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
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。
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
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
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
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
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。
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-word
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。
下列说法正确的是（）A. 再次闭合开关S时，灯泡A和B同时正常发光B. 再次闭合开关S时，灯泡B立刻正常发光，灯泡A逐渐亮起来C. 再次闭合开关S时，灯泡A立刻正常发光，灯泡B逐渐亮起来D. 闭合开关S使灯泡A、B正常发光后，再断开开关S，灯泡B立刻熄灭，灯泡A逐渐熄灭6.在如图所示电路中，L为电阻很小的线圈，G1和G2为零点在表盘中央的相同的电流表．开始时开关S闭合，电流表G1指针偏向右方，现将开关S断开，则将出现的现象是（）A. G1和G2指针都立即回到零点B. G1指针立即回到零点，而G2指针缓慢地回到零点C. G1指针缓慢回到零点，而G2指针先立即偏向右方，然后缓慢地回到零点D. G1指针立即偏向左方，然后缓慢地回到零点，而G2指针缓慢地回到零点7.如图（a），圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈Q，P和Q共轴，Q中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图（b）所示，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为F N，则（）①t1时刻F N＞G ②t2时刻F N＞G③t3时刻F N＜G ④t4时刻F N=G．A. ①②B. ①③C. ①④D. ②③④8.如图所示的电路中，三个灯泡L1、L2、L3的电阻关系为R1＜R2＜R3，电感L的电阻可忽略，D为理想二极管．电键K从闭合状态突然断开时，下列判断正确的是（）A. L1逐渐变暗，L2、L3均先变亮，然后逐渐变暗B. L1逐渐变暗，L2立即熄灭，L3先变亮，然后逐渐变暗C. L2立即熄灭，L1、L3均逐渐变暗D. L1、L2、L3均先变亮，然后逐渐变暗二、填空题9.如图所示，条形磁铁移近螺线管时螺线管和条形磁铁之间________（填“有”或“无”）相互电磁作用力；螺线管中A点电势________ B点电势．（填“高于”或“低于”）10.某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁心的线圈L，相同的小灯泡A、B，电阻R，开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路．检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；电感线圈自感系数较大．当开关断开的瞬间，则有________（填序号①A比B先熄灭②B比A先熄灭③AB一起熄灭），B 灯的电流方向为________（填序号①左到右，②右到左），某同学虽经多次重复断开开关S，仍未见老师演示时出现的小灯泡B闪亮现象，他冥思苦想找不出原因．你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是________（填序号①电源的内阻较大②线圈电阻偏小③线圈的自感系数较大）11.如图所示的电路中，L为自感线圈，R是一个灯泡，E是电源．当闭合S瞬间，通过灯泡的电流方向是________；当断开S瞬间，通过灯泡的电流方向是________．12.如图所示，线圈A绕在一铁芯上，A中导线接有一电阻R．在把磁铁N极迅速靠近A线圈的过程中，通过电阻R的感应电流的方向为________指向________（填“P”、“Q”）；若线圈A能自由移动，则它将________移动（填“向左”、“向右”或“不”）．三、综合题13.如图所示电路中，L是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，D1和D2是两个完全相同的小灯泡．将电键K闭合，再将电键K断开，则观察到的现象是：（1）K闭合瞬间，D1________，D2________（2）K断开瞬间，D2________，D1________．14.如图所示，线圈L有足够大的电感，其自身直流电阻为零，L1和L2是两个相同的小灯泡，在下面两种情况下，小灯泡亮度变化情况是：（1）S闭合时，L1________；L2________；（2）S断开时，L1________；L2________．四、实验探究题15.某学习小组利用如图所示的实验装置探究螺线管线圈中感应电流的方向。
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。
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（）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。
下列说法正确的是（）A. 再次闭合开关S时，灯泡A和B同时正常发光B. 再次闭合开关S时，灯泡B立刻正常发光，灯泡A 逐渐亮起来C. 再次闭合开关S时，灯泡A立刻正常发光，灯泡B 逐渐亮起来D. 闭合开关S使灯泡A、B正常发光后，再断开开关S，灯泡B立刻熄灭，灯泡A逐渐熄灭6.在如图所示电路中，L为电阻很小的线圈，G1和G2为零点在表盘中央的相同的电流表．开始时开关S闭合，电流表G1指针偏向右方，现将开关S断开，则将出现的现象是（）A. G1和G2指针都立即回到零点B. G1指针立即回到零点，而G2指针缓慢地回到零点C. G1指针缓慢回到零点，而G2指针先立即偏向右方，然后缓慢地回到零点D. G1指针立即偏向左方，然后缓慢地回到零点，而G2指针缓慢地回到零点7.如图（a），圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈Q，P和Q共轴，Q中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图（b）所示，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为F N，则（）①t1时刻F N＞G ②t2时刻F N＞G③t3时刻F N＜G ④t4时刻F N=G．A. ①②B. ①③C. ①④D. ②③④8.如图所示的电路中，三个灯泡L1、L2、L3的电阻关系为R1＜R2＜R3，电感L的电阻可忽略，D为理想二极管．电键K从闭合状态突然断开时，下列判断正确的是（）A. L1逐渐变暗，L2、L3均先变亮，然后逐渐变暗B. L1逐渐变暗，L2立即熄灭，L3先变亮，然后逐渐变暗C. L2立即熄灭，L1、L3均逐渐变暗D. L1、L2、L3均先变亮，然后逐渐变暗二、填空题9.如图所示，条形磁铁移近螺线管时螺线管和条形磁铁之间________（填“有”或“无”）相互电磁作用力；螺线管中A点电势________ B点电势．（填“高于”或“低于”）10.某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁心的线圈L，相同的小灯泡A、B，电阻R，开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路．检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；电感线圈自感系数较大．当开关断开的瞬间，则有________（填序号①A比B先熄灭②B比A先熄灭③AB一起熄灭），B灯的电流方向为________（填序号①左到右，②右到左），某同学虽经多次重复断开开关S，仍未见老师演示时出现的小灯泡B 闪亮现象，他冥思苦想找不出原因．你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是________（填序号①电源的内阻较大②线圈电阻偏小③线圈的自感系数较大）11.如图所示的电路中，L为自感线圈，R是一个灯泡，E是电源．当闭合S瞬间，通过灯泡的电流方向是________；当断开S瞬间，通过灯泡的电流方向是________．12.如图所示，线圈A绕在一铁芯上，A中导线接有一电阻R．在把磁铁N极迅速靠近A线圈的过程中，通过电阻R的感应电流的方向为________指向________（填“P”、“Q”）；若线圈A能自由移动，则它将________移动（填“向左”、“向右”或“不”）．三、综合题13.如图所示电路中，L是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，D1和D2是两个完全相同的小灯泡．将电键K闭合，再将电键K断开，则观察到的现象是：（1）K闭合瞬间，D1________，D2________ （2）K断开瞬间，D2________，D1________．14.如图所示，线圈L有足够大的电感，其自身直流电阻为零，L1和L2是两个相同的小灯泡，在下面两种情况下，小灯泡亮度变化情况是：（1）S闭合时，L1________；L2________；（2）S断开时，L1________；L2________．四、实验探究题15.某学习小组利用如图所示的实验装置探究螺线管线圈中感应电流的方向。
高中物理 第2章 楞次律和自感现象 第2节 自感自我小测高二物理试题
点囤市安抚阳光实验学校自感夯基我达标1.下列关于自感的说法中正确的是（）A．自感是由于导体自身的电流发生变化而产生的电磁感现象B．自感电动势的大小跟穿过线圈的磁通量的变化快慢有关C．自感电流的方向总是与原电流的方向相反D．对不同的线圈，电流变化快慢相同时，产生的自感电动势不同2.关于线圈的自感系数，下列说法中正确的是（）A．线圈中产生的自感电动势越大，线圈的自感系数一越大B．线圈中的电流变化越快，自感系数就越大C．线圈中的电流不发生变化，自感系数一为零D．线圈的自感系数与线圈自身的因素以及有无铁芯有关3.如图2－2－9所示，L1和L2是两个相同的小灯泡，L是自感系数相当大的线圈，其电阻阻值与R相同，由于存在自感现象，在开关S接通和断开时，灯L1、L2先后亮暗的顺序是（）图2－2－9A．接通时，L1先达到最亮；断开时，L1后暗B．接通时，L2先达到最亮；断开时，L2后暗C．接通时，L1、A2同时达到最亮；断开时，L1后暗D．接通时，L2先达到最亮；断开时，L1后暗4.如图2－2－10所示是测自感系数很大的线圈L直流电阻的电路，L两端并联一电压表，用来测量自感线圈的直流电压，在测量完毕后，将电路解体时（）图2－2－10A．先断开S2 B．先断开S1C．先拆除电流表 D．先拆除电阻R5.如图2－2－11所示，L为电阻很小的线圈，G1和G2为内阻不计、零点在表盘的电流计.当开关S处于闭合状态时，两表的指针皆偏向右方.那么，当开关S 断开时，将出现下面哪种现象（）图2－2－11A．G1和G2的指针都立即回到零点B．G1的指针立即回到零点，而G2的指针缓慢地回到零点C．G1的指针缓慢地回到零点，而G2的指针立即偏向左方，然后缓慢地回到零点D．G1的指针立即偏向左方，然后缓慢地回到零点，而G2的指针缓慢地回到零点6.如图2－2－12所示，电路图中有L1和L2两个完全相同的灯泡，线圈L的电阻忽略不计，下列说法正确的是（）图2－2－12A．闭合S时，L2先亮，L1后亮，最后一样亮B．断开S时，L2立刻熄灭，L1过一会熄灭C．L1中的电流始终从b到aD．L2中的电流始终从c到d7.如图2－2－13所示，L2、L2两灯的电阻均为R，S1闭合时两灯的亮度一样，若要闭合S2待稳后将S1断开，则在断开瞬间（）图2－2－13A．L2灯立即熄灭 B．L1灯过一会才熄灭C．流过L2灯的电流方向c→d D．流过L1灯的电流方向a→b8.如图2－2－14所示，L是电阻不计、自感系数足够大的线圈，L1和L2是两个规格相同的灯泡，下列说法正确的是（）图2－2－14A．S刚闭合时，L1和L2同时亮且同样亮B．S刚闭合时，L1和L2不同时亮C．闭合S达到稳时，L1熄灭，L2比S刚闭合时亮D．再将S断开时，L1闪亮一下再熄灭，而L2立即熄灭我综合我发展9.如图2－2－15所示电路，线圈L的电阻不计,则（）图2－2－15A．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．由于线圈电阻不计，电容器被短路，上述三种情况下两板都不带电10.如图2－2－16所示，电池的电动势为E，内阻不计，线圈自感系数较大，直流电阻不计，当开关S闭合后，下列说法正确的是（）图2－2－16A．a、b间电压逐渐增加，最后于E B．b、c间电压逐渐增加，最后于EC．a、c间电压逐渐增加，最后于E D．电路中电流逐渐增加，最后于E/R 11.如图2－2－17所示的电路，L是自感系数较大的线圈，在滑动变阻器的滑动片P从A端迅速滑向B端的过程中，经过AB中点C时通过线圈的电流为I1；P从B端迅速滑向A端的过程中，经过C点时通过线圈的电流为I2；P固在C点不动，达到稳时通过线圈的电流为I0，则（）图2－2－17A．I1＝ I2＝I0 B．I1 >I0> I2C．I1＝ I2>I0 D．I1< I0<I212.如图2－2－18所示，线圈的直流电阻为10 Ω，R＝20 Ω，线圈的自感系数较大，电源的电动势为6 V，内阻不计，则在闭合S瞬间，通过L的电流为___________A,通过R电流为___________A；S闭合后电路中的电流稳时断开S 的瞬间，通过R的电流为___________ A，方向与原电流方向___________.图2－2－1813.如图2－2－19所示，L为自感线圈，L是一个灯泡，当S闭合瞬间，a、b 两点电动势相比，__________点电势较高，当S切断瞬间a、b两点电势相比，__________点电势较高.图2－2－1914.如图2－2－20所示，L是自感系数较大的一个线圈，电源的电动势为6 V，开关S已闭合，当S断开时，在L中出现的自感电动势E′＝100 V，求此时a、b两点间的电势差.图2－2－2015.如图2－2－21所示是一种风速仪示意图，试回答下列问题.图2－2－21（1）有水平风吹来时磁体将如何转动？（自上往下看） （2）磁体转动一周，则导线CD 段中电流方向如何？ （3）为什么能用它来测风速大小？ 参考答案１解析：在自感现象中产生的感电动势与穿过线圈的磁通量变化率成正比;通过线圈的电流I 变化越快,产生的自感电动势E 就越大,有公式E ＝tIL ∆∆,其中L 为自感系数.故选项A 、B 、D 正确. 答案：ABD２解析：线圈的自感系数与线圈的形状、横截面积、长短、匝数因素有关.故选项D 正确. 答案：D３解析：当接通开关的瞬间，由于线圈对电流变化的阻碍作用，L 1两端的电压大于L 2两端电压，虽然两个灯同时亮，但L 1先最亮；断开时，由线圈的自感作用，L 1延迟熄灭，故选项A 正确. 答案：A４解析：在断开电路时，线圈会产生自感现象，由于线圈的自感系数很大，产生的自感电动势很大，若先切断S 2的话，自感电动势就加在电压表上，将电压表烧毁；若先断开S 1的话，就切断了自感电动势的释放回路，就可避免事故的发生. 答案：B５解析：断开电路的瞬间，G 2中的电源提供的电流瞬间消失，线圈由于自感的作用，产生自感电动势，与G 2构成自感回路，自感电流将通过G 2，该电流与原来的电流方向相反，所以G 1缓缓地回到零点，G 2瞬间回到左边再缓缓回到零点. 答案：C６解析：开关闭合的瞬间，由于L 的自感作用，L 1不能立刻亮起，随着阻碍的进行，L 1缓慢地亮起，待电路稳后两灯一样亮；断开电路时，自感电流时经过L 1、L 2，两灯一起熄灭，所以L 1中的电流方向没变化，L 2中的电流方向与原来相反. 答案：AC7解析：线圈L 的自感作用，与灯L 1构成回路，自感电流会流过L 1灯. 答案：ABD8解析：闭合时的瞬间，线圈L 的自感作用非常强，相当于断路，L 1、L 2中电流同时通过，所以同时达到最亮，电路稳后，线圈的自感作用消失，线圈相当于导线，L 1被短路而熄灭.断开电路时，线圈与L 1构成自感回路，L 1又会闪亮一下后再熄灭，而L 2立刻熄灭. 答案：ACD9解析：开关闭合瞬间，线圈L 的自感作用非常强，相当于断路，电容器被充电，上极板充正电，下极板充负电；稳后线圈对电流变化的阻碍消失，电容器被短路，上下极板均不带电；断开的瞬间，线圈中会产生自感电动势，又会对电容器充电，根据自感电动势的方向知，下极板充正电，上极板充负电. 答案：A10解析：由于线圈的自感作用，开关闭合的瞬间，自感的阻碍作用非常大，电路中的电流从零逐渐增加直到稳，大小为E/R ；所以开始时ab 间的电压于E ，然后逐渐减小到零；R上的电压为零，然后逐渐增加直到于E.答案：BD11解析：在滑动变阻器的滑动片P从A端迅速滑向B端的过程中，经过AB中点C时通过线圈的电流为I1，该过程电路中的总电阻减小，电流增大，自感现象该是阻碍增大，此时电流比稳时要小；P从B端迅速滑向A端的过程中，经过C点时通过线圈的电流为I2，该过程电路中的总电阻增大，电流减小，自感作用阻碍减小，该电流比稳时大，选项D正确.答案：D12解析：在闭合S的瞬间，由于L的自感作用，将阻碍电流的增加，从零增加到最大，所以接通开关的瞬间通过L的电流为零；电阻R无自感现象，接通瞬间就达到稳；当开关断开的瞬间，由电源提供电阻R的电流瞬间消失，线圈L 的自感作用，其电流不能马上消失，从稳的电流逐渐减小到零，此时通过R的电流是线圈中的自感电流，所以方向与原电流方向相反.答案：0 0.3 0.6 相反13解析：开关接通的瞬间，线圈的自感作用将阻碍电流的增加，自感电动势是反电动势，故a端电势高；断开开关的瞬间，线圈中自感电动势的方向与原电流方向相同，b端是高电势处.答案：a b14解析：断开S的瞬间，L中出现的自感电动势与原电流同向，此时电源电动势与线圈自感电动势同方向串联，故开关a、b两端的电势差为U＝E＋E′＝106 V.答案：106 V 15解析：通过风车带动条形磁铁转动,这样便可以改变线圈中磁通量的变化,由法拉第电磁感律,便可测出风速.答案：(1)逆时针转动；(2)先D到C，后C到D；(3)风速越大磁体转动越快，线圈中磁通量变化越快，根据法拉第电磁感律，产生的感电动势就越大，感电流就越大，这样就可以通过电流计中电流的大小来读出风速的大小.。
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。
2019_2020学年高中物理第2章楞次定律和自感现象章末过关检测(二)课件鲁科版选修3_2
第2章 楞次定律和自感现象
三、非选择题(本题共 3 小题，共 40 分．解答应写出必要的文 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．) 11.(12 分)在探究电磁感应现象的实验中：
第2章 楞次定律和自感现象
(1)首先要确定电流表指针偏转方向与电流方向间的关系．实验 中所用电流表量程为 0～100 μA，电源电动势为 1.5 V，待选的 保护电阻有三种：R1＝100 kΩ，R2＝1 kΩ，R3＝10 Ω，应选用 ________． (2) 已 测 得 电 流 表 指 针 向 右 偏 时 ， 电 流 是 由 “ ＋ ” 接 线 柱 流 入．由于某种原因，螺线管线圈绕线标记已没有了，通过实验 查找绕线方向，如图所示．当磁铁 N 极插入线圈时，电流表指 针向左偏，在图中画出线圈的绕线方向． (3)在图示装置中，若将条形磁铁(S 极在下端)从螺线管中拔出， 这时电流表的指针应向________偏．
第2章 楞次定律和自感现象
解析：选 AC.战机的飞行速度为 4.5×102 km/h＝125 m/s，战 机两翼间的电动势 BLv＝4.7×10－5×50×125 V＝0.293 75 V， 选项 A 正确，B 错误；战机的飞行方向从东向西，磁场竖直向 下，根据右手定则可知飞行员左方翼尖电势高于右方翼尖的电 势，选项 C 正确，选项 D 错误．
第2章 楞次定律和自感现象
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
2.2 自感 同步测试-2020-2021学年高二下学期物理鲁科版选修3-2
第2节自感同步测试1．关于线圈的自感系数，下列说法中正确的是()A．线圈中电流变化量越大，线圈的自感系数越大B．若线圈中通入恒定电流时，线圈的自感系数等于零C．当线圈中的电流均匀增大时，线圈的自感系数也均匀增大D．不管线圈中是否通入电流及电流如何变化，线圈的自感系数均不变2．通过一个线圈的电流在均匀增大时，则这个线圈的()A．自感系数也将均匀增大B．自感电动势也将均匀增大C．磁通量保持不变D．自感系数和自感电动势不变3．关于自感现象、自感系数、自感电动势，下列说法正确的是()A．当线圈中通恒定电流时，线圈中没有自感现象，线圈自感系数为零B．线圈中电流变化越快，线圈中的自感系数越大C．自感电动势与原电流方向相反D．对于确定的线圈，其产生的自感电动势与其电流变化率成正比4．某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁心的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图2所示的电路。
检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。
虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因。
你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是()A．电源的内阻较大B．小灯泡电阻偏大C．线圈电阻偏大D．线圈的自感系数较大5. 在如图所示电路中，L为电阻很小的线圈，G1和G2为零点在表盘中央的相同的电流表。
当开关S闭合时，电流表G1指针偏向右方，那么当开关S断开时，将出现的现象是()A．G1和G2指针都立即回到零点B．G1指针立即回到零点，而G2指针缓慢地回到零点C．G1指针缓慢回到零点，而G2指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点D．G1指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点，而G2指针缓慢地回到零点6. 如图所示为测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路，L的两端并联一个电压表，用来测量自感线圈的直流电压。
在测量完毕后，将电路拆解时应()A．先断开S1B．先断开S2C．先拆除电流表D．先拆除电压表7.如图所示，电阻R的阻值和线圈自感系数L的值都较大，电感线圈的电阻不计，A、B是两只完全相同的灯泡，则下列说法正确的是()A．当开关S闭合时，B比A先亮，然后A熄灭B．当开关S闭合时，B比A先亮，然后B熄灭C．当电路稳定后开关S断开时，A立刻熄灭，B逐渐熄灭D．当电路稳定后开关S断开时，B立刻熄灭，A闪一下后再逐渐熄灭8．如图所示，灯泡L A、L B与固定电阻的阻值均为R，L是自感系数较大的线圈。
新鲁科版物理选修3-2第2章楞次定律和自感现象单元测试
阶段质量检测（二） 楞次定律和自感现象、单项选择题（本大题共6小题，每小题6分，共36分。
在四个选项中，只有个选项符合题目要求）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•如图所示，光滑固定导轨 m 、n 水平放置，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下落接近回路时（ ）A . p 、q 将互相靠拢B. p 、q 将互相远离C. 磁铁的加速度仍为 g D .磁铁的加速度大于 g 3.—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。
现令磁感应强度B 随时间t 变化，先按图乙中所示的Oa 图线变化，后来又按图线 be 和cd 变化，令E i 、E 2、E 3分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小，l i 、I 2、I 3分别表示对应的感应电流，则 （乙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，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行。
已知在t = 0到t = t i 的时间间隔内，直导线A . E 1>E 2, I 1沿逆时针方向， I 2沿顺时针方向B . E 1<E 2, I 1沿逆时针方向， 12沿顺时针方向C . E 1<E 2, I 1沿顺时针方向， 12沿逆时针方向l 3沿逆时针方向D .E 2= E 3, I 2沿顺时针方向, P^ 12 3 4 5 6 7 Sv 1011 t d顺时针KX甲中电流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。
高中物理 第2章 楞次律和自感现象 第1节 感电流的方向自我小测高二物理试题
点囤市安抚阳光实验学校感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高二检测)如下图所示，光滑固导轨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.电阻R、电容C与一个线圈连成闭合回路，条形磁铁静止在线圈的正上方，N 极朝下，如下图所示，现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是( )A.从a到b，上极板带正电B.从a到b，下极板带正电C.从b到a，上极板带正电D.从b到a，下极板带正电能力提升6.如下图所示为地磁场磁感线的示意图，在北半球地磁场的竖直分布向下，飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变，由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差.设飞行员左方机翼末端处的电势为U1，右方机翼末端处的电势为U2( )A.若飞机从西往东飞，U1比U2高B.若飞机从东往西飞，U2比U1低C.若飞机从南往北飞，U1比U2高D.若飞机从南往北飞，U2比U1低7.(2008高二检测)如下图所示，一块光滑的长方形铝板水平放在桌面上，铝板的右端与跟铝板厚的条形磁铁拼接下来，一只质量分布均匀的闭合铝环，以初速度v从板的左端沿中线向右端滚动，则( )A.铝环滚动的速度将越来越小B.铝环保持匀速滚动C.铝环中感电流的方向从纸外向里看逆时针方向D.铝环中感电流的方向从纸外向里看顺时针方向8.水平放置的两根平行金属导轨ad和bc，导轨两端a、b和c、d两点分别连接电阻R1和R2，组成矩形线框，如下图所示，ad和bc相距L＝0.5 m，放在竖直向下的匀强磁场中.磁感强度B＝1.2 T，一根电阻为0.2 Ω的导体棒PQ跨接在两根金属导轨上，在外力作用下以4.0 m/s的速度向右匀速运动，若电阻R1＝0.30 Ω，R2＝0.6 Ω，导轨ad和bc的电阻不计，导体与导轨接触良好.求：(1)导体PQ中产生的感电动势的大小和感电流的方向；(2)导体PQ向右匀速滑动过程中，外力做功的功率.9.如下图所示装置，导体棒AB、CD在相的外力作用下，沿着光滑的轨道各朝相反方向以0.1 m/s 的速度匀速运动，匀强磁场垂直纸面向里，磁感强度B＝4 T，导体棒有效长度都是L＝0.5 m，电阻R＝0.5 Ω，导轨上接有一只R′＝1 Ω的电阻行板电容器，它的两板间距相距1 cm，试求：(1)电容器极板间的电场强度的大小和方向；(2)外力F的大小.10.如下图所示，图甲为G(指针在的灵敏电流表)连接在直流电路中时的偏转情况.今把它与一线圈串联进行电磁感，则图乙中的条形磁铁的运动方向是；图丙中电流计的指针从向偏转；图丁中的条形磁铁上端为极.拓展探究11.如下图所示，面积为0.2 m2的100匝线圈A处在磁场中，磁场方向垂直于线圈平面向里.磁感强度随时间变化的规律是B＝(6－0.2t) T.已知电路中R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，电容C＝30 μF，线圈A的电阻不计，求： (1)闭合S后，通过R2的电流强度大小和方向；(2)闭合S一段时间后，再断开开关S，S断开后，通过R2的电荷量是多少？参考答案1解析：由Ⅰ到Ⅱ，磁通量向上减小.由Ⅱ到Ⅲ时磁通量向下增加，根据“增反减同”，线圈中的感电流始终沿abcd流动.答案：A2解析：在接通电源的瞬间，环B可效为一短小的条形磁铁.左边为N极，右边为S极，穿过A、C环的磁通量在增加.两环A、C为了阻碍磁通量的增加，都朝环B外部磁场较小的方向运动，即A向左而C向右运动，两环都受到B环的排斥作用.答案：B3解析：根据楞次律和安培则外环逆时针、内环顺时针.答案：B4解析：磁体迅速向下靠近由导轨和导体棒所围成的闭合回路，穿过回路的磁通量增多，回路中产生感电流.从感电流的作用效果上分析：感电流阻碍引起感电流的磁通量的变化，即在本题中，感电流阻碍穿过闭合回路磁通量的增加，所以两导体棒P、Q相互靠近，使面积减少来阻碍磁通量的增加；同时导体棒P、Q也有向下远离的趋势来阻碍磁通量的增加，使得对两导轨的压力增大，故选C、D两项.答案：CD5答案：D6解析：这是一道考查右手则的题目.要解答好这道题，首先明确用哪只手判断，其次要明确磁场的方向、手的放法，最后要明确拇指、四指所各指什么方向，四指所指的方向是正电荷积累的方向，该端电势高于另一端.对A 项，磁场竖直分量向下，手心向上，拇指指向飞机飞行方向，四指指向左翼末端，故U 1＞U 2，A 项正确.同理，飞机从东往西飞，仍是U 1＞U 2，B 项正确.从南往北、从北往南飞，都是U 1＞U 2，故C 项正确，D 项正确. 答案：ABCD 7答案：AC8解析：(1)E ＝BLv ＝1.2×0.5×4.0 V ＝2.4 V6.03.06.03.02121+⨯=+=R R R R R 外Ω＝0.2 Ω 2.02.04.2+=+=r R E I 外A ＝6 A.根据右手则判断电流方向Q →P.(2)F ＝F 磁＝BIL ＝1.2×6×0.5 N ＝3.6 N.P ＝Fv ＝3.6×4.0 W ＝14.4 W.答案：(1)2.4 V 电流方向Q →P (2)14.4 W9解析：(1)导体AB 、CD 在外力的作用下做切割磁感线运动，使回路中产生感电流.15.021.05.04222+⨯⨯⨯⨯='+=+=R R BLv R I CDAB 总εεA ＝0.2 A. 电容器两端电压于R ′两端电压 U c ＝U R ′＝IR ′＝0.2×1 V ＝0.2 V.根据匀强电场的场强公式==dU E C20 V/m. 回路电流流向为D →C →R ′→A →B →D.所以，电容器b 板电势高于a 板电势，故电场强度方向b →a.(2)F 安＝BIL ＝4×0.2×0.5 N ＝0.4 N. 答案：(1)20 V/m 方向从b →a (2)0.4 N10解析：由图甲可知，电流从左接线柱流入电流表时，指针向左偏转；图乙中指针向左偏转，感电流从左接线柱流入电流表，由安培则可判断感电流的磁场方向向下，与引起感电流的磁铁的磁场方向相反，说明线圈中磁通量增大，磁铁向下运动；图丙与图乙比较，磁铁运动方向相同，磁铁磁场方向相反，故感电流方向也相反，指针右偏；图丁与图丙比较，感电流方向相同，磁铁运动方向相反，则磁铁磁场方向也相反，上端为磁铁的N 极. 答案：向下 右 N11解析：(1)由楞次律知线圈A 产生顺时针方向的电流，A 相当于电源，所以tR R BnS R R E I ∆+∆=+=)(2121＝100×0.2×0.2/10 A ＝0.4 A.流过R 2的电流的方向是从下向上.(2)闭合S 后，U c ＝2R U ＝IR 2＝0.4×6 V ＝2.4 V电容器所带电荷q ＝CU c ＝30×10－6×2.4 C ＝7.2×10－5C断开S 后电容器通过R 2放电故通过R 2的电荷量q R ＝q ＝7.2×10－5C答案：(1)0.4 A 从下向上 (2)7.2×10－5C。
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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。