鲁科版物理选修3-2第1章第1节知能演练轻松闯关(无解析)

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鲁科版高中物理选修3-2本章练测：第1章电磁感应(含答案).docx

图1图4图5图6高中物理学习材料唐玲收集整理第1章电磁感应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，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，有选错或不选的得0分，共40分）1.电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系，根据这一发现，发明了许多电器设备．下列电器设备中，哪个没有利用电磁感应原理( ) A ．动圈式话筒 B ．白炽灯泡 C ．磁带录音机 D ．电磁炉2.(2011年重庆高二检测)如图1所示，、、三个环水平套在条形磁铁外面，其中和两环大小相同，环最大，环位于N 极处，和两环位于条形磁铁中部，则穿过三个环的磁通量的大小是( )A ．环最大，与环相同B ．三个环相同C ．环比环大D ．环一定比环大3.如图2所示的装置，在下列各种情况中，能使悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈A中不产生感应电流的是( )A ．开关S 接通的瞬间B ．开关S 接通后，电路中电流稳定时C ．开关S 接通后，滑动变阻器触头滑动的瞬间D ．开关S 断开的瞬间4.闭合回路的磁通量随时间t 变化图象分别如图3 所示，关于回路中产生的感应电动势的下列论述，其中正确的是( )A ．图甲的回路中感应电动势恒定不变B ．图乙的回路中感应电动势恒定不变C ．图丙的回路中0～t 1时间内的感应电动势小于t 1～t 2时间内的感应电动势D ．图丁的回路中感应电动势先变大，再变小 5.如图4所示，为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入以为边界的匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面，线与线框的边成45°角，、分别为和的中点．关于线框中的感应电流，正确的说法是( )A ．当E 点经过边界MN 时，线框中感应电流最大B ．当P 点经过边界MN 时，线框中感应电流最大C ．当F 点经过边界MN 时，线框中感应电流最大D ．当Q 点经过边界MN 时，线框中感应电流最大 6.半径为R 的圆形线圈，两端A 、D 接有一个平行板电容器，线圈垂直放在随时间均匀变化的匀强磁场中，如图5所示，则要使电容器所带电荷量Q 增大，可以采取的措施是( )A ．增大电容器两极板间的距离B ．增大磁感应强度的变化率C ．减小线圈的半径D ．改变线圈所在平面与磁场方向间的夹角7.如图6所示，边长为L 的正方形导体框匀速地从磁场左边穿过磁场运动到磁场右边，磁场的宽度为d ，线框的速度为v .若，则线框中存在感应电流的时间为( )A ．B ．图2图7图9图10图11C ．D ． 8.信用卡的磁条中有一个个连续的相反极性的磁化区，每个磁化区代表了二进制数1或0，用以储存信息．刷卡时，当磁条以某一速度拉过信用卡阅读器的检测头时，在检测头的线圈中会产生变化的电压(如图7甲所示)．当信用卡磁条按如图乙所示方向以该速度拉过阅读器检测头时，在线圈中产生的电压随时间的变化关系正确的是( )图89.如图9所示，圆环和的半径之比为，且都是由粗细相同的同种材料的导线构成，连接两环的导线电阻不计，匀强磁场的磁感应强度始终以恒定的变化率变化，那么，当只有环置于磁场中与只有环置于磁场中两种情况下，、两点的电势差之比为( ) A ．1∶1 B ．5∶1 C ．2∶1 D ．4∶110.如图10所示，金属杆以恒定的速率在间距为的光滑平行导轨上向右滑行，设整个电路总电阻为 (恒定不变)，整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中，下列叙述正确的是( )A ．杆中的电流与速率成正比B ．磁场作用于杆的安培力与速率成反比C ．电阻上产生的电热功率与速率成正比D ．外力对杆做功的功率与速率的平方成反比二、填空与作图题（本题共2小题，每小题8分，共16分.请将正确答案填在横线上） 11.(2011年福州高二检测) 如图11所示，正三角形的边长为，在磁感应强度为的匀强磁场中以平行于边的速度v 匀速运动，则电流表的示数为__________A ，两点间的电势差为________V.12.在研究电磁感应现象的实验中，为了能明确地观察实验现象，请在如图12所示的实验器材中选择必要的器材，在图中用实线连接成相应的实物电路图．图12三、计算题（本题共4小题，共44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.(8分)如图13甲所示的螺线管，匝数匝，横截面积，电阻 Ω，与螺线管串联的外电阻 Ω， Ω，方向向右穿过螺线管的匀强磁场，磁感应强度按图乙所示规律变化，试计算电阻R 2的电功率和、两点的电势差．14.(8分)如图14所示，在连有电阻的裸铜线框上，以为对称轴放置另一个正方形的小裸铜线框，整个小线框处于垂直框面向里、磁感应强度为的匀强磁场中．已知小线框每边长为，每边电阻为，其他电阻不计．现使小线框以速度向右平移，求通过电阻的电流及两端的电压．图13图15图1415.(14分)如图15所示，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率ΔΔ＝，为负的常量．用电阻率为、横截面积为的硬导线做成一边长为的方框．将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中．求：(1)导线中感应电流的大小；(2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率．16.(14分) 如图16所示，A是一面积为、匝数为匝的圆形线圈，处在均匀磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度随时间变化规律为－，开始时外电路开关S 断开，已知Ω，Ω，电容器电容μ，线圈内阻不计，求：(1)S闭合后，通过的电流大小；(2)S闭合一段时间后又断开，在断开后流过的电荷量．图16第1章电磁感应得分：一、选择题题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案二、填空与作图题11.12.三、计算题13.14.15.16.第1章电磁感应参考答案一、选择题1.B 解析：白炽灯泡是因灯丝通过电流而发热，当达到一定温度时，就会发光，而不是利用电磁感应原理．2.C 解析：条形磁铁磁场的磁感线分布特点是：(1)外部磁感线两端密，中间疏；(2)磁铁内、外磁感线的条数相等．据以上两点知：、、三个环中磁场方向都向上．考虑到磁铁外部磁场的不同，外部磁场，故环的磁通量大于环的磁通量，外部的磁通量大于的磁通量，内部磁通量相等，故合磁通量大于，选项C 正确.其中、两个环磁通量大小关系不确定，故选项A 、B 、D 错．3.B 解析：开关S 接通的瞬间、开关S 接通后滑动变阻器触头滑动的瞬间、开关S 断开的瞬间，都使螺线管线圈中的电流变化而引起磁场变化，线圈中的磁通量发生变化而产生感应电流．4.B 解析：由法拉第电磁感应定律 Δ Δ知，与Δ Δ成正比，Δ Δ是磁通量的变化率，在图象中图线的斜率即为Δ Δ.图甲中斜率为0，所以＝ .图乙中斜率恒定，所以恒定．因为图丙中～时间内图线斜率大小大于～时间内斜率，所以图丙中～时间内的感应电动势大于～时间内的感应电动势．图丁中斜率绝对值先变小再变大，所以回路中的电动势先变小再变大，故选项B 正确，选项A 、C 、D 错误．5.B 解析：由法拉第电磁感应定律知当导体切割磁感线时，产生的感应电动势＝，其中为导体切割磁感线的有效长度，由几何关系可知，点经过边界时，线框切割磁感线的有效长度为，产生的感应电动势最大，感应电流最大，故选项B 正确．当点经过时，线框切割磁感线的有效长度为，当点经过时，线框切割磁感线的有效长度等于的长度，小于边长，故产生感应电流较小，当点经过时，整个线框处在磁场中，磁通量不再变化，故感应电流为零，所以A 、C 、D 错误． 6.B 解析：，由 ε π知，增大极板距离，电容减小，因此也减小，故选项A 错误；由Δ ΔΔ Δ，分析可得增大磁感应强度变化率或增大线圈在垂直磁场方向的投影面积可增大、间电压，从而使增大，所以选项B 正确，选项C 、D 错误.7.B 解析：线圈从开始进到完全进，从开始出到完全出的过程，线圈中有感应电流．所以线框中有感应电流的时间，故选项B 正确．8.B 解析：由图甲可知，当“1”区经过阅读器的检测头时，产生正向电压，当“0”区经过阅读器的检测头时，产生负向电压，可见选项B 正确．9.C 解析：当环置于磁场中，环等效为内电路，环等效为外电路，、两端的电压为外电压，设，则，根据法拉第电磁感应定律得 Δ ΔΔ Δ则Δ Δ当环置于磁场中，环等效为内电路，环等效为外电路．两端电压仍为外电压， ′Δ ′ΔΔ Δ则 ′′ΔΔ所以′，选项C 正确．10.A 解析：，，，因金属棒匀速运动，外力对杆做功的功率就等于消耗的热功率，由以上各式可知，选项A 正确．二、填空与作图题 11.解析：因为穿过三角形线框的磁通量没有发生变化，所以，线框中没有感应电流，电流表示数为零．三角形线框运动时，等效为长度等于三角形的高的导体棒切割磁感线，所以.12.如图17所示解析：本实验探究原理是小线圈中电流的磁场如何引起大线圈中产生感应电流，所以应把小线圈与电源连在一个电路中，定值电阻阻值太大，不选择使用，要显示大线圈中是否产生感应电流，应使大线圈与电流表或电压表连在一个电路中，由于电压表内阻太大，所以应选择电流表．三、计算题13.1 W 5.7 V 解析：螺线管中产生的感应电动势ΔΔ，根据闭合电路欧姆定律，电路中的电流大小，电阻上消耗的电功率大小，、两点间的电势差.14.解析：感应电动势＝，由闭合电路欧姆定律得总.两端的电压.所以.15.(1)(2)解析：(1)导线框的感应电动势为ΔΔ①ΔΔ②导线框中的电流为③式中是导线框的电阻，根据电阻定律公式有④联立①②③④式，将ΔΔ代入得. ⑤(2)导线框所受磁场的作用力的大小为⑥它随时间的变化率为ΔΔΔΔ⑦由⑤⑦式得ΔΔ.16.(1)0.04 A (2)解析：由－知，圆形线圈内的磁场先是向里均匀减小，后是向外均匀增大，画出等效电路图如图18所示．(1)ΔΔΔΔ，由题意知ΔΔ故由，得.(2)S闭合后，电容器两端电压电容器带电荷量－－断开S后，放电电荷量为－.图17 图18。

鲁科版高中物理选修3-2课件第1章第1节

实验现象 (有无电流)
分析论证
N极插入线圈
有
N极停在线圈中无
线圈中的磁场
N极从线圈中抽出
有
变化时，线圈中有感应电流;
S极插入线圈
有
线圈中的磁场
S极停在线圈中
无
不变时，线圈
S极从线圈中抽出
有
中无感应电流
3.模拟法拉第的实验
实验现象
实验操作
(线圈B中分析论证
有无电流)
开关闭合瞬间
有
线圈B中磁
二、科学探究——感应电流产生的条件 1.探究导体棒在磁场中运动是否产生电流
实验操作
实验现象 (有无电流)
分析论证
导体棒静止
无
闭合电路包围
导体棒平行磁感线运动
无
的面积变化时, 电路中有电流
产生；包围的
导体棒切割磁感线运动
有
面积不变时，电路中无电流
产生
2.探究磁铁在螺线管中运动是否产生电流
实验操作
高中物理课件
（金戈铁骑整理制作）
第1章电磁感应
第1章电磁感应
第1节磁生电的探索
目标导航 1.了解电磁感应现象的探索过程，体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神． 2．知道什么是电磁感应现象，理解感应电流产生的条件．(重点＋难点) 3．通过实验与探究，体验科学家探索自然规律的科学态度和科学精神．(重点)
(3)磁通量虽然是标量，却有正、负之分．求磁通量时要按代数和的方法求总的磁通量( 穿过平面的磁感线的净条数)．如图甲所示，有两个环a和b，其面积Sa<Sb，它们套在同一磁铁的中央，试比较穿过环a、b的磁通量的大小．
我们若从上往下看，则穿过环a、b的磁感线如图乙所示，磁感线有进有出，相互抵消后, 即Φa＝Φa出－Φa进，Φb＝Φb出－Φb进，因Φa出＝Φb出，Φa进<Φb进，所以Φa出－Φa进>Φb出－ Φb进，即Φa>Φb.

(鲁科版)高中物理选修3-2课件：第1章电磁感应第1节

物理 L 选修3-2
第1章电磁感应
记学习目标学基础导学悟名师指点讲典例精析辨易错疑难练随堂演练测达标训练
综合上述探究可得出产生感应电流的条件：磁通量发生变化，闭合电路中就会只要穿过闭合电路的________ 产生感应电流．
物理 L 选修3-2
第1章电磁感应
记学习目标学基础导学悟名师指点讲典例精析辨易错疑难练随堂演练测达标训练
学基础导学
物理 L 选修3-2
第1章电磁感应
记学习目标学基础导学悟名师指点讲典例精析辨易错疑难练随堂演练测达标训练
一、电磁感应的探索历程
1．电流的磁效应奥斯特发现了电流的磁效应， 1820 年，丹麦物理学家 _________ 它揭示了电现象和磁现象之间存在的某种联系． 2．探索“磁生电”
学史． 2．理解磁通量及磁通量变化量，并能进行简单的计算． 3．通过实验与探究，知道电磁感应现象，理解产生感应电流的条件． 4．通过了解电磁感应现象的发现过程，培养学生探索自然规律的科学态度和科学精神．
物理 L 选修3-2
第1章电磁感应
记学习目标学基础导学悟名师指点讲典例精析辨易错疑难练随堂演练测达标训练
悟名师指点
物理 L 选修3-2
第1章电磁感应
记学习目标学基础导学悟名师指点讲典例精析辨易错疑难练随堂演练测达标训练
一、电流的磁效应与电磁感应现象的区别
“电生磁”和“磁生电”是两种因果关系相反的现象
1．电流的磁效应是指电流周围产生磁场，即“电生
磁”． 2 ．电磁感应现象是利用磁场产生感应电流，即“磁生电”．

鲁科版物理选修3-2 第一章-第1节-磁生电的探索 (共16张PPT)

实验操作 N极插入线圈 N极停在线圈中 N极从线圈中抽出 S极插入线圈 S极停在线圈中 S极从线圈中抽出
线圈中磁通量的变化情况
实验现象(有无电流)
现象分析：无论是条形磁铁相对线圈运动，还是线圈相对磁铁运动，只要条形磁铁与线圈之间有相对运动，闭合线圈中就会磁生电。
实质：条形磁铁与线圈相对运动时，线圈周围的磁感应强度B发生了变化，穿过闭合回路的磁通量发生了变化
在磁可否生电这个问题上，英国物理学家法拉第坚信，电与磁决不孤立，有着密切的联系．为此，他做了许多实验，经历了多次失败和挫折，他以坚韧不拔的意志历时10 年不间隙的探究，终于悟出了磁生电的基本原理，从而开辟了物理学又一崭新天地．引领人类社会从蒸汽时代进入了电气时代。
实验1:导体在磁场中切割磁感线
磁生电关键 (a)电路必须闭合；(b)磁通量发生变化．
由Ф =B· Ssinθ 可知：当①磁感应强度 B发生变化； ②线圈的面积S发生变化；③磁感应强度B与面积S之间的夹角θ 发生变化．这三种情况都可以引起磁通量发生变化．
2、举例
(1)闭合电路的一部分导体切割磁感线
(2)磁场不变，闭合电路的面积变化： (3)线圈面积不变，线圈在不均匀磁场中运动； (4)线圈面积不变，磁场不断变化：
第一章电磁感应
第 1节
磁生电的探索
自然界的和谐统一
多姿多彩的大千世界隐含着和谐与统一，大自然中处处可见着这种对称美
自然形成的冰花
大自然的和谐与统一在物理学的规律中得到了充分显示，例如牛顿的万有引力就是将天地进行统一
（一）历史回顾
1820年，奥斯特的电流磁效应发表后，在科学界引起极大反响，科学家想既然“电能生磁”，反过来“磁也能生电”。可以说，想实现“磁生电”是当时许多科学家们的愿望.

教科版物理选修3-2：第1章1.2知能演练轻松闯关

1.根据楞次定律可知，感应电流的磁场一定是()A．阻碍引起感应电流的磁通量B．与引起感应电流的磁场方向相反C．阻碍引起感应电流的磁通量的变化D．与引起感应电流的磁场方向相同解析：选C.根据楞次定律，感应电流的磁场阻碍的是引起感应电流的磁通量的变化，A错、C对；感应电流的磁场方向在磁通量增加时与原磁场反向，反之同向，B、D错．2.(2012·安康高二检测)如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动．金属线框从右侧某一位置由静止开始释放，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()A．a→b→c→d→aB．d→c→b→a→dC．先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→aD．先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d解析：选B.如题图，磁场方向向上，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d→c→b→a→d.B项正确．3.(2012·延安市高二检测)如图所示，A、B都是很轻的铝环，分别吊在绝缘细杆的两端，杆可绕竖直轴在水平面内转动，环A是闭合的，环B是断开的．若用磁铁分别接近这两个圆环，则下面说法正确的是()A．图中磁铁N极接近A环时，A环被吸引，而后被推开B．图中磁铁N极远离A环时，A环被排斥，而后随磁铁运动C．用磁铁N极接近B环时，B环被排斥，远离磁铁运动D．用磁铁的任意一磁极接近A环时，A环均被排斥解析：选D.铝环不能被磁铁吸引，根据楞次定律知，由于磁铁与回路间相对运动引起的感应电流，其作用效果是“来拒去留”，由于A环闭合，即用磁铁的任一磁极接近A环时，二者互相排斥，远离A环时，则互相吸引．由于B环是断开的，则无上述作用，故D对，A、B、C都错．4.如图所示，当圆环向右运动时acb、adb、elf中有电流的是________，它们的方向分别为________，a、b两点相比较________点电势高．解析：当圆环向右运动时，acb、adb同时向右做切割磁感线运动，这种切割方式等效于在a、b间连两条直导线切割．由右手定则判定，感应电流的方向是b→c→a→e→l→f→b和b→d→a→e→l→f→b，相当于acb、adb两个相同电源并联，外电路是线圈elf，圆环是电源，故a点电势高．答案：acb、adb、elf b→c→a、b→d→a、e→l→f a一、选择题1.(2012·西安高二检测)关于楞次定律，可以理解为()A．感应电流的磁场总是阻碍原磁场B．感应电流的磁场总要阻碍导体相对于原磁场运动C．若原磁通量增加，感应电流的磁场与原磁场反向；若原磁通量减少，感应电流的磁场跟原磁场同向D．感应电流的磁场总是与原磁场反向解析：选BC.感应电流的磁场不是总是阻碍原磁场，而是阻碍原磁场磁通量的变化，感应电流产生的磁场方向可能与原磁场方向相同，也有可能与原磁场方向相反．根据楞次定律，这种“阻碍”可表现为阻碍导体相对于原磁场的运动．2.(2012·上海高二检测)一根沿东西方向的水平导线，在赤道上空自由落下过程中，导线上各点的电势()A．东端最高B．西端最高C．中点最高D．各点一样高解析：选A.赤道上空地磁场方向是由南向北，则根据右手定则不难判断导线的东端电势最高，故答案为A.3.如图所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁；磁铁的N极朝下，当磁铁向下运动时(但未插入线圈内部)，下列说法中正确的是()A．线圈中产生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B．线圈中产生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．线圈中产生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D．线圈中产生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解析：选B.磁铁N极朝下，且向下运动，穿过线圈的磁通量增加，产生感应电流，感应电流的磁场方向与原磁场(条形磁铁的磁场)相反，即上端为N极，由安培定则确定出电流方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈之间有相互排斥的磁力作用，故答案B正确，其他选项错误．4.(2012·南宁高二检测)如图所示，有一固定的超导体圆环，在其右侧放一条形磁铁，此时圆环中没有电流，当把磁铁向右方移走时，由于电磁感应，在超导体圆环中产生了一定的电流，则这时的感应电流()A．方向如图所示，将很快消失B．方向如图所示，将继续维持C．方向与图示相反，将很快消失D．方向与图示相反，将继续维持解析：选D.当条形磁铁向右运动时，向左穿过圆环的磁通量减少，根据楞次定律可知，在圆环中的感应电流方向与图示方向相反，由于圆环是超导体，所以环中的电流将持续存在，故D正确．5.如图所示，匀强磁场垂直于圆形线圈指向纸里，a、b、c、d为圆形线圈上等距离的四点．现用外力作用在上述四点，将线圈拉成正方形，设线圈导线不可伸长，且线圈仍处于原先所在的平面内，则在线圈发生形变的过程中()A．线圈中将产生abcd方向的感应电流B．线圈中将产生adcb方向的感应电流C．线圈中产生感应电流的方向先是abcd，后是adcbD．线圈中无感应电流产生解析：选A.在线圈发生形变的过程中，闭合回路的面积减小．根据楞次定律可知感应电流的方向为abcd，所以选项A正确．6.如图所示，用一根长为L、质量不计的细杆与一个上弧长为l、下弧长为d0的金属线框的中点连接并悬挂于O点，悬点正下方存在一个上弧长为2l0、下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且d0≪L.先将线框拉开到如图所示的位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦．下列说法正确的是()A．金属线框进入磁场时感应电流的方向为a→b→c→d→aB．金属线框离开磁场时感应电流的方向为a→d→c→b→aC．金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等D．金属线框最终将在磁场内做往复运动解析：选D.金属线框进入磁场时穿过线框的磁通量增加，线框中产生的感应电流的方向为a→d→c→b→a，而金属线框离开磁场时穿过线框的磁通量减少，线框中产生的感应电流的方向为a→b→c→d→a.金属线框每次进出磁场时，都有一定的机械能转化为电能，表现为线框进出磁场的速率逐渐减小，摆起的高度有所下降，最终线框将在磁场内做往复运动，机械能保持不变，选项D正确．7.(2011·高考上海卷)如图，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布．一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后无初速释放，在圆环从a摆向b的过程中()A．感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针B．感应电流方向一直是逆时针C．安培力方向始终与速度方向相反D．安培力方向始终沿水平方向解析：选AD.圆环从位置a运动到磁场分界线前，磁通量向里增大，感应电流为逆时针；跨越分界线过程中，磁通量由向里最大变为向外最大，感应电流为顺时针；再摆到b的过程中，磁通量向外减小，感应电流为逆时针，所以选A；由于圆环所在处的磁场，上下对称，所受安培力竖直方向平衡，因此总的安培力沿水平方向，故D正确．8.一位同学按照如图所示连接电路，并做如下操作：让螺线管A的轴线和线圈C的平面垂直，闭合开关的瞬间，发现电流表的指针向右偏转，则下列说法正确的是()A．断开开关的瞬间，电流表的指针将向左偏转B．断开开关的瞬间，电流表的指针将向右偏转C．闭合开关后，将滑动变阻器的滑片迅速向左移动，电流表的指针将向左偏转D．闭合开关后，将滑动变阻器的滑片迅速向左移动，电流表的指针将向右偏转解析：选AD.闭合开关的瞬间，穿过线圈C的磁通量增加，线圈会产生阻碍其磁通量增加的反向磁场，相应会产生感应电流，使得电流表的指针向右偏转．在断开开关的瞬间，穿过线圈C的磁通量减小，和闭合开关的情况相反，即电流表指针向左偏转．闭合开关后，电路中有稳定的电流，而若将滑动变阻器的滑片迅速向左移动，电路中的电阻减小，电流增大，穿过线圈C的磁通量增大，其产生的感应电流的方向与闭合开关的瞬间相同，电流表的指针向右偏转．9.(2011·高考江苏卷)如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行．线框由静止释放，在下落过程中()A．穿过线框的磁通量保持不变B．线框中感应电流方向保持不变C．线框所受安培力的合力为零D．线框的机械能不断增大解析：选B.直线电流的磁场离导线越远，磁感线数量越稀，故线圈在下落过程中磁通量一直减小，A错；由于上、下两边电流相等，上边磁场较强，线框所受合力不为零，C错；由于电磁感应，一部分机械能转化为电能，机械能减小，D错．故B对．10.(2011·高考上海卷)如图，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a()A．顺时针加速旋转B．顺时针减速旋转C．逆时针加速旋转D．逆时针减速旋转解析：选B.由楞次定律，欲使b中产生顺时针电流，则a环内磁场应向里减弱或向外增强，a环的旋转情况应该是顺时针减速或逆时针加速，由于b环又有收缩趋势，说明a环外部磁场向外，内部磁场向里．故选项B符合．二、非选择题11.如右图所示，试判断当开关闭合和断开瞬间，矩形线圈ABCD中的电流方向．解析：根据楞次定律按步骤判断如下：当S闭合瞬间：①研究回路ABCD，穿过回路的原磁场由电流I产生，在回路ABCD中其磁场方向指向读者．②接通瞬间，回路ABCD中的磁通量增加．③由楞次定律得知，感应电流的磁场方向与B原相反，指向纸内．④由右手定则得知，感应电流方向为：A→D→C→B→A.当S断开瞬间：①研究回路仍为闭合线圈ABCD，穿过回路的原磁场仍由I产生，由安培定则可知，在回路ABCD内的原磁场方向指向读者．②S断开时，穿过回路ABCD的原磁场的磁通量减小．③由楞次定律可知，感应电流的磁场方向应和B原相同，即指向读者．④由右手定则知，感应电流方向是A→B→C→D→A.答案：闭合瞬间感应电流方向A→D→C→B→A断开瞬间感应电流方向A→B→C→D→A 12.在“研究电磁感应现象”的实验中，首先要按图甲接线，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连成一个闭合电路，将线圈A、电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路．在甲图中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏(不通电时指针停在正中央)．在乙图中：(1)S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针将如何偏转？(2)线圈A放在B中不动时，指针如何偏转？(3)线圈A放在B中不动，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表指针如何偏转？(4)线圈A放在B中不动，突然切断开关S时，电流表指针如何偏转？解析：由甲图可知，电流从接线柱“＋”流入电流表时，指针向左偏转，则电流从接线柱“－”流入电流表时，指针将向右偏转．(1)在乙图中，S闭合后，通电的线圈A相当于一根条形磁铁(S极在下，N极在上)，A插入B中时，穿过B的方向朝上的磁通量增加，根据楞次定律，B中感应电流的磁场方向朝下，运用安培定则可判断，B中感应电流从接线柱“－”流入电流表，电流表指针向右偏转．(2)A在B中不动时，穿过B的磁通量(实际上是通电的A线圈的磁场)不变化，B中没有电流通过，这时电流表的指针不偏转．(3)A在B中不动，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，它的电阻减小，通过A的电流增大，磁场增强，穿过B的方向朝上的磁通量增大，根据楞次定律，B中感应电流的磁场方向朝下，运用安培定则，B中产生的感应电流从接线柱“－”流入电流表，电流表指针向右偏转．(4)A在B中不动，突然切断S，B中方向朝上的磁通量突然消失，这时将发生电磁感应现象，B中感应电流的磁场方向应朝上，感应电流将从接线柱“＋”流入电流表，电流表指针将向左偏转．答案：(1)向右偏(2)不偏转(3)向右偏(4)向左偏楞次定律是能量守恒在电磁感应中的体现根据楞次定律，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．由于“阻碍”，为了维持原磁场的变化，必须有外力克服这一阻力而做功，从而导致其他形式的能转化为电能．如图所示，当条形磁铁靠近线圈时，线圈产生图示方向的电流，这个感应电流对条形磁铁产生斥力，阻碍条形磁铁的靠近，必须有外力克服这个斥力做功，它才能移近线圈；当条形磁铁离开线圈时，感应电流方向与图中方向相反，这个感应电流对条形磁铁产生引力，阻碍条形磁铁的离开，必须有外力克服这个力做功，它才能远离线圈．这里的外力做功就是机械能转化为电能的过程．因此说楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的体现．。

2020-2021学年高二物理鲁科版选修3-2教学教案：第一章第1节+磁性电的探索含解析

鲁教版高二物理选修3-2第一章电磁感应第1节磁性电的探索教学设计一、设计思想积极响应新课标的教学要求，让学生带着疑问走进课堂(磁电式发电机如何制作)，在课堂中解决问题的同时，又产生新的疑问(产生感应电流的条件是什么)，驱使学生作进一步的学习和探究(提出猜想并用实验验证)，最后又让学生带着新的疑问走出课堂(B和S都变化时会不会产生感应电流?如何设计实验?)，有利于学生的课后学习发展。

在课堂教学中积极发挥学生的主体地位，力求做到以知识为载体，渗透对学生物理思想、物理方法和科学精神的培育，使学生在学习知识的同时，领悟研究问题的一般思维过程和方法，体会物理规律的严谨性,同时领略科学知识的来之不易,以达到提升学生科学素养的目的。

二、教材分析《探究感应电流的产生条件》是高中物理新课程（选修3-2）第一章第一节的内容，是电磁学的核心内容之一，在整个高中物理中占有相当重要的地位。

奥斯特电流的磁效应显示了电能生磁,法拉第的电磁感应现象又揭示了磁能生电，而本节课通过实验探究的方法归纳出了“磁生电”的规律，在教材中起到了承前启后的作用，是今后学生学习法拉第电磁感应定律、楞次定律和交变电流的基础。

带领学生体验了科学实验的一般流程:观察现象发现问题→理论分析提出猜想→设计实验验证猜想→得出结论理解应用,在符合学生认知过程的同时，也让学生体会到科学的严谨和来之不易，这是德育的一个切入点.三、学情分析从高中生的特点来说：高中生是一个矛盾的群体，集成熟与幼稚于一身.想展示自己却又表现的不屑于展示自己；渴望老师关注，又不希望老师过多关注……因此，我采用小组竞赛的方式，一方面可以提高学生学习和动手动脑的积极性，激发学生的学习热情；另一方面也给学生提供了展示自我的机会和平台．从学生的知识储备来说：通过对选修3-1的学习，学生已经掌握了磁场的相关知识，知道磁感应强度和磁通量的相关内容；通过上节课的学习，学生已经建立了电和磁的联系：电能生磁，磁也能生电．学生自然而然就会产生疑问：产生感应电流的条件是什么？因此，在教学中从学生的已有知识出发，通过观察现象、发现问题、理论分析、提出猜想、实验验证、得出结论、理解应用等流程，让学生在反复解开谜团又产生新疑问中不断思考和探究，带着疑问进课堂，又带着新疑问出课堂，有利于学生的课后学习发展。

鲁科版高中物理选修3-2教学课件：第1章 1.1

2.电磁感应现象和感应电流 (1)十年磨一剑,英国物理学家②法拉第于 1831 年终于发现了 “磁生电”现象的存在,并把这些现象叫作“电磁感应”。由电磁感应现象产生的电流叫③感应电流。 (2)电磁感应现象发现的意义:电磁感应现象的发现使人们找到了④磁生电的条件,进一步提示了电和磁的内在联系,引领人类社会进入电气时代。 3.感应电流产生的条件:穿过闭合电路的⑤磁通量发生变化。
导入新课:某同学正在观看世界杯足球赛,德国队前锋球员一个虚晃过了对方后卫,一脚攻门,只见足球在空中划出一条优美的弧线奔球门死角而去,该同学绷紧了神经瞪大了眼睛,正值球将进未进之际,突然眼前一黑——停电了! 生活中我们能离开电吗?电从何而来?
1.1820 年,丹麦物理学家①奥斯特从实验中发现了电流的磁效应,拉开了研究电与磁相互关系的序幕。电流磁效应的发现给人的启示:既然电能够产生磁,反过来利用磁能否获得电?
4.磁通量 (1)定义:设在磁感应强度为 B 的匀强磁场中,若有一个与磁场方向垂直的线框平面,面积为 S,我们就把⑥B 与 S 的乘积叫作穿过这个面积的磁通量。也可以形象地认为磁通量就是穿过这一线框面积的⑦磁感线的条数。
(2)若磁感应强度为 B 的匀强磁场方向与面积为 S 的线框平面夹角为θ,如图所示,则穿过这一线框的磁通量的表达式Φ=⑧BSsin θ;若磁场方向与线框平面平行,则穿过这一线框的磁通量Φ=⑨ 0 。 (3)在国际单位制中,磁通量的单位是⑩韦伯(Wb)。
【答案】C
3.(多选)如图所示,竖直放置的长直导线通以恒定的电流,有一矩形线框与导线在同一平面内,在下列情况中线圈能产生感应电流的是( )。 A.导线中电流变大 B.线框向下平动 C.线框向右平动 D.线框以导线 AB 为轴转动

教科版物理选修3-2：第1章1.1知能演练轻松闯关

1.(2012·西安新城区高二检测)自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献．下列说法正确的是()A．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系B．欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系C．法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系D．焦耳发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系解析：选AC.奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象与磁现象之间的联系，故A正确；欧姆定律是反映了导体中的电流与电压和电阻的关系，B错误；法拉第实现了转磁为电的梦想，揭示了磁现象和电现象的关系，故C正确；焦耳发现了电流的热效应，并且定量给出了电能和热能之间的转换关系，故D错误．2.关于感应电流，下列说法中正确的是()A．只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生B．穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生C．线圈不闭合时，即使穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中也没有感应电流D．以上说法都不正确解析：选C.产生感应电流的条件必须同时满足电路闭合和磁通量的变化，故选项C正确．3.(2012·河南郑州外国语学校检测)磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量．如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由1平移到2，第二次将线框绕cd边翻转到2，设先后两次通过线框的磁通量变化分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则()A．ΔΦ1>ΔΦ2B．ΔΦ1＝ΔΦ2C．ΔΦ1<ΔΦ2D．无法确定解析：选C.设线框在位置1时的磁通量为Φ1，在位置2时的磁通量为Φ2，直线电流产生的磁场在1处比在2处要强．若平移线框，则ΔΦ1＝Φ1－Φ2；若转动线框，磁感线是从线框的正反两面穿过的，一正一负，因此ΔΦ2＝Φ1＋Φ2.根据分析知：ΔΦ1<ΔΦ2，选项C正确．4.用如图所示的实验探究电磁感应现象，下列操作中能产生感应电流的是()A．手持导体棒不动，将开关由断开到闭合的瞬间B．保持开关闭合，手持导体棒竖直上、下移动C．保持开关闭合，手持导体棒水平左、右移动D．保持开关闭合，手持导体棒沿棒方向前、后水平移动解析：选C.开关由断开到闭合的过程中，导体棒、开关和电流表组成的回路中磁通量不发生变化，也不会有感应电流产生．保持开关闭合，使之具备了产生感应电流的第一个条件：电路闭合；若要产生感应电流，还必须同时具备第二个条件：穿过电路的磁通量发生变化，B、D选项中的棒竖直上、下移动或沿棒方向水平移动，棒都没有切割磁感线，闭合回路中不产生变化的磁通量，不能产生感应电流．C 中棒水平左、右移动，切割了磁感线，闭合回路中的磁通量发生变化，有感应电流产生．一、选择题1.下列关于发现电磁感应现象的说法正确的是( )A ．法拉第发现电磁感应现象只是一种偶然B ．其他人在研究过程中没有收获是因为没有穷追到底C ．科学家对自然现象、自然规律的某些“信念”，在科学发现中起着重要作用D ．成功属于坚持不懈的有心人解析：选BCD.法拉第和其他同时代从事电磁感应研究的科学家有着共同的信念：自然界应该是和谐统一的．正因为在这种信念影响下从事研究，终于在科学上有所发现，但他们往往没有穷追到底，所以B 、C 对．法拉第发现电磁感应除了有坚定信念，同时具有踏实、客观的科学态度，十年坚持不懈的努力，终于取得了重大突破，所以A 错，D 对．故选B 、C 、D.2.如图所示，矩形线框abcd 放置在水平面内，磁场方向与水平方向成α角，已知sin α＝45，回路面积为S ，磁感应强度为B ，则通过线框的磁通量为( )A ．BSB.4BS 5C.3BS 5D.3BS 4 解析：选B.由公式Φ＝BS ⊥知，Φ＝BS sin α＝45.选项B 正确． 3.如图所示，在探究电磁感应现象的实验中，下列在闭合线圈中能产生感应电流的是( )A ．向线圈中快速插入条形磁铁B ．向线圈中匀速插入条形磁铁C ．把条形磁铁从线圈中快速拔出D ．把条形磁铁静止地放在线圈中解析：选ABC.磁铁插入或拔出线圈时，无论动作是快速、匀速还是慢速，只要磁铁和线圈有相对运动，穿过闭合线圈的磁通量就发生了变化，线圈中就能产生感应电流．而把条形磁铁静止地放在线圈中，穿过线圈的磁通量不变，即使线圈闭合也不会在其中产生感应电流．4.(2012·西安高二检测)匀强磁场区域宽为d ，一正方形线框abcd 的边长为L ，且L >d ，线框以速度v 匀速通过磁场区域，如图所示，线框从进入到完全离开磁场的时间内，线框中没有感应电流的时间是( )A.L ＋d v B.L －d v C.L ＋2d v D.L －2d v 解析：选B.由于L >d ，所以只有在线框进入磁场的过程中(bc 边未出磁场的过程中)和离开磁场的过程中(仅ad 边在磁场中的过程中)，穿过线框的磁通量才发生变化，产生感应电流．ad边和bc 边都在磁场外的过程中，没有感应电流，故t ＝L －d v. 5.一磁感应强度为B 的匀强磁场，方向水平向右，面积为S 的矩形线圈abcd ，如图所示放置，平面abcd 与竖直方向成θ角，将abcd 绕ad轴转180°角，则穿过线圈平面的磁通量变化量为( )A ．0B ．2BSC ．2BS cos θD ．2BS sin θ解析：选C.可先求始末状态的磁通量，由ΔΦ＝|Φ1－Φ2|，便可求出磁通量的变化．开始时，穿过线圈平面的磁通量为Φ1＝BS cos θ，后来穿过线圈平面的磁通量为Φ2＝－BS cos θ. 故磁通量变化量为ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BS cos θ.6.两个圆环A 、B 如图所示放置，且半径R A >R B ，一条形磁铁的轴线过两个圆环的圆心处，且与圆环平面垂直，则穿过A 、B 环的磁通量ΦA 和ΦB 的关系是( )A ．ΦA >ΦBB ．ΦA ＝ΦBC ．ΦA <ΦBD ．无法确定解析：选C.因为有两个方向的磁感线穿过线圈，磁通量应是抵消之后所剩余的磁感线的净条数．从上向下看，穿过圆环A 、B 的磁感线如图所示，磁感线有进有出，A 、B 环向外的磁感线条数一样多，但A 环向里的磁感线条数较多，抵消得多，净剩条数少，所以ΦA <ΦB ，选项C 正确．7.(2012·商州区高二检测)法拉第发现了“磁生电”的现象，不仅推动了电磁理论的发展，而且推动了电磁技术的发展，引领人类进入了电气时代．下列哪些器件工作时用到了法拉第的“磁生电”的现象( )A ．电视机的显像管B ．磁流体发电机C ．指南针D ．电磁炉解析：选D.电视机的显像管利用了电子在电场中的偏转，故A 错；磁流体发电机利用了带电粒子在磁场力作用下的偏转，故B 错．指南针利用了地磁场对磁极的作用，故C 错；电磁炉利用了变化的磁场使被加热物体中产生感应电流而发热，即利用了“磁生电”，故D 对．8.如图所示，线框abcd 从有界的匀强磁场区域穿过，下列说法中正确的是( )A ．进入匀强磁场区域的过程中，abcd 中有感应电流B ．在匀强磁场中加速运动时，abcd 中有感应电流C ．在匀强磁场中匀速运动时，abcd 中没有感应电流D ．离开匀强磁场区域的过程中，abcd 中没有感应电流解析：选AC.在有界的匀强磁场中，常常需要考虑线框进场、出场和在场中运动的情况，abcd 在匀强磁场中无论匀速还是加速运动，穿过abcd 的磁通量都没有发生变化．9.如图所示，两线圈绕在圆环铁芯上，则下列说法中正确的是( )A ．当S 闭合瞬间，小电灯由暗到亮，直至正常发光B ．当S 始终闭合时，小电灯就能正常发光C ．当S 断开瞬间，小电灯由原来的不亮到亮一下D ．上述说法都是错误的解析：选C.在此结构中，左线圈中电流产生的磁场的磁感线，可以通过圆环铁芯内部穿过右边线圈．当S 闭合或断开的瞬间，其电流及电流产生的磁场就要发生改变，即穿过右线圈的磁通量就发生改变，则小电灯中有瞬间的电流通过而发光；一旦左线圈的电流不再变化，则穿过两线圈的磁通量都不再变化了，小电灯中不再产生感应电流，因而不再发光，故选项C 是正确的，A 、B 、D 项错误．10.如图所示的实验中，在一个足够大的磁铁的磁场中，如果AB 沿水平方向运动速度的大小为v 1，两磁极沿水平方向运动速度的大小为v 2，则( )A ．当v 1＝v 2，且方向相同时，可以产生感应电流B ．当v 1＝v 2，且方向相反时，可以产生感应电流C ．当v 1≠v 2时，方向相同或相反都可以产生感应电流D ．当v 2＝0，v 1的速度方向改为与磁感线的夹角为θ，且θ<90°，可以产生感应电流解析：选BCD.若v 1＝v 2，且方向相同，二者无相对运动，AB 不切割磁感线，回路中无感应电流，A 错；若v 1＝v 2，且方向相反，则AB 切割磁感线，穿过回路的磁通量变大或变小，都有感应电流产生，B 对；当v 1≠v 2时，无论方向相同或相反，二者都有相对运动，穿过回路的磁通量都会发生变化，有感应电流产生，C 对；当v 2＝0，v 1与磁感线的夹角θ<90°时，v 1有垂直磁感线方向的分量，即AB 仍在切割磁感线，穿过回路的磁通量发生变化，有感应电流产生，D 对．二、非选择题11.匀强磁场的磁感应强度B ＝0.8 T ，矩形线圈abcd 的面积S ＝0.5 m 2，共10匝．开始时，B 与S 垂直，且线圈有一半在磁场中，如图所示．(1)当线圈绕ab 边转过60°角时，求此时线圈中的磁通量以及此过程中磁通量的变化量．(2)当线圈绕dc 边转过60°角时，求此时线圈中的磁通量以及此过程中磁通量的变化量．解析：(1)当线圈由图示位置绕ab 边转过60°角时，Φ＝BS ⊥＝BS cos60°＝0.8×0.5×12Wb ＝0.2 Wb(此时的S ⊥正好全部处在磁场中)．在此过程中S ⊥在磁场中的那部分面积没变，穿过线圈的磁感线条数没变，故磁通量变化量ΔΦ＝0.(2)当线圈绕dc 边转过60°角时，此时S ⊥在磁场中的面积为零，所以Φ＝0.在此过程中，ΔΦ＝0－12BS ＝－0.2 Wb ，即磁通量改变了0.2 Wb. 答案：见解析12.如图所示，在边长为2l 的正方形区域内存在着磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，有一边长为l 的正方形导线框沿垂直磁场方向以速度v 匀速通过磁场区域，从ab 边刚进入磁场时开始计时(t ＝0)：(1)试指出哪些时间段线框中有感应电流产生；(2)画出磁通量随时间变化的图像．解析：(1)线框进入磁场的过程，在0～l v时间段内有感应电流产生；线框离开磁场过程，在2l v ～3l v时间段内有感应电流产生． (2)如图所示，图中磁通量最大值Φm ＝BS ＝Bl 2.答案：见解析寻找磁单极子——感应电流产生条件的应用在电现象里有电荷，而且正、负电荷可以单独存在．在磁现象里却没有发现磁荷，南北极也不能单独存在．一块磁体，无论把它分得多么小，总是有南极和北极．1931年，英国物理学家狄拉克从理论上预言存在着只有一个磁极的粒子——磁单极子．根据磁单极子的理论，电和磁之间的相似将更加完美．理论的动人前景，吸引了一批物理学家，用各种方法，在岩石中，在宇宙射线(即从宇宙空间飞来的粒子)中，在加速器实验中，去寻找磁单极子，但是到现在还没有找到，人们推测，磁单极子可能是在宇宙形成初期产生的，残存下来的为数较少，而且分散在广漠的宇宙之中，要找到它是很不容易的．美国的一位物理学家卡布莱拉用实验寻找磁单极子，实验依据的原理就是电磁感应现象．仪器的主要部分是由超导体做成的线圈．你知道他为什么要用超导体做成线圈吗？若有磁单极子通过线圈，会发生什么现象？1982年2月，这位物理学家发现在超导线圈中出现了稳定的电流，认定这是磁单极子穿过了超导线圈．不过以后没有重复观察到那次实验中观察到的现象，所以这一事例还不能证实磁单极子的存在．目前，寻找磁单极子的实验还在进行中，如果磁单极子确实存在，现在的电磁理论就要做重大的修改，对整个物理学基础理论的发展将产生重大影响．。

高中鲁科版物理新选修3-2第一章电磁感应章节练习含答案解析

高中鲁科版物理新选修3-2第一章电磁感应章节练习学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．如图所示，一个“∠”型导轨垂直于磁场固定在磁感应强度为B的匀强磁场中，a是与导轨相同的导体棒，导体棒与导轨接触良好．在外力作用下，导体棒以恒定速度v向右运动，以导体棒在图所示位置的时刻作为计时起点，下列物理量随时间变化的图像可能正确的是（）A．B．C．D．2．如图所示，水平放置的平行金属导轨左边接有电阻R，轨道所在处有竖直向下的匀强磁场,金属棒ab横跨导轨，第一次用恒定的拉力F作用下由静止开始向右运动，稳定时速度为2v，第二次保持拉力的功率P恒定，由静止开始向右运动，稳定时速度是3v(除R外，其余电阻不计，导轨光滑)，在两次金属棒ab速度为v时加速度分别为a1、a2，则（）A．a1＝18a2B．a1＝16a2C．a1＝13a2D．a1＝14a23．欧姆最早是用小磁针测量电流的，他的具体做法是将一个小磁针处于水平静止状态，在其上方平行于小磁针放置一通电长直导线，已知导线外某磁感应强度与电流成正比，当导线中通有电流时，小磁针会发生偏转，通过小磁针偏转的角度可测量导线中电流．小磁针转动平面的俯视图如图所示．关于这种测量电流的方法，下列叙述正确的是（）A．导线中电流的大小与小磁针转过的角度成正比B．通电后小磁针静止时N极所指的方向是电流产生磁场的方向C．若将导线垂直于小磁针放置，则不能完成测量D．这种方法只能测量电流的大小，不能测量电流的方向4．下列现象中属于电磁感应现象的是()A．磁场对电流产生力的作用B．变化的磁场使闭合电路中产生电流C．插在通电螺线管中的软铁棒被磁化D．电流周围产生磁场5．为观察电磁感应现象，某学生将电流表．螺线管A和B。

蓄电池．电键用导线连接成如图所示的实验电路.当只接通和断开电键时，电流表的指针都没有偏转，其原因是___________。

教科版物理选修3-2：第1章1.5知能演练轻松闯关

1.关于线圈的自感系数、自感电动势下列说法中正确的是( )A ．线圈中电流变化越大，线圈自感系数越大B ．对于某一线圈，自感电动势正比于电流的变化量C ．一个线圈的电流均匀增大，这个线圈自感系数、自感电动势都不变D ．自感电动势总与原电流方向相反解析：选C.线圈的自感系数由线圈本身的因素决定．E 自∝ΔI Δt，而不是E 自∝ΔI ，C 对，A 、B 错，线圈中电流减小时，自感电动势方向与原电流方向相同，电流增大时，自感电动势方向与原电流方向相反，D 错．2.如图所示四个日光灯的接线图中(S 为起辉器，L 为镇流器)，正确的是( )解析：选A.本题可依据各选项所提供的电路图，分析各自的工作情况来判定能使日光灯正常发光的选项．D 选项中灯丝被短路，显然日光灯不能正常发光；C 选项中S 和L 串联在一条支路上，S 断开时，L 中能产生自感电动势，但不能给灯管提供瞬时高压(因为此时S 断开)；B 选项中由于S 和灯管串联，所以当S 断开时，只有L 上的自感电动势加在灯管上，电源电压没能加在上面．3.(2011·高考北京卷)某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁心的线圈L ，小灯泡A ，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；再断开开关S ，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象．虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，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 ( )A ．电源的内阻较大B ．小灯泡电阻偏大C ．线圈电阻偏大D ．线圈的自感系数较大解析：选C.由自感规律可知在开关断开的瞬间造成灯泡闪亮以及延时的原因是在线圈中产生了与原电流同向的自感电流且大于稳定时通过灯泡的原电流．由图可知灯泡和线圈构成闭合的自感回路，与电源无关，故A错；造成不闪亮的原因是自感电流不大于稳定时通过灯泡的原电流，当线圈电阻小于灯泡电阻时才会出现闪亮现象，故B错C正确．自感系数越大，则产生的自感电流越大，灯泡更亮，故D错．4.在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁心的电感线圈L和一个滑动变阻器R.闭合开关S后，调整R，使L1和L2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流为I.然后，断开S.若t′时刻再闭合S，则在t′前后的一小段时间内，正确反映流过L1的电流i1、流过L2的电流i2随时间t变化的图像是()解析：选B.闭合开关S后，调整R，使两个小灯泡L1、L2发光的亮度一样，电流为I，说明R L＝R.若t′时刻再闭合S，流过电感线圈L和灯泡L1的电流迅速增大，使电感线圈L产生自感电动势，阻碍了流过L1的电流i1增大，直至到达电流为I，故A错误，B正确；而对于t′时刻再闭合S，流过灯泡L2的电流i2立即达到电流为I，故C、D错误．一、选择题1.关于自感现象，下列说法中正确的是()A．自感现象是线圈自身的电流变化而引起的电磁感应现象B．自感电动势总是阻止原电流的变化C．自感电动势的方向总与原电流方向相反D．自感电动势的方向总与原电流方向相同解析：选A.自感现象是线圈自身的电流变化而引起的电磁感应现象，在自感现象中自感电动势总是阻碍原电流的变化，不是阻止，所以选项B错．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的方向相反，所以选项C、D错．2.下列说法正确的是()A．当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势B．当线圈中电流反向时，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反C．当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反D．当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反解析：选AC.当线圈中的电流不变时，由楞次定律可知，线圈中就不会产生自感电动势，所以A正确．判断线圈中的自感电动势的方向与原电流的方向的关系时，是要看原电流的大小的变化，当原电流增大时，线圈中的自感电动势的方向与原电流方向相反，当原电流减小时，线圈中的自感电动势的方向与原电流方向相同，所以C选项正确，B、D错误．3.关于线圈自感系数的说法，正确的是()A．自感电动势越大，自感系数也越大B．把线圈中的铁心抽出一些，自感系数减小C．把线圈匝数增加一些，自感系数变大D．电感是自感系数的简称解析：选BCD.自感系数的大小是由线圈的匝数、材料、粗细、有无铁心等决定的，与电流大小、自感电动势大小无关，匝数越多，自感系数越大，有铁心时，自感系数显著增大，故A选项错，B、C选项正确；同时，自感系数简称为电感，故D选项也正确．4.(2012·宁夏固原高二检测)关于线圈中自感电动势的大小，下列说法中正确的是() A．电感一定时，电流变化越大，电动势越大B．电感一定时，电流变化越快，电动势越大C．通过线圈的电流为零的瞬间，电动势为零D．通过线圈的电流为最大值的瞬间，电动势最大解析：选 B.自感电动势的大小取决于穿过线圈的磁通量的变化快慢，而穿过线圈的磁通量取决于线圈的电流产生的磁场，电流变化越快，穿过线圈的磁通量的变化越快，自感电动势越大，故只有B正确．5.日光灯镇流器的作用有()A．起辉器动、静触片接触时，镇流器产生瞬时高压B．正常工作时，镇流器降压限流保证日光灯正常工作C．正常工作时，使日光灯管两端的电压稳定在220 VD．正常工作时，不准电流通过日光灯管解析：选 B.当起辉器的动、静触片分离，即电路断开时，镇流器能产生瞬时高压，与电源电压一起加在灯管两端，使灯管中的气体导电，日光灯开始发光；在日光灯正常发光时，由于交变电流通过镇流器的线圈，线圈中产生自感电动势，总是阻碍电流的变化，起着降压(低于220 V)限流的作用，保证日光灯的正常工作．6.起辉器是由电容器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．当电源的电压加在起辉器两端时，氖气放电发出辉光并产生热量，导致双金属片受热膨胀B．当电源的电压加在启辉器两极后，动、静触片间辉光放电，受热膨胀两触片接触而不分离C．起辉器中U形动触片是由单金属片制成D．当动、静两触片接触后，氖气停止放电、温度降低，两触片分离解析：选AD.起辉器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．电源把电压加在起辉器两极间，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，起辉器的氖气停止放电，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．7.(2012·汉中市高二检测)如图所示的(a)、(b)两个电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都小，且小于灯泡A的电阻，接通开关S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则()A．在电路(a)中，断开S后，A将逐渐变暗B．在电路(a)中，断开S后，A将先变得更亮，然后逐渐变暗C．在电路(b)中，断开S后，A将逐渐变暗D．在电路(b)中，断开S后，A将先变得更亮，然后逐渐变暗解析：选AD.在电路断开时，电感线圈的自感电动势阻碍原电流的减小，此时电感线圈在电路中相当于一个电源，表现在两个方面：一是自感电动势所对应的电流方向与原电流方向一致；二是在断电瞬间，自感电动势所对应的电流大小与原电流的大小相等，以后以此电流开始缓慢减小到零．题图(a)中，灯A与电感线圈L在同一个支路中，流过的电流相同，当断开开关S时，灯A 将逐渐变暗；题图(b)中，断开S时，A中的电流立即为零，但由于自感，电感L中将维持本身的电流不变，且I L>I A，所以灯A亮一下才逐渐熄灭，综上所述选A、D.8.(2012·西安市高二检测)如图所示，L为一自感系数很大的有铁心的线圈，电压表与线圈并联接入电路，在下列哪种情况下，有可能使电压表损坏(电压表量程为3 V)()A．开关S闭合的瞬间B．开关S闭合电路稳定时C．开关S断开的瞬间D．以上情况都有可能损坏电压表解析：选C.开关S闭合瞬间，L在电路中相当于断路，电压表两端的电压为3 V，所以A错；S闭合电路稳定时，L在电路中相当于短路，电压表两端的电压几乎为0，所以B错；开关S断开的瞬间，两端产生很高的电动势，可能损坏电压表．所以C正确．9.如图所示是日光灯的结构示意图，若按图示的电路连接，关于日光灯发光的情况，下列叙述中正确的是()A．S1接通，S2、S3断开，日光灯就能正常发光B．S1、S2接通，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：选C.当S1接通，S2、S3断开时，电源电压(220 V)直接加在灯管两端，达不到灯管启动的瞬时高压值，日光灯不能发光，选项A错误．当S1、S2接通，S3断开时，灯管两端被短路，电压为零，日光灯不能发光，选项B错误．当日光灯正常发光后，再接通S3，则镇流器被短路，灯管两端电压过高，会损坏灯管，选项D错误．只有当S1、S2接通，再断开S2，镇流器中产生很大的自感电动势，和原电压一起加在灯管两端，使灯管内气体电离，日光灯正常发光，选项C正确．10.如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值，在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开S，下列表示A、B两点间电压U AB随时间t变化的图像中，正确的是()解析：选 B.开关闭合时，由于线圈的自感阻碍作用，可看做电阻，线圈电阻逐渐减小，并联电路电阻逐渐减小，路端电压U AB逐渐减小；开关闭合后再断开时，线圈的感应电流与原电流方向相同，形成回路，灯泡的电流与原来相反，并逐渐减小到0，路端电压U AB逐渐减小到零，U AB为负值．A图像开关闭合时，U AB增大，不符合题意，错误；B图像电压U AB 的变化规律符合题意，正确；C图像的电压U AB先增大后减小，且方向不变，错误；D图像在两过程中电压U AB始终方向不变，不正确．二、非选择题11.一个线圈的电流在0.001 s内有0.02 A的变化，产生50 V的自感电动势，求线圈的自感系数．如果这个电路中电流的变化率变为40 A/s，自感电动势又有多大？解析：(1)由E ＝L ΔI Δt 得L ＝E Δt ΔI ＝50×0.0010.02H ＝2.5 H. (2)E ＝L ΔI Δt2.5×40 V ＝100 V . 答案：2.5 H 100 V12.如图所示，小灯泡电阻R 1＝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U 1，断开S 的瞬间，小灯泡两端电压为U 2.(1)试求：U 1∶U 2；(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)．解析：(1)S 闭合稳定后，R 外＝R 1R L R 1＋R L ＝12×412＋4Ω＝3 Ω. 由闭合电路欧姆定律知I ＝E R 外＋r ＝43＋1A ＝1 A. 小灯泡两端电压U 1＝I ·R 1外＝1×3 V ＝3 V .断开S 的瞬间，L 、R 组成闭合回路I R ＝I L ＝U 1R L ＝34A. U 2＝I R ·R 1＝34×12 V ＝9 V ．所以U 1U 2＝39＝13. (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)闪亮一下逐渐熄灭自感现象的分析思路1.明确通过自感线圈的电流的变化情况(增大还是减小)．2.判断自感电动势方向，电流增强时(如通电时)，自感电动势方向与电流方向相反；电流减小时(如断电时)，自感电动势方向与电流方向相同．3.分析线圈中电流变化情况，电流增强时(如通电时)，由于自感电动势方向与原电流方向相反，阻碍增加，电流逐渐增大；电流减小时(如断电时)，由于自感电动势方向与原电流方向相同，阻碍减小，线圈中电流方向不变，电流逐渐减小．4.明确电路中元件与自感线圈的连接方式，若元件与自感线圈串联，元件中的电流与线圈中电流有相同的变化规律；若元件与自感线圈并联，元件上的电压与线圈上的电压有相同的变化规律；若元件与自感线圈构成临时回路，元件成为自感线圈的临时外电路，元件中的电流大小与线圈中电流大小有相同的变化规律．。

鲁科版高中物理选修3-2本章练测：第1章电磁感应(含答案)

图 1 图4图5高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作）第1章电磁感应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，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，有选错或不选的得0分，共40分）1.电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系，根据这一发现，发明了许多电器设备．下列电器设备中，哪个没有利用电磁感应原理( ) A ．动圈式话筒 B ．白炽灯泡 C ．磁带录音机 D ．电磁炉2.(2011年重庆高二检测)如图1所示，a 、b 、c 三个环水平套在条形磁铁外面，其中a 和b 两环大小相同，c 环最大，a 环位于N 极处，b 和c 两环位于条形磁铁中部，则穿过三个环的磁通量的大小是( )A ．c 环最大，a 与b 环相同B ．三个环相同C ．b 环比c 环大D ．a 环一定比c 环大3.如图2所示的装置，在下列各种情况中，能使悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈A中不产生感应电流的是( )A ．开关S 接通的瞬间B ．开关S 接通后，电路中电流稳定时C ．开关S 接通后，滑动变阻器触头滑动的瞬间D ．开关S 断开的瞬间4.闭合回路的磁通量Φ随时间t 变化图象分别如图3 所示，关于回路中产生的感应电动势的下列论述，其中正确的是( )A ．图甲的回路中感应电动势恒定不变B ．图乙的回路中感应电动势恒定不变C ．图丙的回路中0～t 1时间内的感应电动势小于t 1～t 2时间内的感应电动势D ．图丁的回路中感应电动势先变大，再变小 5.如图4所示，PQRS 为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入以MN 为边界的匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面，MN 线与线框的边成45°角，E 、F 分别为PS 和PQ 的中点．关于线框中的感应电流，正确的说法是( )A ．当E 点经过边界MN 时，线框中感应电流最大B ．当P 点经过边界MN 时，线框中感应电流最大C ．当F 点经过边界MN 时，线框中感应电流最大D ．当Q 点经过边界MN 时，线框中感应电流最大 6.半径为R 的圆形线圈，两端A 、D 接有一个平行板电容器，线圈垂直放在随时间均匀变化的匀强磁场中，如图5所示，则要使电容器所带电荷量Q 增大，可以采取的措施是( )A ．增大电容器两极板间的距离B ．增大磁感应强度的变化率C ．减小线圈的半径D ．改变线圈所在平面与磁场方向间的夹角7.如图6所示，边长为L 的正方形导体框匀速地从磁场左边穿过磁场运动到磁场右边，磁场的宽度为d ，线框的速度为v .若L <d ，则线框中存在感应电流的时间为( )图2图6图7图9图10 图11A ．L/vB ．2L/vC ．d/vD ．2d/v 8.信用卡的磁条中有一个个连续的相反极性的磁化区，每个磁化区代表了二进制数1或0，用以储存信息．刷卡时，当磁条以某一速度拉过信用卡阅读器的检测头时，在检测头的线圈中会产生变化的电压(如图7甲所示)．当信用卡磁条按如图乙所示方向以该速度拉过阅读器检测头时，在线圈中产生的电压随时间的变化关系正确的是( )图89.如图9所示，圆环a 和b 的半径之比为 r 1∶r 2=2∶1，且都是由粗细相同的同种材料的导线构成，连接两环的导线电阻不计，匀强磁场的磁感应强度始终以恒定的变化率变化，那么，当只有a 环置于磁场中与只有b 环置于磁场中两种情况下，A 、B 两点的电势差之比为( ) A ．1∶1 B ．5∶1 C ．2∶1 D ．4∶110.如图10所示，金属杆ab 以恒定的速率v 在间距为L的光滑平行导轨上向右滑行，设整个电路总电阻为R (恒定不变)，整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中，下列叙述正确的是( )A ．ab 杆中的电流与速率v 成正比B ．磁场作用于ab 杆的安培力与速率v 成反比C ．电阻R 上产生的电热功率与速率v 成正比D ．外力对ab 杆做功的功率与速率v 的平方成反比二、填空与作图题（本题共2小题，每小题8分，共16分.请将正确答案填在横线上） 11.(2011年福州高二检测) 如图11所示，正三角形abc 的边长为L ，在磁感应强度为B 的匀强磁场中以平行于bc 边的速度v 匀速运动，则电流表的示数为__________A ，ab 两点间的电势差为________V.12.在研究电磁感应现象的实验中，为了能明确地观察实验现象，请在如图12所示的实验器材中选择必要的器材，在图中用实线连接成相应的实物电路图．图12三、计算题（本题共4小题，共44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.(8分)如图13甲所示的螺线管，匝数n =1500匝，横截面积S =20 cm 2，电阻r =1.5 Ω，与螺线管串联的外电阻R 1=3.5 Ω，R 2=25 Ω，方向向右穿过螺线管的匀强磁场，磁感应强度按图乙所示规律变化，试计算电阻R 2的电功率和a 、b 两点的电势差．14.(8分)如图14所示，在连有电阻R =3r 的裸铜线框ABCD 上，以AD 为对称轴放置另一个正方形的小裸铜线框abcd ，整个小线框处于垂直框面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场中．已知小线框每边长图13图15 为L ，每边电阻为r ，其他电阻不计．现使小线框以速度v 向右平移，求通过电阻R 的电流及R 两端的电压．图1415.(14分)如图15所示，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率ΔB Δt＝k ，k 为负的常量．用电阻率为ρ、横截面积为S 的硬导线做成一边长为l 的方框．将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中．求： (1)导线中感应电流的大小； (2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率．16.(14分) 如图16所示，A 是一面积为S =0.2 m 2、匝数为n =100匝的圆形线圈，处在均匀磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度随时间变化规律为B =(6－0.02t)T ，开始时外电路开关S 断开，已知R 1=4 Ω，R 2=6 Ω，电容器电容C =30 μF ，线圈内阻不计，求： (1)S 闭合后，通过R 2的电流大小； (2)S 闭合一段时间后又断开，在断开后流过R 2的电荷量．图16第1章电磁感应得分：一、选择题二、填空与作图题11.12.三、计算题13.14.15.16.第1章电磁感应参考答案一、选择题1.B 解析：白炽灯泡是因灯丝通过电流而发热，当达到一定温度时，就会发光，而不是利用电磁感应原理．2.C 解析：条形磁铁磁场的磁感线分布特点是：(1)外部磁感线两端密，中间疏；(2)磁铁内、外磁感线的条数相等．据以上两点知：a 、b 、c 三个环中磁场方向都向上．考虑到磁铁外部磁场的不同，外部磁场a >b ，故b 环的磁通量大于a 环的磁通量，外部c 的磁通量大于b 的磁通量，内部磁通量相等，故合磁通量b 大于c ，选项C 正确.其中a 、c 两个环磁通量大小关系不确定，故选项A 、B 、D 错．3.B 解析：开关S 接通的瞬间、开关S 接通后滑动变阻器触头滑动的瞬间、开关S 断开的瞬间，都使螺线管线圈中的电流变化而引起磁场变化，线圈A 中的磁通量发生变化而产生感应电流．4.B 解析：由法拉第电磁感应定律E =n ΔΦΔt知，E 与ΔΦΔt成正比，ΔΦΔt是磁通量的变化率，在Φ−t 图象中图线的斜率即为ΔΦΔt.图甲中斜率为0，所以E ＝0.图乙中斜率恒定，所以E 恒定．因为图丙中0～t 1时间内图线斜率大小大于t 1～t 2时间内斜率，所以图丙中0～t 1时间内的感应电动势大于t 1～t 2时间内的感应电动势．图丁中斜率绝对值先变小再变大，所以回路中的电动势先变小再变大，故选项B 正确，选项A 、C 、D 错误．5.B 解析：由法拉第电磁感应定律知当导体切割磁感线时，产生的感应电动势E ＝Blv ，其中l 为导体切割磁感线的有效长度，由几何关系可知，P 点经过边界MN 时，线框切割磁感线的有效长度为L ，产生的感应电动势最大，感应电流最大，故选项B 正确．当E 点经过MN 时，线框切割磁感线的有效长度为L2，当F 点经过MN 时，线框切割磁感线的有效长度等于FQ 的长度，小于边长L ，故产生感应电流较小，当Q 点经过MN 时，整个线框处在磁场中，磁通量不再变化，故感应电流为零，所以A 、C 、D 错误．6.B 解析：Q =CU ，由C =εS4πkd知，增大极板距离d ，电容C 减小，因此Q 也减小，故选项A 错误；由U =E =nΔΦΔt=nΔB ΔtS ，分析可得增大磁感应强度变化率或增大线圈在垂直磁场方向的投影面积可增大A 、D 间电压，从而使Q 增大，所以选项B 正确，选项C 、D 错误.7.B 解析：线圈从开始进到完全进，从开始出到完全出的过程，线圈中有感应电流．所以线框中有感应电流的时间t =L v+L v=2Lv，故选项B 正确． 8.B 解析：由图甲可知，当“1”区经过阅读器的检测头时，产生正向电压，当“0”区经过阅读器的检测头时，产生负向电压，可见选项B 正确．9.C 解析：当a 环置于磁场中，a 环等效为内电路，b 环等效为外电路，A 、B 两端的电压为外电压，设S b =S ，则S a =4S ，根据法拉第电磁感应定律得E =ΔΦΔt=4ΔBS Δt则U AB =ER R+2R =4ΔBS 3Δt当b 环置于磁场中，b 环等效为内电路，a 环等效为外电路．AB 两端电压仍为外电压，E ′=ΔΦ′Δt=ΔBS Δt则U AB ′=E ′∙2RR+2R =2ΔBS3Δt所以U AB U AB ′=21，选项C正确．10.A 解析： E =BLv ，I =E R=BLv R，F =BIL =B 2L 2v R，Q R =I 2R =B 2l 2v 2R因金属棒匀速运动，外力对杆 ab 做功的功率就等于消耗的热功率，由以上各式可知，选项A 正确．二、填空与作图题 11.0√32BLv 解析：因为穿过三角形线框的磁通量没有发生变化，所以，线框中没有感应电流，电流表示数为零．三角形线框运动时，等效为长度等于三角形的高的导体棒切割磁感线，所以E =B ×√32L ×v =√32BLv .12.如图17所示解析：本实验探究原理是小线圈中电流的磁场如何引起大线圈中产生感应电流，所以应把小线圈与电源连在一个电路中，定值电阻阻值太大，不选择使用，要显示大线圈中是否产生感应电流，应使大线圈与电流表或电压表连在一个电路中，由于电压表内阻太大，所以应选择电流表．三、计算题13.1 W 5.7 V 解析：螺线管中产生的感应电动势E =nSΔB Δt =6 V ，根据闭合电路欧姆定律，电路中的电流大小I =E R 1+R 2+r=0.2 A ，电阻R 2上消耗的电功率大小P =I 2R 2=1 W ，a 、b 两点间的电势差U =I (R 1+R 2)=5.7 V . 14.BLv 4r34BLv 解析：感应电动势E ＝BLv ，由闭合电路欧姆定律得I =E R 总=BLv r+3r=BLv 4r.R 两端的电压U R =IR .所以U R =34BLv . 15.(1)klS 8ρ(2)k 2l 2S 8ρ解析：(1)导线框的感应电动势为E =ΔΦΔt①ΔΦ=12l 2ΔB ②导线框中的电流为I =ER③式中R 是导线框的电阻，根据电阻定律公式有R =ρ4l S④ 联立①②③④式，将ΔB Δt =k 代入得I =klS 8ρ. ⑤(2)导线框所受磁场的作用力的大小为f =BIl ⑥它随时间的变化率为ΔfΔt =IlΔB Δt⑦由⑤⑦式得Δf Δt=k 2l 2S 8ρ.16.(1)0.04 A (2)7.2×10−6 C解析：由B =(6－0.02t)T 知，圆形线圈A 内的磁场先是向里均匀减小，后是向外均匀增大，画出等效电路图如图18所示．(1)E =nΔΦΔt=n|ΔB Δt|S ，由题意知|ΔBΔt|=0.02 T/s故E =100×0.02×0.2 V =0.4 V由I =E R 1+R 2，得I R 2=I =0.44+6A =0.04 A .(2)S 闭合后，电容器两端电压U C =U 2=IR 2=0.04×6 V =0.24 V 电容器带电荷量Q =CU C =30×10－6×0.24 C =7.2×10－6 C 断开S 后，放电电荷量为Q =7.2×10－6 C .图17图18。

教科版物理选修3-2：第1章1.4知能演练轻松闯关

1.给电动机接通电源，线圈受安培力的作用转动起来．由于线圈要切割磁感线，因此必有感应电动势产生，感应电流方向与原电流方向相反，就此问题，下列说法正确的是( )A ．电动机中出现的感应电动势为反电动势，反电动势会阻碍线圈的运动B ．如果电动机正常工作，反电动势会加快电动机的转动C ．如果电动机工作中由于机械阻力过大而停止转动，就没了反电动势，线圈中的电流就会很大，很容易烧毁电动机D ．如果电动机工作电压低于正常电压，电动机也不会转动，此时尽管没有反电动势，但由于电压低也不容易烧毁电动机解析：选AC.根据反电动势的特点可知选项A 、C 正确．2.如图所示，阻值为R 的金属棒从图示位置ab 分别以v 1、v 2的速度沿光滑导轨(电阻不计)匀速滑到a ′b ′位置，若v 1∶v 2＝1∶2，则这两次过程中( )A ．回路电流I 1∶I 2＝1∶2B ．产生的热量Q 1∶Q 2＝1∶2C ．通过任一截面电荷量q 1∶q 2＝1∶2D ．外力的功率P 1∶P 2＝1∶2解析：选AB.感应电动势为BL v ，感应电流I ＝E R ＝BL v R，大小与速度成正比，产生的热量Q ＝I 2Rt ＝B 2L 2v 2R ·L ′v ＝B 2L 2L ′R v ，B 、L 、L ′、R 是一样的，两次产生的热量比等于运动速度比．通过任一截面的电荷量q ＝I ·t ＝BL v R ·L ′v＝BLL ′R 与速度无关，所以这两次过程中，通过任一截面的电荷量之比应为1∶1.金属棒运动中受磁场力的作用，为使棒匀速运动，外力大小要与磁场力相同．则外力的功率P ＝F v ＝BIL ·v ＝B 2L 2v 2R，其中B 、L 、R 相同，外力的功率与速度的平方成正比，所以外力的功率之比应为1∶4.3.如图所示，有两根和水平方向成α角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻R ，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为B .一根质量为m 的金属杆从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度v m ，则( )A ．如果B 增大，v m 将变大B ．如果α增大，v m 将变大C ．如果R 增大，v m 将变小D ．如果m 减小，v m 将变大解析：选B.以金属杆为研究对象，受力如图所示．根据牛顿第二定律得mg sin α－F 安＝ma ，其中F 安＝B 2L 2v R当a →0时，v →v m ，解得v m ＝mgR sin αB 2L 2，结合此式分析即得B 选项正确．4.(2012·宝塔区高二检测)如图所示，竖直固定的光滑U 形金属导轨MNOP 每米长度的电阻为r ，MN 平行于OP ，且相距为l ，磁感应强度为B 的匀强磁场与导轨所在平面垂直．有一质量为m 、电阻不计的水平金属杆ab 可在导轨上自由滑动，滑动过程中与导轨接触良好且保持垂直．将ab 从某一位置由静止开始释放后，下滑h 高度时速度达最大，在此过程中，电路中产生的热量为Q ，以后设法让杆ab 保持这个速度匀速下滑，直到离开导轨为止．求：(1)金属杆匀速下滑时的速度．(2)匀速下滑过程中通过金属杆的电流I 与时间t 的关系．解析：(1)金属杆ab 由静止释放到刚好达最大速度v m 的过程中，由能量守恒定律可得mgh＝Q ＋12m v 2m 解得v m ＝2gh －2Q m.① (2)设金属杆刚达到最大速度时，电路总电阻为R 0.ab 杆达最大速度时有mg ＝BIl ② E ＝Bl v m ③I ＝E R 0④ 由②③④得mg ＝B 2l 2v m R 0，再经时间t ，电路总电阻 R ＝R 0－2r v m t ，则I ＝E R ＝Bl v m R. 联立以上各式解得I ＝Blmg B 2l 2－2rmgt. 答案：(1)2gh －2Q m (2)I ＝Blmg B 2l 2－2rmgt一、选择题1.朝南的钢窗原来关着，今将它突然朝外推开，转过一个小于90°的角度，考虑到地球磁场的影响，则左侧钢窗活动的一条边中( )A ．有自下而上的微弱电流B ．有自上而下的微弱电流C ．有微弱电流，方向是先自上而下，后自下而上D．有微弱电流，方向是先自下而上，后自上而下解析：选A.钢窗打开时，向北穿过钢窗的磁通量减小，根据楞次定律，钢窗的活动边产生自下而上的微弱电流，故A正确．2.如图所示，一个矩形线框从匀强磁场的上方自由落下，进入匀强磁场中，然后再从磁场中穿出．已知匀强磁场区域的宽度L大于线框的高度h，那么下列说法中正确的是()A．线框只在进入和穿出磁场的过程中，才有感应电流产生B．线框从进入到穿出磁场的整个过程中，都有感应电流产生C．线框在进入和穿出磁场的过程中，都是磁场能转变成电能D．线框在磁场中间运动的过程中，电能转变成机械能解析：选A.线框只在进入和穿出磁场的过程中，穿过它的磁通量才会发生变化，该过程中发生机械能和电能的相互转化．3.图中EF、GH为平行的金属导轨，其电阻可不计，R为电阻，C为电容器，AB为可在EF和GH上滑动的导体横杆，有均匀磁场垂直于导轨平面．若用I1和I2分别表示图中该处导线中的电流，则当横杆AB()A．匀速滑动时，I1＝0，I2＝0B．匀速滑动时，I1≠0，I2≠0C．加速滑动时，I1＝0，I2＝0D．加速滑动时，I1≠0，I2≠0解析：选D.横杆AB匀速运动时，产生的感应电动势E＝BL v，R上电流I1≠0，电容器两端电压不变，据Q＝CU，电容器上电荷量不变化，I2＝0，故A、B选项都不正确；导体做加速运动，电阻R上有电压，因此有电流，电容器上的电压变大，极板上电荷量增大，形成充电电流，I2≠0，因此，D选项正确，C选项错误．4.如图所示，固定于水平绝缘面上的平行金属导轨不光滑，垂直于导轨平面有一匀强磁场，质量为m的金属棒cd垂直放在导轨上，除R和cd棒的电阻r外，其余电阻不计．现用水平恒力F作用于cd棒，使cd棒由静止开始向右滑动的过程中，下列说法正确的是()A．水平恒力F对cd棒做的功等于电路中产生的电能B．只有在cd棒做匀速运动时，F对cd棒做的功才等于电路中产生的电能C．无论cd棒做何种运动，它克服磁场力做的功一定等于电路中产生的电能D．R两端的电压始终等于cd棒上感应电动势的值解析：选C.F作用于棒上使棒由静止开始做切割磁感线运动，产生感应电动势的过程中，F 做的功转化为三种能量：棒的动能ΔE k、摩擦生热Q和回路电能E，即使cd棒匀速运动，ΔE k＝0，但Q≠0，故A、B错误；对C项可这样证明，经过时间Δt，cd棒发生的位移为s，则cd棒克服磁场力做的功W＝BIL·s＝BIΔS＝I·ΔΦ＝EIΔt＝E电，永远成立，故C项正确；回路中，cd棒相当于电源，有内阻，所以路端电压不等于感应电动势，所以D错误．5.如图所示，由导体棒ab和矩形线框cdef组成的“10”图案在匀强磁场中一起向右匀速平动，磁场的方向垂直线框平面向里，磁感应强度B随时间均匀增大，则下列说法正确的是()A．导体棒的a端电势比b端电势高，电势差U ab在逐渐增大B．导体棒的a端电势比b端电势低，电势差U ab在逐渐增大C．线框cdef中有顺时针方向的电流，电流大小在逐渐增大D．线框cdef中有逆时针方向的电流，电流大小在逐渐增大解析：选A.导体棒ab 切割磁感线属于动生电动势，由右手定则可知，φa >φb ，磁感应强度B 随时间均匀增大，由E ＝BL v 得，电势差U ab 在逐渐增大，选项A 正确而B 错误；矩形线框cdef 因为运动而在cd 、ef 中产生的动生电动势相抵消，故只有磁感应强度变化而在线框中产生的感应电动势，由楞次定律得，线框中感应电流的方向是逆时针方向，由法拉第电磁感应定律E ＝ΔB Δt·S 得，线框cdef 中感应电动势的大小不变，因此其感应电流的大小也不变，选项C 、D 均错．6.用相同导线绕制的边长为L 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( )A ．U a <U b <U c <U dB ．U a <U b <U d <U cC ．U a ＝U b <U c ＝U dD ．U b <U a <U d <U c解析：选B.由题知E a ＝E b ＝BL v ，E c ＝E d ＝2BL v ，由闭合电路欧姆定律和串联电路电压分配与电阻成正比可知U a ＝34BL v ，U b ＝56BL v ，U c ＝32BL v ，U d ＝43BL v ，故B 正确． 7.(2012·开封高二检测)如图所示，两根足够长的固定平行光滑金属导轨位于同一水平面内，导轨上横放着两根相同的导体棒ab 、cd ，与导轨构成矩形回路，导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧，两棒的中间用细线绑住，它们的电阻均为R ，回路上其余部分的电阻不计．在导轨平面间有一竖直向下的匀强磁场．开始时，导体棒处于静止状态，剪断细线后，导体棒在运动过程中( )A ．回路中有感应电动势B ．两根导体棒所受安培力方向相同C ．两根导体棒和弹簧构成的系统机械能守恒D ．两根导体棒和弹簧构成的系统机械能不守恒解析：选AD.剪断细线后，穿过闭合回路的磁通量不停地变化，因此回路中有感应电动势，选项A 正确；根据左手定则可知，两根导体棒所受安培力方向相反，选项B 错误；由于在过程中有电能产生，所以系统的机械能不守恒，选项C 错误，D 正确．8.(2012·上海高二检测)如图所示，导体棒ab 可以无摩擦地在足够长的竖直轨道上滑动，整个装置处于匀强磁场中，除电阻R 外，其他电阻均不计，则在ab 棒下落的过程中( )A ．ab 棒的机械能守恒B ．ab 棒达到稳定速度以前，其减少的重力势能全部转化为电阻R 增加的内能C ．ab 棒达到稳定速度以前，其减少的重力势能全部转化为增加的动能和电阻R 增加的内能D ．ab 棒达到稳定速度以后，其减少的重力势能全部转化为电阻R 增加的内能解析：选CD.ab 棒下落过程中切割磁感线，产生感应电流，有机械能转化为电能，电能又进一步转化为内能．达到稳定速度前，动能增加，减少的重力势能转化为导体棒的动能和电阻R 的内能；达到稳定速度后，动能不变，减少的重力势能全部转化为电阻的内能．9.光滑金属导轨宽L ＝0.4 m ，电阻不计，均匀变化的磁场穿过整个轨道平面，如图甲所示．磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示．金属棒ab 的电阻为1 Ω，自t ＝0时刻起从导轨最左端以v ＝1 m/s 的速度向右匀速运动，则( )A ．1 s 末回路中电动势为0.8 VB ．1 s 末ab 棒所受磁场力为0.64 NC ．1 s 末回路中电动势为1.6 VD ．1 s 末ab 所受磁场力为1.28 N解析：选CD.1 s 末磁感应强度为B ＝2 T ，所以1 s 末回路中动生电动势为E 1＝BL v ＝2×0.4×1 V ＝0.8 V ．感生电动势为E 2＝ΔΦΔt＝0.8 V ，所以E ＝E 1＋E 2＝1.6 V ．棒所受的磁场力F ＝BIl ＝E R·LB ＝1.28 N.10.(2012·榆林高二检测)如图所示，两根竖直放置的光滑平行导轨，一部分处于方向垂直导轨所在平面且有上下水平边界的匀强磁场中，一根金属杆MN 水平沿导轨滑下，在由导轨和电阻R 组成的闭合电路中，其他电阻不计，当金属杆MN 进入磁场区后，其运动速度图像可能是下图中的( )解析：选ACD.金属棒进入磁场后，切割磁感线，产生感应电动势．电路中有感应电流，由右手定则和左手定则知，MN 所受安培力方向向上，其大小为F ＝BIl ＝B 2l 2v R.线框刚进入磁场时，若安培力F ＝mg ，则MN 匀速，A 对．若F <mg ，MN 向下加速，其加速度为a ＝mg －F m＝g －B 2l 2v mR ，随着v 逐渐增大．加速度逐渐减小，C 对．若F >mg ，MN 向下减速，a ＝F －mg m ＝B 2l 2v mR－g .随着速度v 逐渐减小，加速度逐渐减小，D 对，故选A 、C 、D. 二、非选择题11.如下图所示，在水平面上有两根平行导电轨道MN 、PQ ，导轨间距为l ，匀强磁场垂直于导轨所在的平面向里，磁感应强度为B ，两根金属棒a 、b 分别架在导轨上，与导轨垂直，它们的质量和电阻分别为m 1、m 2和R 1、R 2，两棒与轨道接触良好，与导轨间的动摩擦因数皆为μ.已知棒a 被外力拖动，以恒定的速度v 0沿导轨运动；达到稳定后棒b 也以恒定的速度沿导轨运动，导轨的电阻可忽略不计．求此时棒b 克服摩擦力做功的功率．解析：设棒b 的运动速度为v ，由于两棒均切割磁感线产生感应电动势，其中棒b 产生的感应电动势为反电动势，因此电路中的总电动势为E ＝Bl (v 0－v )，感应电流为I ＝E R 1＋R 2，棒b 做匀速运动，它受到的安掊力等于它受到的摩擦力，即BIl ＝μm 2g .摩擦力的功率为P ＝μm 2g v ，解以上各式可得：P ＝μm 2g ⎣⎡⎦⎤v 0－μm 2g B 2l 2（R 1＋R 2）. 答案：μm 2g ⎣⎡⎦⎤v 0－μm 2g B 2l 2（R 1＋R 2）12.(2011·高考大纲全国卷)如图，两根足够长的金属导轨ab 、cd 竖直放置，导轨间距离为L ，电阻不计．在导轨上端并接两个额定功率均为P 、电阻均为R 的小灯泡．整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直．现将一质量为m 、电阻可以忽略的金属棒MN 从图示位置由静止开始释放．金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好．已知某时刻后两灯泡保持正常发光．重力加速度为g .求：(1)磁感应强度的大小；(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率．解析：(1)设小灯泡的额定电流为I 0，有P ＝I 20R ①由题意知，在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后，两小灯泡保持正常发光，流经MN 的电流为I ＝2I 0②此时金属棒MN 所受的重力和安培力大小相等，下落的速度达到最大值，有mg ＝BLI ③联立①②③式得B ＝mg 2L R P.④ (2)法一：设灯泡正常发光时，导体棒的速度为v ，由电磁感应定律与欧姆定律得 E ＝BL v ⑤E ＝RI 0⑥联立①②④⑤⑥式得v ＝2P mg.⑦ 法二：由功能关系知，导体棒匀速下落灯泡正常发光时，导体棒下落所受重力的功率与两灯泡消耗的功率相等，即mg v ＝2P ，解得：v ＝2P mg. 答案：(1)mg 2L R P (2)2P mg电磁感应问题往往跟力学问题和电学问题联系在一起，这类问题需要综合运用电磁感应规律和力学的相关规律解决．因此，处理此类问题的一般思路是“先电后力”．即：(1)先作“源”的分析——分离出电路中由电磁感应所产生的电源，求出电源参数E 和r ；(2)再进行“路”的分析——画出必要的电路图，分析电路结构，弄清串、并联关系，求出相关部分的电流大小，以便安培力的求解；(3)然后是“力”的分析——画出必要的受力分析图，分析力学所研究对象(常是金属杆、导体线圈等)的受力情况，尤其注意其所受的安培力；(4)接着进行“运动”状态分析——根据力和运动的关系，判断出正确的运动模型；(5)路线是：导轨受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→感应电动势变化→……周而复始地循环，循环结束时，加速度等于零，导体达到稳定运动状态．要画好受力图，抓住a＝0时速度v达到最大值的特点，最后运用物理规律列方程求解．(6)两种状态处理方法达到稳定运动状态后，导体匀速运动，受力平衡，应根据平衡条件列式分析平衡态；导体达到稳定运动状态之前，往往做变加速运动，处于非平衡态，应根据牛顿第二定律或结合功能关系分析非平衡态．。

教科版物理选修3-2：第1章1.3知能演练轻松闯关

1.下列几种说法正确的是( )A ．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大B ．线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大C ．线圈放在磁场越强的位置，产生的感应电动势一定越大D ．线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势越大解析：选D.依据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势与磁通量无关，与磁通量的变化量无关，与线圈匝数和磁通量的变化率成正比．因此，选项A 、B 都是错误的．感应电动势与磁场的强弱也无关，所以，选项C 也是不对的．线圈中磁通量变化越快意味着线圈的磁通量的变化率越大，依据法拉第电磁感应定律可知，选项D 是正确的．2.在理解法拉第电磁感应定律E ＝n ΔΦΔt 及其改写式E ＝n ΔB Δt S ，E ＝nB ΔSΔt 的基础上，下列叙述正确的是( )A ．对给定的线圈，感应电动势的大小跟磁通量的变化率成正比B ．对给定的线圈，感应电动势的大小跟磁感应强度的变化量ΔB 成正比C ．对给定的磁场，感应电动势的大小跟面积的变化率ΔSΔt成正比 D ．三个计算式计算出的感应电动势都是Δt 时间内的平均值解析：选ACD.由E ＝n ΔΦΔt 可知，对给定线圈，E 和ΔΦΔt 成正比，A 对；由E ＝n ΔBΔt S 可知，对给定线圈，E 和ΔB Δt 成正比，B 错；由E ＝nB ΔS Δt 可知，对给定的磁场，E 和ΔSΔt 成正比，C对；以上三个表达式中都是变化量与时间相比，所以都是平均值，D 对．故选ACD.3.(2012·济南高二检测)如图所示，一导线弯成半径为a 的半圆形闭合回路．虚线MN 右侧有磁感应强度为B 的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面，回路以速度v 向右匀速进入磁场，直径CD 始终与MN 垂直．从D 点到达边界开始到C 点进入磁场为止，下列结论正确的是( )A ．感应电流方向不变B ．CD 段直导线始终不受安培力C ．感应电动势最大值E m ＝Ba vD ．感应电动势平均值E ＝14πBa v解析：选ACD.导体切割磁感线产生感应电动势，由右手定则可知，感应电流方向不变，A 正确．感应电动势最大值即切割磁感线等效长度最大时的电动势，故E m ＝Ba v ，C 正确． E ＝ΔΦΔt ①ΔΦ＝B ·12πa 2②Δt ＝2a v ③由①②③得E ＝14πBa v ，D 正确．4.(2012·西安高二检测)如图所示，半径为R 的圆形导轨处在垂直于圆平面的匀强磁场中，磁感应强度为B ，方向垂直于纸面向里，一根长度略大于导轨直径的导体棒MN 以速率v 在圆导轨上从左端滑到右端，电路中的定值电阻为r ，其余电阻不计，导体棒与圆形导轨接触良好．当开关S 断开时，求：(1)在滑动过程中通过电阻r 的电流的平均值；(2)MN 从左端到右端的整个过程中，通过r 的电荷量； (3)当MN 通过圆形导轨中心时，通过r 的电流是多少？解析：(1)整个过程磁通量的变化为ΔΦ＝BS ＝B πR 2，所用的时间Δt ＝2Rv ，代入E ＝ΔΦΔt ＝B πR 22R ·v ＝B πR v2通过r 的平均电流I ＝E r ＝B πR v2r.(2)通过r 的电荷量q ＝I Δt ＝B πR v 2r ·2R v ＝B πR 2r .(3)MN 经过圆形导轨中心O 时，感应电动势为E ＝Bl v ＝2BR v 通过r 的电流为I ＝E r ＝2RB vr .答案：(1)B πR v 2r (2)B πR 2r (3)2RB vr一、选择题1.关于感应电动势，下列说法中正确的是( ) A ．电源电动势就是感应电动势B ．产生感应电动势的那部分导体相当于电源C ．在电磁感应现象中没有感应电流就一定没有感应电动势D ．电路中有电流就一定有感应电动势解析：选B.电源电动势的来源很多，不一定是由于电磁感应产生的，所以选项A 错误；在电磁感应现象中，如果没有感应电流，也可以有感应电动势，电路中的电流可能是由化学电池或其他电池作为电源而产生的，所以应该是有感应电流才有感应电动势． 2.决定闭合电路中感应电动势大小的因素是( ) A ．磁通量 B ．磁感应强度 C ．磁通量的变化率 D ．磁通量的变化量解析：选C.根据法拉第电磁感应定律E ＝ΔΦΔt 可知，E 与Φ的变化率成正比．Φ大，E 不一定大，ΔΦ大，E 也不一定大，所以只有选项C 正确．3.穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地减少2 Wb ，则( ) A ．线圈中的感应电动势每秒钟增加2 V B ．线圈中的感应电动势每秒钟减少2 V C ．线圈中无感应电动势D ．线圈中感应电动势保持不变解析：选D.由题意知：ΔΦΔt ＝2 Wb/s ，故E ＝ΔΦΔt ＝2 V ，保持不变．4.如图所示，导体ab 长为L ，速度v 的方向与导体垂直，与磁感线成θ角．则：磁感应强度为B 时，导体在运动时产生的感应电动势为( )A ．0B ．BL vC ．BL v sin θD ．BL v cos θ解析：选A.导体没有切割磁感线，故E ＝0.此题很容易错解为E ＝BL v sin θ，其原因是不能正确分析导体是否切割磁感线． 5.(2012·商洛市高二检测)将一条形磁铁缓慢或者迅速地插到闭合线圈中的同一位置处，不．会发生变化的物理量是( ) A ．线圈中感应电动势的大小 B ．磁通量的变化率 C ．感应电流的大小D ．流过线圈横截面的电荷量解析：选D.将条形磁铁插到闭合线圈的同一位置处，磁通量的变化量相同．因为所用时间不同，所以磁通量的变化率不同，产生的感应电动势不等；由闭合电路欧姆定律知，产生的感应电流也不等，A 、B 、C 项错误．又⎩⎪⎨⎪⎧I ＝E R ＝ΔΦΔt ·1R Q ＝I Δt，故Q ＝ΔΦΔtR×Δt ＝ΔΦR ，可见，两次流过线圈横截面的电荷量相等，跟磁铁插入的快慢无关，D 项正确． 6.如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab 以水平初速度v 0抛出，设在整个过程中棒的方向不变且不计空气阻力，则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是( ) A ．越来越大 B ．越来越小 C ．保持不变 D ．无法判断解析：选C.本题考查导体切割磁感线产生的感应电动势．关键是分析出垂直切割磁感线的速度情况．金属棒水平抛出后，在垂直于磁场方向上的速度不变，由E ＝BL v 知，电动势也不变，故选C.7.(2012·杭州高二检测)如图所示，将直径为d 、电阻为R 的闭合金属环从匀强磁场B 中拉出，这一过程中通过金属环某一截面的电荷量为( ) A.B πd 24RB.2πBd RC.Bd 2RD.Bd 2πR解析：选A.金属环在拉出磁场的过程中，平均感应电动势为E ＝ΔΦΔt ，故通过某一截面的电荷量为q ＝I ·Δt ＝ER ·Δt ＝ΔΦR＝B π⎝⎛⎭⎫d 22R＝B πd 24R，故A 正确．8.粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行．现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中的一边a 、b 两点间电势差绝对值最大的是( )解析：选B.将线框等效成直流电路，设线框每条边的电阻为r ，A 、B 、C 、D 对应的等效电路图分别如图甲、乙、丙、丁所示．四次移动中速度大小相等，故电动势E ＝BL v 相等，电路中电流I ＝E4r 大小相等，在选项A 、C 、D 中，a 、b 两点间电势差U ＝Ir ＝BL v 4，而选项B 中，U ′＝I ·3r ＝34BL v ，故选项B 正确．9.如图所示，导体AB 的长为2R ，绕O 点以角速度 ω匀速转动，OB 为R ，且OBA 三点在一条直线上，有一磁感应强度为B 的匀强磁场充满转动平面且与转动平面垂直，那么AB 两端的电势差为( ) A.12B ωR 2 B ．2B ωR 2C ．4B ωR 2D ．6B ωR 2解析：选C.A 点线速度v A ＝ω·3R ，B 点线速度v B ＝ωR ，AB 棒切割磁感线的平均速度v＝v A ＋v B 2＝2ωR ，由E ＝Bl v 得，A 、B 两端的电势差为E ＝B ·2R ·v ＝4B ωR 2，C 正确．10.(2012·宁夏高二检测)单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场．若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示．则( )A ．线圈中O 时刻感应电动势最小B ．线圈中C 时刻感应电动势为零 C ．线圈中C 时刻感应电动势最大D ．线圈从O 至C 时间内平均感应电动势为0.4 V解析：选BD.由E ＝ΔΦΔt 可知，题图中曲线斜率的大小即代表感应电动势的大小，故O 时刻感应电动势最大，C 时刻最小；O ～C 时间段，E ＝ΔΦΔt ＝2×10－30.005 V ＝0.4 V ，故答案为B 、D.二、非选择题11.如图所示，一个50匝的线圈的两端跟R ＝99 Ω的电阻相连接，置于竖直向下的匀强磁场中．线圈的横截面积是20 cm 2，电阻为1 Ω，磁感应强度以100 T/s 的变化率均匀减小．在这一过程中通过电阻R 的电流多大？2 s 内通过R 的电荷量多大？2 s 内R 产生的热量是多少？解析：由法拉第电磁感应定律得线圈中产生的感应电动势 E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔB Δt S ＝50×100×20×10－4 V ＝10 V .由闭合电路欧姆定律知感应电流为 I ＝E R ＋r ＝1099＋1A ＝0.1 A. 2 s 内通过R 的电荷量 q ＝I ·t ＝0.1×2 C ＝0.2 C. 2 s 内电阻R 产生的热量Q ＝I 2Rt ＝0.12×99×2 J ＝1.98 J. 答案：0.1 A 0.2 C 1.98 J12.把总电阻为2R 的均匀电阻丝焊接成一半径为a 的圆环，水平固定在竖直向下的磁感应强度为B 的匀强磁场中，如图所示，一长度为2a ，电阻等于R ，粗细均匀的金属棒MN 放在圆环上，它与圆环始终保持良好的接触，当金属棒以恒定速度v 向右移动经过环心O 时，求： (1)棒上电流的大小和方向及棒两端的电压U MN . (2)在圆环和金属棒上消耗的总热功率．解析：(1)把切割磁感线的金属棒看成一个具有内阻为R ，电源电动势为E 的电源，两个半圆环看成两个并联电阻，画出等效电路如图所示．等效电源电动势为E ＝Bl v ＝2Ba v .外电路的总电阻为R 外＝R 1R 2R 1＋R 2＝12R .棒上电流大小为I ＝ER 总＝2Ba v 12R ＋R ＝4Ba v 3R .电流方向从N 流向M .根据分压原理，棒两端的电压为 U MN ＝R 外R 外＋R·E ＝23Ba v .(2)圆环和金属棒上消耗的总热功率为 P ＝IE ＝8B 2a 2v 23R.答案：(1)23Ba v (2)8B 2a 2v 23R公式E ＝n ΔΦΔt与E ＝BL v sin θ的异同和应用E ＝n ΔΦΔtE ＝BL v sin θ区别(1)求的是Δt 时间内的平均感应电动势，E 与某段时间或某个过程相对应(1)求的是瞬时感应电动势，E 与某个时刻或某个位置相对应(2)求的是整个回路的感应电动势．整个回路的感应电动势为零时，其回路中某段导体的感应电动势不一定为零(2)求的是回路中一部分导体切割磁感线时产生的感应电动势(3)由于是整个回路的感应电动势，因此电源部分不容易确定(3)由于是一部分导体切割磁感线的运动产生的，该部分就相当于电源联系公式E ＝n ΔΦΔt和E ＝Bl v sin θ是统一的，当Δt →0时，E 为瞬时感应电动势，只是由于高中数学知识所限，现在还不能这样求瞬时感应电动势，而公式E ＝Bl v sin θ中的v 若代入v －，则求出的E 为平均感应电动势2.如何选用E ＝n ΔΦΔt与E ＝BL v sin θ(1)求解导体做切割磁感线运动产生感应电动势的问题时，两个公式都可．(2)求解某一过程(或某一段时间)的感应电动势，平均电流、通过导体横截面的电荷量等问题时，应选用E ＝n ΔΦΔt.(3)求解某一时刻(或某一位置)的感应电动势，计算瞬时电流、电功率及某段时间内的电功、电热等问题时，应选用E＝BL v sinθ.。

高中物理电子题库第1章第2节知能演练轻松闯关鲁科版选修3-2

2013年鲁科版物理选修3-2电子题库第1章第2节知能演练轻松闯关1.(2012·大庆高二期末)关于感应电动势大小的下列说法中正确的是( )A ．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大B ．线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大C ．线圈放在磁感强度越强的地方，产生的感应电动势一定越大D ．线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大解析：选D.感应电动势的大小由磁通量变化的快慢决定，与磁通量的大小，磁通量变化的大小及磁场的强弱无关，A 、B 、C 错误，D 正确．2.如图所示，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( )解析：选A.金属棒在到达匀强磁场之前，闭合回路的磁通量为零，不产生感应电动势．金属棒在磁场中运动时，匀速切割磁感线，并且切割的有效长度也不变，由公式E ＝BLv 知，此段时间内感应电动势为定值．金属棒离开磁场后，闭合回路的磁通量变为零，无感应电动势产生，选项A 正确．3.在理解法拉第电磁感应定律E ＝n ΔΦΔt 及其改写式E ＝n ΔB Δt S ，E ＝nB ΔS Δt的基础上，下列叙述不．正确的是( ) A ．对给定的线圈，感应电动势的大小跟磁通量的变化率成正比B ．对给定的线圈，感应电动势的大小跟磁感应强度的变化量ΔB 成正比C ．对给定的磁场，感应电动势的大小跟面积的变化率ΔS Δt成正比 D ．三个计算式计算出的感应电动势都是Δt 时间内的平均值解析：选B.电路中感应电动势的大小与穿过这一电路的磁通量的变化率成正比．利用法拉第电磁感应定律便可判断选项A 、C 、D 正确．故选B.4.(2012·亳州高二期末)穿过一个内阻为1 Ω的10匝闭合线圈的磁通量每秒均匀减少2 Wb ，则线圈中( )A ．感应电动势每秒增加2 VB ．感应电动势每秒减少2 VC ．磁通量的变化率为2 Wb/sD ．感应电流为2 A解析：选C.磁通量的变化率ΔΦΔt ＝2 Wb/s ，C 正确．由E ＝n ΔΦΔt得E ＝10×2 V ＝20 V ，感应电动势不变，A 、B 错误．由I ＝E R 得I ＝201A ＝20 A ，D 错误. 5.如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n ＝1000，线圈面积S ＝200 cm 2，线圈的电阻r ＝1 Ω，线圈外接一个阻值R ＝4 Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示．求：(1)前4 s 内的感应电动势；(2)前4 s 内通过R 的电荷量．解析：(1)由图象可知前4 s 内磁感应强度B 的变化率ΔB Δt ＝0.4－0.24T/s ＝0.05 T/s 4 s 内的平均感应电动势E ＝nSΔB Δt ＝1000×0.02×0.05 V ＝1 V. (2)电路中的平均感应电流I ＝E R 总，q ＝It ，又因为E ＝n ΔΦΔt，所以q ＝n ΔΦR 总＝1000×0.02×（0.4－0.2）4＋1C ＝0.8 C. 答案：(1)1 V (2)0.8 C一、选择题1.由法拉第电磁感应定律知(设回路的总电阻一定)( )A ．穿过闭合电路的磁通量最大时，回路中的感应电流最大B ．穿过闭合电路的磁通量为零时，回路中的感应电流一定为零C ．穿过闭合电路的磁通量变化量越大，回路中的感应电流越大D ．穿过闭合电路的磁通量变化越快，回路中的感应电流越大解析：选D.回路中感应电流的大小，在回路总电阻一定的情况下，与回路中感应电动势大小成正比，而感应电动势大小由磁通量变化快慢决定，与磁通量大小和变化量无关．2.如图所示，在匀强磁场中放有一平面与磁场方向垂直的金属线圈abcd ，在下列叙述中正确的是( )A ．当线圈沿磁场方向平动过程中，线圈中无感应电动势，无感应电流B ．当线圈沿垂直磁场方向平动过程中，线圈中有感应电动势，有感应电流C ．当线圈以bc 为轴转动时，线圈中有感应电动势，有感应电流D ．当线圈以cd 为轴转动时，线圈中无感应电动势，无感应电流解析：选AC.线圈沿磁场方向平动时，磁通量不变，也没有边切割磁感线，所以既没有感应电动势，也没有感应电流，A 正确．线圈沿垂直磁场方向平动时，磁通量不变，无感应电流，但有两条边切割磁感线，有感应电动势，B 错误．不管线圈绕哪条边转动，磁通量变化，既有感应电动势，又有感应电流，C 正确，D 错误．3.(2012·赣州高二期末)如图所示，矩形线框abcd 的ad 和bc 的中点M 、N 之间连接一电压表，整个装置处于匀强磁场中，磁场的方向与线框平面垂直，当线框向右匀速平动时，以下说法不．正确的是( )A ．穿过线框的磁通量不变化，MN 间无感应电动势B ．MN 不产生电动势，所以MN 间无电势差C ．MN 间有电势差，所以电压表有读数D ．因为无电流通过电压表，所以电压表无读数解析：选ABC.穿过线框的磁通量不变化，所以无感应电流，因此电压表无读数，C 错误，D 正确．MN 切割磁感线，所以MN 产生感应电动势，MN 间有电势差，A 、B 错误.4.(2012·东北师大附中高二期末)如图所示，用同样的导线制成的两闭合线圈A 、B ，匝数均为20匝，半径r A ＝2r B ，在线圈B 所围区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场，则线圈A 、B 中产生感应电动势之比E A ∶E B 和两线圈中感应电流之比I A ∶I B 分别为( )A ．1∶1，1∶2B ．1∶1，1∶1C ．1∶2，1∶2D ．1∶2，1∶1解析：选A.由E ＝n ΔΦΔt 知，E A ＝E B ，即E A ∶E B ＝1∶1.又r A ＝r B ，所以电阻R A ＝2R B ，由I ＝E R知I A ＝12I B ，即I A ∶I B ＝1∶2，A 正确． 5.如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab 以水平初速度v 0抛出，设在整个过程中棒的方向不变且不计空气阻力，则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是( )A ．越来越大B ．越来越小C ．保持不变D ．无法判断解析：选C.棒ab 水平抛出后，其速度越来越大，但只有水平分速度v 0切割磁感线产生电动势，故E ＝Blv 0保持不变．6.(2012·福鼎中学高二期末)闭合线圈的匝数为n ，每匝线圈面积为S ，总电阻为R ，在Δt 时间内穿过每匝线圈的磁通量变化为ΔΦ，则通过导线某一截面的电荷量为( ) A.ΔΦR B.ΔΦnS R C.n ΔΦR D.n ΔΦΔtR解析：选C.感应电动势E ＝n ΔΦΔt ，感应电流I ＝E R ＝n ΔΦΔtR，则通过某一截面的电荷量q ＝I ·Δt ＝n ΔΦR，C 正确． 7.如图所示，平行导轨间距为d ，其左端接一个电阻R .匀强磁场的磁感应强度为B ，方向垂直于平行金属导轨所在平面．一根金属棒与导轨成θ角放置，金属棒与导轨的电阻均不计．当金属棒沿垂直于棒的方向以恒定的速度v 在导轨上滑行时，通过电阻R 的电流强度是( )A.Bdv R B.Bdv R sin θ C.Bdv cos θR D.Bdv sin θR解析：选B.金属棒MN 垂直于磁场放置，运动速度v 与棒垂直，且v ⊥B ，即已构成两两互相垂直关系，MN 接入导轨间的长度为dsin θ，所以E ＝Blv ＝Bdv sin θ，I ＝E R ＝Bdv R sin θ，故选项B 正确．8.在图中，EF 、GH 为平行的金属导轨，其电阻可不计，R 为电阻，C 为电容器，AB 为可在EF 和GH 上滑动的导体横杆．整个装置处于垂直于导轨平面向下的匀强磁场中．若用I 1和I 2分别表示图中该处导线中的电流，则当横杆AB ( )A ．匀速滑动时，I 1≠0，I 2＝0B ．匀速滑动时，I 1≠0，I 2≠0C ．加速滑动时，I 1＝0，I 2＝0D ．加速滑动时，I 1≠0，I 2≠0解析：选AD.当横杆AB 匀速运动时，产生的感应电动势E ＝Blv 为一定值．则I 1＝ER ＋r 也为一定值，又此时路端电压U ＝I 1R 也是定值，故电容器带电荷量Q ＝CU 保持不变，则I 2＝0，当横杆加速运动时，E 不断增大，电容器不断充电，故I 1≠0，I 2≠0.9.如图所示，导体棒AB 的长为2R ，绕O 点以角速度ω匀速转动，OB 为R ，且O 、B 、A 三点在一条直线上，有一磁感应强度为B 的匀强磁场充满转动平面且与转动平面垂直，那么AB 两端的电势差为( )A.12B ωR 2 B ．2B ωR 2C ．4B ωR 2D ．6B ωR 2 解析：选C.A 点线速度v A ＝ω·3R ，B 点线速度v B ＝ωR ，AB 棒切割磁感线的平均速度v ＝v A ＋v B 2＝2ωR ，由E ＝Blv 得，AB 两端的电势差为E ＝B ·2R ·v ＝4B ωR 2，C 正确．10.如图所示，圆环a 和b 的半径之比为R 1∶R 2＝2∶1，且是由粗细相同的同种材料的导线构成，连接两环的导线电阻不计，匀强磁场的磁感应强度始终以恒定的变化率变化，那么，只有a 环置于磁场中和只有b 环置于磁场中两种情况下，A 、B 两点的电势差大小之比为( )A ．1∶1B ．2∶1C ．3∶1D ．4∶1解析：选B.设b 环的面积为S ，由题可知a 环的面积为4S ，设b 环的电阻为R ，则a 环的电阻为2R .当a 环置于磁场中时，a 环等效为内电路，b 环等效为外电路，A 、B 两点的电压为路端电压，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律得E ＝ΔΦΔt ＝4ΔB ·S Δt ，U AB ＝ER R ＋2R ＝4ΔB ·S 3Δt当b 环置于磁场中时E ′＝ΔB ·S Δt U AB ′＝E ′·2R R ＋2R ＝2ΔB ·S 3Δt所以U AB ∶U AB ′＝2∶1，B 正确．二、非选择题11.(2012·东营高二检测)如图甲所示的螺线管，匝数n ＝1500匝，横截面积S ＝20 cm 2.电阻r ＝1.5 Ω，与螺线管串联的外电阻R 1＝3.5 Ω，R 2＝25 Ω，方向向右穿过螺线管的匀强磁场，磁感应强度按图乙所示规律变化，试计算电阻R 2的电功率和a 、b 两点的电势差．解析：螺线管中产生的感应电动势E ＝nS ΔB Δt＝6 V ，根据闭合电路欧姆定律，电路中的电流大小I ＝E R 1＋R 2＋r＝0.2 A ，电阻R 2上消耗的电功率大小P ＝I 2R 2＝1 W ，a 、b 两点间的电势差U ＝I (R 1＋R 2)＝5.7 V.答案：1 W 5.7 V12.如图所示，在磁感应强度为B 的匀强磁场中有一个面积为S 的矩形线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO ′，以角速度ω匀速转动．(1)穿过线框平面磁通量的变化率何时最大？最大值为多少？(2)在线框由图示位置转过60°的过程中，平均感应电动势为多大？(3)线框由图示位置转到60°时瞬时感应电动势为多大？解析：(1)线框平面与磁感线平行时，磁通量的变化率最大，E m ＝2Bl ab ·l ad 2·ω＝BS ω.(2)由题图所示位置转过60°的过程中，磁通量变化量ΔΦ＝BS －BS cos60°＝12BS . 所以E ＝ΔΦΔt ＝12BS 2πω·16＝3BS ω2π. (3)瞬时感应电动势为：E ＝2Bl ab ·v ab sin60°＝32BS ω. 答案：(1)线框平面与磁感线平行时磁通量的变化率最大BS ω (2)3BS ω2π (3)32BS ω。

鲁科版物理选修3-2知能演练轻松闯关

1.关于电容器对交变电流的容抗，以下说法正确的是()A．电容器内部是绝缘的，直流和交流都不能“通过”电容器B．电容器接到交流上时，由于不断充电、放电，所以电容器对交流无影响C．直流电的周期可认为很长，因此电容器对其容抗可以忽略D．电容器有“隔直通交”，“通高频，阻低频”的作用解析：选D.电容器内部是绝缘的，所以直流不能通过电容器，但是对交流，由于电容器不断充、放电，所以电流能够通过电容器，但对变化的电流又有阻碍作用，A、B错；直流的周期可认为无限大，频率极小，电容器对直流的容抗很大，C错；电容器具有“隔直通交，阻低通高”的作用，D对．2.有两个电容器的电容分别为C1＝5 μF和C2＝3 μF，分别加上峰值一定的交变电源，在下列各种情况下，哪一种情况下通过电容器的电流最大()A．在C1上所加交变电流的频率为50 赫兹B．在C2上所加交变电流的频率为50 赫兹C．在C1上所加交变电流的频率为60 赫兹D．在C2上所加交变电流的频率为60 赫兹解析：选C.电容器对电流的阻碍作用的大小，即为容抗．容抗的大小是由电容器电容C和交变电流的频率共同决定的．交变电流的频率越高，电容器的电容越大，电容器的容抗就越小，电流就越大．因此要使通过电容器的电流最大则必须频率最高，电容最大．3.如图所示，交流电源的电压有效值跟直流电源的电压相等，当将双刀双掷开关接到直流电源上时，灯泡的实际功率为P1，而将双刀双掷开关接在交流电源上时，灯泡的实际功率为P2，则()A．P1＝P2B．P1>P2C．P1<P2D．不能比较解析：选B.电感对直流电没有阻碍，但对交流电有阻碍作用，所以P1>P2，B正确．4.如图电路中，u是有效值为220 V的交流电源，C是电容器，R是电阻，关于交流电压表的示数，下列说法正确的是()A．等于220 V B．大于220 VC．小于220 V D．等于零解析：选C.电容器与电阻串联，根据串联分压原理可知电阻的两端电压应小于电源电压，而电压表测的是电阻两端的电压．5.如图所示，从AO输入的信号中，有直流和交流两种成分．(1)现在要求信号到达BO两端只有交流，没有直流，需要在AB端接一个什么元件？该元件的作用是什么？(2)若要求信号到达BO端只有直流，而没有交流，则应在AB端接入一个什么元件？该元件的作用是什么？解析：根据电容和电感对直流和交流的作用原理进行分析．(1)因为BO端不需要直流，只需要交流，故根据电容C有“通交流，隔直流”作用，应在AB端接入一个电容器C.该电容器对直流有阻隔作用，对交流有通过作用．(2)因为BO端不需要交流，只需要直流，故根据电感L有“通直流，阻交流”的作用，应在AB端接入一个低频扼流圈．答案：(1)电容器通交流，隔直流(2)低频扼流圈通直流，阻交流一、选择题1.下列说法中正确的是()A．电感对交流的阻碍作用是因为电感存在电阻B．电容对交流的阻碍作用是因为电容器的电阻C．感抗、容抗和电阻一样，电流通过它们做功时都是电能转化为内能D．在交变电路中，电阻、感抗、容抗可以同时存在解析：选D.交变电流通过线圈时，在线圈上产生自感电动势，对电流的变化起到阻碍作用，A错；交变电流通过电容器时，电容器两极间的电压与电源电压相反，阻碍了电流的流动，B错；电流通过它们时，在电阻上产生焦耳热，在线圈上产生磁场能，在电容器上产生电场能，C错；在交变电路中，电阻器、电感器、电容器可以同时存在，D正确．2.关于电子技术中的扼流圈，下列说法正确的是()A．扼流圈是利用电感线圈对交流电的阻碍作用来工作的B．高频扼流圈的作用是允许低频交流通过，而阻碍高频交流通过C．低频扼流圈的作用是不仅要阻碍高频交流通过，还要阻碍低频交流通过D．高频扼流圈的电感比低频扼流圈的电感大解析：选ABC.扼流圈是利用变化的电流通过线圈时，感应出自感电动势，从而来阻碍电流的变化的，故A正确．高频扼流圈是“通低频，阻高频”，故B正确；低频扼流圈是“阻高频，阻低频，通直流”，故C正确；高频扼流圈比低频扼流圈自感系数小，故D错．3.如图所示，白炽灯和电容器串联后接入交流电源两端，当交流电的频率增大时()A．电容器电容增大B．电容器电容减小C．电灯变亮D．电灯变暗解析：选C.由于电容器的电容是由本身结构及特性决定的，与电源的频率无关，故A、B 两项错误；当电源频率增大时，容抗减小，故整个电路中的电流增大，所以电灯变亮，故C 正确，D错误．4.交变电流通过一段长直导线时，电流为I，如果把这根长直导线绕成线圈，再接入原电路，通过线圈的电流为I′，则()A．I′>I B．I′<IC．I′＝I D．无法比较解析：选B.直导线对交变电流没有阻碍，线圈对交变电流有阻碍，故I′<I.5.如图甲、乙所示，从某一装置中输出的电流既有交流成分，又有直流成分，现要把交流成分输送给下一级，有关甲、乙图的说法正确的是()A．应选用甲图电路，其中C的电容要大B．应选用甲图电路，其中C的电容要小C．应选用乙图电路，其中C的电容要大D．应选用乙图电路，其中C的电容要小解析：选C.电容器在电路中要起到“隔直流，通交流”的作用，应选乙图电路．要使交流成分都顺利通过电容器而输送到下一级，则电容器的容抗要小，故C的电容要大．6.某信号源中有直流成分、交流高频成分和交流低频成分，为使放大器仅得到交流低频成分，如图所示，电路中可行的是()解析：选D.信号中含有三种成分，去掉直流成分用隔直电容即可，因此排除A、B.而C中交流高低频成分均进入放大器，需加入另一旁路电容C2，所以D正确．7.在收音机线路中，经天线接收到的电信号既有高频成分又有低频成分，经放大后送给下一级，需要把低频成分和高频成分分开，只让低频成分输入给下一级，我们采用了如图装置电路，其中代号a、b应选择的元件是()A．a是电容较大的电容器，b是低频扼流线圈B．a是电容较大的电容器，b是高频扼流线圈C．a是电容较小的电容器，b是高频扼流线圈D ．a 是电容较小的电容器，b 是低频扼流线圈解析：选C.电容器具有“通高频，阻低频”作用，这样的电容器电容应较小，故a 处是电容较小的电容器．电感线圈在该电路中要求做到“通低频，阻高频”，所以b 处应接一个高频扼流线圈．8.在图所示电路中，L 为电感线圈，灯泡电阻为R ，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交流电源的电压u ＝2202sin100πt V ，若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100 Hz ，下列说法正确的是( )A ．电流表示数减小B ．电压表示数减小C ．灯泡变暗D ．灯泡变亮解析：选AC.由u ＝2202sin100πt V ，可得电源原来的频率为f ＝ω2π＝100π2πHz ＝50 Hz.当电源频率由原来的50 Hz 增为100 Hz 时，线圈的感抗增大；在电压不变的情况下，电路中的电流减小，选项A 正确．灯泡的电阻R 是一定的．电流减小时，实际消耗的电功率P ＝I 2R 减小，灯泡变暗，选项C 正确，D 错误．电压表与电感线圈并联，其示数为线圈两端的电压U L ，设灯泡两端电压为U R ，则电源电压的有效值为U ＝U L ＋U R ，因U R ＝IR ，故电流I 减小时，U R 减小．因电源电压有效值保持不变，故U L ＝U －U R ，U L 增大，选项B 错误． 9.如图所示，在电路两端接上交变电流，保持电压不变，使频率增大，发现各灯的亮暗变化情况是：灯1变暗、灯2变亮、灯3不变，则M 、N 、L 处所接元件可能是( )A ．M 为电感器，N 为电容器，L 为电阻B ．M 为电阻，N 为电感器，L 为电容器C ．M 为电阻，N 为电容器，L 为电感器D ．M 为电容器，N 为电感器，L 为电阻解析：选A.交流电的频率变大，R 不变，感抗增大，容抗变小，所以，亮度不变的L 为电阻，灯变亮的N 为电容，灯变暗的M 为电感．10.(2012·福州高二检测)两个相同的白炽灯泡L 1和L 2接到如图所示的电路中，灯L 1与电容器串联，灯L 2与电感线圈串联．当a 、b 间接电压最大值为U m 、频率为f 的正弦交流电源时，两灯都发光，且亮度相同．在a 、b 间更换一个新的正弦交流电源后，灯L 1的亮度低于灯L 2的亮度．则新电源的电压最大值和频率可能是( )A ．最大值仍为U m ，而频率大于fB ．最大值仍为U m ，而频率小于fC ．最大值大于U m ，而频率仍为fD ．最大值小于U m ，而频率仍为f解析：选B.电感通低频，阻高频，而电容通高频，阻低频，由于灯L 1的亮度低于灯L 2的亮度，可判断新电源的频率一定小于f ，故选B.二、非选择题11.如图所示的甲、乙、丙三种电路是电子技术中的常用电路，a、b是输入端，其中高频成分用“”表示，低频成分用“～”表示，直流成分用“－”表示，则甲、乙、丙负载R 上得到的电流的主要特征各是什么？解析：甲：低频成分；因电容器有隔直流作用，C较大时，低频易通过．乙：低频成分；因电容C对高频有旁路作用，C较小，通高频，阻低频．丙：直流成分；因电容C有旁路作用和隔直作用，C较大，C越大时，容抗越小，低频成分越容易通过旁路．答案：见解析12.如图所示是电视机电源部分的滤波装置，当输入端输入含有直流成分、交流低频成分的电流后，能在输出端得到较稳定的直流电，试分析其工作原理及各电容和电感的作用．解析：当含有多种成分的电流输入到C1两端，由于C1的“通交流，隔直流”功能，电流中的交流成分被衰减，而线圈L有“通直流，阻交流”功能，直流成分电流顺利通过L，一小部分交流通过L，到达C2两端时，C2进一步滤除电流中残余的交流成分，这样就在输出端得到较稳定的直流电，这个直流电供电视机内芯正常工作．答案：见解析。

鲁科版物理选修3-2第2章第1节知能演练轻松闯关2 (无解析)

一、选择题1.如图所示，当磁铁突然向铜环运动时，铜环的运动情况是()A．向右运动B．向左运动C．静止不动D．不能判定2.(2012·包头高二质检)如图所示，让线圈由位置1通过一个匀强磁场的区域，运动到位置2，整个过程中线圈平面始终平行纸面，下列说法中正确的是()A．线圈进入匀强磁场区域的过程中，线圈中有感应电流，电流方向为顺时针B．整个线圈在匀强磁场中匀速运动时，线圈中有感应电流，方向为顺时针C．整个线圈在匀强磁场中加速运动时，线圈中有感应电流，方向为顺时针D．线圈穿出匀强磁场区域的过程中，线圈中有感应电流，方向为顺时针3.(2012·沈阳高二期末)如图所示，宽40 cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，一边长20 cm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＝20 m/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，在下图中，正确反映感应电流随时间变化规律的是()4.如图所示，同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r，导体棒PQ与三条导线接触良好；匀强磁场的方向垂直纸面向里．导体棒的电阻可忽略．当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是()A．流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由b到aB．流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由b到aC．流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由a到bD．流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由a到b5. 1931年，英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只有一个磁极的粒子，即“磁单极子”.1982年，美国物理学家卡布莱设计了一个寻找磁单极子的实验．他设想，如果一个只有S极的磁单极子从上向下穿过如图所示的超导线圈，那么，从上向下看，超导线圈的感应电流()A．先顺时针方向，后逆时针方向的感应电流B．先逆时针方向，后顺时针方向的感应电流C．顺时针方向持续流动的感应电流D．逆时针方向持续流动的感应电流6.(2012·株洲高二质检)如图所示，水平放置的U形导电框架上接有电阻R，导线ab能在框架上无摩擦地滑动，竖直向上的匀强磁场竖直穿过框架平面，当ab匀速向右移动时，以下判断正确的是()A．导线ab除受拉力作用外，还受到磁场力的作用B．ab移动速度越大，所需拉力也越大C．ab移动速度一定，若将电阻增大些，则拉动ab的力可大些D．只要使ab运动并达到某一速度后，撤去外力，ab也能在框架上维持匀速直线运动7.(2012·陕西师大附中高二期末)如图所示，水平光滑的金属框架上左端连接一个电阻R，有一金属杆在外力F的作用下沿框架向右，由静止开始做匀加速直线运动，匀强磁场方向竖直向下，轨道与金属杆的电阻不计并接触良好，则能反映外力F随时间t变化规律的图象是()8.(2012·河北正定中学高二期末)如图所示，当导线ab在电阻不计的金属导轨上滑动时，线圈A向右摆动，则()A．ab只能向右做匀加速运动B．ab向左或向右做减速运动C．电容器C上的电荷量保持不变D．电容器C上的电荷量在减少9.在水平地面附近有竖直向下的匀强电场和垂直于纸面水平向外的匀强磁场．有一质量很小的金属棒ab由水平静止状态释放，如图所示，不计空气阻力，则()A．棒的a端先着地B．棒的b端先着地C．棒的a、b两端同时着地D．无法判断10.如图所示，在匀强磁场中放有平行金属导轨，它与大线圈M相连接，要使小线圈N获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨上的裸金属棒ab的运动情况是(两线圈共面)()A．向左减速运动B．向左加速运动C．向右减速运动D．向右加速运动二、非选择题11.(2012·忻州高二期末)如图a所示的螺线管，线圈匝数n＝3000匝，橫截面积S＝20 cm2，电阻r＝1.0 Ω，与螺线管串联的外电阻R1＝4.0 Ω，R2＝25 Ω，方向向右，穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度按图b所示的规律变化．求：(1)螺线管中产生的感应电动势大小．(2)电阻R2的电功率．(3)a点的电势(设c点的电势为零)．12.如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为L，一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直．一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放．导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为I.整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻．求：(1)磁感应强度的大小B；(2)电流稳定后，导体棒运动速度的大小v；(3)流经电流表电流的最大值I m.。

鲁科版高中物理选修3-2同步练测：第1章第1节磁生电的探索.docx

高中物理学习材料桑水制作第1节磁生电的探索建议用时实际用时满分实际得分45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，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6分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共60分）1.关于磁通量、磁感应强度，下列说法正确的是（）A.磁感应强度越大的地方，磁通量越大B.磁通量越大，磁感应强度越大C.穿过某线圈的磁通量为零时，由B=ΦS可知磁感应强度为零D.磁感应强度在数值上等于 1 m2的面积上穿过的最大磁通量2.下列现象中，属于电磁感应现象的是（）A.磁场对电流产生力的作用B.变化的磁场使闭合电路产生感应电流C.插入通电螺线管中的软铁棒被磁化D.电流周围产生磁场3.（2011海南）自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献.下列说法正确的是（）A.奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系B.欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系C.法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系D.焦耳发现了电流的热效应，定量得出了电能和热能之间的转换关系4.条形磁铁竖直放置，闭合圆环水平放置，条形磁铁中心线穿过圆环中心，如图1所示.若圆环为弹性环，其形状由Ⅰ扩大为Ⅱ，那么圆环内磁通量变化情况是（）A.磁通量增大B.磁通量减小C.磁通量不变D.条件不足，无法确定5.关于感应电流，下列说法中正确的是（）A.只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流B.只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流C．若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，闭合电路中一定没有感应电流D.当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应电流6.如图2所示线圈两端接在电流表上组成闭合回路.在下列情况中，电流表指针不发生偏转的是（）A.线圈不动，磁铁插入线圈B.线圈不动，磁铁从线圈中拔出C.磁铁不动，线圈上、下移动D.磁铁插在线圈内不动图1图2图37.闭合电路的一部分导线ab处于匀强磁场中，如图3所示中各情况下导线都在纸面内运动，那么下列判断中正确的是（）A.都会产生感应电流B.都不会产生感应电流C.甲、乙不会产生感应电流，丙、丁会产生感应电流D.甲、丙会产生感应电流，乙、丁不会产生感应电流8.在一长直导线中通以如图4所示的恒定电流时，套在长直导线上的闭合线环（环面与导线垂直，长直导线通过环的中心），当发生以下变化时，肯定能产生感应电流的是（）A.保持电流不变，使导线环上下移动B.保持导线环不变，使长直导线中的电流增大或减小C.保持电流不变，使导线在竖直平面内顺时针（或逆时针）转动D.保持电流不变，环在与导线垂直的水平面内左右水平移动9.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图5连接.在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转.由此可以判断( )A.线圈A向上移动或滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动都能引起电流计指针向左偏转B.线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转C.滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央D.因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向10.老师做了一个物理小实验让学生观察：如图6所示，一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象是（）A.磁铁插向左环，横杆发生转动B.磁铁插向右环，横杆发生转动C.无论磁铁插向左环还是右环横杆都不发生转动D.无论磁铁插向左环还是右环横杆都发生转动二、填空题（本题共3小题，每小题8分，共24分.请将正确的答案填到横线上）11.电磁感应现象中能量的转化：在电磁感应现象中，能量转化和守恒定律同样适用，由于机械运动而产生感应电流时，感应电流的电能是由外界的转化为 .无机械运动而产生的感应电流，感应电流的电能是由产生变化的电路中的电能转化而来的.12.如图7所示,一水平放置的矩形线圈在条形磁铁S极附近下落,在下落过程中,线圈平面保持水平,位置1和3都靠近位置2,则线圈从位置1到位置2的过程中,线圈内________感应电流,线圈从位置2到位置3的过程中,线圈内_____感应电流(均选填“有”或“无”).13.线圈在长直导线电流的磁场中，做如图8所示的运动：A向右平动，B向下平动，C绕轴转动(ad 边向外)，D从纸面向纸外做平动，E向上平动(E 线圈有个缺口)，线圈中有感应电流的是_____(填代号).三、计算题（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）14.(16分)如图9所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动．t＝0时，磁感应图4——0 22AB P+图5图7图8强度为B0，此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形．为使MN棒中不产生感应电流，从t＝0开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？请推导出这种情况下B与t的关系式．第1节磁生电的探索得分：一、选择题题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案二、填空题11. 12. 13.三、计算题14.第1节磁生电的探索参考答案一、选择题1.D 解析：闭合导体回路的面积与垂直穿过它的磁感应强度的乘积叫磁通量，所以磁通量大小不仅与磁感应强度大小有关，还与闭合导体回路的面积大小有关，故选项A错误.由B=ΦS可知Φ越大时，B不一定越大，故选项B错误.磁通量为零的原因可能是磁感应强度为零，也可能是线圈平面与磁感线平行，选项C错误.由Φ=BS sinθ可得B=ΦS sinθ，知选项D说法正确.2.B 解析：电磁感应现象指的是“磁生电”，选项B属于.选项A磁场对电流有力的作用，这是磁场的一种基本性质，不是电磁感应现象.选项C软铁棒被磁化是磁化现象.选项D电流周围产生磁场是电流的磁效应.3.ACD 解析：选项ACD说法正确，而选项B中欧姆定律是电学的一个基本定律，与热现象没有联系.4.B 解析：由Φ=Φ内−Φ外=Φ内−BS可知，Φ内不变，B不变，S增大，故Φ减小.5.D6.D7.D 解析：本题考查对切割磁感线的理解，这里切割的效果一定是要能“切断”，故甲、丙是切割，乙、丁不是切割，故甲、丙能产生感应电流，而乙、丁不能产生感应电流，选项D正确.8.C 解析：通电直导线周围的磁感线是以直导线为圆心的同心圆，根据产生感应电流的条件“穿过闭合导体回路的磁通量发生变化”可知，只有选项C正确.9.B 解析：滑动变阻器滑片向左加速滑动时，接入电路中的电阻变大，则线圈A中的电流变小，磁场变弱，在线圈B中产生感应电流，电流计指针向右偏转，同理，线圈A向上移动、线圈A中铁芯向上拔出或断开开关都能导致磁场变弱，都可以使电流计指针向右偏转，故选项A、C、D错误，选项B正确.10.B 解析：左环没有闭合，在磁铁插入过程中，不产生感应电流，故横杆不发生转动.右环闭合，在磁铁插入过程中，产生感应电流，磁场与电流相互作用，横杆将发生转动.二、填空题11.机械能电能12.有有13.BCD 解析：图A中穿过闭合回路的磁通量不发生变化，图E中回路没有闭合，只有图BCD符合产生感应电流的条件.三、计算题14.B=B0ll+vt解析：要使MN棒中不产生感应电流，应使穿过线圈平面的磁通量不发生变化在t＝0时刻，穿过线圈平面的磁通量Φ1=B0S=B0l2设t时刻的磁感应强度为B，此时磁通量为Φ2=Bl(l+vt)由Φ1=Φ2得B=B0ll+vt。