2016-2017学年高中物理第2章楞次定律和自感现象本章高效整合检测鲁科版选修3-2资料

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高中物理第2章楞次定律和自感现象第1节感应电流的方向自我小测(含解析)鲁科版选修3-2(20

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感应电流的方向夯基达标1。

如下图所示,一水平放置的矩形闭合线框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,由图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和位置Ⅲ都很接近位置Ⅱ.这个过程中线圈感应电流（ )A.沿abcd流动 B。

沿dcba流动C。

先沿abcd流动，后沿dcba流动 D。

先沿dcba流动，后沿abcd流动2。

如下图所示，水平放置的光滑杆上套有A、B、C三个金属环，其中B接电源,在接通电源的瞬间，A、C两环…（）A.都被B吸引 B。

都被B排斥C。

A被吸引，C被排斥 D。

A被排斥，C被吸引3。

如下图所示，当穿过闭合回路的磁通量均匀增加时，内外两金属环中感应电流的方向为( ）A.内环逆时针，外环顺时针 B。

内环顺时针,外环逆时针C。

内环逆时针，外环逆时针 D。

内环顺时针，外环顺时针4。

（2008江苏徐州高二检测)如下图所示，光滑固定导轨MN水平放置,两导体棒PQ平放在导轨上，形成闭合回路，当一条形磁铁从上向下迅速接近回路时,可动的两导体棒P、Q将…( ）A.保持不动 B。

两根导体棒相互远离C.两根导体棒相互靠近 D。

导体棒P、Q对两导轨的压力增大5。

高中物理第2章楞次定律和自感现象章末整合课件鲁科版选修

拓展四:电磁感应中的能量问题 4.如图所示,矩形导线框 abcd 的质量 m=0.2 kg, 电阻 r=1.6 Ω,边长 L1=1.0 m,L2=0.8 m。其下方距 cd 边 h=0.8 m 处有一个仅有水平上边界 PQ 的匀强磁场,磁感应强度 B=0.8 T,方向垂直于纸面向里。现使线框从静止开始自由下落,下落过程中 ab 边始终水平,且 ab 边进入磁场前的某一时刻,线框便开始匀速运动。不计空气阻力,取 g=10 m/s2。 (1)通过计算说明进入磁场的过程中线框的运动情况。 (2)求线框进入磁场过程中产生的电热。
拓展一:电磁感应中的图象问题 1.如图甲所示,矩形导线框 abcd 固定在匀强磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直,规定磁场的正方向垂直纸面向里,磁感应强度 B 随时间变化的规律如图乙所示。若规定顺时针方向为感应电流的正方向,则图丙中正确反应感应电流 i 随时间 t 变化的是 ( )。
丙
3
示),此时 MP 长度为�� ,MP 中的感应电动势 E 相当于电源,MP 的电阻即
3
是电源的内阻 r,等效电路如图丙所示根据电磁感应定律有:E=1Blv
3
且 r=13R,RaM 和 RMb 的并联电阻为 r 并=1313��×+2323��=29R
甲
乙
(1)由 b 向 a 方向看到的装置如图乙所示,请在此图中画出 ab 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 ab 杆的速度大小为 v 时,求此时 ab 杆中的电流及其加速度的大小。
(3)求在下滑过程中,ab 杆可以达到的速度最大值。
【解析】(1)ab 杆受到竖直向下的重力 mg;垂直斜面向上的支持力 FN,沿斜面向上的安培力 F,如图丙所示。

高中物理阶段质量检测(二)楞次定律和自感现象(含解析)鲁科版选修3_2

楞次定律和自感现象一、单项选择题( 本大题共 6 小题，每题 6 分，共 36 分。

在四个选项中，只有一个选项切合题目要求)1．认识物理规律的发现过程，学会像科学家那样察看和思虑，常常比掌握知识自己更重要。

以下切合事实的是()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．楞次发现了电磁感觉现象，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，间接证了然自由落体运动是匀变速直线运动2. 如下图，圆滑固定导轨m、n 水平搁置，两根导体棒p、q 平行放于导轨上，形成一个闭合回路。

当一条形磁铁从高处着落凑近回路时()A．p、q将相互聚拢B．p、q将相互远离C．磁铁的加快度仍为gD．磁铁的加快度大于g3．一匀强磁场，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，圆环平面位于纸面内，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，此后又按图线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，I 1、I 2、I 3分别表示对应的感觉电流，则()A．E1>E2，I1沿逆时针方向，I 2沿顺时针方向B．E1<E2，I1沿逆时针方向，I 2沿顺时针方向C．E1<E2，I1沿顺时针方向，I 2沿逆时针方向D．E2＝E3，I2沿顺时针方向，I3沿逆时针方向4． ( 全国新课标 ) 如图甲所示，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右边，且其长边与长直导线平行。

已知在t ＝0 到t ＝ t 1的时间间隔内，直导线中电流i 发生某种变化，而线框中的感觉电流老是沿顺时针方向；线框遇到的安培力的合i 正方向与图甲中箭头所示方向相同，则i 随时间t 力先水平向左、后水平向右。

设电流变化的图线可能是()甲乙5. 如下图，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。

高中物理第2章楞次定律和自感现象章末整合提升学案鲁科版选修3_2

第2章楞次定律和自感现象楞次定律和自感现象一、对楞次定律的理解和应用1．感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．感应电流的磁场方向不一定与原磁场方向相反，只在磁通量增加时两者才相反，而在磁通量减少时两者同向，即“增反减同”．2．“阻碍”并不是“阻止”，而是“延缓”，回路中的磁通量变化的趋势不变，只不过变化得慢了．3．“阻碍”的表现：增反减同、来拒去留、增缩减扩、增离减靠．例1圆形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图1所示的电路．若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是( )图1A．线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流B．穿过线圈a的磁通量变小C．线圈a有扩张的趋势D．线圈a对水平桌面的压力将增大答案 D解析通过螺线管b的电流如图所示，根据右手螺旋定则判断出螺线管b所产生的磁场方向竖直向下，滑片P向下滑动，接入电路的电阻减小，电流增大，所产生的磁场的磁感应强度增强，根据楞次定律可知，a线圈中感应电流产生的磁场方向竖直向上，再由右手螺旋定则可得线圈a中的电流方向为俯视逆时针方向，A错误；由于螺线管b中的电流增大，所产生的磁感应强度增强，线圈a中的磁通量应变大，B错误；根据楞次定律可知，线圈a将阻碍磁通量的增大，因此，线圈a有缩小的趋势，线圈a对水平桌面的压力增大，C错误，D正确．二、电磁感应中的图象问题1．电磁感应中的图象问题有两种：一是给出电磁感应过程，选出或画出正确图象；二是由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应物理量．2．基本思路：(1)利用法拉第电磁感应定律或切割公式计算感应电动势大小；(2)利用楞次定律或右手定则判定感应电流的方向；(3)写出相关的函数关系式分析或画出图象．例2(2016·云南第一次检测)如图2甲所示，线圈ABCD固定于匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外，当磁场变化时，线圈AB边所受安培力向右且变化规律如图乙所示，则磁场的变化情况可能是选项中的( )图2答案 D解析由安培力向右知电流方向为顺时针，由楞次定律知磁场增强，C 错；由乙图知安培力不变，根据F ＝BIL 知，B 增大，I 必减小，即电动势减小，故B 的变化率减小，因此A 、B 错，D 正确．三、电磁感应中的电路问题1．首先要明确电源，分清内、外电路．磁场中磁通量变化的线圈或切割磁感线的导体相当于电源，该部分导体的电阻相当于内电阻；而其余部分的电路则是外电路．2．路端电压、感应电动势和某段导体两端的电压三者的区别：(1)某段导体不作为电源时，它两端的电压等于电流与其电阻的乘积；(2)某段导体作为电源时，它两端的电压就是路端电压，U 外＝IR 外或U 外＝E －Ir ；(3)某段导体作为电源，电路断路时导体两端的电压等于感应电动势．例3 如图3甲所示，在水平面上固定有长为L ＝2 m 、宽为d ＝1 m 的金属U 形导轨，在U 形导轨右侧l ＝0.5 m 范围内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示．在t ＝0时刻，质量为m ＝0.1 kg 的导体棒以v 0＝1 m/s 的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ＝0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为λ＝0.1 Ω/m ，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响(取g ＝10 m/s 2)．图3(1)通过计算分析4 s 内导体棒的运动情况；(2)计算4 s 内回路中电流的大小，并判断电流方向；(3)计算4 s 内回路产生的焦耳热．答案 (1)导体棒在第1 s 内做匀减速运动，在1 s 后一直保持静止(2)0～2 s 内I ＝0,2～4 s 内I ＝0.2 A ，电流方向是顺时针方向(3)0.04 J解析 (1)导体棒先在无磁场区域做匀减速运动，有－μmg ＝ma ，v t ＝v 0＋at ，x ＝v 0t ＋12at 2，导体棒速度减为零时，v t ＝0，代入数据解得：t ＝1 s ，x ＝0.5 m ，导体棒没有进入磁场区域．导体棒在1 s 末已经停止运动，以后一直保持静止．(2)前2 s 磁通量不变，回路电动势和电流分别为E ＝0，I ＝0，后2 s 回路产生的电动势为E ＝ΔΦΔt ＝ld ΔB Δt＝0.1 V ，回路的总长度为5 m ，因此回路的总电阻为R ＝5λ＝0.5 Ω，电流为I ＝E R＝0.2 A ，根据楞次定律，在回路中的电流方向是顺时针方向．(3)前2 s 电流为零，后2 s 有恒定电流，电热Q ＝I 2Rt ′＝0.04 J.四、电磁感应中的动力学问题解决此类问题的一般思路是：先由法拉第电磁感应定律求感应电动势，然后根据闭合电路欧姆定律求感应电流，再求出安培力，再后依照力学问题的处理方法进行，如进行受力情况分析、运动情况分析．流程为：导体切割磁感线产生感应电动势→感应电流→电流受到安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→感应电动势变化．周而复始循环，最终加速度等于零，导体达到稳定运动状态．例4 U 形金属导轨abcd 原来静止放在光滑绝缘的水平桌面上，范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场穿过导轨平面，一根与bc 等长的金属棒PQ 平行bc 放在导轨上，棒左边靠着绝缘的固定竖直立柱e 、f .已知磁感应强度B ＝0.8T ，导轨质量M ＝2kg.其中bc 段长0.5m ，bc 段电阻R ＝0.4Ω，其余部分电阻不计；金属棒PQ 质量m ＝0.6kg 、电阻r ＝0.2Ω、与导轨间的动摩擦因数μ＝0.2.若向导轨施加方向向左、大小为F ＝2N 的水平拉力，如图4所示．求导轨的最大加速度、最大电流和最大速度(设导轨足够长，g 取10m/s 2)．图4答案 0.4m/s 22 A3 m/s解析导轨受到PQ 棒水平向右的摩擦力f ＝μmg ，根据牛顿第二定律并整理得F －μmg －F 安＝Ma ，刚拉动导轨时，I 感＝0，安培力为零，导轨有最大加速度a m ＝F －μmg M ＝2－0.2×0.6×102m/s 2＝0.4 m/s 2. 随着导轨速度的增大，感应电流增大，加速度减小，当a ＝0时，速度最大．设速度最大值为v m ，电流最大值为I m ，此时导轨受到向右的安培力F 安＝BI m LF －μmg －BI m L ＝0I m ＝F －μmg BL代入数据得I m ＝2－0.2×0.6×100.8×0.5A ＝2A I ＝E R ＋rI m ＝BLv m R ＋r解得v m ＝I m (R ＋r )BL ＝2×(0.2＋0.4)0.8×0.5m/s ＝3 m/s. 五、电磁感应中的能量问题1．过程分析(1)电磁感应现象中产生感应电流的过程，实质上是能量的转化过程．(2)电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力的作用，因此，要维持感应电流的存在，必须有“外力”克服安培力做功．此过程中，其他形式的能转化为电能．“外力”克服安培力做了多少功，就有多少其他形式的能转化为电能．2．求解思路(1)若回路中电流恒定，可以利用电路结构及W ＝UIt 或Q ＝I 2Rt 直接进行计算．(2)若电流变化，则：①利用克服安培力做的功求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功；②利用能量守恒求解：若只有电能与机械能的转化，则机械能的减少量等于产生的电能．例5 如图5所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ＝30°的斜面上，导轨电阻不计，间距L ＝0.4 m ．导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ，两区域的边界与斜面的交线为MN ，Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下，Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为B ＝0.5 T ．在区域Ⅰ中，将质量m 1＝0.1 kg ，电阻R 1＝0.1 Ω 的金属条ab 放在导轨上，ab 刚好不下滑．然后，在区域Ⅱ中将质量m 2＝0.4 kg ，电阻R 2＝0.1 Ω的光滑导体棒cd 置于导轨上，由静止开始下滑．cd 在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中，ab 、cd 始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g ＝10 m/s 2，问：图5(1)cd 下滑的过程中，ab 中的电流方向；(2)ab 刚要向上滑动时，cd 的速度v 多大；(3)从cd 开始下滑到ab 刚要向上滑动的过程中，cd 滑动的距离x ＝3.8 m ，此过程中ab 上产生的热量Q 是多少．答案 (1)由a 流向b (2)5 m/s (3)1.3 J解析 (1)根据右手定则判知cd 中电流方向由d 流向c ，故ab 中电流方向由a 流向b .(2)开始放置ab 刚好不下滑时，ab 所受摩擦力为最大摩擦力，设其为F max ，有F max ＝m 1g sin θ①设ab 刚好要上滑时，cd 棒的感应电动势为E ，由法拉第电磁感应定律有E ＝BLv ②设电路中的感应电流为I ，由闭合电路欧姆定律有I ＝ER 1＋R 2③设ab 所受安培力为F 安，有F 安＝BIL ④此时ab 受到的最大摩擦力方向沿斜面向下，由平衡条件有F 安＝m 1g sin θ＋F max ⑤联立①②③④⑤式，代入数据解得：v ＝5 m/s ⑥(3)设cd 棒的运动过程中电路中产生的总热量为Q 总，由能量守恒定律有m 2gx sin θ＝Q 总＋12m 2v 2⑦由串联电路规律有Q ＝R 1R 1＋R 2Q 总⑧联立解得：Q ＝1.3 J ⑨。

2016-2017学年高中物理第2章楞次定律和自感现象第1节感应电流的方向学业分层测评鲁科版选修3-2

感应电流的方向(建议用时：45分钟)[学业达标]1．根据楞次定律可知感应电流的磁场一定( )A．阻碍引起感应电流的磁通量B．与引起感应电流的磁场反向C．阻碍引起感应电流的磁通量的变化D．与引起感应电流的磁场方向相同【解析】感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化，而不是阻碍磁通量，它和引起感应电流的磁场可以同向，也可以反向．【答案】 C2．如图218所示，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)( )图218A．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【解析】当磁铁向下运动时，感应电流产生的磁场阻碍磁铁的相对运动，所以线圈上端为N极．根据安培定则，判断感应电流的方向与图中箭头方向相同．【答案】 B3．(多选)两根相互平行的金属导轨水平放置于如图219所示的匀强磁场中，与导轨接触良好的导体棒AB和CD可以在导轨上自由滑动，当AB在外力F作用下向右运动时，下列说法正确的是( )【导学号：78870023】图219A．导体棒CD内有电流通过，方向是D→CB．导体棒CD内有电流通过，方向是C→DC．磁场对导体棒CD的作用力向左D．磁场对导体棒CD的作用力向右【解析】AB棒向右运动时，由右手定则知，感应电流的方向由B→A，故在CD中电流由C→D，A错，B对．再由左手定则判CD所受安培力为向右，C错，D对．【答案】BD4．如图2110所示，A、B都是很轻的铝环，分别吊在绝缘细杆的两端，杆可绕竖直轴在水平面内转动，环A是闭合的，环B是断开的．若用磁铁分别靠近这两个圆环，则下面说法正确的是( )图2110A．图中磁铁N极接近A环时，A环被吸引，而后被推开B．图中磁铁N极远离A环时，A环被排斥，而后随磁铁运动C．用磁铁N极接近B环时，B环被推斥，远离磁铁运动D．用磁铁的任意一磁极接近A环时，A环均被排斥【解析】根据楞次定律的推广含义，用磁铁的任意一磁极接近A环时，A环均被排斥，远离A环时，A环被吸引，A、B错误，D正确；用磁铁N极接近B环时，B环不会产生感应电流，B环不动，C错误．【答案】 D5．如图2111所示，导线框abcd与直导线在同一平面内，直导线通有恒定电流I，当线框由左向右匀速通过直导线的过程中，线框中感应电流的方向是( )【导学号：78870024】图2111A．先abcd，后dcba，再abcdB．先abcd，后dcbaC．始终dcbaD．先dcba，后abcd，再dcba【解析】线框在直导线左侧时，随着线框向右运动，磁通量增加，根据楞次定律线框中感应电流的方向为dcba.在线框的cd边跨过直导线后，如图所示，根据右手定则ab边产生的感应电流方向为a→b，cd边产生的感应电流方向为c→d.线框全部跨过直导线后，随着向右运动，磁通量减少，根据楞次定律知线框中感应电流的方向为dcba.故选项D正确．【答案】 D6．某实验小组用如图2112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，通过电流表的感应电流方向是( )【导学号：78870025】图2112A．a→G→bB．先a→G→b，后b→G→aC．b→G→aD．先b→G→a，后a→G→b【解析】条形磁铁自上而下穿入线圈时，磁场方向向下，由楞次定律可知线圈中感应电流产生的磁场方向向上，再应用安培定则可以判断感应电流的方向为逆时针(俯视)，即b→G→a.同理可以判断出条形磁铁穿出线圈的过程中，感应电流的方向为顺时针(俯视)，即a→G→b.【答案】 D7．如图2113所示，一根长导线弯成如图中abcd的形状，在导线框中通以直流电，在框的正中间用绝缘的橡皮筋悬挂一个金属环P，环与导线框处于同一竖直平面内，当电流I增大时，下列说法中正确的是( )【导学号：78870026】图2113A．金属环P中产生顺时针方向的电流B．橡皮筋的长度增大C．橡皮筋的长度不变D．橡皮筋的长度减小【解析】导线框中的电流产生的磁场垂直于纸面向里，当电流I增大时，金属环P 中的磁通量增大，由楞次定律和安培定则可知金属环P中产生逆时针方向的感应电流，故A 项错；根据对称性及左手定则可知金属环P所受安培力的合力方向向下，并且随电流I的增大而增大，所以橡皮筋会被拉长，故B项正确，C、D项错．【答案】 B8．(多选)如图2114所示，一用绝缘材料做的玩偶两脚固定在矩形闭合线圈两个边上，现将其放置在水平薄板上，有一块蹄形磁铁如图所示置于平板的正下方(磁极间距略大于矩形线圈的宽度)，当磁铁匀速向右通过线圈时，玩偶却静止不动，那么下列说法正确的是( )图2114A．线圈受摩擦力方向一直向左B．线圈受摩擦力方向先向左、后向右C．感应电流的方向顺时针→逆时针→顺时针(从上向下看)D．感应电流的方向顺时针→逆时针(从上向下看)【解析】根据楞次定律“阻碍”的效果，阻碍导体、磁体间的相对运动．当蹄形磁铁接近线圈时，线圈有向右的运动趋势，所受静摩擦力方向向左，当蹄形磁铁远离线圈时，两者吸引，线圈仍有向右的运动趋势，所受静摩擦力方向仍向左，A对，B错．穿过线圈的磁通量先向上的增加，再向下的增多，最后向下的减少．由楞次定律知，从上往下看，感应电流的方向先顺时针，再逆时针，最后顺时针，C对，D错．【答案】AC[能力提升]9．如图2115所示，MN是一根固定的通电长直导线，电流方向向上，今将一金属线框abcd放在导线上，让线框的位置偏向导线左边，两者彼此绝缘．当导线中的电流突然增大时，线框整体受力情况为( )【导学号：78870027】图2115A．受力向右B．受力向左C．受力向上D．受力为零【解析】本题可用两种解法：解法一：根据安培定则可知通电直导线周围的磁场分布如图所示．当直导线上电流突然增大时，穿过矩形回路的合磁通量(方向向外)增大，回路中产生顺时针方向的感应电流，因ad、bc两边对称分布，所受的安培力合力为零．而ab、cd两边虽然通过的电流方向相反，但它们所在处的磁场方向也相反，由左手定则可知它们所受的安培力均向右，所以线框整体受力向右，A正确．解法二：从楞次定律的另一表述分析可知当MN中电流突然增大时，穿过线框的磁通量增大，感应电流引起的结果必是阻碍磁通量的增大，即线框向右移动，故线框整体受力向右，A正确．【答案】 A10．如图2116所示，在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线，导线中通有自东向西稳定、强大的直流电流．现用一闭合的检测线圈(线圈中串联有灵敏电流计，图中未画出)检测此通电直导线的位置．不考虑地磁场的影响，且检测线圈位于水平面内．现使线圈从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过直导线的上方并继续移动至距直导线很远处，在此过程中，俯视检测线圈，其中的感应电流的方向是( )图2116A．先顺时针后逆时针B．先逆时针后顺时针C．先逆时针后顺时针，再逆时针D．先顺时针后逆时针，再顺时针【解析】根据通电直导线周围的磁感线的分布特点，检测线圈由远处移至直导线正上方时，穿过线圈的磁场有向下的分量，磁通量先增大后减小，由楞次定律和安培定则可知，线圈中的电流方向先逆时针后顺时针，当检测线圈由直导线正上方移至远处时，穿过线圈的磁场有向上的分量，磁通量先增大后减小，由楞次定律和安培定则可知，线圈中的电流方向先顺时针后逆时针，所以C正确．【答案】 C11.如图2117所示，水平平行的光滑导轨，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作用下运动，求：图2117(1)棒PQ中感应电流的方向；(2)棒PQ中哪端电势高；(3)棒PQ所受安培力的方向；(4)棒PQ的最大速度.【导学号：78870028】【解析】(1)根据右手定则可知电流方向由Q→P.(2)棒PQ相当于电源，电流在PQ上由负极流向正极，故P端电势高．(3)由左手定则知，PQ棒所受安培力方向水平向左．(4)由于向左的安培力增大，故PQ棒做加速度越来越小的加速运动，当F安＝F时，PQ棒的速度最大，设为v ，此时感应电动势：E ＝BLv ，回路电流：I ＝E R ＋r .由F ＝F 安知F ＝BIL ，得：v ＝F （R ＋r ）B 2L 2＝5 m/s ，方向水平向右．【答案】 (1)Q →P (2)P 端 (3)水平向左(4)5 m/s ，方向水平向右12.如图2118所示，水平的平行虚线间距为d ＝50 cm ，其间有B ＝1.0T 的匀强磁场．一个正方形线圈边长为l ＝10 cm ，线圈质量m ＝100 g ，电阻为R ＝0.20 Ω.开始时，线圈的下边缘到磁场上边缘距离为h ＝80 cm.将线圈由静止释放，其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等．(g 取10 m/s 2)，求：图2118(1)线圈下边缘刚进入磁场时，线圈中产生电流的大小和方向；(2)线圈进入磁场过程中产生的电热Q .【解析】 (1)线圈由1位置到2位置做自由落体运动，设在2位置时速度为v 0 v 20＝2ghE ＝Blv 0I ＝E R由以上三式可得：I ＝2 A方向：逆时针．(2)线圈进入磁场过程中产生的电热Q 就是线圈从图中2位置到3位置产生的电热，而2、3位置动能相同，由能量守恒Q ＝mgd ＝0.50 J.【答案】 (1)2 A 逆时针 (2)0.50 J。

高中物理第2章楞次定律和自感现象本章高效整合课件

N→M
23Bav
8B2a2v2 (3) 3R
解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法如下：
(1)明确哪一部分导体或电路产生感应电动势，该导体或电路就是电源，其他部分是外电路．
答案： D
感应电流或感应电动势的方向判断问题
本专题内容常以选择题的形式出现，当然也可以渗透在综合性较强的计算题中，是进行电路、动力学和功能关系分析的前提和基础．
1．楞次定律是判断感应电流方向的普遍规律，而右手定则主要适合导体切割磁感线的特殊情况．
2．感应电流的“效果”总是要“阻碍”引起感应电流的 “原因”，常见的有：阻碍原磁通量变化——增反减同；阻碍导体的相对运动——来拒去留；改变线圈面积来“反抗”——扩大或缩小；阻碍原电流的变化——自感现象．利用以上楞次定律的推广，可帮助我们对问题做出快速判断．
答案： A
电磁感应中的电路问题
在电磁感应中，切割磁感线的导体或磁通量变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路相当于电源．
解决电路问题的基本方法： 1．用法拉第电磁感应定律或楞次定律确定感应电动势的大小和方向． 2．画出等效电路图． 3．运用闭合电路欧姆定律、串并联电路性质，电功率等公式进行求解．
该题型大多以选择题形式呈现，排除法通常是最快捷的方法．
如图甲所示，正三角形导线框abc放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度B随时间t 的变化关系如图乙所示，t＝0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里．图中能表示线框的ab边受到的磁场力F随时间t变化关系的是(力的方向规定向左为正方向)( )
解析：在 0～1 s 内，由图乙可知，磁感应强度均匀减小，但斜率ΔΔBt 恒定，由楞次定律知，经 ab 边的电流方向为从 b→a，由左手定则知磁场力 F 方向向左，由 F＝BIL，而 I＝ER＝nΔΔBt·RS 恒定．故 F 均匀减小，选项 C、D 错误．在 3 s～5 s 内，磁场方向向外且均匀减小，由楞次定律知，回路中电流方向为逆时针，ab 边所受磁场力 F 方向向左，取正值，故选项 B 错，A 对．

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2BILD ．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 ＝ER＝BLv x R ＝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a 12．(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2章楞次定律和自感现象第3节自感现象的应用检测鲁科版选修3-2

自感现象的应用1．关于线圈的自感系数，下面说法正确的是( )A．线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大B．线圈中电流等于零时，自感系数也等于零C．线圈中电流变化越快，自感系数越大D．线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定答案：D2．关于对日光灯镇流器的理解正确的是( )A．镇流器的主要部分是一个绕在铁芯上且自感系数很大的线圈B．启动器电路断开时，加在灯管两端的电压只有镇流器所产生的自感电动势C．灯管导通后，镇流器中自感线圈产生阻碍电流变化的自感电动势D．灯管导通后，镇流器工作结束解析：镇流器是一个自感系数很大的线圈，A正确；在启动时，线圈产生的很大的自感电动势与电源电压一起加在日光灯管的两端，形成瞬间高压，B错；灯管导通后，镇流器仍然发挥作用，镇流器内自感线圈产生阻碍电流变化的自感电动势，为日光灯管正常发光提供低压(100 V左右)，起到“降压限流作用”．故D错，C正确．答案：AC3．日光灯电路主要由镇流器、启动器和灯管组成．在日光灯正常工作的情况下，以下说法正确的是( )A．灯管点燃发光后，启动器中两个触片是分离的B．灯管点燃发光后，镇流器起降压限流作用C．镇流器起整流作用D．镇流器给日光灯的开始点燃提供瞬时高压答案：ABD4．某线圈通有如图所示的电流，则线圈中自感电动势改变方向的时刻有( )A．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，当原电流增加时自感电动势与原电流方向相反．在图象中0～1 s时间内原电流正方向减小，所以自感电动势的方向是正方向，在1～2 s时间内原电流负方向增加，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时间内可得正确答案为B、D两项．答案：BD5．如图所示，L为足够大的电感线圈，其自身直流电阻为R L，D1、D2是两个相同的小灯泡，原开关S是闭合的，则在S断开的瞬间( )A．D1、D2同时熄灭B．D2立即熄灭，D1逐渐熄灭C．D2立即熄灭，D1会突然更亮一下再灭D．当R L＜R D1时，D1会突然更亮一下再灭解析：开关S闭合后，电流由电源正极经D1、L的并联电路，再经D2回到电源的负极．当开关S断开时，白炽灯D2立即熄灭，线圈L中的电流将减小，在L中产生自感电动势，自感电动势阻碍电流减小，将延缓L中电流的减小．这时L和白炽灯D1构成回路，因此白炽灯D1的发光将持续一小段时间，然后逐渐熄灭．若R L＜R D1时，即S闭合时线圈中的电流I L大于白炽灯D1中的电流，I L＞I D1，S断开后，L中延缓减小的电流I L将通过白炽灯D1，白炽灯D1将突然亮一下再熄灭．答案：BD6．启动器是由电容和氖管两大部分组成，其中氖管中充有氖气，内部有静触片和U形动触片．通常动、静触片不接触，有一小缝隙．则下列说法正确的是( ) A．当电源的电压加在启动器两端时，氖气辉光放电并产生热量，导致双金属片受热膨胀B．当电源的电压加在启动器两极后，动、静片间辉光放电，受热膨胀两片接触而不分离C．启动器中，U形的动触片是由单金属片制成D．当动、静两金属片接触后，不再辉光放电、温度降低，两金属片分离解析：启动器U形动触片是由膨胀系数不同的双金属片压制而成．故C项错．电源把电压加在启动器两极间，使氖气放电而发出辉光，辉光产生热量使U形动触片膨胀伸展，跟静触片接触把电路接通．电路接通后，启动器的氖气停止放电，U形动触片冷却收缩，两个触片分开，电路自动断开．故B错，A、D正确．答案：AD7．关于感应圈下列说法不正确的是( )A．感应圈是利用自感现象来获得高电压的装置B．在工程中，感应圈可作为大功率高压电源使用C．煤气灶电子点火装置，是利用感应圈产生高电压电火花来完成的D．感应圈的主要构造包括绕在铁芯上的两个绝缘线圈及继电器等解析：感应圈是根据自感的原理利用低压直流电源来获得高电压的装置，A正确．受直流电源提供电功率的限制，感应圈不能作为大功率高压电源使用，B不正确．感应圈的主要构造包括两个绝缘线圈和继电器等，D正确．煤气灶电子点火装置是利用感应圈产生的高电压电火花来完成的，C正确．答案为B．答案：B8．若按右图所示连接日光灯电路，则下列叙述中正确的是( )A．S1、S2接通，S3断开，日光灯就能正常发光B．S1接通，S2、S3断开，日光灯就能正常发光C．S3断开，接通S1、S2后再断开S2，日光灯就能正常发光D．当日光灯正常发光后，再接通S3，日光灯仍能正常发光解析：若按选项A操作，加在灯管两端电压恒为220 V，不能使气体电离，日光灯不能发光．按选项B操作，仅有电源电压220 V加在灯管两端，不能使气体电离，日光灯不能发光．按选项C操作，S2接通后再断开，所起作用与启动器中动、静触片接触再断开效果一样，故日光灯能正常发光．按选项D操作，镇流器被短路，灯管两端电压过高，会损坏灯管．故正确答案为C．答案：C9．如图中L是一只有铁芯的线圈，它的电阻不计，E表示直流电源的电动势．先将K 接通，稳定后再将K断开．若将L中产生的感应电动势记为E L，则在接通和断开K的两个瞬间，以下所说正确的是( )A．两个瞬间E L都为零B．两个瞬间E L的方向都与E相反C．接通瞬间E L的方向与E相反D．断开瞬间E L的方向与E相同解析：根据自感电动势阻碍其电流的变化，原电流增大，E L的方向与E相反；原电流减小，E L的方向与E相同，所以正确答案应该是C、D．答案：CD10．在生产实际中，有些高压直流电路中含有自感系数很大的线圈，当电路中的开关S 由闭合到断开时，线圈会产生很高的自感电动势，使开关S处产生电弧，危及操作人员的人身安全．为了避免电弧的产生，可在线圈处并联一个元件，如图所示方案可行的是( )解析：开关断开时，线圈L内由于产生自感电动势有阻碍原电流减小的作用，利用二极管的单向导电性使线圈短路即可避免电弧的产生．答案：D11．如图所示，AB支路由带铁芯的线圈和电流表A1串联而成，设电流为I1：CD支路由电阻R和电流表A2串联而成，设电流为I2.两支路电阻值相同，在接通开关S和断开开关S的瞬间，观察到( )A．S接通瞬间，I1＜I2，断开瞬间，I1＝I2B．S接通瞬间，I1＜I2，断开瞬间，I1＞I2C．S接通瞬间，I1＞I2，断开瞬间，I1＜I2D．S接通瞬间，I1＞I2，断开瞬间，I1＝I2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，I1从零缓慢增大，而R中电流不受影响，I1＜I2；但当电路稳定后，自感消失，由于两支路电阻阻值相同，则I1＝I2.开关断开瞬间，ABDC构成一个回路，感应电流相同．答案：A12．如图所示的电路，可用来测定自感系数较大的线圈的直流电阻，线圈两端并联一个电压表，用来测量自感线圈两端的直流电压，在实验完毕后，将电路拆去时应( )A．先断开开关S1B．先断开开关S2C．先拆去电流表D．先拆去电阻R解析：当S1、S2闭合稳定时，线圈中的电流由a→b，电压表V右端为“＋”极，左端为“－”极，指针正向偏转，先断开S1或先拆去电流表A或先拆去电阻R的瞬间，线圈中产生的自感电动势相当于瞬间电源，其a端相当于电源的负极，b端相当于电源的正极，此时电压表V上加了一个反向电压，使指针反偏，若反偏电压过大，会烧坏电压表V，故应先断开S2.故选B项．答案：B。

学年鲁科版高中物理选修32第2章楞次定律和自感现象单元测试

学年鲁科版高中物理选修32第2章楞次定律和自感现象单元测试一、单项选择题1.一磁铁自上向下运动，穿过一闭合导电回路，如下图．当磁铁运动到a处和b处时，回路中感应电流的方向区分是( )A. 顺时针，逆时针B. 逆时针，顺时针C. 顺时针，顺时针D. 逆时针，逆时针2.如图电路〔a〕、〔b〕中，电阻R和自感线圈L的电阻值都是很小．接通S，使电路到达动摇，灯泡A 发光〔〕A. 在电路〔a〕中，断开S，A将立刻变暗B. 在电路〔a〕中，断开S，A将先变得更亮，然后渐突变暗C. 在电路〔b〕中，断开S，A将渐突变暗D. 在电路〔b〕中，断开S，A将先变得更亮，然后渐突变暗3.如下图，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选项是( )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. 将圆环拉出磁场进程中，环全部处在磁场中运动时，也有感应电流发生4.等腰三角形内有垂直于纸面向外的匀强磁场，它的底边在x轴上且长为2L，高为L，t=0时辰，边长为L 的正方形导线框从图示位置沿x轴匀速穿过磁场，取顺时针方向为电流的正方向，那么可以正确表示导线框中电流﹣位移〔i﹣x〕关系的是〔〕A. B.C. D.5.如下图，在水平面上有一固定的u形润滑金属框架，框架上放置一金属杆ab．在垂直纸面方向有一匀强磁场，以下状况中能够的是〔〕A. 假定磁场方向垂直纸面向外，并且磁感应强度增大时，杆ab将向右移动B. 假定磁场方向垂直纸面向外，并且磁感应强度减小时，杆ab将向右移动C. 假定磁场方向垂直纸面向里，并且磁感应强度减小时，杆ab将向右移动D. 假定磁场方向垂直纸面向里，并且磁感应强度增大时，杆ab将向右移动6.楞次定律中〝阻碍〞的含义是指〔〕A. 感应电流构成的磁场方向与惹起感应电流的磁场方向相反B. 感应电流构成的磁场只是阻碍惹起感应电流的增强C. 感应电流构成的磁场只是阻碍惹起感应电流的削弱D. 当惹起感应电流的磁场增强时，感应电流的磁场方向与其相反；当惹起感应电流的磁场削弱时，感应电流的磁场方向与其相反7.如下图，E为电池，L是电阻可疏忽不计、自感系数足够大的线圈，D1、D2是两个规格相反且额外电压足够大的灯泡，S是控制电路的开关．关于这个电路，以下说法中正确的选项是( )A. 刚闭合开关S的瞬间，经过D1灯不亮B. 刚闭合开关S的瞬间，经过D1、D2的电流大小不相等C. 闭合开关S待电路到达动摇，D1熄灭，D2亮度一直不变D. 闭合开关S待电路到达动摇，再将S断开瞬间，D2立刻熄灭，D1闪亮一下再熄灭二、多项选择题8.如图，润滑斜面PMNQ的倾角为θ，斜面上放置一矩形导体线框abcd，其中ab边长为l1，bc边长为l2，线框质量为m、电阻为R，有界匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于斜面向上，ef为磁场的边界，且ef∥MN．线框在恒力F作用下从运动末尾运动，其ab边一直坚持与底边MN平行，F沿斜面向上且与斜面平行．线框刚进入磁场时做匀速运动，那么以下判别正确的选项是〔〕A. 线框进入磁场前的减速度为B. 线框进入磁场时的速度为C. 线框进入磁场时有a→b→c→d方向的感应电流D. 线框进入磁场的进程中发生的热量为〔F﹣mgsinθ〕l19.如下图，、是完全相反的的两个小灯泡，为自感系数很大的线圈，其直流电阻等于灯泡电阻。

高中物理第2章楞次定律和自感现象本章高效整合检测鲁科版选修3_2

第2章楞次定律和自感现象一、选择题1．如图所示，螺线管与电流表组成闭合电路，条形磁铁位于螺线管上方，下端为N极，则当螺线管中产生的感应电流( )A．方向与图示方向相同时，磁铁靠近螺线管B．方向与图示方向相反时，磁铁靠近螺线管C．方向与图示方向相同时，磁铁远离螺线管D．方向与图示方向相反时，磁铁远离螺线管解析：当螺线管中产生与图示方向相同的感应电流时，螺线管上端相当于条形磁铁的N极，下端相当于条形磁铁的S极；则两磁铁相互排斥，根据楞次定律“来拒去留”可知，磁铁靠近螺线管，A对C错；同理可判断D正确．答案：AD2．如图所示，螺线管B置于闭合金属圆环A的轴线上，当B中通过的电流I减小时( ) A．环A有缩小的趋势B．环A有扩张的趋势C．螺线管B有缩短的趋势D．螺线管B有伸长的趋势解析：当B中通过的电流减小时，穿过A线圈的磁通量减小，产生感应电流，由楞次定律可以判断出A线圈有缩小趋势，故A正确．另外螺线管环与环之间的引力减小，故螺线管有伸长的趋势，故D正确．答案：AD3．如图所示，等腰直角三角形OPQ区域内存在匀强磁场，另有一等腰直角三角形导线框ABC以恒定的速度沿垂直于磁场方向穿过磁场，穿越过程中速度方向始终与AB边垂直且保持AC平行于OQ.关于线框中的感应电流，以下说法中正确的是( )A．开始进入磁场时感应电流最大B．开始穿出磁场时感应电流最大C．开始进入磁场时感应电流沿顺时针方向D．开始穿出磁场时感应电流沿顺时针方向解析：开始进入磁场时，线框切割磁感线的有效长度等于AB的长度，感应电动势最大，选项A正确．当线框开始穿出磁场时，切割磁感线的有效长度为零，感应电流最小，选项B错误．由楞次定律判断知，开始进入磁场时，感应电流的方向为逆时针，开始穿出磁场时，感应电流的方向为顺时针，选项C错误、D项正确．答案：AD4．如图所示，空间有一个方向水平的有界磁场区域，一个矩形线框，自磁场上方某一高度下落，然后进入磁场，进入磁场时，导线框平面与磁场方向垂直．则在进入时导线框不可能( )A ．变加速下落B ．变减速下落C ．匀速下落D ．匀加速下落解析：导线框刚进入磁场时做什么运动，取决于所受安培力与重力的大小关系，若F 安<mg ，则加速，若F 安>mg ，则减速，若F 安＝mg ，则匀速，由于F 安随速度发生变化，故线框所受合力是变化的，即线框不可能做匀变速运动，应选D ．答案： D5．高频感应炉是用来熔化金属对其进行冶炼的，如图所示为冶炼金属的高频感应炉的示意图，炉内放入被冶炼的金属，线圈通入高频交变电流，这时被冶炼的金属就能被熔化，这种冶炼方法速度快，温度易控制，并能避免有害杂质混入被炼金属中，因此适于冶炼特种金属．该炉的加热原理是( )A ．利用线圈中电流产生的焦耳热B ．利用线圈中电流产生的磁场C ．利用交变电流的交变磁场在炉内金属中产生的涡流D ．给线圈通电的同时，给炉内金属也通了电解析：高频感应炉的原理是：给线圈通以高频交变电流后，线圈产生高频变化的磁场，磁场穿过金属，在金属内产生强涡流，由于电流的热效应，可使金属熔化．故只有C 正确．答案： C6．M 和N 是固定在水平面内的两条光滑平行的金属轨道，其电阻可忽略不计．如图所示的虚线框内充满垂直轨道平面向下方向的匀强磁场，金属杆ab 垂直轨道方向放置在两轨道上，M 和N 之间接有一电阻R ，若杆ab 以恒定速度v 沿平行轨道方向滑动并通过匀强磁场，在此过程中，以下各物理量与速度v 的大小成正比的有( )A ．ab 杆中的电流B ．ab 杆在磁场中所受的安培力C ．电阻R 上产生的焦耳热D ．水平外力对ab 杆做功的功率解析：由法拉第电磁感应定律E ＝Blv ，I ＝E R ＝Blv RF 安＝BIl ＝B 2l 2v R ，Q ＝I 2Rt ＝B 2l 2v 2RtP ＝Fv ＝F 安v ＝B 2l 2v 2R所以ab 杆中的电流，与ab 杆所受安培力与速度v 成正比，A 、B 项正确．答案： AB7．如图所示，“U”形金属框架固定在水平面上，金属杆ab 与框架间无摩擦，整个装置处于竖直方向的磁场中．若因磁场的变化，使杆ab 向右运动，则磁感应强度( )A ．方向向下并减小B ．方向向下并增大C ．方向向上并增大D ．方向向上并减小解析：因磁场变化，发生电磁感应现象，杆ab 中有感应电流产生，而使杆ab 受到磁场力的作用，并发生向右运动．而ab 向右运动，使得闭合回路中磁通量有增加的趋势，说明原磁场的磁通量必定减弱，即磁感应强度正在减小，与方向向上、向下无关．答案： AD8．如图，A 、B 是完全相同的两个小灯泡，L 为自感系数很大、电阻可以忽略的带铁芯的线圈，下列说法正确的是( )A ．开关S 闭合的瞬间，A 、B 同时发光，随后A 灯变暗最后熄灭，B 灯变亮B ．开关S 闭合的瞬间，B 灯亮，A 灯不亮C ．断开开关S 的瞬间，A 、B 灯同时熄灭D ．断开开关S 的瞬间，B 灯立即熄灭，A 灯突然闪亮一下再熄灭解析：闭合开关时，由于线圈的自感，电流从A 、B 中流过，随着线圈中电流逐渐增大，A 灯变暗，渐灭．B 灯由于A 短路，I 增大而变亮．断开开关时，电路断开，B 立即熄灭，而A 灯与线圈形成闭合回路，故A 变亮再逐渐熄灭，故A 、D 正确．答案： AD9．磁感应强度为B 的匀强磁场仅存在于边界2L 的正方形范围内，一电阻为R ，边长为L 的正方形导线框abcd ，沿垂直于磁感线方向以速度v 匀速通过磁场，如图所示，从ab 刚开始进入磁场开始计时，画出穿过线框的磁通量随时间的变化图象及匀速通过磁场时所受外力的图象正确的是( )解析：线圈穿过磁场的过程可分为三个阶段，进入磁场阶段；在磁场中运动阶段；离开磁场阶段由Φ＝BS ，而S ＝L ·x ＝L ·vt ，所以Φ＝BLv ·t ，其图象如选项A 所示；由右手定则或楞次定律判断出线圈abcd 中感应电流方向再由左手定则判断不论线圈进或出磁场，安培力方向均水平向左，由于匀速运动，故外力F ＝F 安＝B 2L 2v R，且向右，当线圈完全进入磁场时，线框中无电流，故外力F ＝F 安＝0，图象如选项C 所示．答案： AC10．如图所示，相距为L 的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ，上端接有定值电阻R ，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B .将质量为m 的导体棒由静止释放，当速度达到v 时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率恒为P ，导体棒最终以2v 的速度匀速运动．导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g .下列选项正确的是( )A ．P ＝2mgv sin θB ．P ＝3mgv sin θC ．当导体棒速度达到v 2时加速度大小为g 2sin θ D ．在速度达到2v 以后匀速运动的过程中，R 上产生的焦耳热等于拉力所做的功解析：导体棒由静止释放，速度达到v 时，回路中的电流为I ，则根据共点力的平衡条件，有mg sin θ＝BIL .对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，以2v 的速度匀速运动时，则回路中的电流为2I ，则根据平衡条件，有F ＋mg sin θ＝B ·2IL 所以拉力F ＝mg sin θ，拉力的功率P ＝F ×2v ＝2mgv sin θ，故选项A 正确，选项B 错误；当导体棒的速度达到v 2时，回路中的电流为I 2，根据牛顿第二定律，得mg sin θ－B I 2L ＝ma ，解得a ＝g 2sin θ，选项C 正确；当导体棒以2v 的速度匀速运动时，根据能量守恒定律，重力和拉力所做的功之和等于R 上产生的焦耳热，故选项D 错误．答案： AC二、非选择题11．水平面上两根足够长的金属导线平行固定放置，间距为L ，一端通过导线与阻值为R 的电阻连接，导轨上放一质量为m 的金属棒(如图所示)，金属杆与导轨的电阻忽略不计，匀强磁场竖直向下，用与导轨平行的恒定拉力F 作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动．当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动的速度v 也会变化，v 与F 的关系如图所示．(取重力加速度g ＝10 m/s 2)(1)金属杆在匀速运动之前做什么运动？(2)做m ＝0.5 kg ，L ＝0.5 m ，R ＝0.5 Ω，磁感应强度B 为多大？解析： (1)变速运动(或变加速运动、加速度减少的加速运动、加速运动)．(2)感应电动势E ＝BLv ，感应电流I ＝E R ，安培力F 安＝BIL ＝B 2L 2v R因金属杆受拉力、安培力作用，由牛顿定律得：F －B 2L 2v R ＝ma ，所得v ＝R B 2L 2F －mRa B 2L 2，由图线可以得到直线的斜率k ＝2，所以B ＝ R kL 2＝1 T. 答案： (1)变加速运动 (2)1 T12．在光滑绝缘水平面上，电阻为0.1 Ω、质量为0.05 kg 的长方形金属框abcd ，以10 m/s 的初速度向磁感应强度B ＝0.5 T 、方向垂直水平面向下、范围足够大的匀强磁场滑去．当金属框进入磁场到达如上图所示位置时，已产生1.6 J 的热量．(1)在图中ab 边上标出感应电流和安培力方向，并求出在图示位置时金属框的动能．(2)求图示位置时金属框中感应电流的功率．(已知ab 边长L ＝0.1 m)解析： (1)ab 边上感应电流的方向b →a ，安培力方向向左，金属框从进入磁场到图示位置能量守恒得：12mv 20＝12mv 2＋Q ，E k ＝12mv 2＝12mv 20－Q ＝12×0.05×102 J －1.6 J ＝0.9 J. (2)金属框在图示位置的速度为v ＝ 2E km ＝ 2×0.90.05 m/s ＝6 m/s.E ＝Blv ，I ＝E R＝Blv R ＝0.5×0.1×60.1A ＝3 A ．感应电流的功率P ＝I 2R ＝32×0.1 W＝0.9 W. 答案： (1)0.9 J 0.9 W13．如图，ab 和cd 是两条竖直放置的长直光滑金属导轨，MN 和M ′N ′是两根用细线连接的金属杆，其质量分别为m 和2m .竖直向上的外力F 作用在杆MN 上，使两杆水平静止，并刚好与导轨接触；两杆的总电阻为R ，导轨间距为l .整个装置处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向与导轨所在平面垂直．导轨电阻可忽略，重力加速度为g .在t ＝0时刻将细线烧断，保持F 不变，金属杆和导轨始终接触良好．求：(1)细线烧断后，任意时刻两杆运动的速度之比；(2)两杆分别达到的最大速度．解析： (1)设任意时刻时，MN 、M ′N ′杆的速度分别为v 1、v 2.细线烧断前：F ＝mg ＋2mg①细线烧断后，对MN 杆在任意时刻： F －mg －F 安＝ma 1 ② 对M ′N ′杆在任意时刻：2mg －F 安＝2ma 2 ③E ＝Bl (v 1＋v 2)④ I ＝E R⑤ F 安＝Bil⑥ a 1t ＝v 1⑦ a 2t ＝v 2⑧ 联立①～⑧式解得：v 1∶v 2＝2∶1⑨ (2)当两杆达到最大速度时，对M ′N ′有：2mg －F 安＝0⑩联立④⑤⑥⑨解得v 1＝4mgR 3B 2l 2，v 2＝2mgR 3B 2l 2 答案： (1)2∶1 (2)4mgR 3B 2l 2 2mgR 3B 2l 2 14．如图(a)所示，一个电阻值为R ，匝数为n 的圆形金属线圈与阻值为2R 的电阻R 1连接成闭合回路，线圈的半径为r 1，在线圈中半径为r 2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B 随时间t 变化的关系图线如图(b)所示，图线与横、纵轴的截距分别为t 0和B 0.导线的电阻不计，求0至t 1时间内(1)通过电阻R 1上的电流大小和方向；(2)通过电阻R 1上的电量q 及电阻R 1上产生的热量．解析： (1)根据法拉第电磁感应定律，电路中产生的感应电动势 E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔBΔt ·S ＝n ·B 0t 0πr 22通过电阻R 1上的电流：I ＝E R ＋R 1＝E 3R ＝n πB 0r 223Rt 0根据楞次定律，可判定流经电阻R 1的电流方向从下往上，即从b 到a .(2)在0至t 1时间内通过电阻R 1的电量q ＝It 1＝n πB 0r 22t 13Rt 0电阻R 1上产生的热量Q ＝I 2R 1t 1＝2n 2π2B 20r 42t 19Rt 0.答案： (1)n πB 0r 203Rt 0 b →a (2)n πB 0r 22t 13Rt 0 2n 2π2B 20r 42t 19Rt 20。

鲁科版高中物理选修3-2本章练测：第2章楞次定律和自感现象(含答案).docx

高中物理学习材料桑水制作第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( )图4A．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→d5.如图5所示，AB支路由带铁芯的线圈和电流表A1串联而成，设电流为I1；CD支路由电阻R和电流表A2串联而成，设电流为I2.两支路电阻阻值相同，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，I1<I2，断开瞬间I1=I2B．S接通瞬间，I1<I2，断开瞬间I1>I2C．S接通瞬间，I1>I2，断开瞬间I1<I2D．S接通瞬间，I1>I2，断开瞬间I1=I26.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B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO′为其对称轴．一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，当运动到关于OO′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2Blv0C．回路中感应电流的方向为顺时针方向D．回路中ab边与cd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d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中．一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab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μ.现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离l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r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g，则此过程( )图11A．杆的速度最大值为(F−μmg)RB2d2B．流过电阻R的电荷量为BdlRC．恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量D．恒力F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R灯>R L，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，n=150匝的圆形线圈M，其电阻为R2，它的两端点a、b与定值电阻R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a、b两点的电势高低；(2)求a、b两点的电势差．14.(10分)如图15所示，电阻不计的光滑U形导轨水平放置，导轨间距d=0.5 m，导轨一端接有R=4.0 Ω的电阻．有一质量m=0.1 kg、电阻r=1.0Ω的金属棒ab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B=0.2 T．现用水平力垂直拉动金属棒ab，使它以v= 10m/s的速度向右做匀速运动．设导轨足够长．图15(1)求金属棒ab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R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MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为l.M、P两点间接有阻值为R的电阻．一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直．整套装置处于磁感应强度为B 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ab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b向a方向看到的装置如图乙所示，请在此图中画出ab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ab杆的速度大小为v时，求此时ab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B=2 T的匀强磁场以虚线MN为左边界，MN的左侧有一质量m=0.1kg，bc边长L1=0.2 m，电阻R=2 Ω的矩形线圈abcd.t=0时，用一恒定拉力F拉线圈，使其由静止开始向右做匀加速运动，经过时间1 s，线圈的bc边到达磁场边界MN，此时立即将拉力F 改为变力，又经过1 s，线圈恰好完全进入磁场．整个运动过程中，线圈中感应电流i随时间t变化的图象如图乙所示．图17(1)求线圈bc边刚进入磁场时的速度v1和线圈在第1 s内运动的距离s；(2)写出第2 s内变力F随时间t变化的关系式；(3)求出线圈ab边的长度L2.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a 流向b 还是从b 流向a ，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d →c →b →a →d .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，I 1从0缓慢增大，而R 中电流不受影响，I 1<I 2，但当电路稳定后，自感消失，由于两支路电阻阻值相同，则I 1=I 2.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OO ′对称，因而此时穿过回路的磁通量为零，A 项正确；ab 、cd 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2Blv 0，B 项正确，C 项错误；由左手定则知ab 、cd 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F 安=B 2d 2v R+r，杆受力平衡，故F −μmg −F 安=0，所以v =(F−μmg )(R+r )B 2d 2，选项A 错；流过电阻R 的电荷量为q =It =ΔΦR+r=Bdl R+r，选项B 错；根据动能定理，恒力F 、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F 、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R 灯>R L ，稳定时I 灯<I L .故断开瞬间A 灯会闪亮，且电流向右流．三、计算题13.(1)a 点高 (2)20 V解析：(1)由Φ−t 图知，穿过M 的磁通量均匀增加，根据楞次定律可知a 点电势比b 点高． (2)由法拉第电磁感应定律知E =nΔΦΔt=150×0.2 V =30 V .由闭合电路欧姆定律知：I =E R+r=ER+R 2=2E 3RU ab =IR =2E 3=20 V .14.(1)0.8 V (2)4.0 J解析：(1)根据法拉第电磁感应定律，E =Bdv根据欧姆定律，I=ER+r ，U=IR由以上各式可得U=0.8 V.(2)由能量守恒得，电路中产生的热量Q=12mv2，因为串联电路电流处处相等，所以Q RQ=RR+r，代入数据求出Q R=4.0 J.15.(1)见解析(2)BlvR gsinθ−B2l2vmR解析：(1)ab杆受三个力：重力mg，竖直向下；支持力N，垂直斜面向上；安培力F，沿斜面向上．受力示意图如图18所示．(2)当ab杆速度为v时，感应电动势E=Blv，此时电路中电流I=ER =BlvRab杆受到的安培力F=BIl=B2l2vR根据牛顿运动定律，有mgsinθ−F=mgsinθ−B 2l2vR=ma，a=gsinθ−B2l2vmR. 图1816.(1)0.5 m/s0.25 m (2)F=(0.08 t＋0.06) N (3)1 m解析：(1)由图乙可知，线圈刚进入磁场时的感应电流I1=0.1 A.由E=BL1v1及I1=ER 得v1=I1RBL1=0.5 m/ss=v12t=0.25 m(2)由图乙，在第2 s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F安=BIL1=(0.08 t－0.04) Nt=2 s时线圈的速度v2=I2RBL1=1.5 m/s线圈在第2 s时间内的加速度a2=v2−v1t =1 m/s2由牛顿运动定律得F=F安+ma2=(0.08t+0.06) N(3)在第2 s时间内，线圈的平均速度v=v1+v22=1m s⁄，L2=v·t=1 m.。

16-17物理鲁科版选修3-2 第2章楞次定律和自感现象本章总结课件

(2)加速类解决加速类问题的基本方法是： ①确定研究对象(一般选在磁场中做切割磁感线运动的导体作为研究对象)； ②根据牛顿运动定律和运动学公式分析导体在磁场中的受力与运动情况．
如图所示，线圈abcd每边长l＝0.20 m，线圈质量m1＝ 0.10 kg，电阻R＝0.10 Ω，砝码质量m2＝0.16 kg.线圈上方的匀强磁场的磁感应强度B＝0.5 T，方向垂直线圈平面向里，磁场区域的宽度为h＝l＝0.20 m．砝码从某一位置下降，使 ab边进入磁场开始做匀速运动．求线圈做匀速运动的速度大小．(g＝10 m/s2)___6__m__/s___
[解析] 由题图乙得感应电流 I＝kt，E＝ΔΔΦt ＝I(R＋r)＝ k(R＋r)t，B 选项正确；ΔΦ＝k(R＋r)tΔt，A 选项错误，由 q＝IΔt＝ktΔt 知 D 选项错误；Uab＝IR＝ktR，C 选项错误．
电磁感应中的力学问题 1．通有感应电流的导体在磁场中将受到安培力的作用，电磁感应问题往往和力学问题联系在一起，基本方法是： (1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向． (2)求回路中电流． (3)分析研究导体受力情况(包括安培力，用左手定则确定其方向)． (4)列动力学方程或平衡方程求解．
mgssin θ＝12mv2m＋Q Q＝mgssin θ－m3g2si2nB2θ4l4R＋r2.
[答案]
mgsin θR＋r
(1)
பைடு நூலகம்
B2l2
gsin θ
(2)mgssin θ－m3g2si2nB2θ4l4R＋r2
第2章楞次定律和自感现象
电磁感应中的图象问题
1．电磁感应过程中涉及到的图象问题往往是：磁感应强度B 、磁通量Φ、感应电动势e、感应电流i随时间变化的图象，即 B－t图象、Φ－t图象、e－t图象、i－t图象，还有导体切割磁感线产生感应电流与位移间的关系图象(i－x图象)，导体棒运动的速度随时间变化的图象(v－t图象)等． 2．这些图象大致可分为两类，一类是给出这些量随时间变化的图象，分析与之有关的运动过程、受力过程及由此引起的其他物理量的变化等．二是给出物体的初状态，分析或判断有关物理量随时间的变化规律．

2016_2017学年高中物理第2章楞次定律和自感现象第2节自感教师用书鲁科版

第2节自感[先填空]1．自感现象：由导体自身电流变化，所产生的电磁感应现象．2．自感电动势1．自感现象属于电磁感应现象．(√)2．当线圈中有电流时，线圈中就有自感电动势．(×)3．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．(×) [后思考]大城市的无轨电车在行驶的过程中，由于车身颠簸，有可能使车顶上的电弓瞬间脱离电网线，这时可以看到电火花闪现．试说明产生电火花的原因是什么？【提示】电弓脱离电网线的瞬间电流减小，所产生的自感电动势很大，在电弓与电网线的空隙产生电火花．[合作探讨]如图221所示，A1、A2是规格完全一样的灯泡，①S闭合时，发现A1比A2亮得晚；②S断开时，两灯泡都亮一会再熄灭．图221探讨1：为什么会出现上述①中的现象？【提示】开关闭合时，电流从0开始增加，线圈L 中的磁通量发生变化形成感应电流，阻碍线圈中电流的增加，推迟了电流达到正常值的时间，故A 1比A 2亮得晚．探讨2：S 断开时为什么出现②中的现象？【提示】 S 断开时，电流开始减小，线圈中磁通量也发生变化，同样推迟电流的减小时间，此时L 相当于电源，回路中的A 1、A 2都亮一会再熄灭．探讨3：①②两种现象中，流过A 1、A 2的电流方向一样吗？【提示】 A 1中电流方向不变，A 2中电流方向相反．[核心点击]在处理通断电灯泡亮度变化问题时，不能一味套用结论，如通电时逐渐变亮，断电时逐渐变暗，或闪亮一下逐渐变暗，要具体问题具体分析，关键要搞清楚电路连接情况．1．(多选)如图222所示，灯L A 、L B 完全相同，带铁芯的线圈L 的电阻可忽略．则( )图222A．S闭合的瞬间，L A、L B同时发光，接着L A熄灭，L B更亮B．S闭合的瞬间，L A不亮，L B立即亮C．S闭合的瞬间，L A、L B都不立即亮D．稳定后断开S的瞬间，L B立即熄灭，L A先亮一下再熄灭【解析】S接通的瞬间，L支路中电流从无到有发生变化，因此，L中产生的自感电动势阻碍电流增大．所以，S接通的瞬间L中的电流非常小，即干路中的电流几乎全部流过L A，故L A、L B会同时亮．又由于L中电流很快稳定，感应电动势很快消失，对L A起到“短路”作用，因此，L A便熄灭．这时电路的总电阻比刚接通时小，由恒定电流知识可知L B会比以前更亮．故选项A正确．断开S的瞬间，线圈L产生自感电动势，在L、L A回路中产生自感电流，所以L A先亮一下再熄灭；L B在S断开的瞬间处于断路状态，电流立即变为零，所以L B 熄灭．【答案】AD2．(多选)如图223所示，电路甲、乙中电阻R和自感线圈L的电阻都很小．接通开关S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则( )甲乙图223A．在电路甲中，断开S，A将渐渐变暗B．在电路甲中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗C．在电路乙中，断开S，A将渐渐变暗D．在电路乙中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗【解析】甲图中，灯泡A与线圈L在同一支路，通过它们的电流相同，I A＝I L；断开开关S时，A、L、R组成回路；由于自感作用，回路中电流由I L逐渐减小，灯泡A不会闪亮，将逐渐变暗，故A正确；乙图中，电路稳定时，通过上支路的电流I L>I A(因L的电阻很小)；断开开关S时，由于L的自感作用，回路中的自感电流在I L的基础上减小，电流反向通过灯泡A的瞬间，灯泡A中电流变大，然后逐渐变小，所以灯泡A闪亮一下，然后逐渐变暗，故D正确．【答案】AD自感电动势的作用在通电自感现象中，线圈L相当于阻值逐渐减小的“电阻”；在断电自感现象中，线圈L 相当于电动势逐渐减小的“电源”．在断电自感中要判断某一个小灯泡是否会闪亮一下再熄灭，一是看是否能组成临时回路，二是看此时通过小灯泡的电流比断开前大还是小．[先填空]1．线圈的自感系数大，其电阻一定大．(×)2．不管电流如何变化，线圈的自感系数不变．(√)3．产生的自感电动势较大，说明自感系数较大．(×)[后思考]照明用电灯泡内，有螺旋状灯丝，且用的是交流电，开灯、关灯时，你发现自感现象了吗？请给予解释．【提示】照明用交流电，开、关灯时灯丝内电流会发生变化，会有自感现象发生，只是由于灯丝的自感系数太小，自感现象不明显，使我们并没有发现．[合作探讨]探讨1：线圈中电流变化越快，自感系数如何变化？【提示】不变探讨2：把线圈中的铁芯抽出一些，自感系数如何变化？【提示】减小[核心点击]自感系数L线圈的自感系数是由线圈本身决定的，与是否通电及电流的大小无关．具体地说，是由线圈截面的粗细、线圈的长短、匝数的密集程度(即单位长度的匝数)以及线圈内部是否存在铁芯等因素共同决定的．且线圈越长、匝数越多、越密、横截面积越大，以及有铁芯时，则线圈的自感系数就越大．3．(多选)通过一个线圈的电流在均匀增大时，这个线圈的( )．A ．自感系数也将均匀增大B ．自感电动势也将均匀增大C ．磁通量也将均匀增大D ．自感系数和自感电动势不变【解析】线圈的磁通量与电流大小有关，电流增大，磁通量增大，故C 项正确；而自感系数由线圈本身决定，与电流大小无关；自感电动势E L ＝L ΔI Δt，与自感系数和电流变化率有关，对于给定的线圈，L 一定，已知电流均匀增大，说明电流变化率恒定，故自感电动势不变，D 项正确．【答案】 CD4．下列单位关系不正确的是( )A ．1亨＝1欧·秒B ．1亨＝1伏·安/秒C ．1伏＝1韦/秒D ．1伏＝1亨·安/秒【解析】由E ＝L ΔI Δt 知，L ＝E ·Δt ΔI，故1亨＝1伏·秒/安，或1伏＝1亨·安/秒，选项B 错误，D 正确；又1伏＝1安·欧，故A 正确；由E ＝n ΔΦΔt知，选项C 也正确．综上知，不正确的为B.【答案】 B线圈自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定．学业分层测评(五)(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＝t1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＝EI L －R＝61.5Ω－2 Ω＝2 Ω此时小灯泡电流I1＝ER1＝66A＝1 AS断开后，L、R、R1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＋R1)＝15 V. 【答案】(1)2 (2)灯泡闪亮一下后逐渐变暗，最后熄灭(3)15。

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

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。

高中物理第2章楞次定律和自感现象章末过关检测(二)鲁科32鲁科高二32物理

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二、多项选择题(本题共 4 小题，每小题 6 分，共 24 分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错或不答的得 0 分．) 7．如图所示，正方形线框的边长为 L，电容器的电容为 C.正方形线框的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中，当磁场以 k 的变化率均匀增强时，则( ) A．线圈产生的感应电动势大小为 kL2 B．电压表示数为零 C．b 点的电势高于 a 点的电势 D．电容器所带的电荷量为零
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A．t＝1 s 时，金属杆中感应电流方向从 C 到 D B．t＝3 s 时，金属杆中感应电流方向从 D 到 C C．t＝1 s 时，金属杆对挡板 P 的压力大小为 0.1 N D．t＝3 s 时，金属杆对挡板 H 的压力大小为 0.2 N
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解析：选 C.题图 1 中，稳定时通过 A1 的电流记为 I1，通过 L1 的电流记为 IL.S1 断开瞬间，A1 突然变亮，可知 IL>I1，因此 A1 和 L1 电阻不相等，所以 A、B 错误；题图 2 中，闭合 S2 时，由于自感作用，通过 L2 与 A2 的电流 I2 会逐渐增大，而通过 R 与 A3 的电流 I3 立即变大，因此电流不相等，所以 D 错误；由于最终 A2 与 A3 亮度相同，所以两支路电流 I 相同，根据部分电路欧姆定律，两支路电压 U 与电流 I 均相同，所以两支路电阻相同．由于 A2、A3 完全相同，故变阻器 R 与 L2 的电阻值相同，所以 C 正确．
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8．北京时间 2015 年 5 月 9 日，俄罗斯在莫斯科红场举行纪念卫国战争胜利 70 周年阅兵式．若其中一战机以 4.5×102 km/h 的速度自东向西飞行，该战机的翼展(两翼尖之间的距离)为 50 m，莫斯科地区地磁场的竖直分量向下，大小为 4.7×10－5 T，则( ) A．两翼尖之间的电势差约为 0.29 V B．两翼尖之间的电势差约为 1.1 V C．飞行员左方翼尖的电势比右方翼尖的电势高 D．飞行员左方翼尖的电势比右方翼尖的电势低

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