2019年高中物理 第二章 楞次定律和自感現(xiàn)象綜合檢測 魯科版選修3-2一、選擇題(本大題共7個小題，每小題6分共42分每小題至少有一個答案是正確的)1(2011廣東高考)將閉合多匝線圈置于僅隨時間變化的磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，下列表述正確的是()A感應(yīng)電動勢的大小與線圈的匝數(shù)無關(guān)B穿過線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動勢越大C穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢越大D感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同【解析】由法拉第電磁感應(yīng)定律En知，感應(yīng)電動勢的大小與線圈匝數(shù)有關(guān)，A錯感應(yīng)電動勢正比于，與磁通量的大小無直接關(guān)系，B錯誤，C正確根據(jù)楞次定律知，感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，即“增反減同”，D錯誤【答案】C2(xx株洲高二檢測)位于光滑水平面的小車上放置一螺線管，一個比螺線管長的條形磁鐵沿著螺線管的軸線水平穿過，如圖1所示，在此過程中()圖1A磁鐵做勻速直線運動B磁鐵做減速運動C小車向右做加速運動D小車先加速后減速【解析】磁鐵水平穿入螺線管時，管中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律的擴展含義知產(chǎn)生的相互作用力阻礙磁鐵的運動同理，磁鐵穿出時，由楞次定律的擴展含義知產(chǎn)生的相互作用力阻礙磁鐵的運動，故整個過程中，磁鐵做減速運動，選項B是正確的而對于小車上螺線管來說，在此過程中，螺線管受到的安培力都是水平向右，這個安培力使小車向右一直做加速運動，C對【答案】BC3如圖2所示為測定自感系數(shù)很大的線圈L直流電阻的電路，L的兩端并聯(lián)一個電壓表，用來測量自感線圈的直流電壓在測量完畢后，將電路拆解時應(yīng)()圖2A先斷開S1B先斷開S2C先拆除電流表D先拆除電壓表【解析】若先斷開S1或先拆除電流表，線圈與電壓表組成閉合電路，這時，流過電壓表的電流值較大且與原來方向相反，電壓表的指針將反向偏轉(zhuǎn)，容易損壞電壓表按操作要求，應(yīng)先斷開開關(guān)S2，再斷開開關(guān)S1，然后拆除器材【答案】B4(xx寧波高二期末)美國大眾科學(xué)月刊網(wǎng)站2011年6月22日報道，美國明尼蘇達(dá)大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，一種具有獨特屬性的新型合金能夠?qū)崮苤苯愚D(zhuǎn)化為電能具體而言，只要略微提高溫度，這種合金會從非磁性合金變成強磁性合金，從而在環(huán)繞它的線圈中產(chǎn)生電流，其簡化模型如圖3所示M為圓柱形合金材料，N為線圈，套在圓柱形合金材料上，線圈的半徑大于合金材料的半徑現(xiàn)對M進行加熱，則()圖3AN中將產(chǎn)生逆時針方向的電流BN中將產(chǎn)生順時針方向的電流CN線圈有收縮的趨勢DN線圈有擴張的趨勢【解析】當(dāng)對M加熱使其溫度升高時，M的磁性變強，穿過N內(nèi)的磁通量增加，則N中感應(yīng)電流的磁場阻礙其增加，故N有擴張的趨勢，才能使穿過N的磁通量減少，C錯，D對，由于不知M的磁場方向，故不能判斷N中的感應(yīng)電流方向，A、B均錯【答案】D5如圖4所示，要使圖中ab段直導(dǎo)線中有向右的電流，則導(dǎo)線cd應(yīng)()圖4A向右加速運動B向右減速運動C向左加速運動D向左減速運動【解析】由右手定則知當(dāng)cd向右運動時，與cd相連的線圈中產(chǎn)生與ab方向相反的電流，當(dāng)cd向左運動時，與cd相連的線圈中產(chǎn)生與ab中方向相同的電流，且由Icd知，v增加，Icd變大，結(jié)合楞次定律可知當(dāng)cd向右加速或向左減速時，ab中電流方向向右，A、D對，B、C錯【答案】AD6(xx武漢高二期末)如圖5所示，在空間存在著豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B.一水平放置的長度為L的金屬桿ab與圓弧形金屬導(dǎo)軌P、Q緊密接觸，P、Q之間接有電容為C的電容器若ab桿繞a點以角速度沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，則下列說法正確的是()圖5A電容器與a相連的極板帶正電B電容器與b相連的極板帶正電C電容器的帶電量是D電容器的帶電量是【解析】若ab桿繞a點以角速度沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為EBL2/2.由CQ/E解得電容器的帶電量是Q，選項C錯誤，D正確右手定則可判斷出感應(yīng)電動勢方向b指向a，電容器與a相連的極板帶正電，選項A正確，B錯誤【答案】AD7一矩形線圈位于一隨時間t變化的勻強磁場中，磁場方向垂直線圈所在的平面(紙面)向里，如圖6甲所示，磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示以I表示線圈中的感應(yīng)電流，以圖甲中線圈上箭頭所示的電流方向為正，則以下的It圖象中正確的是()圖6【解析】題中線圈的面積S一定，磁感應(yīng)強度B的變化引起穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，從而使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流根據(jù)E，I可知，I(R為線圈電阻)，可見I，所以在第1、2、4、6秒內(nèi)，產(chǎn)生的是恒定電流，在第3、5秒內(nèi)無感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項C、D錯；在第1秒內(nèi)，B不斷增大，由楞次定律可得，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向與圖示方向相反，即為負(fù)，故選項B錯，A正確【答案】A二、非選擇題(本題共5個小題，共58分計算題要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)8(9分)如圖7所示是用來做電磁感應(yīng)實驗的裝置示意圖，當(dāng)閉合開關(guān)S時，發(fā)現(xiàn)電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)一下后又回到中間位置，現(xiàn)繼續(xù)進行實驗：圖7(1)把原線圈插入副線圈的過程中，電流表的指針將_插入副線圈后，電流表指針將_(2)若原副線圈保持不動，在變阻器滑片P向左移動的過程中，電流表指針將_【解析】把原線圈插入副線圈時，變大，產(chǎn)生阻礙變大的感應(yīng)電流，與題干情況相同故向右偏，插入后，穩(wěn)定不變化，無感應(yīng)電流，故指中央位置，P向左移動時，減弱，感應(yīng)電流阻礙減弱，與題干情況相反故向左偏【答案】(1)向右偏指向中央位置(2)向左偏9(10分)(xx屯昌高二檢測)如圖8甲所示，光滑且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L0.2 m，電阻R0.4 ，導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量m0.1 kg、電阻r0.1 的金屬桿，導(dǎo)軌電阻忽略不計，整個裝置處在磁感應(yīng)強度B0.5 T的勻強磁場中，磁場的方向豎直向下，現(xiàn)用一外力F沿水平方向拉桿，使之由靜止開始運動，若理想電壓表示數(shù)U隨時間t變化關(guān)系如圖乙所示求：圖8(1)金屬桿在5 s末的運動速率；(2)第4 s末時外力F的功率【解析】(1)因為URBLv/(Rr)所以，即a0.5 m/s2金屬棒做加速度為0.5 m/s2的勻加速直線運動v5at52.5 m/s.(2)v4at42 m/s此時：I0.4 A，F(xiàn)安BIL0.04 N對金屬棒：FF安ma，F(xiàn)0.09 N故：PFFv40.18 W.【答案】(1)2.5 m/s(2)0.18 W10(12分)橫截面積S0.2 m2、n100匝的圓形線圈A處在如圖9所示的磁場內(nèi)，磁感應(yīng)強度變化率為0.02 T/s.開始時S未閉合，R14 ，R26 ，C30 F，線圈內(nèi)阻不計，求：圖9(1)閉合S后，通過R2的電流的大小和方向；(2)閉合S后一段時間又?jǐn)嚅_，問S斷開后通過R2的電荷量是多少？【解析】(1)磁感應(yīng)強度變化率的大小為0.02 T/s，B逐漸減弱，所以En1000.020.2 V0.4 VI A0.04 A，方向從上向下流過R2.(2)R2兩端的電壓為U2E0.4 V0.24 V所以QCU2301060.24 C7.2106 C.【答案】(1)0.04 A，從上向下(2)7.2106 C圖1011(12分)如圖10所示，兩足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，相距為L，一理想電流表與兩導(dǎo)軌相連，勻強磁場與導(dǎo)軌平面垂直一質(zhì)量為m、有效電阻為R的導(dǎo)體棒在距磁場上邊界h處靜止釋放導(dǎo)體棒進入磁場后，流經(jīng)電流表的電流逐漸減小，最終穩(wěn)定為I.整個運動過程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，且始終保持水平，不計導(dǎo)軌的電阻求：(1)磁感應(yīng)強度的大小B；(2)電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒運動速度的大小v；(3)流經(jīng)電流表電流的最大值Im.【解析】(1)電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒做勻速運動BILmg解得B.(2)感應(yīng)電動勢EBLv感應(yīng)電流I由式解得v.(3)由題意知，導(dǎo)體棒剛進入磁場時的速度最大，設(shè)為vm機械能守恒mvmgh感應(yīng)電動勢的最大值EmBlvm感應(yīng)電流的最大值Im解得Im.【答案】(1)(2)(3)12(15分)如圖11甲所示，空間有一寬為2L的勻強磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度為B，方向垂直紙面向外abcd是由均勻電阻絲做成的邊長為L的正方形線框，總電阻值為R.線框以垂直磁場邊界的速度v勻速通過磁場區(qū)域在運動過程中，線框ab、cd兩邊始終與磁場邊界平行設(shè)線框剛進入磁場的位置x0，x軸沿水平方向向右求：甲乙圖11(1)cd邊剛進入磁場時，ab兩端的電勢差，并指明哪端電勢高；(2)線框穿過磁場的過程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱；(3)在乙圖中，畫出ab兩端電勢差Uab隨距離變化的圖象其中U0BLv.【解析】(1)dc切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢EBLv回路中的感應(yīng)電流Iab兩端的電勢差UIRBLvb端電勢高(2)設(shè)線框從dc邊剛進磁場到ab邊剛進磁場所用時間為t由焦耳定律Q2I2RtLvt求出Q.(3)說明：畫對一條【答案】(1)BLv，b端電勢高(2)(3)見解析