高中物理魯科版選修32：章末綜合測(cè)評(píng) 第2章

1、章末綜合測(cè)評(píng)(二)楞次定律和自感現(xiàn)象(時(shí)間：60分鐘分值：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題6分，共60分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第16題只有一項(xiàng)符合題目要求，第710題有多項(xiàng)符合題目求全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分)1將閉合多匝線圈置于僅隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)中，線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，下列表述正確的是()A感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈的匝數(shù)無(wú)關(guān)B穿過線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大C穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大D感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向始終相同C由法拉第電磁感應(yīng)定律En知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈匝數(shù)有關(guān)，A錯(cuò)

2、誤感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)正比于，與磁通量的大小無(wú)直接關(guān)系，B錯(cuò)誤，C正確根據(jù)楞次定律知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，即“增反減同”，D錯(cuò)誤2飛機(jī)在航母上彈射起飛可以利用電磁驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)電磁驅(qū)動(dòng)的原理如圖1所示，當(dāng)固定線圈上突然通過直流電流時(shí)，線圈附近的金屬環(huán)會(huì)被彈射出去現(xiàn)在固定線圈左側(cè)的同一位置，先后放有分別用銅和鋁制成的閉合金屬環(huán)，已知兩環(huán)的橫截面積相等、形狀相同，且電阻率銅鋁，則合上開關(guān)S的瞬間，下列說(shuō)法不正確的是()圖1A從左側(cè)看環(huán)中的感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向B銅環(huán)受到的安培力大于鋁環(huán)受到的安培力C若將銅環(huán)放置在線圈右方，銅環(huán)將向右運(yùn)動(dòng)D電池正負(fù)極調(diào)換后，金屬環(huán)不能向左彈射D線圈中電

3、流從右側(cè)流入，磁場(chǎng)方向向左，在閉合開關(guān)的過程中，磁場(chǎng)變強(qiáng)，則由楞次定律可知，金屬環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流從左側(cè)看為順時(shí)針方向，A正確；由于銅環(huán)的電阻較小，故銅環(huán)中感應(yīng)電流較大，銅環(huán)受到的安培力要大于鋁環(huán)受到的安培力，B正確；若銅環(huán)放在線圈右方，根據(jù)楞次定律可得，銅環(huán)將向右運(yùn)動(dòng)，C正確；電池正負(fù)極調(diào)換后，金屬環(huán)受力向左，故仍將向左彈射，D錯(cuò)誤3.如圖2所示，平行導(dǎo)軌間有一矩形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，細(xì)金屬棒PQ沿導(dǎo)軌從MN處勻速運(yùn)動(dòng)到MN的過程中，棒上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E隨時(shí)間t變化的圖示，可能正確的是()圖2A在金屬棒PQ進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域之前或出磁場(chǎng)后，棒上均不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，D項(xiàng)錯(cuò)誤在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBl

4、v，與時(shí)間無(wú)關(guān)，保持不變，故A選項(xiàng)正確4如圖3所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩個(gè)導(dǎo)體圓環(huán)a、b，磁場(chǎng)方向與圓環(huán)所在平面垂直磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻增大兩圓環(huán)半徑之比為21，圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分別為Ea和Eb.不考慮兩圓環(huán)間的相互影響下列說(shuō)法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：11452047】圖3AEaEb41，感應(yīng)電流均沿逆時(shí)針方向BEaEb41，感應(yīng)電流均沿順時(shí)針方向CEaEb21，感應(yīng)電流均沿逆時(shí)針方向DEaEb21，感應(yīng)電流均沿順時(shí)針方向B由楞次定律知，題中圓環(huán)感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反，故感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向由法拉第電磁感應(yīng)定律知E，由于兩圓環(huán)半徑之比RaRb21，所以EaEb41，選項(xiàng)B正確5.美

5、國(guó)大眾科學(xué)月刊網(wǎng)站2011年6月22日?qǐng)?bào)道，美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，一種具有獨(dú)特屬性的新型合金能夠?qū)崮苤苯愚D(zhuǎn)化為電能具體而言，只要略微提高溫度，這種合金會(huì)從非磁性合金變成強(qiáng)磁性合金，從而在環(huán)繞它的線圈中產(chǎn)生電流，其簡(jiǎn)化模型如圖4所示M為圓柱形合金材料，N為線圈，套在圓柱形合金材料上，線圈的半徑大于合金材料的半徑現(xiàn)對(duì)M進(jìn)行加熱，則()圖4AN中將產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電流BN中將產(chǎn)生順時(shí)針方向的電流CN線圈有收縮的趨勢(shì)DN線圈有擴(kuò)張的趨勢(shì)D當(dāng)對(duì)M加熱使其溫度升高時(shí)，M的磁性變強(qiáng)，穿過N內(nèi)的磁通量增加，則N中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙其增加，故N有擴(kuò)張的趨勢(shì)，才能使穿過N的磁通量減少，C錯(cuò)，D對(duì)，由于

6、不知M的磁場(chǎng)方向，故不能判斷N中的感應(yīng)電流方向，A、B均錯(cuò)6如圖5甲所示，光滑導(dǎo)軌水平放置在豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖5乙所示(規(guī)定向下為正方向)，導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置，除電阻R的阻值外，其余電阻不計(jì)，導(dǎo)體棒ab在水平外力F的作用下始終處于靜止?fàn)顟B(tài)規(guī)定ab的方向?yàn)殡娏鞯恼较?，水平向右的方向?yàn)橥饬Φ恼较?，則在02t0時(shí)間內(nèi)，能正確反映流過導(dǎo)體棒ab的電流與時(shí)間或外力與時(shí)間關(guān)系的圖線是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：11452048】圖5D在0t0時(shí)間內(nèi)磁通量為向上減少，t02t0時(shí)間內(nèi)磁通量為向下增加，兩者等效，且根據(jù)Bt圖線可知，兩段時(shí)間內(nèi)磁通量的變化率相等，根據(jù)楞次

7、定律可判斷02t0時(shí)間內(nèi)均產(chǎn)生由b到a的大小不變的感應(yīng)電流，選項(xiàng)A、B均錯(cuò)誤；在0t0可判斷所受安培力的方向水平向右，則所受水平外力方向向左，大小FBIL隨B的減小呈線性減?。辉趖02t0時(shí)間內(nèi)，可判斷所受安培力的方向水平向左，則所受水平外力方向向右，大小FBIL隨B的增加呈線性增加，選項(xiàng)D正確7.法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖如圖6所示銅圓盤安裝在豎直的銅軸上，兩銅片P、Q分別與圓盤的邊緣和銅軸接觸圓盤處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中圓盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，關(guān)于流過電阻R的電流，下列說(shuō)法正確的是()圖6A若圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度恒定，則電流大小恒定B若從上向下看，圓盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則電流沿a到b的方向流動(dòng)C若圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)方

8、向不變，角速度大小發(fā)生變化，則電流方向可能發(fā)生變化D若圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍AB由右手定則知，圓盤按如題圖所示的方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流沿a到b的方向流動(dòng)，選項(xiàng)B正確；由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBl2知，角速度恒定，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定，電流大小恒定，選項(xiàng)A正確；角速度大小變化，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小變化，但感應(yīng)電流方向不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，電流變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，由PI2R知，電流在R上的熱功率變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，選項(xiàng)D錯(cuò)誤8.如圖7所示的電路中，三個(gè)燈泡A、B、C完全相同，電感L自感系數(shù)很大，其直流電阻與定值電阻R相等，D為理想二極管，下

9、列判斷中正確的是()圖7A閉合開關(guān)S的瞬間，燈泡A和C同時(shí)亮B閉合開關(guān)S的瞬間，只有燈泡C亮C閉合開關(guān)S穩(wěn)定后，燈泡A、C一樣亮，B不亮D在電路穩(wěn)定后，斷開開關(guān)S的瞬間，燈泡B、C均要亮一下再熄滅BC閉合開關(guān)的瞬間，由于二極管具有單向?qū)щ娦?，所以無(wú)電流通過B，由于線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的阻礙，A燈逐漸變亮，所以閉合開關(guān)S的瞬間，只有燈泡C亮，A錯(cuò)誤，B正確；由于二極管具有單向?qū)щ娦?，電路穩(wěn)定后也無(wú)電流通過B，B不亮，電感L的直流電阻與定值電阻R相等，因此電路穩(wěn)定后A、C一樣亮，C正確；電感L的自感系數(shù)很大，其直流電阻與定值電阻R相等，所以A、C兩個(gè)支路的電流是相等的，在電路穩(wěn)定后，斷開開關(guān)S的瞬間，

10、L由于產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，相當(dāng)于電源，燈泡B、C并聯(lián)，所以B要亮一下再熄滅，同時(shí)由于B與C并聯(lián)，流過C的電流一定比電路穩(wěn)定時(shí)的電流小，所以C不能閃亮一下，而是逐漸熄滅，D錯(cuò)誤9.如圖8所示，兩端與定值電阻相連的光滑平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置，其中R1R22R，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，導(dǎo)軌寬度為L(zhǎng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.導(dǎo)體棒ab的電阻為R，垂直導(dǎo)軌放置，與導(dǎo)軌接觸良好釋放后，導(dǎo)體棒ab沿導(dǎo)軌向下滑動(dòng)，某時(shí)刻流過R2的電流為I，在此時(shí)刻()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：11452049】圖8A重力的功率為6I2RB導(dǎo)體棒ab消耗的熱功率為4I2RC導(dǎo)體棒受到的安培力的大小為2BILD導(dǎo)體棒的速度大小為BC導(dǎo)體棒ab

11、向下滑動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，R1與R2并聯(lián)接在ab兩端，R1R22R，設(shè)當(dāng)ab棒速度為v時(shí)，流過R2的電流為I，由閉合電路歐姆定律知2I，解得v，此時(shí)ab棒重力的功率為Pmgv sin mg sin ，ab棒消耗的熱功率為P(2I)2R4I2R，ab棒受到的安培力大小為FB2IL2BIL，綜上知B、C正確，A、D錯(cuò)誤10如圖9所示，閉合矩形線框abcd從高處自由下落一段時(shí)間后進(jìn)入有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在ab邊開始進(jìn)入磁場(chǎng)到cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的這段時(shí)間內(nèi)，線框運(yùn)動(dòng)的速度圖象可能是選項(xiàng)中的()圖9ABCDACD線框的ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)F，由于線框下落時(shí)的高度不確定，則線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小不知，線框

12、所受的安培力大小不確定，安培力與重力的大小關(guān)系不確定，所以線框可能做勻速運(yùn)動(dòng)，可能先做加速運(yùn)動(dòng)再做勻速運(yùn)動(dòng)，也可能先做減速運(yùn)動(dòng)再做勻速運(yùn)動(dòng)故選A、C、D.二、非選擇題(本題共3個(gè)小題，共40分，計(jì)算題要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)11(10分)固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的正方形導(dǎo)線框abcd邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，其中ab是一段電阻為R的均勻電阻絲，其余三邊均為電阻可忽略的銅線，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里，現(xiàn)有一段與ab完全相同的電阻絲PQ架在導(dǎo)線框上，如圖10所示，以恒定的速度v從ad滑向bc，當(dāng)PQ滑過的距離時(shí)，通過aP段電阻絲的電流是多大？方向如何？圖10【解析】當(dāng)PQ滑過的距離時(shí)

13、，其等效電路圖如圖所示PQ切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為EBLv感應(yīng)電流為I，R總RRR，IaPI電流方向?yàn)閺腜到a.【答案】從P到a12(14分)如圖11所示，水平面(紙面)內(nèi)間距為l的平行金屬導(dǎo)軌間接一電阻，質(zhì)量為m、長(zhǎng)度為l的金屬桿置于導(dǎo)軌上t0時(shí)，金屬桿在水平向右、大小為F的恒定拉力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)t0時(shí)刻，金屬桿進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，且在磁場(chǎng)中恰好能保持勻速運(yùn)動(dòng)桿與導(dǎo)軌的電阻均忽略不計(jì)，兩者始終保持垂直且接觸良好，兩者之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.重力加速度大小為g.求：圖11(1)金屬桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的大?。?2)電阻的阻值【解析】(1)設(shè)金

14、屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)前的加速度大小為a，由牛頓第二定律得maFmg設(shè)金屬桿到達(dá)磁場(chǎng)左邊界時(shí)的速度為v，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有vat0當(dāng)金屬桿以速度v在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由法拉第電磁感應(yīng)定律，桿中的電動(dòng)勢(shì)為EBlv聯(lián)立式可得EBlt0.(2)設(shè)金屬桿在磁場(chǎng)區(qū)域中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬桿中的電流為I，根據(jù)歐姆定律I式中R為電阻的阻值金屬桿所受的安培力為fBlI因金屬桿做勻速運(yùn)動(dòng)，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得Fmgf0聯(lián)立式得R.【答案】(1)Blt0(2)13.(16分)如圖12所示，水平的平行虛線間距為d，其間有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)一個(gè)長(zhǎng)方形線圈的邊長(zhǎng)分別為L(zhǎng)1、L2，且L2d，線圈質(zhì)量m，電阻為R.現(xiàn)將線圈由其下邊緣離磁場(chǎng)的距離為h處?kù)o止釋放，其下邊緣剛進(jìn)入磁場(chǎng)和下邊緣剛穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度恰好相等求：圖12(1)線圈剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的感應(yīng)電流的大??；(2)線圈從下邊緣剛進(jìn)磁場(chǎng)到下邊緣剛出磁場(chǎng)(圖中兩虛線框所示位置)的過程做何種運(yùn)動(dòng)？求出該過程最小速度v；(3)線圈進(jìn)出磁場(chǎng)的全過程中產(chǎn)生的總焦耳熱Q總.【導(dǎo)學(xué)號(hào)：11452050】【解析】(1