高中物理鲁科版选修32：章末综合测评 第2章

1、章末综合测评(二)楞次定律和自感现象(时间：60分钟分值：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分在每小题给出的四个选项中，第16题只有一项符合题目要求，第710题有多项符合题目求全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是()A感应电动势的大小与线圈的匝数无关B穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同C由法拉第电磁感应定律En知，感应电动势的大小与线圈匝数有关，A错

2、误感应电动势正比于，与磁通量的大小无直接关系，B错误，C正确根据楞次定律知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，即“增反减同”，D错误2飞机在航母上弹射起飞可以利用电磁驱动来实现电磁驱动的原理如图1所示，当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈附近的金属环会被弹射出去现在固定线圈左侧的同一位置，先后放有分别用铜和铝制成的闭合金属环，已知两环的横截面积相等、形状相同，且电阻率铜铝，则合上开关S的瞬间，下列说法不正确的是()图1A从左侧看环中的感应电流沿顺时针方向B铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力C若将铜环放置在线圈右方，铜环将向右运动D电池正负极调换后，金属环不能向左弹射D线圈中电

3、流从右侧流入，磁场方向向左，在闭合开关的过程中，磁场变强，则由楞次定律可知，金属环中产生的感应电流从左侧看为顺时针方向，A正确；由于铜环的电阻较小，故铜环中感应电流较大，铜环受到的安培力要大于铝环受到的安培力，B正确；若铜环放在线圈右方，根据楞次定律可得，铜环将向右运动，C正确；电池正负极调换后，金属环受力向左，故仍将向左弹射，D错误3.如图2所示，平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域，细金属棒PQ沿导轨从MN处匀速运动到MN的过程中，棒上感应电动势E随时间t变化的图示，可能正确的是()图2A在金属棒PQ进入磁场区域之前或出磁场后，棒上均不会产生感应电动势，D项错误在磁场中运动时，感应电动势EBl

4、v，与时间无关，保持不变，故A选项正确4如图3所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直磁感应强度B随时间均匀增大两圆环半径之比为21，圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb.不考虑两圆环间的相互影响下列说法正确的是()【导学号：11452047】图3AEaEb41，感应电流均沿逆时针方向BEaEb41，感应电流均沿顺时针方向CEaEb21，感应电流均沿逆时针方向DEaEb21，感应电流均沿顺时针方向B由楞次定律知，题中圆环感应电流产生的磁场与原磁场方向相反，故感应电流沿顺时针方向由法拉第电磁感应定律知E，由于两圆环半径之比RaRb21，所以EaEb41，选项B正确5.美

5、国大众科学月刊网站2011年6月22日报道，美国明尼苏达大学的研究人员发现，一种具有独特属性的新型合金能够将热能直接转化为电能具体而言，只要略微提高温度，这种合金会从非磁性合金变成强磁性合金，从而在环绕它的线圈中产生电流，其简化模型如图4所示M为圆柱形合金材料，N为线圈，套在圆柱形合金材料上，线圈的半径大于合金材料的半径现对M进行加热，则()图4AN中将产生逆时针方向的电流BN中将产生顺时针方向的电流CN线圈有收缩的趋势DN线圈有扩张的趋势D当对M加热使其温度升高时，M的磁性变强，穿过N内的磁通量增加，则N中感应电流的磁场阻碍其增加，故N有扩张的趋势，才能使穿过N的磁通量减少，C错，D对，由于

6、不知M的磁场方向，故不能判断N中的感应电流方向，A、B均错6如图5甲所示，光滑导轨水平放置在竖直方向的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图5乙所示(规定向下为正方向)，导体棒ab垂直导轨放置，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力F的作用下始终处于静止状态规定ab的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力的正方向，则在02t0时间内，能正确反映流过导体棒ab的电流与时间或外力与时间关系的图线是()【导学号：11452048】图5D在0t0时间内磁通量为向上减少，t02t0时间内磁通量为向下增加，两者等效，且根据Bt图线可知，两段时间内磁通量的变化率相等，根据楞次

7、定律可判断02t0时间内均产生由b到a的大小不变的感应电流，选项A、B均错误；在0t0可判断所受安培力的方向水平向右，则所受水平外力方向向左，大小FBIL随B的减小呈线性减小；在t02t0时间内，可判断所受安培力的方向水平向左，则所受水平外力方向向右，大小FBIL随B的增加呈线性增加，选项D正确7.法拉第圆盘发电机的示意图如图6所示铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是()图6A若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定B若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动C若圆盘转动方

8、向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化D若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍AB由右手定则知，圆盘按如题图所示的方向转动时，感应电流沿a到b的方向流动，选项B正确；由感应电动势EBl2知，角速度恒定，则感应电动势恒定，电流大小恒定，选项A正确；角速度大小变化，感应电动势大小变化，但感应电流方向不变，选项C错误；若变为原来的2倍，则感应电动势变为原来的2倍，电流变为原来的2倍，由PI2R知，电流在R上的热功率变为原来的4倍，选项D错误8.如图7所示的电路中，三个灯泡A、B、C完全相同，电感L自感系数很大，其直流电阻与定值电阻R相等，D为理想二极管，下

9、列判断中正确的是()图7A闭合开关S的瞬间，灯泡A和C同时亮B闭合开关S的瞬间，只有灯泡C亮C闭合开关S稳定后，灯泡A、C一样亮，B不亮D在电路稳定后，断开开关S的瞬间，灯泡B、C均要亮一下再熄灭BC闭合开关的瞬间，由于二极管具有单向导电性，所以无电流通过B，由于线圈中自感电动势的阻碍，A灯逐渐变亮，所以闭合开关S的瞬间，只有灯泡C亮，A错误，B正确；由于二极管具有单向导电性，电路稳定后也无电流通过B，B不亮，电感L的直流电阻与定值电阻R相等，因此电路稳定后A、C一样亮，C正确；电感L的自感系数很大，其直流电阻与定值电阻R相等，所以A、C两个支路的电流是相等的，在电路稳定后，断开开关S的瞬间，

10、L由于产生自感电动势，相当于电源，灯泡B、C并联，所以B要亮一下再熄灭，同时由于B与C并联，流过C的电流一定比电路稳定时的电流小，所以C不能闪亮一下，而是逐渐熄灭，D错误9.如图8所示，两端与定值电阻相连的光滑平行金属导轨倾斜放置，其中R1R22R，导轨电阻不计，导轨宽度为L，匀强磁场垂直穿过导轨平面，磁感应强度为B.导体棒ab的电阻为R，垂直导轨放置，与导轨接触良好释放后，导体棒ab沿导轨向下滑动，某时刻流过R2的电流为I，在此时刻()【导学号：11452049】图8A重力的功率为6I2RB导体棒ab消耗的热功率为4I2RC导体棒受到的安培力的大小为2BILD导体棒的速度大小为BC导体棒ab

11、向下滑动切割磁感线产生感应电动势，R1与R2并联接在ab两端，R1R22R，设当ab棒速度为v时，流过R2的电流为I，由闭合电路欧姆定律知2I，解得v，此时ab棒重力的功率为Pmgv sin mg sin ，ab棒消耗的热功率为P(2I)2R4I2R，ab棒受到的安培力大小为FB2IL2BIL，综上知B、C正确，A、D错误10如图9所示，闭合矩形线框abcd从高处自由下落一段时间后进入有界匀强磁场，在ab边开始进入磁场到cd边刚进入磁场的这段时间内，线框运动的速度图象可能是选项中的()图9ABCDACD线框的ab边刚进入磁场时F，由于线框下落时的高度不确定，则线框进入磁场时的速度大小不知，线框

12、所受的安培力大小不确定，安培力与重力的大小关系不确定，所以线框可能做匀速运动，可能先做加速运动再做匀速运动，也可能先做减速运动再做匀速运动故选A、C、D.二、非选择题(本题共3个小题，共40分，计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11(10分)固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd边长为L，其中ab是一段电阻为R的均匀电阻丝，其余三边均为电阻可忽略的铜线，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，现有一段与ab完全相同的电阻丝PQ架在导线框上，如图10所示，以恒定的速度v从ad滑向bc，当PQ滑过的距离时，通过aP段电阻丝的电流是多大？方向如何？图10【解析】当PQ滑过的距离时

13、，其等效电路图如图所示PQ切割磁感线产生的感应电动势为EBLv感应电流为I，R总RRR，IaPI电流方向为从P到a.【答案】从P到a12(14分)如图11所示，水平面(纸面)内间距为l的平行金属导轨间接一电阻，质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上t0时，金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动t0时刻，金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为.重力加速度大小为g.求：图11(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小；(2)电阻的阻值【解析】(1)设金

14、属杆进入磁场前的加速度大小为a，由牛顿第二定律得maFmg设金属杆到达磁场左边界时的速度为v，由运动学公式有vat0当金属杆以速度v在磁场中运动时，由法拉第电磁感应定律，杆中的电动势为EBlv联立式可得EBlt0.(2)设金属杆在磁场区域中匀速运动时，金属杆中的电流为I，根据欧姆定律I式中R为电阻的阻值金属杆所受的安培力为fBlI因金属杆做匀速运动，由牛顿运动定律得Fmgf0联立式得R.【答案】(1)Blt0(2)13.(16分)如图12所示，水平的平行虚线间距为d，其间有磁感应强度为B的匀强磁场一个长方形线圈的边长分别为L1、L2，且L2d，线圈质量m，电阻为R.现将线圈由其下边缘离磁场的距离为h处静止释放，其下边缘刚进入磁场和下边缘刚穿出磁场时的速度恰好相等求：图12(1)线圈刚进入磁场时的感应电流的大小；(2)线圈从下边缘刚进磁场到下边缘刚出磁场(图中两虚线框所示位置)的过程做何种运动？求出该过程最小速度v；(3)线圈进出磁场的全过程中产生的总焦耳热Q总.【导学号：11452050】【解析】(1