20182019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

2019-2019学年鲁科版高中物理选修3-2 第2章 楞次定律和自感现象 单元测试一、单选题1.一磁铁自上向下运动，穿过一闭合导电回路，如图所示当磁铁运动到a处和b处时，回路中感应电流的方向分别是( )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，使电路达到稳定，灯泡A发光（ ）A.在电路（a）中，断开S，A将立即变暗B.在电路（a）中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗C.在电路（b）中，断开S，A将渐渐变暗D.在电路（b）中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗3.如图所示，闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在匀强磁场中，将它从匀强磁场中匀速拉出，以下各种说法中正确的是( ) A.向左拉出和向右拉出时，环中感应电流方向相反B.向左或向右拉出时，环中感应电流方向都是沿顺时针方向C.向左或向右拉出时，环中感应电流方向都是沿逆时针方向D.将圆环拉出磁场过程中，环全部处在磁场中运动时，也有感应电流产生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时刻，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，则能够正确表示导线框中电流位移（ix）关系的是（ ）A.B.C.D.5.如图所示，在水平面上有一固定的u形光滑金属框架，框架上放置一金属杆ab在垂直纸面方向有一匀强磁场，下列情况中可能的是（ ）A.若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.若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.若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.若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.感应电流形成的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反B.感应电流形成的磁场只是阻碍引起感应电流的增强C.感应电流形成的磁场只是阻碍引起感应电流的减弱D.当引起感应电流的磁场增强时，感应电流的磁场方向与其相反；当引起感应电流的磁场减弱时，感应电流的磁场方向与其相同7.如图所示，E为电池，L是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈，D1、D2是两个规格相同且额定电压足够大的灯泡，S是控制电路的开关对于这个电路，下列说法中正确的是( )A.刚闭合开关S的瞬间，通过D1灯不亮B.刚闭合开关S的瞬间，通过D1、D2的电流大小不相等C.闭合开关S待电路达到稳定，D1熄灭，D2亮度始终不变D.闭合开关S待电路达到稳定，再将S断开瞬间，D2立即熄灭，D1闪亮一下再熄灭二、多选题8.如图，光滑斜面PMNQ的倾角为，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efMN线框在恒力F作用下从静止开始运动，其ab边始终保持与底边MN平行，F沿斜面向上且与斜面平行已知线框刚进入磁场时做匀速运动，则下列判断正确的是（ ）A.线框进入磁场前的加速度为 B.线框进入磁场时的速度为 C.线框进入磁场时有abcd方向的感应电流D.线框进入磁场的过程中产生的热量为（Fmgsin）l19.如图所示， 、 是完全相同的的两个小灯泡， 为自感系数很大的线圈，其直流电阻等于灯泡电阻。闭合开关 ，电路稳定时， 灯恰能正常发光。则（ ）A.开关 闭合时， 、 两灯同时亮B.开关 闭合，电路稳定时， 灯熄灭C.开关 断开时，两灯都会闪亮一下再她灭D.开关 断开时， 灯灯丝不可能被烧断10.家用日光灯电路如图所示，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（ ）A.镇流器的作用是将交流电变为直流电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，起动器的两个触片是分离的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三、填空题11.如图，右手握住通电直导线，让伸直的拇指方向与电流的方向一致，那么，弯曲的四指所指 的方向就是_的环绕方向四、解答题12.两块水平放置的金属板间的距离为d，用导线与一个n匝线圈相连，线圈电阻为r，线圈中有竖直向上均匀变化的磁场，电阻R与金属板连接，如图所示两板间有一个质量为m，电荷量为+q的油滴恰好处于静止状态，当地的重力加速度为g则线圈中的磁感应强度B的变化情况和其磁通量的变化率为多少？五、实验探究题13.下图是做探究电磁感应的产生条件实验的器材及示意图。（1）在图中用实线代替导线把它们连成实验电路。 （2）由哪些操作可以使电流表的指针发生偏转_；_； （3）假设在开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向左偏转，则当螺线管A向上拔出的过程中，灵敏电流计的指针向_偏转。（填“左”或“右”） 六、综合题14.如图所示，在水平桌面上有一金属圆环，当用一条形磁铁由上向下插向圆环时，试问：（1）圆环对桌面的压力怎样变化？ （2）圆环有收缩的趋势还是扩张的趋势？ 答案解析部分一、单选题1.【答案】B 【解析】【解答】当磁铁接近线圈时，线圈中的磁通量向下增加，由楞次定律可知感应电流的磁场方向向上，由安培定则知线圈中感应电流的方向为逆时针(俯视)；当磁铁从线圈中穿出时，原磁场方向不变仍向下，但穿过线圈的磁通量要减少，根据楞次定律知感应电流的磁场方向向下，由安培定则知感应电流为顺时针(俯视)。故选B【分析】本题考查楞次定律和安培定则的理解和应用。楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。2.【答案】D 【解析】【解答】解：AB、在电路a中，断开S，L、A串联，由于线圈阻碍电流变小，L相当于电源，导致A将逐渐变暗，流过A的电流方向不会发生变化故A错误，B错误；CD、在电路b中，由于电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，所以通过灯泡的电流比线圈的电流小，断开S时，由于线圈阻碍电流变小，导致A将变得更亮，然后逐渐熄灭故C错误，D正确；故选：D【分析】电感总是阻碍电流的变化线圈中的电流增大时，产生自感电流的方向更原电流的方向相反，抑制增大；线圈中的电流减小时，产生自感电流的方向更原电流的方向相同，抑制减小，并与灯泡构成电路回路3.【答案】B 【解析】【解答】.圆环中感应电流的方向，取决于圆环中磁通量变化的情况，不论向左或向右将圆环拉出磁场，圆环中垂直纸面向里的磁感线都要减少，根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场与原来磁场方向相同，即都垂直纸面向里，应用安培定则可以判断出感应电流方向沿顺时针方向圆环全部处在磁场中运动时，虽然导线做切割磁感线运动，但环中磁通量不变，只有圆环离开磁场，环的一部分在磁场中，另一部分在磁场外时，环中磁通量才发生变化，环中才有感应电流。故选B【分析】本题考查利用楞次定律判断感应电流方向。4.【答案】A 【解析】【解答】解：位移在0L过程：磁通量增大，由楞次定律判断感应电流方向为顺时针方向，为正值I= ，L=x则 ， 位移在L2L过程：磁通量先增大后减小，由楞次定律判断感应电流方向先为顺时针方向，为正值，后为逆时针方向，为负值 位移在2L3L过程：磁通量减小，由楞次定律判断感应电流方向为逆时针方向，为负值I= 故选A【分析】将整个过程分成三个位移都是L的三段，根据楞次定律判断感应电流方向由感应电动势公式E=Blv，l是有效切割长度，分析l的变化情况，确定电流大小的变化情况5.【答案】B,C 【解析】【解答】解：A、若磁场方向垂直纸面向外，并且磁感应强度增大时，根据楞次定律，感应电流的方向为顺时针方向，根据左手定则，杆子所受的安培力方向向左，将向左运动故A错误B、若磁场方向垂直纸面向外，并且磁感应强度减小时，根据楞次定律，感应电流的方向为逆时针方向，根据左手定则，杆子所受的安培力方向向右，将向右运动故B正确C、若磁场方向垂直纸面向里，并且磁感应强度减小时，根据楞次定律，感应电流的方向为顺时针方向，根据左手定则，杆子所受的安培力方向向右，将向右运动故C正确D、若磁场方向垂直纸面向里，并且磁感应强度增大时，根据楞次定律，感应电流的方向为逆时针方向，根据左手定则，杆子所受的安培力方向向左，将向左运动故D错误故选BC【分析】根据楞次定律判断出感应电流的方向，再根据左手定则判断出安培力的方向，从而确定杆子的运动方向6.【答案】D 【解析】【分析】楞次定律中“阻碍”的含义相当电路中磁通量增加时，感应电流的磁场要阻碍它的增加，感应磁场方向与原磁场方向相反，当磁通量减小时，感应电流的磁场要阻碍它的减少，感应磁场方向与原磁场方向相同，即“增反减同”A.感应电流形成的磁场方向与引起感应电流的磁通量的变化方向相反，A错；B.感应电流形成的磁场既阻碍引起感应电流的原磁场的增强，也阻碍引起感应电流的原磁场的减弱，B错；C.感应电流形成的磁场既阻碍引起感应电流的原磁场的增强，也阻碍引起感应电流的原磁场的减弱，C错；D.当引起感应电流的磁场增强时，感应电流的磁场方向与其相反；当引起感应电流的磁场减弱时，感应电流的磁场方向与其相同正确。D正确；故答案选D。【点评】 掌握楞次定律的内容，知道感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，是解决本题的关键。7.【答案】D 【解析】【解答】刚闭合开关S的瞬间，线圈L中产生很大的自感电动势阻碍电流的增加，相当于断路，故此时通过D1、D2的电流大小相等，两灯都亮，选项AB错误；闭合开关S待电路达到稳定时，因L电阻可忽略不计，故D1灯被短路，不亮；再将S断开瞬间，D2立即熄灭，由于L中自感电动势阻碍电流减小故可在L、D1中形成回路，使D1闪亮一下再熄灭，选项C错误，D正确。故选D【分析】本题考查线圈在电路中对电路的影响，线圈在电路中总是阻碍回路中电流的变化。电感总是阻碍电流的变化，线圈中的电流减小时，产生自感电流的方向更原电流的方向相同，阻碍减小，当与灯泡构成电路回路时，灯泡亮度逐渐变暗，若流过灯的电流比原来的大，则会变得更亮，然后逐渐变暗。二、多选题8.【答案】A,B,C 【解析】【解答】解：A、线框进入磁场前，根据牛顿第二定律得：线框的加速度为：a= ，故A正确B、线框刚进入磁场时做匀速运动时，由F安+mgsin=F，而F安= ，解得：v= 故B正确C、线框进入磁场时，穿过线框的磁通量增加，根据楞次定律判断知线框中感应电流方向为abcd故C正确D、由于线框刚进入磁场时做匀速运动，根据功能关系可知：产生的热量为：Q=（Fmgsin）l2 故D错误故选：ABC【分析】根据牛顿第二定律求解线框进入磁场前的加速度由线框刚进入磁场时做匀速运动，推导出安培力与速度的关系，由平衡条件求解速度根据楞次定律判断感应电流的方向根据能量守恒定律求解热量9.【答案】A,D 【解析】【解答】A. 开关s闭合瞬间，A和B同时发光，故A正确；B. 电路稳定后L的电感不再起作用，起作用的只是它的直流电阻，因A.B灯相同，B此时正常发光，那么说明灯的额定电流由并联的A和L的直流电阻分配，L的直流电阻等于灯泡电阻,那么A支路的电流会等于其额定电流的1/2，也就是说其亮度较B灯暗，不一定熄灭，故B错误；CD. 断开开关S的瞬间，由电感的特性可知：L和A组成的回路中的电流会维持不变，其数值就是S断开前L支路中的电流，即等于额定电流的一半，不会闪亮一下，灯丝也不可能被烧断。而B灯立即熄灭，故C错误，D正确；故选：AD【分析】本题考查自感现象。解决本题的关键在于明确自感线圈在电路中的作用，自感线圈在电路中的作用是当电路中电流发生变化时会产生自感电动势阻碍电流的变化，电路稳定后，电感不再起作用，起作用的只是它的直流电阻。因此，当开关闭合瞬间，由于电感的阻碍作用，电流直接通过A、B两灯，所以亮灯同时亮，稳定后，A灯会稍暗一点；开关断开瞬间，由于电感线圈产生的感应电动势的作用，会使L和A组成的回路中的电流会维持不变，A灯灯丝不可能被烧断。10.【答案】B,C 【解析】【解答】解：A、镇流器在启动时产生瞬时高压，在正常工作时起降压限流作用，故A错误，B正确C、电路接通后，启辉器中的氖气停止放电（启辉器分压少、辉光放电无法进行，不工作），U型片冷却收缩，两个触片分离，故C正确；D、灯丝受热时发射出来的大量电子，在灯管两端高电压作用下，以极大的速度由低电势端向高电势端运动在加速运动的过程中，碰撞管内氩气分子，使之迅速电离在紫外线的激发下，管壁内的荧光粉发出近乎白色的可见光故D错误故选BC【分析】当开关接通220伏的电压立即使启辉器的惰性气体电离，产生辉光放电辉光放电的热量使双金属片受热膨胀，两极接触电流通过镇流器、启辉器触极和两端灯丝构成通路灯丝很快被电流加热，发射出大量电子双金属片自动复位，两极断开在两极断开的瞬间，电路电流突然切断，镇流器产生很大的自感电动势，与电源电压叠加后作用于管两端灯丝受热时发射出来的大量电子，在灯管两端高电压作用下，以极大的速度由低电势端向高电势端运动在加速运动的过程中，碰撞管内氩气分子，使之迅速电离在紫外线的激发下，管壁内的荧光粉发出近乎白色的可见光三、填空题11.【答案】磁感线 【解析】【解答】解：根据安培定则的内容判定线电流的磁感线的方法是：右手握住导线，让大拇指所指的方向跟电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向故答案为：磁感线【分析】右手定则即安培定则指出右手握住导线，让大拇指所指的方向跟电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向四、解答题12.【答案】解：由于带正电的油滴恰好处于静止状态，所以上极板带负电，线圈的上端是电源的负极由于线圈中有竖直向上均匀变化的磁场，根据楞次定律，磁场应是均匀增加的根据带电油滴的平衡，有：mg=q 解得：U= 其中U为两板间的电势差由闭合电路的欧姆定律和串联电路的知识可知：U= 则 = 答：线圈中的磁感应强度B是均匀增加的，其磁通量的变化率为 【解析】【分析】电荷量+q的油滴恰好静止金属板间，受到的电场力与重力平衡，线圈的上端是电源的负极由于线圈中有竖直向上均匀变化的磁场，根据楞次定律，磁场应是均匀增加的五、实验探究题13.【答案】（1）电路图如图所示：（2）将开关闭合（或者断开）；将螺线管A插入（或拔出）螺线管B （3）右 【解析】【解答】研究电磁感应条件的电路图如图所示：要使线圈产生感应电流就要使