【精品试卷】人教版高中物理选修3-2第一次周考答案复习专用试卷
人教版高中物理选修3-2高三一轮总复习第一章.docx
高中物理学习材料唐玲收集整理安徽淮南二中2017届高三一轮总复习物理选修3-2第一章电磁感应能力提升检测试卷第I卷选择题一、选择题(每小题4分,共40分)。
1、如图所示,弹簧测力计下端挂一矩形导线框,导线框接在图示电路中,线框的短边置于蹄型磁体的N、S极间磁场中.在接通电路前,线框静止时弹簧测力;接通电路,调节滑动变阻器使电流表读数为I时,线框静止后弹簧计的示数F测力计的示数为F.已知导线框在磁场中的这条边的长度为L、线圈匝数为N,则磁体的N、S极间磁场的磁感应强度的大小可表示为()A. B. C. D.2、水平面上有U形导轨NM、PQ,它们之间的宽度为L,M和P之间接入电源,现垂直于导轨搁一根质量为m的金属棒ab,棒与导轨间的动摩擦因数为μ(滑动摩擦力略小于最大静摩擦力),通过棒的电流强度为I,并加一个范围较大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于金属棒ab,与垂直导轨平面的方向夹角为θ,如图所示,金属棒处于静止状态,重力加速度为g,则金属棒所受的摩擦力大小可能为( )A.BIL sin θB.BIL cos θC.μ(mg-BIL sin θ)D.μ(mg+BIL cos θ)3.如图所示,线圈两端与电阻和电容器相连构成闭合回路,在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的S极朝下。
在将磁铁的S极插人线圈的过程中()A. 通过电阻的感应电流的方向由a到b,线圈与磁铁相互排斥B. 通过电阻的感应电流的方向由b到a,线圈与磁铁相互排斥C. 电容器的B极板带正电,线圈与磁铁相互吸引D. 电容器的B极板带负电,线圈与磁铁相互排斥4、如图所示,先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈拉出有界的匀强磁场区域,v 2=2v1,在先后两种情况下( )A.线圈中的感应电流之比I1:I2=2:1B.作用在线圈上的外力大小之比F1:F2=1:2C.线圈中产生的焦耳热之比Q1:Q2=2:1D.通过线圈某一截面的电荷量之比q1:q2=1:25、如图,用粗细均匀的电阻丝折成边长为L的平面等边三角形框架,每个边长L 的电阻均为r,三角形框架的两个顶点与一电动势为E、内阻为r的电源相连接,垂直于框架平面有磁感应强度为B的匀强磁场,则三角形框架受到的安培力的合力大小为()A. 0B.25BELrC.35BELrD.5BELr6、在如图(a)所示的虚线框内有匀强磁场,设图示磁场方向为正,磁感应强度随时间变化规律如图(b)所示.边长为L,电阻为R的正方形均匀线框a bcd有一半处在磁场中,磁场方向垂直于线框平面,此时线框的发热功率为P,则( ) A.线框中的感应电流方向会发生改变B.cd边所受的安培力大小不变,方向改变C.线框中的感应电动势为T LB22D.线框中的电流大小为RP7、如图所示,在磁感应强度为B的匀强磁场中有固定的金属框架ABC,已知∠B =θ,导体棒DE在框架上从B点开始在外力作用下,沿垂直DE方向从静止开始匀加速向右平移,使导体棒和框架构成等腰三角形回路。
(完整版)人教版高中物理选修3-2综合测试题(一)(20200726043252)
的初动能 . 导轨粗糙时, 回路中产生的热量还是等于金属棒的初动能 . 所以猜想 2
是成立的 .
图9
导轨左端连接一阻值为 R 的电阻器,在导轨上放一质量为 m的金属棒 ab,导轨 与金属棒电阻均不计, 给 ab 一水平初速度 v0,使其向右运动, 最后 ab 静止在导 轨上,
(1)求:当金属棒 ab 的速度为 0.5 v 0 时,通过电阻 R 的电流强度. (2)针对导轨是光滑还是粗糙的两种情况,小明同学对安培力做功和整个 回路中产生的热量进行了如下猜想,即: 猜想 1:安培力对金属棒所做的功相等. 猜想 2:整个回路产生的热量相等. 你认为以上两种猜想成立吗?请通用计算或相关物理原理解释你的判断.
灯逐渐熄灭
C.若同时闭合 S1、S2,待电路稳定后突然断开 S1,则两灯不会立即熄灭,而
是逐渐熄灭
D.若同时闭合 S1、 S2,待电路稳定后突然将 S1、S2 同时断开,则两灯不会立
即熄灭,而是逐渐熄灭
8. 如图 4 所示,同一水平面上足够长的固定平行导轨 MN、PQ位
于垂直于纸面向里的匀强磁场中,导轨上有两根金属棒 ab、 cd,能
图7
势的平均值为 ___________V;当线圈由图示位置转过 90°时的瞬间感应电动势
大小为 ___________V。
三、 计算题( 共 2 个小题,共 40 分 ) 12.(20 分)交流发电机的发电原理是矩形线圈
在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴 OO′匀速转动,如 O 图 8 所示。一小型发电机的线圈共 220 匝,线圈面积 S=0.05m2,线圈转动的频率为 50Hz,线圈内阻不计,
D.电子秤所使用的测力装置是温度传感器
2. 用电压 U 和 kU 是分别输送相同功率的电能,输电线的长度、材料相同。
最新人教版高中物理选修3-2综合测试题及答案2套(2)
最新人教版高中物理选修3-2综合测试题及答案2套(2)最新人教版高中物理选修3-2综合测试题及答案2套本册综合学业质量标准检测(A)本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分100分,时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,第1~6小题只有一个选项符合题目要求,第7~10小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)1.如图所示,甲图是录音机的录音电路原理图,乙图是研究自感现象的实验电路图,丙图是光电传感的火灾报警器的部分电路图,丁图是电容式话筒的电路原理图,下列说法错误的是 ( B )A.甲图中录音机录音时,由于话筒的声电转换,线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场B.乙图电路中,开关断开瞬间,灯泡会突然闪亮一下,并在开关处产生电火花C.丙图电路中,当有烟雾进入罩内时,光电三极管上就会因烟雾的散射而有光的照射,表现出电阻的变化D.丁图电路中,当声波使膜片振动时,电容发生变化,会在电路中产生变化的电流解析:磁带录音机的录音原理是:录音时,将电信号转换为磁信号,故A正确。
乙图电路中,开关断开瞬间,灯泡立即熄灭,故B错误。
光电三极管也是一种晶体管,它有三个电极,当光照强弱变化时,电极之间的电阻会随之变化。
当有烟雾进入罩内时,光电三极管上就会因烟雾的散射而有光的照射,表现出电阻的变化,故C正确。
电容话筒利用振膜接受空气振动信号,振膜与固定的平面电极之间形成一个电容,两者之间的距离变化会导致其电容容量的变化,在电容两端施加固定频率及大小的电压,通过电容的电流就会变化,故D正确。
本题选错误的,故选B。
2.如下图(甲)所示,打开电流和电压传感器,将磁铁置于螺线管正上方距海绵垫高为h处静止释放,磁铁穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止。
若磁铁下落过程中受到的磁阻力远小于磁铁重力,且不发生转动,不计线圈电阻。
最新人教版高中物理选修3-2测试题全套及答案
最新人教版高中物理选修3-2测试题全套及答案章末综合测评(一)(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题6分,共60分.在每小题给出的四个选项中,第1~6题只有一项符合题目要求,第7~10题有多项符合题目要求,全都选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.如图1所示,矩形闭合金属框abcd的平面与匀强磁场垂直,若ab边受竖直向上的磁场力作用,则可知金属框的运动情况是()图1A.向左平动进入磁场B.向右平动退出磁场C.沿竖直方向向上平动D.沿竖直方向向下平动【解析】因为ab边受到的安培力的方向竖直向上,所以由左手定则就可以判断出金属框中感应电流的方向是abcda,金属框中的电流是由ad边切割磁感线产生的.所以金属框向左平动进入磁场.【答案】 A2.环形线圈放在匀强磁场中,设在第1 s内磁场方向垂直于线圈平面向里,如图2甲所示.若磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示,那么在第2 s 内,线圈中感应电流的大小和方向是()甲乙图2A .大小恒定,逆时针方向B .大小恒定,顺时针方向C .大小逐渐增加,顺时针方向D .大小逐渐减小,逆时针方向【解析】 由题图乙可知,第2 s 内ΔB Δt 为定值,由E =ΔΦΔt =ΔB Δt S 知,线圈中感应电动势为定值,所以感应电流大小恒定.第2 s 内磁场方向向外,穿过线圈的磁通量减少,由楞次定律判断知感应电流为逆时针方向,A 项正确.【答案】 A3.(2015·重庆高考)如图3为无线充电技术中使用的受电线圈示意图,线圈匝数为n ,面积为S .若在t 1到t 2时间内,匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈,其磁感应强度大小由B 1均匀增加到B 2,则该段时间线圈两端a 和b 之间的电势差φa -φb ( )图3A .恒为nS (B 2-B 1)t 2-t 1B .从0均匀变化到nS (B 2-B 1)t 2-t 1 C .恒为-nS (B 2-B 1)t 2-t 1D .从0均匀变化到-nS (B 2-B 1)t 2-t 1【解析】 根据法拉第电磁感应定律得,感应电动势E =nΔΦΔt =n (B 2-B 1)S t 2-t 1,由楞次定律和右手螺旋定则可判断b 点电势高于a 点电势,因磁场均匀变化,所以感应电动势恒定,因此a 、b 两点电势差恒为φa -φb =-n(B 2-B 1)S t 2-t 1,选项C 正确.【答案】 C4.如图4所示,L 是自感系数很大的理想线圈,a 、b 为两只完全相同的小灯泡,R0是一个定值电阻,则下列有关说法中正确的是()图4A.当S闭合瞬间,a灯比b灯亮B.当S闭合待电路稳定后,两灯亮度相同C.当S突然断开瞬间,a灯比b灯亮些D.当S突然断开瞬间,b灯立即熄灭【解析】S闭合瞬间,a、b同时亮,b比a亮;稳定后,a灯不亮;S断开瞬间,a灯比b灯亮.【答案】 C5.紧靠在一起的线圈A与B如图5甲所示,当给线圈A通以图乙所示的电流(规定由a进入b流出为电流正方向)时,则线圈cd两端的电势差应为图中的()图5【解析】0~1 s内,A线圈中电流均匀增大,产生向左均匀增大的磁场,由楞次定律可知,B线圈中外电路的感应电流方向由c到d,大小不变,c点电势高,所以选项A正确.【答案】 A6.如图6所示,纸面内有一矩形导体闭合线框abcd,ab边长大于bc边长,置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外,线框两次匀速地完全进入磁场,两次速度大小相同,方向均垂直于MN.第一次ab边平行MN进入磁场,线框上产生的热量为Q1,通过线框导体横截面的电荷量为q1;第二次bc边平行MN进入磁场,线框上产生的热量为Q2,通过线框导体横截面的电荷量为q2,则()图6A.Q1>Q2,q1=q2 B.Q1>Q2,q1>q2C.Q1=Q2,q1=q2D.Q1=Q2,q1>q2【解析】根据法拉第电磁感应定律E=Bl v、欧姆定律I=ER和焦耳定律Q=I2Rt,得线圈进入磁场产生的热量Q=B2l2v2R·l′v=B2Sl vR,因为l ab>l bc,所以Q1>Q2.根据E=ΔΦΔt,I=ER及q=IΔt得q=BSR,故q1=q2.选项A正确,选项B、C、D错误.【答案】 A7.(2015·山东高考)如图7所示,一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动.现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场,圆盘开始减速.在圆盘减速过程中,以下说法正确的是()图7A.处于磁场中的圆盘部分,靠近圆心处电势高B.所加磁场越强越易使圆盘停止转动C.若所加磁场反向,圆盘将加速转动D.若所加磁场穿过整个圆盘,圆盘将匀速转动【解析】根据右手定则可判断靠近圆心处电势高,选项A正确;圆盘处在磁场中的部分转动切割磁感线,相当于电源,其他部分相当于外电路,根据左手定则,圆盘所受安培力与运动方向相反,磁场越强,安培力越大,故所加磁场越强越易使圆盘停止转动,选项B正确;磁场反向,安培力仍阻碍圆盘转动,选项C 错误;若所加磁场穿过整个圆盘,整个圆盘相当于电源,不存在外电路,没有电流,所以圆盘不受安培力而匀速转动,选项D 正确.【答案】 ABD8.如图8所示,线圈内有条形磁铁,将磁铁从线圈中拔出来时( )图8A .φa >φbB .φa <φbC .电阻中电流方向由a 到bD .电阻中电流方向由b 到a【解析】 线圈中磁场方向向右,磁铁从线圈中拔出时,磁通量减少,根据楞次定律,线圈中产生感应电动势,右端为正极,左端为负极,所以电阻中电流方向由b 到a ,故φb >φa .B 、D 项正确.【答案】 BD9.单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,转动轴垂直于磁场.若线圈所围面积的磁通量随时间变化的规律如图9所示,则( )图9A .线圈中0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0至C 时间内平均感应电动势为0.4 V【解析】 感应电动势E =ΔΦΔt ,而磁通量变化率是Φ-t 图线的切线斜率,当t=0时Φ=0,但ΔΦΔt≠0.若求平均感应电动势,则用ΔΦ与Δt的比值去求.【答案】BD10.(2016·宜昌高二检测)如图10所示,固定在水平绝缘平面上足够长的金属导轨不计电阻,但表面粗糙,导轨左端连接一个电阻R,质量为m的金属棒(电阻也不计)放在导轨上,并与导轨垂直,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直.用水平恒力F把ab棒从静止起向右拉动的过程中,下列说法正确的是()图10A.恒力F做的功等于电路产生的电能B.恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能C.克服安培力做的功等于电路中产生的电能D.恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能和棒获得的动能之和【解析】沿水平方向,ab棒受向右的恒力F、向左的摩擦力F f和安培力F安,随棒速度的增大,安培力增大,合力F-F f-F安减小,但速度在增大,最终可能达到最大速度.从功能关系来看,棒克服安培力做功等于其他形式的能转化成的电能,故A、B错误,C正确;由动能定理知,恒力F、安培力和摩擦力三者的合力做的功等于金属棒动能的增加量,D正确;也可从能量守恒角度进行判定,即恒力F做的功等于电路中产生的电能、因摩擦而产生的内能及棒动能的增加之和.【答案】CD二、计算题(本题共3小题,共40分)11.(12分)如图11所示,固定于水平桌面上的金属框架cdef处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒ab搁在框架上,可无摩擦滑动.此时adeb构成一个边长为l的正方形,棒的电阻为r,其余部分电阻不计.开始时磁感应强度为B0.图11(1)若从t =0时刻起,磁感应强度均匀增大,每秒增量为k ,同时保持棒静止.求棒中的感应电流.在图上标出感应电流的方向;(2)在上述(1)情况中,棒始终保持静止,当t =t 1 s 末时需加的垂直于棒的水平拉力为多少?(3)若从t =0时刻起,磁感应强度逐渐减小,当棒以恒定速度v 向右做匀速运动时,可使棒中不产生感应电流,则磁感应强度应怎样随时间变化?(写出B 与t 的关系式)【解析】 (1)据题意ΔB Δt =k ,在磁场均匀变化时,回路中产生的电动势为E=ΔΦΔt =ΔB Δt ·S =kl 2,由闭合电路欧姆定律知,感应电流为I =E r =kl 2r .由楞次定律,判定感应电流为逆时针方向,图略.(2)t =t 1 s 末棒静止,水平方向受拉力F 外和安培力F 安,F 外=F 安=BIl ,又B=B 0+kt 1,故F 外=(B 0+kt 1)kl 3r .(3)因为不产生感应电流,由法拉第电磁感应定律E =ΔΦΔt ,知ΔΦ=0也就是回路内总磁通量不变,即B 0l 2=Bl (l +v t ),解得B =B 0l l +v t. 【答案】 (1)kl 2r 电流为逆时针方向(2)(B 0+kt 1)kl 3r (3)B =B 0l l +v t12.(14分)某同学设计一个发电测速装置,工作原理如图12所示.一个半径为R =0.1 m 的圆形金属导轨固定在竖直平面上,一根长为R 的金属棒OA ,A 端与导轨接触良好,O 端固定在圆心处的转轴上.转轴的左端有一个半径为r =R 3的圆盘,圆盘和金属棒能随转轴一起转动.圆盘上绕有不可伸长的细线,下端挂着一个质量为m =0.5 kg 的铝块.在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场,磁感应强度B=0.5 T.a点与导轨相连,b点通过电刷与O端相连.测量a、b两点间的电势差U可算得铝块速度.铝块由静止释放,下落h=0.3 m时,测得U=0.15 V.(细线与圆盘间没有滑动,金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计,重力加速度g取10 m/s2)图12(1)测U时,与a点相接的是电压表的“正极”还是“负极”?(2)求此时铝块的速度大小;(3)求此下落过程中铝块机械能的损失.【解析】(1)正极.(2)由电磁感应定律得U=E=ΔΦΔtΔΦ=12BR2ΔθU=12BωR2v=rω=13ωR所以v=2U3BR=2 m/s.(3)ΔE=mgh-12m v2ΔE=0.5 J.【答案】(1)正极(2)2 m/s(3)0.5 J13.(14分)(2016·浙江高考)小明设计的电磁健身器的简化装置如图13所示,两根平行金属导轨相距l=0.50 m,倾角θ=53°,导轨上端串接一个R=0.05 Ω的电阻.在导轨间长d=0.56 m的区域内,存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度B=2.0 T.质量m=4.0 kg的金属棒CD水平置于导轨上,用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH相连.CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距s=0.24 m.一位健身者用恒力F=80 N拉动GH杆,CD棒由静止开始运动,上升过程中CD 棒始终保持与导轨垂直.当CD 棒到达磁场上边界时健身者松手,触发恢复装置使CD 棒回到初始位置(重力加速度g =10 m/s 2,sin 53°=0.8,不计其他电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量).求:图13(1)CD 棒进入磁场时速度v 的大小;(2)CD 棒进入磁场时所受的安培力F A 的大小;(3)在拉升CD 棒的过程中,健身者所做的功W 和电阻产生的焦耳热Q .【解析】 (1)由牛顿第二定律 a =F -mg sin θm=12 m/s 2① 进入磁场时的速度 v =2as =2.4 m/s ②(2)感应电动势 E =Bl v ③感应电流 I =Bl v R ④安培力 F A =IBl ⑤代入得 F A =(Bl )2v R =48 N .⑥(3)健身者做功 W =F (s +d )=64 J ⑦由牛顿第二定律 F -mg sin θ-F A =0⑧CD 棒在磁场区做匀速运动在磁场中运动时间 t =d v ⑨焦耳热 Q =I 2Rt =26.88 J.○10 【答案】 (1)2.4 m/s (2)48 N (3)64 J 26.88 J章末综合测评(二)(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题6分,共60分.在每小题给出的四个选项中,第1~6题只有一项符合题目要求,第7~10题有多项符合题目要求,全都选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.某交流发电机给灯泡供电,产生正弦式交变电流的图象如图1所示,下列说法中正确的是()图1A.交变电流的频率为0.02 HzB.交变电流的瞬时值表达式为i=5cos 50πt AC.在t=0.01 s时,穿过交流发电机线圈的磁通量最大D.若发电机线圈电阻为0.4 Ω,则其产生的热功率为5 W【解析】由图象知,交流电的周期为0.02 s,故频率为50 Hz,A错;转动的角速度ω=2πT=100π rad/s,故电流瞬时值表达式为i=5cos 100πt A,B错;t=0.01 s时,电流最大,此时线圈磁通量应为0,C错;交流电电流的有效值I=I m2=52A,故P=I2R=⎝⎛⎭⎪⎫522×0.4 W=5 W,故D正确.【答案】 D2.根据交变电流瞬时值表达式i=5sin 500t A可知,从开始计时起,第一次出现电流峰值所需要的时间是()A.2 ms B.1 msC.6.28 ms D.3.14 ms【解析】(方法一)由已知条件有2πT=ω=500 rad/s,则T=2π/500,由表达式可知,从中性面开始计时,第一次出现电流峰值需Δt=T/4=2π/500×14s=π1 000s=3.14×10-3 s.(方法二)由交流电瞬时值表达式,当i为最大值时有sin(ωt)=1,即500t=π/2,则t=π/1 000=3.14×10-3 s.故选D.【答案】 D3.小型手摇发电机线圈共N匝,每匝可简化为矩形线圈abcd,磁极间的磁场视为匀强磁场,方向垂直于线圈中心轴OO′,线圈绕OO′匀速转动,如图2所示.矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0,不计线圈电阻,则发电机输出电压()图2A.峰值是e0B.峰值是2e0C.有效值是22Ne0D.有效值是2Ne0【解析】因每匝矩形线圈ab边和cd边产生的电动势的最大值都是e0,每匝中ab和cd串联,故每匝线圈产生的电动势的最大值为2e0.N匝线圈串联,整个线圈中感应电动势的最大值为2Ne0,因线圈中产生的是正弦交流电,则发电机输出电压的有效值E=2Ne0,故选项D正确.【答案】 D4.如图3甲所示,变压器为理想变压器,其原线圈接到U1=220 V的交流电源上,副线圈与阻值为R1的电阻接成闭合电路;图乙中阻值为R2的电阻直接接到电压为U1=220 V的交流电源上,结果发现R1与R2消耗的电功率恰好相等,则变压器原、副线圈的匝数之比为()甲乙图3A.R1R2B.R2 R1C .R 2R 1 D .R 1R 2【解析】 对题图甲,U 1U 2=n 1n 2,P 1=U 22R 1对题图乙:P 2=U 21R 2据题意有P 1=P 2 联立以上各式解得:n 1n 2=R 2R 1,故C 正确.【答案】 C5.如图4所示,理想变压器原线圈输入电压U =U m sin ωt ,副线圈电路中R 0为定值电阻,R 是滑动变阻器.V 1和V 2是理想交流电压表,示数分别用U 1和U 2表示;A 1和A 2是理想交流电流表,示数分别用I 1和I 2表示.下列说法正确的是( )图4A .I 1和I 2表示电流的瞬间值B .U 1和U 2表示电压的最大值C .滑片P 向下滑动过程中,U 2不变、I 1变大D .滑片P 向下滑动过程中,U 2变小、I 1变小【解析】 电压表V 1和V 2分别测量的变压器原、副线圈的输入、输出电压的有效值,电流表A 1和A 2分别测量的原、副线圈电路中电流的有效值,A 、B 项错误;滑动变阻器向下滑动时,接入电路的电阻变小,原副线圈输入、输出电压不变,由欧姆定律I =U R +R 0可知,副线圈电路中的电流变大,副线圈输出功率变大,由P 入=P 出,得原线圈的输入功率变大,由P =IU 可知,原线圈电路中的电流变大,C 项正确,D 项错误.【答案】 C6.如图5所示的电路图中,变压器是理想变压器,原线圈匝数n 1=600匝,装有熔断电流为0.5 A 的保险丝,副线圈的匝数n 2=120匝.要使整个电路正常工作,当原线圈接在180 V的交流电源上时,副线圈()图5A.可接耐压值为36 V的电容器B.可接“36 V40 W”的安全灯两盏C.可接电阻为14 Ω的电烙铁D.可串联量程为0.6 A的电流表测量其电路的总电流【解析】根据U1U2=n1n2得U2=n2n1U1=36 V,又由I1I2=n2n1,在保险丝安全的条件下,副线圈中允许通过的最大电流为I2=n1n2I1=600120×0.5 A=2.5 A,最大输出功率P m=I2U2=2.5×36 W=90 W,B选项正确;而交流电压的最大值为36 2 V,所以A选项错误;接14 Ω的电阻时,流过电阻的电流将达到I2′=3614A>2.5 A,C选项错误.若副线圈串联量程为0.6 A的电流表,则电流表可能会被烧坏,D 选项错误.【答案】 B7.如图6所示,变频交变电源的频率可在20 Hz到20 kHz之间调节,在某一频率时,L1、L2两只灯泡的炽热程度相同,则下列说法中正确的是()图6A.如果将频率增大,L1炽热程度减弱、L2炽热程度加强B.如果将频率增大,L1炽热程度加强、L2炽热程度减弱C.如果将频率减小,L1炽热程度减弱、L2炽热程度加强D.如果将频率减小,L1炽热程度加强、L2炽热程度减弱【解析】某一频率时,两只灯泡炽热程度相同,应有两灯泡消耗的功率相同,频率增大时,感抗增大,而容抗减小,故通过L1的电流增大,通过L2的电流减小,故B项正确,同理可得C项正确.故选B、C.【答案】 BC8.如图7所示的电路中要使电流表读数变大,可采用的方法有( )图7A .将R 上的滑片向上移动B .将R 上的滑片向下移动C .将开关S 由1掷向2D .将开关S 由1掷向3【解析】 在输入电压和原、副线圈匝数比n 1n 2一定的情况下,输出电压U 2是一定的,当R 减小时,由I 2=U 2R 可知电流表读数变大,故应将R 上的滑片向下移动,选项B 正确;在输入电压U 1一定的条件下,减小原、副线圈匝数比n 1n 2,则输出电压U 2=n 2n 1U 1增大,故I 2=U 2R 增大,开关S 应掷向2,选项C 正确. 【答案】 BC9.如图8所示,在远距离输电过程中,若保持原线圈的输入功率不变,下列说法正确的是( )图8A .升高U 1会减小输电电流I 2B .升高U 1会增大线路的功率损耗C .升高U 1会增大线路的电压损耗D .升高U 1会提高电能的利用率【解析】 提高输电电压U 1,由于输入功率不变,则I 1将减小,又因为I 2=n 1n 2I 1,所以I 2将减小,故A 正确;线路功率损耗P 损=I 22R ,因此功率损耗也减小,由ΔU =I 2R 可知电压损耗减小,故B 、C 错误;因线路损耗功率减小,因此利用率将升高,D 正确.【答案】 AD10.在一阻值为R =10 Ω的定值电阻中通入如图9所示的交流电,则( )图9A .此交流电的频率为0.5 HzB .此交流电的有效值约为3.5 AC .在2~4 s 内通过该电阻的电荷量为1 CD .在0~2 s 内电阻产生的焦耳热为25 J【解析】 由图知,交流电的周期为2 s ,故频率f =1T =0.5 Hz ,A 正确;根据有效值的定义,由I 2RT =I 21R T 2+I 22R T 2=250 J 得,I ≈3.5 A ,B 正确,D 错误;在2~4 s 内通过该电阻的电荷量为Q =I 1T 2+I 2T 2=1 C ,C 正确.故选ABC. 【答案】 ABC二、计算题(本题共3小题,共40分.按题目要求作答)11.(13分)如图10所示,圆形线圈共100匝,半径为r =0.1 m ,在匀强磁场中绕过直径的轴OO ′匀速转动,磁感应强度B =0.1 T ,角速度为ω=300πrad/s ,电阻为R =10 Ω,求:图10(1)线圈由图示位置转过90°时,线圈中的感应电流为多大?(2)写出线圈中电流的表达式(磁场方向如图所示,图示位置为t =0时刻);(3)线圈转动过程中产生的热功率多大.【解析】 (1)当从图示位置转过90°时,线圈中有最大感应电流.最大感应电动势为E m =NBSω=100×0.1×π×0.12×300π V =30 VI m =E m R =3 A.(2)由题意知i =I m sin ωt ,即i =3sin 300πt A.(3)感应电流的有效值I =I m 2=32A. 发热功率P =I 2R =⎝ ⎛⎭⎪⎫322×10 W =45 W. 【答案】 (1)3 A (2)i =3sin 300πt A (3)45 W12.(13分)(2016·济南高二检测)如图11所示,有一台小型发电机,其矩形线圈的匝数n =200匝,线圈面积S =0.01 m 2,线圈电阻r =0.5 Ω,磁场的磁感应强度B =62T 时,产生频率f =50 Hz 的单相正弦交变电流,供电给“220 V 2 200 W ”的电器让其正常工作.求:图11(1)若从线圈处于中性面开始计时,写出线圈中感应电动势的瞬时表达式;(2)发动机输出端交流电压表的示数;(3)电阻R 的阻值.【解析】 (1)发电机产生的感生电动势的最大值:E m =nBSω=nBS ·2πf =200×1.22/π×0.01×100π=240 2 V感应电动势的瞬时表达式:e =2402sin 100π(V).(2)电动势有效值E =240 V正常工作时的电流I =P /U =2 200/220 A =10 A输出端电压表的示数U =E -Ir =240 V -10×0.5 V =235 V .(3)电阻R 上的电压ΔU =235 V -220 V =15 V则线路电阻R =ΔU /I =15/10=1.5 Ω.【答案】 (1)e =2402sin 100πt (V)(2)235 V(3)1.5 Ω13.(14分)(2016·黄冈高二检测)某发电厂通过升压变压器、输电线和降压变压器把电能输送给生产和照明组成的用户,发电机输出功率为100 kW ,输出电压是250 V ,升压变压器原、副线圈的匝数之比为1∶25,输电线上的功率损失为4%,用户所需要的电压为220 V ,则:(1)输电线的电阻和降压变压器的匝数比各为多少?画出输电线路示意图;(2)若有60 kW 分配给生产用电,其余电能用来照明,那么能装25 W 的电灯多少盏?【解析】 (1)根据匝数比与原、副线圈电流成反比确定输电线中的电流,由输电线上消耗的功率确定输电线的电阻,在电能的分配上,能量守恒.在处理变压器的关系时,一般将副线圈作为电源,原线圈作为用电设备来处理.输电线路示意图如图所示.升压变压器副线圈两端电压U 2=n 2n 1U 1=6.25 kV , 输电线上的电流I =P U 2=16 A , 输电线上损失的功率为P R =4%P =I 2R ,则R =4%P I 2=15.625 Ω.降压变压器原线圈两端的电压U ′1=U 2-IR =(6.25×103-16×15.625) V =6.00×103 V .降压变压器原、副线圈的匝数之比n ′1n ′2=U ′1U ′2=6.00×103220≈27.31. (2)电路的能量分配为P =P R +P 生产+P 照明,P 照明=P -P R -P 生产=36×103 W ,故可装25 W 的电灯盏数为N =P 照明P 灯=1.44×103盏. 【答案】 (1)15.625 Ω 27.3∶1 图见解析(2)1.44×103盏章末综合测评(三)(时间:60分钟 满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分,在每小题给出的四选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.在街旁的路灯、江海里的航标都要求在夜晚亮、白天熄,利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置,实现了自动控制,这是利用半导体的( )A .压敏性B .光敏性C .热敏性D .三种特性都利用【解析】 街旁的路灯和江海里的航标,都是利用半导体的光敏性,夜晚电阻大,白天电阻小,控制电路的通断.【答案】 B2.下列仪器或装置不是利用传感器的是( )A .汽车防盗报警器B .宾馆房间内的火灾报警器C .工兵用的地雷探测仪D .用钥匙打开房门【解析】A、B、C三种仪器都是将非电学量转换成电学量的装置,都是利用了传感器,用钥匙打开房门是利用了机械原理,不是利用的传感器.【答案】 D3.某仪器内部电路如图1所示,其中M是一个质量较大的金属块,左右两端分别与金属丝制作的弹簧相连,并套在光滑水平细杆上,a、b、c三块金属片间隙很小(b固定在金属块上),当金属块处于平衡状态时,两根弹簧均处于原长状态,若将该仪器固定在一辆汽车上,下列说法正确的是()图1A.当汽车加速前进时,甲灯亮B.当汽车加速前进时,乙灯亮C.当汽车刹车时,乙灯亮D.当汽车刹车时,甲、乙两灯均不亮【解析】汽车匀速时,a、b、c金属片不接触,所以甲、乙灯都不亮;当加速前进时,M受合外力向右,故b向后运动与a接触,乙灯亮;同理当刹车时,b向前运动与c接触,甲灯亮,故选B.【答案】 B4.演示位移传感器的工作原理如图2所示,物体M在导轨上平移时,带动滑动变阻器的金属滑杆P,通过电压表显示的数据,来反映物体位移的大小s.假设电压表是理想的,则下列说法正确的是()图2A.物体M运动时,电源内的电流会发生变化B.物体M运动时,电压表的示数会发生变化C.物体M不动时,电路中没有电流D.物体M不动时,电压表没有示数【解析】电压表为理想电表,则电压表不分流,故触头移动时不会改变电路的电阻,也就不会改变电路中的电流,故A错误;电压表测的是触头P左侧电阻分得的电压,故示数随物体M的移动亦即触头的运动而变化,故B正确,C、D错误.【答案】 B5.传感器是一种采集信息的重要器件.如图3所示为测定压力的电容式传感器,A为固定电极,B为可动电极,组成一个电容大小可变的电容器.可动电极两端固定,当待测压力施加在可动电极上时,可动电极发生形变,从而改变了电容器的电容.现已知该电容式传感器充电完毕且电荷量不变,将它与静电计相连,如图所示.当待测压力增大时()图3A.电容器的电容将增大,静电计指针偏角将增大B.电容器的电容将增大,静电计指针偏角将减小C.电容器的电容将减小,静电计指针偏角将减小D.电容器的电容将不变,静电计指针偏角不变【解析】本题考查电容器、传感器等有关知识.当压力增大时,平行板间距d减小,根据C=εS4πkd可知,电容器的电容增大,电容器所带电荷量Q不变,根据C=QU可知,电压减小,则静电计指针偏角减小,B正确.【答案】 B6.当前传感器被广泛应用于各种电器、电子产品之中,下述关于常用的几种家用电子器件所采用传感器说法中,正确的是()A.电视机对无线遥控信号的接收主要是采用了光电传感器B.电子体温计主要是采用了温度传感器C.电脑所用的光电鼠标主要是采用声波传感器D.电子秤主要是采用了力电传感器【解析】电视机对无线遥控信号的接收采用了红外线传感器,电脑所用的光电鼠标主要采用了光传感器,所以A、C项错误.【答案】BD7.有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件,将这三只元件分别接入如图4所示电路中的A、B两点后,用黑纸包住元件或者把元件置入热水中,观察欧姆表的示数,下列说法中正确的是()图4A.置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数变化较大,这只元件一定是热敏电阻B.置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数不变化,这只元件一定是定值电阻C.用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比,欧姆表示数变化较大,这只元件一定是光敏电阻D.用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比,欧姆表示数相同,这只元件一定是定值电阻【解析】一般定值电阻的阻值不会随光照强度或温度的变化而变化太大;对于热敏电阻来说,热敏电阻的阻值会随温度的升高而逐渐变小,它对温度的反应是十分灵敏的;对于光敏电阻来说,它的阻值随光照强度的变化而变化,当光照强度增强时光敏电阻的电阻值会随之而减小.本题是采用用黑纸包裹和放入热水中两个条件来改变电阻周围的环境的.不管放入热水中还是用黑纸包裹,一般电阻的阻值都不会发生太大变化;若电阻是光敏电阻,则当用黑纸包裹电阻时欧姆表的示数会有明显的改变;而当电阻是热敏电阻时,当把电阻放在热水中时,电阻值会发生明显的变化.所以本题答案是A、C.【答案】AC8.振弦型频率传感器的结构如图5所示,它由钢弦和永磁铁两部分组成,。
【精品试卷】人教版高中物理选修3-2第一章复习专用试卷
高中物理学习材料(精心收集**整理制作)选修3-2第一章第1节划时代的发现1.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【解析】电磁感应现象是指磁生电的现象,选项B对.【答案】 B2.(多选)1823年,科拉顿做了这样一个实验,他将一个磁铁插入连有灵敏电流计的螺旋线圈,来观察在线圈中是否有电流产生.在实验时,科拉顿为了排除磁铁移动时对灵敏电流计的影响,他通过很长的导线把连在螺旋线圈上的灵敏电流计放到另一间房里.他想,反正产生的电流应该是“稳定”的(当时科学界都认为利用磁场产生的电流应该是“稳定”的),插入磁铁后,如果有电流,跑到另一间房里观察也来得及.就这样,科拉顿开始了实验.然而,无论他跑得多快,他看到的电流计指针都是指在“0”刻度的位置,科拉顿失败了.以下关于科拉顿实验的说法中正确的是() A.实验中根本没有感应电流产生B.实验中有感应电流产生C.科拉顿的实验装置是完全正确的D.科拉顿实验没有观察到感应电流是因为在插入磁铁的过程中会有感应电流产生,但当跑到另一间房观察时,电磁感应过程已经结束,不会看到电流计指针的偏转【解析】感应电流是在磁通量变化的过程中产生的,这种变化一旦停止,感应电流也就不存在了.【答案】BCD3.德国《世界报》曾报道个别西方发达国家正在研制电磁脉冲波武器——电磁炸弹.若一枚原始脉冲波功率10 kMW,频率5 kMHz的电磁炸弹在不到100 m的高空爆炸,它将使方圆400~500 m2范围内电场强度达到每米数千伏,使得电网设备、通信设施和计算机中的硬盘与软件均遭到破坏.电磁炸弹有如此破坏力的主要原因是()A.电磁脉冲引起的电磁感应现象B.电磁脉冲产生的动能C.电磁脉冲产生的高温D.电磁脉冲产生的强光【解析】根据电磁感应可知,变化的磁场产生电场,增大周围电场强度,可以破坏其电子设备.故选A.【答案】 A4.(多选)如图4-1-9所示,一个矩形铁芯上绕制两个线圈A和B.在下列关于B线圈中是否有感应电流的判断中,正确的是()图4-1-9A.S闭合后,B线圈中一直有感应电流B. S闭合一段时间后,B中感应电流消失,但移动变阻器滑片时,B中又有感应电流出现C. 在S断开和闭合的瞬间,B中都有感应电流D. 因为A、B两线圈是两个不同的回路,所以B中始终没有感应电流【解析】线圈中有电流时,产生的磁场通过铁芯能穿过B线圈,当A线圈中的电流变化时产生的磁场发生变化,则穿过B线圈的磁通量发生变化,B线圈中产生感应电流.【答案】BC图4-1-105.一磁感应强度为B的匀强磁场,方向水平向右,一面积为S的矩形线圈abcd如图4-1-10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的变化量为()A.0B.2BSC.2BScos θD.2BSsin θ【解析】开始时穿过线圈平面的磁通量为Φ1=BScos θ.后来穿过线圈平面的磁通量为Φ2=-BScos θ,则磁通量的变化量为ΔΦ=|Φ2-Φ1|=2BScos θ.【答案】 C6.(多选)如图所示,用导线做成的圆形回路与一直导线构成几种位置组合,哪些组合中,切断直导线中的电流时,闭合回路中会有感应电流产生(图A、B、C中直导线都与圆形线圈在同一平面内,O点为线圈的圆心,图D中直导线与圆形线圈垂直,并与中心轴重合)()【解析】对图A而言,因为通电直导线位于环形导线所在平面内,且与直径重合,因此穿过圆环的磁通量为零,所以当切断导线中的电流时,磁通量在整个变化过程中必为零,闭合回路中不会有感应电流产生;对图B而言,因为磁通量的大小为两个部分磁感线条数之差,当切断直导线中的电流时,磁通量的变化量不为零,即此过程中磁通量有变化,故闭合回路中会有感应电流产生;同理分析可得图C中也有感应电流产生;对图D而言,因为环形导线与直导线产生的磁场的磁感线平行,故磁通量为零.当切断直导线中的电流时,磁通量在整个变化过程中皆为零,所以闭合回路中不会有感应电流产生.当切断直导线中的电流时,能产生感应电流的有B、C两种情况.【答案】BC图4-1-117.如图4-1-11所示,导线ab和cd互相平行,则下列四种情况下导线cd中无电流的是() A.开关S闭合或断开的瞬间B.开关S是闭合的,但滑动触头向左滑C.开关S是闭合的,但滑动触头向右滑D.开关S始终闭合,不滑动触头【解析】如果导线cd中无电流产生,则说明通过上面的闭合线圈的磁通量没有发生变化,也就说明通过导线ab段的电流没有发生变化.显然,开关S闭合或断开的瞬间、开关S是闭合的但滑动触头向左滑的过程、开关S是闭合的但滑动触头向右滑的过程都会使通过导线ab段的电流发生变化,都能在导线cd中产生感应电流.【答案】 D8.法拉第通过精心设计的一系列实验,发现了电磁感应定律,将历史上认为各自独立的学科“电学”与“磁学”真正联系起来.在下面几个典型的实验设计思想中,所做的推论后来被实验否定的是()A.既然磁铁可使近旁的铁块带磁,静电荷可使近旁的导体表面感应出电荷,那么静止导线上的稳恒电流也可在近旁静止的线圈中感应出电流B.既然磁铁可在近旁运动的导体中感应出电动势,那么稳恒电流也可在近旁运动的线圈中感应出电流C.既然运动的磁铁可在近旁静止的线圈中感应出电流,那么静止的磁铁也可在近旁运动的导体中感应出电动势D.既然运动的磁铁可在近旁的导体中感应出电动势,那么运动导线上的稳恒电流也可在近旁的线圈中感应出电流【解析】法拉第经过研究发现引起感应电流的原因都与变化和运动有关,B、C、D项所叙述的思想都被实验证实,A中推论不成立.【答案】 A图4-1-129.如图4-1-12所示,a、b、c三个闭合线圈放在同一平面内,当线圈a中有电流I通过时,穿过它们的磁通量分别为Φa、Φb、Φc,下列说法中正确的是()A.Φa<Φb<ΦcB.Φa>Φb>ΦcC.Φa<Φc<ΦbD.Φa>Φc>Φb【解析】当a中有电流通过时,穿过a、b、c三个闭合线圈的向里的磁感线条数一样多,向外的磁感线的条数c最多,其次是b、a中没有向外的磁感线,因此根据合磁通量的计算,应该是Φa>Φb>Φc.【答案】 B动圈式话筒的构造图4-1-1310.唱卡拉OK用的话筒内有传感器.其中有一种是动圈式的,如图4-1-13所示,它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈,线圈处于永磁体的磁场中,当声波使膜片前后振动时,就将声音信号转变为电信号.下列说法正确的是()A.该传感器是根据电流的磁效应工作的B.该传感器是根据电磁感应原理工作的C.膜片振动时,穿过金属线圈的磁通量不变D.膜片振动时,金属线圈中不会产生感应电动势【解析】当声波使膜片前后振动时,膜片后的金属线圈就跟着振动,从而使处于永磁体的磁场中的线圈切割磁感线,穿过线圈的磁通量发生改变,产生感应电流,从而将声音信号转化为电信号,这是话筒的工作原理.则B选项正确,A、C、D均错误.【答案】 B11.如图4-1-14所示是研究电磁感应现象实验所需的器材,用实线将带有铁芯的线圈A、电源、滑动变阻器和开关连接成原线圈回路,将小量程电流表和线圈B连接成副线圈回路,并列举出在实验中通过改变副线圈回路磁通量,使副线圈回路产生感应电流的三种方法:图4-1-14(1)________________________________________________________________________;(2)________________________________________________________________________;(3)________________________________________________________________________.【解析】(1)合上(或断开)开关瞬间;(2)电流稳定时将原线圈插入副线圈或从副线圈中抽出;(3)将原线圈插入副线圈,待电流稳定时移动滑动变阻器的滑片.【答案】见解析12.一水平放置的矩形线圈在条形磁铁S极附近下落,下落过程中,线圈平面保持水平,如图4-1-15所示,位置Ⅰ和Ⅲ都靠近位置Ⅱ,则线圈从位置Ⅰ到位置Ⅱ的过程中,线圈内________感应电流产生;线圈从位置Ⅱ到位置Ⅲ的过程中,线圈内________感应电流产生.(填“有”或“无”)【答案】有有。
(人教版)物理高中选修(3-2)课后习题+单元检测卷 (全书完整版)
(人教版)高中物理选修(3-2)课后习题+单元检测卷汇总第四章电磁感应1 划时代的发现2 探究感应电流的产生条件课时演练·促提升A组1.如图所示,一个矩形线圈与两条通有相同大小电流的平行直导线处于同一平面,并且处在两导线的中央,则()A.两导线电流同向时,穿过线圈的磁通量为零B.两导线电流反向时,穿过线圈的磁通量为零C.两导线电流同向或反向,穿过线圈的磁通量都相等D.两导线电流产生的磁场是不均匀的,不能判定穿过线圈的磁通量是否为零解析:根据安培定则,两导线电流同向时,它们在线圈处产生的磁场反向,穿过线圈的磁通量为零;两导线电流反向时,它们在线圈处产生的磁场同向,穿过线圈的磁通量不为零,故选项A正确.答案:A2.如图所示,条形磁铁正上方放置一矩形线框,线框平面水平且与条形磁铁平行. 则线框由N极端匀速平移到S极端的过程中,线框中的感应电流的情况是()A.线框中始终无感应电流B.线框中始终有感应电流C.线框中开始有感应电流,当线框运动到磁铁中部时无感应电流,过中部后又有感应电流D.线框中开始无感应电流,当线框运动到磁铁中部时有感应电流,过中部后又无感应电流解析:先画出条形磁铁的磁场分布情况,然后分析线圈在平移过程中,穿过线框的磁通量的变化情况,可知,穿过线圈的磁通量始终在变化,故B正确.答案:B3.如图所示,矩形线框在磁场内做的各种运动中,能够产生感应电流的是()解析:产生感应电流的条件是穿过线圈的磁通量发生变化,选项B符合要求.答案:B4.如图所示,竖直放置的长直导线通以图示方向的电流,有一矩形金属线框abcd与导线处在同一平面内,下列情况下,矩形线框中不会产生感应电流的是()A.导线中电流变大B.线框向右平动C.线框向下平动D.线框以ab边为轴转动解析:导线中电流变大,则周围的磁感应强度增强,线框中磁通量增大,可以产生感应电流;线框向右平动时,线框中的磁感应强度减小,磁通量减小,可以产生感应电流;线框向下平动时,线框中的磁感应强度不变,磁通量不变,不会产生感应电流;线框以ad边为轴转动时,线框中的磁通量发生变化,会产生感应电流,故选项A、B、D不合题意,选项C符合题意.答案:C5.如图所示,一通电螺线管b放在闭合金属线圈a内,螺线管的中心线恰好和线圈的一条直径MN重合. 要使线圈a中产生感应电流,可采用的方法有()A.使螺线管在线圈a所在平面内转动B.使螺线管上的电流发生变化C.使线圈以MN为轴转动D.使线圈以与MN垂直的直径为轴转动解析:图示位置,线圈a所在平面与磁感线平行,穿过线圈的磁通量为零,当按A、B、C所述方式变化时,线圈a所在平面仍与磁感线平行,磁通量不变,不产生感应电流;按D所述方式变化时,由于线圈与磁场夹角变化引起磁通量变化,能够产生感应电流,故选D.答案:D6.(多选)如图所示是截面为等腰直角形的三棱柱,其侧面abcd为正方形,边长为L,将它按图示位置放置于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B,下面说法中正确的是()A.通过abcd平面的磁通量大小为B·L2B.通过dcfe平面的磁通量大小为B·L2C.通过abfe平面的磁通量大小为B·L2D.通过整个三棱柱的磁通量为零解析:由公式Φ=BS cos θ可以得出通过侧面abcd的磁通量Φ1=BL2cos 45°=BL2,A错误;通过平面dcfe的磁通量Φ2=BL·L,B正确;通过平面abfe的磁通量Φ3=B·L2cos 90°=0,C错误;而整个三棱柱表面是个闭合曲面,穿入与穿出的磁感线条数相等,即穿过它的净磁感线的条数是0,故穿过整个三棱柱的磁通量为零,D正确.答案:BD7.(多选)如图所示,A、B两回路中各有一开关S1、S2,且回路A中接有电源,回路B中接有灵敏电流计,下列操作及相应的结果中可能的是()A.先闭合S2,后闭合S1的瞬间,电流计指针偏转B.S1、S2闭合后,在断开S2的瞬间,电流计指针偏转C.先闭合S1,后闭合S2的瞬间,电流计指针偏转D.S1、S2闭合后,在断开S1的瞬间,电流计指针偏转解析:回路A中有电源,当S1闭合后,回路中有电流,产生磁场,回路B中有磁通量. 在S1闭合或断开的瞬间,回路A中的电流从无到有或从有到无,产生的磁场发生变化,从而使穿过回路B的磁通量发生变化,此时若S2是闭合的,则回路B中有感应电流,电流计指针偏转,所以选项A、D正确.答案:AD8.如图所示为法拉第研究“磁生电”现象的实验装置原理图. 两个线圈分别绕在一个铁环上,线圈A接直流电源,线圈B接灵敏电流表,下列哪种情况不可能使线圈B中产生感应电流()A.开关S闭合或断开瞬间B.开关S闭合一段时间之后C.开关S闭合后,改变滑动变阻器滑片的位置时D.拿走铁环,再做这个实验,开关S闭合或断开的瞬间解析:根据法拉第对产生感应电流的五类概括,选项A、C、D符合变化的电流(变化的磁场)产生感应电流的现象. 而开关S闭合一段时间之后,A线圈中是恒定电流,产生恒定的磁场,B 线圈中磁通量稳定不变,故不能使B线圈中产生感应电流,故选项B符合题意.答案:B9.要研究电磁感应现象实验,为了能明显地观察到实验现象,请在如图所示的实验器材中,选择必要的器材,在图中用实线接成相应的实物电路图.答案:实物电路图如图所示.B组1.如图所示,在匀强磁场中的U形导轨上,有两根等长的平行导线ab和cd,以相同的速度v 匀速向右滑动. 为使ab中有感应电流产生,对开关S来说()A.打开和闭合都可以B.应打开C.打开和闭合都不行D.应闭合解析:若开关打开,导线运动时,闭合回路abdc中磁通量不变,不产生感应电流;若开关闭合,导线运动时,闭合回路abNM中磁通量变化,产生感应电流. 所以,应选D选项.答案:D2.如图所示,在条形磁铁的外面套着一个闭合金属弹簧线圈P,现用力从四周拉弹簧线圈,使线圈包围的面积变大,则下列关于穿过弹簧线圈磁通量的变化以及线圈中是否有感应电流产生的说法中,正确的是()A.磁通量增大,有感应电流产生B.磁通量增大,无感应电流产生C.磁通量减小,有感应电流产生D.磁通量减小,无感应电流产生解析:本题中条形磁铁磁感线的分布如图所示(从上向下看). 磁通量是指穿过一个面的磁感线的多少,由于垂直纸面向外的和垂直纸面向里的磁感线要抵消一部分,当弹簧线圈P的面积扩大时,垂直纸面向里的磁感线条数增加,而垂直纸面向外的磁感线条数是一定的,故穿过P的磁通量将减小,回路中会有感应电流产生.答案:C3.(多选)2013年12月2日1时30分,我国嫦娥三号搭载月球车“玉兔号”从西昌卫星发射中心顺利升空,正式开始探月之旅. 假如月球车登月后要探测一下月球表面是否有磁场,应该怎样进行实验()A.直接将电流表放于月球表面,看是否有示数来判断磁场有无B.将电流表与线圈组成闭合电路,使线圈沿某一方向运动,若电流表无示数,则判断月球表面无磁场C.将电流表与线圈组成闭合电路,使线圈沿某一方向运动,若电流表有示数,则判断月球表面有磁场D.将电流表与线圈组成闭合电路,使线圈分别绕两个互相垂直的轴转动,月球表面若有磁场,则电流表至少有一次示数不为零解析:只要线圈中能产生感应电流,电流表有示数,就说明月球上一定有磁场. 如果没有电流,只能说明线圈中的磁通量没有发生变化,需要变换转动轴或运动方向再试. 如果线圈分别绕两个互相垂直的轴转动,当空间有磁场时,至少会有一次产生感应电流,C、D正确.答案:CD4.(多选)下列说法中正确的是()A.只要导体相对磁场运动,导体中就一定会产生感应电流B.闭合导体回路在磁场中做切割磁感线运动,导体回路中不一定会产生感应电流C.只要穿过闭合导体回路的磁通量不为零,导体回路中就一定会产生感应电流D.只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化,导体回路中就一定会产生感应电流解析:产生感应电流要有两个条件:一是导体回路要闭合;二是穿过导体回路的磁通量要发生变化,故D正确;如果导体没有构成闭合回路或构成闭合回路但沿磁感线运动,导体中就没有感应电流,故A错误;如果闭合导体回路在与回路平面垂直的磁场中运动,两边都切割磁感线,但闭合导体回路的磁通量仍没有发生变化,也不产生感应电流,故B正确;穿过闭合导体回路的磁通量不为零,但如果磁通量没有变化,回路中就没有感应电流,故C错误.答案:BD5.如图所示,矩形线圈abcd左半边处在匀强磁场中,右半边在磁场外,磁感应强度为B,线圈一半的面积为S,初始时磁场垂直于线圈平面,求下列情况中线圈中磁通量的变化量:(1)以ab边为轴线圈转过90°.(2)以ab边为轴线圈转过60°.(3)以中线ef为轴线圈转过180°.解析:(1)线圈初始磁通量Φ1=BS,转过90°后,Φ2=0,所以ΔΦ=Φ2-Φ1=-BS,大小为BS.(2)当线圈以ab边为轴边转过60°时,矩形线圈恰好全部进入磁场,Φ2=B·2S cos 60°=BS,所以ΔΦ=Φ2-Φ1=0,说明磁通量未发生变化.(3)当线圈绕中线转过180°时,因为Φ1=BS,磁感线是垂直于线圈的正前面向里穿过的,当线圈绕中线转过180°时,线圈的正后面转到正前面,磁感线是从原正后面向里穿过的,故Φ2=-BS,所以ΔΦ=Φ2-Φ1=-2BS,大小为2BS.答案:见解析.6.如图是研究电磁感应现象实验所需的器材,用实线将带有铁芯的线圈A、电源、滑动变阻器和开关连接成原线圈回路,将小量程电流表和线圈B连接成副线圈回路,并列举出在实验中能够改变副线圈回路磁通量,使副线圈中产生感应电流的三种方法:(1).(2).(3).答案:实线连接,如图所示.(1)A线圈在B线圈中,合上(或断开)开关瞬间(2)将原线圈插入副线圈或从副线圈中抽出的过程中(3)A线圈在B线圈中,移动滑动变阻器的滑片时3 楞次定律课时演练·促提升A组1.关于电磁感应现象,下列说法中正确的是()A.感应电流的磁场总是与原磁场方向相反B.闭合线圈放在变化的磁场中就一定能产生感应电流C.闭合线圈放在匀强磁场中做切割磁感线运动时,一定能产生感应电流D.感应电流的磁场总是阻碍原磁场的磁通量的变化解析:电磁感应现象中,若磁通量减小,则感应电流的磁场与原磁场方向相同,选项A错误;若闭合线圈平面与磁场方向平行,则无论磁场强弱如何变化,穿过线圈的磁通量始终为零,不产生感应电流,选项B错误;若线圈切割磁感线时,穿过线圈的磁通量不发生变化,则不能产生感应电流,选项C错误;只有选项D正确.答案:D2.如图所示,一线圈用细杆悬于P点,开始时细杆处于水平位置,释放后让它在匀强磁场中运动,已知线圈平面始终与纸面垂直,当线圈第一次通过位置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时(位置Ⅱ正好是细杆竖直位置),线圈内的感应电流方向(顺着磁场方向看去)是()A.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ位置均是顺时针方向B.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ位置均是逆时针方向C.Ⅰ位置是顺时针方向,Ⅱ位置为零,Ⅲ位置是逆时针方向D.Ⅰ位置是逆时针方向,Ⅱ位置为零,Ⅲ位置是顺时针方向解析:线圈由初始位置向Ⅰ位置运动过程中,沿磁场方向的磁通量逐渐增大,根据楞次定律,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,从右向左穿过线圈,根据安培定则,Ⅰ位置时感应电流的方向(沿磁感线方向看去)是逆时针方向;在Ⅱ位置时由左向右穿过线圈的磁通量最大,由Ⅱ位置向Ⅲ位置运动时,向右穿过线圈的磁通量减少,根据楞次定律,感应电流的磁场方向向右,阻碍它的减少,根据安培定则可判定Ⅲ位置的电流方向(沿磁感线方向看去)是顺时针方向,且知Ⅱ位置时感应电流为零. 故选D.答案:D3.闭合线圈abcd运动到如图所示的位置时,bc边所受到的磁场力方向向下,那么线圈的运动情况是()A.向左平动进入磁场B.向右平动出磁场C.向上平动D.向下平动解析:当bc受力向下时,说明感应电流方向由b指向c,当向左进入磁场时,磁通量增加,感应电流的磁场方向应该与原磁场方向相反,垂直纸面向里,用右手螺旋定则可以判断感应电流方向为顺时针方向.答案:A4.如图所示,一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺线管,则电路中()A.始终有感应电流自a向b流过电流表GB.始终有感应电流自b向a流过电流表GC.先有a→G→b方向的感应电流,后有b→G→a方向的感应电流D.将不会产生感应电流解析:条形磁铁从左边进入螺线管的过程中,在螺线管内产生的磁场方向向右,且穿过螺线管的磁通量不断增加,根据楞次定律,产生的感应电流的方向是a→G→b;条形磁铁从螺线管中向右穿出的过程中,在螺线管中产生的磁场方向仍向右,穿过螺线管的磁通量不断减小,根据楞次定律,产生的感应电流的方向是b→G→a,故C正确.答案:C5.如图所示,磁铁垂直于铜环所在平面,当磁铁突然向铜环运动时,铜环的运动情况是()A.向右摆动B.向左摆动C.静止D.转动解析:铜环只有向右运动,才能阻碍穿过铜环的磁通量的增加.答案:A6.如图所示,矩形线框与长直导线在同一平面内,当矩形线框从直导线的左侧平移到右侧的过程中线框内感应电流的方向为()A.先顺时针,后逆时针B.先逆时针,后顺时针C.先顺时针,后逆时针,再顺时针D.先逆时针,后顺时针,再逆时针解析:直线电流产生的磁场在右侧垂直纸面向里,在左侧垂直线面向外,线框从左向右平移时,磁通量是先从垂直纸面向外的增强到减弱(线框通过导线时),当线框正通过直线电流的中间时,磁通量为零,继续向右运动时磁通量从垂直纸面向里的增强又到减弱,根据楞次定律和右手定则,感应电流的方向先为顺时针,后为逆时针,再顺时针.答案:C7.如图所示,一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金属圆环中穿过. 现将环从位置Ⅰ释放,经过磁铁到达位置Ⅱ. 设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为F T1和F T2,重力加速度大小为g,则()A.F T1>mg,F T2>mgB.F T1<mg,F T2<mgC.F T1>mg,F T2<mgD.F T1<mg,F T2>mg解析:当圆环经过磁铁上端时,磁通量增大,根据楞次定律可知磁铁要把圆环向上推,又由牛顿第三定律可知圆环给磁铁一个向下的磁场力,因此有F T1>mg;当圆环经过磁铁下端时,磁通量减小,根据楞次定律可知磁铁要把圆环向上吸,同理圆环要给磁铁一个向下的磁场力,因此有F T2>mg,所以只有A正确.答案:A8.(多选)如图是验证楞次定律实验的示意图,竖直放置的线圈固定不动,将磁铁从线圈上方插入或拔出,线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流. 各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况,其中表示正确的是()解析:根据楞次定律可确定感应电流的方向:如对C图分析,当磁铁向下运动时:(1)闭合线圈原磁场的方向——向上;(2)穿过闭合线圈的磁通量的变化——增加;(3)感应电流产生的磁场方向——向下;(4)利用安培定则判断感应电流的方向——与图中箭头方向相同. 线圈的上端为S极,磁铁与线圈相互排斥. 综合以上分析知,C、D正确.答案:CDB组1.如图所示,固定的水平长直导线中通有直流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:线框下落过程中,穿过线框的磁通量减小,选项A错误;由楞次定律可判断出感应电流方向一直沿顺时针方向,选项B正确;线框受到的安培力的合力竖直向上,但小于重力,则合力不为零,选项C错误;在下落过程中,安培力对线框做负功,则其机械能减小,选项D错误. 答案:B2.如图所示,当导线ab在电阻不计的金属导轨上滑动时,线圈c向右摆动,则ab的运动情况是()A.向左或向右匀速运动B.向左或向右减速运动C.向左或向右加速运动D.只能向右匀加速运动解析:当导线ab在导轨上滑行时,线圈c向右运动,说明穿过线圈的磁通量正在减少,即右侧回路中的感应电流减小,导线正在减速运动,与方向无关,故A、C、D错误,B正确.答案:B3.如图所示,螺线管CD的导线绕向不明,当磁铁AB插入螺线管时,电路中有图示方向的电流产生,下列关于螺线管极性的判断正确的是()A.C端一定是N极B.C端一定是S极C.C端的极性一定与磁铁B端的极性相同D.无法判断极性,因螺线管的绕法不明解析:AB的插入使螺线管磁通量增大而产生感应电流,根据楞次定律知,感应电流的磁场阻碍AB插入,因此,C端极性一定和B端极性相同.答案:C4.如图所示,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈. 当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时,若线圈始终不动,则关于线圈受到的支持力F N及在水平方向运动趋势的正确判断是()A.F N先小于mg后大于mg,运动趋势向左B.F N先大于mg后小于mg,运动趋势向左C.F N先小于mg后大于mg,运动趋势向右D.F N先大于mg后小于mg,运动趋势向右解析:当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时,线圈中向下的磁通量先增加后减小,由楞次定律可知,线圈中先产生逆时针方向的感应电流,后产生顺时针方向的感应电流,线圈的感应电流磁场阻碍磁铁的运动,故靠近时磁铁与线圈相互排斥,线圈受排斥力向右下方,F N大于mg,线圈有水平向右运动的趋势;离开时磁铁与线圈相互吸引,线圈受到吸引力向右上方,F N小于mg,线圈有水平向右运动的趋势. 所以正确选项是D.答案:D5.(多选)如图所示,导体AB、CD可在水平轨道上自由滑动,且两水平轨道在中央交叉处互不相通. 当导体棒AB向左移动时()A.AB中感应电流的方向为A到BB.AB中感应电流的方向为B到AC.CD向左移动D.CD向右移动解析:由右手定则可判断导体AB中感应电流方向为A→B,由左手定则可判断导体CD受到向右的安培力作用而向右运动.答案:AD6.(多选)如图所示,在匀强磁场中放有平行铜导轨,它与大线圈M相连,要使线圈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(两线圈共面放置)()A.向右匀速运动B.向左加速运动C.向右减速运动D.向右加速运动解析:欲使线圈N产生顺时针方向的感应电流,则感应电流的磁场方向应为垂直纸面向里,由楞次定律可知有两种情况:一是M中有顺时针方向逐渐减小的电流,使其在N中的磁场方向向里,且磁通量在减小;二是M中有逆时针方向逐渐增大的电流,使其在N中的磁场方向向外,且磁通量在增大. 因此,对于前者,应使ab减速向右运动;对于后者,则应使ab加速向左运动. 故应选B、C. (注意匀速运动只能产生恒定电流;匀变速运动产生均匀变化的电流)答案:BC4 法拉第电磁感应定律课时演练·促提升A组1.闭合电路中产生的感应电动势的大小,跟穿过这一闭合电路的下列哪个物理量成正比()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:根据法拉第电磁感应定律表达式E=n知,闭合电路中感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,而与磁通量Φ、磁感应强度B、磁通量的变化量ΔΦ无关,所以选项A、B、D 错误,选项C正确.答案:C2.穿过一个单匝线圈的磁通量,始终以每秒均匀地增加2 Wb,则()A.线圈中的感应电动势每秒增大2 VB.线圈中的感应电动势每秒减小2 VC.线圈中的感应电动势始终为2 VD.线圈中不产生感应电动势解析:根据题意,穿过线圈的磁通量始终每秒均匀增加2 Wb,即穿过线圈的磁通量的变化率=2 Wb/s,由法拉第电磁感应定律知E=n=2 V,所以选C.答案:C3.如图所示,有一匝接在电容器C两端的圆形导线回路,垂直于回路平面以内存在着向里的匀强磁场B,已知圆的半径r=5 cm,电容C=20 μF,当磁场B以4×10-2 T/s的变化率均匀增加时,则()A.电容器a板带正电,电荷量为2π×10-9 CB.电容器a板带负电,电荷量为2π×10-9 CC.电容器b板带正电,电荷量为4π×10-9 CD.电容器b板带负电,电荷量为4π×10-9 C解析:根据楞次定律可判断a板带正电,线圈中产生的感应电动势E=πr2=π×10-4 V,板上带电荷量Q=CE=2π×10-9 C,选项A正确.答案:A4.(多选)如图所示为地磁场磁感线的示意图,在北半球地磁场的竖直分量向下. 飞机在我国上空匀速巡航,机翼保持水平,飞行高度保持不变. 由于地磁场的作用,金属机翼上有电势差. 设飞行员左方机翼末端处的电势为φ1,右方机翼末端处的电势为φ2,则()A.若飞机从西往东飞,φ1比φ2高B.若飞机从东往西飞,φ2比φ1高C.若飞机从南往北飞,φ1比φ2高D.若飞机从北往南飞,φ2比φ1高解析:由右手定则可知机翼左端电势比右端电势高,即φ1>φ2,A、C项正确.答案:AC5.(多选)在北半球,地磁场的竖直分量向下. 飞机在我国上空匀速巡航,机翼保持水平,飞行高度不变,由于地磁场的作用,金属机翼上有电势差,设飞行员左方机翼末端处的电势为φ1,右方机翼末端处电势为φ2,则()A.若飞机从西往东飞,φ1比φ2高B.若飞机从东往西飞,φ2比φ1高C.若飞机从南往北飞,φ1比φ2高D.若飞机从北往南飞,φ2比φ1高解析:该题中飞机两翼是金属材料,可视为一垂直于飞行方向切割竖直向下的磁感线的导体棒,磁场水平分量对产生电动势无作用. 对选项A,磁场竖直分量向下,手心向上,拇指指向飞机飞行方向,四指指向左翼末端,故φ1>φ2,选项A正确. 同理,飞机从东往西飞,仍是φ1>φ2,选项B错误. 从南往北、从北往南飞,都是φ1>φ2,故选项C正确,选项D错误.答案:AC6.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v0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:棒ab水平抛出后,其速度越来越大,但只有水平分速度v0切割磁感线产生感应电动势,故E=Bl v0保持不变.答案:C7.将一段导线绕成图甲所示的闭合回路,并固定在水平面(纸面)内. 回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中. 回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ,以向里为磁场Ⅱ的正方向,其磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示. 用F表示ab边受到的安培力,以水平向右为F的正方向,能正确反映F随时间t变化的图象是()。
人教版高中物理选修3-2第一次周考试卷2.27.docx
高中物理学习材料桑水制作郏县一高2015—2016学年下学期第一次周考高二物理 2.27第Ⅰ卷 选择题(共64分)一、选择题(本大题共16小题。
每小题4分。
在每小题给出的四个选项中。
1-12小题只有一项符合题目要求,13-16小题有多项符合题目要求,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.如图所示为一正弦交变电压随时间变化的图象,由图可知( )A .该交流电的周期为2 sB .用电压表测量该交流电压时,t=0.01s 时读数为0VC .用电压表测量该交流电压时,任何时刻电压表的读数均为311VD .该交流电电压的有效值为220 V2.中国已投产运行的1 000 kV 特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程.假设甲、乙两地原采用500 kV 的超高压输电,输电线上损耗的电功率为P .在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下,现改用1 000 kV 特高压输电,若不考虑其他因素的影响,则输电线上损耗的电功率将变为( ) A.P 4 B.P 2C .2PD .4P 3.如图所示,理想变压器的输入端接正弦交流电,副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L 1和L 2;输电线的等效电阻为R ,开始时,电键K 断开.当K 接通时,以下说法中正确的是( )A .副线圈两端电压减小B .R 上的电压减小C .原线圈中的电流增大D .通过灯泡L 1的电流增大4.下列关于分子动理论的说法中正确的是( )A .分子势能随着分子间距离的增大,可能先减小后增大B .分子间的相互作用力随着分子间距离的增大,一定先减小后增大C .物体温度越高,该物体内所有分子运动的速率都一定越大D .显微镜下观察到墨水中的小颗粒在不停地做无规则运动,这就是液体分子的运动5.做布朗运动实验,得到某个观测记录如图所示。
图中记录的是( ) A .分子无规则运动的情况B .某个微粒做布朗运动的轨迹C .某个微粒做布朗运动的速度—时间图线D .按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线6如果将两个分子看成质点,当这两个分子之间的距离为r 0时分子力为零,则分子力F 及分子势能E p 随着分子间距离r 的变化而变化的情况是( )A .当r >r 0时,随着r 变大,F 变小,E p 变小B .当r >r 0时,随着r 变大,F 变大,E p 变大C .当r <r 0时,随着r 变小,F 变大,E p 变小D .当r <r 0时,随着r 变小,F 变大,E p 变大7.一定质量的理想气体,压强为3 atm ,保持温度不变,当压强减小2 atm 时,体积变化4 L ,则该气体原来的体积为( ). A.43 L B .2 L C.83L D .8 L 8.关于理想气体的状态变化,下列说法中正确的是( ).A .一定质量的理想气体,当压强不变而温度由100 ℃上升到200 ℃时,其体积增大为原来的2倍B .气体由状态1变化到状态2时,一定满足方程p 1V 1T 1=p 2V 2T 2C .一定质量的理想气体体积增大到原来的4倍,可能是压强减半,热力学温度加倍D .一定质量的理想气体压强增大到原来的4倍,可能是体积加倍,热力学温度减半9.图为一定质量理想气体的压强p 与体积V 关系图像,它由状态A 经等容过程到状态B ,再经等压过程到状态C ,设A 、B 、C 状态对应的温度分别为T A 、T B 、T C ,则下列关系式中正确的是 )。
人教版高中物理选修3-2综合测试(带答案)
高中物理选修3-2 综合测试一.选择题(每题4 分, 56 分, 1~9 题为单项选择, 10~14 题为多项选择)1.如下图,一导线弯成半径为 a 的半圆形闭合回路.虚线MN 右边有磁感觉强度为 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 一直与 MN 垂直.从 D 点抵达界限开始到 C 点进入磁场为止,以下结论不正确的选项是()A.感觉电流方向不变B. CD段直线一直不受安培力C.感觉电动势最大值E=BavD.感觉电动势均匀值1π Bav E =42.如下图, N 匝矩形导线框以角速度绕对称轴匀速转动,线框面积为S,线框电阻,电杆均不计,在左边有磁感觉强度为 B 的匀强磁场,外电路接有电阻R 和理想电流表 A,那么能够确立的是A.从图示时辰起,线框产生的刹时电动势为B. 电流表的示数C. R 两头电压有效值D. 一个周期内R 的发热量为3.如图,两个线圈绕在同一根铁芯上,此中一线圈经过开关与电源连结,另一线圈与远处沿南北方向水平搁置在纸面内的直导线连结成回路。
将一小磁针悬挂在直导线正上方,开关未闭合时小磁针处于静止状态。
以下说法正确的选项是A.开封闭合后的瞬时,小磁针的N 极朝垂直纸面向外的方向转动B.开封闭归并保持一段时间后,小磁针的N 极指向垂直纸面向里的方向C.开封闭归并保持一段时间后,小磁针的N 极指向垂直纸面向外的方向D.开封闭归并保持一段时间再断开后的瞬时,小磁针的N 极朝垂直纸面向外的方向转动4.一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的交变电流电动势如下图,下边说法正确的选项是()A. 沟通电动势的有效值为20VB. 沟通电动势的有效值为C. t=线圈处于中性面D. 沟通电动势的频次为50Hz5.如下图,圆滑弧形金属双轨与足够长的水平圆滑双轨相连,间距为 L,在水平轨道空间充满竖直向上的匀强磁场,磁感觉强度为 B.乙金属棒静止在双轨上,而甲金属棒在h 高处由静止滑下,轨道电阻不计。
人教版高中物理选修3-2测试题及答案解析全套
人教版高中物理选修3-2测试题及答案解析全套含模块综合测试题,共4套第四章电磁感应(时间:50分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分,第1~5小题中只有一个选项符合题意,第6~8小题中有多个选项符合题意,全选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.如图1所示,大圆导线环A中通有电流,方向如图所示,另在导线环所在的平面画一个圆B,它的一半面积在A环内,另一半面积在A环外。
则B圆内的磁通量()图1A.为零B.垂直纸面向里C.垂直纸面向外D.条件不足,无法判断解析:选B根据右手螺旋定则可知,A产生的磁场在A线圈内部垂直纸面向里,在外部垂直纸面向外,由于磁感线是闭合的曲线,所以A内部的磁感线一定比A外部的磁感线要密一些,所以B项正确。
2.如图2所示,a为圆形金属环,b为直导线,且b垂直环面穿过圆环中心()图2A.若直导线b中通入恒定电流,金属环a中会产生感应电流B.若直导线b中通入交变电流,金属环a中会产生感生电流C.若直导线b中通入恒定电流,同时让直导线b绕过圆环中心的水平轴在竖直平面内转动,金属环a中会产生感应电流D.以上三种说法均不对解析:选D产生感应电流的条件是闭合回路中磁通量发生变化,不管b中通入什么样的电流,穿过a 中的磁通量始终为0,D 对。
3.半径为r 带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置,在圆环的缺口两端引出两根导线,分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接,两板间距为d ,如图3甲所示。
有一变化的磁场垂直于纸面,规定向内为正,变化规律如图乙所示。
在t =0时刻平板之间中心有一重力不计,电荷量为q 的静止微粒。
则以下说法正确的是( )图3A .第2秒内上极板为正极B .第3秒内上极板为负极C .第2秒末微粒回到了原来位置D .第2秒末两极板之间的电场强度大小为0.2 πr 2/d解析:选A 根据楞次定律,结合图像可以判断:在0~1 s 内,下极板为正极,上极板为负极;第2秒内上极板为正极,下极板为负极;第3秒内上极板为正极,下极板为负极;第4秒内上极板为负极,下极板为正极,故A 选项正确,B 选项错误。
最新人教版高中物理选修3-2测试题及答案全套
最新人教版高中物理选修3-2测试题及答案全套单元测评(一)电磁感应(时间:90分钟满分:100分)第Ⅰ卷(选择题,共48分)一、选择题(本题有12小题,每小题4分,共48分.)1.下列现象中,属于电磁感应现象的是()A.小磁针在通电导线附近发生偏转B.通电线圈在磁场中转动C.因闭合线圈在磁场中运动而产生的电流D.磁铁吸引小磁针解析:电磁感应是指“磁生电”的现象,而小磁针和通电线圈在磁场中转动,反映了磁场力的性质,所以A、B、D项不是电磁感应现象,C项是电磁感应现象.答案:C如图所示,开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直,且一半在磁场内,一半在磁场外,若要使线框中产生感应电流,下列办法中不可行的是() A.将线框向左拉出磁场B.以ab边为轴转动(小于90°)C.以ad边为轴转动(小于60°)D.以bc边为轴转动(小于60°)解析:将线框向左拉出磁场的过程中,线框的bc部分做切割磁感线运动,或者说穿过线框的磁通量减少,所以线框中将产生感应电流.当线框以ab边为轴转动时,线框的cd边的右半段在做切割磁感线运动,或者说穿过线框的磁通量在发生变化,所以线框中将产生感应电流.当线框以ad边为轴转动(小于60°)时,穿过线框的磁通量在减小,所以在这个过程中线框中会产生感应电流.如果转过的角度超过60°(60°~300°),bc 边将进入无磁场区,那么线框中将不产生感应电流.当线框以bc边为轴转动时,如果转动的角度小于60°,则穿过线框的磁通量始终保持不变(其值为磁感应强度与矩形线框面积的一半的乘积).答案:D如图所示,通电螺线管水平固定,OO′为其轴线,a、b、c三点在该轴线上,在这三点处各放一个完全相同的小圆环,且各圆环平面垂直于OO′轴.则关于这三点的磁感应强度B a、B b、B c的大小关系及穿过三个小圆环的磁通量Φa、Φb、Φc的大小关系,下列判断正确的是()A.B a=B b=B c,Φa=Φb=ΦcB.B a>B b>B c,Φa<Φb<ΦcC.B a>B b>B c,Φa>Φb>ΦcD.B a>B b>B c,Φa=Φb=Φc解析:根据通电螺线管产生的磁场特点可知B a>B b>B c,由Φ=BS可得Φa >Φb>Φc,故C项正确.答案:C如图所示,一均匀的扁平条形磁铁的轴线与圆形线圈在同一平面内,磁铁中心与圆心重合,为了在磁铁开始运动时在线圈中得到逆时针方向的感应电流,磁铁的运动方式应是()A.N极向纸内,S极向纸外,使磁铁绕O点转动B.N极向纸外,S极向纸内,使磁铁绕O点转动C.磁铁在线圈平面内顺时针转动D.磁铁在线圈平面内逆时针转动解析:当N极向纸内、S极向纸外转动时,穿过线圈的磁场由无到有并向里,感应电流的磁场应向外,电流方向为逆时针,A选项正确;当N极向纸外、S极向纸内转动时,穿过线圈的磁场向外并增加,电流方向为顺时针,B选项错误;当磁铁在线圈平面内绕O点转动时,穿过线圈的磁通量始终为零,因而不产生感应电流,C、D选项错误.答案:A5.穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象分别如图所示,下列关于回路中产生的感应电动势的论述,正确的是()①②③④A.图①中回路产生的感应电动势恒定不变B.图②中回路产生的感应电动势一直在变大C.图③中回路在0~t1时间内产生的感应电动势小于在t1~t2时间内产生的感应电动势D.图④中回路产生的感应电动势先变小再变大解析:图④中磁通量的变化率先变小后变大,因此,回路产生的感应电动势先变小再变大.答案:D6.(多选题)变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的,而不是采用一整块硅钢,这是因为()A.增大涡流,提高变压器的效率B.减小涡流,提高变压器的效率C.增大铁芯中的电阻,以产生更多的热量D.增大铁芯中的电阻,以减小发热量解析:不使用整块硅钢而是采用很薄的硅钢片,这样做的目的是增大铁芯中的电阻,阻断涡流回路,来减少电能转化成铁芯的内能,提高效率是防止涡流而采取的措施.本题正确选项是BD.答案:BD7.(多选题如图所示,电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上,两相同的金属导体棒a、b垂直于导轨静止放置,且与导轨接触良好,匀强磁场垂直穿过导轨平面.现用一平行于导轨的恒力F作用在a的中点,使其向上运动.若b始终保持静止,则它所受摩擦力可能()A.变为0B.先减小后不变C.等于F D.先增大再减小解析:导体棒a在恒力F作用下加速运动,最后匀速运动,闭合回路中产生感应电流,导体棒b受到安培力方向应沿斜面向上,且逐渐增大,最后不变.由力平衡可知,导体棒b受到的摩擦力先沿斜面向上逐渐减小,最后不变,所以选项A、B正确,选项C、D错误.答案:AB8.如图所示,两条平行虚线之间存在匀强磁场,虚线间的距离为l,磁场方向垂直纸面向里,abcd是位于纸面内的梯形线圈,ad与bc间的距离也为l,t=0时刻,bc边与磁场区域左边界重合.现令线圈以向右的恒定速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域,取沿a→b→c→d→a方向的感应电流为正,则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流I随时间t的变化的图线是图中的()A BC D解析:0~lv段,由右手定则判断感应电流方向为a→d→c→b→a,大小逐渐增大;lv~2lv段,由右手定则判断感应电流方向为a→b→c→d→a,大小逐渐增大,故B选项正确.答案:B9.(多选题)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,它在外力的作用下向右匀速运动,速度为v.若将金属棒的运动速度变为2v,(除R外,其余电阻不计,导轨光滑)则() A.作用在ab上的外力应增大到原来的2倍B.感应电动势将增大为原来的4倍C.感应电流的功率将增大为原来的2倍D.外力的功率将增大为原来的4倍解析:由平衡条件可知,F=B2L2Rv,可见,将金属棒的运动速度变为2v时,作用在ab上的外力应增大到原来的2倍,外力的功率将增大为原来的4倍.答案:AD10.(多选题)如图所示,E为电池,L是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈,D1、D2是两个规格相同且额定电压足够大的灯泡,S是控制电路的开关.对于这个电路,下列说法正确的是()A.刚闭合开关S的瞬间,通过D1、D2的电流大小相等B.刚闭合开关S的瞬间,通过D1、D2的电流大小不相等C.闭合开关S待电路达到稳定,D2熄灭,D1比原来更亮D.闭合开关S待电路达到稳定,再将S断开的瞬间,D2立即熄灭,D1闪亮一下再熄灭解析:由于线圈的电阻可忽略不计、自感系数足够大,在开关S闭合的瞬间线圈的阻碍作用很大,线圈中的电流为零,所以通过D1、D2的电流大小相等,A项正确、B项错误;闭合开关S待电路达到稳定时线圈短路,D1中电流为零,回路电阻减小,D2比原来更亮,C项错误;闭合开关S待电路达到稳定,再将S断开瞬间,D2立即熄灭,线圈和D1形成回路,D1闪亮一下再熄灭,D项正确.答案:AD如图所示,矩形线圈放置在水平薄木板上,有两块相同的蹄形磁铁,四个磁极之间的距离相等,当两块磁铁匀速向右通过线圈时,线圈仍静止不动,那么线圈受到木板的摩擦力方向是()A.先向左,后向右B.先向左、后向右、再向左C.一直向右D.一直向左解析:当两块磁铁匀速向右通过线圈时,线圈内产生感应电流,线圈受到的安培力阻碍线圈相对磁铁的向左运动,故线圈有相对木板向右运动的趋势,故受到的静摩擦力总是向左.选项D正确,A、B、C项错误.答案:D光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线,如图所示,抛物线的方程为y =x 2,其下半部处在一个水平方向的匀强磁场中,磁场的上边界是y =a 的直线(如图中的虚线所示).一个小金属块从抛物线上y =b (b >a )处以速度v 沿抛物线下滑,假设曲面足够长,则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量是( )A .mgbB.12m v 2 C .mg (b -a ) D .mg (b -a )+12m v 2 解析:金属块进出磁场时,会产生涡流,部分机械能转化成焦耳热,所能达到的最高位置越来越低,当最高位置y =a 时,由于金属块中的磁通量不再发生变化,金属块中不再产生涡流,机械能也不再损失,金属块会在磁场中往复运动,此时的机械能为mga ,整个过程中减少的机械能为mg (b -a )+12m v 2,全部转化为内能,所以D 项正确.答案:D第Ⅱ卷(非选择题,共52分)二、实验题(本题有2小题,共14分.请按题目要求作答)13.(6分)如图所示,在一根较长的铁钉上,用漆包线绕两个线圈A 和B .将线圈B 的两端与漆包线CD 相连,使CD 平放在静止的小磁针的正上方,与小磁针平行.试判断合上开关的瞬间,小磁针N 极的偏转情况?线圈A 中电流稳定后,小磁针又怎样偏转?解析:在开关合上的瞬间,线圈A内有了由小变大的电流,根据安培定则可判断出此时线圈A在铁钉内产生了一个由小变大的向右的磁场.由楞次定律可知,线圈B内感应电流的磁场应该阻碍铁钉内的磁场在线圈B内的磁通量的增加,即线圈B内感应电流的磁场方向是向左的.由安培定则可判断出线圈B 内感应电流流经CD时的方向是由C到D.再由安培定则可以知道直导线CD内电流所产生的磁场在其正下方垂直于纸面向里,因此,小磁针N极应该向纸内偏转.线圈A内电流稳定后,CD内不再有感应电流,所以,小磁针又回到原来位置.答案:在开关合上的瞬间,小磁针的N极向纸内偏转.(3分)当线圈A内的电流稳定以后,小磁针又回到原来的位置(3分)14.(8分)如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置,部分导线已连接.(1)用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好.(2)如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么闭合电键后,将原线圈迅速插入副线圈的过程中,电流计指针将向________偏;原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器滑片迅速向右移动时,电流计指针将向________偏.答案:(1)如图所示.(4分)(2)右(2分)左(2分)三、计算题(本题有3小题,共38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)15.(10分)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 m2,共10匝,开始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°时,线圈的磁通量以及此过程中磁通量的改变量为多少?(2)当线圈绕dc边转过60°时,求线圈中的磁通量以及此过程中磁通量的改变量.解析:(1)当线圈绕ab转过60°时,Φ=BS⊥=BS cos 60°=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⊥没变,穿过线圈的磁感线条数没变,故磁通量变化量ΔΦ=0. (5分)(2)当线圈绕dc 边转过60°时,Φ=BS ⊥, 此时没有磁场穿过S ⊥,所以Φ=0; 不转时Φ1=B ·S2=0.2 Wb ,转动后Φ2=0,ΔΦ=Φ2-Φ1=-0.2 Wb , 故磁通量改变了0.2 Wb. (5分) 答案:(1)0 (2)0.2 Wb16.(14分)两根光滑的长直金属导轨MN 、M ′N ′平行置于同一水平面内,导轨间距为l ,电阻不计,M 、M ′处接有如图20所示的电路,电路中各电阻的阻值均为R ,电容器的电容为C .长度也为l 、阻值同为R 的金属棒ab 垂直于导轨放置,导轨处于磁感应强度为B 、方向竖直向下的匀强磁场中.ab 在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触,在ab 运动距离为x 的过程中,整个回路中产生的焦耳热为Q .求:(1)ab 运动速度v 的大小; (2)电容器所带的电荷量q .解析 (1)设ab 上产生的感应电动势为E ,回路中的电流为I ,ab 运动距离为x ,所用时间为t ,则有E =Bl v (2分) I =E4R(2分) t =xv (2分) Q =I 2(4R )t (2分)由上述方程得v =4QRB 2l 2x (2分)(2)设电容器两极板间的电势差为U ,则有U =IR ,电容器所带电荷量q =CU ,(2分) 解得q =CQRBlx (2分) 答案:(1)4QR B 2l 2x(2)CQRBlx17.(14分)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 .解析:(1)电流稳定后,导体棒做匀速运动,受力平衡, 有F 安=G ,即BIL =mg ①(2分)解得B =mgIL ②(2分)(2)由法拉第电磁感应定律得导体棒产生的感应电动势 E =BL v ③(1分)闭合电路中产生的感应电流I =ER ④(1分) 由②③④式解得v =I 2Rmg (2分)(3)由题意知,导体棒刚进入磁场时的速度最大,设为v m , 由机械能守恒定律得12m v 2m =mgh (2分)感应电动势的最大值E m =Bl v m (1分) 感应电流的最大值I m =E mR (1分) 解得I m =mg 2ghIR .(2分)答案:(1)mgIL (2)I 2R mg (3)mg 2gh IR单元测评(二) 交变电流(时间:90分钟 满分:100分) 第Ⅰ卷(选择题,共48分)一、选择题(本题有12小题,每小题4分,共48分.) 1.在下图中,不能产生交变电流的是( )ABCD解析:矩形线圈绕着垂直于磁场方向的转轴做匀速圆周运动就产生交流电,而A图中的转轴与磁场方向平行,线圈中无电流产生,所以选A.答案:A2.闭合线圈在匀强磁场中匀速转动时,产生的正弦式交变电流i=I m sin ωt.若保持其他条件不变,使线圈的匝数和转速各增加1倍,则电流的变化规律为()A.i′=I m sin ωt B.i′=I m sin 2ωtC.i′=2I m sin ωt D.i′=2I m sin 2ωt解析:由电动势的最大值知,最大电动势与角速度成正比,与匝数成正比,所以电动势最大值为4E m,匝数加倍后,其电阻也应该加倍,此时线圈的电阻为2R,根据欧姆定律可得电流的最大值为I m′=4E m2R=2I m,因此,电流的变化规律为i′=2I m sin 2ωt.答案:D3.(多选题)如图是某种正弦式交变电压的波形图,由图可确定该电压的()A .周期是0.01 sB .最大值是311 VC .有效值是220 VD .表达式为u =220sin 100πt (V)解析:由波形图可知:周期T =0.02 s ,电压最大值U m =311 V ,所以有效值U =U m 2=220 V ,表达式为u =U m sin 2πT t (V)=311sin100πt (V),故选项B 、C正确,选项A 、D 错误.答案:BC4.(多选题)如图所示,变频交变电源的频率可在20 Hz 到20 kHz 之间调节,在某一频率时,L 1、L 2两只灯泡的炽热程度相同.则下列说法中正确的是 ( )A .如果将频率增大,L 1炽热程度减弱、L 2炽热程度加强B .如果将频率增大,L 1炽热程度加强、L 2炽热程度减弱C .如果将频率减小,L 1炽热程度减弱、L 2炽热程度加强D .如果将频率减小,L 1炽热程度加强、L 2炽热程度减弱解析:某一频率时,两只灯泡炽热程度相同,应有两灯泡消耗的功率相同,频率增大时,感抗增大,而容抗减小,故通过A1的电流增大,通过A2的电流减小,故B项正确;同理可得C项正确,故选B、C.答案:BC5.(多选题)如图所示,在远距离输电过程中,若保持原线圈的输入功率不变,下列说法正确的是()A.升高U1会减小输电电流I2B.升高U1会增大线路的功率损耗C.升高U1会增大线路的电压损耗D.升高U1会提高电能的利用率解析:提高输电电压U1,由于输入功率不变,则I1将减小,又因为I2=n1n2I1,所以I2将减小,故A项对;线路功率损耗P损=I22R,因此功率损耗在减小,电压损失减小,故B项、C项错误;因线路损耗功率减小,因此利用率将升高,D项正确.答案:AD6.如图甲所示,a、b为两个并排放置的共轴线圈,a中通有如图乙所示的交变电流,则下列判断错误的是()甲乙A.在t1到t2时间内,a、b相吸B.在t2到t3时间内,a、b相斥C.t1时刻两线圈间作用力为零D.t2时刻两线圈间吸引力最大解析:t1到t2时间内,a中电流减小,a中的磁场穿过b且减小,因此b中产生与a同向的磁场,故a、b相吸,A选项正确;同理B选项正确;t1时刻a 中电流最大,但变化率为零,b中无感应电流,故两线圈的作用力为零,故C 选项正确;t2时刻a中电流为零,但此时电流的变化率最大,b中的感应电流最大,但相互作用力为零,故D选项错误.因此,错误的应是D.答案:D7.如图所示是四种亮度可调的台灯的电路示意图,它们所用的白炽灯泡相同,且都是“220 V40 W”,当灯泡所消耗的功率都调到20 W时,消耗功率最小的台灯是()ABCD解析:利用变阻器调节到20 W时,除电灯消耗电能外,变阻器由于热效应也要消耗一部分电能,使台灯消耗的功率大于20 W,利用变压器调节时,变压器的输入功率等于输出功率,本身不消耗电能,所以C中台灯消耗的功率最小.答案:C8.一电阻接一直流电源,通过4 A的电流时热功率为P,若换接一正弦交流电源,它的热功率变为P2,则该交流电电流的最大值为()A.4 A B.6 A C.2 A D.4 2 A解析:由P=I2R得R=PI2=P16,接交流电时,P2=I′2P16,2I′2=16,I′=42A,所以I m=2I′=4 A.应选A.答案:A9.(多选题)如图所示为两个互感器,在图中圆圈内a、b表示电表,已知电压比为100∶1,电流比为10∶1,电压表的示数为220 V,电流表的示数为10 A,则()A.a为电流表,b为电压表B.a为电压表,b为电流表C.线路输送电功率是2 200 WD.线路输送电功率是2.2×106 W解析:电压互感器应并联在电路中,并且是降压变压器,即图中a为电压互感器,由其读数知,输电线上的电压为22 000 V,同理可知输电线上的电流为100 A.答案:BD10.水电站向小山村输电,输送电功率为50 kW ,若以1 100 V 送电,则线路损失为10 kW ,若以3 300 V 送电,则线路损失可降为( )A .3.3 kWB .1.1 kWC .30 kWD .11 kW解析:由P =UI ,ΔP =I 2R 可得:ΔP =P2U2R ,所以当输送电压增大为原来3倍时,线路损失变为原来的19,即ΔP =1.1 kW.答案:B11.如图所示,理想变压器的原、副线圈的匝数比n 1∶n 2=2∶1,原线圈接正弦式交流电,副线圈接电动机,电动机线圈电阻为R ,当输入端接通电源后,电流表读数为I ,电动机带动一质量为m 的重物以速度v 匀速上升,若电动机因摩擦造成的能量损失不计,则图中电压表的读数为( )A .4IR +mg vI B.mg v I C .4IRD.14IR +mg v I 解析:根据电流与匝数的关系知变压器的输出电流为2I ,电动机消耗的总功率为P 2=mg v +4IR ,又变压器的输入功率P 1=UI =P 2=mg v +4I 2R ,则U =mg vI +4IR ,故A 项正确.答案:A12.(多选题)如图所示,M是一小型理想变压器,接线柱a、b接在电压u =311sin 314t (V)的正弦交流电源上,变压器右侧部分为一火警报警系统原理图,其中R2是半导体热敏传感器(温度升高时R2的电阻减小),电流表A2安装在值班室,显示通过R1的电流,电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出),R3为一定值电阻.当传感器R2所在处出现火警时,以下说法中正确的是()A.A1的示数增大,A2的示数减小B.A1的示数不变,A2的示数增大C.V1的示数不变,V2的示数减小D.V1的示数增大,V2的示数增大解析:传感器R2所在处出现火警,温度升高,则R2电阻减小,副线圈负载电阻减小.因输出电压不变,所以副线圈电流增大,则电阻R3两端电压增大,电压表V2的示数减小,电流表A2的示数减小.副线圈电流增大,则原线圈电流增大,但输入电压不变,即电流表A1的示数增大,电压表V1的示数不变.答案:AC第Ⅱ卷(非选择题,共52分)二、计算题(本题有4小题,共52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.(12分)一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动,线圈匝数n=100匝.穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化,如图甲所示.发电机内阻r=5.0 Ω,外电路电阻R=95 Ω.已知感应电动势的最大值E m=nωΦm,其中Φm为穿过每匝线圈磁通量的最大值.求串联在外电路中的交流电流表(内阻不计)的读数.甲乙解析:从Φ-t图线看出Φm=1.0×10-2Wb,T=3.14×10-2s.(2分) 已知感应电动势的最大值E m=nωΦm,又ω=2πT.(3分)故电路中电流最大值I m=E mR+r=n·2π·ΦmT(R+r)=100×2×3.14×1.0×10-23.14×(95+5.0)×10-2A=2 A(4分)交流电流表读数是交变电流的有效值,即I=I m2=1.4 A.(3分)答案:1.4 A14.(12分)有一个电子元件,当它两端的电压的瞬时值高于u=110 2 V 时则导电,低于u=110 2 V时不导电,若把这个电子元件接到220 V、50 Hz的正弦式交变电流的两端,则它在1 s 内导电多少次?每个周期内的导电时间为多少?解析:由题意知,加在电子元件两端电压随时间变化的图象如图所示,表达式为u =2202sin ωt V .(2分)其中ω=2πf ,f =50 Hz ,T =1f =0.02 s ,得u =2202sin100πt V .(2分)把u ′=110 2 V 代入上述表达式得到t 1=1600 s ,t 2=5600s(2分) 所以每个周期内的通电时间为Δt =2(t 2-t 1)=4300 s =175s .(3分) 由所画的u -t 图象知,一个周期内导电两次,所以1 s 内导电的次数为n =2t T =100.(3分)答案:100次 175s 15.(14分)如图所示,变压器原线圈输入电压为220 V ,副线圈输出电压为36 V ,两只灯泡的额定电压均为36 V ,L 1额定功率为12 W ,L 2额定功率为6 W .求:(1)该变压器的原、副线圈匝数比.(2)两灯均工作时原线圈的电流以及只有L 1工作时原线圈中的电流.解析:(1)由变压比公式得U 1U 2=n 1n 2(2分) n 1n 2=22036=559.(2分) (2)两灯均工作时,由能量守恒得P 1+P 2=U 1I 1(3分)I 1=P 1+P 2U 1=12+6220A =0.082 A(2分) 只有L 1灯工作时,由能量守恒得P 1=U 1I ′1(3分)解得I ′1=P 1U 1=12220A =0.055 A .(2分) 答案:(1)55∶9 (2)0.082 A 0.055 A16.(14分)某村在较远的地方建立了一座小型水电站,发电机的输出功率为100 kW ,输出电压为500 V ,输电导线的总电阻为10 Ω,导线上损耗的电功率为4 kW ,该村的用电电压是220 V .(1)输电电路如图所示,求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比;(2)如果该村某工厂用电功率为60 kW ,则该村还可以装“220 V ,40 W”的电灯多少盏?解析:(1)因为P损=I22R线(2分)所以I2=P损R线=4×10310A=20 A(1分)I1=PU1=100×103500A=200 A(2分)则n1n2=I2I1=20200=110(1分)U3=U2-I2R线=(500×10-20×10) V=4 800 V(2分)则n3n4=U3U4=4 800220=24011.(1分)(2)设还可装灯n盏,据功率相等有P3=P4(1分)其中P4=(n×40+60×103) W(1分)P3=(100-4) kW=96 kW(1分)所以n=900.(2分)答案:(1)1∶10240∶11(2)900盏单元测评(三)传感器(时间:90分钟满分:100分)第Ⅰ卷(选择题,共48分)一、选择题(本题有12小题,每小题4分,共48分.)1.关于干簧管,下列说法正确的是()A.干簧管接入电路中相当于电阻的作用B.干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的C.干簧管接入电路中相当于开关的作用D.干簧管是作为电控元件以实现自动控制的答案:C2.(多选题)为了保护电脑元件不受损害,在电脑内部有很多传感器,其中最重要的就是温度传感器,常用的温度传感器有两种,一种是用金属做的热电阻,另一种是用半导体做的热敏电阻.关于这两种温度传感器的特点说法正确的是()A.金属做的热电阻随着温度的升高电阻变大B.金属做的热电阻随着温度的升高电阻变小C.用半导体做的热敏电阻随着温度的升高电阻变大D.用半导体做的热敏电阻随着温度的升高电阻变小解析:金属的电阻率随着温度的升高而变大,半导体在温度升高时电阻会变小.答案:AD3.街旁的路灯、江海里的航标都要求在夜晚亮、白天熄,利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置,实现了自动控制,这是利用半导体的() A.压敏性B.光敏性C.热敏性D.三种特性都利用答案:B4.(多选题)有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件,将这三只元件分别接入如图所示电路中的A、B两点后,用黑纸包住元件或者把元件置入热水中,观察欧姆表的示数,下列说法中正确的是()A.置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数变化较大,这只元件一定是热敏电阻B.置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数不变化,这只元件一定是定值电阻C.用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比,欧姆表示数变化较大,这只元件一定是光敏电阻D.用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比,欧姆表示数相同,这只元件一定是定值电阻解析:热敏电阻的阻值随温度变化而变化,定值电阻和光敏电阻不随温度变化;光敏电阻的阻值随光照变化而变化,定值电阻和热敏电阻不随之变化.答案:AC5.传感器是一种采集信息的重要器件,如图是由电容器作为传感器来测定压力变化的电路,当待测压力作用于膜片电极上时,下列说法中正确的是()①若F向下压膜片电极,电路中有从a到b的电流②若F向下压膜片电极,电路中有从b到a的电流③若F向下压膜片电极,电路中不会有电流产生④若电流表有示数,说明压力F发生变化⑤若电流表有示数,说明压力F不会发生变化A.②④B.①④C.③⑤D.①⑤解析:当下压时,因为C=εr S4πkd,d减小,C增大,在U不变时,因为C=QU,Q增大,从b向a有电流流过,②正确;当F变化时,电容器两板的间距变化,电容变化,电容器上的带电量发生变化,电路中有电流,④正确,故选A.答案:A6.如图所示,R1为定值电阻,R2为负温度系数的热敏电阻,当温度降低时,电阻变大,L为小灯泡,当温度降低时()。
选修3-2物理试卷(含答案)
高中物理试卷第I卷(选择题12小题共36分)一选择题(本题包括12小题,每小题3分,共36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3分,选对但不全对的得2分,有选错的或不答的得0分)1. 根据安培假说的物理思想:磁场来源于运动电荷.如果用这种思想解释地球磁场的形成,根据地球上空并无相对地球定向移动的电荷的事实.那么由此推断,地球总体上应该是()A.带负电B.带正电C.不带电D.不能确定2.关于电磁场理论,下列说法正确的是:( )A.变化的电场周围产生的磁场一定是变化的B. 变化的磁场周围产生的电场不一定是变化的C. 均匀变化的磁场周围产生的电场也是均匀变化的D. 振荡电场周围产生的磁场也是振荡的3.一个质子和一个α粒子沿垂直于磁感线方向从同一点射入一个匀强磁场中,若它们在磁场中的运动轨迹是重合的,则它们在磁场中( )A 运动的时间相等B加速度的大小相等C动量的大小相等D动能的大小相等4 如图4-2-5所示,A、B两回路中各有一开关S1、S2,且回路A中接有电源,回路B中接有灵敏电流计,下列操作及相应的结果可能的是A、先闭合S2,后闭合S1的瞬间,电流计指针偏转B、S1、S2闭合后,在断开S2的瞬间,电流计指针偏转C、先闭合S1,后闭合S2的瞬间,电流计指针偏转D、S1、S2闭合后,在断开S1的瞬间,电流计指针偏转5.关于日光灯的工作原理下列说法正确的是: ( )A. 启动器触片接通时,产生瞬时高压B. 日光灯正常工作时,镇流器起降压限流以保证日光灯正常工作C.日光灯正常工作时, 日光灯管的电压稳定在220VD.镇流器作用是将交流电变为直流电6.在赤道附近有一竖直向下的匀强电场,在此区域内有一根沿东西方向放置的直导体棒,由水平位置自静止落下,不计空气阻力,则导体棒两端落地的先后关系是()A.东端先落地B.西端先落地C.两端同时落地D.无法确定7.如图,带电平行金属板中匀强电场方向竖直上,匀强磁场方向垂直纸面向里,带电小球从光滑绝缘轨道上的a点由静止滑下,经过1/4圆弧轨道从端点Pa点稍低的b点由静止滑下,在经过P点进入板间的运动过程中( )A带电小球的动能将会增大B 带电小球的电势能将会增大C带电小球所受洛伦兹力将会减小D带电小球所受电场力将会增大8.如图所示是日立NP82C21型电视机电路的开始部分,最左边是电源插头,S901是电源开关,F901是保险丝,L901是两只带铁芯的电感线圈,后面复杂的电路没有画出.关于电感线圈的作用,以下叙述正确的是: ( )A.打开电源的瞬间,线圈会产生自感电动势,自感电动势的作用是使电视机更容易起动,所以我们刚一打开电视机就能听到声音和图象B.线圈在电路里起的是缓冲作用,能延缓开机瞬间电流对后面元件的冲击,提高电视机的使用寿命C.电视机正常工作之后,线圈就不会产生自感电动势了D.线圈的自感系数越大越好9.如图所示,abcd为一闭合金属线框,用绝缘线挂在固定点O,当线框经过匀强磁场摆动时,可以判断(空气阻力不计):( )dP+A.线框进入磁场或离开磁场时,线框中均有感应电流产生B.线框进入磁场后,越靠近OO /线时,电磁感应现象越明显C.此摆最终会停下来D.此摆的机械能不守恒10.如图,在倾角为α的光滑斜面上,放置一根长为L ,质量为m ,通过电流为I 的导线,若使导线静止,应该在斜面上施加匀强磁场B 的大小和方向为( ) A B=mgsin α/IL ,方向垂直斜面向下 B B=mgsin α/IL ,方向垂直水平面向上 C B=mgtan α/IL ,方向竖直向下 D B=mgsin α/IL ,方向水平向右11、在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,规定线圈中感应电流的正方向如图1所示,当磁场的磁感应强度B 随时间如图2变化时,图3中正确表示线圈中感应电动势E 变化的是 ( )A .B .C .D .12.一理想变压器给负载供电,变压器输入电压不变,如图所示.如果负载电阻的滑片向上移动则图中所有交流电表的读数及输入功率变化情况正确的是(均为理想电表): ( ) A.V 1、V 2不变,A 1增大,A 2减少,P 增大 B. V 1、V 2不变,A 1 、A 2增大,P 增大 C. V 1、V 2不变,A 1、A 2减少,P 减少 D. V 1不变、V 2增大,A 1、A 2减少,P 减少第II 卷(非选择题 64分)二.填空题(每小题10分,共28分)13.如图所示,电阻R ab =0.1Ω的导体ab 沿光滑导线框向右做匀速运动线框中接有电阻R=0.4Ω,线框放在磁感应强度B =0.1T 的匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,导体的ab 长度l =0.4m,运动速度v =10m/s.线框的电阻不计.(1)电路abcd 中相当于电源的部分是 ,相当于电源的正极是 端. (2)使导体ab 向右匀速运动所需的外力F ’= N,方向(3)电阻R 上消耗的功率P = W.(4)外力的功率P ’=14.如图所示是测量通电螺线管A 内部磁感应强度B 及其与电流I 关系的实验装置。
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根据楞次定律,感应电流将阻碍与磁体间的相对运动,所以两环均向左运动。
靠近磁铁的环所受的安培力大于另一个,又可判断两环在靠近。
选项C正确。
2.如图2所示,闭合螺线管固定在置于光滑水平面上的小车上,现将一条形磁铁从左向右插入螺线管中的过程中,则()图2A.小车将向右运动B.使条形磁铁向右插入时外力所做的功全部转变为电能,最终转化为螺线管的内能C.条形磁铁会受到向右的力D.小车会受到向左的力解析:选A磁铁向右插入螺线管中,根据楞次定律的扩展含义“来拒去留”,磁铁与小车相互排斥,小车在光滑水平面上受力向右运动,所以选项A正确,选项C、D错误。
电磁感应现象中满足能量守恒,由于小车动能增加,外力做的功转化为小车的动能和螺线管中的内能,所以选项B错误。
3.如图3所示,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈。
当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时,若线圈始终不动,则关于线圈受到的支持力F N及在水平方向运动趋势的正确判断是()图3A.F N先小于mg后大于mg,运动趋势向左B.F N先大于mg后小于mg,运动趋势向左C.F N先小于mg后大于mg,运动趋势向右D.F N先大于mg后小于mg,运动趋势向右解析:选D根据楞次定律的另一种表述判断,磁铁靠近线圈时两者排斥,F N大于mg,磁铁远离线圈时两者吸引,F N小于mg,由于安培力阻碍两者间的相对运动,所以线圈一直有向右运动的趋势。
故选D。
4. (多选)如图4所示,光滑固定导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放置在导轨上,形成一个闭合回路,一条形磁铁从高处下落接近回路时()图4A.P、Q将相互靠拢B.P、Q将相互远离C.磁铁的加速度仍为gD.磁铁的加速度小于g解析:选AD本题考查用楞次定律判断物体的运动情况。
最新人教版高中物理选修3-2测试题全套及答案 (2)
最新人教版高中物理选修3-2测试题全套及答案第四章电磁感应单元知能评估(A卷) 1.图中能产生感应电流的是()解析:根据产生感应电流的条件为,A中,电路没闭合,无感应电流;B中,面积增大,闭合电路的磁通量增大,有感应电流;C中,穿过线圈的磁感线相互抵消Φ=0,Φ恒为零,无感应电流;D中,磁通量不发生变化,无感应电流.答案: B2.在图中,若回路面积从S=8 m2变到S t=18 m2,磁感应强度B同时从B0=0.1 T方向垂直纸面向里变到B t=0.8 T方向垂直纸面向外,则回路中的磁通量的变化量为()A.7 Wb B.13.6 WbC.15.2 Wb D.20.6 Wb解析:因为B、S都变化.所以可用后来的磁通量减去原来的磁通量.取后来的磁通量为正.ΔΦ=Φt-Φ0=B t S t-(-B0S0)=0.8×18 Wb-(-0.1×8)Wb=15.2 Wb,故C对.答案: C3.在一根较长的铁钉上,用漆包线绕上两个线圈A、B,将线圈B的两端接在一起,并把CD段直漆包线沿南北方向放置在静止的小磁针的上方,如图所示.下列判断正确的是()A.开关闭合时,小磁针不发生转动B.开关闭合时,小磁针的N极垂直纸面向里转动C.开关断开时,小磁针的N极垂直纸面向里转动D.开关断开时,小磁针的N极垂直纸面向外转动解析:开关保持接通时,A内电流的磁场向右;开关断开时,穿过B的磁感线的条数向右减少,因此感应电流的磁场方向向右,感应电流的方向由C到D,CD下方磁感线的方向垂直纸面向里,小磁针N极向里转动.答案: C4.如图所示,竖直平面内有一金属环,半径为a,总电阻为R(指拉直时两端的电阻),磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面,在环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为R 2的导体棒AB ,AB 由水平位置紧贴环面摆下,当摆到竖直位置时,B 点的线速度为v ,则这时AB 两端的电压大小为( )A.Ba v 3B.Ba v 6C.2Ba v 3 D .Ba v解析: 由题意可得:E =B ×2a ×12v ,U AB =E 14R +12R ×14R =Ba v 3,选项A 正确. 答案: A5.如图所示,ab 为一金属杆,它处在垂直于纸面向里的匀强磁场中,可绕a 点在纸面内转动;s 为以a 为圆心位于纸面内的金属圆环;在杆转动过程中,杆的b 端与金属环保持良好接触;A 为电流表,其一端与金属环相连,一端与a 点良好接触.当杆沿顺时针方向转动时,某时刻ab 杆的位置如图,则此时刻( )A .有电流通过电流表,方向由c →d ;作用于ab 的安培力向右B .有电流通过电流表,方向由c →d ;作用于ab 的安培力向左C .有电流通过电流表,方向由d →c ;作用于ab 的安培力向右D .无电流通过电流表,作用于ab 的安培力为零解析: ab 杆切割磁感线,回路中产生感应电流,由右手定则可判知,ab 中感应电流方向a →b ,所以电流表中感应电流的方向由c →d .再根据左手定则,ab 所受安培力向右,A 项正确.答案: A6.如图所示,“U”形金属框架固定在水平面上,金属杆ab 与框架间无摩擦,整个装置处于竖直方向的磁场中.若因磁场的变化,使杆ab 向右运动,则磁感应强度( )A .方向向下并减小B .方向向下并增大C .方向向上并增大D .方向向上并减小解析: 因磁场变化,发生电磁感应现象,杆ab 中有感应电流产生,而使杆ab 受到磁场力的作用,并发生向右运动.而ab 向右运动,使得闭合回路中磁通量有增加的趋势,说明原磁场的磁通量必定减弱,即磁感应强度正在减小,与方向向上、向下无关.答案: AD7.如图所示,一磁铁用细线悬挂,一闭合铜环用手拿着静止在与磁铁上端面相平处,松手后铜环下落.在下落到和下端面相平的过程中,以下说法正确的是( )A .环中感应电流方向从上向下俯视为先顺时针后逆时针B .环中感应电流方向从上向下俯视为先逆时针后顺时针C .悬线上拉力先增大后减小D .悬线上拉力一直大于磁铁重力解析: 穿过环的磁场向上且磁通量先增加后减小,由楞次定律可判出从上向下看电流先顺时针后逆时针;同时环受到阻碍其相对运动向上的阻力,由牛顿第三定律知:磁铁受到向下的反作用力,故悬线上拉力大于磁铁重力.答案: AD8.如图所示,L 为一纯电感线圈(即电阻为零),A 是一灯泡,下列说法正确的是( )A .开关S 接通瞬间,无电流通过灯泡B .开关S 接通后,电路稳定时,无电流通过灯泡C .开关S 断开瞬间,无电流通过灯泡D .开关S 接通瞬间及接通稳定后,灯泡中均有从a 到b 的电流,而在开关S 断开瞬间,灯泡中有从b 到a 的电流解析: 开关S 接通瞬间,灯泡中的电流从a 到b ,线圈由于自感作用,通过它的电流将逐渐增加.开关S 接通后,电路稳定时,纯电感线圈对电流无阻碍作用,将灯泡短路,灯泡中无电流通过.开关S 断开的瞬间,由于线圈的自感作用,线圈中原有向右的电流将逐渐减小,该电流从灯泡中形成回路,故灯泡中有从b 到a 的瞬间电流.答案: B9.如图所示,边长为L 、总电阻为R 的正方形线框abcd 放置在光滑水平桌面上,其bc 边紧靠磁感应强度为B 、宽度为2L 、方向竖直向下的有界匀强磁场的边缘.现使线框以初速度v 0匀加速通过磁场,下列图线中能定性反映线框从进入到完全离开磁场的过程中,线框中的感应电流的变化的是( )解析: 线框以初速度v 0匀加速通过磁场,由E =BL v ,i =E R 知线框进出磁场时产生的电流应该是均匀变化的,由楞次定律可判断出感应电流的方向,对照选项中各图可知应选A.答案: A10.如图所示,相距为L 的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ,上端接有定值电阻R ,匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B .将质量为m 的导体棒由静止释放,当速度达到v 时开始匀速运动,此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力,并保持拉力的功率恒为P ,导体棒最终以2v 的速度匀速运动.导体棒始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨和导体棒的电阻,重力加速度为g ,下列选项正确的是( )A .P =2mg v sin θB .P =3mg v sin θC .当导体棒速度达到v 2时加速度大小为g 2sin θ D .在速度达到2v 以后匀速运动的过程中,R 上产生的焦耳热等于拉力所做的功解析: 导体棒由静止释放,速度达到v 时,回路中的电流为I ,则根据共点力的平衡条件,有mg sin θ=BIL .对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力,以2v 的速度匀速运动时,则回路中的电流为2I ,则根据平衡条件,有F +mg sin θ=B ·2IL 所以拉力F =mg sin θ,拉力的功率P =F ×2v =2mg v sin θ,故选项A 正确,选项B 错误;当导体棒的速度达到v 2时,回路中的电流为I 2,根据牛顿第二定律,得mg sin θ-B I 2L =ma ,解得a =g 2sin θ,选项C 正确;当导体棒以2v 的速度匀速运动时,根据能量守恒定律,重力和拉力所做的功之和等于R 上产生的焦耳热,故选项D 错误.答案: AC11.如图甲所示,不计电阻的平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L =1 m ,上端接有电阻R =3 Ω,虚线OO ′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场.现将质量m =0.1 kg 、电阻r =1 Ω的金属杆ab ,从OO ′上方某处垂直导轨由静止释放,杆下落过程中始终与导轨保持良好接触,杆下落过程中的v -t 图象如图乙所示(取g =10 m/s 2).求:(1)磁感应强度B 的大小.(2)杆在磁场中下落0.1 s 的过程中电阻R 产生的热量.解析: (1)由图象知,杆自由下落0.1 s 进入磁场以v =1.0 m/s 做匀速运动产生的电动势E =BL v杆中的电流I =E R +r杆所受安培力F 安=BIL由平衡条件得mg =F 安代入数据得B =2 T.(2)电阻R 产生的热量Q =I 2Rt =0.075 J.答案: (1)2 T (2)0.075 J12.在光滑绝缘水平面上,电阻为0.1 Ω、质量为0.05 kg 的长方形金属框abcd ,以10 m/s 的初速度向磁感应强度B =0.5 T 、方向垂直水平面向下、范围足够大的匀强磁场滑去.当金属框进入磁场到达如图所示位置时,已产生1.6 J 的热量.(1)在图中ab 边上标出感应电流和安培力方向,并求出在图示位置时金属框的动能.(2)求图示位置时金属框中感应电流的功率.(已知ab 边长L =0.1 m)解析: (1)ab 边上感应电流的方向b →a ,安培力方向向左,金属框从进入磁场到图示位置能量守恒得:12m v 20=12m v 2+Q ,E k =12m v 2=12m v 20-Q =12×0.05×102 J -1.6 J =0.9 J. (2)金属框在图示位置的速度为v =2E k m =2×0.90.05 m/s =6 m/s.E =Bl v ,I =E R =Bl v R =0.5×0.1×60.1A =3 A .感应电流的功率P =I 2R =32×0.1 W =0.9 W. 答案: (1)电流的方向b →a . 安培力的方向向左 0.9 J (2)0.9 W第四章 电磁感应 单元知能评估(B 卷)(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)1.如图所示为用导线做成的圆形回路与一直导线构成的几种位置组合(A 、B 、C 中直导线都与圆形线圈在同一平面内,O 点为线圈的圆心,D 中直导线与圆形线圈垂直,并与中心轴重合),其中当切断直导线中的电流时,闭合回路中会有感应电流产生的是( )解析: 在B 、C 中,穿过圆形回路的磁通量不为零,当切断导线中的电流时,磁通量减少,所以有感应电流产生;而A、D中穿过圆形回路的磁通量为零且无变化,所以没有感应电流产生.答案:BC2.在空间某处存在一变化的磁场,则()A.在磁场中放一闭合线圈,线圈中一定会产生感应电流B.在磁场中放一闭合线圈,线圈中不一定产生感应电流C.在磁场中不放闭合线圈,在变化的磁场周围一定不会产生电场D.在磁场中不放闭合线圈,在变化的磁场周围一定会产生电场解析:根据感应电流的产生条件,只有穿过闭合线圈的磁通量发生变化,线圈中才产生感应电流,A错,B对;变化的磁场产生感生电场,与是否存在闭合线圈无关,C错,D 对.答案:BD3.如图所示,光滑导电圆环轨道竖直固定在匀强磁场中,磁场方向与轨道所在平面垂直,导体棒ab的两端可始终不离开轨道无摩擦地滑动,当ab由图示位置释放,直到滑到右侧虚线位置的过程中,关于ab棒中的感应电流情况,正确的是()A.先有从a到b的电流,后有从b到a的电流B.先有从b到a的电流,后有从a到b的电流C.始终有从b到a的电流D.始终没有电流产生解析:ab与被其分割开的每个圆环构成的回路,在ab棒运动过程中,磁通量都保持不变,无感应电流产生.答案: D4.如图所示,通电螺线管水平固定,OO′为其轴线,a、b、c三点在该轴线上,在这三点处各放一个完全相同的小圆环,且各圆环平面垂直于OO′轴.则关于这三点的磁感应强度B a、B b、B c的大小关系及穿过三个小圆环的磁通量Φa、Φb、Φc的大小关系,下列判断正确的是() A.B a=B b=B c,Φa=Φb=ΦcB.B a>B b>B c,Φa<Φb<ΦcC.B a>B b>B c,Φa>Φb>ΦcD.B a>B b>B c,Φa=Φb=Φc解析:根据通电螺线管产生的磁场特点,B a>B b>B c,由Φ=BS,可得Φa>Φb>Φc,故C正确.答案: C5.闭合线圈abcd 运动到如图所示的位置时,bc 边所受到的磁场力的方向向下,那么线圈的运动情况是()A .向左平动进入磁场B .向右平动进入磁场C .向上平动D .向下平动解析: 当bc 受力向下时,说明感应电流方向由b 指向c ,当向左进入磁场时,磁通量增加,感应电流的磁场方向应该与原磁场方向相反,垂直纸面向里,用右手螺旋定则可以判断感应电流方向为顺时针方向.答案: A6.在如图所示的电路中,a 、b 为两个完全相同的灯泡,L 为自感线圈,E为电源,S 为开关.关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序,下列说法正确的是( )A .合上开关,a 先亮,b 后亮;断开开关,a 、b 同时熄灭B .合上开关,b 先亮,a 后亮;断开开关,a 先熄灭,b 后熄灭C .合上开关,b 先亮,a 后亮;断开开关,a 、b 同时熄灭D .合上开关,a 、b 同时亮;断开开关,b 先熄灭,a 后熄灭解析: 当合上开关时,由于线圈L 要产生自感电动势阻碍电流的增加,因此b 先亮a 后亮;当断开开关时,a 、b 和L 构成串联回路,L 中要产生自感电动势,阻碍电流减小,因此a 、b 两灯不是立即熄灭,而是逐渐变暗,最后同时熄灭.故正确答案为C.答案: C7.如图所示,由均匀导线制成的,半径为R 的圆环,以v 的速度匀速进入一磁感应强度大小为B 的匀强磁场.当圆环运动到图示位置(∠aOb =90°)时,a 、b 两点的电势差为( ) A.2BR v B.22BR v C.24BR v D.324BR v 解析: 整个圆环电阻是R ,其外电阻是圆环的3/4,即磁场外的部分,而磁场内切割磁感线有效长度是2R ,其相当于电源,E =B ·2R ·v ,根据欧姆定律可得U =34R R E =324BRv ,D 正确.答案: D8.如图所示,A为水平放置的橡胶圆盘,在其侧面带有负电荷,在A正上方用丝线悬挂一个金属圆环B(丝线在B上面未画出),使B的环面在水平面上与圆盘平行,其轴线与橡胶盘A的轴线O1O2重合.在橡胶盘A绕其轴线O1O2按图中箭头方向减速转动的过程中,金属圆环B有()A.扩大半径的趋势,丝线受到的拉力增大B.扩大半径的趋势,丝线受到的拉力减小C.缩小半径的趋势,丝线受到的拉力减小D.缩小半径的趋势,丝线受到的拉力增大解析:因为橡胶盘A减速转动,所以其侧面负电荷转动形成的环形电流越来越小.这个环形电流在它的上部产生的磁场也越来越弱.根据楞次定律,圆环B有靠近A,并且增大自身圆环的面积即有扩大半径的趋势,这样才能阻碍通过它的磁通量的减少.B要靠近A,就使丝线对B的拉力增大,故选项A对.答案: A9.矩形导线框abcd固定在匀强磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直,规定磁场的正方向垂直纸面向里,磁感应强度B随时间变化的规律如图所示.若规定顺时针方向为感应电流i的正方向,下列各图中正确的是()解析:0~1 s内磁感应强度均匀增加,由楞次定律知感应电流方向为逆时针,即感应电流方向与规定的正方向相反,为负值,又由法拉第电磁感应定律E =n ΔΦΔt及闭合电路欧姆定律知,感应电流i 为定值;1~2 s 内磁感应强度均匀减小,同理可判断感应电流为顺时针方向,大小不变;2~3 s 内磁感应强度反方向均匀增加,同理可判断感应电流为顺时针方向,大小不变;3~4 s 内磁场方向垂直纸面向外,且均匀减小,同理可判断感应电流为逆时针方向,大小不变,故选项D 正确.答案: D10.如图所示,矩形线圈处于匀强磁场中,当磁场分别按图(1)图(2)两种方式变化时,t 0时间内线圈产生的电能及通过线圈某一截面的电荷量分别有W 1、W 2、q 1、q 2表示,则下列关系式正确的是( )A .W 1=W 2 q 1=q 2B .W 1>W 2 q 1=q 2C .W 1<W 2 q 1<q 2D .W 1>W 2 q 1>q 2解析: 接两种方式变化时,根据W =Eq ,q =It =ΔΦR ,E =ΔB ·S Δt 和q =ΔΦR =ΔB ·S R,线圈中产生的感应电动势相同,所以t 0时间内线圈产生的电能及通过线圈某一截面的电荷量都相同,A 项正确.答案: A11.水平放置的平行金属框架宽L =0.2 m ,质量为m =0.1 kg 的金属棒ab 放在框架上,并且与框架的两条边垂直.整个装置放在磁感应强度B =0.5 T ,方向垂直框架平面的匀强磁场中,如图所示.金属棒ab 在F =2 N 的水平向右的恒力作用下由静止开始运动.电路中除R =0.05 Ω外,其余电阻、摩擦阻力均不考虑.试求当金属棒ab 达到最大速度后,撤去外力F ,此后感应电流还能产生的热量.(设框架足够长)解析: 当金属棒ab 所受恒力F 与其所受磁场力相等时,达到最大速度v m .由F =B 2L 2v m R 解得:v m =FR B 2L 2=10 m/s. 此后,撤去外力F ,金属棒ab 克服磁场力做功,使其机械能向电能转化,进而通过电阻R 发热,此过程一直持续到金属棒ab 停止运动.所以,感应电流在此过程中产生的热量等于金属棒损失的机械能,即Q =12m v 2m =5 J. 答案: 5 J12.如图所示,匀强磁场B =0.1 T ,金属棒AB 长0.4 m ,与框架宽度相同,电阻为13Ω,框架电阻不计,电阻R 1=2 Ω,R 2=1 Ω,当金属棒以5 m/s 的速度匀速向左运动时,求:(1)流过金属棒的感应电流多大?(2)若图中电容器 C 为0.3 μF ,则充电量多少?解析: (1)由E =BL v 得E =0.1×0.4×5 V =0.2 VR =R 1·R 2R 1+R 2=2×12+1Ω=23 Ω I =E R +r =0.223+13A =0.2 A. (2)路端电压U =IR =0.2×23 V =0.43V Q =CU 2=CU =0.3×10-6×0.43C =4×10-8 C 答案: (1)0.2 A (2)4×10-8 C第五章 交变电流 单元知能评估(A 卷)1.下面是几种常见电流随时间的变化图线,其中属于交流的有( )解析: 从图线特点可以看出,只有D 中电流只有正值无负值,方向没有改变;A 、B 、C 方向都发生变化,均为交流.答案: ABC2.理想变压器的原、副线圈中一定相同的物理量有( )A .交流电的频率B .磁通量的变化率C .功率D .交流电的峰值解析: 理想变压器没有漏磁,没有能量损失,所以原、副线圈中磁通量变化率相同,原、副线圈中功率相同,B 、C 正确;变压器的原理是互感现象,其作用是改变电压峰值不改变频率,A 正确,D 错误.答案: ABC3.将阻值为5 Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上,电源电动势随时间变化的规律如图所示.下列说法正确的是( )A .电路中交变电流的频率为0.25 HzB .通过电阻的电流为 2 AC .电阻消耗的电功率为2.5 WD .用交流电压表测得电阻两端的电压是5 V解析: 电路中交变电流的频率f =1T=25 Hz ,A 错;通过电阻的电流应为有效值:I =U R =552=22 A ,用交流电压表测得电阻两端的电压是522V ,B 、D 错;电阻消耗的电功率P =I 2R =2.5 W ,C 对.答案: C4.一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动,穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示,则下列说法中正确的是( )A .t =0时刻线圈平面与中性面垂直B .t =0.01 s 时刻Φ的变化率达到最大C .0.02 s 时刻感应电动势达到最大D .该线圈相应的感应电动势图象如图乙所示解析: 由Φ-t 图知,在t =0时,Φ最大,即线圈处于中性面位置,此时e =0,故A 、D 两项错误;由图知T =0.04 s ,在t =0.01 s 时,Φ=0,ΔΦΔt最大,e 最大,则B 项正确;在t =0.02 s 时,Φ最大,ΔΦΔt=0,e =0,则C 项错. 答案: B5.如图所示,L 1和L 2是高压输电线,甲、乙是两只互感器(理想变压器),若已知n 1∶n 2=1 000∶1,n 3∶n 4=1∶100,图中电压表示数为220 V ,电流表示数为10 A ,则高压输电线的输送电功率为( )A .2.2×103 WB .2.2×10-2 WC .2.2×108 WD .2.2×104 W解析:答案: C6.如图所示,理想变压器初级线圈的匝数为n1,次级线圈的匝数为n 2,初级线圈的两端a 、b 接正弦交流电源,电压表V 的示数为220 V ,负载电阻R =44 Ω,电流表A 1的示数为0.20 A .下列判断中正确的是( )A .初级线圈和次级线圈的匝数比为2∶1B .初级线圈和次级线圈的匝数比为5∶1C .电流表A 2的示数为1.0 AD .电流表A 2的示数为0.4 A解析: 由题意可求得初级线圈的功率,利用理想变压器初、次级线圈中的功率相等可求得次级线圈中的电流,再利用初、次级线圈中的电流之比可求得两线圈的匝数比.由电压表V 示数和电流表A 1的示数可得初级线圈中的功率P 1=U 1I 1,P 1=P 2=I 22R ,所以电流表A 2的示数为I 2=U 1I 1R =220×0.244 A =1.0 A ,C 正确;初级线圈和次级线圈的匝数比n 1n 2=I 2I 1=51,B 正确. 答案: BC7.随着社会经济的发展,人们对能源的需求也日益扩大,节能变得越来越重要.某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电,用户通过降压变压器用电,若发电厂输出电压为U 1,输电导线总电阻为R ,在某一时段用户需求的电功率为P 0,用户的用电器正常工作的电压为U 2.在满足用户正常用电的情况下,下列说法正确的是( )A .输电线上损耗的功率为P 20R U 22B .输电线上损耗的功率为P 20R U 21C .若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电D .采用更高的电压输电会降低输电的效率解析: 设发电厂输出功率为P ,则输电线上损耗的功率ΔP =P -P 0,ΔP =I 2R =P 2R U 21,A 、B 项错误;采用更高的电压输电,可以减小导线上的电流,故可以减少输电线上损耗的功率,C 项正确;采用更高的电压输电,输电线上损耗的功率减少,则发电厂输出的总功率减少,故可提高输电的效率,D 项错误.答案: C8.某同学设计的家庭电路保护装置如图所示,铁芯左侧线圈L 1由火线和零线并行绕成.当右侧线圈L 2中产生电流时,电流经放大器放大后,使电磁铁吸起铁质开关K ,从而切断家庭电路.仅考虑L 1在铁芯中产生的磁场,下列说法正确的有( )A .家庭电路正常工作时,L 2中的磁通量为零B .家庭电路中使用的电器增多时,L 2中的磁通量不变C .家庭电路发生短路时,开关K 将被电磁铁吸起D .地面上的人接触火线发生触电时,开关K 将被电磁铁吸起解析: 由于零线、火线中电流方向相反,产生磁场方向相反,所以家庭电路正常工作时,L 2中的磁通量为零,选项A 正确;家庭电路短路和用电器增多时均不会引起L 2的磁通量的变化,选项B 正确,C 错误;地面上的人接触火线发生触电时,线圈L 1中磁场变化引起L 2中磁通量的变化,产生感应电流,吸起K ,切断家庭电路,选项D 正确.答案: ABD9.一根电阻丝接入100 V 的恒定电流电路中,在1 min 内产生的热量为Q ,同样的电阻丝接入正弦交变电流的电路中,在2 min 内产生的热量也为Q ,则该交流电压的峰值是( )A .141.4 VB .100 VC .70.7 VD .50 V解析: 由有效值定义得U 2R ·t =U 2有R ·2t ,得:U 有=22U U 峰=2U 有=2·22U =U =100 V. 所以B 对,A 、C 、D 错.答案: B10.如图所示,理想变压器的原线圈两端输入的交变电压保持恒定.则当开关S 合上时,下列说法正确的是( )A .电压表的示数变小B .原线圈的电流增大C .流过R 1的电流不变D .变压器的输入功率减小解析: 本题考查交流电.由于原、副线圈两端电压不变,当开关S 闭合时,回路中总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律可知干路上电流增加,但并联电路两端电压不变,选项A 错误,B 正确;由于R 1两端电压不变,由部分电路欧姆定律可知,通过R 1的电流不变,选项C 正确;由于理想变压器输入功率与输出功率相等,输出电压不变,电流增加,输出功率增加,选项D 错误.答案: BC11.如图所示,在匀强磁场中有一个内阻r =3 Ω、面积S =0.02 m 2的半圆形导线框可绕OO ′轴旋转.已知匀强磁场的磁感应强度B =52πT .若线框以ω=100 π rad/s 的角速度匀速转动,且通过电刷给“6 V,12 W”的小灯泡供电,则:(1)若从图示位置开始计时,求线框中感应电动势的瞬时值表达式;(2)从图示位置开始,线框转过90°的过程中,流过导线横截面的电荷量是多少?该电荷量与线框转动的快慢是否有关?(3)由题所给已知条件,外电路所接小灯泡能否正常发光?如不能,则小灯泡实际功率为多大?解析: (1)线圈转动时产生感应电动势的最大值E m =BSω=10 2 V ,则感应电动势的瞬时值表达式e =E m cos ωt=10 2 cos 100 πt V.(2)线圈转过90°过程中,产生的平均电动势E =ΔΦΔt =2BSωπ灯泡电阻R =U 20P 0=3 Ω故流过的电荷量q =ER +r ·14T =BS R +r =2 C 与线框转动的快慢无关.(3)线圈产生的电动势的有效值E =E m 2=10 V 灯泡两端电压U =E R +rR =5 V <6 V 故灯泡不能正常发光,其实际功率P =U 2R =253W ≈8.3 W. 答案: (1)e =10 2 cos 100 πt V (2)260πC 无关 (3)8.3 W12.某兴趣小组设计了一种发电装置,如图所示.在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为49π,磁场均沿半径方向.匝数为N 的矩形线圈abcd 的边长ab =cd =l 、bc =ad =2l .线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动,bc 和ad 边同时进入磁场.在磁场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为B 、方向始终与两边的运动方向垂直.线圈的总电阻为r ,外接电阻为R .求:(1)线圈切割磁感线时,感应电动势的大小E m ;(2)线圈切割磁感线时,bc 边所受安培力的大小F ;(3)外接电阻上电流的有效值I .解析: (1)bc 、ad 边的运动速度v =ωl 2感应电动势E m =4NBl v解得E m =2NBl 2ω.(2)电流I m =E m r +R安培力F =2NBI m l解得F =4N 2B 2l 3ωr +R(3)一个周期内,通电时间t =49TR 上消耗的电能W =I 2m Rt 且W =I 2RT解得I =4NBl 2ω3(r +R )答案: (1)2NBl 2ω (2)4N 2B 2l 3ωr +R (3)4NBl 2ω3(r +R )第五章 交变电流 单元知能评估(B 卷)(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)1.如图所示,一矩形线圈abcd ,已知ab 边长为l 1,bc 边长为l 2,在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕OO ′轴以角速度ω从图示位置开始匀速转动,则t 时刻线圈中的感应电动势为( )A .0.5Bl 1l 2ωsin ωtB .0.5Bl 1l 2ωcos ωtC .Bl 1l 2ωsin ωtD .Bl 1l 2ωcos ωt解析: 线圈从图示位置开始转动,电动势瞬时值表达式为e =E m cos ωt ,由题意,E m =BSω=Bl 1l 2ω,所以e =Bl 1l 2ωcos ωt .答案: D2.如图所示,L 为一根无限长的通电直导线,M 为一金属环,L 通过M 的圆心并与M 所在的平面垂直,且通以向上的电流I ,则( )A .当L 中的电流发生变化时,环中有感应电流B .当M 左右平移时,环中有感应电流C .当M 保持水平,在竖直方向上下移动时环中有感应电流D .只要L 与M 保持垂直,则以上几种情况,环中均无感应电流解析: 图中金属环所在平面与磁感线平行,穿过金属环的磁通量为零.无论I 变化,还是M 上下移动或左右平移,金属环所在平面一直保持与磁感线平行,磁通量一直为零,不产生感应电流,D 正确.答案: D3.如图所示,两个相同的铝环套在一根光滑杆上,将一条形磁铁向左插入铝环的过程中,两环的运动情况是( )A .同时向左运动,间距增大B .同时向左运动,间距不变C .同时向左运动,间距变小D .同时向右运动,间距增大解析: 两环中产生的感应电流的磁场阻碍磁铁的相对运动,故两环均向左运动,又由于左环中感应电流比右环小,且磁铁在左环处的磁感应强度更小一些,所以右环比左环向左运动的快一些,故两环的间距变小,应选C.答案: C。
物理选修3-2测试题(带答案)
物理限时训练试卷之相礼和热创作(共20道题,工夫60分钟,满分100分)静心 用心 细心 命题人:冯玉静一、单项选择题.(每题5分)1.了解物理规律的发现过程,学会像科学家那样观察和考虑,每每比掌握学问本人更紧张.以下符合史实的是( )A .焦耳发现了电流磁效应的规律B .库仑总结出了点电荷间互相作用的规律C .楞次发现了电流的磁效应,拉开了研讨电与磁互相关系的尾声D .牛顿将斜面实验的结论合理外推,间接证明了自在落体运动是匀变速直线运动2.一正弦交变电流的无效值为10A ,频率为50Hz ,此交变电流的瞬时值表达式为()A. i =10sin314tB.t i 314sin 210=C. i =10sin50tD. t i 50sin 210=3.、穿过一个单匝数线圈的磁通量,一直为每秒钟均匀地添加 2 Wb ,则 ( )A 、线圈中的感应电动势每秒钟增大2 VB 、线圈中的感应电动势每秒钟减小2 VC 、线圈中的感应电动势一直为2 VD 、线圈中不发生感应电动势4.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率v 匀速拉出,第二次让线框以ω=2v/b 的角速率转过90°角.那么( )A .经过导线横截面的电荷量q1∶q2=1∶nB .经过导线横截面的电荷量q1∶q2=1∶1C .线框发热功率P1∶P2=2n ∶1D .线框发热功率P1∶P2=1∶25.如图所示,闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度的大小随工夫变更.下列说法中正确的是()①当磁感应强度添加时,线框中的感应电流可能减小②当磁感应强度添加时,线框中的感应电流肯定增大③当磁感应强度减小时,线框中的感应电流肯定增大④当磁感应强度减小时,线框中的感应电流可能不变A.只要②④正确B.只要①③正确C.只要②③正确D.只要①④正确6..一飞机在北半球的上空以速率v 程度飞行,飞机机身长为a ,翼展为b ;该空间地磁场磁感应强度的水中分量为B 1,竖直分量为B 2;驾驶员左侧机翼的端点用A 暗示,右侧机翼的端点用B 暗示,用E 暗示飞机发生的感应电动势,则()A.E =B 1vb ,且A 点电势低于B 点电势B.E =B 1vb ,且A 点电势高于B 点电势C.E =B 2vb ,且A 点电势低于B 点电势D.E =B 2vb ,且A 点电势高于B 点电势7. 如图,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(但未拔出线圈外部)()A.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈互相吸收B.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈互相排挤C.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈互相吸收D.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈互相排挤x 3L 图甲 a b L8..如图甲所示,长直导线与闭合金属线框位于同一立体内,长直导线中的电流i 随工夫t 的变更关系如图乙所示.在0-T /2工夫内,直导线中电流向上,则在T /2-T 工夫内,线框中感应电流的方向与所受安培力状况是()A.感应电流方向为顺时针,线框受安培力的合力方向向左B.感应电流方向为逆时针,线框受安培力的合力方向向右C.感应电流方向为顺时针,线框受安培力的合力方向向右D.感应电流方向为逆时针,线框受安培力的合力方向向左9. 图甲中的a 是一个边长为为L 的正方导游线框,其电阻为R .线框以恒定速率v 沿x 轴运动,并穿过图中所示的匀强磁场区域b .假如以x 轴的正方向作为力的正方向.线框在图示地位的时候作为工夫的零点,则磁场对线框的作用力F 随工夫变更的图线应为图乙中的哪个图?10.铁路上运用一种电磁安装向操纵中心传输信号以确定火车的地位.能发生匀强磁场的磁铁,被安装在火车首节车厢上面,如图(甲)所示(俯视图)..当火车经过线圈时,若操纵中心接收到的线圈两端的电压信号为图(乙)所示,则阐明火车在做()A.匀速直线运动B.匀加速直线运动C.匀减速直线运动D.加速率逐步增大的变加速直线运动11.一个电热器接在10V 的直流电压上,斲丧的功率是 P ,当把它接到一个正弦交变电压上时,斲丧的功率是 P/4,则该交变电压的峰值是( )F t/L •v -1 O 1 2 3 4 5 BF t/L •v -1 O 1 2 3 4 5 A F t/L •v -1 O 1 2 3 4 5 C Ft/L •v -1 O 1 2 3 4 5 D 图乙A. 5VB. 7.1 VC.10V D.12V12.一个面积S=4×10-2m2、匝数n=100匝的线圈,放在匀强磁场中,磁场方向垂直于线圈立体,磁感应强度B随工夫t变更的规律如图所示,则下列判别正确的是()A、在开始的2 s内穿过线圈的磁通量变更率等于0.08 Wb/sB、在开始的2 s内穿过线圈的磁通量的变更量等于零C、在开始的2 s外线圈中发生的感应电动势大小等于0.08 VD、在第3 s末线圈中的感应电动势等于零13.如图所示,MN是一根固定的通电直导线,电流方向由N到M,今将一金属框abcd放在导线上,让线框的地位偏导游线的右边,两者彼此尽缘.当导线中的电流忽然增大时,线框团体受力状况为()A.受力沿x轴正向 B.受力沿x轴负向C.受力沿y轴正向 D.受力沿y轴负向14.处在匀强磁场中的闭合金属环从曲面上h高处滚下,又沿曲面的另一侧上升到最大高度,设环的初速率为零,摩擦不计,曲面处在图所示的磁场中,则此过程中()A.环滚上的高度小于h B.环滚上的高度等于hC.由于环在作切割磁感线运动,故环中有感应电流发生D.环损失的机械能等于环发生的焦耳热15.如图一所示,固定在程度桌面上的光滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀强磁场中,金属杆ab 与金属框架接触良好.在两根导轨的端点d 、e 之间连接一电阻,其他部分电阻忽略不计.现用一程度向右的外力F 作用在金属杆ab 上,使金属杆由静止开始向右在框架上滑动,运动中杆ab 一直垂直于框架.图二为一段工夫内金属杆遭到的安培力f 随工夫t 的变更关系,则图三中可以暗示外力F 随工夫t 变更关系的图象是()二、多项选择题.(每题5分,少选得3分,错选不得分) 16.对于扼流圈的以下说法,正确的是( ) A .扼流圈是利用电感拦阻交变电流的作用制成的 B .低频扼流圈用来“通低频、阻高频” C .高频扼流圈用来“通直流、阻交流”D .高频扼流圈对低频交变电流拦阻作用小,对高频交变电流拦阻作用大17..如图所示电路中,A 、B 是两个完全相反的灯泡,L 是一个理想电感线圈,当S 闭合与断开时,A 、B 的亮度状况是() A.S 闭合时,A 马上亮,然后逐步熄灭B.S 闭合时,B 马上亮,然后逐步熄灭C.S 闭合充足长工夫后,B 发光,而A 不发光D.S 闭合充足长工夫后,B 马上熄灭发光,而A 逐步熄灭18.如图所示,将一个正方形导线框ABCD 置于一个范围充足大的匀强磁场中,磁场方向与其立体垂直.如今AB 、CD 的中点处连接一个电容器,其上、下极板分别为a 、b ,让匀强磁场以某一速率程度向右匀速挪动,则()A.ABCD 回路中没有感应电流B.A 与D 、B 与C 间有电势差C.电容器a 、b 两极板分别带上负电和正电D.电容器a 、b 两极板分别带LA B R SC a b c de 左 右 图一f t Oθ图二 F t O θ 图三 F t O F t O θ F t O θ上正电和负电19. 一个按正弦规律变更的交变电流的 i -t 图象如图所示.根据 图象可以断定( )A .交变电流的频率 f =0.2 HzB .交变电流的无效值I =14.1 AC .交变电流瞬时值表达式 it AD .在t =8T时候,电流的大小与其无效值相称20.如图所示,导线AB 可在平行导轨MN 上滑动,接触良好,轨道电阻不计 电流计中有如图所示方向感应电流经过时,AB 的运动状况是:( )A 、向右加速运动;B 、向右减速运动;C 、向左减速运动;D 、向左加速运动.答案1.B 2B 3.C 4.B 5.D 6.D 7.B 8.C 9.B16. AD 17.AC 18.ABC。
人教版高中物理选修3-2测试题全套及答案解析.doc
最新人教版高中物理选修3-2测试题全套带答案解析高中物理第四章电磁感应测评A新人教版选修3-2(基础过关卷)一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分。
其中第1S题为单选题;第8 J0题为多选题,全部选对得5分,选不全得2分,有选错或不答的得0分)1.一闭合线圈中没有产牛感应电流,则()A.该时该地的磁感应强度一•定为零B.该时该地的磁场一定没有变化C.线圈面积一定没有变化D.穿过线圈的磁通量一定没有变化解析:因为穿过闭合回路的磁通量发纶变化是产牛:感应电流的条件,选项D正确。
答案:D2.闭合的金属环处于随时间均匀变化的匀强磁场中,磁场方向垂氏于圆环平面,则()A.环中产生的感应电动势均匀变化B.环中产生的感应电流均匀变化C.环中产生的感应电动势保持不变D.环上某一小段导体所受的安培力保持不变解析:磁场均匀变化,也就是说二斤,根据感应电动势的定义式,E二二kS,其屮k是一个常最,所以圆环中产生的感应电动势的数值是一个常量,产生的感应电流也不变化,而环上某一小段导体受安培力F=T1B要发生变化。
答案:C3.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈久线圈2、电流计及开关如图连接,在开关闭合、线圈力放在线圈〃屮的情况下,某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动时,电流计指针向右偏转。
由此可以推断()A.线圈A向上移动或滑动变阻器滑片戶向右加速滑动,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.滑动变阻器的滑片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/、线圈〃的绕线方向耒知,故无法判断电流计指针偏转的方向解析:当他将滑动变阻器的滑片"向左加速滑动吋,滑动变阻器接入电路的电阻值增大,线圈力中电流减小, 线圈〃小磁通量减小,电流计指针向右偏转。
线圈力向上移动或铁芯向上拔出或断开开关,线圈〃小磁通量减小,都能引起电流计指针向右偏转,选项A错谋,B正确;滑动变阻器的滑片P匀速向左或匀速向右滑动, 都能使线圈昇中电流变化,线圈〃中磁通量变化,线圈〃中产生感应电流,电流计指针偏转,可以判断电流计指针偏转的方向,选项C、D错误。
人教版高中物理选修3-2第二学期第一次阶段性检测.docx
高中物理学习材料(灿若寒星**整理制作)宿州市2011—2012学年度第二学期第一次阶段性检测高二物理试卷(本试卷满分100分 时间90分钟)第I 卷 选择题(共48分)一、选择题:(单选题,每题4分,12题,合计48分)1、关于电磁感应,下述说法正确的是:( )A 穿过线圈的磁通量为0,感应电动势不一定为0B 穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大C 穿过线圈的磁通量的变化越大,感应电动势越大D 穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势不一定越大2、一个闭合线圈中没有感应电流产生,由此可以得出( )A 此时此地一定没有磁场B 穿过线圈平面的磁通量一定没有变化C 此时此地一定没有磁场的变化D 以上均不正确3、光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线,抛物线的方程为y=x 2,其下半部处在一个水平方向的匀强磁场中,磁场的上边界是y=a 的直线,一个质量为m 的小金属块从抛物线y=b (b 〉a )处以v 沿抛物线下滑,假设抛物线足够长,则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量是( )A mgb B21mv 2 C mg(b-a)+21 mv2 D mg(b-a) 4、变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的,而不是采用一整块硅钢,这是为了( )A 减小涡流,提高变压器的效率B 增大涡流,提高变压器的效率C 增大铁芯中的电阻,以产生更多的热量D 减小铁芯中的电阻,以减小发热量5、一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做圆周运动,当磁感应强度均匀增大时,此粒子的动能将()A增大B不变C减少D以上情况都有可能6、某磁场磁感线如图,有一铜线圈自A处落至B处,在下落过程中,自上向下看,线圈中的感应电流方向是()A始终顺时针B先顺时针再逆时针C始终逆时针D先逆时针再顺时针7、如图线圈A产生感应电流的有:()A四个B两个C三个D一个8、在匀强磁场中放置一个电阻不计的平行金属导轨,导轨跟大线圈M相连,导轨上放一根导线ab,磁感线垂直于导轨所在的平面,欲使M所包围的小线圈N产生顺时针方向的感应电流,则导线的运动情况可能是()A匀速向右运动B减速向右运动C加速向右运动D减速向左运动9、李辉用多用表的欧姆档测量一个变压器线圈的电阻,以判断它是否断路。
人教版高中物理选修3-2第二学期第一次学段检测试卷.docx
高中物理学习材料(灿若寒星**整理制作)第二学期高二物理《选修3-2》第一次学段检测试卷命题人:(本试卷共4页,大题3个,小题17个。
答案要求写在答题卡上)一、选择题(每小题4分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,1-8小题只有一个选项正确,9-12有的小题有多个选项正确)1.2013年12月我国发射的“玉兔号”月球车成功着陆月球,不久的将来中国人将真正实现登月梦,进入那神秘的广寒宫.假如有一宇航员登月后,想探测一下月球表面是否有磁场,他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈,则下列推断正确的是( ) A.直接将电流表放于月球表面,看是否有示数来判断磁场的有无B.将电流表与线圈组成闭合回路,使线圈沿某一方向运动,如电流表无示数,则可判断月球表面无磁场C.将电流表与线圈组成闭合回路,使线圈沿某一方向运动,如电流表有示数,则可判断月球表面有磁场D.将电流表与线圈组成的闭合回路,使线圈在某一平面内沿各个方向运动,如电流表无示数,则可判断月球表面无磁场2.如图所示,虚线框内有匀强磁场,大环和小环是垂直于磁场放置的两个圆环,分别用Φ1和Φ2表示穿过大小两环的磁通量,则有( ) A.Φ1>Φ2B.Φ1<Φ2C.Φ1=Φ2 D.无法确定3.两根通电直导线M、N都垂直纸面固定放置,通过它们的电流方向如图所示,线圈L的平面跟纸面平行,现将线圈从位置A沿M、N连线中垂线迅速平移到位置B,则在平移过程中,线圈中的感应电流( ) A.沿顺时针方向,且越来越小 B.沿逆时针方向,且越来越大C.始终为零 D.先顺时针,后逆时针4.如图所示,在x≤0的区域内存在匀强磁场,磁场的方向垂直于xy平面(纸面)向里.具有一定电阻的矩形线框abcd位于xy平面内,线框的ab边与y轴重合.令线框从t=0的时刻起由静止开始沿x轴正方向做匀加速运动,则线框中的感应电流I(取逆时针方向的电流为正)随时间t的变化图线I-t图可能是下图中的哪一个( )5.如图所示,平行导轨间距离为L,导轨间接有电阻R,其余电阻不计,匀强磁场与轨道平面垂直,磁场的磁感应强度为B.金属杆ab长为2L,金属杆与导轨密切接触.在杆以a端为轴紧靠导轨由图示竖直位置转过90°的过程中,通过电阻R 的感应电荷量为( )A .0 B.3BL 22R C.πBL 2R D.2BL 2R6.如图所示,A 为用细绳悬吊着的圆形铜环,B 为可绕其中心支点为轴转动的条形磁铁.B 在A 的正下方,其极性不清楚.当磁铁绕轴O 以角速度ω在水平面内匀速旋转时,则铜环将会以角速度ω′转动,下列判断正确的是( )A .ω′=ω,两者转向相同B .ω′>ω,两者转向相反C .ω′<ω,两者转向相同D .ω′<ω,两者转向相反7.如图(a)所示,一矩形线圈abcd 放置在匀强磁场中,并绕过ab 、cd 中点的轴OO ′以角速度ω逆时针匀速转动.若以线圈平面与磁场夹角θ=45°时(如图b)为计时起点,并规定当电流自a 流向b 时电流方向为正.则图的四幅图中正确的是( )8.如图所示,由均匀导线制成的半径为R 的圆环,以v 的速度匀速进入一磁感应强度大小为B 的匀强磁场.当圆环运动到图示位置 (∠aOb =90°)时,a 、b 两点的电势差为( )A.2BRvB.22BRv C.24BRv D.324BRv 9.如图所示,P 、Q 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( )A .S 闭合时,P 灯亮后逐渐熄灭,Q 灯逐渐变亮B .S 闭合时,P 灯、Q 灯同时亮,然后P 灯变暗,Q 灯变得更亮C .S 闭合,电路稳定后,S 断开时,P 灯突然亮一下,然后熄灭,Q 灯立即熄灭D .S 闭合,电路稳定后,S 断开时,P 灯突然亮一下,然后熄灭,Q 灯逐渐熄灭 10.一正弦交流电的电压随时间变化的规律如右图所示.由图可知( )A .该交流电的电压瞬时值的表达式为u =100sin 25t VB .该交流电的频率为25 HzC .该交流电的电压的有效值为100 2 VD .若将该交流电压加在阻值为R =100 Ω的电阻两端,则电阻消耗的功率为50 W11.如图甲所示,在虚线所示的区域有垂直纸面向里的匀强磁场,磁场变化规律如图乙所示,面积为S 的单匝金属线框处在磁场中,线框与电阻R 相连.若金属框的电阻为R2,则下列说法正确的是( )A .流过电阻R 的感应电流由a 到bB .线框cd 边受到的安培力方向向下C .感应电动势大小为2B 0StD .ab 间电压大小为2B 0S3t 012.如图所示,电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上,两相同的金属导体棒a 、b 垂直于导轨静止放置,且与导轨接触良好,匀强磁场垂直穿过导轨平面.现用一平行于导轨的恒力F 作用在a 的中点,使其向上运动.若b 始终保持静止,则它所受摩擦力可能( )A .变为0B .先减小后不变C .等于FD .先增大再减小 二、填空题(每空3分,共15分)13.用如图所示的实验装置探究电磁感应现象的规律(1)当有电流从电流表的正极流入时,指针向右偏转,下列说法哪些是正确的( )A .当把磁铁N 极向下插入线圈时,电流表指针向左偏转B .当把磁铁N 极从线圈中拔出时,电流表指针向左偏转C .保持磁铁在线圈中静止,电流表指针不发生偏转D .磁铁插入线圈后,将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动,电流表指针向左偏 (2)某同学在实验过程中发现,灵敏电流计的指针摆动很小,如果电路连接正确,接触也良好,原因可能是电流计灵敏度较低、线圈电阻较大,除此以外还可能是因为____________________________(写一种可能原因)14.如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置.(1)将图中所缺的导线补接完整;(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上开关后可能出现的情况有:A .将线圈A 迅速插入线圈B 时,灵敏电流计指针将________.B .线圈A 插入线圈B 后,将滑动变阻器的滑片迅速向左拉时,灵敏电流计指针________.三、计算题15. (10分)如图所示,在光滑水平面上有一长为L 1、宽为L 2的单匝矩形闭合导线框abcd ,处于磁感应强度为B 的有界匀强磁场中,其ab 边与磁场的边界重合.线框由粗细均匀的同种导线制成,总电阻为R .现用垂直于线框ab 边的水平拉力,将线框以速度v 向右沿水平方向匀速拉出磁场,此过程中保持线框平面与磁感线垂直,且ab 边与磁场边界平行.求线框被拉出磁场的过程中:(1)通过线框的电流;(2)线框中产生的焦耳热;(3)线框中a、b两点间的电压大小.16.(13分)如图所示,质量m1=0.1 kg,电阻R1=0.3 Ω,长度l=0.4 m的导体棒ab 横放在U型金属框架上.框架质量m2=0.2 kg,放在绝缘水平面上,与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,相距0.4 m 的MM′、NN′相互平行,电阻不计且足够长.电阻R2=0.1 Ω的MN垂直于MM′.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.5 T.垂直于ab施加F=2 N的水平恒力,ab从静止开始无摩擦地运动,始终与MM′、NN′保持良好接触,当ab运动到某处时,框架开始运动.设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2.求框架开始运动时ab速度v的大小;17.(14分)某同学设计一个发电测速装置,工作原理图如图所示,一个半径为R=0.1 m 的圆形金属导轨固定在竖直平面上,一根长为R的金属棒OA,A端与导轨接触良好,O端固定在圆心处的转轴上.转轴的左端有一个半径为r=R3的圆盘,圆盘和金属棒能随转轴一起转动.圆盘上绕有不可伸长的细线,下端挂着一个质量为m=0.5 kg的铝块.在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场,磁感应强度B=0.5 T.a点与导轨相连,b点通过电刷与O端相连.测量a、b两点间的电势差U可算得铝块速度.铝块由静止释放,下落h=0.3 m时,测得U=0.15 V.(细线与圆盘间没有滑动,金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计,重力加速度g=10 m/s2)(1)测U时,与a点相接的是电压表的“正极”还是“负极”(2)求此时铝块的速度大小;(3)求此下落过程中铝块机械能的损失.高二物理第一次学段检测试卷答案1C 2C 3C 4D 5B 6C 7D 8D 9AD 10BD 11ABD 12AB 13.(1)AC (2)磁铁相对线圈运动的快慢或者磁场较弱14 .(1)(2)向右偏转一下 向左偏转一下15.(1)线框产生的感应电动势E =BL 2v 通过线框的电流I =E R =BL 2vR(2)线框被拉出磁场所需时间t =L 1v此过程中线框中产生的焦耳热Q =I 2Rt =B 2L 1L 22vR(3)线框ab 边的电阻R ab =2122()L L L +R线框中a 、b 两点间电压的大小U =IR ab =22122()BL V L L +16.ab 对框架的压力F 1=m 1g 框架受水平面的支持力F N =m 2g +F 1依题意,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则框架受到的最大静摩擦力为F 2=μF Nab 中的感应电动势E =Blv MN 中电流I =ER 1+R 2MN 受到的安培力F 安=IlB框架开始运动时 F 安=F 2由上面各式代入数据解得v =6 m/s. 17.(1)正极 (2)U =12B ωR 2v =r ω=13ωR所以v =2U3BR =2 m/s.(3)ΔE =mgh -12mv2ΔE =0.5 J.。
人教版高中物理选修3-2复件期终试卷.docx
高中物理学习材料唐玲收集整理江苏省天一中学2010—2011学年第一学期期终考试高二物理学科试卷2011.01一、单项选择题(本题共6小题:每小题4分,共24分。
在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的。
选对的得4分,选错或不答的得0分。
) 1.下列关于磁场的说法中不正确的是A .磁体的磁场和电流的磁场一样都是由运动电荷产生的B .运动电荷之间的相互作用除了有电场力外还可能有磁场力C .通电直导线所受安培力的方向为该处的磁场的方向D .在磁场中,磁体S 极受力方向为该处的磁场的反方向2.在沿水平方向的匀强磁场中,有一圆形金属线圈可绕沿其直径的竖直轴自由转动。
开始时线圈静止,线圈平面与磁场方向既不平行也不垂直,所成的锐角为α。
在磁场开始增强后的一个极短时间内,线圈平面A .维持不动B .将向使α减小的方向转动C .将向使α增大的方向转动D .将转动,因不知磁场方向,不能确定α会增大还是会减小3.如图所示,质量为m 的回形针系在细线下端被磁铁吸引保持静止,此时细绳与竖直方向的夹角为θ,则下列说法中正确的是 A .回形针静止时受到的磁体对它的磁力大小为θtan mg B .回形针静止时受到的细线的拉力大小为θcos /mgC .现用点燃的火柴对回形针加热,过一会儿发现回形针不被磁铁吸引了。
原因是回形针加热后,分子电流排列无序了D .现用点燃的火柴对回形针加热,过一会儿发现回形针不被磁铁吸引了。
原因是回形针加热后,分子电流消失了4.如图,表示一交变电流随时间变化的图象,此交变电流的有效值是A .A 25B .5AR C LSC .A 227 D .3.5A 5.电阻R 、电容C 和电感器L 是常用的电子元器件,在频率为f 的交变电流电路中,如图所示,当开关S 依次分别接通R 、C 、L 支路,这时通过各支路的电流有效值相等。
若将交变电流的频率提高到2f ,维持其它条件不变,则下列几种情况不正确的是A .通过R 的电流有效值不变B .通过C 的电流有效值最大C .通过L 的电流有效值最小D .通过R 、C 、L 的电流有效值都不变6.矩形导线框abcd 放在匀强磁场中,在外力控制下处于静止状态,如图甲所示。