鲁科版选修32 第二章楞次定律和自感现象 第1课时 作业.doc

第二章 楞次定律和自感现象作业一、单项选择题(在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1. 家用日光灯电路如图211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211a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解析：选b.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如图212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212ab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，无法判定解析：选a.由安培定则可知穿过环b的磁通量向里，当s断开时，磁通量减少，由楞次定律可知b中产生顺时针方向的感应电流，a对3如图213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 图213c圆环会受到向右的力d圆环会受到向左的力解析：选a.无论通入螺线管的电流是从a流向b还是从b流向a，电流强度增大时，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如图214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214aabcdabdcbadc先是dcbad，后是abcdad先是abcda，后是dcbad解析：选b.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.图2155如图215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()as接通瞬间，i1i2，断开瞬间i1i2bs接通瞬间，i1i2cs接通瞬间，i1i2，断开瞬间i1i2，断开瞬间i1i2解析：选a.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223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rl稳定时i灯il.故断开瞬间a灯会闪亮，且电流向右流答案：大于等于逐渐立即闪亮向右三、计算题(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如图224甲所示，n150匝的圆形线圈m，其电阻为r/2，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224(1)判断a、b两点的电势高低；(2)求a、b两点的电势差解析：(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en1500.2 v30 v.由闭合电路欧姆定律知：iuabir20 v.答案：(1)a点高(2)20 v14. 如图225所示，电阻不计的光滑u形导轨水平放置，导轨间距d0.5 m，导轨一端接有r4.0 的电阻有一质量m0.1 kg、电阻r1.0 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b0.2 t现用水平力垂直拉动金属棒ab，使它以v10 m/s的速度向右做匀速运动设导轨足够长图225 (1)求金属棒ab两端的电压；(2)若某时该撤去外力，从撤去外力到金属棒停止运动，求电阻r产生的热量解析：(1)根据法拉第电磁感应定律，ebdv根据欧姆定律，i，uir由以上各式可得u0.8 v.(2)由能量守恒得，电路中产生的热量qmv2，因为串联电路电流处处相等，所以，代入数据求出qr4.0 j.答案：(1)0.8 v(2)4.0 j15如图226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226(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所示(2)当ab杆速度为v时，感应电动势eblv，此时电路中电流iab杆受到的安培力fbil根据牛顿运动定律，有mgsinfmgsinma，agsin.答案：(1)见解析(2)gsin16如图227甲所示，光滑绝缘水平面上，磁感应强度b2 t的匀强磁场以虚线mn为左边界，mn的左侧有一质量m0.1 kg，bc边长l10.2 m，电阻r2 的矩形线圈abcd.t0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227(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.解析：(1)由图乙可知，线圈刚进入磁场时的感应电流i10.1 a.由ebl1v1及i1得v10.5 m/sst0.25 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