陆克版高中物理选修课32第2章楞次定律与自感现象单元测试
陆克版高中物理选修课32第2章楞次定律与自感现象单元测试
2019-2019学年陆科版高中物理选修课3-2第2章楞次定律与自感现象单元测试
1. 单选题
1、一块磁铁从上往下运动，穿过一个闭合的导电回路。如图所示，当磁铁移动到a、b处时，回路中感应电流的方向分别为（??）
2、如电路（a）、（b）所示高中物理的电阻热量分配，电阻R和自感线圈L的阻值都很小，接上S，使电路稳定，灯泡A就亮了（？？）
A. 在电路（a）中，断开S和A会立即变暗。 B. 在电路（a）中，断开S和A会先变亮，然后逐渐变暗。
C.在电路（b）中，断开S和A会逐渐变暗。D.在电路（b）中，断开S和A会先变亮，然后逐渐变暗。
3、如图所示，将一个闭合金属环置于与磁场方向垂直的均匀磁场中，以恒定的速度将其拉出均匀磁场，下列说法正确的是（）
A.向左拔出和向右拔出时，环内感应电流方向相反。B.向左或向右拔出时，环内感应电流方向均为顺时针方向。
C.当把环向左或向右拉出时，环内感应电流的方向都是逆时针的。D.当把环拉出磁场外时，环在磁场中运动时也会产生感应电流。
4. 等腰三角形内有垂直于纸面的均匀磁场，其底边在x轴上，长2L，高为L。在t=0时，一个边长为L的方形线框从图示位置沿x轴匀速通过磁场，以顺时针方向为电流正方向。线框内电流与位移（ix）的关系可以正确表示为（??）
5、如图所示，水平面上有一个固定的U型光滑金属框，框上放一根金属棒ab，在垂直于纸张的方向上有一个均匀磁场，下列哪种情况是可能的？
A.若磁场垂直于纸张且向外，磁感应强度增大，则杆ab会向右移动。B.若磁场垂直于纸张且向外，磁感应强度减小，则杆ab会向右移动。C.若磁场垂直于纸张且向内高中物理的电阻热量分配，磁感应强度减小，则杆ab会向右移动。
D.若磁场垂直于纸张，且指向内，且磁感应强度增大，则杆ab会向右移动。
6. 楞次定律中的“阻碍”是什么意思？
A.感应电流形成的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反。
B.感应电流形成的磁场只阻碍感应电流的增强。
C.感应电流形成的磁场只阻碍感应电流的减弱。D.当引起感应电流的磁场增强时贝语网校，感应电流的磁场方向与其相反；当引起感应电流的磁场减弱时，感应电流的磁场方向与其相同。
7、如图所示，E为蓄电池，L为电阻可忽略且自感足够大的线圈，D1、D2为两个规格相同且额定电压足够大的灯泡，S为控制电路的开关。对于此电路，下列哪项表述是正确的？
A、当开关S刚闭合时，通过D1的灯是熄灭的。
B、开关S刚闭合的瞬间，流过D1、D2的电流并不相等。
C、闭合开关S，等待电路稳定，D1截止，D2亮度保持不变。
D、闭合开关S，待电路稳定后，断开S，D2立即熄灭，D1闪烁片刻后熄灭。
2. 多项选择题
8、如图所示，光滑斜面PMNQ的倾斜角为θ。在斜面上放置一矩形导体线框abcd，其中ab边长为l1，bc边长为l2，线框质量为m，电阻为R，有界均匀磁场的磁感应强度为B，方向垂直于斜面向上，ef为磁场边界，ef∥ＭN。线框在恒定力F作用下由静止开始运动，其边ab始终保持与底边ＭN平行。F沿斜面向上，并与斜面平行。已知刚进入磁场时，线框做匀速运动，下列哪项判断是正确的？
A. 线框在进入磁场之前的加速度是多少？B. 线框在进入磁场时的速度是多少
C.当线框进入磁场时，有a→b→c→d方向的感应电流
D.线框进入磁场时产生的热量为（F-mgsinθ）l1
9、如图所示，是两个完全相同的小灯泡，是自感系数较大的线圈，它们的直流电阻等于灯泡电阻。当开关闭合，电路稳定后，灯能正常发光。则（???）
10、图中所示为家用日光灯电路，S为启动器，A为灯管，L为镇流器。下列关于日光灯工作原理的表述，哪一项是正确的？
A.镇流器的作用是将交流电转换为直流电。
B.在荧光灯启动阶段，镇流器能提供瞬间高电压，使灯管启动。C.在荧光灯正常发光时，启动器两触点处于分离状态。
D.荧光灯发出的柔和白光是由激发的汞原子直接辐射出来的。
3. 填空
11、如图所示，用右手握住直导线，让伸直的大拇指的方向与电流的方向一致，那么弯曲的四指所指的方向就是线圈的方向。
4. 回答问题
12、两块水平放置的金属板之间距离为d，用导线连成一个n匝的线圈，线圈电阻为r，线圈内有均匀变化的磁场，电阻R接在金属板上。如图所示，两块金属板之间有一滴质量为m，带电荷为+q的油滴，刚好处于静止状态，当地重力加速度为g，请问线圈内磁感应强度B的变化量及其磁通量的变化率是多少？
5.实验探索问题
13. 下图为探究电磁感应产生的条件的实验设备和示意图。
（1）用图中实线代替导线，连接成实验电路。
（2） 什么操作会引起电流表指针偏转？？;
二；
（3）设在开关闭合的瞬间，灵敏电流表的指针向左偏转，则当螺线管A向上拉时，灵敏电流表的指针便向_____偏转。 （填“左”或“右”）
6. 综合题
14.如图所示，水平桌面上有一个金属环，将一根条形磁铁从上往下插入环内，会出现什么现象？
（1）圆环对桌子的压力如何变化？
（2）环是否有收缩或膨胀的趋势？
答案分析部分
1. 单选题
1.[答案]B
【解析】 【答案】当磁铁接近线圈时，线圈内磁通向下增大。根据楞次定律，感应电流的磁场方向向上，根据安培定律，线圈内感应电流的方向为逆时针方向（向下看）；当磁铁穿过线圈时，原磁场方向不变，仍为向下，但穿过线圈的磁通减少。根据楞次定律，感应电流的磁场方向向下，根据安培定律，感应电流为顺时针方向（向下看）。因此，B为正确答案。 【解析】本题考察对楞次定律和安培定律的理解和应用。 楞次定律：感应电流有这样的方向，即感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
2.[答案]D
【解析】【答案】解答：AB。在电路a中，断开S、L、A三者的串联，由于线圈阻止电流变小，L相当于一个电源，导致A逐渐变暗，而流过A的电流方向不会改变。因此，A错误，B错误；CD。在电路b中，由于电阻R和自感线圈L的阻值都很小，流过灯泡的电流小于线圈的电流。当断开S后，由于线圈阻止电流变小，A会先变亮，然后逐渐熄灭。因此，C错误，D正确；所以答案为：D。
【解析】电感总是阻碍电流的变化，当线圈中电流增大时，产生的自感电流方向与原电流相反，抑制增大；当线圈中电流减小时，产生的自感电流方向与原电流相同，抑制减小，并与灯泡形成电路回路。
3.[答案]B
【解析】【答案】圆环中感应电流的方向取决于圆环内磁通量的变化，无论将圆环向左或向右拉出磁场，圆环内垂直于纸面的磁通线都会减少。根据楞次定律，感应电流产生的磁场与原磁场方向相同，即均垂直于纸面，利用安培定律可判定感应电流的方向为顺时针方向。当圆环在磁场中时，虽然导线移动切割磁通线，但圆环内的磁通量却不变。只有当圆环离开磁场，圆环一部分在磁场中，另一部分在磁场之外，圆环内的磁通量才会发生变化，圆环内才有感应电流。故选B。【解析】本题考查利用楞次定律判定感应电流方向。
4.[答案]A
【解析】【答案】解答：从0到L的位移过程中，磁通量不断增大，根据楞次定律，感应电流方向为顺时针，为正值。I=，L=x，则，
??L∽2L过程中的位移：磁通量先增大后减小，根据楞次定律，感应电流的方向先是顺时针方向，为正值，后是逆时针方向，为负值。
位移2L∽3L的过程中：磁通量减少，根据楞次定律，感应电流的方向为逆时针方向，为负值，I=?，故选A。
【解析】将整个过程分为三段，每段位移为L，根据楞次定律确定感应电流的方向，根据感应电动势公式E=Blv，l为有效切割长度，分析l的变化，确定电流的变化。
5.【答案】B、C
【解析】【答案】解答：A.若磁场方向垂直于纸面向外，磁感应强度增大，根据楞次定律，感应电流方向为顺时针方向。根据左手定则，杆上安培力的方向为左向，杆会向左移动。因此，A错误。
B.若磁场方向垂直于纸面向外，磁感应强度减小，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针方向。根据左手定则，杆上安培力的方向为右向，杆就会向右移动。因此，B是正确的。
C.若磁场方向垂直于纸面向内，磁感应强度减小，根据楞次定律，感应电流方向为顺时针方向。根据左手定则，杆上安培力的方向为右，杆就会向右移动。因此，C是正确的。
D.若磁场方向垂直于纸面向内，磁感应强度增大，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针方向。根据左手定则，杆上安培力的方向为左手定则，杆会向左移动。因此D错误。所以选BC。
【解析】根据楞次定律，可以确定感应电流的方向，进而根据左手定则，可以确定安培力的方向，从而确定杆的运动方向。
6.[答案]D
【解析】楞次定律中“阻碍”的含义，相当于当电路中磁通增加时，感应电流的磁场会阻碍其增加，且感应磁场的方向与原磁场相反。当磁通减少时，感应电流的磁场会阻碍其减少，且感应磁场的方向与原磁场相同，即“增加则相反，减少则相同”。
A.感应电流形成的磁场方向和引起感应电流的磁通变化方向相反，A错误。B.感应电流形成的磁场不但阻碍原引起感应电流的磁场的增加，而且阻碍原引起感应电流的磁场的减弱，B错误。C.感应电流形成的磁场不但阻碍原引起感应电流的磁场的增加，而且阻碍原引起感应电流的磁场的减弱，C错误。
D.当引起感应电流的磁场增强时，感应电流的磁场方向与其相反；当引起感应电流的磁场减弱时，感应电流的磁场方向与其相同。D正确；
所以答案为D。?【点评】掌握楞次定律的内容，知道感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，是解决本题的关键。
7.[答案]D
【解析】【答案】当开关S刚闭合时，线圈L中产生很大的自感电动势，阻碍电流的增大，相当于断了电路。所以，此时通过D1、D2的电流相等，两个灯都亮。选项AB错误；当开关S闭合，电路达到稳定状态时，L的电阻可以忽略，所以D1灯短路，不亮；当再次断开S时，D2立即熄灭。由于L中的自感电动势阻碍电流减小，所以在L与D1之间可以形成回路，导致D1闪一会儿后熄灭。选项C错误，D正确。因此选D。【解析】本题考查的是线圈对电路的影响，线圈总是会阻碍电路中电流的变化，电感总是会阻碍电流的变化。 当线圈中电流减小时，自感电流方向与原电流相同，电阻减小，当与灯泡形成电路回路时，灯泡亮度逐渐变暗，若流过灯泡的电流比原来大，就会变亮，后又逐渐变暗。
2. 多项选择题
8. [答案] A、B、C
【解析】 【答案】 解答：A.线框进入磁场前，根据牛顿第二定律，线框的加速度为：a=，故A正确。B.当线框刚进入磁场并作匀速运动时，F安+mgsinθ=Ｆ，且F安＝，可得：v＝，故B正确。C.当线框进入磁场后，穿过线框的磁通量增大，根据楞次定律，线框中感应电流的方向为a→b→c→d，故C正确。D.由于线框刚进入磁场并作匀速运动，根据函数关系可知产生的热量为：Q=(F-mgsinθ)l2，故D错误。
因此选择：ABC，
【解析】根据牛顿第二定律求解线框进入磁场前所受的加速度，由线框刚进入磁场的匀速运动推导出安培力与速度的关系，由平衡条件求解速度，根据楞次定律确定感应电流的方向，根据能量守恒定律求解热量，
9.[答案]A，D
【解析】【答案】A.当开关s闭合时，A、B同时发光，故A正确；
B、电路稳定后，L的电感不再起作用，只有它的直流电阻起作用，由于A、B灯相同，所以此时B正常点亮，也就是说灯的额定电流是由A、L并联的直流电阻来分配的。L的直流电阻等于灯泡的阻值，所以A支路的电流将等于其额定电流的1/2，也就是说它的亮度比B灯暗，而且不一定能熄灭，所以B错误；
CD，开关S断开的瞬间，由电感的特性可知，L、A组成的电路中的电流将保持不变，其值是S断开前L支路中的电流，等于额定电流的一半。不会闪，也不会烧坏灯丝。B灯立即熄灭，所以C错误，D正确；
因此选择：AD
【解析】本题考察自感现象，解题关键是明确自感线圈在电路中的作用。自感线圈在电路中的作用是当电路中电流变化时，产生自感电动势来阻碍电流的变化。电路稳定后，电感不再起作用，只起其直流电阻作用。因此，当开关闭合时，由于电感的阻碍，电流直接通过A、B灯，于是灯同时亮。稳定后，A灯会略微变暗；当开关断开时，由于电感线圈产生的感应电动势，使L、A组成的电路中电流保持不变，不会烧坏A灯的灯丝。
10.[答案]B，C
【解析】【答案】解答：A.镇流器在启动时产生瞬时高压，正常工作时起降压、限流作用，故A错误，B正确。C.电路接通后，启动器内氖气停止放电（启动器分压少，不能进行辉光放电，不工作），U型片冷却收缩，两触点分离，故C正确；
D、灯丝受热时，发射出大量电子，在灯管两端高电压作用下，以很高的速度由低电位端向高电位端运动，在加速运动过程中与灯管内的氩气分子发生碰撞，使氩气分子迅速电离，在紫外线激发下，使管壁内的荧光粉发出近乎白色的可见光。因此，D错误。
所以选择BC，
【分析】当开关接通220伏电压后，启辉器内的惰性气体立即电离，产生辉光放电。辉光放电产生的热量使双金属片受热膨胀，两极接触。电流经镇流器、启辉器接触器、两端灯丝形成通路，灯丝很快被电流加热，放出大量电子。双金属片自动复位，两极断开。在两极断开的瞬间，电路电流突然切断，镇流器产生很大的自感电动势，与电源电压叠加后作用于灯管两端。灯丝加热时放出的大量电子在灯管两端高压作用下，以很高的速度从低电位端向高电位端运动。 它们在加速运动过程中与管内的氩气分子发生碰撞，使氩气分子迅速电离，在紫外线的激发下，管壁内的荧光粉发出近白色的可见光。
3. 填空
11.[答案] 磁力线
【解析】【答案】解答：根据安培定律的内容，确定线电流磁通线的方法是：用右手握住导线，让大拇指的方向与电流方向一致，四指弯曲指向的方向即为磁通线方向。所以答案为：磁通线
【解析】右手定则，又称安培定则，是指用右手握住导线时，大拇指所指的方向与电流的方向一致，四根弯曲的手指所指的方向就是磁通线的方向。
4. 回答问题
12.【答案】 解答：由于带正电的油滴处于静止状态，所以上面的极板带负电，线圈上端即为电源负极。
由于线圈内有一个均匀变化的磁场，根据楞次定律，磁场应该均匀地增加。
根据油滴带电平衡，我们有：
mg＝q? 解此可得：
乌兹别克斯坦
其中 U 是两个板之间的电位差，
由闭合电路欧姆定律和串联电路的知识可知：?U=
则=？答：线圈内的磁感应强度B均匀增加，其磁通量的变化率为，
【解析】电荷+q使得油滴刚好静止在金属板之间，它受到的电场力与重力相平衡。线圈上端为电源负极。由于线圈内有垂直方向均匀变化的磁场，根据楞次定律，磁场应该均匀增大。
5.实验探索问题
13、【答案】（1）如图所示电路图：？
（2）Ⅰ闭合（或断开）开关；Ⅱ将螺线管A插入（或移开）螺线管B？？？（3）右
【解析】【答案】①研读如图所示的电磁感应条件电路图：？
②要使线圈产生感应电流，线圈必须产生感应电动势。要使线圈产生感应电动势，穿过线圈的磁通必须发生变化。凡是能引起线圈内磁通发生变化的操作，都能产生感应电流；
因此，闭合（或断开）开关或将螺线管A插入（或拔出）螺线管B，均可改变穿过线圈的磁通量；③当开关闭合时，磁通量增大，所以感应磁通量必定与原磁通量方向相反，而拔出A时，磁通量必定减小，产生的感应磁通量必定是互补的。由于两次产生的感应磁通量方向相反，所以指针的偏转方向也必定相反，即向右偏转。
【解析】产生感应电流的条件有两个：（1）闭合电路；（2）通过闭合电路的磁通发生变化； 楞次定律：感应电流有这样的方向，即感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
6. 综合题
14.【答案】（1）根据楞次定律，穿过圆环的磁通量增加，因此圆环中感应电流的磁场与条形磁铁相互排斥，所以圆环对工作台的压力增大；
（2）当把磁铁塞入圆环中时，根据楞次定律，穿过圆环的磁通量会增加，而根据楞次定律，圆环会阻碍磁通量的增加，因此圆环有收缩的趋势。
【解析】【答案】(1)根据楞次定律，穿过圆环的磁通量增大，所以圆环中感应电流的磁场对条形磁铁产生排斥，所以圆环对工作台的压力增大；(2)当把磁铁塞入圆环中，根据楞次定律，穿过圆环的磁通量增大，而根据楞次定律，圆环会阻碍磁通量的增加，所以圆环有收缩的趋势。?
【解析】（1）根据楞次定律广义的“来而拒，去而留”可知，圆环与磁铁互相排斥，使圆环对台面的压力增大。 （2）根据楞次定律广义的“增大、收缩、膨胀”可知，当把磁铁插入圆环中时，穿过圆环的磁通量增大，因此圆环有收缩的趋势。