，使两个灯泡的亮度相同，调节可变电阻R1，使它们都正常发光，然后断开开关S.重新闭合开关S，则( )图2­2­10A．闭合瞬间，A1立刻变亮，A2逐渐变亮B．闭合瞬间，A2立刻变亮，A1逐渐变亮C．稳定后，L和R两端电势差一定相同D．稳定后，A1和A2两端电势差不相同【解析】闭合瞬间，A2立刻变亮，A1逐渐变亮，稳定后，两个灯泡的亮度相同，说明它们的电压相同，L 和R 两端电势差一定相同，选项B 、C 正确，A 、D 错误．【答案】 BC10．如图2­2­11所示的电路中，电源的电动势为E ，内阻为r ，电感L 的电阻不计，电阻R 的阻值大于灯泡D 的阻值．在t ＝0时刻闭合开关S ，经过一段时间后，在t ＝t 1时刻断开S.下列表示A 、B 两点间电压U AB 随时间t 变化的图象中，正确的是( )图2­2­11【解析】 S 闭合时，由于自感L 的作用，经过一段时间电流稳定时L 电阻不计．可见电路的外阻是从大变小的过程．由U 外＝R 外R 外＋r E 可知U 外也是从大变小的过程．t 1时刻断开S ，由于自感在L 、R 、D 构成的回路中电流从B 向A 且中间流过D ，所以t 1时刻U AB 反向，B 正确．【答案】 B11.如图2­2­12所示，电源的电动势E ＝15 V ，内阻忽略不计．R 1＝5 Ω，R 2＝15 Ω，电感线圈的电阻不计，求当开关S 接通的瞬间，S 接通达到稳定时及S 切断的瞬间流过R 1的电流．图2­2­12【解析】 开关S 接通瞬间，流过线圈L 的电流不能突变，所以流过R 1的电流仍为0.达到稳定时，线圈相当于导线，所以流过R 1的电流为I 1＝E R 1＝155A ＝3 A. 开关S 断开瞬间，流过线圈L 的电流不能突变，所以流过R 1的电流仍为3 A.【答案】 0 3 A 3 A12.如图2­2­13所示为研究自感实验电路图，并用电流传感器显示出在t ＝1×10－3s 时断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈L 的电流(如图2­2­14)．已知电源电动势E ＝6 V ，内阻不计，灯泡R 1的阻值为6 Ω，电阻R 的阻值为2 Ω.求：图2­2­13图2­2­14(1)线圈的直流电阻R L 是多少？(2)开关断开时，该同学观察到什么现象？(3)计算开关断开瞬间线圈产生的自感电动势．【解析】 由图象可知S 闭合稳定时I L ＝1.5 AR L ＝E I L －R ＝61.5Ω－2 Ω＝2 Ω 此时小灯泡电流I 1＝E R 1＝66A ＝1 A S 断开后，L 、R 、R 1组成临时回路电流由1.5 A 逐渐减小，所以灯会闪亮一下再熄灭，自感电动势E ＝I L (R ＋R L ＋R 1)＝15 V.【答案】 (1)2 (2)灯泡闪亮一下后逐渐变暗，最后熄灭 (3)15。

鲁科版高中物理选修3-2第2章 楞次定律和自感现象

鲁科版高中物理选修3-2第2章 楞次定律和自感现象

高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）第2章 楞次定律和自感现象建议用时 实际用时满分 实际得分90分钟100分一、 选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，每小题4分，共40分） 1.家用日光灯电路如图1所示，S 为启动器，A 为灯管，L 为镇流器，关于日光灯的工作原理下列说法正确的是( )图1A ．镇流器的作用是将交流变为直流B ．在日光灯的启动阶段，镇流器能提供一个瞬时高压，使灯管开始工作C ．日光灯正常发光时，启动器中的两个触片是接触的D ．日光灯发出柔和的白光是由汞原子受到激发后直接辐射的2.(2011年德州高二检测)如图2所示，两个大小相等互相绝缘的导体环，B 环与A 环有部分面积重叠，当开关S 断开时( )图2A ．B 环内有顺时针方向的感应电流 B ．B 环内有逆时针方向的感应电流C ．B 环内没有感应电流D ．条件不足，无法判定3.如图3所示，用丝线悬挂一个金属环，金属环套在一个通电螺线管上，并处于螺线管正中央位置．如通入螺线管中的电流突然增大，则( ) A ．圆环会受到沿半径向外拉伸的力 B ．圆环会受到沿半径向里挤压的力C ．圆环会受到向右的力D ．圆环会受到向左的力图34.(2011年龙岩模拟)如图4所示，在磁感应强度大小为 、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为 、阻值为 的闭合矩形金属线框 用绝缘轻质细杆悬挂在 点，并可绕 点摆动．金属线框从右侧某一位置静止开始释放，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( )图4A ．B ．C ．先是 ，后是D ．先是 ，后是5.如图5所示，AB 支路由带铁芯的线圈和电流表A 1串联而成，设电流为 ；CD 支路由电阻R 和电流表A 2串联而成，设电流为 .两支路电阻阻值相同，在接通开关S 和断开开关S 的瞬间，会观察到（ )图5A．S接通瞬间，，断开瞬间B．S接通瞬间，，断开瞬间C．S接通瞬间，，断开瞬间D．S接通瞬间，，断开瞬间6.如图6所示，AB金属棒原来处于静止状态(悬挂)．由于CD棒的运动，导致AB棒向右摆动，则CD棒( )图6A．向右平动 B．向左平动C．向里平动 D．向外平动7.如图7所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈均与传送带以相同的速度匀速运动．为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带，线圈进入磁场前等距离排列，根据穿过磁场后线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈．通过观察图形，判断下列说法正确的是( )图7A．若线圈闭合，进入磁场时，线圈相对传送带静止B．若线圈不闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动C．从图中可以看出，第2个线圈是不合格线圈D．从图中可以看出，第3个线圈是不合格线圈8.(2010年高考山东理综卷改编)如图8所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为，方向相反且垂直纸面，、为其边界，为其对称轴．一导线折成边长为的正方形闭合回路，回路在纸面内以恒定速度向右运动，当运动到关于对称的位置时以下说法不．正确的是( )图8A．穿过回路的磁通量为零B．回路中感应电动势大小为C．回路中感应电流的方向为顺时针方向D．回路中边与边所受安培力方向相同9.如图9所示，在空间中存在两个相邻的、磁感应强度大小相等、方向相反的有界匀强磁场，其宽度均为L.现将宽度也为L的矩形闭合线圈，从图示位置垂直于磁场方向匀速经过磁场区域，则在该过程中，能正确反映线圈中所产生的感应电流或其所受的安培力随时间变化的图象是( )图9图1010. (2011年泉州高二检测)如图11所示，固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为，其右端接有阻值为的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为的匀强磁场中．一质量为m(质量分布均匀)的导体杆垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为.现杆在水平向左、垂直于杆的恒力作用下从静止开始沿导轨运动距离时，速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)．设杆接入电路的电阻为，导轨电阻不计，重力加速度大小为，则此过程( )图11A．杆的速度最大值为B．流过电阻的电荷量为C．恒力做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量D．恒力做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量二、填空题(本题共2小题，每小题6分，共12分．按题目要求作答)11.在“研究电磁感应现象”的实验中，首先要按图12甲接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系；然后按图乙将电流表与线圈B连成一个闭合回路，将线圈A、电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路，在图甲中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏，不通电时电流表指针停在正中央．在图乙中，图12(1)S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针________；(2)线圈A放在B中不动时，指针将________；(3)线圈A放在B中不动，突然断开开关S，电流表指针将________．12.为了演示接通电源的瞬间和断开电源的电磁感应现象，设计了如图13所示的电路图，让L的直流电阻和R相等，开关接通的瞬间，A灯的亮度________(填“大于”“等于”或“小于”)B灯的亮度；通电一段时间后，A灯的亮度________(填“大于”“等于”或“小于”)B灯的亮度；断开开关的瞬间，A灯________(填“立即”或“逐渐”)熄灭，B灯________(填“立即”或“逐渐”)熄灭，若满足灯，则断开瞬间，A 灯会________(“闪亮”或“不闪亮”)，流过A的电流方向________(“向左”或“向右”)图13三、计算题(本题共4小题，共48分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13.(10分)(2011年上杭高二检测)如图14甲所示，匝的圆形线圈，其电阻为，它的两端点、与定值电阻相连，穿过线圈的磁通量的变化规律如图乙所示．图14(1)判断、两点的电势高低；(2)求、两点的电势差．14.(10分)如图15所示，电阻不计的光滑形导轨水平放置，导轨间距，导轨一端接有的电阻．有一质量、电阻的金属棒与导轨垂直放置．整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度．现用水平力垂直拉动金属棒，使它以的速度向右做匀速运动．设导轨足够长．图15(1)求金属棒两端的电压；(2)若某时刻撤去外力，从撤去外力到金属棒停止运动，求电阻产生的热量．15.(14分)如图16甲所示，两根足够长的直金属导轨、平行放置在倾角为的绝缘斜面上，两导轨间距为.、两点间接有阻值为的电阻．一根质量为的均匀直金属杆放在两导轨上，并与导轨垂直．整套装置处于磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下．导轨和金属杆的电阻可忽略．让杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦．图16(1)由向方向看到的装置如图乙所示，请在此图中画出杆下滑过程中某时刻的受力示意图；(2)在加速下滑过程中，当杆的速度大小为时，求此时杆中的电流及其加速度的大小．16.(14分)(2011年潍坊高二检测)如图17甲所示，光滑绝缘水平面上，磁感应强度的匀强磁场以虚线为左边界，的左侧有一质量，边长，电阻的矩形线圈.时，用一恒定拉力拉线圈，使其由静止开始向右做匀加速运动，经过时间，线圈的边到达磁场边界，此时立即将拉力改为变力，又经过，线圈恰好完全进入磁场．整个运动过程中，线圈中感应电流随时间变化的图象如图乙所示．图17(1)求线圈边刚进入磁场时的速度和线圈在第内运动的距离；(2)写出第内变力随时间变化的关系式；(3)求出线圈边的长度.第2章楞次定律和自感现象得分：一、选择题题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10答案二、填空题11.（1）（2）（3）12.三、计算题13.14.15.16.第2章楞次定律和自感现象参考答案一、选择题1.B 解析：镇流器是一个自感系数很大的线圈，当流经线圈的电流发生变化时能产生很大的自感电动势阻碍电流的变化，在日光灯启动时，镇流器提供一个瞬时高压使其工作；在日光灯正常工作时，自感电动势方向与原电压相反，镇流器起着降压限流的作用，此时启动器的两个触片是分离的，当灯管内的汞蒸气被激发时能产生紫外线，涂在灯管内壁的荧光物质在紫外线的照射下发出可见光．2.B 解析：由安培定则可知穿过环B的磁通量向外，当S断开时，磁通量减少，由楞次定律可知B中产生逆时针方向的感应电流，B对．3.A 解析：无论通入螺线管的电流是从流向还是从流向，电流增大时，穿过金属环的磁通量必增加．由于穿过金属环的磁通量由螺线管内、外两部分方向相反的磁通量共同决定，等效原磁场方向由管内磁场方向决定．根据楞次定律，环内感应电流的磁场要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，即要阻碍穿过环的磁通量的增加，因此有使环扩张的趋势，从而使环受到沿半径向外拉伸的力．答案为A.4.B 解析：由楞次定律，一开始磁通量减小，后来磁通量增大，由“增反”“减同”可知电流方向是.5.A 解析： S接通瞬间，线圈L产生自感，对电流有较大的阻碍作用，从0缓慢增大，而R中电流不受影响，，但当电路稳定后，自感消失，由于两支路电阻阻值相同，则.开关断开瞬间，ABDC构成一个回路，感应电流相同．6.D 解析：此题是左、右手定则的综合应用题．AB棒向右摆的原因是：CD棒做切割磁感线运动产生感应电动势，给AB 棒供电，AB棒摆动是通电导体受力问题．AB棒向右摆动，说明它受到的磁场力方向向右，根据左手定则判断出AB中的电流方向B→A.这说明CD棒的电流方向D→C，再根据右手定则判断CD棒的切割方向是向外．注意题目中给出的四个选项中，A、B肯定不正确，因为CD棒左、右平动，不切割磁感线，不产生感应电流．7.D 解析：若线圈合格，则由于电磁感应现象会向左移动一定距离，且合格线圈移动的距离相等，移动后线圈的间距也等于移动前的间距，由图知线圈3与其他线圈间距不符，不合格．8.C 解析：由于两磁场的磁感应强度大小相等，方向相反，且回路此时关于对称，因而此时穿过回路的磁通量为零，A项正确；、均切割磁感线，相当于两个电源，由右手定则知，回路中感应电流方向为逆时针，两电源串联，感应电动势为，B项正确，C项错误；由左手定则知、所受安培力方向均向左，D项正确．9.D 解析：由楞次定律可知，当正方形导线框进入磁场和出磁场时，磁场力总是阻碍物体的运动，方向始终向左，所以外力F始终水平向右，因安培力的大小不同，故选项D是正确的，选项C是错误的．当矩形导线框进入磁场时，由法拉第电磁感应定律判断，感应电流的大小在中间时是最大的，所以选项A、B是错误的．10.D 解析：当杆的速度达到最大时，安培力安，杆受力平衡，故安，所以，选项A错；流过电阻的电荷量为，选项B错；根据动能定理，恒力、安培力、摩擦力做功的代数和等于杆动能的变化量，由于摩擦力做负功，所以恒力、安培力做功的代数和大于杆动能的变化量，选项C错D 对．二、填空题11.(1)向右偏转(2)不动(3)向左偏转解析：(1)由图甲知电流从左接线柱流入电流表时，其指针向左偏转．S闭合后，将A插入B中，磁通量增大，由楞次定律和安培定则可判断B中电流方向向上，从右接线柱流入，故电流表指针向右偏转；(2)A放在B中不动，磁通量不变，不产生感应电流；(3)断开开关，穿过B的磁通量减小，电流表指针向左偏转．12.大于等于逐渐立即闪亮向右解析：开关接通的瞬间，和A灯并联的电感电流为零，A灯的电流为R和B灯之和，所以A灯的亮度大于B灯亮度．通电一段时间后电流稳定了，L无自感现象，电阻和R一样，通过两灯的电流相等，所以两灯一样亮．断电的瞬间，A 灯和产生自感现象的L组成回路，随着电路电流的减小逐渐熄灭．而B灯没有电流而立即熄灭，若灯，稳定时灯.故断开瞬间A灯会闪亮，且电流向右流．三、计算题13.(1)点高(2)20 V解析：(1)由图知，穿过的磁通量均匀增加，根据楞次定律可知点电势比点高．(2)由法拉第电磁感应定律知.由闭合电路欧姆定律知：.14.(1)(2)解析：(1)根据法拉第电磁感应定律，根据欧姆定律，，由以上各式可得.(2)由能量守恒得，电路中产生的热量，因为串联电路电流处处相等，所以，代入数据求出.15.(1)见解析(2)解析：(1)杆受三个力：重力，竖直向下；支持力，垂直斜面向上；安培力，沿斜面向上．受力示意图如图18所示．(2)当杆速度为时，感应电动势，此时电路中电流杆受到的安培力根据牛顿运动定律，有，. 图1816.(1) (2)＋ (3)解析：(1)由图乙可知，线圈刚进入磁场时的感应电流.由及得(2)由图乙，在第时间内，线圈中的电流随时间均匀增加，线圈速度随时间均匀增加，线圈所受安培力随时间均匀－增加，且大小为安时线圈的速度线圈在第时间内的加速度由牛顿运动定律得安(3)在第时间内，线圈的平均速度，.。

2020届高三物理总复习 9.2楞次定律 自感现象章节测试 鲁科版

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第二节 楞次定律 自感现象一、单项选择题1．(2020年高考山东卷改编)如图所示，一导线弯成半径为a 的半圆形闭合回路．虚线MN 右侧有磁感应强度为B 的匀强磁场．方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v 向右匀速进入磁场，直径CD 始络与MN 垂直．从D 点到达边界开始到C 点进入磁场为止，下列结论不．正确的是( )A ．感应电流方向不变B ．CD 段直线始终不受安培力C ．感应电动势最大值E ＝BavD ．感应电动势平均值E －＝14πBav解析：选B.在闭合电路进入磁场的过程中，通过闭合电路的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向不变，A 正确．根据左手定则可以判断，受安培力向下，B 不正确．当半圆闭合回路进入磁场一半时，即这时等效长度最大为a ，这时感应电动势最大E ＝Bav ，C 正确．感应电动势平均值E －＝ΔφΔt ＝B ·12πa 22av ＝14πBav，D 正确． 2．(2020年北京西城区抽样)北半球地磁场的竖直分量向下．如图所示，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置边长为L的正方形闭合导体线圈abcd，线圈的ab 边沿南北方向，ad边沿东西方向．下列说法中正确的是( )A．若使线圈向东平动，则b点的电势比a点的电势低B．若使线圈向北平动，则a点的电势比b点的电势低C．若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a→b→c→d→aD．若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a→d→c→d→a解析：选C.由右手定则知，若使线圈向东平动，线圈的ab边和cd边切割磁感线，c(b)点电势高于d(a)点电势，故A错误；同理知B错．若以ab为轴将线圈向上翻转，穿过线圈平面的磁通量将变小，由楞次定律可判得线圈中感应电流方向为a→b→c→d→a，C对．3．(2020年莆田质检)如图所示，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、丙拿至相同高度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( )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，甲后落地解析：选D.甲是铜线框，在下落过程中产生感应电流，所受的安培力阻碍它的下落，故所需的时间长；乙是没有闭合的回路，丙是塑料线框，故都不会产生感应电流，它们做自由落体运动，故D正确．4．如图所示，A、B为两个同样规格的灯泡，自感线圈的电阻R＝R.下面关于自感L现象的说法哪些是正确的( )A．开关接通瞬间，A、B两灯一样亮B．开关接通瞬间，B灯立即正常发光，A灯逐渐亮起来C．开关断开时，A灯比B灯先熄灭D．开关断开时，B灯比A灯先熄灭解析：选B.S闭合的瞬间，流过线圈L的电流迅速增大，使线圈产生自感电动势，阻碍电流的增大．使流过A灯的电流比流过B的电流增加的慢，故B灯先亮，A灯逐渐亮起来，A选项错误，B选项正确．开关S断开时，使线圈电流迅速减小，产生自感电动势，阻碍电流的减小，使电流继续存在一段时间．在S断开的情况下通过L的电流逆向流过B灯，使A灯和B灯都要过一会儿才熄灭，故C、D选项均错．5．(2020年厦门模拟)如图所示，金属棒ab置于水平放置的光滑框架cdef上，棒与框架接触良好，匀强磁场垂直于ab棒斜向下．从某时刻开始磁感应强度均匀减小，同时施加一个水平方向上的外力F使金属棒ab保持静止，则F( )A．方向向右，且为恒力B．方向向右，且为变力C．方向向左，且为变力 D．方向向左，且为恒力解析：选C.磁场均匀减小，由楞次定律可知，在回路中产生顺时针方向的感应电流，且大小恒定；由左手定则可知，ab棒所受安培力方向向右，F＝BIL，B均匀减小，则安培力减小；金属棒ab保持静止，则外力与安培力平衡，选C.6. (2020年高考江苏卷)如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻时刻值．在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t1随时间t变化的图象中，断开S.下列表示A、B两点间电压UAB正确的是( )解析：选B.由于自感现象，t＝0时刻UAB 最大，随时间推移UAB减小；断开S，L中的电流方向不变，大小减小，经过L、R、D形成回路，UAB方向改变，逐渐减小至0.故B正确．7. (2020年高考浙江理综卷)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→aB．d→c→b→a→dC．先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→aD．先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d解析：选B.线框从右侧摆到最低点的过程中，穿过线框的磁通量减小，由楞次定律可判断感应电流的方向为d→c→b→a→d；从最低点到左侧最高点的过程中，穿过线框的磁通量增大，由楞次定律可判断感应电流的方向为d→c→b→a→d，所以选B.8．(2020年三明模拟)绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上，铁芯上套着一个铝环，线圈与电源、电键相连，如图所示．线圈上端与电源正极相连，闭合电键的瞬间，铝环向上跳起．若保持电键闭合，则( )A．铝环不断升高B．铝环停留在某一高度C．铝环跳起到某一高度后将回落D．如果电源的正、负极对调，铝环将不再跳起解析：选C.闭合电键的瞬间，线圈中的电流突然增大，产生的磁场突然增强，铝环中磁通量变化很快，产生较大的感应电流，由楞次定律可知，感应电流的磁场与线圈的磁场反向，所以铝环受到较大的磁场力而跳起来；当线圈中电流稳定后，铝环中没有了感应电流，就不再受磁场力作用，因而会落下来，C正确；如果将电源的正、负极对调，在闭合电键的瞬间，铝环中的磁通量仍然增加，仍会产生感应电流，还会跳起来．9．(2020年广东惠州调研)如图所示，MN、PQ是间距为L的平行金属导轨，置于磁感应强度为B，方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，M、P间接有一阻值为R的电阻．一根与导轨接触良好、有效阻值为R2的金属导线ab垂直导轨放置，并在水平外力F的作用下以速度v向右匀速运动，则(不计导轨电阻)( )A．通过电阻R的电流方向为P→R→MB．a、b两点间的电压为BLvC．a端电势比b端高D．外力F做的功等于电阻R上发出的焦耳热解析：选C.由右手定则可知通过金属导线的电流由b到a，即通过电阻R的电流方向为M→R→P，A错误；金属导线产生的电动势为BLv，而a、b两点间的电压为等效电路路端电压，由闭合电路欧姆定律可知，a、b两点间电压为23BLv，B错误；金属导线可等效为电源，在电源内部，电流从低电势流向高电势，所以a端电势高于b端电势，C正确；根据能量守恒定律可知，外力做功等于电阻R和金属导线产生的焦耳热之和，D错误．10．(2020年高考浙江理综卷)半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如图甲所示．有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正方向，变化规律如图乙所示．在t＝0时刻平板之间中心有一重力不计、电荷量为q的静止微粒．则以下说法正确的是( )A．第2秒内上极板为正极B．第3秒内上极板为负极C．第2秒末微粒回到了原来位置D．第2秒末两极板之间的电场强度大小为0.2πr2/d解析：选A.由B－t图象知第2 s内磁感应强度B大小均匀减小，方向向内，第3 s 内磁感应强度B大小均匀增大，方向向外，由楞次定律和安培定则知圆环内的电流为顺时针方向，所以下极板为负，上极板为正，A正确，B错．第1 s内B均匀增加，极板间电场方向与第2 s内、第3 s内电场方向相反，第1 s内电荷q从静止做匀加速直线运动，第2 s内做匀减速直线运动，加速度大小不变，所以第2 s末微粒不会回到原来位置，C错．第2 s内感应电动势大小U＝|ΔΦΔt|＝0.1πr2，电场强度E的大小E＝Ud＝0.1πr2d，D错．二、计算题11．如图所示，一个圆形线圈的匝数n＝1000，线圈面积S＝200 cm2，线圈的电阻为r＝1 Ω，在线圈外接一个阻值R＝4 Ω的电阻，电阻的一端b接地，把线圈放入一个方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图B－t 图线所示．求：(1)从计时起在t ＝3 s 、t ＝5 s 时穿过线圈的磁通量是多少？ (2)a 点的最高电势和最低电势各是多少？解析：圆形线圈相当于电路的电源，根据法拉第电磁感应定律E ＝nΔΦΔt ＝n ΔBΔtS ，在0～4 s 的时间内，回路内感应电流大小不变，由楞次定律判定感应电流方向为逆时针，a 点电势最低．同理，在4 s ～6 s 的时间内，a 点的电势最高． (1)Φ3＝(B 0＋k 1t)·S＝7×10－3 Wb Φ5＝(B 4－k 2t′)·S＝4×10－3 Wb. (2)E 1＝nΔΦ1Δt＝nk 1S ＝1.0 V 由右手定则，线圈下端相当于电源正极 U ba ＝IR ＝E 1R ＋r·R＝0.8 V ，又U ba ＝U b －U a U a ＝U b －U ba ＝－0.8 V ，即在0<t<4 s 时，U a min ＝－0.8 V E 2＝n ΔΦ2Δt＝nk 2S ＝4.0 V ，U ab ＝I′R＝3.2 VU a ＝U ab ＋U b ＝3.2 V ，即4 s<t<6 s 时，a 点电势最高为3.2 V. 答案：(1)7×10－3 Wb 4×10－3 Wb (2)3.2 V －0.8 V12．(2020年厦门联考)如图所示，边长L ＝0.20 m 的正方形导线框ABCD 由粗细均匀的同种材料制成，正方形导线框每边的电阻R 0＝1.0 Ω，金属棒MN 与正方形导线框的对角线长度恰好相等，金属棒MN 的电阻r ＝0.20 Ω.导线框放置在匀强磁场中，磁场的磁场感应强度B ＝0.50 T ，方向垂直导线框所在平面向里，金属棒MN 与导线框接触良好，且与导线框对角线BD 垂直放置在导线框上，金属棒的中点始终在BD 连线上．若金属棒以v ＝4.0 m/s 的速度向右匀速运动，当金属棒运动至AC 的位置时，求(计算结果保留两位有效数字)：(1)金属棒产生的电动势的大小； (2)金属棒MN 上通过的电流大小和方向； (3)导线框消耗的电功率．解析：(1)金属棒产生的电动势大小为 E ＝B 2Lv ＝0.50×0.20×4.0×2V ＝0.57 V.(2)金属棒运动到AC 位置时，导线框左、右两侧电阻并联，其并联电阻大小为R 并＝1.0 Ω，根据闭合电路欧姆定律 I ＝E R 并＋r＝0.48 A 根据右手定则，电流方向从N 到M. (3)导线框消耗的功率为： P 框＝I 2R 并＝0.23 W. 答案：(1)0.57 V (2)0.48 A 方向N→M (3)0.23 W。

2020年高中物理鲁教版选修3-2第2章《楞次定律和自感现象》考试测试卷

2020年高中物理鲁教版选修3-2第2章《楞次定律和自感现象》考试测试卷

第2章《楞次定律和自感现象》测试卷一、单选题(共15小题)1.如图所示，通电螺线管的内部中间和外部正上方静止悬挂着金属环a 和b ，当滑动变阻器R 的滑动触头c 向左滑动时( )A ．a 环向左摆，b 环向右摆B ．a 环和b 环都不会左摆或右摆C ． 两环对悬线的拉力都将增大D ．a 环和b 环中感应电流的方向相同2.如图所示的电路中，A 1和A 2是完全相同的灯泡，线圈L 的电阻可以忽略，下列说法中正确的是( )A ． 合上开关S 接通电路时，A 1和A 2始终一样亮B ． 合上开关S 接通电路时，A 2先亮，A 1后亮，最后一样亮C ． 断开开关S 时，A 2立即熄灭，A 1过一会儿才熄灭D ． 断开开关S 时，A 1和A 2都要过一会儿才熄灭，且通过两灯的电流方向都与原电流方向相同 3.如图所示的电路中，P 、Q 为两相同的灯泡，L 的电阻不计，则下列说法正确的是( )A ． S 断开瞬间，P 立即熄灭，Q 过一会儿才熄灭B ． S 接通瞬间，P 、Q 同时达到正常发光C ． S 断开瞬间，通过P 的电流从右向左D ． S 断开瞬间，通过Q 的电流与原来方向相反4.如图所示，A 1、A 2为两只相同灯泡，A 1与一理想二极管D 连接，线圈L 的直流电阻不计．下列说法正确的是( )A ． 闭合开关S 后，A 1会逐渐变亮B ． 闭合开关S 稳定后，A 1、A 2亮度相同C ． 断开S 的瞬间，A 1会逐渐熄灭D ． 断开S 的瞬间，a 点的电势比b 点低 5.如图，光滑金属导轨由倾斜和水平两部分组成，水平部分足够长且处在竖直向下的匀强磁场中，右端接一电源(电动势为E ，内阻为r )．一电阻为R 的金属杆PQ 水平横跨在导轨的倾斜部分，从某一高度由静止释放，金属杆PQ 进入磁场后的运动过程中，速度时间图象不可能是下图中的哪一个？(导轨电阻不计)( )A ．B ．C ．D ．6.图为一架歼—15飞机刚着舰时的情景。

高中鲁科版物理新选修3-2 第二章 楞次定律和自感现象 章节练习

高中鲁科版物理新选修3-2 第二章 楞次定律和自感现象 章节练习

高中鲁科版物理新选修3-2 第二章楞次定律和自感现象章节练习一、单选题1.如图||，在一水平、固定的闭合导体圆环上方．有一条形磁铁（S极朝上||，N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（）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2.如图||，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁||，磁铁的N极朝下||。

当磁铁向下运动时（但未插入线圈内部）（）A. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同||，磁铁与线圈相互吸引B. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同||，磁铁与线圈相互排斥C. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反||，磁铁与线圈相互吸引D. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反||，磁铁与线圈相互排斥3.如图||，电灯的灯丝电阻为2Ω||，电池电动势为2V||，内阻不计||，线圈匝数足够多||，其直流电阻为3Ω．线圈电阻为零||，当K突然断开时||，则下列说法正确的是（）A. 电灯立即变暗再熄灭||，且电灯中电流方向与K断开前方向相同B. 电灯立即变暗再熄灭||，且电灯中电流方向与K断开前方向相反C. 电灯会突然比原来亮一下再熄灭||，且电灯中电流方向与K断开前相同D. 电灯会突然比原来亮一下再熄灭||，且电灯中电流方向与K断开前相反4.如图所示||，一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内||，其下方（略靠前）固定一根与线框平面平行的水平直导线||，导线中通以图示方向的恒定电流||。

释放线框||，它由实线位置下落到虚线位置未发生转动||，在此过程中（）A. 线框中感应电流方向依次为顺时针→逆时针B. 线框的磁通量为零时||，感应电流却不为零C. 线框所受安培力的合力方向依次为向上→向下→向上D. 线框所受安培力的合力为零||，做自由落体运动5.如图所示||，闭合开关S后调节滑动变阻器R和R t||，使同样规格的两个小灯泡A和B都正常发光||，然后断开开关||。

精选高中物理第2章楞次定律和自感现象章末综合测评鲁科版选修3_2

精选高中物理第2章楞次定律和自感现象章末综合测评鲁科版选修3_2

第2章 楞次定律和自感现象(时间：60分钟 分值：100分)一、选择题(本大题共10个小题，每小题6分，共60分．在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．)1．将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是( )A ．感应电动势的大小与线圈的匝数无关B ．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C ．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D ．感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同【解析】 由法拉第电磁感应定律E ＝n ΔΦΔt 知，感应电动势的大小与线圈匝数有关，A错．感应电动势正比于ΔΦΔt ，与磁通量的大小无直接关系，B 错误，C 正确．根据楞次定律知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，即“增反减同”，D 错误．【答案】C2．水平放置的金属框架cdef 处于如图1所示的匀强磁场中，金属棒ab 处于粗糙的框架上且接触良好，从某时刻开始，磁感应强度均匀增大，金属棒ab 始终保持静止，则( )【导学号：78870045】图1A ．ab 中电流增大，ab 棒所受摩擦力增大B ．ab 中电流不变，ab 棒所受摩擦力不变C ．ab 中电流不变，ab 棒所受摩擦力增大D ．ab 中电流增大，ab 棒所受摩擦力不变【解析】 由法拉第电磁感应定律E ＝ΔΦΔt ＝ΔBΔt ·S 知，磁感应强度均匀增大，则ab中感应电动势和电流不变，由F f ＝F 安＝BIL 知摩擦力增大，选项C 正确．【答案】C3.如图2所示，平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域，细金属棒PQ 沿导轨从MN 处匀速运动到M 'N '的过程中，棒上感应电动势E 随时间t 变化的图示，可能正确的是( )图2【解析】 在金属棒PQ 进入磁场区域之前或出磁场后，棒上均不会产生感应电动势，D 项错误．在磁场中运动时，感应电动势E ＝Blv ，与时间无关，保持不变，故A 选项正确．【答案】A4. (2015·重庆高考)如图3为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n ，面积为S .若在t 1到t 2时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由B 1均匀增加到B 2，则该段时间线圈两端a 和b 之间的电势差φa －φb ( )【导学号：78870046】图3A ．恒为nS （B 2－B 1）t 2－t 1B ．从0均匀变化到nS （B 2－B 1）t 2－t 1C ．恒为－nS （B 2－B 1）t 2－t 1D ．从0均匀变化到－nS （B 2－B 1）t 2－t 1【解析】 根据法拉第电磁感应定律得，感应电动势E ＝n ΔΦΔt ＝n （B 2－B 1）St 2－t 1，由楞次定律和右手螺旋定则可判断b 点电势高于a 点电势，因磁场均匀变化，所以感应电动势恒定，因此a 、b 两点电势差恒为φa －φb ＝－n （B 2－B 1）St 2－t 1，选项C 正确．【答案】C5．美国《大众科学》月刊网站2011年6月22日报道，美国明尼苏达大学的研究人员发现，一种具有独特属性的新型合金能够将热能直接转化为电能．具体而言，只要略微提高温度，这种合金会从非磁性合金变成强磁性合金，从而在环绕它的线圈中产生电流，其简化模型如图4所示．M为圆柱形合金材料，N为线圈，套在圆柱形合金材料上，线圈的半径大于合金材料的半径．现对M进行加热，则( )图4A．N中将产生逆时针方向的电流B．N中将产生顺时针方向的电流C．N线圈有收缩的趋势D．N线圈有扩张的趋势【解析】当对M加热使其温度升高时，M的磁性变强，穿过N内的磁通量增加，则N 中感应电流的磁场阻碍其增加，故N有扩张的趋势，才能使穿过N的磁通量减少，C错，D 对，由于不知M的磁场方向，故不能判断N中的感应电流方向，A、B均错．【答案】D6．如图5甲所示，光滑导轨水平放置在竖直方向的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示(规定向下为正方向)，导体棒ab垂直导轨放置，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力F的作用下始终处于静止状态．规定a→b 的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力的正方向，则在0～2t0时间内，能正确反映流过导体棒ab的电流与时间或外力与时间关系的图线是( )【导学号：78870047】图5【解析】 在0～t 0时间内磁通量为向上减少，t 0～2t 0时间内磁通量为向下增加，两者等效，且根据B ­t 图线可知，两段时间内磁通量的变化率相等，根据楞次定律可判断0～2t 0时间内均产生由b 到a 的大小不变的感应电流，选项A 、B 均错误；在0～t 0可判断所受安培力的方向水平向右，则所受水平外力方向向左，大小F ＝BIL 随B 的减小呈线性减小；在t 0～2t 0时间内，可判断所受安培力的方向水平向左，则所受水平外力方向向右，大小F ＝BIL随B 的增加呈线性增加，选项D 正确．【答案】D7.如图6所示，边长为L 的正方形导线框质量为m ，由距磁场H 高处自由下落，其下边ab 进入匀强磁场后，线圈开始做减速运动，直到其上边cd 刚刚穿出磁场时，速度减为ab边进入磁场时的一半，磁场的宽度也为L ，则线框穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热为( )【导学号：78870048】图6A ．2mgLB ．2mgL ＋mgHC ．2mgL ＋34mgHD ．2mgL ＋14mgH【解析】正方形导线框由距磁场H 高处自由下落到磁场上边缘时速度为v ＝2gH ，进入磁场后，磁通量变化有感应电流产生，受到磁场对电流向上的安培力作用，安培力对线框做负功，使机械能转化为电能，从而产生焦耳热，据Q ＝ΔE 机＝mg (H ＋2L )－12m (v 2)2＝2mgL ＋34mgH ，故选C.【答案】C8．如图7所示，在空间存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B .一水平放置的长度为L 的金属杆ab 与圆弧形金属导轨P 、Q 紧密接触，P 、Q 之间接有电容为C 的电容器．若ab 杆绕a 点以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，则下列说法正确的是( )图7A ．电容器与a 相连的极板带正电B ．电容器与b 相连的极板带正电C ．电容器的带电量是CB ω2L2 D ．电容器的带电量是CB ωL 22【解析】 若ab 杆绕a 点以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，产生的感应电动势为E ＝BL 2ω/2.由C ＝Q /E 解得电容器的带电量是Q ＝CB ωL 22，选项C 错误，D 正确．右手定则可判断出感应电动势方向b 指向a ，电容器与a 相连的极板带正电，选项A 正确，B 错误．【答案】AD9．如图8所示，两端与定值电阻相连的光滑平行金属导轨倾斜放置，其中R 1＝R 2＝2R ，导轨电阻不计，导轨宽度为L ，匀强磁场垂直穿过导轨平面，磁感应强度为B .导体棒ab 的电阻为R ，垂直导轨放置，与导轨接触良好．释放后，导体棒ab 沿导轨向下滑动，某时刻流过R 2的电流为I ，在此时刻( )【导学号：78870049】图8A ．重力的功率为6I 2RB ．导体棒ab 消耗的热功率为4I 2R C ．导体棒受到的安培力的大小为2BIL D ．导体棒的速度大小为2IRBL【解析】 导体棒ab 向下滑动切割磁感线产生感应电动势，R 1与R 2并联接在ab 两端，R 1＝R 2＝2R ，设当ab 棒速度为v 时，流过R 2的电流为I ，由闭合电路欧姆定律知2I ＝BLvR ＋R 并，解得v ＝4RI BL ，此时ab 棒重力的功率为P ＝mgv sin θ＝mg sin θ·4RIBL，ab 棒消耗的热功率为P ＝(2I )2R ＝4I 2R ，ab 棒受到的安培力大小为F ＝B ·2I ·L ＝2BIL ，综上知B 、C 正确，A 、D 错误．【答案】BC10．如图9所示，两根等高光滑的14圆弧轨道，半径为r 、间距为L ，轨道电阻不计．在轨道顶端连有一阻值为R 的电阻，整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B .现有一根长度稍大于L 、电阻不计的金属棒从轨道最低位置cd 开始，在拉力作用下以初速度v 0向右沿轨道做匀速圆周运动至ab 处，则该过程中( )图9A ．通过R 的电流方向由外向内B ．通过R 的电流方向由内向外C ．R 上产生的热量为πrB 2L 2v 04RD ．流过R 的电荷量为πBLr2R【解析】cd 棒运动至ab 处的过程中，闭合回路中的磁通量减小，再由楞次定律及安培定则可知，回路中电流方向为逆时针方向(从上向下看)，则通过R 的电流为由外向内，故A 对，B 错．通过R 的电荷量为q ＝ΔΦR ＝BrLR，D 错．将棒的瞬时速度v 0分解，水平方向的分速度对产生感应电动势有贡献，求出电流的有效值，即可求出棒中产生的热量，金属棒在运动过程中水平方向的分速度v x ＝v 0cos θ，金属棒切割磁感线产生正弦交变电流I ＝E R ＝BLv xR＝BLv 0R cos θ，其有效值为I ′＝BLv 02R，金属棒的运动时间为t ＝π2v 0，R 上产生的热量为Q ＝U 2R t ＝（BLv 0/2）2R πr 2v 0＝πrB 2L 2v 04R，C 对． 【答案】AC二、非选择题(本题共3个小题，共40分，计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)11．(10分)固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd 边长为L ，其中ab 是一段电阻为R 的均匀电阻丝，其余三边均为电阻可忽略的铜线，磁感应强度为B ，方向垂直纸面向里，现有一段与ab 完全相同的电阻丝PQ 架在导线框上，如图10所示，以恒定的速度v 从ad 滑向bc ，当PQ 滑过13的距离时，通过aP 段电阻丝的电流是多大？方向如何？【导学号：78870050】图10【解析】 当PQ 滑过13的距离时，其等效电路图如图所示．PQ 切割磁感线产生的感应电动势为E ＝BLv感应电流为I ＝E R 总，R 总＝R ＋29R ＝119R ， I aP ＝23I ＝6BLv11R电流方向为从P 到a . 【答案】6BLv11R从P 到a12．(14分)如图11所示，在相距L ＝0.5 m 的两条水平放置的足够长光滑平行金属导轨，不计电阻，广阔的匀强磁场垂直向上穿过导轨平面，磁感应强度B ＝1 T ，垂直导轨放置两金属棒ab 和cd ，电阻r 均为1 Ω，质量m 都是0.1 kg ，两金属棒与金属导轨接触良好．从0时刻起，用一水平向右的拉力F 以恒定功率P ＝2 W 作用在ab 棒上，使ab 棒从静止开始运动，经过一段时间后，回路达到稳定状态．求：(1)若将cd 固定不动，达到稳定时回路abcd 中的电流方向如何？此时ab 棒稳定速度为多大？(2)当t ＝2.2 s 时ab 棒已达到稳定速度，求此过程中cd 棒产生的热量Q?图11【解析】 (1)电流方向为a →b →c →d →a 当稳定时，F ＝F AF A ＝BIL ，I ＝BLv /R 总，P ＝Fv ，R 总＝2r v ＝2PrB 2L 2v ＝4 m/s.(2)由Pt ＝12mv 2＋Q 总可得Q 总＝3.6 J因为两棒电阻一样，通过电流又时刻相同，所以产生热量一样，Q ＝Q cd ＝Q 总/2＝1.8 J. 【答案】 (1)电流方向abcda 4 m/s (2)1.8 J13．(16分)如图12所示，将边长为a 、质量为m 、电阻为R 的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为b 、磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里，线框向上离开磁场时的速度刚好是进入磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进入磁场．整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力F f 且线框不发生转动．求：图12(1)线框在下落阶段匀速进入磁场时的速度v 2； (2)线框在上升阶段刚离开磁场时的速度v 1； (3)线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q .【导学号：78870051】【解析】 (1)线框在下落阶段匀速进入磁场瞬间有mg ＝F f ＋B 2a 2v 2R解得v 2＝（mg －F f ）RB 2a2. (2)由动能定理，线框从离开磁场至上升到最高点的过程有(mg ＋F f )h ＝12mv 21线框从最高点回落至进入磁场瞬间(mg －F f )h ＝12mv 22两式联立解得v 1＝mg ＋F f mg －F f v 2＝（mg ）2－F 2f RB 2a2. (3)线框在向上通过磁场过程中，由能量守恒定律有12mv 20－12mv 21＝Q ＋(mg ＋F f )(a ＋b )v 0＝2v 1Q ＝32m [(mg )2－F 2f ]R2B 4a 4－(mg ＋F f )(a ＋b )． 【答案】 见解析。

高中物理 第1、2章 电磁感应 楞次定律和自感现象 21单元测试 鲁科版选修32

高中物理 第1、2章 电磁感应 楞次定律和自感现象 21单元测试 鲁科版选修32

2E E -E -2E 2E E -E -2E E 2E -E -2E E 2E -E -2E 第1、2章《电磁感应》《楞次定律和自感现象》单元测试1.如下右图所示，竖直放置的螺线管与导线abcd 构成回路。

一导体圆环，导线abcd 示的方式随时间变化时，导体圆环将受到向上的磁场作用力2.在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图1所示，当磁场的磁感应强度B 随时间如图2变化时，图3中正确表示线圈中感应电动势E 变化的是A ．3.如图所示，固定在水平面上的三角形导线框PQS 顶角为θ，处于垂直于纸面向里的匀强磁场中。

一根用与导线框同样材料制作的导线棒MN 放在导线框上，保持MN ⊥QS ，用水平力F 拉MN 向右匀速运动，MN 与导轨间的接触电阻和摩擦都忽略不计。

则下列说法中正确的是 A.回路中的感应电流方向不变，大小逐渐增大 B.回路中的感应电流方向不变，大小逐渐减小 C.回路中的感应电流方向和大小都保持不变 D.水平力F 的大小保持不变 4.如图所示，虚线框和实线框在同一水平面内．虚线框内有矩形匀强磁场区，矩形的长是宽的2倍．磁场方向垂直于纸面向里．实线框abcd 是一个正方形导线框．若将导线框以相同的速率匀速拉离磁场区域，第一次沿ab 方向拉出，第二次沿ad 方向拉出，两次外力做的功分别为W 1、W 2，则A.W 1=W 2B.W 1=2W 2C.W 2=2W 1D.W 2=4W 15.一矩形线圈位于一随时间t 变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面向里，如图1所示。

磁感应强度B 随t 的变化规律如图2所示。

以I 表示线圈中的感应电流，以图1中线圈上箭头所示方向的电流为正，则以下的I-t 图中正确的是 A. B. C. D.6.如图，在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻R 的直角形金属导轨aob （在纸面内），磁场方向垂直于纸面朝里，另有两根金属导轨c 、d 分别平行于oa 、ob 放置。

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第2章楞次定律和自感现象单元测试一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分。

1－8为单选，9－12为多选。

)1．了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。

以下符合事实的是()A．焦耳发现了电流的磁效应的规律B．库仑总结出了点电荷间相互作用的规律C．楞次发现了电磁感应现象，拉开了研究电与磁相互关系的序幕D．牛顿将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动2.关于楞次定律，可以理解为()A．感应电流的磁场总是阻碍原磁场B．感应电流产生的效果总是阻碍导体与磁体间的相对运动C．若原磁通量增加，感应电流的磁场与原磁场同向；若原磁通量减少，感应电流的磁场跟原磁场反向D．感应电流的磁场总是与原磁场反向3. 如图所示，质量为m的铜质小闭合线圈静置于粗糙水平桌面上。

当一个竖直放置的条形磁铁贴近线圈，沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、匀速经过时，线圈始终保持不动。

则关于线圈在此过程中受到的支持力F N和摩擦力F f 的情况，以下判断正确的是()A．F N先大于mg，后小于mgB．F N一直大于mgC．F f先向左，后向右D．线圈中的电流方向始终不变4．如图，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行。

已知在t＝0到t＝t1的时间间隔内，直导线中电流i发生某种变化，而线框中的感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。

设电流i正方向与图中箭头所示方向相同，则i随时间t变化的图线可能是()5. 如图所示为日光灯电路，关于该电路，以下说法中正确的是()A．启动过程中，启动器断开瞬间镇流器L产生瞬时高电压B．日光灯正常发光后，镇流器和启动器一样都不起作用了，且灯管两端电压低于电电压C．日光灯正常发光后启动器是导通的D．图中的电可以是交流电，也可以是直流电6. 如图，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T1和T2，重力加速度大小为g，则() A．T 1>mg，T2>mgB．T1<mg，T2<mgC．T1>mg，T2<mgD．T1<mg，T2>mg7. 如图所示，光滑水平面上停着一辆小车，小车上固定着一闭合线圈，今有一条形磁铁自左向右平动穿过线圈，在磁铁穿过线圈过程中不受线圈以外的水平力作用，则()A．线圈先受到向右的力，后受到向左的力B．线圈先受到向左的力，后受到向右的力C．小车获得向右的速度D．小车与磁铁组成的系统机械能守恒8. 如图所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所围区域内有一垂直于纸面向里的变化的磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环，导线abcd所围区域内磁场的磁感应强度按图9中哪一图线所表示的方式随时间变化时，导体环将受到向上的磁场力作用()9.如图，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．一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后无初速释放，在圆环从a摆向b的过程中()A．感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针B．感应电流方向一直是逆时针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10.如图所示为早期制作的发电机及电动机的示意图，A盘和B盘分别是两个可绕固定转轴转动的铜盘，用导线将A盘的中心和B盘的边缘连接起，用另一根导线将B盘的中心和A盘的边缘连接起．当A盘在外力作用下转动起时，B盘也会转动．则下列说法中正确的是()A．不断转动A盘就可以获得持续的电流，其原因是将整个铜盘看成沿径向排列的无数根铜条，它们做切割磁感线运动，产生感应电动势B．当A盘转动时，B盘也能转动的原因是电流在磁场中受到力的作用，此力对转轴有力矩C．当A盘顺时针转动时，B盘逆时针转动D．当A盘顺时针转动时，B盘也顺时针转动11.如图所示，电路中L为一电感线圈，ab支路和cd支路电阻相等，则() A．刚合上开关S时，电流表A1的示数小于电流表A2的示数B．刚合上开关S时，电流表A1的示数等于电流表A2的示数C．断开开关S时，电流表A1的示数大于电流表A2的示数D．断开开关S时，电流表A1的示数等于电流表A2的示数12．半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度电阻均为R0.圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B．杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开始，杆的位置由θ确定，如图所示．则() A．θ＝0时，杆产生的电动势为2Ba vB．θ＝π3时，杆产生的电动势为3Ba vC．θ＝0时，杆受的安培力大小为2B2a v (π＋2)R0D．θ＝π3时，杆受的安培力大小为3B2a v (5π＋3)R0二、实验题(本题共6分，把答案填在题中相应的横线上或按题目要求作答)13．(6分)在“研究电磁感应现象”的实验中，首先按图10甲接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系；然后按图乙将电流表与线圈B 连成一个闭合回路，将线圈A、电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路，在图甲中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏，不通电时电流表指针停在正中央。

在图乙中(1)S闭合时，将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针________；(2)线圈A放在B中不动时，指针将________；(3)线圈A放在B中不动，突然断开开关S，电流表指针将________。

三、计算题(本题包括4小题，共46分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。

只写出最后答案的不能得分。

有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14．(10分)如图所示，水平的平行光滑导轨，导轨间距离为L＝1 m，左端接有定值电阻R＝2 Ω.金属棒PQ与导轨接触良好，PQ的电阻为r＝0.5 Ω，导轨电阻不计，整个装置处于磁感应强度为B＝1 T的匀强磁场中，现使PQ在水平向右的恒力F＝2 N作用下向右运动．求：(1)棒PQ中感应电流的方向；(2)棒PQ中哪端电势高；(3)棒PQ所受安培力方向；(4)PQ棒的最大速度．15．(10分)如图所示，l1＝0.5 m，l2＝0.8 m，回路总电阻为R＝0.2 Ω，M＝0.04 kg，导轨光滑，开始时磁感应强度B0＝1 T，现使磁感应强度以ΔB Δt＝0.2 T/s的变化率均匀地增大．试求：当t为多少时，M刚好离开地面？(g取10 m/s2)16．(12分) 如图所示空间有一宽为3L的匀强磁场区域，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外。

abcd是由均匀电阻丝做成的边长为L的正方形线框，总电阻阻值为R。

线框以垂直磁场边界的速度v匀速通过磁场区域。

在运动过程中，线框ab、cd两边始终与磁场边界平行。

设线框刚进入磁场的位置x＝0，x轴沿水平方向向右。

求：(1)cd边刚进入磁场时，ab两端的电势差，并指明哪端电势高。

(2)线框在穿过磁场的过程中，线框中产生的焦耳热。

(3)在图中，画出ab两端电势差U ab随距离变化的图像。

其中U0＝BL v。

17．（14分）如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距l＝0.5 m，左端接有阻值R＝0.3 Ω的电阻，一质量m＝0.1 kg，电阻r ＝0.1 Ω的金属棒MN放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B＝0.4 T。

棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a＝2 m/s2的加速度做匀加速运动，当棒的位移x＝9 m时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1∶Q2＝2∶1。

导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。

求：(1)棒在匀加速运动过程中，通过电阻R的电荷量q；(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2；(3)外力做的功W F。

参考答案：1.B2.B ．3.A4.A5.A.6.A7.C8.A9.AD ．10.ABC.11.AD ．12.AD ．13.解析：(1)由题图甲知电流从左接线柱流入电流表时，其指针向左偏转。

S 闭合后，将A 插入B 中，磁通量增大，由楞次定律和安培定则可判断B 中电流方向向上，从右接线柱流入，故电流表指针向右偏转。

(2)A 放在B 中不动，磁通量不变，不产生感应电流。

(3)断开开关，穿过B 的磁通量减小，电流表指针向左偏转。

答案：(1)向右偏转 (2)不动 (3)向左偏转14.解析：PQ 在恒力F 作用下运动，产生感应电流，因而受安培力作用，随着速度的增大感应电动势增大，感应电流增大，安培力也增大，当安培力大小与恒力F 相等时，PQ 将做匀速运动，速度达到最大．(1)由右手定则知感应电流方向为Q →P .(2分)(2)PQ 运动产生感应电动势，相当于电，因电内部电流由低电势流向高电势，所以P 端电势高于Q 端电势．(2分)(3)因棒中电流由Q →P ，由左手定则知棒所受安培力方向向左．(2分)(4)当PQ 受力平衡时，速度最大，则F ＝BIL ，I ＝BLv R ＋r ， 解得v ＝F R ＋r B 2L 2＝2×2＋0.512×12 m/s ＝5 m/s.(4分) 答案：(1)Q →P (2)P 端高 (3)向左 (4)5 m/s15.解析：回路中原磁场方向竖直向下，且磁场增强，由楞次定律可知， 感应电流的磁场方向竖直向上；根据安培定则可知，ab 中的感应电流的方向是a →b ；由左手定则可知，ab 所受安培力的方向水平向左，从而向上拉重物． 设ab 中电流为I 时M 刚好离开地面，此时有F B ＝BIl 1＝Mg I ＝E R E ＝ΔΦΔt ＝l 1l 2·ΔB ΔtB ＝B 0＋ΔB Δt t ＝1＋0.2t 解得t ＝5 s 答案：5 s 16.解析：(1)dc 切割磁感线产生的感应电动势E ＝BLv ，回路中的感应电流I ＝BLv R ，a 、b 两端的电势差U ＝I ·14R ＝14BLv ，b 端电势高。

(2) 设线框从dc 边刚进入磁场到ab 边刚进入磁场所用时间为t ，由焦耳定律Q ＝2I 2Rt ，L ＝vt ，求出Q ＝2B 2L 3v R。

(3)在0～L 阶段：U 1＝14BLv 在L ～3L 阶段：U 2＝BLv 在3L ～4L 阶段： U 3＝I ·34R ＝34BLv 。

其U ab 随x 变化的图像如图所示。

答案：(1)14BLv b 端电势高(2)2B 2L 3v R(3)见解析图 17.解析：(1)设棒匀加速运动的时间为Δt ，回路的磁通量变化量为ΔΦ，回路中的平均感应电动势为E ，由法拉第电磁感应定律得E ＝ΔΦΔt ① 其中ΔΦ＝Blx ②设回路中的平均电流为I ，由闭合电路的欧姆定律得I ＝ER ＋r ③ 则通过电阻R 的电荷量为q ＝I Δt④ 联立①②③④式，代入数据得q ＝4.5 C⑤ (2)设撤去外力时棒的速度为v ，对棒的匀加速运动过程，由运动学公式得 v 2＝2ax ⑥设棒在撤去外力后的运动过程中安培力做功为W ，由动能定理得W ＝0－12mv 2⑦ 撤去外力后回路中产生的焦耳热Q 2＝－W⑧ 联立⑥⑦⑧式，代入数据得Q 2＝1.8 J ⑨(3)由题意知，撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q 1∶Q 2＝2∶1，可得 Q 1＝3.6 J ○10 在棒运动的整个过程中，由功能关系可知W F ＝Q 1＋Q 2⑪ 由⑨⑩⑪式得W F ＝5.4 J ⑫答案：(1)4.5 C (2)1.8 J (3)5.4 J。

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