鲁科版高中物理选修3-2《第2章 楞次定律和自感现象》章末检测试卷(含答案)
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1、第第 2 章章 楞次定律和自感现象楞次定律和自感现象 章末检测章末检测 (时间:90 分钟 满分:100 分) 一、选择题(共 12 小题,每小题 5 分,共 60 分。17 题为单项选择题,812 题 为多项选择题) 1.如图 1 所示,通电直导线右边有一个矩形线框,线框平面与通电直导线共面。 若使线框逐渐远离(平动)通电导线,则穿过线框的磁通量将( ) 图 1 A.逐渐减小 B.逐渐增大 C.保持不变 D.不能确定 解析 由通电直导线磁场分布可知,线框右移磁通量减小,故选项 A 正确。 答案 A 2.如图 2, 一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直面内, 环的圆心与两 导线距离相等
2、,环的直径小于两导线间距。两导线中通有大小相等、方向向下的 恒定电流。若( ) 图 2 A.金属环向上运动,则环上的感应电流方向为顺时针方向 B.金属环向下运动,则环上的感应电流方向为顺时针方向 C.金属环向左侧直导线靠近,则环上的感应电流方向为逆时针方向 D.金属环向右侧直导线靠近,则环上的感应电流方向为逆时针方向 解析 根据楞次定律, 当金属圆环上、 下移动时, 穿过圆环的磁通量不发生变化, 故没有感应电流产生,故选项 A、B 错误;当金属圆环向左移动时,则穿过圆环 的磁场垂直纸面向外并且增强,故根据楞次定律可以知道,产生的感应电流为顺 时针方向,故选项 C 错误;当金属圆环向右移动时,则
3、穿过圆环的磁场垂直纸面 向里并且增强,故根据楞次定律可以知道,产生的感应电流为逆时针方向,故选 项 D 正确。 答案 D 3.下列哪些做法可以减少涡流的产生( ) A.在电动机、变压器中的线圈中加入铁芯 B.电动机、变压器内部铁芯都是由相互绝缘的硅钢片组成 C.在电磁冶金中,把交变电流改成直流 D.一些大型用电器采用特制的安全开关 解析 在电动机、变压器中的线圈中加入铁芯,是为了增强线圈的磁通量,与涡 流无关,选项 A 错误;在整块导体内部发生电磁感应而产生感应电流的现象称为 涡流现象,要损耗能量,不用整块的硅钢铁芯,用相互绝缘的硅钢片叠合而成, 其目的是为了减小涡流,选项 B 正确;在电磁冶
4、金中,是利用涡流产生的热量, 把交变电流改成直流则不能使用,选项 C 错误;一些大型用电器采用特制的安全 开关是为了防止断电时由于自感产生高压,与涡流无关,选项 D 错误。 答案 B 4.如图 3 所示,两个完全相同的矩形导线框 A、B 在靠得很近的竖直平面内,线框 的长边均处于水平位置。线框 A 固定且通有电流 I,线框 B 从图示位置由静止释 放,在运动到 A 下方的过程中( ) 图 3 A.穿过线框 B 的磁通量先变小后变大 B.线框 B 中感应电流的方向先顺时针后逆时针 C.线框 B 所受安培力做负功 D.线框 B 的机械能先减小后增大 解析 当线框 B 与线框 A 重合时, 穿过线框
5、 B 的磁通量最大, 故穿过线框 B 的磁 通量变化情况是先向外增加再向里增加,然后又向外增加,选项 A 错误;由楞次 定律可知, 线框B中的感应电流方向为先顺时针后逆时针再顺时针, 选项B错误; 线框 B 所受的安培力要阻碍线框 B 的运动,故安培力做负功,线框 B 的机械能一 直减小,选项 C 正确,D 错误。 答案 C 5.如图 4 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,线框开始做减速运动,直到其上边 cd 刚刚穿出磁场 时,速度减为 ab 边刚进入磁场时的一半,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
6、(已知重力加速度为 g)( ) 图 4 A.2mgL B.2mgLmgH C.2mgL3 4mgH D.2mgL1 4mgH 解析 设线框刚进入磁场时的速度为 v1,刚穿出磁场时的速度 v2v1 2 线框自开始进入磁场到完全穿出磁场共下落高度为 2L。 由题意得 mgH1 2mv 2 1 由能量守恒定律得 1 2mv 2 1mg 2L1 2mv 2 2Q 由得 Q2mgL3 4mgH。选项 C 正确。 答案 C 6.A、 B 两闭合圆形导线环用相同规格的导线制成, 它们的半径之比 rArB21, 在两导线环包围的空间内存在一正方形边界的匀强磁场区域,磁场方向垂直于两 导线环所在的平面, 如图
7、5 所示。 在磁场的磁感应强度随时间均匀增大的过程中, 不考虑 A、B 环之间的影响,下列说法正确的是( ) 图 5 A.两导线环内所产生的感应电动势相等 B.A 环内所产生的感应电动势大于 B 环内所产生的感应电动势 C.流过 A、B 两导线环的感应电流的大小之比为 14 D.流过 A、B 两导线环的感应电流的大小之比为 11 解析 某一时刻穿过 A、B 两导线环的磁通量均为穿过磁场所在区域面积上的磁 通量,设磁场区域的面积为 S,则 BS,由 E t B t S(S 为磁场区域面积), 对 A、B 两导线环,有EA EB1,所以选项 A 正确,B 错误;I E R,R l S1(S1 为导
8、 线的横截面积),l2r,所以IA IB EArB EBrA 1 2,选项 C、D 错误。 答案 A 7.如图 6 所示,紫铜做的圆盘水平放置在竖直向下的匀强磁场中,圆盘圆心处固 定一个摇柄,边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧贴,用导线将电刷与电流表连接 起来形成回路。转动摇柄,使圆盘以角速度 逆时针匀速转动,下列说法正确的 是( ) 图 6 A.回路中不会产生感应电流 B.回路中会产生大小不变、方向变化的感应电流 C.回路中电流的大小和方向都周期性变化,周期为2 D.回路中电流方向不变,从 b 导线流进电流表 解析 圆盘转动可等效看成无数径向导体切割磁感线,有效切割长度为铜盘的半 径,由右手定则
9、可知,每个导体的电流方向均从边缘指向圆心,即回路中电流方 向不变,从 b 导线流进电流表,A 错误,D 正确;铜盘转动产生的感应电动势为 E1 2BL 2,L 为径向半径,B、L、 不变,则 E 不变,感应电流大小为 IE R, 可知电流大小恒定不变,B、C 错误。 答案 D 8.如图 7 所示, MN、 PQ 是间距为 L 的平行光滑金属导轨, 置于磁感应强度为 B、 方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中,M、P 间接有一阻值为 R 的电阻。一 根与导轨接触良好、有效阻值为R 2的金属导线 ab 垂直导轨放置,并在水平外力 F 的作用下以速度 v 向右匀速运动,不计导轨电阻,则( ) 图 7
10、 A.通过电阻 R 的电流方向为 PRM B.a、b 两点间的电压为 BLv C.a 端电势比 b 端高 D.外力 F 做的功等于电路中产生的焦耳热 解析 根据楞次定律或右手定则可判断出,通过电阻 R 的电流方向为 MRP, 选项 A 错误;导线 ab 相当于电源,电源电动势 EBLv,内阻 rR 2,所以 a、b 两点间的电压为路端电压, 即 Uab2BLv 3 , 选项 B 错误; 在电源内部, 电流从 ba, 所以 a 端电势比 b 端高,选项 C 正确;因为导线 ab 在水平外力 F 的作用下做匀 速运动, 所以安培力与外力F等大反向, 安培力做的功与外力F做的功大小相等, 又因为电路
11、中产生的焦耳热等于克服安培力做的功,所以电路中产生的焦耳热也 等于外力 F 做的功,选项 D 正确。 答案 CD 9.如图 8 所示,A、B 是两个完全相同的灯泡,L 是电阻为零的纯电感,且自感系 数 L 很大。C 是电容较大且不漏电的电容器,下列判断正确的是( ) 图 8 A.S 闭合时,A 灯亮后逐渐熄灭,B 灯逐渐变亮 B.S 闭合时,A 灯、B 灯同时亮,然后 A 灯变暗,B 灯变得更亮 C.S 闭合,电路稳定后,S 断开时,A 灯突然亮一下,然后熄灭,B 灯立即熄灭 D.S 闭合,电路稳定后,S 断开时,A 灯突然亮一下,然后熄灭,B 灯逐渐熄灭 解析 当 S 闭合时, 通过自感线圈
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