高中物理 第2章 楞次定律和自感現(xiàn)象本章高效整合檢測(cè) 魯科版選修3-2.doc

1、a第2章 楞次定律和自感現(xiàn)象一、選擇題1如圖所示，螺線管與電流表組成閉合電路，條形磁鐵位于螺線管上方，下端為N極，則當(dāng)螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電流()A方向與圖示方向相同時(shí)，磁鐵靠近螺線管B方向與圖示方向相反時(shí)，磁鐵靠近螺線管C方向與圖示方向相同時(shí)，磁鐵遠(yuǎn)離螺線管D方向與圖示方向相反時(shí)，磁鐵遠(yuǎn)離螺線管解析：當(dāng)螺線管中產(chǎn)生與圖示方向相同的感應(yīng)電流時(shí)，螺線管上端相當(dāng)于條形磁鐵的N極，下端相當(dāng)于條形磁鐵的S極；則兩磁鐵相互排斥，根據(jù)楞次定律“來(lái)拒去留”可知，磁鐵靠近螺線管，A對(duì)C錯(cuò)；同理可判斷D正確答案：AD2如圖所示，螺線管B置于閉合金屬圓環(huán)A的軸線上，當(dāng)B中通過(guò)的電流I減小時(shí)()A環(huán)A有縮小的趨勢(shì)B環(huán)

2、A有擴(kuò)張的趨勢(shì)C螺線管B有縮短的趨勢(shì)D螺線管B有伸長(zhǎng)的趨勢(shì)解析：當(dāng)B中通過(guò)的電流減小時(shí)，穿過(guò)A線圈的磁通量減小，產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律可以判斷出A線圈有縮小趨勢(shì)，故A正確另外螺線管環(huán)與環(huán)之間的引力減小，故螺線管有伸長(zhǎng)的趨勢(shì)，故D正確答案：AD3如圖所示，等腰直角三角形OPQ區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，另有一等腰直角三角形導(dǎo)線框ABC以恒定的速度沿垂直于磁場(chǎng)方向穿過(guò)磁場(chǎng)，穿越過(guò)程中速度方向始終與AB邊垂直且保持AC平行于OQ.關(guān)于線框中的感應(yīng)電流，以下說(shuō)法中正確的是()A開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流最大B開(kāi)始穿出磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流最大C開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较駾開(kāi)始穿出磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较蚪馕觯?/p>

3、開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框切割磁感線的有效長(zhǎng)度等于AB的長(zhǎng)度，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，選項(xiàng)A正確當(dāng)線框開(kāi)始穿出磁場(chǎng)時(shí)，切割磁感線的有效長(zhǎng)度為零，感應(yīng)電流最小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤由楞次定律判斷知，開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針，開(kāi)始穿出磁場(chǎng)時(shí)，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針，選項(xiàng)C錯(cuò)誤、D項(xiàng)正確aa答案：AD4如圖所示，空間有一個(gè)方向水平的有界磁場(chǎng)區(qū)域，一個(gè)矩形線框，自磁場(chǎng)上方某一高度下落，然后進(jìn)入磁場(chǎng)，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，導(dǎo)線框平面與磁場(chǎng)方向垂直則在進(jìn)入時(shí)導(dǎo)線框不可能()A變加速下落B變減速下落C勻速下落 D勻加速下落解析：導(dǎo)線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)做什么運(yùn)動(dòng)，取決于所受安培力與重力的大小關(guān)系，若F安mg，則減速，若F安mg，則勻

4、速，由于F安隨速度發(fā)生變化，故線框所受合力是變化的，即線框不可能做勻變速運(yùn)動(dòng)，應(yīng)選D答案：D5高頻感應(yīng)爐是用來(lái)熔化金屬對(duì)其進(jìn)行冶煉的，如圖所示為冶煉金屬的高頻感應(yīng)爐的示意圖，爐內(nèi)放入被冶煉的金屬，線圈通入高頻交變電流，這時(shí)被冶煉的金屬就能被熔化，這種冶煉方法速度快，溫度易控制，并能避免有害雜質(zhì)混入被煉金屬中，因此適于冶煉特種金屬該爐的加熱原理是()A利用線圈中電流產(chǎn)生的焦耳熱B利用線圈中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)C利用交變電流的交變磁場(chǎng)在爐內(nèi)金屬中產(chǎn)生的渦流D給線圈通電的同時(shí)，給爐內(nèi)金屬也通了電解析：高頻感應(yīng)爐的原理是：給線圈通以高頻交變電流后，線圈產(chǎn)生高頻變化的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)穿過(guò)金屬，在金屬內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)渦流，由

5、于電流的熱效應(yīng)，可使金屬熔化故只有C正確答案：C6M和N是固定在水平面內(nèi)的兩條光滑平行的金屬軌道，其電阻可忽略不計(jì)如圖所示的虛線框內(nèi)充滿垂直軌道平面向下方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，金屬桿ab垂直軌道方向放置在兩軌道上，M和N之間接有一電阻R，若桿ab以恒定速度v沿平行軌道方向滑動(dòng)并通過(guò)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在此過(guò)程中，以下各物理量與速度v的大小成正比的有()Aab桿中的電流Bab桿在磁場(chǎng)中所受的安培力C電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱D水平外力對(duì)ab桿做功的功率解析：由法拉第電磁感應(yīng)定律EBlv，IaaF安BIl，QI2RttPFvF安v所以ab桿中的電流，與ab桿所受安培力與速度v成正比，A、B項(xiàng)正確答案：AB7如圖所示，“U

6、”形金屬框架固定在水平面上，金屬桿ab與框架間無(wú)摩擦，整個(gè)裝置處于豎直方向的磁場(chǎng)中若因磁場(chǎng)的變化，使桿ab向右運(yùn)動(dòng)，則磁感應(yīng)強(qiáng)度()A方向向下并減小 B方向向下并增大C方向向上并增大 D方向向上并減小解析：因磁場(chǎng)變化，發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，桿ab中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，而使桿ab受到磁場(chǎng)力的作用，并發(fā)生向右運(yùn)動(dòng)而ab向右運(yùn)動(dòng)，使得閉合回路中磁通量有增加的趨勢(shì)，說(shuō)明原磁場(chǎng)的磁通量必定減弱，即磁感應(yīng)強(qiáng)度正在減小，與方向向上、向下無(wú)關(guān)答案：AD8如圖，A、B是完全相同的兩個(gè)小燈泡，L為自感系數(shù)很大、電阻可以忽略的帶鐵芯的線圈，下列說(shuō)法正確的是()A開(kāi)關(guān)S閉合的瞬間，A、B同時(shí)發(fā)光，隨后A燈變暗最后熄滅，B燈變

7、亮B開(kāi)關(guān)S閉合的瞬間，B燈亮，A燈不亮C斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S的瞬間，A、B燈同時(shí)熄滅D斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S的瞬間，B燈立即熄滅，A燈突然閃亮一下再熄滅解析：閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，由于線圈的自感，電流從A、B中流過(guò)，隨著線圈中電流逐漸增大，A燈變暗，漸滅B燈由于A短路，I增大而變亮斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，電路斷開(kāi)，B立即熄滅，而A燈與線圈形成閉合回路，故A變亮再逐漸熄滅，故A、D正確答案：AD9磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)僅存在于邊界2L的正方形范圍內(nèi)，一電阻為R，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框abcd，沿垂直于磁感線方向以速度v勻速通過(guò)磁場(chǎng)，如圖所示，從ab剛開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)開(kāi)始計(jì)時(shí)，畫(huà)出穿過(guò)線框的磁通量隨時(shí)間的變化圖象及勻速通過(guò)磁場(chǎng)時(shí)所受外力的圖象

8、正確的是()aa解析：線圈穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程可分為三個(gè)階段，進(jìn)入磁場(chǎng)階段；在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)階段；離開(kāi)磁場(chǎng)階段由BS，而SLxLvt，所以BLvt，其圖象如選項(xiàng)A所示；由右手定則或楞次定律判斷出線圈abcd中感應(yīng)電流方向再由左手定則判斷不論線圈進(jìn)或出磁場(chǎng)，安培力方向均水平向左，由于勻速運(yùn)動(dòng)，故外力FF安，且向右，當(dāng)線圈完全進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框中無(wú)電流，故外力FF安0，圖象如選項(xiàng)C所示答案：AC10如圖所示，相距為L(zhǎng)的兩條足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為，上端接有定值電阻R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.將質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒由靜止釋放，當(dāng)速度達(dá)到v時(shí)開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)對(duì)導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌向

9、下的拉力，并保持拉力的功率恒為P，導(dǎo)體棒最終以2v的速度勻速運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻，重力加速度為g.下列選項(xiàng)正確的是()AP2mgvsin BP3mgvsin C當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到時(shí)加速度大小為sin D在速度達(dá)到2v以后勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，R上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力所做的功解析：導(dǎo)體棒由靜止釋放，速度達(dá)到v時(shí)，回路中的電流為I，則根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件，有mgsin BIL.對(duì)導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌向下的拉力，以2v的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，則回路中的電流為2I，則根據(jù)平衡條件，有Fmgsin B2IL所以拉力Fmgsin ，拉力的功率PF2v2mgvsin ，故選項(xiàng)A正

10、確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)導(dǎo)體棒的速度達(dá)到aa時(shí)，回路中的電流為，根據(jù)牛頓第二定律，得mgsin BLma，解得asin ，選項(xiàng)C正確；當(dāng)導(dǎo)體棒以2v的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)能量守恒定律，重力和拉力所做的功之和等于R上產(chǎn)生的焦耳熱，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：AC二、非選擇題11水平面上兩根足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)線平行固定放置，間距為L(zhǎng)，一端通過(guò)導(dǎo)線與阻值為R的電阻連接，導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m的金屬棒(如圖所示)，金屬桿與導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向下，用與導(dǎo)軌平行的恒定拉力F作用在金屬桿上，桿最終將做勻速運(yùn)動(dòng)當(dāng)改變拉力的大小時(shí)，相對(duì)應(yīng)的勻速運(yùn)動(dòng)的速度v也會(huì)變化，v與F的關(guān)系如圖所示(取重力加速度g10 m/s2)(1

11、)金屬桿在勻速運(yùn)動(dòng)之前做什么運(yùn)動(dòng)？(2)做m0.5 kg，L0.5 m，R0.5 ，磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多大？解析：(1)變速運(yùn)動(dòng)(或變加速運(yùn)動(dòng)、加速度減少的加速運(yùn)動(dòng)、加速運(yùn)動(dòng))(2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBLv，感應(yīng)電流I，安培力F安BIL因金屬桿受拉力、安培力作用，由牛頓定律得：Fma，所得vF，由圖線可以得到直線的斜率k2，所以B 1 T.答案：(1)變加速運(yùn)動(dòng)(2)1 T12在光滑絕緣水平面上，電阻為0.1 、質(zhì)量為0.05 kg的長(zhǎng)方形金屬框abcd，以10 m/s的初速度向磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.5 T、方向垂直水平面向下、范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)滑去當(dāng)金屬框進(jìn)入磁場(chǎng)到達(dá)如上圖所示位置時(shí)，已產(chǎn)生1.6 J的熱

12、量(1)在圖中ab邊上標(biāo)出感應(yīng)電流和安培力方向，并求出在圖示位置時(shí)金屬框的動(dòng)能(2)求圖示位置時(shí)金屬框中感應(yīng)電流的功率(已知ab邊長(zhǎng)L0.1 m)解析：(1)ab邊上感應(yīng)電流的方向ba，安培力方向向左，金屬框從進(jìn)入磁場(chǎng)到圖示位置能量守恒得：mvmv2Q，Ekmv2mvQ0.05102 J1.6 J0.9 J.(2)金屬框在圖示位置的速度為v m/s6 m/s.EBlv，Iaa A3 A感應(yīng)電流的功率PI2R320.1 W0.9 W.答案：(1)0.9 J0.9 W13如圖，ab和cd是兩條豎直放置的長(zhǎng)直光滑金屬導(dǎo)軌，MN和MN是兩根用細(xì)線連接的金屬桿，其質(zhì)量分別為m和2m.豎直向上的外力F作用

13、在桿MN上，使兩桿水平靜止，并剛好與導(dǎo)軌接觸；兩桿的總電阻為R，導(dǎo)軌間距為l.整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌所在平面垂直導(dǎo)軌電阻可忽略，重力加速度為g.在t0時(shí)刻將細(xì)線燒斷，保持F不變，金屬桿和導(dǎo)軌始終接觸良好求：(1)細(xì)線燒斷后，任意時(shí)刻兩桿運(yùn)動(dòng)的速度之比；(2)兩桿分別達(dá)到的最大速度解析：(1)設(shè)任意時(shí)刻時(shí)，MN、MN桿的速度分別為v1、v2.細(xì)線燒斷前：Fmg2mg細(xì)線燒斷后，對(duì)MN桿在任意時(shí)刻：FmgF安ma1對(duì)MN桿在任意時(shí)刻：2mgF安2ma2EBl(v1v2)IF安Bila1tv1a2tv2聯(lián)立式解得：v1v221(2)當(dāng)兩桿達(dá)到最大速度時(shí)，對(duì)MN有：2mgF安0聯(lián)立解得v1，v2答案：(1)21(2)14如圖(a)所示，一個(gè)電阻值為R，匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路，線圈的半徑為r1，在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線如圖(b)所示，圖線與橫、縱軸的截距分別為t0