高中物理 第1、2章 电磁感应 楞次定律和自感现象 23单元测试 鲁科版选修32

感应电流的方向夯基达标1.如下图所示，一水平放置的矩形闭合线框abcd在细长磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，由图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和位置Ⅲ都很接近位置Ⅱ.这个过程中线圈感应电流( )A.沿abcd流动B.沿dcba流动C.先沿abcd流动，后沿dcba流动D.先沿dcba流动，后沿abcd 流动2.如下图所示，水平放置的光滑杆上套有A、B、C三个金属环，其中B接电源，在接通电源的瞬间，A、C两环…( )A.都被B吸引B.都被B排斥C.A被吸引，C被排斥D.A被排斥，C被吸引3.如下图所示，当穿过闭合回路的磁通量均匀增加时，内外两金属环中感应电流的方向为( )A.内环逆时针，外环顺时针B.内环顺时针，外环逆时针C.内环逆时针，外环逆时针D.内环顺时针，外环顺时针4.(2008江苏徐州高二检测)如下图所示，光滑固定导轨MN水平放置，两导体棒PQ平放在导轨上，形成闭合回路，当一条形磁铁从上向下迅速接近回路时，可动的两导体棒P、Q 将…( )A.保持不动B.两根导体棒相互远离C.两根导体棒相互靠近D.导体棒P、Q对两导轨的压力增大5.电阻R、电容C与一个线圈连成闭合回路，条形磁铁静止在线圈的正上方，N极朝下，如下图所示，现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是( )A.从a到b，上极板带正电B.从a到b，下极板带正电C.从b到a，上极板带正电D.从b到a，下极板带正电能力提升6.如下图所示为地磁场磁感线的示意图，在北半球地磁场的竖直分布向下，飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变，由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差.设飞行员左方机翼末端处的电势为U1，右方机翼末端处的电势为U2( )A.若飞机从西往东飞，U1比U2高B.若飞机从东往西飞，U2比U1低C.若飞机从南往北飞，U1比U2高D.若飞机从南往北飞，U2比U1低7.(2008山东临沂高二检测)如下图所示，一块光滑的长方形铝板水平放在桌面上，铝板的右端与跟铝板等厚的条形磁铁拼接下来，一只质量分布均匀的闭合铝环，以初速度v从板的左端沿中线向右端滚动，则( )A.铝环滚动的速度将越来越小B.铝环保持匀速滚动C.铝环中感应电流的方向从纸外向里看逆时针方向D.铝环中感应电流的方向从纸外向里看顺时针方向8.水平放置的两根平行金属导轨ad和bc，导轨两端a、b和c、d两点分别连接电阻R1和R2，组成矩形线框，如下图所示，ad和bc相距L＝0.5 m，放在竖直向下的匀强磁场中.磁感应强度B＝1.2 T，一根电阻为0.2 Ω的导体棒PQ跨接在两根金属导轨上，在外力作用下以4.0 m/s的速度向右匀速运动，若电阻R1＝0.30 Ω，R2＝0.6 Ω，导轨ad和bc的电阻不计，导体与导轨接触良好.求：(1)导体PQ中产生的感应电动势的大小和感应电流的方向；(2)导体PQ向右匀速滑动过程中，外力做功的功率.9.如下图所示装置，导体棒AB、CD在相等的外力作用下，沿着光滑的轨道各朝相反方向以0.1 m/s 的速度匀速运动，匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度B＝4 T，导体棒有效长度都是L＝0.5 m，电阻R＝0.5 Ω，导轨上接有一只R′＝1 Ω的电阻和平行板电容器，它的两板间距相距1 cm，试求：(1)电容器极板间的电场强度的大小和方向；(2)外力F的大小.10.如下图所示，图甲为G(指针在中央的灵敏电流表)连接在直流电路中时的偏转情况.今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图乙中的条形磁铁的运动方向是；图丙中电流计的指针从中央向偏转；图丁中的条形磁铁上端为极.拓展探究11.如下图所示，面积为0.2 m2的100匝线圈A处在磁场中，磁场方向垂直于线圈平面向里.磁感应强度随时间变化的规律是B＝(6－0.2t) T.已知电路中R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，电容C＝30 μF，线圈A的电阻不计，求：(1)闭合S后，通过R2的电流强度大小和方向；(2)闭合S一段时间后，再断开开关S，S断开后，通过R2的电荷量是多少？参考答案1解析：由Ⅰ到Ⅱ，磁通量向上减小.由Ⅱ到Ⅲ时磁通量向下增加，根据“增反减同”，线圈中的感应电流始终沿abcd流动.答案：A2解析：在接通电源的瞬间，环B可等效为一短小的条形磁铁.左边为N极，右边为S极，穿过A、C环的磁通量在增加.两环A、C为了阻碍磁通量的增加，都应朝环B外部磁场较小的方向运动，即A向左而C向右运动，两环都受到B环的排斥作用.答案：B3解析：根据楞次定律和安培定则外环逆时针、内环顺时针.答案：B4解析：磁体迅速向下靠近由导轨和导体棒所围成的闭合回路，穿过回路的磁通量增多，回路中产生感应电流.从感应电流的作用效果上分析：感应电流阻碍引起感应电流的磁通量的变化，即在本题中，感应电流阻碍穿过闭合回路磁通量的增加，所以两导体棒P、Q相互靠近，使面积减少来阻碍磁通量的增加；同时导体棒P、Q也有向下远离的趋势来阻碍磁通量的增加，使得对两导轨的压力增大，故应选C、D两项.答案：CD5答案：D6解析：这是一道考查右手定则的题目.要解答好这道题，首先明确用哪只手判断，其次要明确磁场的方向、手的放法，最后要明确拇指、四指所应各指什么方向，四指所指的方向应是正电荷积累的方向，该端电势高于另一端.对A项，磁场竖直分量向下，手心向上，拇指指向飞机飞行方向，四指指向左翼末端，故U1＞U2，A项正确.同理，飞机从东往西飞，仍是U1＞U2，B项正确.从南往北、从北往南飞，都是U1＞U2，故C 项正确，D项正确.答案：ABCD7答案：AC8解析：(1)E＝BLv＝1.2×0.5×4.0 V＝2.4 VΩ＝0.2 ΩA＝6 A.根据右手定则判断电流方向Q→P.(2)F＝F磁＝BIL＝1.2×6×0.5 N＝3.6 N.P＝Fv＝3.6×4.0 W＝14.4 W.答案：(1)2.4 V 电流方向Q→P (2)14.4 W9解析：(1)导体AB、CD在外力的作用下做切割磁感线运动，使回路中产生感应电流.A＝0.2 A.电容器两端电压等于R′两端电压U c＝U R′＝IR′＝0.2×1 V＝0.2 V.根据匀强电场的场强公式20 V/m.回路电流流向为D→C→R′→A→B→D.所以，电容器b板电势高于a板电势，故电场强度方向b→a.(2)F安＝BIL＝4×0.2×0.5 N＝0.4 N.答案：(1)20 V/m 方向从b→a (2)0.4 N10解析：由图甲可知，电流从左接线柱流入电流表时，指针向左偏转；图乙中指针向左偏转，感应电流从左接线柱流入电流表，由安培定则可判断感应电流的磁场方向向下，与引起感应电流的磁铁的磁场方向相反，说明线圈中磁通量增大，磁铁应向下运动；图丙与图乙比较，磁铁运动方向相同，磁铁磁场方向相反，故感应电流方向也相反，指针右偏；图丁与图丙比较，感应电流方向相同，磁铁运动方向相反，则磁铁磁场方向也相反，上端为磁铁的N极.答案：向下右 N11解析：(1)由楞次定律知线圈A产生顺时针方向的电流，A相当于电源，所以＝100×0.2×0.2/10 A＝0.4 A.流过R2的电流的方向是从下向上.(2)闭合S后，U c＝＝IR2＝0.4×6 V＝2.4 V电容器所带电荷q＝CU c＝30×10－6×2.4 C＝7.2×10－5 C断开S后电容器通过R2放电故通过R2的电荷量q R＝q＝7.2×10－5 C答案：(1)0.4 A 从下向上 (2)7.2×10－5 C。

适用精选文件资料分享选修 3-2 物理第 2 章楞次定律和自感现象章末检测（鲁科版带答案和解说）( 时间： 90 分钟，满分： 100 分) 一、单项选择题 ( 本题共 7 小题，每题 4 分，共 28 分．在每题给出的四个选项中，只有一个选项正确) 1 ．关于楞次定律，可以理解为 () A ．感觉电流的磁场老是阻拦原磁场 B ．感觉电流产生的成效老是阻拦导体与磁体间的相对运动 C．若原磁通量增添，感觉电流的磁场与原磁场同向；若原磁通量减少，感觉电流的磁场跟原磁场反向D．感觉电流的磁场老是与原磁场反向分析：选 B．感觉电流的磁场老是阻拦原磁通量的变化，但阻拦不等于反向，楞次定律的另一种表述为“感觉电流产生的成效老是阻拦导体与磁体间的相对运动”． 2. 以以下图为日光灯电路，关于该电路，以下说法中正确的选项是 ( ) A．启动过程中，启动器断开瞬时镇流器 L 产生刹时高电压 B ．日光灯正常发光后，镇流器和启动器相同都不起作用了，且灯管两端电压低于电源电压 C．日光灯正常发光后启动器是导通的 D．图中的电源可以是交流电源，也可以是直流电源分析：选 A. 日光灯是高压启动，低压工作，启动时，启动器断开，镇流器产生刹时高压，正常发光后，镇流器起降压限流的作用，而此时启动器是断开的；镇流器只对交流电起作用，因而可知， A 正确．3．以以下图，当磁铁忽然向铜环运动时，铜环的运动状况是() A．向右摇动B ．向左摇动C．静止D．不可以判断分析：选A. 法一：躲闪法．磁铁向右运动，使铜环的磁通量增添而产生感觉电流，由楞次定律可知，为阻拦原磁通量的增大，铜环必向磁感线较疏的右方运动，即往躲开磁通量增添的方向运动．法二：等效法．磁铁向右运动，将铜环产生的感觉电流等效为以以下图的条形磁铁，则两磁铁有排斥作用．4．用以以下图的实验装置研究电磁感觉现象．当有电流从电流表的正极流入时，指针向右偏转．以下说法正确的选项是 ( ) A．当把磁铁N极向下插入线圈时，电流表指针向左偏转 B ．当把磁铁 N 极从线圈中拔出时，电流表指针向右偏转 C．保持磁铁在线圈中静止，电流表指针不发生偏转D．磁铁插入线圈后，将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动，电流表指针向左偏转分析：选C.由题图可知，原磁场方向向下，磁铁插入时，原磁通量增大，感觉电流磁场向上，感觉电流由正接线柱流入电流表，指针向右偏， A错误．磁铁拔出时，原磁通量减小，感觉电流磁场向下，感觉电流由负接线柱流入电流表，指针向左偏，B 错误．C、D两项中穿过线圈的磁通量不变，没有感觉电流产生，电流表指针不偏转， C正确， D 错误． 5 ．一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面，规定垂直纸面向里的方向为正，在磁场中有一细金属圆环，线圈平面位于纸面内，如图甲所示．现令磁感觉强度 B 随时间 t 变化，先按图乙中所示的Oa图线变化，以后又按图线bc 和 cd变化，令 E1、E2、E3 分别表示这三段变化过程中感觉电动势的大小，I1 、I2 、I3 分别表示对应的感觉电流，则() A．E1>E2，I1 沿逆时针方向， I2 沿顺时针方向 B ．E1<E2，I1 沿逆时针方向， I2 沿顺时针方向 C．E1<E2，I1 沿顺时针方向， I2 沿逆时针方向 D．E2>E3， I2沿顺时针方向， I3 沿顺时针方向分析：选 B．由题图乙可知 a 点纵坐标为 B0,0～4 s 时，直线斜率表示磁感觉强度随时间的变化率，E1＝B04S，磁通量是正向增大，由楞次定律知，感觉电流I1 是逆时针方向；7～8 s 和 8～9 s 时，直线斜率是相同的，故 E2＝E3＝B01S＝4E1,7～8 s磁通量是正向减小的，由楞次定律知，感觉电流 I2 的方向是顺时针方向， 8～9 s ，磁通量是反向增大的， I3 是顺时针方向，应选项 B 正确．6．向来升机停在南半球的地磁极上空．该处地磁场的方向竖直向上，磁感觉强度为 B．直升机螺旋桨叶片的长度为 L，螺旋桨转动的频率为 f ，逆着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨顺时针方向转动．螺旋桨叶片的近轴端为 a，远轴端为 b，假如忽视 a 到转轴中心线的距离，用 E表示每个叶片中的感觉电动势，以以下图，则() A．E＝πfL2B，且 a 点电势低于 b 点电势 B ．E＝2πfL2B ，且 a 点电势低于 b 点电势C．E＝πfL2B，且 a 点电势高于 b 点电势 D．E＝2πfL2B，且 a 点电势高于 b 点电势分析：选 C.螺旋桨角速度ω＝2πf. 每个叶片产生的电动势 E＝12BL2ω＝πfL2B，由右手定章可知， a 点电势高于 b 点电势， C正确， A、B、D错误．7．以以下图，虚线上方空间有垂直线框平面的匀强磁场，直角扇形导线框绕垂直于线框平面的轴 O以角速度ω匀速运动．设线框中感觉电流方向以逆时针为正，那么以下图象中能正确描述线框从以以下图地点开始转动一周的过程中，线框内感觉电流随时间变化状况的是( ) 分析：选 A. 由图示地点转过 90°过程中，无电流．进入磁场过程转过 90°，电动势 E＝12Bl2ω，电流方向为逆时针．线框进入磁场后再转过 90°，无电流．出磁场过程的 90°内，电动势 E＝ 12Bl2 ω，电流方向为顺时针，所以 A 正确．二、多项选择题 ( 本题共 5 小题，每题 6 分，共 30 分．在每题给出的四个选项中，有多个选项吻合题意 ) 8.如图，磁场垂直于纸面，磁感觉强度在竖直方向平均分布，水平方向非平均分布．一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至地点 a 后无初速开释，在圆环从 a 摆向 b 的过程中 ( ) A．感觉电流方向先逆时针后顺时针再逆时针 B ．感觉电流方向向来是逆时针 C．安培力方向一直与速度方向相反 D．安培力方向一直沿水平方向分析：选AD．圆环从地点 a 运动到磁场分界线前，磁通量向里增大，感觉电流为逆时针；超越分界线过程中，磁通量由向里最大变成向外最大，感觉电流为顺时针；再摆到 b 的过程中，磁通量向外减小，感觉电流为逆时针，所以选项 A 正确；因为圆环所在处的磁场，上下对称，所受安培力竖直方向均衡，所以总的安培力沿水平方向，故 D 正确． 9. 以以下图为初期制作的发电机及电动机的表示图， A 盘和 B 盘分别是两个可绕固定转轴转动的铜盘，用导线将A 盘的中心和B盘的边沿连接起来，用另一根导线将 B 盘的中心和 A 盘的边沿连接起来．当 A 盘在外力作用下转动起来时， B盘也会转动．则以下说法中正确的选项是( ) A．不停转动 A 盘就可以获取连续的电流，其原由是将整个铜盘看作沿径向摆列的无数根铜条，它们做切割磁感线运动，产生感觉电动势B ．当 A 盘转动时， B 盘也能转动的原由是电流在磁场中遇到力的作用，此力对转轴有力矩 C．当 A盘顺时针转动时， B 盘逆时针转动 D．当 A盘顺时针转动时， B盘也顺时针转动分析：选 ABC.将题图中铜盘 A 所在的一组装置作为发电机模型，铜盘 B 所在的一组装置作为电动机模型，这样就可以简单地把铜盘等效为由圆心到圆周的一系列“辐条”，处在磁场中的每一根“辐条”都在做切割磁感线运动，产生感觉电动势，若 A 沿顺时针方向转动，由右手定章知 A 盘感觉电流方向由中心向外，由左手定章可知 B 盘将沿逆时针方向转动．10.以以下图，电路中 L 为一电感线圈， ab 支路和 cd 支路电阻相等，则() A．刚合上开关 S 时，电流表 A1 的示数小于电流表A2 的示数 B ．刚合上开关 S时，电流表 A1 的示数等于电流表 A2 的示数 C．断开开关 S 时，电流表 A1 的示数大于电流表 A2 的示数 D．断开开关 S 时，电流表 A1 的示数等于电流表A2 的示数分析：选AD．刚合上开关 S 时，电感线圈除了直流电阻外，还要产生自感电动势阻拦电流的增添，所以 A1 的示数小于 A2 的示数， A 项正确， B项错误；断开开关S 时， A1、A2、R、L 构成一个回路，电感线圈产生自感电动势，相当于电源，对 A1、A2 供给电流， A1、A2 示数相同，故 C 错误 D正确． 11 ．以以下图，边长为 L、不行形变的正方形导线框内有半径为 r 的圆形磁场所区，其磁感觉强度 B 随时间 t 的变化关系为 B＝ kt( 常量 k>0) ．回路中滑动变阻器 R的最大阻值为 R0，滑动片 P 位于滑动变阻器中央，定值电阻 R1＝R0、R2＝R02.闭合开关 S，电压表的示数为 U，不考虑虚线MN右边导体的感觉电动势，则() A ．R2两端的电压为 U7 B．电容器的 a 极板带正电 C．滑动变阻器 R的热功率为电阻 R2的 5 倍 D．正方形导线框中的感觉电动势为 kL2 分析：选 AC.依据串、并联电路特色，虚线MN右边回路的总电阻R＝74R0.回路的总电流I ＝UR＝4U7R0，经过R2的电流I2 ＝I2 ＝2U7R0，所以R2两端电压 U2＝I2R2＝2U7R0?R02＝ 17U，选项 A正确；依据楞次定律知回路中的电流为逆时针方向，即流过电容器 b 极板带正电，选项 B 错误；依据热功率 P＝I2R02＋I22R02＝58I2R0，电阻R2的电流方向向左，所以P＝I2R ，滑动变阻器 R的R2 的热功率 P2＝I22R2＝18I2R0＝15P，选项 C正确；依据法拉第电磁感觉定律得，线框中产生的感觉电动势 E＝ΔΦΔt ＝BtS＝kπr2 ，选项 D错误． 12 ．半径为 a 右端开小口的导体圆环和长为 2a 的导体直杆，单位长度电阻均为 R0.圆环水平固定搁置，整个内部地域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感觉强度为 B．杆在圆环上以速度 v 平行于直径 CD向右做匀速直线运动，杆一直有两点与圆环优异接触，从圆环中心 O开始，杆的位置由θ确立，以以下图．则 () A ．θ＝0 时，杆产生的电动势为 2Bav B．θ＝π3 时，杆产生的电动势为3Bav C．θ＝0 时，杆受的安培力大小为π＋．θ＝π3 时，杆受的安培力大小为π＋分析：选 AD．开始时辰，感觉电动势 E1＝BLv＝2Bav，故 A 项正确．θ＝π3 时， E2＝B?2acosπ3?v＝Bav，故B项错误．由 L＝2acos θ，E＝BLv，I ＝ER，R＝R0[2acos θ＋( π＋2θ)a] ，得在θ＝0 时，F＝B2L2vR＝＋π，故C项错误．同理，θ＝π3 时 F＝π＋，故 D项正确．三、填空题 ( 本题共 1 小题，共 8 分．按题目要求作答 ) 13 ．在研究电磁感觉现象实验中： (1) 为了显然地观察到实验现象，请在以以下图的实验器械中，选择必需的器械，在图顶用实线连接成相应的实物电路图． (2) 将原线圈插入副线圈中，闭合开关，副线圈中感觉电流与原线圈中电流的绕行方向 ________(填“相同”或“相反” ) ． (3) 将原线圈拔出时，副线圈中的感觉电流与原线圈中电流的绕行方向________(填“相同”或“相反” ) ．答案： (1) 如图 (2) 相反 (3)相同四、计算题 ( 本题共 3 小题，共 34 分．解答时应写出必需的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不可以得分，有数值计算的题，答案中一定明确写出数值和单位 )14．(10 分) 以以下图，水平的平行圆滑导轨，导轨间距离为 L＝1 m，左端接有定值电阻 R＝2 Ω. 金属棒 PQ与导轨接触优异， PQ的电阻为r ＝0.5 Ω，导轨电阻不计，整个装置处于磁感觉强度为 B＝1 T 的匀强磁场中，现使PQ在水平向右的恒力F＝2 N 作用下向右运动．求：(1)棒 PQ中感觉电流的方向； (2) 棒 PQ中哪端电势高； (3) 棒 PQ所受安培力方向； (4)PQ 棒的最大速度．分析： PQ在恒力 F 作用下运动，产生感觉电流，因此受安培力作用，跟着速度的增大感觉电动势增大，感觉电流增大，安培力也增大，当安培力大小与恒力 F 相等时，PQ将做匀速运动，速度达到最大． (1) 由右手定章知感觉电流方向为Q→P.(2 分) (2)PQ 运动产生感觉电动势，相当于电源，因电源内部电流由低电势流向高电势，所以 P 端电势高于 Q端电势．(2 分) (3) 因棒中电流由 Q→P，由左手定章知棒所受安培力方向向左． (2 分) (4) 当 PQ受力均衡时，速度最大，则 F＝BIL ，I ＝BLvR＋r ，解得 v＝＋ 2＝＋＝5 m/s.(4 分) 答案： (1)Q →P (2)P 端高 (3) 向左 (4)5 m/s15．(10 分) 以以下图， l1 ＝0.5 m，l2 ＝0.8 m，回路总电阻为 R＝0.2 Ω，M＝0.04 kg ，导轨圆滑，开始时磁感觉强度 B0＝1 T，现使磁感应强度以 B t ＝0.2 T/s 的变化率平均地增大．试求：当 t 为多少时， M恰巧走开地面？ (g 取 10 m/s2) 分析：回路中原磁场方向竖直向下，且磁场加强，由楞次定律可知，感觉电流的磁场方向竖直向上；依据安培定章可知， ab 中的感觉电流的方向是 a→b；由左手定则可知， ab 所受安培力的方向水平向左，从而向上拉重物．设ab中电流为 I 时 M恰巧走开地面，此时有FB＝BIl1 ＝Mg(2 分)I ＝ER(2 分) E ＝ΔΦΔt ＝l1l2? B t(2 分) B ＝B0＋ B tt ＝1＋0.2t(2 分) 解得 t ＝5 s．(2 分) 答案：5 s 16．(14 分) 以以下图，质量为M的导体棒ab，垂直放在相距为l 的平行圆滑金属导轨上．导轨平面与水平面的夹角为θ，并处于磁感觉强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中．左边是水平搁置、间距为 d 的平行金属板． R和 Rx 分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值，不计其余电阻. (1) 调理 Rx＝R，开释导体棒，当棒沿导轨匀速下滑时，求经过棒的电流 I 及棒的速率 v. (2) 改变 Rx，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为 m、带电荷量为＋ q 的微粒水平射入金属板间，若它能匀速经过，求此时的 Rx. 分析： (1) 导体棒匀速下滑时， Mgsin θ＝BIl ①(1 分) I ＝Mgsin θBl ②(1 分) 设导体棒产生的感觉电动势为 E0 E0＝Blv ③(1 分) 由闭合电路欧姆定律得 I ＝E0R＋Rx④(1 分) 联立②③④，得 v ＝2MgRsin θB2l2. ⑤(2 分) (2) 改变 Rx，由②式可知电流不变．设带电微粒在金属板间匀速经过时，板间电压为 U，电场强度大小为 E U＝IRx⑥(2 分) E ＝Ud⑦(2 分) mg ＝qE⑧(2 分) 联立②⑥⑦⑧，得 Rx＝mBldqMsin θ.(2 分) 答案： (1)Mgsin θBl 2MgRsinθB2l2 (2)mBldqMsin θ。

第1、2章《电磁感应》《楞次定律和自感现象》单元测试1．取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图（a ）所示的螺线管，当该螺线管中通以电流强度为I 的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B ，若将另一根长导线对折后绕成如图（b ）所示的螺线管，并通以电流强度也为I 的电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为（A ）（A ）0。

（B ）0.5B 。

（C ）B 。

（D ）2 B 。

2．如图所示，平行于y 轴的导体棒以速度v 向右匀速直线运动，经过半径为R 、磁感应强度为B 的圆形匀强磁场区域，导体棒中的感应电动势ε与导体棒位置x 关系的图像是( A )3．如图所示，竖直放置的螺线管与导线abcd 构成回路，导线所在区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环，导线abcd 所围区域内磁场的磁感强度按下列哪一图线所表示的方式随时间变化时，导体圆环将受到向上的磁场作用力（ A ）4.如图甲，圆形线圈P 静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈Q ，P 和Q 共轴，Q 中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图乙所示，P 所受重力为G ，桌而对P 的支持力为N ，则（AD ） （A ）t 1时刻 N ＞G ， （B ）t 2时刻 N ＞G ， （C ）t 3时刻 N ＜G ， （D ）t 4时刻 N ＝G 。

5.如图所示，有两根和水平方向成α角的光滑平行金属轨道，上端接R ，下端足够长，空间有垂直于轨道的匀强磁场，磁感强度为B ，一根质量为m 属杆从轨道上由静止滑下，经过足够长 的时间后，金属杆的速度会趋于一个最大速度v m ，则（ BC ）（A ）如果B 增大，v m 变大， （B ）如果α变大，v m 变大，（C ）如果R 变大，v m 变大， （D ）如果m 变小，v m 变大。

6.如图所示是一种延迟开关，当S 1闭合时，电磁铁F 将衔铁D 吸下，C 线路接通， 当S 1断开时，由于电磁感应作用，D 将延迟一段时间才被释放，则（ BC ） （A ）由于A 线圈的电磁感应作用，才产生延迟释放D 的作用，（B ）由于B 线圈的电磁感应作用，才产生延迟释放D 的作用，（C ）如果断开B 线圈的电键S 2，无延迟作用，B0 S I（D ）如果断开B 线圈的电键S 2，延迟将变长。

高中鲁科版物理新选修3-2第二章楞次定律和自感现象章节练习学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．如图，在一水平、固定的闭合导体圆环上方，有一条形磁铁（N极朝上，S极朝下）由静止开始下落，磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触，关于圆环中感应电流的方向（从上向下看），下列说法中正确的是A．总是顺时针B．总是逆时针C．先顺时针后逆时针D．先逆时针后顺时针2．如图所示，闭合线圈正上方附近有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下但未插入线圈内部．在磁铁向上运动远离线圈的过程中（）A．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引B．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥C．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引D．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥3．如图，电灯的灯丝电阻为2Ω，电池电动势为2V，内阻不计，线圈匝数足够多，其直流电阻为3Ω．先合上电键K，稳定后突然断开K，则下列说法正确的是（）A．电灯立即变暗再熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相同B．电灯立即变暗再熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相反C．电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相同D．电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相反4．如图所示，一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内，其下方(略靠前)固定一.释放线框，它由实根与线框平面平行的水平直导线，导线中通以图示方向的恒定电流线位置下落到虚线位置未发生转动，在此过程中（）A．线框中感应电流方向依次为顺时针→逆时针B．线框的磁通量为零时，感应电流却不为零C．线框所受安培力的合力方向依次为向上→向下→向上D．线框所受安培力的合力为零，做自由落体运动5．如图所示，闭合开关S后调节滑动变阻器R和R t，使同样规格的两个小灯泡A和B都正常发光，然后断开开关．下列说法正确的是A．再次闭合开关S时，灯泡A和B同时正常发光B．再次闭合开关S时，灯泡B立刻正常发光，灯泡A逐渐亮起来C．再次闭合开关S时，灯泡A立刻正常发光，灯泡B逐渐亮起来D．闭合开关S使灯泡A、B正常发光后，再断开开关S，灯泡B立刻熄灭，灯泡A逐渐熄灭6．在如图所示电路中，L为电阻很小的线圈，G1和G2为零点在表盘中央的相同的电流表．当开关S闭合时，电流表G1指针偏向右方，那么当开关S断开时，将出现的现象是()．A．G1和G2指针都立即回到零点B．G1指针立即回到零点，而G2指针缓慢地回到零点C．G1指针缓慢回到零点，而G2指针先立即偏向右方，然后缓慢地回到零点D．G1指针立即偏向左方，然后缓慢地回到零点，而G2指针缓慢地回到零点7．如图(a)，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈Q，P和Q共轴，Q中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图(b)所示，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为F N，则( )①t1时刻F N＞G ②t2时刻F N＞G③t3时刻F N＜G ④t4时刻F N=GA．①②B．①③C．①④D．②③④8．如图所示的电路中，三个灯泡L1、L2、L3的电阻关系为R1<R2<R3，电感L的电阻可忽略，D为理想二极管．开关K从闭合状态突然断开时，下列判断正确的是()A．L1逐渐变暗，L2、L3均先变亮然后逐渐变暗B．L1逐渐变暗，L2立即熄灭，L3先变亮然后逐渐变暗C．L2立即熄灭，L1、L3均逐渐变暗D．L1、L2、L3均先变亮然后逐渐变暗二、填空题9．如图所示，条形磁铁移近螺线管时螺线管和条形磁铁之间________（填“有”或“无”）相互电磁作用力；螺线管中A点电势________ B点电势．（填“高于”或“低于”）10．如图所示的电路中，L为自感线圈，R是一个灯泡，E是电源．当闭合S瞬间，通过灯泡的电流方向是________；当断开S瞬间，通过灯泡的电流方向是________．11．如图所示，线圈A绕在一铁芯上，A中导线接有一电阻R.在把磁铁N极迅速靠近A 线圈的过程中，通过电阻R的感应电流的方向为______ 指向______ (填“P”、“Q”)；若线圈A能自由移动，则它将______ 移动(填“向左”、“向右”或“不”)．三、实验题12．某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁心的线圈L，相同的小灯泡A、B，电阻R，开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路，检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光，电感线圈自感系数较大，当开关断开的瞬间，则有 ____ (填序号:①B 比A先熄灭；②A比B先熄灭；③AB一起熄灭),此时，A灯的电流方向为 ____ (填序号:①右到左；②左到右)，某同学虽经多次重复断开开关S，仍未见老师演示时出现的小灯泡A闪亮现象，他冥思苦想找不出原因..你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是 ____ (填序号:①电源的内阻较大；②线圈电阻偏大；③线圈的自感系数较大)13．如图所示电路中，L是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，D1和D2是两个完全相同的小灯泡．将电键K闭合，再将电键K断开，则观察到的现象是：(1)K闭合瞬间，D1________，D2________(2)K断开瞬间，D2________，D1________．14．如图所示，线圈L有足够大的电感，其自身直流电阻为零，L1和L2是两个相同的小灯泡，在下面两种情况下，小灯泡亮度变化情况是：(1)S闭合时，L1________；L2________；(2)S断开时，L1________；L2________．15．某学习小组利用如图所示的实验装置探究螺线管线圈中感应电流的方向．(1)由于粗心该小组完成表格时漏掉了一部分（见表格），发现后又重做了这部分：将磁铁S极向下从螺线管上方竖直插入过程，发现电流计指针向右偏转（已知电流从右接线柱流入电流计时，其指针向右偏转），则①填________，②填________．(2)由实验可得磁通量变化ΔΦ、原磁场B原方向、感应电流的磁场B感方向三者之间的关系：________．四、解答题16．如图所示，截面积为0.2 m2的100匝圆形线圈（电阻不计）A处在变化的磁场中，磁场方向垂直纸面，其磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，设垂直纸面向外为B的正方向．R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，C＝30 μF，线圈的内阻不计，求电容器上极板所带电荷量并说明正负．参考答案1．C【详解】由图示可知，在磁铁下落过程中，穿过圆环的磁场方向向上，在磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量变大，在磁铁远离圆环时穿过圆环的磁通量减小，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流先沿顺时针方向，后沿逆时针方向，故C正确．故选C．2．C【详解】磁铁的N极朝下，穿过线圈的原磁场方向向下，磁铁向上运动远离线圈，磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，由右手螺旋定则可知，线圈中产生与图中箭头方向相反的感应电流，由楞次定律中的“来拒去留”可知，磁铁远离线圈，所以磁铁和线圈相互吸引，故C正确．3．B【解析】突然断开K，线圈将产生自感现象，且与电灯构成一闭合回路，此时通过电灯的电流向上，与断开前的电流方向相反，AC错；因线圈匝数足够多，产生的自感电动势比较大，即电灯会突然比原来亮一下再熄灭，B错，D对。

第2章 楞次定律和自感现象(时间：60分钟 分值：100分)一、选择题(本大题共10个小题，每小题6分，共60分．在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求．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【解析】 由法拉第电磁感应定律E ＝n ΔΦΔt 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ΔΦΔt ，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．【答案】C2．水平放置的金属框架cdef 处于如图1所示的匀强磁场中，金属棒ab 处于粗糙的框架上且接触良好，从某时刻开始，磁感应强度均匀增大，金属棒ab 始终保持静止，则( )【导学号：78870045】图1A ．ab 中电流增大，ab 棒所受摩擦力增大B ．ab 中电流不变，ab 棒所受摩擦力不变C ．ab 中电流不变，ab 棒所受摩擦力增大D ．ab 中电流增大，ab 棒所受摩擦力不变【解析】 由法拉第电磁感应定律E ＝ΔΦΔt ＝ΔBΔt ·S 知，磁感应强度均匀增大，则ab中感应电动势和电流不变，由F f ＝F 安＝BIL 知摩擦力增大，选项C 正确．【答案】C3.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M 'N '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2【解析】 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E ＝Blv ，与时间无关，保持不变，故A 选项正确．【答案】A4. (2015·重庆高考)如图3为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n ，面积为S .若在t 1到t 2时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由B 1均匀增加到B 2，则该段时间线圈两端a 和b 之间的电势差φa －φb ( )【导学号：78870046】图3A ．恒为nS （B 2－B 1）t 2－t 1B ．从0均匀变化到nS （B 2－B 1）t 2－t 1C ．恒为－nS （B 2－B 1）t 2－t 1D ．从0均匀变化到－nS （B 2－B 1）t 2－t 1【解析】 根据法拉第电磁感应定律得，感应电动势E ＝n ΔΦΔt ＝n （B 2－B 1）St 2－t 1，由楞次定律和右手螺旋定则可判断b 点电势高于a 点电势，因磁场均匀变化，所以感应电动势恒定，因此a 、b 两点电势差恒为φa －φb ＝－n （B 2－B 1）St 2－t 1，选项C 正确．【答案】C5．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，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4A．N中将产生逆时针方向的电流B．N中将产生顺时针方向的电流C．N线圈有收缩的趋势D．N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】D6．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a→b 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0～2t0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：78870047】图5【解析】 在0～t 0时间内磁通量为向上减少，t 0～2t 0时间内磁通量为向下增加，两者等效，且根据B ­t 图线可知，两段时间内磁通量的变化率相等，根据楞次定律可判断0～2t 0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0～t 0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F ＝BIL 随B 的减小呈线性减小；在t 0～2t 0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F ＝BIL随B 的增加呈线性增加，选项D 正确．【答案】D7.如图6所示，边长为L 的正方形导线框质量为m ，由距磁场H 高处自由下落，其下边ab 进入匀强磁场后，线圈开始做减速运动，直到其上边cd 刚刚穿出磁场时，速度减为ab边进入磁场时的一半，磁场的宽度也为L ，则线框穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热为( )【导学号：78870048】图6A ．2mgLB ．2mgL ＋mgHC ．2mgL ＋34mgHD ．2mgL ＋14mgH【解析】正方形导线框由距磁场H 高处自由下落到磁场上边缘时速度为v ＝2gH ，进入磁场后，磁通量变化有感应电流产生，受到磁场对电流向上的安培力作用，安培力对线框做负功，使机械能转化为电能，从而产生焦耳热，据Q ＝ΔE 机＝mg (H ＋2L )－12m (v 2)2＝2mgL ＋34mgH ，故选C.【答案】C8．如图7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ω沿逆时针方向匀速转动，则下列说法正确的是( )图7A ．电容器与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CB ω2L2 D ．电容器的带电量是CB ωL 22【解析】 若ab 杆绕a 点以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，产生的感应电动势为E ＝BL 2ω/2.由C ＝Q /E 解得电容器的带电量是Q ＝CB ωL 22，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】AD9．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R 1＝R 2＝2R ，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R 2的电流为I ，在此时刻( )【导学号：78870049】图8A ．重力的功率为6I 2RB ．导体棒ab 消耗的热功率为4I 2R C ．导体棒受到的安培力的大小为2BIL D ．导体棒的速度大小为2IRBL【解析】 导体棒ab 向下滑动切割磁感线产生感应电动势，R 1与R 2并联接在ab 两端，R 1＝R 2＝2R ，设当ab 棒速度为v 时，流过R 2的电流为I ，由闭合电路欧姆定律知2I ＝BLvR ＋R 并，解得v ＝4RI BL ，此时ab 棒重力的功率为P ＝mgv sin θ＝mg sin θ·4RIBL，ab 棒消耗的热功率为P ＝(2I )2R ＝4I 2R ，ab 棒受到的安培力大小为F ＝B ·2I ·L ＝2BIL ，综上知B 、C 正确，A 、D 错误．【答案】BC10．如图9所示，两根等高光滑的14圆弧轨道，半径为r 、间距为L ，轨道电阻不计．在轨道顶端连有一阻值为R 的电阻，整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B .现有一根长度稍大于L 、电阻不计的金属棒从轨道最低位置cd 开始，在拉力作用下以初速度v 0向右沿轨道做匀速圆周运动至ab 处，则该过程中( )图9A ．通过R 的电流方向由外向内B ．通过R 的电流方向由内向外C ．R 上产生的热量为πrB 2L 2v 04RD ．流过R 的电荷量为πBLr2R【解析】cd 棒运动至ab 处的过程中，闭合回路中的磁通量减小，再由楞次定律及安培定则可知，回路中电流方向为逆时针方向(从上向下看)，则通过R 的电流为由外向内，故A 对，B 错．通过R 的电荷量为q ＝ΔΦR ＝BrLR，D 错．将棒的瞬时速度v 0分解，水平方向的分速度对产生感应电动势有贡献，求出电流的有效值，即可求出棒中产生的热量，金属棒在运动过程中水平方向的分速度v x ＝v 0cos θ，金属棒切割磁感线产生正弦交变电流I ＝E R ＝BLv xR＝BLv 0R cos θ，其有效值为I ′＝BLv 02R，金属棒的运动时间为t ＝π2v 0，R 上产生的热量为Q ＝U 2R t ＝（BLv 0/2）2R πr 2v 0＝πrB 2L 2v 04R，C 对． 【答案】AC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13的距离时，通过aP 段电阻丝的电流是多大？方向如何？【导学号：78870050】图10【解析】 当PQ 滑过13的距离时，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E ＝BLv感应电流为I ＝E R 总，R 总＝R ＋29R ＝119R ， I aP ＝23I ＝6BLv11R电流方向为从P 到a . 【答案】6BLv11R从P 到a12．(14分)如图11所示，在相距L ＝0.5 m 的两条水平放置的足够长光滑平行金属导轨，不计电阻，广阔的匀强磁场垂直向上穿过导轨平面，磁感应强度B ＝1 T ，垂直导轨放置两金属棒ab 和cd ，电阻r 均为1 Ω，质量m 都是0.1 kg ，两金属棒与金属导轨接触良好．从0时刻起，用一水平向右的拉力F 以恒定功率P ＝2 W 作用在ab 棒上，使ab 棒从静止开始运动，经过一段时间后，回路达到稳定状态．求：(1)若将cd 固定不动，达到稳定时回路abcd 中的电流方向如何？此时ab 棒稳定速度为多大？(2)当t ＝2.2 s 时ab 棒已达到稳定速度，求此过程中cd 棒产生的热量Q?图11【解析】 (1)电流方向为a →b →c →d →a 当稳定时，F ＝F AF A ＝BIL ，I ＝BLv /R 总，P ＝Fv ，R 总＝2r v ＝2PrB 2L 2v ＝4 m/s.(2)由Pt ＝12mv 2＋Q 总可得Q 总＝3.6 J因为两棒电阻一样，通过电流又时刻相同，所以产生热量一样，Q ＝Q cd ＝Q 总/2＝1.8 J. 【答案】 (1)电流方向abcda 4 m/s (2)1.8 J13．(16分)如图12所示，将边长为a 、质量为m 、电阻为R 的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为b 、磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里，线框向上离开磁场时的速度刚好是进入磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进入磁场．整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力F f 且线框不发生转动．求：图12(1)线框在下落阶段匀速进入磁场时的速度v 2； (2)线框在上升阶段刚离开磁场时的速度v 1； (3)线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q .【导学号：78870051】【解析】 (1)线框在下落阶段匀速进入磁场瞬间有mg ＝F f ＋B 2a 2v 2R解得v 2＝（mg －F f ）RB 2a2. (2)由动能定理，线框从离开磁场至上升到最高点的过程有(mg ＋F f )h ＝12mv 21线框从最高点回落至进入磁场瞬间(mg －F f )h ＝12mv 22两式联立解得v 1＝mg ＋F f mg －F f v 2＝（mg ）2－F 2f RB 2a2. (3)线框在向上通过磁场过程中，由能量守恒定律有12mv 20－12mv 21＝Q ＋(mg ＋F f )(a ＋b )v 0＝2v 1Q ＝32m [(mg )2－F 2f ]R2B 4a 4－(mg ＋F f )(a ＋b )． 【答案】 见解析。

高中物理学习材料（鼎尚**整理制作）第2章 楞次定律和自感现象建议用时 实际用时满分 实际得分90分钟100分一、 选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个 选项中，只有一个选项正确，每小题4分，共40分） 1.家用日光灯电路如图1所示，S 为启动器，A 为灯管，L 为镇流器，关于日光灯的工作原理下列说法正确的是( )图1A ．镇流器的作用是将交流变为直流B ．在日光灯的启动阶段，镇流器能提供一个瞬时高压，使灯管开始工作C ．日光灯正常发光时，启动器中的两个触片是接触的D ．日光灯发出柔和的白光是由汞原子受到激发后直接辐射的2.(2011年德州高二检测)如图2所示，两个大小相等互相绝缘的导体环，B 环与A 环有部分面积重叠，当开关S 断开时( )图2A ．B 环内有顺时针方向的感应电流 B ．B 环内有逆时针方向的感应电流C ．B 环内没有感应电流D ．条件不足，无法判定 3.如图3所示，用丝线悬挂一个金属环，金属环套在一个通电螺线管上，并处于螺线管正中央位置．如通入螺线管中的电流突然增大，则( ) A ．圆环会受到沿半径向外拉伸的力B ．圆环会受到沿半径向里挤压的力C ．圆环会受到向右的力D ．圆环会受到向左的力图34.(2011年龙岩模拟)如图4所示，在磁感应强度大小为 、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为 、阻值为 的闭合矩形金属线框 用绝缘轻质细杆悬挂在 点，并可绕 点摆动．金属线框从右侧某一位置静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面．则线框中感应电流的方向是( )图4A ．B ．C ．先是 ，后是D ．先是 ，后是5.如图5所示，AB 支路由带铁芯的线圈和电流表A 1串联而成，设电流为 ；CD 支路由电阻R 和电流表A 2串联而成，设电流为 .两支路电阻阻值相同，在接通开关S 和断开开关S 的瞬间，会观察到（ )图5A ．S 接通瞬间， ，断开瞬间B ．S 接通瞬间， ，断开瞬间C ．S 接通瞬间， ，断开瞬间D ．S 接通瞬间， ，断开瞬间6.如图6所示，AB 金属棒原来处于静止状态(悬挂)．由于CD 棒的运动，导致AB 棒向右摆动，则CD 棒()图6A ．向右平动B ．向左平动C ．向里平动D ．向外平动 7.如图7所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈均与传送带以相同的速度匀速运动．为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带，线圈进入磁场前等距离排列，根据穿过磁场后线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈．通过观察图形，判断下列说法正确的是()图7A ．若线圈闭合，进入磁场时，线圈相对传送带静止B ．若线圈不闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动C ．从图中可以看出，第2个线圈是不合格线圈D ．从图中可以看出，第3个线圈是不合格线圈 8.(2010年高考山东理综卷改编)如图8所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为 ，方向相反且垂直纸面， 、 为其边界， 为其对称轴．一导线折成边长为 的正方形闭合回路 ，回路在纸面内以恒定速度 向右运动，当运动到关于 对称的位置时以下说法不．正确的是()图8A ．穿过回路的磁通量为零B ．回路中感应电动势大小为C ．回路中感应电流的方向为顺时针方向D ．回路中 边与 边所受安培力方向相同 9.如图9所示，在空间中存在两个相邻的、磁感应强度大小相等、方向相反的有界匀强磁场，其宽度均为L .现将宽度也为L 的矩形闭合线圈，从图示位置垂直于磁场方向匀速经过磁场区域，则在该过程中，能正确反映线圈中所产生的感应电流或其所受的安培力随时间变化的图象是( )图9图1010. (2011年泉州高二检测)如图11所示，固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为 ，其右端接有阻值为 的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为 的匀强磁场中．一质量为m (质量分布均匀)的导体杆 垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为 .现杆在水平向左、垂直于杆的恒力 作用下从静止开始沿导轨运动距离 时，速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)．设杆接入电路的电阻为 ，导轨电阻不计，重力加速度大小为 ，则此过程( )图11A ．杆的速度最大值为B ．流过电阻 的电荷量为C ．恒力 做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量D ．恒力 做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量 二、填空题(本题共2小题，每小题6分，共12分．按题目要求作答)11.在“研究电磁感应现象”的实验中，首先要按图12甲接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系；然后按图乙将电流表与线圈B 连成一个闭合回路，将线圈A 、电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路，在图甲中，当闭合S 时，观察到电流表指针向左偏，不通电时电流表指针停在正中央．在图乙中，图12(1)S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针________；(2)线圈A放在B中不动时，指针将________；(3)线圈A放在B中不动，突然断开开关S，电流表指针将________．12.为了演示接通电源的瞬间和断开电源的电磁感应现象，设计了如图13所示的电路图，让L的直流电阻和R相等，开关接通的瞬间，A灯的亮度________(填“大于”“等于”或“小于”)B灯的亮度；通电一段时间后，A灯的亮度________(填“大于”“等于”或“小于”)B灯的亮度；断开开关的瞬间，A灯________(填“立即”或“逐渐”)熄灭，B灯________(填“立即”或“逐渐”)熄灭，若满足灯，则断开瞬间，A灯会________(“闪亮”或“不闪亮”)，流过A的电流方向________(“向左”或“向右”)图13三、计算题(本题共4小题，共48分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13.(10分)(2011年上杭高二检测)如图14甲所示，匝的圆形线圈，其电阻为，它的两端点、与定值电阻相连，穿过线圈的磁通量的变化规律如图乙所示．图14(1)判断、两点的电势高低；(2)求、两点的电势差．14.(10分)如图15所示，电阻不计的光滑形导轨水平放置，导轨间距，导轨一端接有的电阻．有一质量、电阻的金属棒与导轨垂直放置．整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度．现用水平力垂直拉动金属棒，使它以的速度向右做匀速运动．设导轨足够长．图15(1)求金属棒两端的电压；(2)若某时刻撤去外力，从撤去外力到金属棒停止运动，求电阻产生的热量．15.(14分)如图16甲所示，两根足够长的直金属导轨、平行放置在倾角为的绝缘斜面上，两导轨间距为.、两点间接有阻值为的电阻．一根质量为的均匀直金属杆放在两导轨上，并与导轨垂直．整套装置处于磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下．导轨和金属杆的电阻可忽略．让杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦．图16(1)由向方向看到的装置如图乙所示，请在此图中画出杆下滑过程中某时刻的受力示意图；(2)在加速下滑过程中，当杆的速度大小为时，求此时杆中的电流及其加速度的大小．16.(14分)(2011年潍坊高二检测)如图17甲所示，光滑绝缘水平面上，磁感应强度的匀强磁场以虚线为左边界，的左侧有一质量，边长，电阻的矩形线圈.时，用一恒定拉力拉线圈，使其由静止开始向右做匀加速运动，经过时间，线圈的边到达磁场边界，此时立即将拉力改为变力，又经过，线圈恰好完全进入磁场．整个运动过程中，线圈中感应电流随时间变化的图象如图乙所示．图17(1)求线圈边刚进入磁场时的速度和线圈在第内运动的距离；(2)写出第内变力随时间变化的关系式；(3)求出线圈边的长度.第2章楞次定律和自感现象得分：一、选择题题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案二、填空题11.（1）（2）（3）12.三、计算题13.14.15.16.第2章楞次定律和自感现象参考答案一、选择题1.B 解析：镇流器是一个自感系数很大的线圈，当流经线圈的电流发生变化时能产生很大的自感电动势阻碍电流的变化，在日光灯启动时，镇流器提供一个瞬时高压使其工作；在日光灯正常工作时，自感电动势方向与原电压相反，镇流器起着降压限流的作用，此时启动器的两个触片是分离的，当灯管内的汞蒸气被激发时能产生紫外线，涂在灯管内壁的荧光物质在紫外线的照射下发出可见光．2.B 解析：由安培定则可知穿过环B的磁通量向外，当S断开时，磁通量减少，由楞次定律可知B中产生逆时针方向的感应电流，B对．3.A 解析：无论通入螺线管的电流是从流向还是从流向，电流增大时，穿过金属环的磁通量必增加．由于穿过金属环的磁通量由螺线管内、外两部分方向相反的磁通量共同决定，等效原磁场方向由管内磁场方向决定．根据楞次定律，环内感应电流的磁场要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，即要阻碍穿过环的磁通量的增加，因此有使环扩张的趋势，从而使环受到沿半径向外拉伸的力．答案为A.4.B 解析：由楞次定律，一开始磁通量减小，后来磁通量增大，由“增反”“减同”可知电流方向是.5.A 解析： S接通瞬间，线圈L产生自感，对电流有较大的阻碍作用，从0缓慢增大，而R中电流不受影响，，但当电路稳定后，自感消失，由于两支路电阻阻值相同，则.开关断开瞬间，ABDC构成一个回路，感应电流相同．6.D 解析：此题是左、右手定则的综合应用题．AB棒向右摆的原因是：CD棒做切割磁感线运动产生感应电动势，给AB棒供电，AB棒摆动是通电导体受力问题．AB棒向右摆动，说明它受到的磁场力方向向右，根据左手定则判断出AB中的电流方向B→A.这说明CD棒的电流方向D→C，再根据右手定则判断CD棒的切割方向是向外．注意题目中给出的四个选项中，A、B肯定不正确，因为CD棒左、右平动，不切割磁感线，不产生感应电流．7.D 解析：若线圈合格，则由于电磁感应现象会向左移动一定距离，且合格线圈移动的距离相等，移动后线圈的间距也等于移动前的间距，由图知线圈3与其他线圈间距不符，不合格．8.C 解析：由于两磁场的磁感应强度大小相等，方向相反，且回路此时关于对称，因而此时穿过回路的磁通量为零，A项正确；、均切割磁感线，相当于两个电源，由右手定则知，回路中感应电流方向为逆时针，两电源串联，感应电动势为，B项正确，C项错误；由左手定则知、所受安培力方向均向左，D项正确．9.D 解析：由楞次定律可知，当正方形导线框进入磁场和出磁场时，磁场力总是阻碍物体的运动，方向始终向左，所以外力F始终水平向右，因安培力的大小不同，故选项D是正确的，选项C是错误的．当矩形导线框进入磁场时，由法拉第电磁感应定律判断，感应电流的大小在中间时是最大的，所以选项A、B是错误的．10.D 解析：当杆的速度达到最大时，安培力安，杆受力平衡，故安，所以，选项A错；流过电阻的电荷量为，选项B错；根据动能定理，恒力、安培力、摩擦力做功的代数和等于杆动能的变化量，由于摩擦力做负功，所以恒力、安培力做功的代数和大于杆动能的变化量，选项C错D对．二、填空题11.(1)向右偏转(2)不动(3)向左偏转解析：(1)由图甲知电流从左接线柱流入电流表时，其指针向左偏转．S闭合后，将A插入B中，磁通量增大，由楞次定律和安培定则可判断B中电流方向向上，从右接线柱流入，故电流表指针向右偏转；(2)A放在B中不动，磁通量不变，不产生感应电流；(3)断开开关，穿过B的磁通量减小，电流表指针向左偏转．12.大于等于逐渐立即闪亮向右解析：开关接通的瞬间，和A灯并联的电感电流为零，A灯的电流为R和B灯之和，所以A灯的亮度大于B 灯亮度．通电一段时间后电流稳定了，L无自感现象，电阻和R一样，通过两灯的电流相等，所以两灯一样亮．断电的瞬间，A灯和产生自感现象的L组成回路，随着电路电流的减小逐渐熄灭．而B灯没有电流而立即熄灭，若灯，稳定时灯.故断开瞬间A灯会闪亮，且电流向右流．三、计算题13.(1)点高(2)20 V解析：(1)由图知，穿过的磁通量均匀增加，根据楞次定律可知点电势比点高．(2)由法拉第电磁感应定律知.由闭合电路欧姆定律知：.14.(1)(2)解析：(1)根据法拉第电磁感应定律，根据欧姆定律，，由以上各式可得.(2)由能量守恒得，电路中产生的热量，因为串联电路电流处处相等，所以，代入数据求出.15.(1)见解析(2)解析：(1)杆受三个力：重力，竖直向下；支持力，垂直斜面向上；安培力，沿斜面向上．受力示意图如图18所示．(2)当杆速度为时，感应电动势，此时电路中电流杆受到的安培力根据牛顿运动定律，有，. 图1816.(1) (2)＋ (3)解析：(1)由图乙可知，线圈刚进入磁场时的感应电流.由及得(2)由图乙，在第时间内，线圈中的电流随时间均匀增加，线圈速度随时间均匀增加，线圈所受安培力随－时间均匀增加，且大小为安时线圈的速度线圈在第时间内的加速度由牛顿运动定律得安(3)在第时间内，线圈的平均速度，.。

2E E -E -2E2E E -E -2E E2E -E -2E E2E -E -2E 第1、2章《电磁感应》《楞次定律和自感现象》单元测试1如下右图所示，竖直放置的螺线管与导线abcd 一导体圆环，导线abcd 示的方式随时间变化时，导体圆环将受到向上的磁场作用力2在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图1所示，当磁场的磁感应强度B 随时间如图2变化时，图3中正确表示线圈中感应电动势E 变化的是A ．3如图所示，固定在水平面上的三角形导线框2 C ，导体棒的电阻与固定电阻R 1和R 2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab 沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v 时，受到安培力的大小为F 。

下列说法中错误的是 /6/3θD 此时整个装置消耗的机械功率为F μmg co θv 或2L 的四个闭合导体线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图所示。

在每个线框进入磁场的过程中，M 、N 两点间的电压分别为U a 、U b 、U c 和U d 下列判断正确的是<U b <U c <U d <U b <U d <U c =U b <U c =U d <U a <U d <U cB图1图2t t t9rabcd置于B2的匀a、b边的电流ef的运动速度v是多大答案11. 12.5V12⑴slBRQv224=⑵BlsCQRq= 13⑴2243LBmgIab=⑵212143LLBBmgrv=甲/乙Ot tt tabNN´P。

第1、2章《电磁感应》《楞次定律和自感现象》单元测试一、选择题1．在水平放置的光滑绝缘杆ab上，挂有两个金属环M和N，两环套在一个通电密绕长螺线管的中部，如图13－59所示，螺线管中部区域的管外磁场可以忽略，当变阻器的滑动接头向左移动时，两环将怎样运动？（）A．两环一起向左移动 B．两环一起向右移动C．两环互相靠近 D．两环互相离开2．图13－60中A、B为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置．A线圈中通有如图（a）所示的交流电i，则（）A．在t1到t2时间内A、B两线圈相吸B．在t2到t3时间内A、B两线圈相斥C．t1时刻两线圈间作用力为零D．t2时刻两线圈间吸力最大3．如图13－61所示，MN是一根固定的通电直导线，电流方向向上．今将一金属线框abcd放在导线上，让线框的位置偏向导线的左边，两者彼此绝缘．当导线中的电流突然增大时，线框整体受力情况为（）A．受力向右 B．受力向左C．受力向上 D．受力为零4．如图13－62所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从图示位置匀速拉出匀强磁场．若第一次用0.3s时间拉出，外力所做的功为W1，通过导线截面的电量为q1；第二次用0.9s时间拉出，外力所做的功为 W2，通过导线截面的电量为 q2，则（）A．W1＜W2，q1＜q2 B．W1＜W2，q1=q2C．W1＞W2，q1=q2 D．W1＞W2，q1＞q25．如图13－63所示，一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动．已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时，顺着磁场的方向看去，线圈中感应电流的方向分别为（）位置Ⅰ位置ⅡA．逆时针方向逆时针方向B．逆时针方向顺时针方向C．顺时针方向顺时针方向D．顺时针方向逆时针方向6．一磁棒自远处匀速沿一圆形线圈的轴线运动，并穿过线圈向远处而去，如图 13－64所示，则下列图13－65四图中，较正确反映线圈中电流i与时间t关系的是（线圈中电流以图13－64示箭头为正方向）（）7．用同样的材料、不同粗细导线绕成两个质量、面积均相同的正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，使它们从离有理想界面的匀强磁场高度为h的地方同时自由下落，如图13－66所示．线圈平面与磁感线垂直，空气阻力不计，则（）A．两线圈同时落地，线圈发热量相同B．细线圈先落到地，细线圈发热量大C．粗线圈先落到地，粗线圈发热量大D．两线圈同时落地，细线圈发热量大8．如图13－67所示，多匝电感线圈L的电阻和电池内阻都忽略不计，两个电阻的阻值都是R，电键S原来打开，电流I0=ε／2R，今合上电键将一电阻短路，于是线圈有自感电动势产生，这电动势（）A．有阻碍电流的作用，最后电流由I0减少到零B．有阻碍电流的作用，最后电流总小于I0C．有阻碍电流增大的作用，因而电流I0保持不变D．有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是增大到2I09．如图13－68所示，一宽40cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里．一边长为20cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度 v=20cm／s通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行．取它刚进入磁场的时刻t=0，在下列图线中（图13－69），正确反映感应电流强度随时间变化规律的是（）10．两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨的左端接有电阻R，导轨自身的电阻可忽略不计．斜面处在一匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上．质量为m、电阻可不计的金属棒ab，在沿着斜面、与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，并上升h高度，如图13－70所示．在这过程中（）A．作用于金属棒上的各个力的合力所作的功等于零B．作用于金属棒上的各个力的合力所作的功等于mgh与电阻R上发出的焦耳热之和C．恒力F与安培力的合力所作的功等于零D．恒力F与重力的合力所作的功等于电阻R上发出的焦耳热二、填空题11．把一个面积为S，总电阻为R的圆形金属环平放在水平面上，磁感强度为B的匀强磁场竖直向下，当把环翻转180°的过程中，流过环某一横截面的电量为____．12．AB两闭合线圈为同样导线绕成且均为10匝，半径为r A=2r B，内有如图13－71所示的有理想边界的匀强磁场，若磁场均匀地减小，则A、B环中感应电动势之比εA∶εB=____，产生的感应电流之比I A∶I B=____．13．如图13－72所示，MN为金属杆，在竖直平面内贴着光滑金属导轨下滑，导轨的间距l=10cm，导轨上端接有电阻R=0.5Ω，导轨与金属杆电阻不计，整个装置处于B=0.5T的水平匀强磁场中．若杆稳定下落时，每秒钟有0.02J的重力势能转化为电能，则MN杆的下落速度v= ____m／s．14．如图13－73所示的电路，L1和L2是两个相同的小电珠，L是一个自感系数相当大的线圈，其电阻与R相同，由于存在自感现象，在电键S接通时，____灯先亮；S断开时，____灯先熄灭．15．把一根条形磁铁从同样高度插到线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是ε1____ε2；通过线圈截面电量的大小关系是q1____ q2（图13－74）．16．有正方形线圈每边长l=2.2m，共有n=103匝，其总电阻R=103Ω．置于南北方向的匀强磁场中并使磁场垂直线圈平面（图13－75）．现将线圈很快绕竖直轴转动90°，测得感应电量为10-5C，此处磁场的磁感强度为____．三、问答题17．两金属杆ab和cd长均为l，电阻均为R，质量分别为M和m，M＞m，用两根质量和电阻均可忽略的不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路，并悬挂在水平、光滑、不导电的圆棒两侧，两金属杆都处在水平位置，如图13－76所示，整个装置处在一与回路平面相垂直的匀强磁场中，磁感强度为B．若金属杆ab正好匀速向下运动，求运动的速度．18．两根相距d=0.20m的平行金属长导轨固定在同一水平面内，并处于竖直方向的匀强磁场中，磁场的磁感强度B=0.20T，导轨上面横放着两条金属细杆，构成矩形回路，每条金属细杆的电阻为r=0.25Ω，回路中其余部分的电阻可不计．已知两金属细杆在平行于导轨的拉力的作用下沿导轨朝相反方向匀速平移，速度大小都是v=5.0m／s，如图13－77所示，不计导轨上的摩擦．（1）求作用于每条金属细杆的拉力的大小．（2）求两金属细杆间距增加0.40m的滑动过程中产生的热量．19．如图13－78所示，Ⅰ、Ⅲ为两匀强磁场区，Ⅰ区域的磁场方向垂直纸面向里，Ⅲ区域的磁场方向垂直纸面向外，磁感强度均为B，两区域中间为宽s的无磁场区Ⅱ．有一边长为l（l＞s），电阻为R的正方形金属框abcd置于Ⅰ区域，ab边与磁场边界平行，现拉着金属框以速度v向右匀速移动．（1）分别求出当ab边刚进入中央无磁场区Ⅱ，和刚进入磁场区Ⅲ时，通过ab边的电流的大小和方向．（2）把金属框从Ⅰ区域完全拉入Ⅲ区域过程中拉力所做的功．20．如图13－79所示，两个正方形细导线框1、2，质量都是m，边长都是l，每个框都在其两对角上接有短电阻丝（图中用粗黑线表示），阻值r1=r1=r2=r2=r，其余部分电阻不计．两框叠放在水平面上，对应边相互平行，交叠点A、C位于所在边的中点．两框在交叠点彼此绝缘．在两框的交叠区域内存在竖直向上的匀强磁场（交叠区的导线框恰好在磁场边缘以内），磁感强度为B．设磁场在很短时间Δt内均匀减小为零．不计所有摩擦．（1）求流过电阻r1、r2的电流I1、I2的大小与方向．（2）求磁场刚减小为零时，框1和2的速度v1和v2（并指明方向）．（3）若两框在交叠点A、C不是互相绝缘，而是电接触良好，以上解答是否改变？并说明理由．参考答案一、1．C． 2．A、B、C． 3．A． 4．C． 5．B． 6．B． 7．A． 8．D． 9．C． 10．A、D．二、12．1∶1；1∶2． 13．2m/s． 14．L1，L2． 15．＞；=． 16．2×10-6T．三、18．3.2×10-2N，1.28×10-2J．。

高中物理 第1、2章 电磁感应 楞次定律和自感现象 25单元测试 鲁科版选修321.如图所示，在光滑水平面上有一个竖直向上的匀强磁场，分布在宽度为l 的区域内。

现有一个边长为a 的正方形闭合导线框（a < l ），以初速度v 0滑过该磁场区域，滑出时的速度为v 。

下列说法中正确的是A.导线框完全进入磁场中时，速度大于(v 0+ v )/2 B.导线框完全进入磁场中时，速度等于(v 0+ v )/2 C.导线框完全进入磁场中时，速度小于(v 0+ v )/2 D.以上三种都有可能2.如图所示，位于一水平面内的、两根平行的光滑金属导轨，处在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨所在的平面，导轨的一端与一电阻相连；具有一定质量的金属杆ab 放在导轨上并与导轨垂直。

现用一平行于导轨的恒力F拉ab ，使它由静止开始向右运动。

杆和导轨的电阻、感应电流产生的磁场均可不计。

用E 表示回路中的感应电动势，i 表示回路中的感应电流，在i 随时间增大的过程中，电阻消耗的功率A.等于F 的功率B.等于安培力的功率的绝对值C.等于F 与安培力合力的功率D.小于iE3.两根相距为L 的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面。

质量均为m 的金属细杆ab 、cd 与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R 0。

整个装置处于磁感应强度大小为B ，方向竖直向上的匀强磁场中。

当ab 杆在平行于水平导轨的拉力F 作用下以速度v 1沿导轨匀速运动时，cd 杆也正好以速度v 2向下匀速运动。

重力加速度为g 。

以下说法正确的是A.ab 杆所受拉力F 的大小为Rv L B mg 2122-μB.cd 杆所受摩擦力为零C.回路中的电流强度为()Rv v BL 221+D.μ与v 1大小的关系为1222v L B Rmg=μ4.如图所示，电动机牵引一根长l =1.0m ，质量为m=0.10kg ，电阻为R =1.0Ω的导体棒MN ，沿宽度也是l 的固定导线框，在磁感应强度为B =1T 的匀强磁场中从静止开始上升。

自感夯基我达标1.下列关于自感的说法中正确的是（）A．自感是由于导体自身的电流发生变化而产生的电磁感应现象B．自感电动势的大小跟穿过线圈的磁通量的变化快慢有关C．自感电流的方向总是与原电流的方向相反D．对不同的线圈，电流变化快慢相同时，产生的自感电动势不同2.关于线圈的自感系数，下列说法中正确的是（）A．线圈中产生的自感电动势越大，线圈的自感系数一定越大B．线圈中的电流变化越快，自感系数就越大C．线圈中的电流不发生变化，自感系数一定为零D．线圈的自感系数与线圈自身的因素以及有无铁芯有关3.如图2－2－9所示，L1和L2是两个相同的小灯泡，L是自感系数相当大的线圈，其电阻阻值与R相同，由于存在自感现象，在开关S接通和断开时，灯L1、L2先后亮暗的顺序是（）图2－2－9A．接通时，L1先达到最亮；断开时，L1后暗B．接通时，L2先达到最亮；断开时，L2后暗C．接通时，L1、A2同时达到最亮；断开时，L1后暗D．接通时，L2先达到最亮；断开时，L1后暗4.如图2－2－10所示是测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路，L两端并联一电压表，用来测量自感线圈的直流电压，在测量完毕后，将电路解体时应（）图2－2－10A．先断开S2B．先断开S1C．先拆除电流表D．先拆除电阻R5.如图2－2－11所示，L为电阻很小的线圈，G1和G2为内阻不计、零点在表盘中央的电流计.当开关S处于闭合状态时，两表的指针皆偏向右方.那么，当开关S断开时，将出现下面哪种现象（）图2－2－11A．G1和G2的指针都立即回到零点B．G1的指针立即回到零点，而G2的指针缓慢地回到零点C．G1的指针缓慢地回到零点，而G2的指针立即偏向左方，然后缓慢地回到零点D．G1的指针立即偏向左方，然后缓慢地回到零点，而G2的指针缓慢地回到零点6.如图2－2－12所示，电路图中有L1和L2两个完全相同的灯泡，线圈L的电阻忽略不计，下列说法正确的是（）图2－2－12A．闭合S时，L2先亮，L1后亮，最后一样亮B．断开S时，L2立刻熄灭，L1过一会熄灭C．L1中的电流始终从b到aD．L2中的电流始终从c到d7.如图2－2－13所示，L2、L2两灯的电阻均为R，S1闭合时两灯的亮度一样，若要闭合S2待稳定后将S1断开，则在断开瞬间（）图2－2－13A．L2灯立即熄灭B．L1灯过一会才熄灭C．流过L2灯的电流方向c→dD．流过L1灯的电流方向a→b8.如图2－2－14所示，L是电阻不计、自感系数足够大的线圈，L1和L2是两个规格相同的灯泡，下列说法正确的是（）图2－2－14A．S刚闭合时，L1和L2同时亮且同样亮B．S刚闭合时，L1和L2不同时亮C．闭合S达到稳定时，L1熄灭，L2比S刚闭合时亮D．再将S断开时，L1闪亮一下再熄灭，而L2立即熄灭我综合我发展9.如图2－2－15所示电路，线圈L的电阻不计,则（）图2－2－15A．S闭合瞬间，A板带正电，B板带负电B．S保持闭合，A板带正电，B板带负电C．S断开瞬间，A板带正电，B板带负电D．由于线圈电阻不计，电容器被短路，上述三种情况下两板都不带电10.如图2－2－16所示，电池的电动势为E，内阻不计，线圈自感系数较大，直流电阻不计，当开关S闭合后，下列说法正确的是（）图2－2－16A．a、b间电压逐渐增加，最后等于EB．b、c间电压逐渐增加，最后等于EC．a、c间电压逐渐增加，最后等于ED．电路中电流逐渐增加，最后等于E/R11.如图2－2－17所示的电路，L是自感系数较大的线圈，在滑动变阻器的滑动片P从A 端迅速滑向B端的过程中，经过AB中点C时通过线圈的电流为I1；P从B端迅速滑向A端的过程中，经过C点时通过线圈的电流为I2；P固定在C点不动，达到稳定时通过线圈的电流为I0，则（）图2－2－17A．I1＝ I2＝I0B．I1 >I0> I2C．I1＝ I2>I0D．I1< I0<I212.如图2－2－18所示，线圈的直流电阻为10 Ω，R＝20 Ω，线圈的自感系数较大，电源的电动势为6 V，内阻不计，则在闭合S瞬间，通过L的电流为___________A,通过R电流为___________A；S闭合后电路中的电流稳定时断开S的瞬间，通过R的电流为___________ A，方向与原电流方向___________.图2－2－1813.如图2－2－19所示，L为自感线圈，L是一个灯泡，当S闭合瞬间，a、b两点电动势相比，__________点电势较高，当S切断瞬间a、b两点电势相比，__________点电势较高.图2－2－1914.如图2－2－20所示，L是自感系数较大的一个线圈，电源的电动势为6 V，开关S已闭合，当S断开时，在L中出现的自感电动势E′＝100 V，求此时a、b两点间的电势差.图2－2－2015.如图2－2－21所示是一种风速仪示意图，试回答下列问题.图2－2－21（1）有水平风吹来时磁体将如何转动？（自上往下看）（2）磁体转动一周，则导线CD段中电流方向如何？（3）为什么能用它来测定风速大小？参考答案１解析：在自感现象中产生的感应电动势与穿过线圈的磁通量变化率成正比;通过线圈的电流I变化越快,产生的自感电动势E就越大,有公式E＝,其中L为自感系数.故选项A、B、D正确.答案：ABD２解析：线圈的自感系数与线圈的形状、横截面积、长短、匝数等因素有关.故选项D正确. 答案：D３解析：当接通开关的瞬间，由于线圈对电流变化的阻碍作用，L1两端的电压大于L2两端电压，虽然两个灯同时亮，但L1先最亮；断开时，由线圈的自感作用，L1延迟熄灭，故选项A正确.答案：A４解析：在断开电路时，线圈会产生自感现象，由于线圈的自感系数很大，产生的自感电动势很大，若先切断S2的话，自感电动势就加在电压表上，将电压表烧毁；若先断开S1的话，就切断了自感电动势的释放回路，就可避免事故的发生.答案：B５解析：断开电路的瞬间，G2中的电源提供的电流瞬间消失，线圈由于自感的作用，产生自感电动势，与G2构成自感回路，自感电流将通过G2，该电流与原来的电流方向相反，所以G1缓缓地回到零点，G2瞬间回到左边再缓缓回到零点.答案：C６解析：开关闭合的瞬间，由于L的自感作用，L1不能立刻亮起，随着阻碍的进行，L1缓慢地亮起，待电路稳定后两灯一样亮；断开电路时，自感电流会同时经过L1、L2，两灯一起熄灭，所以L1中的电流方向没变化，L2中的电流方向与原来相反.答案：AC7解析：线圈L的自感作用，与灯L1构成回路，自感电流会流过L1灯.答案：ABD8解析：闭合时的瞬间，线圈L的自感作用非常强，相当于断路，L1、L2中电流同时通过，所以同时达到最亮，电路稳定后，线圈的自感作用消失，线圈相当于导线，L1被短路而熄灭.断开电路时，线圈与L1构成自感回路，L1又会闪亮一下后再熄灭，而L2立刻熄灭.答案：ACD9解析：开关闭合瞬间，线圈L的自感作用非常强，相当于断路，电容器被充电，上极板充正电，下极板充负电；稳定后线圈对电流变化的阻碍消失，电容器被短路，上下极板均不带电；断开的瞬间，线圈中会产生自感电动势，又会对电容器充电，根据自感电动势的方向知，下极板充正电，上极板充负电.答案：A10解析：由于线圈的自感作用，开关闭合的瞬间，自感的阻碍作用非常大，电路中的电流从零逐渐增加直到稳定，大小为E/R；所以开始时ab间的电压等于E，然后逐渐减小到零；R上的电压为零，然后逐渐增加直到等于E.答案：BD11解析：在滑动变阻器的滑动片P从A端迅速滑向B端的过程中，经过AB中点C时通过线圈的电流为I1，该过程电路中的总电阻减小，电流增大，自感现象应该是阻碍增大，此时电流比稳定时要小；P从B端迅速滑向A端的过程中，经过C点时通过线圈的电流为I2，该过程电路中的总电阻增大，电流减小，自感作用阻碍减小，该电流比稳定时大，选项D 正确.答案：D12解析：在闭合S的瞬间，由于L的自感作用，将阻碍电流的增加，从零增加到最大，所以接通开关的瞬间通过L的电流为零；电阻R无自感现象，接通瞬间就达到稳定；当开关断开的瞬间，由电源提供电阻R的电流瞬间消失，线圈L的自感作用，其电流不能马上消失，从稳定的电流逐渐减小到零，此时通过R的电流是线圈中的自感电流，所以方向与原电流方向相反.答案：0 0.3 0.6 相反13解析：开关接通的瞬间，线圈的自感作用将阻碍电流的增加，自感电动势是反电动势，故a端电势高；断开开关的瞬间，线圈中自感电动势的方向与原电流方向相同，b端是高电势处.答案：a b14解析：断开S的瞬间，L中出现的自感电动势与原电流同向，此时电源电动势与线圈自感电动势同方向串联，故开关a、b两端的电势差为U＝E＋E′＝106 V.答案：106 V15解析：通过风车带动条形磁铁转动,这样便可以改变线圈中磁通量的变化,由法拉第电磁感应定律,便可测出风速.答案：(1)逆时针转动；(2)先D到C，后C到D；(3)风速越大磁体转动越快，线圈中磁通量变化越快，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势就越大，感应电流就越大，这样就可以通过电流计中电流的大小来读出风速的大小.。

自感现象的应用1．关于线圈的自感系数，下面说法正确的是( )A．线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大B．线圈中电流等于零时，自感系数也等于零C．线圈中电流变化越快，自感系数越大D．线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定答案：D2．关于对日光灯镇流器的理解正确的是( )A．镇流器的主要部分是一个绕在铁芯上且自感系数很大的线圈B．启动器电路断开时，加在灯管两端的电压只有镇流器所产生的自感电动势C．灯管导通后，镇流器中自感线圈产生阻碍电流变化的自感电动势D．灯管导通后，镇流器工作结束解析：镇流器是一个自感系数很大的线圈，A正确；在启动时，线圈产生的很大的自感电动势与电源电压一起加在日光灯管的两端，形成瞬间高压，B错；灯管导通后，镇流器仍然发挥作用，镇流器内自感线圈产生阻碍电流变化的自感电动势，为日光灯管正常发光提供低压(100 V左右)，起到“降压限流作用”．故D错，C正确．答案：AC3．日光灯电路主要由镇流器、启动器和灯管组成．在日光灯正常工作的情况下，以下说法正确的是( )A．灯管点燃发光后，启动器中两个触片是分离的B．灯管点燃发光后，镇流器起降压限流作用C．镇流器起整流作用D．镇流器给日光灯的开始点燃提供瞬时高压答案：ABD4．某线圈通有如图所示的电流，则线圈中自感电动势改变方向的时刻有( )A．第1 s末B．第2 s末C．第3 s末D．第4 s末解析：在自感现象中，当原电流减小时自感电动势与原电流的方向相同，当原电流增加时自感电动势与原电流方向相反．在图象中0～1 s时间内原电流正方向减小，所以自感电动势的方向是正方向，在1～2 s时间内原电流负方向增加，所以自感电动势与其方向相反，即沿正方向；同理分析2～3 s、3～4 s时间内可得正确答案为B、D两项．答案：BD5．如图所示，L为足够大的电感线圈，其自身直流电阻为R L，D1、D2是两个相同的小灯泡，原开关S是闭合的，则在S断开的瞬间( )A．D1、D2同时熄灭B．D2立即熄灭，D1逐渐熄灭C．D2立即熄灭，D1会突然更亮一下再灭D．当R L＜R D1时，D1会突然更亮一下再灭解析：开关S闭合后，电流由电源正极经D1、L的并联电路，再经D2回到电源的负极．当开关S断开时，白炽灯D2立即熄灭，线圈L中的电流将减小，在L中产生自感电动势，自感电动势阻碍电流减小，将延缓L中电流的减小．这时L和白炽灯D1构成回路，因此白炽灯D1的发光将持续一小段时间，然后逐渐熄灭．若R L＜R D1时，即S闭合时线圈中的电流I L大于白炽灯D1中的电流，I L＞I D1，S断开后，L中延缓减小的电流I L将通过白炽灯D1，白炽灯D1将突然亮一下再熄灭．答案：BD6．启动器是由电容和氖管两大部分组成，其中氖管中充有氖气，内部有静触片和U形动触片．通常动、静触片不接触，有一小缝隙．则下列说法正确的是( ) A．当电源的电压加在启动器两端时，氖气辉光放电并产生热量，导致双金属片受热膨胀B．当电源的电压加在启动器两极后，动、静片间辉光放电，受热膨胀两片接触而不分离C．启动器中，U形的动触片是由单金属片制成D．当动、静两金属片接触后，不再辉光放电、温度降低，两金属片分离解析：启动器U形动触片是由膨胀系数不同的双金属片压制而成．故C项错．电源把电压加在启动器两极间，使氖气放电而发出辉光，辉光产生热量使U形动触片膨胀伸展，跟静触片接触把电路接通．电路接通后，启动器的氖气停止放电，U形动触片冷却收缩，两个触片分开，电路自动断开．故B错，A、D正确．答案：AD7．关于感应圈下列说法不正确的是( )A．感应圈是利用自感现象来获得高电压的装置B．在工程中，感应圈可作为大功率高压电源使用C．煤气灶电子点火装置，是利用感应圈产生高电压电火花来完成的D．感应圈的主要构造包括绕在铁芯上的两个绝缘线圈及继电器等解析：感应圈是根据自感的原理利用低压直流电源来获得高电压的装置，A正确．受直流电源提供电功率的限制，感应圈不能作为大功率高压电源使用，B不正确．感应圈的主要构造包括两个绝缘线圈和继电器等，D正确．煤气灶电子点火装置是利用感应圈产生的高电压电火花来完成的，C正确．答案为B．答案：B8．若按右图所示连接日光灯电路，则下列叙述中正确的是( )A．S1、S2接通，S3断开，日光灯就能正常发光B．S1接通，S2、S3断开，日光灯就能正常发光C．S3断开，接通S1、S2后再断开S2，日光灯就能正常发光D．当日光灯正常发光后，再接通S3，日光灯仍能正常发光解析：若按选项A操作，加在灯管两端电压恒为220 V，不能使气体电离，日光灯不能发光．按选项B操作，仅有电源电压220 V加在灯管两端，不能使气体电离，日光灯不能发光．按选项C操作，S2接通后再断开，所起作用与启动器中动、静触片接触再断开效果一样，故日光灯能正常发光．按选项D操作，镇流器被短路，灯管两端电压过高，会损坏灯管．故正确答案为C．答案：C9．如图中L是一只有铁芯的线圈，它的电阻不计，E表示直流电源的电动势．先将K 接通，稳定后再将K断开．若将L中产生的感应电动势记为E L，则在接通和断开K的两个瞬间，以下所说正确的是( )A．两个瞬间E L都为零B．两个瞬间E L的方向都与E相反C．接通瞬间E L的方向与E相反D．断开瞬间E L的方向与E相同解析：根据自感电动势阻碍其电流的变化，原电流增大，E L的方向与E相反；原电流减小，E L的方向与E相同，所以正确答案应该是C、D．答案：CD10．在生产实际中，有些高压直流电路中含有自感系数很大的线圈，当电路中的开关S 由闭合到断开时，线圈会产生很高的自感电动势，使开关S处产生电弧，危及操作人员的人身安全．为了避免电弧的产生，可在线圈处并联一个元件，如图所示方案可行的是( )解析：开关断开时，线圈L内由于产生自感电动势有阻碍原电流减小的作用，利用二极管的单向导电性使线圈短路即可避免电弧的产生．答案：D11．如图所示，AB支路由带铁芯的线圈和电流表A1串联而成，设电流为I1：CD支路由电阻R和电流表A2串联而成，设电流为I2.两支路电阻值相同，在接通开关S和断开开关S的瞬间，观察到( )A．S接通瞬间，I1＜I2，断开瞬间，I1＝I2B．S接通瞬间，I1＜I2，断开瞬间，I1＞I2C．S接通瞬间，I1＞I2，断开瞬间，I1＜I2D．S接通瞬间，I1＞I2，断开瞬间，I1＝I2解析：S接通瞬间，线圈L产生自感对电流有较大的阻碍作用，I1从零缓慢增大，而R中电流不受影响，I1＜I2；但当电路稳定后，自感消失，由于两支路电阻阻值相同，则I1＝I2.开关断开瞬间，ABDC构成一个回路，感应电流相同．答案：A12．如图所示的电路，可用来测定自感系数较大的线圈的直流电阻，线圈两端并联一个电压表，用来测量自感线圈两端的直流电压，在实验完毕后，将电路拆去时应( )A．先断开开关S1B．先断开开关S2C．先拆去电流表D．先拆去电阻R解析：当S1、S2闭合稳定时，线圈中的电流由a→b，电压表V右端为“＋”极，左端为“－”极，指针正向偏转，先断开S1或先拆去电流表A或先拆去电阻R的瞬间，线圈中产生的自感电动势相当于瞬间电源，其a端相当于电源的负极，b端相当于电源的正极，此时电压表V上加了一个反向电压，使指针反偏，若反偏电压过大，会烧坏电压表V，故应先断开S2.故选B项．答案：B。

第1、2章《电磁感应》《楞次定律和自感现象》单元测试一、选择题（每小题5分，共20分）1、如图所示，在通有恒定电流的长直导线旁有一矩形导线框abcd，直导线与线框在同一平面内，下列情况中能使框中有感应电流的是（）A．线框向右平移B．线框向下平移C．以直导线为轴旋转过程中D．以ab边为轴向纸外旋转90°过程中2、如图所示中PQRS为一正方形线圈，它以恒定的速度向右进入以MN为边界的匀强磁场，磁场方向垂直于线圈平面，MN与线圈边成45°角，E、F分别为PS、PQ的中点，关于线圈中感应电流的大小，下面判断正确的是（）A．当E点经过MN时，线圈中感应电流最大B．当P点经过MN时，线圈中感应电流最大C．当F点经过MN时，线圈中感应电流最大D．当Q点经过MN时，线圈中感应电流最大3、在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈M相接，如图所示。

导轨上放一根导线ab，磁感线垂直于导轨所在平面，欲使M所包围的小闭合线圈N产生顺时针方向的感应电流，则导线的运动可能是（）A．匀速向右运动B．加速向右运动C．匀速向左运动D．加速向左运动4、如图所示，两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨的左端接有电阻R，导轨自身的电阻可忽略不计。

斜面处在一匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上，质量为m、电阻可不计的金属棒ab，在沿着斜面、与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，并上升h高度。

在这过程中（）A．作用于金属棒上的各个力的合力所作的功等于零B．作用于金属棒上的各个力的合力所作的功等于mgh与电阻R上发出的焦耳热之和C．恒力F与安培力的合力所作的功等于零D．恒力F与重力的合力所作的功等于电阻R上发出的焦耳热二、填空题（每小题4分，共12分）5、如图所示，Ⅰ和Ⅱ是一对异名磁极，ab为放在其间的金属棒，ab和cd用导线连成一个闭合回路。

当ab棒向左运动时，cd导线受到向下的磁场力。

由此可知cd导线中的电流方向是________。

自感现象的应用夯基达标1.如下图所示，多匝线圈L的电阻和电源的内阻都很小，可忽略不计.电路中两个电阻器的电阻均为R，开始时电键S断开，此时电路中电流大小为I0，现将电键S闭合，线圈L中有自感电动势产生.以下说法中正确的是( )A.由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流最终由I0减小到零B.由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流最终等于I0C.由于自感电动势有阻碍电流增大的作用，电路中电流最终要比2I0小D.自感电动势有阻碍电流增大的作用，但电路中电流最终还要增大到2I02.在制作精密电阻时，为了消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，采取了双线绕法，如下图所示，其道理是( )A.当电路中的电流变化时，两股导线中产生的自感电动势互相抵消B.当电路中的电流变化时，两股导线中产生的感应电流相互抵消C.当电路中的电流变化时，两股导线中产生的磁通量相互抵消D.当电路中电流变化时，电流的变化量互相抵消3.如下图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( )A.先断开S1B.先断开S2C.先拆除电流表D.先拆除电压表4.在如下图所示的日光灯工作原理电路图中：(1)开关合上前，启动器的静触片和动触片是(填“接通的”或“断开的”).(2)开关刚合上时，220 V电压加在上，使泡发出辉光.(3)日光灯启动瞬间，灯管两端电压220 V(填“大于”“等于”或“小于”).(4)日光灯正常发光时，启动器的静触片和动触片(填“接通”或“断开”).镇流器起着作用，保证日光灯正常工作.(5)启动器中的电容器能使，没有电容器，启动器也能工作.5.如下图所示，闭合电路中的螺线管可自由伸缩，螺线管有一定的长度，这时灯泡具有一定的亮度，若将一软铁棒从螺线管左边迅速插入螺线管时，则将看到( )A.灯泡变暗B.灯泡变亮C.螺线管缩短D.螺线管伸长能力提升6.(2008山东临沂高二检测)如下图所示电路中，A、B、C是三只同样的灯泡，线圈L的自感系数很大，其电阻远小于灯泡的电阻，下列判断正确的是( )A.闭合S时，A、C同时先亮，且始终一样亮，B后亮，但最后三灯一样亮B.闭合S时，A、C同时先亮，且A和C一样亮，B上电流先由b流向a，后由a流向bC.断开S时，C先熄灭，A和B后熄灭，A上电流由a流向b7.对日光灯电路，以下说法正确的是( )①日光灯的启动器是装在专用插座上的，当日光灯正常发光后，取下启动器，不会影响灯管发光②如果启动器丢失，作为应急措施，可用一段带有绝缘外皮的导线启动日光灯③日光灯正常发光后，灯管两端电压为220 V ④镇流器在日光灯启动后，不断产生瞬时高压维持灯管发光A.只有①②正确B.只有③④正确C.①②③④都正确D.只有②③④正确8.某同学为了研究日光灯镇流器的限流作用，在日光灯正常发光后，将一只额定电压为100 V的灯泡并联在镇流器两端.当断开镇流器时，日光灯仍能正常发光，关闭电源后，重新开启日光灯时，只见灯泡闪烁，日光灯不亮.请你分析一下产生这些现象的原因.9.如下图所示，小灯泡电阻R1＝12 Ω，线圈L的直流电阻为4 Ω，电源电动势E＝4 V，电源内阻r＝1 Ω，当电路开关S闭合且稳定时小灯泡两端电压为U1，断开S的瞬间，小灯泡两端电压为U2，试求：(1)U1∶U2;(2)说明开关S断开时灯泡的亮度怎样变化(假设灯泡未被烧坏)？10.如下图所示，灯泡电阻大小为6 Ω.线圈的直流电阻为2 Ω，电源电动势为4 V，内阻忽略不计.试计算在S断开时刻线圈L的自感电动势大小.拓展探究11.如下图所示的是一种触电保安器，变压器A处用双股相线(火线)和零线平行绕制成圈，然后接到用电器上，B处有一个输出线圈，一旦有电流，经放大后便能立即推动继电器J切断电源，下列情况下能起保安作用的是哪一种？说明理由.(1)增加开灯的盏数，能否切断电源？(2)双手分别接触火线和零线，能否切断电源？(3)单手接触相线，脚与地相接触而触电，能否切断电源？参考答案1解析：自感电动势只是阻碍电流的增大，起延迟的作用.最终电流要增加，电路电流022/I R E I ==. 答案：D2答案：C3解析：若先断开S 1或先拆除电流表，线圈与电压表组成闭合电路， 这时，流过电压表的电流与原来方向相反，电压表的指针将反向转动，容易损坏电压表.按操作要求，应先断开开关S 2，再断开开关S 1，然后拆除器材.答案：B4解析：日光灯按原理图接好电路后，当开关闭合，电源把电压加在启动器的两极之间，使氖气放电而发出辉光.辉光产生的热量使U 形动触片膨胀伸长，跟静片接触而把电路接通，于是镇流器的线圈和灯管的灯丝中就有电流通过，电路接通后，启动器中的氖气停止放电，U 形动触片冷却收缩，两个触片分离，电路自动断开，在电路突然中断的瞬间，由于镇流器中的电流急剧减小，会产生很高的自感电动势，其方向与原来电压方向相同，于是日光灯管成为电流的通路开始发光.日光灯使用的是交变电流，电流的大小和方向都在不断地变化，在日光灯正常发光时，由于交变电流通过镇流器的线圈，线圈中就会产生自感电动势.它总是阻碍电流变化，这时镇流器就起着降压限流的作用，保证日光灯的正常工作.启动器中的电容器能使静、动触片脱离瞬间避免产生电火花而烧坏启动器，没有电容器，启动器也能工作.答案：(1)断开的 (2)启动器 氖 (3)大于 (4)断开降压、限流 (5)启动避免产生电火花5答案：AD6解析：开关S 闭合时，由于L 的自感作用，阻碍L 和B 所在支路的电流增大，所以开始时电流几乎全部通过A ，再流向C ，故A 和C 同时先亮，由于流过L 和B 所在支路的电流很小，故A 、C 开始一样亮；通过L 和B 支路的电流方向是由a 到b ，开关S 闭合后，电路达到稳定状态，由于R L ＜＜R 灯，故A 的电阻与L 和B 所在支路的电阻基本相等，即I a ＝I b ＝21I c ，故A 、B 亮度一样，C 最亮，B 上电流方向仍为由a 到b.开关断开时，C 立即熄灭；由于通过L 的电流减小，产生自感电动势与原电流方向相同，这时L 相当于电源，闭合回路中电流方向由a →L →B →b →A ，A 中电流方向是由b 流向a ，b 点电势比a 点高；由于流经A 、B 的电流始终大小相等，故A 、B 始终一样亮，但电流在衰减，故A 、B 最终将同时熄灭，综上分析可知D 项正确.答案：D7答案：A8解答：当日光灯正常发光时，灯管两端的电压在100～120 V ，镇流器上分担了100 V 左右的电压.所以，当灯管正常发光时，将一只额定电压为100 V 的灯泡并联在镇流器两端，当断开镇流器时，灯泡与灯管串联，所以两者均正常发光.接着关闭电源、重新启动时，由于没有镇流器，不能为灯管提供瞬时高压，所以日光灯管不亮，而启动器不间断地闭合、断开……所以只见灯泡闪烁.9解析：(1)S 闭合稳定后，41241211+⨯=++=L L R R R R R 外Ω＝3 Ω. 由闭合电路欧姆定律134+=+=r R E I 外A ＝1 A. 小灯泡两端电压U 1＝I ·R 外＝1×3 V ＝3 V.断开S 的瞬间，L 、R 组成闭合回路431===L L R R U I I A. U 2＝I R ·R 1＝43×12 V ＝9 V.所以319321==U U . (2)开关S 断开的瞬时，由于加在小灯泡两端的电压(或通过小灯泡的电流)突然变大，所以，小灯泡会闪亮一下逐渐熄灭.答案：(1)1∶3 (2)闪亮一下逐渐熄灭.10解析：根据直流电路知识，不难计算出稳定时通过灯泡A 的电流为0.5 A ，通过线圈L 的电流为1.5 A.断开S 瞬间，通过灯泡A 的0.5 A 电流立即消失，由于“自感要阻碍通过线圈的原电流变化”.流经L 的1.5 A 电流将由1.5 A 逐渐减少，所以断开S 时刻的自感电动势大小 E ＝I 2(R L ＋R a )＝12 V.答案：12 V11解答：(1)不能.因为A 处线圈是采用的双绕法，增加开灯的盏数只会使电路中电流增大，但A 中两线中电流始终大小相等方向相反，磁通量相互抵消，B 中磁通量不发生改变，故不能推动J 切断电源.(2)不能.理由同(1).(3)能.因为有电流通过人体而流入地下，使A 中电流发生改变，B 中磁通量发生改变，B 中产生感应电流，从而推动J 切断电源.。

学年鲁科版高中物理选修32第2章楞次定律和自感现象单元测试一、单项选择题1.一磁铁自上向下运动，穿过一闭合导电回路，如下图．当磁铁运动到a处和b处时，回路中感应电流的方向区分是( )A. 顺时针，逆时针B. 逆时针，顺时针C. 顺时针，顺时针D. 逆时针，逆时针2.如图电路〔a〕、〔b〕中，电阻R和自感线圈L的电阻值都是很小．接通S，使电路到达动摇，灯泡A 发光〔〕A. 在电路〔a〕中，断开S，A将立刻变暗B. 在电路〔a〕中，断开S，A将先变得更亮，然后渐突变暗C. 在电路〔b〕中，断开S，A将渐突变暗D. 在电路〔b〕中，断开S，A将先变得更亮，然后渐突变暗3.如下图，闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在匀强磁场中，将它从匀强磁场中匀速拉出，以下各种说法中正确的选项是( )A. 向左拉出和向右拉出时，环中感应电流方向相反B. 向左或向右拉出时，环中感应电流方向都是沿顺时针方向C. 向左或向右拉出时，环中感应电流方向都是沿逆时针方向D. 将圆环拉出磁场进程中，环全部处在磁场中运动时，也有感应电流发生4.等腰三角形内有垂直于纸面向外的匀强磁场，它的底边在x轴上且长为2L，高为L，t=0时辰，边长为L 的正方形导线框从图示位置沿x轴匀速穿过磁场，取顺时针方向为电流的正方向，那么可以正确表示导线框中电流﹣位移〔i﹣x〕关系的是〔〕A. B.C. D.5.如下图，在水平面上有一固定的u形润滑金属框架，框架上放置一金属杆ab．在垂直纸面方向有一匀强磁场，以下状况中能够的是〔〕A. 假定磁场方向垂直纸面向外，并且磁感应强度增大时，杆ab将向右移动B. 假定磁场方向垂直纸面向外，并且磁感应强度减小时，杆ab将向右移动C. 假定磁场方向垂直纸面向里，并且磁感应强度减小时，杆ab将向右移动D. 假定磁场方向垂直纸面向里，并且磁感应强度增大时，杆ab将向右移动6.楞次定律中〝阻碍〞的含义是指〔〕A. 感应电流构成的磁场方向与惹起感应电流的磁场方向相反B. 感应电流构成的磁场只是阻碍惹起感应电流的增强C. 感应电流构成的磁场只是阻碍惹起感应电流的削弱D. 当惹起感应电流的磁场增强时，感应电流的磁场方向与其相反；当惹起感应电流的磁场削弱时，感应电流的磁场方向与其相反7.如下图，E为电池，L是电阻可疏忽不计、自感系数足够大的线圈，D1、D2是两个规格相反且额外电压足够大的灯泡，S是控制电路的开关．关于这个电路，以下说法中正确的选项是( )A. 刚闭合开关S的瞬间，经过D1灯不亮B. 刚闭合开关S的瞬间，经过D1、D2的电流大小不相等C. 闭合开关S待电路到达动摇，D1熄灭，D2亮度一直不变D. 闭合开关S待电路到达动摇，再将S断开瞬间，D2立刻熄灭，D1闪亮一下再熄灭二、多项选择题8.如图，润滑斜面PMNQ的倾角为θ，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，有界匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于斜面向上，ef为磁场的边界，且ef∥MN．线框在恒力F作用下从运动末尾运动，其ab边一直坚持与底边MN平行，F沿斜面向上且与斜面平行．线框刚进入磁场时做匀速运动，那么以下判别正确的选项是〔〕A. 线框进入磁场前的减速度为B. 线框进入磁场时的速度为C. 线框进入磁场时有a→b→c→d方向的感应电流D. 线框进入磁场的进程中发生的热量为〔F﹣mgsinθ〕l19.如下图，、是完全相反的的两个小灯泡，为自感系数很大的线圈，其直流电阻等于灯泡电阻。

第1、2章《电磁感应》《楞次定律和自感现象》单元测试1．假如宇航员登月后，想探测一下月球的表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断正确的是A．直接将电流表放于月球表面，看是否有示数来判断磁场的有无B．将电流表与线圈组成闭合电路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场C．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表有示数，则可判断月球表面有磁场D．将电流表与线圈组成闭合电路，使线圈在某一平面内沿各个方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场解析：电磁感应现象产生的条件是：穿过闭合回路的磁通量发生改变时，回路中有感应电流产生．选项A中，即使有一个恒定的磁场，也不会有示数，所以A错误；同理，如果将电流表与线圈组成回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，也不能判断出没有磁场，因为穿过线圈的磁通量可能是恒定的，所以选项B错误；但是有示数则说明一定是有磁场的，所以选项C正确；将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈在某一平面内沿各个方向运动，电流表也没有示数，只说明通过闭合回路的磁通量不变，该磁通量可能为0，或为另一恒定值，所以D选项错误．答案：C2．物理实验中，常用一种叫做“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电荷量，如图1所示，探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度．已知线圈匝数为n，面积为S，线圈与冲击电流计组成的回路电图1阻为R若将线圈放在被测匀强磁场中，开始线圈平面与磁场垂直，现把探测线圈翻转180°，冲击电流计测出通过线圈的电荷量为q，由上述数据可测出被测磁场的磁感应强度为解析：由E＝n错误!，I＝错误!，q＝IΔt，得q＝错误!，当线圈翻转180°时，ΔΦ＝2BS，故B＝错误!，故选A答案：A3．图2所示是法拉第做成的世界上第一台发电机模型的原理图．将铜盘放在磁场中，让磁感线垂直穿过铜盘；图中a、b导线与铜盘的中轴线处在同一竖直平面内；转动铜盘，就可以使闭合电路获得图2电流．若图中铜盘半径为L，匀强磁场的磁感应强度为B，回路总电阻为R，从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为ω则下列说法正确的是A．回路中有大小和方向周期性变化的电流B．回路中电流大小恒定，且等于错误!C．回路中电流方向不变，且从b导线流进灯泡，再从a导线流向旋转的铜盘D．若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的正弦变化的磁场，不转动铜盘，灯泡中也会有电流流过解析：把铜盘看做若干条由中心指向边缘的铜棒组合而成，当铜盘转动时，每根金属棒都在切割磁感线，相当于电源，由右手定则知，中心为电源正极，盘边缘为负极，若干个相同的电源并联对外供电，电流方向由b经灯泡再从a流向铜盘，方向不变，C对，A错．回路中感应电动势为E＝BL错误!错误!质量分布均匀的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为μ现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离时，速度恰好达到最大运动过程中杆始终与导轨保持垂直．设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g则此过程A．杆的速度最大值为错误!B．流过电阻R的电荷量为错误!C．恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量D．恒力F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量解析：当杆的速度达到最大时，安培力F安＝错误!，杆受力平衡，故F－μmg－F安＝0，所以v＝错误!，选项A错；流过电阻R的电荷量为q＝It＝错误!＝错误!，选项B对；根据动能定理，恒力F、安培力、摩擦力做功的代数和等于杆动能的变化量，由于摩擦力做负功，所以恒力F、安培力做功的代数和大于杆动能的变化量，选项C错D对．答案：BD10．如图9所示，长L的金属导线上端悬挂于C点，下端悬一小球A，在竖直向下的匀图9强磁场中做圆锥摆运动，圆锥的半顶角为θ，摆球的角速度为ω，磁感应强度为B，试求金属导线中产生的感应电动势．解析：方法一：金属导线转一周所切割的磁感线与圆锥底半径转动一周所切割的磁感线相同，所以金属导线切割磁感线的有效长度L′＝L inθ，该有效长度上各点平均切割速度错误!错误!求：1导体棒ab第一次经过O点前，通过它的电流大小；2弹簧的劲度系数；3从导体棒第一次经过O点开始直到它静止的过程中，导体棒ab中产生的热量．解析：1设棒ab在导轨之间的长度为，由欧姆定律得I＝错误!＝错误!2设O点到棒ab距离为，则棒ab的有效长度′＝2tan30°＝错误!，因为棒ab做匀速运动，所以＝BI′，所以＝错误!＝错误!＝错误!3导体棒最终只能静止于O点，故其动能全部转化为焦耳热，即Q＝错误!mv错误!，则Q ab＝错误!＝错误!答案：1错误!2错误!3错误!。

第1、2章《电磁感应》《楞次定律和自感现象》单元测试1.如图所示，O 1O 2是矩形导线框abcd 的对称轴，其左方有垂直于纸面向外的匀强磁场，右方无磁场。

关于导线框abcd 中的感应电流方向，下列说法中正确的是A.若将abcd 向纸外平移，abcd 中将产生逆时针方向的感应电流B.若将abcd 向右平移，abcd 中将产生逆顺时针方向的感应电流C.将abcd 以ab 为轴转动60º，abcd 中将产生逆时针方向的感应电流D.将abcd 以cd 为轴转动60º，abcd 中将产生逆时针方向的感应电流2.如图所示，在垂直于纸面向里的匀强磁场中有由两个大小不等的圆环M 、N 连接而成的导线框。

沿图中箭头方向用外力将N 环拉扁，该过程中，关于M 环中感应电流的说法中正确的是A.有顺时针方向的感应电流产生，且M 环有扩张的趋势B.有逆时针方向的感应电流产生，且M 环有扩张的趋势C.有顺时针方向的感应电流产生，且M 环有收缩的趋势D.有逆时针方向的感应电流产生，且M 环有收缩的趋势3.电阻R 、电容C 与一线圈连接成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N 极朝下，如图所示。

现使磁铁开始自由下落，在N 极接近线圈上端的过程中，流过R 的电流方向和电容器极板的带电情况是 A.从a 到b ，上极板带正电 B.从a 到b ，下极板带正电C.从b 到a ，上极板带正电D.从b 到a ，下极板带正电4.如图所示，一个固定的超导体圆环P电流。

把条形磁铁向右方移走时，由于电磁感应现象，关于这个电流的下列说法中正确的是A.该电流方向如图中箭头方向所示，磁铁移走后，该电流很快消失B.该电流方向如图中箭头方向所示，磁铁移走后，该电流将继续维持下去C.该电流方向和图中箭头方向相反，磁铁移走后，该电流很快消失D.该电流方向和图中箭头方向相反，磁铁移走后，该电流将继续维持下去5.两个环A 、B 置于同一水平面上，其中A 是边缘均匀带电的绝缘环，B 是导体环。