沪科版 (2019)选择性必修 第二册2.2 感应电流的方向——楞次定律达标测试

这是一份沪科版 (2019)选择性必修 第二册2.2 感应电流的方向——楞次定律达标测试，共18页。试卷主要包含了如图所示，两根间距为，如图所示，圆心为O，下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
1．如图，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨相同的光滑金属棒P．Q静止在导轨上。时用水平恒力F向右拉动金属棒Q运动过程中金属棒PQ始终与导轨垂直并接触良好金属棒P．Q与导轨构成的回路中的电流用I表示．磁通量用中表示：金属棒Q的加速度用a表示，其相对金属棒P的速度用表示。下列关于I．．a．与时间t的关系图像中正确的是（ ）
A．B．C．D．
2．如图，和是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，固定在水平面上，右端接一个阻值为R的定值电阻，平直部分导轨左边区域有宽度为d．方向竖直向上．磁感应强度大小为B的匀强磁场，质量为m．电阻也为R的金属棒从高为h处由静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为，金属棒与导轨间接触良好，则金属棒穿过磁场区域的过程中（重力加速度为g）（ ）
A．金属棒克服安培力做的功等于金属棒产生的焦耳热
B．金属棒克服安培力做的功为
C．金属棒产生的电热为
D．金属棒运动的时间为
3．如图所示，宽度为2d与宽度为d的两部分金属导轨衔接良好，固定在绝缘的水平面上，空间存在竖直向下的匀强磁场，导轨左．右侧磁场的磁感应强度大小分别为B．2B。两完全相同的导体棒甲和乙按如图的方式置于左．右侧的导轨上，已知两导体棒的质量均为m．两导体棒单位长度的电阻均为，现给导体棒甲一水平向右的初速度。假设导轨的电阻忽略不计，导体棒与导轨之间的摩擦忽略不计，且两部分导轨足够长，金属棒甲始终未滑过图中的虚线位置。则下列说法正确的是（ ）
A．当导体棒甲开始运动瞬间，甲．乙两棒的加速度大小满足
B．运动足够长的时间后，最终两棒以相同的加速度做匀加速运动
C．最终两棒均做匀速运动，速度大小满足
D．最终两棒以相同的速度匀速运动，该过程甲棒中产生的焦耳热为
4．如图所示，两根间距为．电阻不计且足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角，质量为．电阻为的金属棒被锁定在轨道上。整个装置处在垂直于导轨平面向上．磁感应强度大小为的匀强磁场中，棒受到沿斜面向上．大小为的恒力作用。某时刻棒解除锁定，经过时间棒刚好达到最大速度。金属棒始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度为。下列说法正确的是（ ）
A．解除锁定后，棒中产生的感应电流方向由
B．解除锁定后瞬间，棒的加速度大小为
C．时间内棒重力势能的增加量大于回路中产生的焦耳热
D．时间内通过棒的电量为
5．如图所示，圆心为O．半径为r和2r的同心圆形金属导轨固定在同一平面内，两环间接有阻值为2R的定值电阻。长为r．电阻为R的金属棒AB置于导轨上，BA的延长线通过圆心O。整个装置处于磁感应强度为B．方向如图的匀强磁场中。当AB以角速度ω绕O逆时针匀速转动时（AB与导轨接触良好，导轨电阻不计）（ ）
A．金属棒中的电流方向由A向BB．金属棒两端的电压为
C．金属棒受到的安培力大小为D．定值电阻2R的热功率为
6．下列说法正确的是（ ）
A．牛顿不畏权威，通过“理想斜面实验”，科学地推理出“力不是维持物体运动的原因”
B．卡文迪许发现了电荷之间的相互作用规律，并测出了静电力常量k的值
C．法拉第通过实验研究，总结出“磁生电”是一种在变化．运动的过程中才能出现的效应，并总结出楞次定律
D．安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说
7．如图所示，正方形MNPQ内的两个三角形区域充满匀强磁场，形状与MNPQ完全相同的闭合导线框M′N′P′Q′在外力作用下沿轴线OO′水平向左匀速运动。设通过导线框的感应电流为i，逆时针方向为电流的正方向，当t=0时M′Q′与NP重合，在M′Q′从NP到临近MQ的过程中，下列图像中能反映i随时间t变化规律的是（ ）
A.
B.
C.
D.
8．如图所示，在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，将一水平放置的长为l的金属棒ab以某一水平速度v0抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平。不计空气阻力，关于金属棒在运动过程中产生的感应电动势，下列判断正确的是（ ）
A. ab棒不会产生电动势
B. ab棒产生的电动势越来越大
C. ab棒的电动势保持不变，且a端电势低于b端电势
D. ab棒的电动势保持不变，且a端电势高于b端电势
9．如图所示，导体棒ab在匀强磁场中沿金属导轨向右加速运动，c为铜制圆线圈，线圈平面与螺线管中轴线垂直，圆心在螺线管中轴线上，则（ ）
A. 导体棒ab中的电流由b流向aB. 螺线管内部的磁场方向向左
C. 铜制圆线圈c被螺线管吸引D. 铜制圆线圈c有收缩的趋势
10．如图所示，间距的两平行光滑金属导轨固定在水平面上，两端分别连接有阻值均为的电阻．，轨道有部分处在方向竖直向下．磁感应强度大小为的有界匀强磁场中，磁场两平行边界与导轨垂直，且磁场区域的宽度为，一电阻．质量的导体棒垂直置于导轨上，导体棒现以方向平行于导轨．大小的初速度沿导轨从磁场左侧边界进入磁场并通过磁场区域，若导轨电阻不计，则下列说法正确的是（ ）
A．导体棒通过磁场的整个过程中，流过电阻的电荷量为1C
B．导体棒离开磁场时的速度大小为
C．导体棒运动到磁场区域中间位置时的速度大小为
D．导体棒通过磁场的整个过程中，电阻产生的电热为1J
11．如图，光滑金属导轨所在平面竖直，匀强磁场与导轨平面垂直。一水平导体棒由静止开始下落，下落时导体棒两端与轨道接触良好。下落一段距离，导体棒获得的动能为，损失的重力势能为，回路中产生的焦耳热为Q。则（ ）
A．B．恒量
C．D．
12．如图所示，在光滑绝缘的水平面上方，有两个方向相反的水平方向的匀强磁场，磁场范围足够大，磁感应强度的大小左边为2B，右边为3B，一个竖直放置的宽为L。长为3L．单位长度的质量为m．单位长度的电阻为r的矩形金属线框，以初速度v垂直磁场方向从图中实线位置开始向右运动，当线框运动到虚线位置（在左边磁场中的长度为L。在右边磁场中的长度为2L）时，线框的速度为，则下列判断正确的是（ ）
A．此时线框中电流方向为逆时针，线框中感应电流所受安培力为
B．此过程中通过线框截面的电量为
C．此过程中线框产生的焦耳热为
D．线框刚好可以完全进入右侧磁场
13．如图所示，有一与水平面成30°放着两根相距为的足够长的光滑平行金属导轨和，导轨的电阻忽略不计，在两根导轨的端点N．Q之间连接一个阻值的电阻，导轨上跨放着一根长，质量，电阻值的金属棒，金属棒与导轨正交放置，接触良好，交点为c．d。空间有垂直导轨平面向下的匀强磁场，金属棒沿导轨和匀速下滑，，下列说法正确的是（ ）
A．金属棒匀速下滑的速度为
B．c．d两点间的电势差为
C．a．b两点间的电势差为
D．金属棒的发热功率为

14．长为a．宽为b的矩形线框有n匝，每匝线圈电阻为R。如图所示，对称轴MN的左侧有磁感应强度为B的匀强磁场，第一次将线框从磁场中以速度v匀速拉出，第二次让线框以ω＝的角速度转过90°角．那么（ ）
A．通过导线横截面的电荷量q1：q2＝1：n
B．通过导线横截面的电荷量q1：q2＝1：1
C．线框发热功率P1：P2＝2n：1
D．线框发热功率P1：P2＝1：2
15．如图所示，两根平行长直．电阻不计的光滑金属轨道，固定在同一绝缘水平面内，间距为d，其左端接有阻值为R的电阻，整个装置处在方向竖直向下．磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一阻值为r的导体棒ab垂直于轨道放置，且与两轨道接触良好，导体棒在水平向右．垂直于棒的拉力F作用下，从静止开始沿轨道做匀加速直线运动，当导体棒速度大小为v时，下列说法正确的是（ ）
A．导体棒ab两端的电压等于
B．此过程中拉力F的大小与运动时间成正比
C．此过程中克服安培力所做的功等于导体棒上产生的焦耳热
D．此过程中拉力F所做的功等于导体棒增加的动能与回路上产生的电能之和
参考答案与试题解析
1．【答案】D
【解析】【来源】河南省名校联盟2020-2021学年高二（下）6月联考物理试题
ABD．由题意可知Q棒由静止开始加速，受水平向右的恒力F和反向的安培力作用；Р棒在安培力作用下同样由静止开始加速。对Q棒有
对Р棒有
又
所以I刚开始一段时间内逐渐增大，也逐渐增大，而逐渐减小，逐渐增大，且有
，故
增大；当和相同时达到稳定状态，不变，电流不再改变，所以金属棒Q先做加速度减小的加速运动，然后做匀加速运动；故选项A．B均错误，选项D正确；
C．又两金属棒达到稳定状态时
故P．Q间的距离增大。根据
可知，不断增大，故选项C错误。
故选Ｄ。
2．【答案】D
【解析】【来源】2021届湖南省邵阳市新邵县高三（下）新高考适应性考试物理试题
A．根据功能关系知，金属棒克服安培力做的功等于金属棒以及电阻R上产生的焦耳热之和，故A错误；
B．设金属棒克服安培力所做的功为W．对整个过程，由动能定理得
mgh-μmgd-W=0
得
W=mg（h-μd）
故B错误；
C．电路中产生的总的焦耳热
Q=W= mg（h-μd）
则金属棒产生的电热为
Q′=mg（h-μd）
故C错误；
D．金属棒在下滑过程中，其机械能守恒，由机械能守恒定律得
mgh=mv02
得
金属棒经过磁场通过某界面的电量为
根据动量定理

其中

解得

选项D正确。
故选D。
3．【答案】D
【解析】【来源】2021届山东省日照市校际联合高三（下）三模物理试题
导体棒甲刚开始运动时两棒受到的安培力大小相等，则加速度也相等，运动过程中动量守恒，最终两棒均做匀速运动，速度大小满足
系统产生的总热量为系统损失的动能，即
甲棒中产生的焦耳热为
故D正确，ABC错误。
故选D。
4．【答案】C
【解析】【来源】江苏省连云港市2020-2021学年高二（下）期末调研物理试题
A．解除锁定后，根据右手定则可知，棒中产生的感应电流方向由，所以A错误；
B．解除锁定后瞬间，棒的加速度大小为，则有

解得
所以B错误；
C．时间内棒重力势能的增加量为
回路中产生的焦耳热为
经过时间棒刚好达到最大速度，棒在导轨上运动的位移为x，由动能定理可得
整理可得
则有
所以C正确；
D．时间内通过棒的电量为q，则有
经过时间棒刚好达到最大速度，由动量定理有
联立解得
所以D错误；
故选C。
5．【答案】C
【解析】【来源】山西省太原市2020-2021学年高二（下）期中质量监测物理试题
A．金属棒逆时针转动，根据右手定则判断可知，金属棒中的电流方向由B向A，故A错误；
B．导体棒产生的感应电动势大小为
金属棒两端的电压为路段电压，可得
故B错误；
C．根据可得，金属棒受到的安培力大小为
故C正确；
D．定值电阻2R的热功率为
故D错误。
故选C。
6．【答案】D
【解析】
A．伽利略不畏权威，通过“理想斜面实验”，科学地推理出“力不是维持物体运动的原因”，A错误；
B．库仑发现了电荷之间的相互作用规律，并根据库仑扭秤实验测出了静电力常量k的值，B错误；
C．法拉第通过实验研究，总结出“磁生电”是一种在变化．运动的过程中才能出现的效应，纽曼．韦伯总结出法拉第电磁感应定律，C错误；
D．安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说，D正确。
故选D。
7．【答案】B
【解析】
【详解】闭合导线框M′N′P′Q′匀速向左运动过程，穿过回路和磁通量不断增大，根据楞次定律可知，回路中的电流一直是逆时针的，所以电流一直为正。线框向左匀速运动过程中，切割磁感线的有效长度先减小，后增大，所以感应电流先减小，后增大。
故选B。
8．【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】将一水平放置的长为l的金属棒ab以某一水平速度v0抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平，由右手定则可知a端电势低于b端电势，金属棒产生的电动势，公式中速度应与金属棒的切割长度垂直，金属棒做平抛运动，水平速度不变，所以ab棒的电动势保持不变。
故选C。
9．【答案】D
【解析】
【详解】A．由右手定则可知导体棒ab中的电流由a流向b，故A错误；
B．由安培定则可知螺线管内部的磁场方向向右，故B错误；
CD．螺线管电流增大，铜制圆线圈c磁通量增大，根据楞次定律可知会被螺线管排斥，铜制圆线圈c有收缩的趋势，故C错误，D正确。
故选D。
10．【答案】D
【解析】【来源】2021届辽宁省高三（下）普通高等学校招生考试冲刺压轴卷物理试题（一）
A．导体棒通过磁场的整个过程中，流过导体棒的电荷量为
则流过电阻的电荷量为0.5C，选项A错误；
BC．设小车离开磁场时的速度为v，导体在磁场中运动的时间为t，根据动量定理有
即
代入数据解得
同理可得，导体棒运动到磁场区域中间位置时的速度大小为，选项BC错误；
D．整个过程电路产生的电热为
则导体棒产生的电热为2J，电阻产生的电热为1J，选项D正确；
故选D。
11．【答案】D
【解析】【来源】上海市南洋模范中学2020-2021学年高二（下）期末物理试题
导体棒下落过程中，导体棒的重力势能一部分转化为动能，一部分转化为回路中产生的焦耳热，根据能量守恒定律，则导体棒损失的重力势能等于导体棒获得的动能以及回路中产生的焦耳热之和，即
故选D。
12．【答案】D
【解析】【来源】2021届河南省实验中学高三（下）5月第四次模拟理综物理试题
A．线框左边切割磁感线相当于电源，由右手定则可知，其下端为正极，同理线框右边其上端为正极，则感应电流方向为逆时针，回路中产生感应电动势为
感应电流为
此时线框所受安培力为
所以A错误；
B．由动量定理有
联立解得
所以B错误；
D．此过程中通过线框磁通量的变化量为
此过程中通过线框截面的电量为
联立解得
则
当线框全部进入右侧磁场时有
此过程中通过线框截面的电量为
联立解得
由动量定理有
联立解得
所以D正确；
C．此过程中线框产生的焦耳热为
所以C错误；
故选D。
13．【答案】B
【解析】
A．金属棒沿导轨匀速下滑，有
解得
，
故A错误；
B．根据右手定则可知等效电源cd内部电流由c到d，即d点为电源正极，cc．d两点间的电势差为闭合电路的路端电压，且，，有
故B正确；
C．a．b两点间的电势差包括闭合电路cd间的路端电压，两端的棒切割磁感线产生的电动势，有
故C错误；
D．金属棒的发热功率为
故D错误；
故选B。
14．【答案】B
【解析】【来源】黑龙江省绥化市明水县第一中学2020-2021学年高二（下）4月物理试题
AB．在第一．二次运的过程中，磁通量的减少量为
当回路为n匝，总电阻为nR时，有
可得
故A错误，B正确；
CD．两种情况下线框电阻不变，由电热功率公式可得
两种情况下感应电动势为
可得
故CD错误。
故选B。
15．【答案】D
【解析】【来源】河南省2020-2021学年高二（下）第三次联考物理试题
A．当导体棒速度大小为v时，感应电动势为
导体棒ab两端的电压为
A错误；
B．由牛顿第二定律可得
由于金属棒做匀加速直线运动，有
联立可得
可知，此过程中拉力F的大小与运动时间t是一次函数，但不是正比关系，B错误；
C．此过程中克服安培力所做的功等于导体棒和电阻上产生的焦耳热之和，C错误；
D．据功能关系可知，此过程中拉力F所做的功等于导体棒增加的动能与回路上产生的电能之和，D正确。
故选D。