第2章 楞次定律和自感现象 章末过关检测

(时间：90分钟，满分：100分)

一、选择题(本题包括10小题，每小题4分，共40分，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．)

1．下列属于自感现象的是( ) A．由于电线老化被烧断 B．电焊机

C．大型电动机断开开关产生电弧火花 D．拔下家用电器的电源插头看到电火花

解析：选BCD.电线老化造成的断路不属自感现象，A错．电焊时电流减小引起的自感现象产生电弧火花，使金属 熔化，冷却后就熔为一体了，B正确；把电路中开关断开，就会在电路中产生自感电动势，使开关的闸刀与固定夹片之间的空气电离，产生电火花，C、D正确．

2．关于日光灯电路的连接下列说法正确的是( )

A．启动器与灯管并联 B．镇流器与灯管串联 C．启动器与镇流器并联 D．启动器相当于开关

解析：选ABD.根据日光灯工作原理知，启动器与灯管并联、镇流器与灯管串联，启动器的动触片和静触片短暂接通后断开，镇流器向灯管提供瞬时高压．所以，启动器仅起到了开关作用．

3．如图2－17，金属棒中有感应电动势的是( )

图2－17

解析：选AD.导体棒切割磁感线才能产生感应电动势，所以选项AD正确．

4.如图2－18所示，空间有一个方向水平的有界磁场区域，一个矩形线框，自磁场上方某一高度下落，然后进入磁场，进入磁场时，导线框平面与磁场方向垂直，则在进入时导线框不可能( ) A．变加速下落

图2－18

B．变减速下落

C．匀速下落 D．匀加速下落

解析：选D.线框下落时的高度不同，进入磁场时的速度、产生的感应电动势、感应电流、线框所受的安培力不同，可能大于、等于或小于线框重力，故线框的运动可能有三种，只有D项是不可能的． 5.在水平桌面上放一闭合铝环，如图2－19所示，当其正上方的一条形磁铁向下运动时( )

A．圆环有收缩趋势，对桌面压力减小 B．圆环有扩张趋势，对桌面压力增大 C．圆环有收缩趋势，对桌面压力增大 D．圆环有扩张趋势，对桌面压力减小

图2－19

解析：选C.由楞次定律的推广含义，磁铁向

下运动，穿过圆环的磁通量增加，那么圆环必有向里收缩及向下运动的趋势，以阻碍磁通量的增加，故C正确．

6.如图2－20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右端迅速插入 管内，你将看到的现象是( )

A．灯泡变暗 B．灯泡变亮

图2－20

C．螺线管缩短 D．螺线管伸长

解析：选AD.软铁棒迅速插入的过程中，穿过螺线管的磁通量增加，螺线管产生电磁感应现象．根据楞次定律可知，感应电流的磁场将阻碍磁通量的增加，产生的感应电动势与原电动势方向相反，所以，电路中的总电动势减小，造成电流减小，故有灯泡变暗和螺线管伸长的现象发生．选项A、D正确．

7.如图2－21所示，一水平放置的圆形通电线圈a固定，另一较小的圆形线圈b从a的正上方下落，在下落过程中两线圈始终保持平行且共轴，则线圈b从线圈a的正上方下落过程中，从上往下看线圈b应是( )

A．有逆时针方向的感应电流 B．有顺时针方向的感应电流

C．先有顺时针方向的感应电流、后有逆时针

方向的感应电流

D．先有逆时针方向的感应电流、后有顺时针

图2－21

方向的感应电流

解析：选C.向下穿过的过程中，穿过b环的磁通量先增大后减少，在a环上方时，穿过b环的磁通量增大，由楞次定律知，感应电流的磁场阻碍增大，所以与原磁场方向相反，根据安培定则得感应电流方向为顺时针；同理可得b穿过a后，磁通量减少，感应电流的方向应该是逆时针．选项C正确．

8.如图2－22所示，电路中除电阻R外，其余电阻均不计，光滑导轨水平放置在竖直向上的匀强磁场中．导体AB水平放在导轨上，当开关S闭合后，有关能量转化的描述正确的是( )

A．电源输出的总能量等于导体AB所得

到的动能 B．导体AB运动稳定后，电源输出的能

图2－22

量等于电阻R产生的热量 C．导体AB运动稳定前，电源输出的总能量等于导体AB的动能 加上电阻R产生的热量

D．导体AB运动稳定后，电源不再输出能量

解析：选CD.闭合开关S，电流从B→A通过导体AB，导体AB在磁场中受安培力F1向右运动，导体AB向右运动切割磁感线，产生感应电动势，方向从A→B，使回路中电流减弱．随着导体AB运动速度的增大，它产生的感应电动势不断增大，最后使电路中的电流减为零，电源不再输出能量，而导体AB的运动也达到一稳定状态．从能量转化的角度看，导体AB稳定前，电源输出的电能一部分转化为导体AB的动能，一部分转化为电阻R的热能．导体AB稳定后，电源不再输出能量，整个系统中也不再有能量的转化．

9．一航天飞机下有一细金属杆，杆指向地心．若仅考虑地磁场的影响，则当航天飞机位于赤道上空( )

A．由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上 向下

B．由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上 向下

C．沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时，金属杆中感 应电动势的方向一定由下向上

D．沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时，金属杆中一 定没有感应电动势

解析：选AD.如图所示，设观察方向为面向北方，左西右东，则地磁场方向平行赤道表

面向北，若飞机由东向西飞行时，由右手定则可判断出电动势方向为由上向下．若飞机由西向东飞行时，由右手定则可判断出电动势方向为由下向上，选项A对，选项B错；沿着经过地磁极的那条经线运动时，速度方向平行于磁场，金属杆中一定没有感应电动势，选项C错，选项D对．

10.(2009年高考福建理综卷)如图2－23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d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上的磁感应强度大小为B的匀强磁场中．一质量为m(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

图2－23

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l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( )

(F－μmg)R

A．杆的速度最大值为B2d2

Bdl

B．流过电阻R的电量为

R＋r

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

B2d2v

解析：选BD.当杆的速度达到最大时，安培力F安＝，杆受

R＋r

(F－μmg)(R＋r)

力平衡，故F－μmg－F安＝0，所以v＝，A错误；流B2d2ΔΦBdl

过电阻R的电量为q＝It＝＝，选项B对；根据动能定理，

R＋rR＋r

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，C错误D正确． 二、填空、实验题(本题共2小题，共14分．把答案填在题中指定位置)

11.如图2－24所示的电路中，L为自感线圈，R是一个灯泡，E是电源．当S闭合瞬间，通过电灯的电流方向是________；当S切断瞬间，通过电灯的电流方向是________．

图2－24

解析：S闭合时，A端电势高，电流由A流向B，S切断瞬间，流过线圈的电流减小，由于自感作用，B端电势高，电流由B流向A.

答案：A→B B→A 12．一同学用如图2－25所示装置研究感应电流的方向与引起感应电流的磁场方向的关系，已知电流从a接线柱流入电流表时，电流表指针右偏，实验时，磁场方向、磁铁运动情况及电流表指针偏转情况记录在下表中．

图2－25 实验序号 磁场方向 磁铁运动情况 指针偏转情况 1 向下 插入 右偏 2 向下 拔出 左偏 3 向上 插入 左偏 4 向上 拔出 右偏 ①由实验1、3得出的结论是：穿过闭合回路的磁通量________时，感应电流的磁场与原磁场方向________．

②由实验2、4得出的结论是：穿过闭合回路的磁通量________时，感应电流的磁场与原磁场方向________．

③由实验1、2、3、4得出的结论是：感应电流的磁场总是________引起感应电流的磁场的变化．

解析：根据实验现象和电流流入方向与指针偏转的关系知： ①增加 相反 ②减小 相同 ③阻碍

答案：见解析

三、计算题(本题共4小题，共46分．解答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)在竖直平面内有一平行光滑轨道MN、PQ，轨宽0.2 m，在导轨间连接电阻R＝0.2 Ω，其他电阻不计，导轨间有一匀强磁场，B＝0.5 T，方向如

图2－26

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