高中物理 第2章 楞次定律和自感现象同步练测 鲁科版选修32.doc

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7一、 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2ab环内有顺时针方向的感应电流bb环内有逆时针方向的感应电流cb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4aabcdabdcbadc先是dcbad，后是abc dad先是abcda，后是dcb ad5.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5as接通瞬间，i1i2，断开瞬间i1=i2bs接通瞬间，i1i2cs接通瞬间，i1i2，断开瞬间i1i2，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.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-mgrb2d2b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rl，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 的电阻有一质量m=0.1 kg、电阻r=1.0 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=10 m/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=0.1 kg，bc边长l1=0.2 m，电阻r=2 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12345678910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dcbad.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，i1从0缓慢增大，而r中电流不受影响，i1rl，稳定时i灯il.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-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=nt=1500.2 v=30 v.由闭合电路欧姆定律知：i=er+r=er+r2=2e3ruab=ir=2e3=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qrq=rr+r，代入数据求出qr=4.0 j.15.(1)见解析(2)blvrgsin-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mgsin-f=mgsin-b2l2vr=ma，a=gsin-b2l2vmr. 图1816.(1)0.5 m/s0.25 m (2)f=(0.08 t0.06) 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=