高中物理 階段驗(yàn)收評估（二）楞次定律和自感現(xiàn)象 魯科版-2

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精階段驗(yàn)收評估（二） 楞次定律和自感現(xiàn)象（時間：50分鐘滿分：100分)一、選擇題（共8小題，每小題6分，共48分，第15題只有一項符合題目要求，第68題有多項符合題目要求，全都選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)1在物理學(xué)發(fā)展過程中，觀測、實(shí)驗(yàn)、假說和邏輯推理等方法都起到了重要作用。下列敘述不符合史實(shí)的是（)a奧斯特在實(shí)驗(yàn)中觀察到電流的磁效應(yīng)，該效應(yīng)揭示了電和磁之間存在聯(lián)系b安培根據(jù)通電螺線管的磁場和條形磁鐵的磁場的相似性，提出了分子電流假說c法拉第在實(shí)驗(yàn)中觀察到,在通有恒定電流的靜止導(dǎo)線附近的固定導(dǎo)線圈中，會出現(xiàn)感應(yīng)電流d楞次在分析了許多實(shí)驗(yàn)事實(shí)后提出

2、,感應(yīng)電流應(yīng)具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化解析:選c奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，揭示了電和磁之間的關(guān)系，選項a符合;根據(jù)通電螺線管產(chǎn)生的磁場與條形磁鐵的磁場相似，安培提出了磁性是分子內(nèi)環(huán)形電流產(chǎn)生的，即分子電流假說,選項b符合；法拉第提出的是電磁感應(yīng)定律,但恒定電流周圍不產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項c不符合；楞次定律指出感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，選項d符合。2。電阻r，電容c與一個線圈連成閉合回路，條形磁鐵靜止在線圈的正上方，n極朝下，如圖1所示，現(xiàn)使磁鐵開始自由下落，在n極接近線圈上端過程中，流過r的電流方向和電容器極板的帶電情況是（）圖1a從

3、a到b，上極板帶正電b從a到b，下極板帶正電c從b到a,上極板帶正電d從b到a,下極板帶正電解析:選d當(dāng)n極靠近線圈時，穿過線圈的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知線圈中的感應(yīng)電流方向,線圈的下端為感應(yīng)電動勢的正極，上端為負(fù)極，故流過r的電流方向從 ba，電容器下板為正極板，故d正確。3。如圖2所示，在x0的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，磁場的方向垂直于xoy平面(紙面）向里。具有一定電阻的矩形線框abcd位于xoy平面內(nèi)，線框的ab邊與y軸重合.令線框從t0時刻起由靜止開始沿x軸正方向做勻加速運(yùn)動，則線框中的感應(yīng)電流i（取逆時針方向?yàn)殡娏髡较?隨時間t的變化圖線it圖可能是下列選項中的(）圖2解析：選d線

4、框勻加速向右運(yùn)動時,cd邊切割磁感線，由右手定則知電流方向?yàn)轫槙r針，方向?yàn)樨?fù)；i,故d項正確。4圖3為無線充電技術(shù)中使用的受電線圈示意圖，線圈匝數(shù)為n,面積為s。若在t1到t2時間內(nèi)，勻強(qiáng)磁場平行于線圈軸線向右穿過線圈，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小由b1均勻增加到b2，則該段時間線圈兩端a和b之間的電勢差ab（)圖3a恒為b從0均勻變化到c恒為d從0均勻變化到解析：選c根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得,感應(yīng)電動勢enn，由楞次定律和右手螺旋定則可判斷b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn)電勢,因磁場均勻變化，所以感應(yīng)電動勢恒定，因此a、b兩點(diǎn)電勢差恒為abn,選項c正確。5圖4為一種早期發(fā)電機(jī)原理示意圖，該發(fā)電機(jī)由固定的圓形線圈和一對

5、用鐵芯連接的圓柱形磁鐵構(gòu)成，兩磁極相對于線圈平面對稱。在磁極繞轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動過程中，磁極中心在線圈平面上的投影沿圓弧運(yùn)動(o是線圈中心),則（）圖4a從x到o，電流由e經(jīng)g流向f，先增大再減小b從x到o，電流由f經(jīng)g流向e，先減小再增大c從o到y(tǒng)，電流由f經(jīng)g流向e，先減小再增大d從o到y(tǒng)，電流由e經(jīng)g流向f，先增大再減小解析:選d從x到o，磁通量向上增大，由楞次定律知感應(yīng)電流方向是由f經(jīng)g到e。當(dāng)兩磁極經(jīng)過線圈邊正上下方時,穿過線圈磁通量變化率最大，感應(yīng)電動勢最大，電流最大。則可知此過程中感應(yīng)電流的大小應(yīng)是先增大再減小，a、b皆錯誤，同理可知c錯誤，d正確。6。如圖5,一均勻金屬圓盤繞通過其圓

6、心且與盤面垂直的軸逆時針勻速轉(zhuǎn)動?，F(xiàn)施加一垂直穿過圓盤的有界勻強(qiáng)磁場，圓盤開始減速.在圓盤減速過程中，以下說法正確的是（)圖5a處于磁場中的圓盤部分，靠近圓心處電勢高b所加磁場越強(qiáng)越易使圓盤停止轉(zhuǎn)動c若所加磁場反向，圓盤將加速轉(zhuǎn)動d若所加磁場穿過整個圓盤，圓盤將勻速轉(zhuǎn)動解析：選abd根據(jù)右手定則可判斷靠近圓心處電勢高，選項a正確；圓盤處在磁場中的部分轉(zhuǎn)動切割磁感線，相當(dāng)于電源，其他部分相當(dāng)于外電路，根據(jù)左手定則，圓盤所受安培力與運(yùn)動方向相反,磁場越強(qiáng),安培力越大，故所加磁場越強(qiáng)越易使圓盤停止轉(zhuǎn)動，選項b正確；磁場反向，安培力仍阻礙圓盤轉(zhuǎn)動，選項c錯誤；若所加磁場穿過整個圓盤，整個圓盤相當(dāng)于電源

7、，不存在外電路,沒有電流，所以圓盤不受安培力而勻速轉(zhuǎn)動，選項d正確。7.如圖6所示，水平放置的兩平行導(dǎo)軌左側(cè)連接電阻r，其他電阻不計，長為l的導(dǎo)體桿mn放在導(dǎo)軌上，在水平恒力f的作用下，沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動，并將穿過方向豎直向下的有界勻強(qiáng)磁場，磁場邊界pq與mn平行，從mn進(jìn)入磁場開始計時，通過它的感應(yīng)電流i隨時間t的變化可能是選項中的(）圖6解析:選acd導(dǎo)體桿在水平恒力f的作用下在磁場外做勻加速運(yùn)動，進(jìn)入磁場后切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流,當(dāng)導(dǎo)體桿所受安培力剛好等于外力f時，將以這個速度在磁場中勻速運(yùn)動,感應(yīng)電流也為定值。由bilf,可得i，又i，可知勻速運(yùn)動的速度v（如題圖a)；若導(dǎo)體桿在磁場外加速

8、運(yùn)動獲得的末速度大于時，導(dǎo)體桿在磁場中所受的安培力大于外力f,導(dǎo)體桿將逐漸減速，i也將逐漸減小，但不是勻減速，而是隨著i的減小，安培力在減小,合外力在減小，加速度在減小，速度減小得越來越慢，最后當(dāng)安培力大小等于外力f時,勻速運(yùn)動（如題圖c)；若導(dǎo)體桿進(jìn)入磁場時速度較小，安培力將小于外力f，導(dǎo)體桿將繼續(xù)加速，但加速度越來越小,i將越來越大，最后速度達(dá)到最大值,電流i保持不變(如題圖d）.8。如圖7所示,電動機(jī)牽引一根原來靜止的、長l為1 m、質(zhì)量m為0.1 kg的導(dǎo)體棒mn上升，導(dǎo)體棒的電阻r為1 ，架在豎直放置的框架上,它們處于磁感應(yīng)強(qiáng)度b為1 t的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與框架平面垂直.當(dāng)導(dǎo)體棒

9、上升h3.8 m時，獲得穩(wěn)定的速度，導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的熱量為2 j，電動機(jī)牽引棒時，電壓表、電流表的讀數(shù)分別為7 v、1 a,電動機(jī)內(nèi)阻r為1 ，不計框架電阻及一切摩擦，則以下判斷正確的是（）圖7a導(dǎo)體棒向上做勻減速運(yùn)動b電動機(jī)的輸出功率為49 wc導(dǎo)體棒達(dá)到穩(wěn)定時的速度為v2 m/sd導(dǎo)體棒從靜止至達(dá)到穩(wěn)定速度所需要的時間為1 s解析：選cd由于電動機(jī)的輸出功率恒定，則由p出fv及fmgma可知導(dǎo)體棒的加速度逐漸減小,故選項a錯誤;電動機(jī)的輸出功率為：p出iui2r6 w,選項b錯誤；電動機(jī)的輸出功率就是電動機(jī)牽引棒的拉力的功率，p出fv，當(dāng)棒達(dá)穩(wěn)定速度時fmgbil,感應(yīng)電流i，解得棒達(dá)到的穩(wěn)

10、定速度為v2 m/s,選項c正確;由能量守恒定律得：p出tmghmv2q，解得t1 s，選項d正確。二、計算題(共3小題,共52分。解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)9. （16分）如圖8所示，水平桌面上固定足夠長的兩光滑平行導(dǎo)軌pq、mn，導(dǎo)軌的電阻不計，間距為d0.5 m，p、m間接有一只理想電壓表，整個裝置處于豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度b0.2 t的勻強(qiáng)磁場中，電阻均為r0.1 、質(zhì)量分別為m10。3 kg和m20。5 kg 的兩金屬棒ab、cd平行地放在導(dǎo)軌上，現(xiàn)固定棒ab，讓cd在水平恒力f0。8 n的作用下由靜止開始做加速運(yùn)動，試求：圖8(1）cd棒兩

11、端哪端電勢高？（2)當(dāng)電壓表的讀數(shù)為u0.2 v時，cd棒受到的安培力為多大。(3)棒cd能達(dá)到的最大速度vm。解析:(1）導(dǎo)體棒cd切割磁感線相當(dāng)于電源，由右手定則判斷出c端相當(dāng)于電源的正極,c端電勢高。(2）因?yàn)閍b與cd串聯(lián)流過ab的電流為i2 acd棒所受安培力大小f安bdi0.2 n.（3)當(dāng)棒cd所受安培力f安f時，棒有最大速度vm，設(shè)此時電路中電流為im。則：ff安bdim。ebdvmim由式得vm16 m/s.答案：（1）c端電勢高(2）0.2 n(3)16 m/s10(18分)如圖9甲所示，邊長l2.5 m、質(zhì)量m0.50 kg的正方形金屬線框，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度b0。80 t的

12、勻強(qiáng)磁場中，它的一邊與磁場的邊界mn重合.在力f作用下由靜止開始向左運(yùn)動，在5.0 s內(nèi)從磁場中拉出。測得金屬線框中的電流隨時間變化的圖像如圖乙所示。已知金屬線框的總電阻r4。0 。圖9(1)試判斷金屬線框從磁場中拉出的過程中,線框中的感應(yīng)電流的方向，并在圖中標(biāo)出.(2)t2.0 s時金屬線框的速度和力f的大小。(3)已知在5.0 s內(nèi)力f做功1.92 j,那么金屬線框從磁場拉出的過程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱是多少？解析:(1）由楞次定律或右手定則，可知線框中的感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r針。(2）t2.0 s時由題圖乙可知i0.2 a所以eir0。8 v由eblv得v0.4 m/s由圖可知線框做勻加速

13、運(yùn)動，由vat得a0。2 m/s2安培力f安bli0。4 nff安ma得f0。5 n。（3）由動能定理有wfwf安mv220v2at1 m/s所以wf安1。67 j即qwf安1。67 j.答案:(1）逆時針圖略（2)0。4 m/s0。5 n（3）1。67 j11（18分）如圖10所示，間距l(xiāng)0.3 m的平行金屬導(dǎo)軌a1b1c1和a2b2c2分別固定在兩個豎直面內(nèi)。在水平面a1b1b2a2區(qū)域內(nèi)和傾角37的斜面c1b1b2c2區(qū)域內(nèi)分別有磁感應(yīng)強(qiáng)度b10.4 t、方向豎直向上和b21 t、方向垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場。電阻r0。3 、質(zhì)量m10.1 kg、長為l的相同導(dǎo)體桿k、s、q分別放置在導(dǎo)軌上，s桿的兩端固定在b1、b2點(diǎn)，k、q桿可沿導(dǎo)軌無摩擦滑動且始終接觸良好。一端系于k桿中點(diǎn)的輕繩平行于導(dǎo)軌繞過輕質(zhì)定滑輪自然下垂，繩上穿有質(zhì)量m20。05 kg的小環(huán)。已知小環(huán)以a6 m/s2的加速度沿繩下滑，k桿保持靜止，q桿在垂直于桿且沿斜面向下的拉力f作用下勻速運(yùn)動。不計導(dǎo)軌電阻和滑輪摩擦，繩不可伸長。取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8。求（1）小環(huán)所受摩擦力的大?。?2）q桿所受拉力的瞬時功率.圖10解析：（1）設(shè)小環(huán)受到的摩擦力大小為ff，由牛頓第二定律，有m2gffm2a代入數(shù)據(jù)，得ff0。2 n。（2）設(shè)通過k桿