1、综合检测(二)第2章楞次定律和自感现象(分值：100分时间：60分钟)一、选择题(本大题共7个小题，每小题6分共42分每小题至少有一个答案是正确的)1(2011广东高考)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【解析】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
2、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【答案】C2(2012株洲高二检测)位于光滑水平面的小车上放置一螺线管，一个比螺线管长的条形磁铁沿着螺线管的轴线水平穿过，如图1所示，在此过程中()图1A磁铁做匀速直线运动B磁铁做减速运动C小车向右做加速运动D小车先加速后减速【解析】磁铁水平穿入螺线管时，管中将产生感应电流，由楞次定律的扩展含义知产生的相互作用力阻碍磁铁的运动同理，磁铁穿出时，由楞次定律的扩展含义知产生的相互作用力阻碍磁铁的运动，故整个过程中，磁铁做减速运动，选项B是正确的而对于小车上螺线管来说，在此过程中，螺线管受到的安培力都是水平向右，这个安培力使小车向右
3、一直做加速运动，C对【答案】BC3如图2所示为测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路，L的两端并联一个电压表，用来测量自感线圈的直流电压在测量完毕后，将电路拆解时应()图2A先断开S1B先断开S2C先拆除电流表D先拆除电压表【解析】若先断开S1或先拆除电流表，线圈与电压表组成闭合电路，这时，流过电压表的电流值较大且与原来方向相反，电压表的指针将反向偏转，容易损坏电压表按操作要求，应先断开开关S2，再断开开关S1，然后拆除器材【答案】B4(2013宁波高二期末)美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
4、，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3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3AN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【解析】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【答案】D5如图4所示，要使图中ab段直导线中有向右的电流，则导线cd
5、应()图4A向右加速运动B向右减速运动C向左加速运动D向左减速运动【解析】由右手定则知当cd向右运动时，与cd相连的线圈中产生与ab方向相反的电流，当cd向左运动时，与cd相连的线圈中产生与ab中方向相同的电流，且由Icd知，v增加，Icd变大，结合楞次定律可知当cd向右加速或向左减速时，ab中电流方向向右，A、D对，B、C错【答案】AD6(2013武汉高二期末)如图5所示，在空间存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.一水平放置的长度为L的金属杆ab与圆弧形金属导轨P、Q紧密接触，P、Q之间接有电容为C的电容器若ab杆绕a点以角速度沿逆时针方向匀速转动，则下列说法正确的是()图5A电容器与
6、a相连的极板带正电B电容器与b相连的极板带正电C电容器的带电量是D电容器的带电量是【解析】若ab杆绕a点以角速度沿逆时针方向匀速转动，产生的感应电动势为EBL2/2.由CQ/E解得电容器的带电量是Q，选项C错误，D正确右手定则可判断出感应电动势方向b指向a，电容器与a相连的极板带正电，选项A正确，B错误【答案】AD7一矩形线圈位于一随时间t变化的匀强磁场中，磁场方向垂直线圈所在的平面(纸面)向里，如图6甲所示，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示以I表示线圈中的感应电流，以图甲中线圈上箭头所示的电流方向为正，则以下的It图象中正确的是()图6【解析】题中线圈的面积S一定，磁感应强度B的变化
7、引起穿过线圈的磁通量发生变化，从而使线圈中产生感应电流根据E，I可知，I(R为线圈电阻)，可见I，所以在第1、2、4、6秒内，产生的是恒定电流，在第3、5秒内无感应电流产生，选项C、D错；在第1秒内，B不断增大，由楞次定律可得，产生的感应电流方向与图示方向相反，即为负，故选项B错，A正确【答案】A二、非选择题(本题共5个小题，共58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)8(9分)如图7所示是用来做电磁感应实验的装置示意图，当闭合开关S时，发现电流表的指针向右偏转一下后又回到中间位置，现继续进行实验：图7(1)把原线圈插入副线圈的过程中，电流表的指针将_插入副线圈后，电流
8、表指针将_(2)若原副线圈保持不动，在变阻器滑片P向左移动的过程中，电流表指针将_【解析】把原线圈插入副线圈时，变大，产生阻碍变大的感应电流，与题干情况相同故向右偏，插入后，稳定不变化，无感应电流，故指中央位置，P向左移动时，减弱，感应电流阻碍减弱，与题干情况相反故向左偏【答案】(1)向右偏指向中央位置(2)向左偏9(10分)(2012屯昌高二检测)如图8甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN和PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L0.2 m，电阻R0.4 ，导轨上停放一质量m0.1 kg、电阻r0.1 的金属杆，导轨电阻忽略不计，整个装置处在磁感应强度B0.5 T的匀强磁场中，磁场的方向竖直向
9、下，现用一外力F沿水平方向拉杆，使之由静止开始运动，若理想电压表示数U随时间t变化关系如图乙所示求：图8(1)金属杆在5 s末的运动速率；(2)第4 s末时外力F的功率【解析】(1)因为URBLv/(Rr)所以，即a0.5 m/s2金属棒做加速度为0.5 m/s2的匀加速直线运动v5at52.5 m/s.(2)v4at42 m/s此时：I0.4 A，F安BIL0.04 N对金属棒：FF安ma，F0.09 N故：PFFv40.18 W.【答案】(1)2.5 m/s(2)0.18 W10(12分)横截面积S0.2 m2、n100匝的圆形线圈A处在如图9所示的磁场内，磁感应强度变化率为0.02 T/
10、s.开始时S未闭合，R14 ，R26 ，C30 F，线圈内阻不计，求：图9(1)闭合S后，通过R2的电流的大小和方向；(2)闭合S后一段时间又断开，问S断开后通过R2的电荷量是多少？【解析】(1)磁感应强度变化率的大小为0.02 T/s，B逐渐减弱，所以En1000.020.2 V0.4 VI A0.04 A，方向从上向下流过R2.(2)R2两端的电压为U2E0.4 V0.24 V所以QCU2301060.24 C7.2106 C.【答案】(1)0.04 A，从上向下(2)7.2106 C图1011(12分)如图10所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为L，一理想电流表与两导轨相连，匀强
11、磁场与导轨平面垂直一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为I.整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻求：(1)磁感应强度的大小B；(2)电流稳定后，导体棒运动速度的大小v；(3)流经电流表电流的最大值Im.【解析】(1)电流稳定后，导体棒做匀速运动BILmg解得B.(2)感应电动势EBLv感应电流I由式解得v.(3)由题意知，导体棒刚进入磁场时的速度最大，设为vm机械能守恒mvmgh感应电动势的最大值EmBlvm感应电流的最大值Im解得Im.【答案】(1)(2)(3)12(15分)如图11甲所
12、示，空间有一宽为2L的匀强磁场区域，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外abcd是由均匀电阻丝做成的边长为L的正方形线框，总电阻值为R.线框以垂直磁场边界的速度v匀速通过磁场区域在运动过程中，线框ab、cd两边始终与磁场边界平行设线框刚进入磁场的位置x0，x轴沿水平方向向右求：甲乙图11(1)cd边刚进入磁场时，ab两端的电势差，并指明哪端电势高；(2)线框穿过磁场的过程中，线框中产生的焦耳热；(3)在乙图中，画出ab两端电势差Uab随距离变化的图象其中U0BLv.【解析】(1)dc切割磁感线产生的感应电动势EBLv回路中的感应电流Iab两端的电势差UIRBLvb端电势高(2)设线框从dc边刚进磁场到ab边刚进磁场所用时间为t由焦耳定律Q2I2RtLvt求出Q.(3)说明：画对一条【答案】(1)BLv，b端电势高(2)(3)见解析
