物理选修3-2第1、2单元单元考试试卷2
最新鲁科版高中物理选修3-2单元测试题全套及答案
最新鲁科版⾼中物理选修3-2单元测试题全套及答案最新鲁科版⾼中物理选修3-2单元测试题全套及答案章末综合测评(⼀)电磁感应(时间：60分钟分值：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．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．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．穿过闭合电路的磁感线条数不变，但全部反向，在这个变化的瞬间有感应电流D．闭合电路中的导体做切割磁感线运动，电路中就⼀定有感应电流C[对闭合电路⽽⾔，只有磁通量发⽣变化，闭合电路中才有感应电流．有磁通量，但不变化，不产⽣感应电流，故A项错误；B项中螺线管必须在闭合回路中，否则也没有感应电流，故B项错误；当磁场反向后，磁通量发⽣了变化，闭合电路中有感应电流，故C项正确；D 项中闭合电路的导体虽然做切割磁感线运动，但若磁通量不变化也不会产⽣感应电流，故D 项错误．] 2．如图1所⽰是冶炼⾦属的⾼频感应炉的⽰意图，冶炼炉内装⼊被冶炼的⾦属，线圈通⼊⾼频交变电流，这时被冶炼的⾦属就能被熔化．这种冶炼⽅法速度快、温度容易控制，并能避免有害杂质混⼊被炼⾦属中，因此适于冶炼特种⾦属．该炉的加热原理是()图1A．利⽤线圈中电流产⽣的焦⽿热B．利⽤红外线C．利⽤交变电流的交变磁场在炉内⾦属中产⽣的涡流D．利⽤交变电流的交变磁场所激发的电磁波C[把冶炼的⾦属放在冶炼炉中，冶炼炉外⾯绕着线圈，给线圈通⼊⾼频交流电，冶炼炉内待冶炼的⾦属在快速变化的磁场中被感应出很强的涡流，从⽽产⽣⼤量的热量使⾦属熔化．这种冶炼⽅法速度快，温度容易控制，还可以在真空条件下进⾏，避免⾦属的氧化，保证⾦属的纯度，特别适合于特种合⾦和特种钢的冶炼．]3.在⼀空间内有⽅向相反，磁感应强度⼤⼩均为B的匀强磁场，如图2所⽰，垂直纸⾯向外的磁场分布在⼀半径为a的圆形区域内，垂直纸⾯向内的磁场分布在除圆形区域外的整个区域，该平⾯内有⼀半径为b(b＞2a)的圆形线圈，线圈平⾯与磁感应强度⽅向垂直，线圈与半径为a的圆形区域是同⼼圆．从某时刻起磁感应强度开始减⼩到B2，则此过程中该线圈磁通量的变化量的⼤⼩为()图2A.12πB(b2－a2)B．πB(b2－2a2)C．πB(b2－a2) D.12πB(b2－2a2)D[由题意知，匀强磁场的磁感应强度B垂直于线圈平⾯，通过该线圈的磁通量为垂直穿⼊的磁通量与垂直穿出的磁通量之差．由Φ＝BS可知，穿⼊的磁通量为Bπ(b2－a2)，穿出的磁通量为Bπa2，因此穿过该线圈的磁通量为Bπ(b2－2a2)．由于磁感应强度减⼩到B2，所以该线圈磁通量的变化量的⼤⼩为12Bπ(b2－2a2)，选项D正确，]4.如图3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，以下说法正确的是()图3A．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D[MN切割磁感线，所以MN产⽣感应电动势，MN间有电势差，选项A、B错误；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，选项C错误，选项D正确．] 5．为了利⽤海洋资源，海洋⼯作者有时根据⽔流切割地磁场所产⽣的感应电动势来测量海⽔的流速．假设海洋某处地磁场竖直分量B＝0.5×10－4T，⽔流是南北流向，如图4所⽰，将两电极竖直插⼊此处海⽔中，且保持两电极的连线垂直⽔流⽅向．若两电极相距L＝20 m，与两电极相连的灵敏电压表读数U＝0.2 mV，则海⽔的流速⼤⼩为()图4A．10 m/s B．0.2 m/sC．5 m/s D．2 m/sB[将流动的海⽔看成是运动的导体，可以利⽤法拉第电磁感应定律求解．由E＝BL v知，v＝EBL＝0.2 m/s.故选B.]6.如图5所⽰，在光滑绝缘⽔平⾯上，有⼀铝球以⼀定的初速度通过有界匀强磁场，则从球开始进⼊磁场到完全穿出磁场过程中(磁场宽度⼤于⾦属球的直径)，⼩球()图5A．整个过程都做匀速运动B．进⼊磁场过程中做减速运动，穿出过程中做加速运动C．整个过程都做匀减速运动D．穿出时的速度⼀定⼩于初速度D[⼩球的运动主要研究三个阶段：⼀是⼩球进⼊磁场的过程，由于穿过⼩球的磁通量增加，在球内垂直磁场的平⾯上产⽣涡流，有电能产⽣，⽽⼩球在⽔平⽅向上⼜不受其他外⼒，所以产⽣的电能只能由球的机械能转化⽽来，由能量转化和守恒可知，其速度减⼩；⼆是铝球完全进⼊磁场后，磁通量保持不变，铝球做匀速运动；三是⼩球穿出磁场的过程，同理可得，其速度进⼀步减⼩，故选项D正确．]7．穿过固定不动的线框的磁通量随时间变化的规律如图6所⽰，下列说法正确的是()图6A．第2 s末到第4 s末这段时间内，感应电动势最⼤B．第1 s内和第2 s内，感应电动势⼀样⼤C．最后1 s内感应电动势⽐最初2 s内感应电动势⼤D．第1 s末感应电动势的⼤⼩等于1 VBCD[第2 s末到第4 s末这段时间内，磁通量不变，感应电动势为零．图线的斜率表⽰磁通量变化率的⼤⼩，由E＝ΔΦΔt可知，第1 s内和第2 s内的斜率相同，感应电动势E＝ΔΦΔt＝22V＝1 V；在最后1 s内的斜率是最初2 s内的2倍，且⽅向相反，故最后1 s内感应电动势最⼤，故B、C、D正确．]8.如图7所⽰，⼀导线弯成半径为a的半圆形闭合回路，电阻为R.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()图7A．感应电流⼤⼩不变B．感应电动势最⼤值E＝Ba vC．感应电动势平均值E＝12πBa vD．通过导线横截⾯的电荷量为πa2B 2RBD[在闭合电路进⼊磁场的过程中，通过闭合电路的磁通量逐渐增⼤．当半圆闭合回路有⼀半进⼊磁场时，等效长度最⼤为a，这时感应电动势最⼤为E＝Ba v，B正确．感应电动势变化，则感应电流变化，A错误．感应电动势平均值E＝ΔΦΔt＝B·12πa22av＝14πBa v，C错误．在该过程中通过导线横截⾯的电荷量q ＝I t ＝E R t ＝ΔΦΔt R ·t ＝ΔФΔR ＝πa 2B 2R ，D 正确．]9.如图8所⽰，由某种粗细均匀的总电阻为3R 的⾦属条制成的矩形线框abcd ，固定在⽔平⾯内且处于⽅向竖直向下的匀强磁场B 中．⼀接⼊电路电阻为R 的导体棒PQ ，在⽔平拉⼒作⽤下沿ab 、dc 以速度v 匀速滑动，滑动过程PQ 始终与ab 垂直，且与线框接触良好，不计摩擦．在PQ 从靠近ad 处向bc 滑动的过程中( )图8A ．PQ 中电流先增⼤后减⼩B ．PQ 两端电压先减⼩后增⼤C ．PQ 上拉⼒的功率先减⼩后增⼤D ．线框消耗的电功率先增⼤后减⼩CD [导体棒产⽣的电动势为E ＝BL v ，其等效电路如图所⽰，总电阻为R 总＝R ＋R 1R 2R 1＋R 2＝R ＋R 1(3R －R 1)3R ，在PQ 从靠近ad 处向bc 滑动的过程中，总电阻先增⼤后减⼩，总电流先减⼩后增⼤，所以A 项错误；PQ 两端电压为路端电压，U ＝E －IR ，则先增⼤后减⼩，所以B 项错误；拉⼒的功率等于克服安培⼒做功的功率，有P 安＝IE ，先减⼩后增⼤，所以C 项正确；当导体棒滑动到线框中间位置时，外电路电阻最⼤，为34R ，因此导体棒的电阻始终⼤于外电路电阻，在导体棒从靠近ad 处向右运动的过程中，外电路电阻先增⼤后减⼩，根据闭合电路的输出功率与外电路电阻的关系可知，线框消耗的电功率先增⼤后减⼩，所以D 项正确．]10.如图9所⽰，均匀⾦属圆环总电阻为2R ，磁感应强度为B 的匀强磁场垂直穿过圆环．⾦属杆OM 长为l ，电阻为R 2，M 端与环紧密接触，⾦属杆OM 绕过圆⼼的转轴O 以恒定的⾓速度ω转动，当电阻为R 的⼀段导线⼀端和环连接，另⼀端与⾦属杆的转轴O 相连接时，下列结论中正确的是( )图9A．通过导线R的电流的最⼤值为Bl2ω3RB．通过导线R的电流的最⼩值为Bl2ω4RC．OM中产⽣的感应电动势恒为Bl2ω2D．导线中通过的电流恒为Bl2ω2RABC[由⾦属杆OM以恒定⾓速度ω转动，由E＝Bl v得E＝12Bl2ω且恒定，所以选项C正确；当⾦属杆OM转⾄圆环最下端时，回路电阻为R2＋R＝32R且为最⼩，此时通过R的电流有最⼤值I max＝E32R＝Bl2ω3R，所以选项A正确；当⾦属杆转⾄圆环最上端时，回路电阻为R2＋R2＋R＝2R且为最⼤，此时通过R的电流有最⼩值I min＝E2R＝Bl2ω4R，所以选项B正确，选项D错误．]⼆、⾮选择题(本题共3个⼩题，共40分，计算题要有必要的⽂字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)11．(12分)如图10所⽰，⽤均匀导线做成正⽅形单匝线圈，边长为0.3 m，线框有2/3部分(即ab连线左侧)处于垂直纸⾯向⾥的匀强磁场中，此时B＝3 T.图10(1)当磁场以10 T/s的变化率减弱时，U ab为多⼤？(2)当线圈以0.5 m/s的⽔平速度向右刚要离开磁场时，U cd为多⼤？【解析】(1)E＝ΔΦΔt＝ΔBΔt S＝0.6 V，U ab＝Ir＝512E＝0.25 V.(2)E′＝Bl v＝3×0.3×0.5 V＝0.45 V，U cd＝34E′≈0.34 V.【答案】(1)0.25 V(2)0.34 V12．(12分)如图11所⽰，有⼀半径为R的圆形匀强磁场区域，磁感应强度为B，⼀条⾜够长的直导线以速度v进⼊磁场，则从直导线进⼊磁场⾄离开磁场区域的过程中，求：图11(1)感应电动势的最⼤值为多少？(2)在这⼀过程中感应电动势随时间变化的规律如何？(3)从开始运动⾄经过圆⼼的过程中导线中的平均感应电动势为多少？【解析】 (1)由E ＝Bl v 可知，当导体切割磁感线的有效长度l 最⼤时，E 最⼤，⼜l 最⼤为2R ，所以感应电动势的最⼤值E ＝2BR v .(2)对于E 随t 变化的规律应求的是瞬时感应电动势，由⼏何关系可求出导体切割磁感线的有效长度l 随时间t 变化的情况为l ＝2 R 2－(R －v t )2所以E ＝2B v 2R v t －v 2t 2. (3)从开始运动⾄经过圆⼼的过程中导线的平均感应电动势E ＝ΔΦΔt ＝12πBR 2R /v ＝12πBR v .【答案】 (1)2BR v (2)2B v 2R v t －v 2t 2(3)12πBR v13．(16分)电磁弹是我国最新的重⼤科研项⽬，原理可⽤下述模型说明．如图12甲所⽰，虚线MN 右侧存在竖直向上的匀强磁场，⼀边长为L 的正⽅形单匝⾦属线框abcd 放在光滑⽔平⾯上，线框电阻为R ，质量为m ，ab 边在磁场外侧紧靠MN 虚线边界处．t ＝0时起磁感应强度B 随时间t 的变化规律是B ＝B 0＋kt (k 为⼤于零的常量)，空⽓阻⼒忽略不计．图12(1)求t ＝0时刻，线框中感应电流的功率P ；(2)求线框cd 边穿出磁场时通过线框某⼀横截⾯的电荷量q ；(3)若⽤相同的⾦属线绕制相同⼤⼩的n 匝线框，如图12⼄所⽰，在线框上加⼀质量为M 的负载物，证明：载物线框匝数越多，t ＝0时线框加速度越⼤．【解析】 (1)t ＝0时刻线框中的感应电动势E 0＝kL 2功率P ＝E 20R解得P ＝k 2L 4R .(2)穿出磁场过程线框中的平均电动势E －＝ΔΦΔt线框中的平均电流I －＝E －R通过的电荷量q ＝I －Δt ，解得q ＝B 0L 2R .(3)证明：n 匝线框在t ＝0时刻产⽣的感应电动势E ＝nE 0线框的总电阻R 总＝nR线框中的电流I ＝ER 总t ＝0时刻线框受到的安培⼒F ＝nB 0IL设线框的加速度为a ，根据⽜顿第⼆定律有F ＝(nm ＋M )a解得a ＝kB 0L 3M n ＋m R ，可知匝数n 越⼤，加速度a 越⼤．【答案】 (1)k 2L 4R (2)B 0L 2R (3)见解析章末综合测评(⼆) 楞次定律和⾃感现象(时间：60分钟分值：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．将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平⾯与磁场⽅向垂直，关于线圈中产⽣的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是( )A ．感应电动势的⼤⼩与线圈的匝数⽆关B ．穿过线圈的磁通量越⼤，感应电动势越⼤C．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越⼤D．感应电流产⽣的磁场⽅向与原磁场⽅向始终相同C[由法拉第电磁感应定律E＝n ΔΦΔt知，感应电动势的⼤⼩与线圈匝数有关，A错误．感应电动势正⽐于ΔΦΔt，与磁通量的⼤⼩⽆直接关系，B错误，C正确．根据楞次定律知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，即“增反减同”，D错误．]2．飞机在航母上弹射起飞可以利⽤电磁驱动来实现．电磁驱动的原理如图1所⽰，当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈附近的⾦属环会被弹射出去．现在固定线圈左侧的同⼀位置，先后放有分别⽤铜和铝制成的闭合⾦属环，已知两环的横截⾯积相等、形状相同，且电阻率ρ铜＜ρ铝，则合上开关S的瞬间，下列说法不正确的是()图1A．从左侧看环中的感应电流沿顺时针⽅向B．铜环受到的安培⼒⼤于铝环受到的安培⼒C．若将铜环放置在线圈右⽅，铜环将向右运动D．电池正负极调换后，⾦属环不能向左弹射D[线圈中电流从右侧流⼊，磁场⽅向向左，在闭合开关的过程中，磁场变强，则由楞次定律可知，⾦属环中产⽣的感应电流从左侧看为顺时针⽅向，A正确；由于铜环的电阻较⼩，故铜环中感应电流较⼤，铜环受到的安培⼒要⼤于铝环受到的安培⼒，B正确；若铜环放在线圈右⽅，根据楞次定律可得，铜环将向右运动，C正确；电池正负极调换后，⾦属环受⼒向左，故仍将向左弹射，D错误．]3.如图2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()图2A[在⾦属棒PQ进⼊磁场区域之前或出磁场后，棒上均不会产⽣感应电动势，D项错误．在磁场中运动时，感应电动势E＝Blv，与时间⽆关，保持不变，故A选项正确．]4．如图3所⽰，匀强磁场中有两个导体圆环a、b，磁场⽅向与圆环所在平⾯垂直．磁感应强度B随时间均匀增⼤．两圆环半径之⽐为2∶1，圆环中产⽣的感应电动势分别为E a和E b.不考虑两圆环间的相互影响．下列说法正确的是()图3A．E a∶E b＝4∶1，感应电流均沿逆时针⽅向B．E a∶E b＝4∶1，感应电流均沿顺时针⽅向C．E a∶E b＝2∶1，感应电流均沿逆时针⽅向D．E a∶E b＝2∶1，感应电流均沿顺时针⽅向B[由楞次定律知，题中圆环感应电流产⽣的磁场与原磁场⽅向相反，故感应电流沿顺时针⽅向．由法拉第电磁感应定律知E＝ΔΦΔt＝ΔBSΔt＝ΔB·πR2Δt，由于两圆环半径之⽐R a∶R b＝2∶1，所以E a∶E b＝4∶1，选项B正确．]5.美国《⼤众科学》⽉刊⽹站2011年6⽉22⽇报道，美国明尼苏达⼤学的研究⼈员发现，⼀种具有独特属性的新型合⾦能够将热能直接转化为电能．具体⽽⾔，只要略微提⾼温度，这种合⾦会从⾮磁性合⾦变成强磁性合⾦，从⽽在环绕它的线圈中产⽣电流，其简化模型如图4所⽰．M为圆柱形合⾦材料，N为线圈，套在圆柱形合⾦材料上，线圈的半径⼤于合⾦材料的半径．现对M进⾏加热，则()图4A．N中将产⽣逆时针⽅向的电流B．N中将产⽣顺时针⽅向的电流C．N线圈有收缩的趋势D．N线圈有扩张的趋势D[当对M加热使其温度升⾼时，M的磁性变强，穿过N内的磁通量增加，则N中感应电流的磁场阻碍其增加，故N有扩张的趋势，才能使穿过N的磁通量减少，C错，D对，由于不知M的磁场⽅向，故不能判断N中的感应电流⽅向，A、B均错．]6．如图5甲所⽰，光滑导轨⽔平放置在竖直⽅向的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B 随时间的变化规律如图5⼄所⽰(规定向下为正⽅向)，导体棒ab垂直导轨放置，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在⽔平外⼒F的作⽤下始终处于静⽌状态．规定a→b的⽅向为电流的正⽅向，⽔平向右的⽅向为外⼒的正⽅向，则在0～2t0时间内，能正确反映流过导体棒ab的电流与时间或外⼒与时间关系的图线是()图5D[在0～t0时间内磁通量为向上减少，t0～2t0时间内磁通量为向下增加，两者等效，且根据B-t图线可知，两段时间内磁通量的变化率相等，根据楞次定律可判断0～2t0时间内均产⽣由b到a的⼤⼩不变的感应电流，选项A、B均错误；在0～t0可判断所受安培⼒的⽅向⽔平向右，则所受⽔平外⼒⽅向向左，⼤⼩F＝BIL随B的减⼩呈线性减⼩；在t0～2t0时间内，可判断所受安培⼒的⽅向⽔平向左，则所受⽔平外⼒⽅向向右，⼤⼩F＝BIL随B的增加呈线性增加，选项D正确．]7.法拉第圆盘发电机的⽰意图如图6所⽰．铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜⽚P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触．圆盘处于⽅向竖直向上的匀强磁场B中．圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是()图6A．若圆盘转动的⾓速度恒定，则电流⼤⼩恒定B．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的⽅向流动C．若圆盘转动⽅向不变，⾓速度⼤⼩发⽣变化，则电流⽅向可能发⽣变化D．若圆盘转动的⾓速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍AB[由右⼿定则知，圆盘按如题图所⽰的⽅向转动时，感应电流沿a到b的⽅向流动，选项B正确；由感应电动势E＝12Bl2ω知，⾓速度恒定，则感应电动势恒定，电流⼤⼩恒定，选项A正确；⾓速度⼤⼩变化，感应电动势⼤⼩变化，但感应电流⽅向不变，选项C错误；若ω变为原来的2倍，则感应电动势变为原来的2倍，电流变为原来的2倍，由P＝I2R知，电流在R上的热功率变为原来的4倍，选项D错误．]8.如图7所⽰的电路中，三个灯泡A、B、C完全相同，电感L⾃感系数很⼤，其直流电阻与定值电阻R相等，D为理想⼆极管，下列判断中正确的是()图7A．闭合开关S的瞬间，灯泡A和C同时亮B．闭合开关S的瞬间，只有灯泡C亮C．闭合开关S稳定后，灯泡A、C⼀样亮，B不亮D．在电路稳定后，断开开关S的瞬间，灯泡B、C均要亮⼀下再熄灭BC[闭合开关的瞬间，由于⼆极管具有单向导电性，所以⽆电流通过B，由于线圈中⾃感电动势的阻碍，A灯逐渐变亮，所以闭合开关S的瞬间，只有灯泡C亮，A错误，B正确；由于⼆极管具有单向导电性，电路稳定后也⽆电流通过B，B不亮，电感L的直流电阻与定值电阻R相等，因此电路稳定后A、C⼀样亮，C正确；电感L的⾃感系数很⼤，其直流电阻与定值电阻R 相等，所以A 、C 两个⽀路的电流是相等的，在电路稳定后，断开开关S 的瞬间，L 由于产⽣⾃感电动势，相当于电源，灯泡B 、C 并联，所以B 要亮⼀下再熄灭，同时由于B 与C 并联，流过C 的电流⼀定⽐电路稳定时的电流⼩，所以C 不能闪亮⼀下，⽽是逐渐熄灭，D 错误．]9.如图8所⽰，两端与定值电阻相连的光滑平⾏⾦属导轨倾斜放置，其中R 1＝R 2＝2R ，导轨电阻不计，导轨宽度为L ，匀强磁场垂直穿过导轨平⾯，磁感应强度为B .导体棒ab 的电阻为R ，垂直导轨放置，与导轨接触良好．释放后，导体棒ab 沿导轨向下滑动，某时刻流过R 2的电流为I ，在此时刻( )图8A ．重⼒的功率为6I 2RB ．导体棒ab 消耗的热功率为4I 2RC ．导体棒受到的安培⼒的⼤⼩为2BILD ．导体棒的速度⼤⼩为2IR BLBC [导体棒ab 向下滑动切割磁感线产⽣感应电动势，R 1与R 2并联接在ab 两端，R 1＝R 2＝2R ，设当ab 棒速度为v 时，流过R 2的电流为I ，由闭合电路欧姆定律知2I ＝BL vR ＋R 并，解得v＝4RI BL ，此时ab 棒重⼒的功率为P ＝mg v sin θ＝mg sin θ·4RI BL，ab 棒消耗的热功率为P ＝(2I )2R ＝4I 2R ，ab 棒受到的安培⼒⼤⼩为F ＝B ·2I ·L ＝2BIL ，综上知B 、C 正确，A 、D 错误．]10．如图9所⽰，闭合矩形线框abcd 从⾼处⾃由下落⼀段时间后进⼊有界匀强磁场，在ab 边开始进⼊磁场到cd 边刚进⼊磁场的这段时间内，线框运动的速度图象可能是选项中的( )图9A B C DACD [线框的ab 边刚进⼊磁场时F ＝B 2L 2v R ，由于线框下落时的⾼度不确定，则线框进⼊磁场时的速度⼤⼩不知，线框所受的安培⼒⼤⼩不确定，安培⼒与重⼒的⼤⼩关系不确定，所以线框可能做匀速运动，可能先做加速运动再做匀速运动，也可能先做减速运动再做匀速运动．故选A 、C 、D.]⼆、⾮选择题(本题共3个⼩题，共40分，计算题要有必要的⽂字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)11．(10分)固定在匀强磁场中的正⽅形导线框abcd 边长为L ，其中ab 是⼀段电阻为R 的均匀电阻丝，其余三边均为电阻可忽略的铜线，磁感应强度为B ，⽅向垂直纸⾯向⾥，现有⼀段与ab 完全相同的电阻丝PQ 架在导线框上，如图10所⽰，以恒定的速度v 从ad 滑向bc ，当PQ 滑过13的距离时，通过aP 段电阻丝的电流是多⼤？⽅向如何？图10【解析】当PQ 滑过13的距离时，其等效电路图如图所⽰．PQ 切割磁感线产⽣的感应电动势为E ＝BL v感应电流为I ＝E R 总，R 总＝R ＋29R ＝119R ，I aP ＝23I ＝6BL v 11R电流⽅向为从P 到a .【答案】 6BL v 11R 从P 到a12．(14分)如图11所⽰，⽔平⾯(纸⾯)内间距为l 的平⾏⾦属导轨间接⼀电阻，质量为m 、长度为l 的⾦属杆置于导轨上．t ＝0时，⾦属杆在⽔平向右、⼤⼩为F 的恒定拉⼒作⽤下由静⽌开始运动．t 0时刻，⾦属杆进⼊磁感应强度⼤⼩为B 、⽅向垂直于纸⾯向⾥的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动．杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为µ.重⼒加速度⼤⼩为g .求：图11(1)⾦属杆在磁场中运动时产⽣的电动势的⼤⼩；(2)电阻的阻值．【解析】 (1)设⾦属杆进⼊磁场前的加速度⼤⼩为a ，由⽜顿第⼆定律得ma ＝F －µmg ①设⾦属杆到达磁场左边界时的速度为v ，由运动学公式有v ＝at 0②当⾦属杆以速度v 在磁场中运动时，由法拉第电磁感应定律，杆中的电动势为E ＝Bl v ③联⽴①②③式可得E ＝Blt 0? ??F m －µg .④ (2)设⾦属杆在磁场区域中匀速运动时，⾦属杆中的电流为I ，根据欧姆定律I ＝E R ⑤式中R 为电阻的阻值．⾦属杆所受的安培⼒为f ＝BlI ⑥因⾦属杆做匀速运动，由⽜顿运动定律得F －µmg －f ＝0⑦联⽴④⑤⑥⑦式得R ＝B 2l 2t 0m .⑧【答案】 (1)Blt 0? ????F m －µg (2)B 2l 2t 0m。
2021-2022年高二人教版物理选修3-2练习册：单元测评2含答案
2021-2022年高二人教版物理选修3-2练习册：单元测评2含答案一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题意，有的有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不答的得0分)1．某正弦式交变电流的电流i随时间t变化的图像如图C21所示．由图可知( )图C-2-1A．电流的最大值为10 AB．电流的有效值为10 AC．该交流电的周期为0.03 sD．该交流电的频率为0.02 Hz2．当交流发电机的转子线圈平面与磁感线平行时，电流方向如图C22所示，当转子线圈旋转到中性面位置时( )图C-2-2A．线圈中的感应电流最大，方向将不变B．线圈中的感应电流最大，方向将改变C．线圈中的感应电流等于零，方向将不变D．线圈中的感应电流等于零，方向将改变3．一矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电动势为e＝10 2sin 20πt (V)，则下列说法正确的是()A．t＝0时，线圈位于中性面B．t＝0时，穿过线圈的磁通量为零C．t＝0时，线圈切割磁感线的有效速度最大D．t＝0.4 s时，电动势第一次出现最大值4．一个小型电热器若接在输出电压为10 V 的直流电源上，消耗电功率为P ；若把它接在某个正弦式交流电源上，其消耗的电功率为P 2.如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为( )A ．5 VB ．52 VC ．10 VD ．102 V5．图C -2-3为某小型水电站的电能输送示意图，A 为升压变压器，其输入功率为P 1，输出功率为P 2，输出电压为U 2；B 为降压变压器，其输入功率为P 3，输入电压为U 3.A 、B 均为理想变压器，输电线总电阻为r ，则下列关系式中正确的是( )图C -2-3A ．P 1>P 2B ．P 2＝P 3C ．U 2>U 3D ．U 2＝U 36．(多选)图C -2-4甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与阻值为R ＝10 Ω的电阻连接，与电阻R 并联的交流电压表为理想电表，示数是10 V ．图乙是穿过矩形线圈的磁通量Φ随时间t 变化的图像，线圈电阻忽略不计，则下列说法正确的是( )甲 乙图C -2-4A ．电阻R 上的电功率为10 WB ．0.02 s 时R 两端的电压瞬时值为零C ．R 两端的电压u 随时间t 变化的规律是u ＝14.1cos 100πt(V )D ．通过R 的电流i 随时间t 变化的规律是i ＝cos 100πt(A )7．如图C -2-5所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为10∶1，R 1＝20 Ω，R 2＝10 Ω，C 为电容器，原线圈所加电压的瞬时值表达式为u ＝220 2sin 100πt(V )．下列说法正确的是( )图C -2-5A ．通过电阻R 3的电流始终为零B ．副线圈两端交变电压的频率为5 HzC ．电阻R 2的电功率为48.4 WD ．原、副线圈铁芯中磁通量的变化率之比为10∶18．(多选)如图C -2-6所示，理想变压器的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，开关S 断开，当S 接通后( )图C-2-6A．变压器的输出电压减小B．输电线等效电阻R两端的电压增大C．通过灯泡L1的电流减小D．原线圈中的电流减小9．(多选)图C-2-7甲为火灾报警系统的示意图，其中R0为定值电阻，R为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，理想变压器原、副线圈的匝数之比为5∶1，副线圈输出电压如图乙所示，则下列说法正确的是()图C-2-7A．原线圈输入电压的有效值为220 2VB．副线圈输出电压瞬时值的表达式为u＝44 2cos 100πt(V)C．R处出现火情时，原线圈中的电流增大D．R处出现火情时，电阻R0的电功率减小10．(多选)图C-2-8为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电．已知输电线的总电阻R＝10 Ω，降压变压器T2原、副线圈的匝数之比为4∶1，副线圈与用电器R0组成闭合电路．若T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈的输出电压的瞬时值表达式为u＝220 2sin 100πt(V)，用电器的电阻R0＝11 Ω，则()图C-2-8A．通过用电器R0的电流的有效值是20 AB．升压变压器的输入功率为4650 WC．发电机中的交变电流的频率为100 HzD．当用电器的电阻R0减小时，发电机的输出功率减小第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、实验题(本题共2小题，11题7分，12题8分，共15分)11．图C-2-9是一种触电保安器的电路图，变压器A处用相线和零线双股平行绕制成线圈，然后接上用电器．B处有一个输出线圈，一旦线圈中有电流，经放大后便能推动继电器J切断电源，试说明：图C-2-9(1)多开灯不会使保安器切断电源的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________；(2)有人“手—地”触电时，触电保安器会切断电源的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________；(3)该保安器________(选填“能”或“不能”)为双手“相线—零线”触电时提供保安，因为________________________________________________________________________．12．利用DIS(数字化信息处理系统)探究手摇发电机(如图C-2-10所示)的线圈产生的交变电流．图C-2-10实验步骤如下：①将电压传感器接入数据采集器；②电压传感器的测量夹与发电机的输出端并联；③点击“数据采集设置”设定“采样点时间间隔”；④缓慢摇动发电机的手柄，观察工作界面上的信号．图C-2-11(1)屏上出现的电压波形如图C-2-11所示，从图中可以看出，手摇发电机产生的电压波形不是正弦波，其原因可能是____________________________________________(写出一条即可)．(2)研究交变电流的波形，发现在用手摇动发电机手柄的2 min内屏上出现了61个向上的“尖峰”，则交变电流的平均周期为____________．如果发电机手摇大轮的半径是转子小轮半径的2倍，则手摇大轮转动的平均角速度为__________．三、计算题(本题共3小题，13题12分，14题15分，15题18分，共45分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分) 13．如图C-2-12甲所示，固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一个小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场．已知线圈的匝数n＝100匝，总电阻r＝1.0 Ω，所围成的矩形的面积S＝0.040 m2，小灯泡的电阻R＝9.0 Ω，磁感应强度随时间按图乙所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式为e＝nB m S 2πTcos 2πTt ，其中B m 为磁感应强度的最大值，T 为磁场变化的周期，不计灯丝电阻随温度的变化，求：(1)线圈中产生的感应电动势的最大值；(2)小灯泡消耗的电功率；(3)在0～T 4时间内，通过小灯泡的电荷量．甲 乙图C -2-1214．如图C -2-13所示，矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直，线圈匝数n ＝40匝，内阻r ＝0.1 Ω，长l 1＝0.05 m ，宽l 2＝0.04 m ，转速为3000 r /min ，磁场的磁感应强度B ＝0.2 T ，线圈两端接有阻值为R ＝9.9 Ω的用电器和一个交流电流表．求：(结果保留两位有效数字)(1)线圈中产生的最大感应电动势；(2)从图示位置开始计时，t ＝1600s 时刻电流表的读数； (3)从图示位置开始，线圈转过60°和120°，通过用电器的电荷量之比；(4)1 min 内外力需要提供的能量．图C -2-1315．某发电厂的发电机的输出功率P ＝100 kW ，发电机端电压U ＝250 V ，向远处送电的输电线的总电阻R ＝8 Ω.已知输电线上损失的功率为输送功率的5%，用户得到的电压是220 V .(1)应该怎样安装变压器？画出输电线路的示意图．(2)求出所用的变压器的原、副线圈的匝数之比．参考答案单元测评(二)1．B [解析] 由图知电流的最大值为10 2 A ，有效值为I ＝10 22A ＝10 A ，选项A 错误，选项B 正确；周期为0.02 s ，则频率为f ＝1T＝50 Hz ，选项C 、D 错误． 2．D [解析] 线圈旋转到中性面位置，磁感线与切割速度方向平行，根据公式E ＝BLv sin θ可知，线圈中的感应电流等于零，转过中性面之后，电路中就又产生了感应电流，但是电流方向与之前线圈中的感应电流的方向相反，选项D 正确．3．A [解析] 由电动势e ＝10 2sin 20πt (V )知，计时从线圈位于中性面时开始，所以t ＝0时，线圈位于中性面，磁通量最大，但此时线圈切割磁感线的线速度方向与磁感线平行，切割磁感线的有效速度为零，A 正确，B 、C 错误．当t ＝0.4 s 时，e ＝10 2sin (20π×0.4) V ＝0，D 错误．4．C [解析] 根据P ＝U 2R ，对直流电有P ＝102R ，对正弦式交流电有P 2＝U′2R ，所以正弦式交流电的有效值为U′＝PR 2＝102V ，故交流电源输出电压的最大值U m ′＝2U′＝10 V ，故选项C 正确，选项A 、B 、D 错误．5．C [解析] 根据远距离输电和理想变压器的工作原理可知，P 1＝P 2、P 2>P 3、U 2>U 3，故选项C 正确．6．AC [解析] 根据公式P ＝U 2R，得P ＝10 W ，故选项A 正确；由图乙可知，0.02 s 时通过线圈的磁通量为零，电动势最大，R 两端的电压瞬时值为10 2 V ，故选项B 错误；由图乙可知，T ＝0.02 s ，电动势的最大值为E m ＝2U ＝10 2 V ，ω＝2πT＝100π，又因为此交变电流是从垂直于中性面开始计时的，所以R 两端的电压u 随时间t 变化的规律是u ＝14.1cos 100πt(V )，故选项C 正确；I m ＝E m R＝1.41 A ，通过R 的电流i 随时间t 变化的规律是i ＝1.41cos 100πt(A )，故选项D 错误．7．C [解析] 电容器能够通交流，选项A 错误；变压器能够改变交流电的电压，但是不能改变交流电的频率，选项B 错误；根据U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝22 V ，所以电阻R 2的电功率为P 2＝U 22R 2＝48.4 W ，选项C 正确；根据法拉第电磁感应定律可知，原、副线圈铁芯中磁通量的变化率之比为1∶1，选项D 错误．8．BC [解析] 当S 接通后，变压器的输出电压不变，副线圈负载电阻减小，引起总电流增大，因此输电线的等效电阻两端的电压增大，灯泡L 1两端的电压减小，通过灯泡L 1的电流减小，选项A 错误，选项B 、C 正确；S 接通后，变压器输出功率增大，输入功率增大，原线圈中的电流增大，选项D 错误．9．BC [解析] 根据图乙可知，副线圈输出电压瞬时值的表达式为u ＝44 2cos 100πt(V )，故选项B 正确；其峰值为U 2m ＝44 2 V ，根据理想变压器输入、输出电压与原、副线圈匝数的关系可知，原线圈输入电压的峰值为U 1m ＝220 2 V ，其有效值为U 1＝220 V ，故选项A 错误；R 处出现火情时，温度升高，R 的阻值减小，副线圈上的总电阻减小，根据闭合电路的欧姆定律可知，副线圈中的总电流增大，故原线圈中的电流增大，选项C 正确；由焦耳定律可知，R 0的电功率增大，故选项D 错误．10．AB [解析] 由T 2的副线圈的输出电压的表达式可知，副线圈的输出电压的有效值为220 V ，电流的有效值为I ＝22011 A ＝20 A ，选项A 正确；通过输电线的电流I′ ＝204 A ＝5 A ，所以升压变压器的输入功率为P ＝I′2R ＋I 2R 0＝52×10 W ＋202×11 W ＝4650 W ，选项B 正确；发电机中的交变电流的频率与T 2的输出电压的频率相同，也为50 Hz ，选项C 错误；当用电器的电阻R 0减小时，其消耗的功率变大，发电机的输出功率变大，选项D 错误．11．见解析[解析] (1)变压器A 处的线圈因双股绕制，正向电流与反向电流产生的磁场相互抵消，多开灯、少开灯都如此，所以B 处的线圈中无感应电流，保安器的控制开关J 不工作，不会自动切断电源；(2)当人“手—地”触电时，相线中的电流有一部分直接通过人体流入大地，不从A 处的线圈中回流，保安器铁芯中的磁通量发生变化，B 处的线圈有电流输出，保安器开关J 工作，自动切断电源；(3)“相线—零线”触电时，与多开几盏电灯的情况相似，A 处的线圈中正、反向电流总是相等，不会引起磁通量的变化，保安器不能自动切断电源，不起保安作用．12．(1)转子不是在匀强磁场中转动或手摇动发电机的转速不均匀(2)2 s 0.5π rad /s[解析] 只有线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的交变电流才是标准的正弦式电流，手摇发电机的磁场是由条形磁铁产生的，所以不是匀强磁场，由于是手摇转动，转速难以保证恒定．屏上每出现一次向上的尖峰，就代表经过了一个周期，2 min 内屏上出现了61个向上的尖峰，表明周期T ＝2×6061－1s ＝2 s ，大轮的角速度等于小轮的角速度的一半，所以大轮的角速度ω＝2πT ·12＝0.5π rad /s . 13．(1)8.0 V (2)2.88 W (3)4.0×10－3 C[解析] (1)由图像知，线圈中产生的交变电流的周期T ＝3.14×10－2 s ，所以E m ＝nB m Sω＝2πnB m S T＝8.0 V . (2)电流的最大值I m ＝E m R ＋r ＝0.80 A ，有效值I ＝I m 2＝2 25 A ，小灯泡消耗的电功率P ＝I 2R ＝2.88 W . (3)在0～T 4时间内，电动势的平均值E －＝nS ΔB Δt ，平均电流I －＝E R ＋r ＝nS ΔB （R ＋r ）Δt， 通过小灯泡的电荷量Q ＝I －Δt ＝nS ΔB R ＋r ＝4.0×10－3 C .14．(1)5.0 V (2)0.35 A (3)13(4)74 J [解析] (1)E m ＝nBSω＝5.0 V .(2)I ＝E R ＋r ＝E m 2（R ＋r ）＝0.35 A . (3)由 q ＝I －t ＝E －R ＋r t ＝n ΔΦR ＋r 可得q 1q 2＝ΔΦ1ΔΦ2＝1－cos 60°1＋cos 60°＝13. (4)由能量守恒定律得E′＝Q ＝I 2(R ＋r)t ＝74 J .15．见解析[解析] (1)需要安装一台升压变压器和一台降压变压器，输电线路的示意图如图所示．(2)按题意，P 损＝5%P ＝0.05×100×103 W ＝5×103 W设输电线路中的电流为I ，P 损＝I 2RI ＝ P 损R ＝ 5×1038A ＝25 A 输送电压U 2＝P I ＝100×10325V ＝4000 V 对升压变压器，n 1n 2＝U 1U 2＝2504000＝116输电线路上损失的电压U 损＝IR ＝25×8 V ＝200 V降压变压器原线圈两端的电压U 3＝U 2－U 损＝(4000－200) V ＝3800 V用户在副线圈两端得到的电压U 4＝220 V所以n 3n 4＝U 3U 4＝3800220＝19011即升压变压器原、副线圈的匝数之比为1∶16，降压变压器原、副线圈的匝数之比为190∶11."32788 8014 耔OY35020 88CC 裌 30024 7548 畈63%28769 7061 灡31364 7A84 窄38061 94AD 钭20286 4F3E 伾33065 8129 脩。
高二物理选修3一2交流电和传感器单元测试试卷
高二物理选修3一2 交流电和传感器单元测试试卷一、选择题：本题共10小题；每小题5分，共50分。
在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的。
全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分。
1．如图1平行金属板间有一静止的正电粒子，若两板间加电压u=U m sin ωt ，则粒子的A ．位移一定按正弦规律变化B ．速度一定按正弦规律变化C ．加速度一定按正弦规律变化D ．粒子在两板间作简谐振动2．图2金属环与导轨OO ′相接触，匀强磁场垂直导轨平面，当圆环绕OO ′匀速转动时A ．电阻R 中有交变电流通过B ．R 中无电流C ．圆环中有交变电流通过D ．圆环中无电流3．下列说法正确的是A ．用交流电压表测量电压时，指针来回摆动B ．一周期内交流的方向改变两次C ．如果交流的最大值是5A ，则最小值为-5AD ．用电器上所标电压值是交流的有效值4．通有电流i=I m sin ωt （A ）的长直导线OO ′与断开的圆形线圈在同一平面内（如图3所示），为使A 端电势高于B 端的电势且U AB 减小，交变电流必须处于每个周期的A ．第一个四分之一周期；B ．第二个四分之一周期；C ．第三个四分之一周期；D ．第四个四分之一周期；5．3A 直流电流通过电阻R 时，t 秒内产生的热量为Q ，现让一交变电流通过电阻R ，若2t 秒内产生的热量为Q ，则交变电流的最大值为A ．3AB ．23 AC ．3AD ．33 A 6．电流互感器是用来测量大电流的仪器，如图4示，图中是电流互感器使用原理，以下说法正确的是A ．因变压器将电压升高了，所以电流表示数比把电流表直接接到ab 间时示数大B ．图中电流表的示数比直接接在ab 间时示数大C ．原理图有错误，原线圈匝数应比副线圈匝数少D ．图中电流表的示数就是ab 间的电流大小7．如图5所示，R 1为定值电阻，R 2是负温度系数电阻的热敏电阻，L 为小灯泡，当温度下降时，A ．R 1两端的电压增大B ．电流表的示数增大C ．小灯泡的亮度变强D ．小灯泡的亮度变弱图1图2 图3 图4AL ErR 1 R 2图58．下列器件中应用光敏传感器的是A ．光电鼠标器B ．火灾报警器C ．测温仪D ． 电子秤 9．下列说法正确的是A ．热敏电阻能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量；B ．话筒是一种常用的声波传感器，其作用是将电信号转换为声信号；C ．电子秤是把力转换为电压这个电学量；D ．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器的作用是控制电路的通断。
【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()。
最新人教版高中物理选修3-2综合测试题及答案2套
最新人教版高中物理选修3-2综合测试题及答案2套模块综合测评(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，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0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．下列用电器中，哪个没有利用电磁感应原理()A．电磁炉B．白炽灯泡C．磁带录音机D．日光灯镇流器【解析】电磁炉是利用交变电流产生磁场，交变磁场在锅体内产生涡流，从而对食物加热；磁带录音机录音时，声音引起振动，产生感应电流，放音时，磁带上变化的磁场使放音磁头线圈中产生感应电流；日光灯是由于自感产生自感电动势．只有B选项中白炽灯泡没有利用电磁感应原理．【答案】 B2．在北半球，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，则钢窗活动的一条边(西边)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】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．【答案】 A3．如图1所示，用两根材料、粗细、长度完全相同的导线，绕成匝数分别为n1＝50和n2＝100的圆形闭合线圈A和B，两线圈平面与匀强磁场垂直．当磁感应强度随时间均匀变化时，两线圈中的感应电流之比I A∶I B为()图1A．2∶1 B．1∶2C．4∶1 D．1∶4【解析】由法拉第电磁感应定律得：E＝n ΔΦΔt＝nΔBΔtπR2，可知，感应电动势与半径的平方成正比．而根据电阻定律：线圈的电阻为r＝ρLS ＝ρn·2πRS，线圈中感应电流I＝Er，由上综合得到，感应电流与线圈半径成正比，即I A∶I B＝R A∶R B；因相同导线绕成匝数分别为n1和n2的圆形线圈，因此半径与匝数成反比，故I A∶I B＝n2∶n1＝2∶1，故A正确，B、C、D错误．【答案】 A4．如图2所示，在匀强磁场中有一个矩形单匝线圈abcd，ab边与磁场垂直，MN边始终与金属滑环K相连，PQ边始终与金属滑环L相连．金属滑环L、电流表A、定值电阻R、金属滑环K通过导线串联．使矩形线圈以恒定角速度绕过bc、ad中点的轴旋转．下列说法中不正确的是()图2A．线圈转动的角速度越大，电流表A的示数越大B．线圈平面与磁场平行时，流经定值电阻R的电流最大C．线圈平面与磁场垂直时，流经定值电阻R的电流最小D．电流表A的示数随时间按余弦规律变化【解析】令矩形单匝线圈abcd的电阻为r，根据法拉第电磁感应定律和交变电流的有效值定义得，交变电流的最大值为I m ＝BSωR ＋r ，电流表显示的是有效值I ＝I m 2＝BSω2(R ＋r )，所以，线圈转动的角速度越大，电流表A 的示数越大，A 对，D 错；线圈平面与磁场平行时，此时产生的感应电动势最大，故流经定值电阻R 的电流最大，线圈平面与磁场垂直时，产生的感应电动势最小，故电流最小，B 、C 对．【答案】 D5．如图3所示是一交变电流的i -t 图象，则该交变电流的有效值为 ( )图3A ．4 AB ．22A C.83 A D ．2303 A【解析】 此交变电流的前T 3为正弦交变电流，有效值I 1＝42A ，后23 T 为恒定电流，有效值I 2＝4 A ，根据交变电流的有效值定义可得Q ＝I 2RT ＝I 21R T 3＋I 22R 23T ，代入数据I 2RT ＝13⎝ ⎛⎭⎪⎫422RT ＋23×42RT ，解得I ＝2303 A ，故D 正确． 【答案】 D6．用图4甲所示电路测量电流表的内阻．闭合开关S ，当变阻器的滑片滑至c 处时，电流表和电压表的读数分别为40 mA 、9 V ，已知图甲中热敏电阻的I -U 关系图线如图4乙所示，则电流表的内阻为( )图4A ．0.14 ΩB ．85 ΩC ．140 ΩD ．225 Ω【解析】 当电流表读数为40 mA 时，说明热敏电阻的电流为40 mA ，由图知热敏电阻两端电压U R ＝5.6 V ，则电流表两端电压U ＝9 V －5.6 V ＝3.4 V ，由欧姆定律得R mA ＝U I ＝ 3.4 V 40×10－3 A＝85 Ω. 【答案】 B7．在如图5甲所示的电路中，电阻R 的阻值为50 Ω，在ab 间加上如图乙所示的正弦交流电，则下面说法中正确的是( )甲 乙图5A ．交流电压的有效值为100 VB ．电流表示数为2 2 AC ．产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度为3.14 rad/sD ．在1 min 内电阻R 上产生的热量为1.2×104 J【解析】 从题图乙中可以看出，交流电压的峰值为100 2 V ，所以有效值U ＝100 V ，A 项正确；通过电阻的电流I ＝U R ＝2 A ，B 错误；交流电的周期为T ＝0.02 s ，ω＝2πT ＝314 rad/s ，C 错误，1 min 内Q ＝I 2Rt ＝1.2×104 J ，D 正确．【答案】 AD8．日常生活中，我们常用微波炉来加热食品，它是利用微波来工作的．接通电源后，220 V 的交流经过变压器后，在次级产生2 000 V 高压交流，加到磁控管两极之间，使磁控管产生微波．下列说法中正确的是( )A ．微波炉的变压器原、副线圈的匝数之比为11∶100B ．微波炉的变压器原、副线圈的匝数之比为100∶11C ．微波炉的输出功率是由输入功率决定的D ．微波炉的输入功率是由输出功率决定的【解析】 根据理想变压器的电压和匝数成正比，所以原副线圈的匝数比为11∶100，对于变压器，输入功率是由输出功率决定的．【答案】 AD9．如图6所示为一理想变压器，在原线圈输入电压不变的条件下，要提高变压器的输入功率，可采用的方法是( )图6A ．只增加原线圈的匝数B ．只增加副线圈的匝数C ．只减小用电器R 1的电阻D ．断开开关S【解析】 理想变压器的输入功率与输出功率相等．增加副线圈的匝数可提高副线圈两端的电压，在电阻不变时，副线圈中的电流也增大，输出功率增加；只减小用电器的电阻，电压不变，也能增大副线圈中的电流，增大输出功率．【答案】 BC10．如图7为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为2∶1，原线圈接有交流电压u ＝220sin 100πt (V)，图中电压表和电流表均为理想交流电表，R t 为负温度系数的热敏电阻(即当温度升高时，阻值减小)，R 1为定值电阻，C 为电容器．下列说法正确的是( )图7A ．电压表示数是110 VB ．交流电的频率为50 HzC ．通过R 1的电流始终为零D ．当R t 处温度升高时，电压表示数不变，电流表示数变大【解析】 原线圈所加交变电压的有效值为U 1＝2202 V ，由理想变压器的变压比公式U 1U 2＝n 1n 2，可得U 2＝n 2n 1U 1＝12×2202V ＝55 2 V ，选项A 错误；由交变电压的瞬时值表达式u ＝220sin 100πt (V)可知，该交变电流的频率f ＝100π2π Hz ＝50Hz ，选项B 正确；由于交变电流能对电容器进行充、放电，所以会有充、放电电流通过电阻R 1，选项C 错误；因变压器为理想变压器，线圈电阻不计，因此，电压表的示数不变，当R t 处的温度升高时，其电阻阻值变小，所以电流表的示数变大，选项D 正确．【答案】 BD二、非选择题(本题3小题，共40分)11．(10分)如图8(a)是汽车过桥时对不同类型桥面压力变化的实验．采用DIS 方法对模型进行测量，其结果如图8(b)中电脑屏幕所示．图8(1)图(a)中的传感器为________传感器；(2)图(a)中甲、乙、丙分别为三种不同类型的桥面．对于凸形桥甲，其相对应的压力图线应是图(b)电脑屏幕上的________(填“a ”“b ”或“c ”)；(3)如增大小球在斜槽上的高度，在图(b)中大致画出小球能过凸形桥甲时的压力图线．【解析】 (1)该传感器把力信号转化为电信号，属于力电传感器；(2)小球经过凸形桥甲的最高点时，压力小于重力，其相对应的图线应是电脑屏幕上的c ；(3)增大小球在斜槽上的高度，小球经凸形桥甲的最高点时压力更小，其图线与c 相比较，最低点应更低一些．【答案】 (1)力电 (2)c (3)图略，图线与c 相比较，最低点更低一些12．(15分)如图9甲所示，AB 间为交流电源，电压u ＝311 sin 100πt V ，经过某“过滤”装置P 后将图乙所示正弦交流电滤去一半，得到如图丙所示的交流电，求：图9(1)CD 间所获得的电压的周期为多大？(2)CD 间接有“220 V ,40 W”灯泡时其发光功率为多大？(3)CD 间能否连接“220 V ,20 μF ”的电容器？【解析】 (1)过滤前交流电的周期T ＝2πω＝2π100π＝0.02 s ，过滤后电压变化周期还是0.02 s ．(2)设题图丙所示交流电的有效值为U ，有⎝ ⎛⎭⎪⎫U m 22R ·T 2＝U 2R ·T ，U ＝12U m＝3112V．由P＝U2R知P40＝⎝⎛⎭⎪⎫311222202，得此时小灯泡的功率P＝20 W．(3)过滤后，电压的最大值不变，大小为311 V，电容器的电压“220 V”是击穿电压，所以不能直接连接在CD间．【答案】(1)0.02 s(2)20 W(3)不能13．(15分)半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为r、质量为m且质量分布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面，BA的延长线通过圆导轨中心O，装置的俯视图如图10所示．整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下．在内圆导轨的C点和外圆导轨的D点之间接有一阻值为R的电阻(图中未画出)．直导体棒在水平外力作用下以角速度ω绕O逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触．设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒和导轨的电阻均可忽略．重力加速度大小为g.求：图10(1)通过电阻R的感应电流的方向和大小；(2)外力的功率．【解析】根据右手定则、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律及能量守恒定律解题．(1)根据右手定则，得导体棒AB上的电流方向为B→A，故电阻R上的电流方向为C→D.设导体棒AB中点的速度为v，则v＝v A＋v B2而v A＝ωr，v B＝2ωr根据法拉第电磁感应定律，导体棒AB 上产生的感应电动势E ＝Br v根据闭合电路欧姆定律得I ＝E R ，联立以上各式解得通过电阻R 的感应电流的大小为I ＝3Bωr 22R .(2)根据能量守恒定律，外力的功率P 等于安培力与摩擦力的功率之和，即P ＝BIr v ＋f v ，而f ＝μmg解得P ＝9B 2ω2r 44R ＋3μmgωr 2. 【答案】 (1)方向为C →D 大小为3Bωr 22R(2)9B 2ω2r 44R ＋3μmgωr 2模块综合测评(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，在每小题给出的四选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10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)1．一闭合线圈置于磁场中，若磁感应强度B 随时间变化的规律如图1乙所示，线圈中感应电动势E 随时间t 变化的图象是( )图1【解析】由E＝ΔΦΔt＝ΔBΔt·S可知，因磁感应强度B随时间变化的变化率ΔBΔt是分段恒定的，因此电动势E随时间变化的规律也是分段恒定的，故D正确．【答案】 D2．如图2所示电路中，线圈L与灯泡L A并联，当合上开关S后灯L A正常发光．已知，线圈L的电阻小于灯泡L A的电阻．则下列现象可能发生的是()图2A．当断开S时，灯泡L A立即熄灭B．当断开S时，灯泡L A突然闪亮一下，然后逐渐熄灭C．若把线圈L换成电阻，断开S时，灯泡L A逐渐熄灭D．若把线圈L换成电阻，断开S时，灯泡L A突然闪亮一下，然后逐渐熄灭【解析】当断开S时，线圈L产生断电自感，灯泡L A突然闪亮一下，然后逐渐熄灭，B项正确，A项错误；若把线圈L换成电阻，断开S时，灯炮L A 立即熄灭，C、D均错误．【答案】 B3．理想变压器原、副线圈匝数之比n1∶n2＝2∶1，且在输入、输出回路中分别接有相同的纯电阻，如图3所示，原线圈接在电压为U的交流电源上，则副线圈的输出电压为()图3A.U2B．U3C ．25UD ．34U【解析】 设原线圈中的电流为I ，则副线圈中的电流为2I ；设原线圈的输入电压为U 1，则副线圈的输出电压为U 2＝U 12＝2IR ，所以U 1＝4IR ，而U ＝IR ＋U 1＝5IR ，所以副线圈的输出电压为U 2＝25U ，故正确选项为C.【答案】 C4.如图4所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L 供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其他条件不变，则( )图4A ．小灯泡变亮B ．小灯泡变暗C ．原、副线圈两端电压的比值不变D ．通过原、副线圈电流的比值不变【解析】 由于家庭电路上理想变压器为降压变压器，故n 1>n 2，当原、副线圈减少相同的匝数时，其变压比n ′1n ′2变大，根据U 1U 2＝n ′1n ′2，U 1一定，U 2变小，故小灯泡变暗，选项A 错误，选项B 正确；由U 1U 2＝n ′1n ′2知，原、副线圈电压的比值变大，选项C 错误；根据I 1I 2＝n ′2n ′1，则通过原、副线圈电流的比值变小，选项D 错误．【答案】 B5．为了能安全对某一高电压U 、大电流I 的线路进行测定，图中接法可行的是(绕组匝数n 1>n 2)( )【解析】电流互感器是将大电流变成便于测量的小电流，由I1I2＝n2n1知I2＝n1n2I1，副线圈的匝数应大于原线圈的匝数且测量时应串联在被测电路中，A、C错误；电压互感器是将高电压变成低电压，由U1U2＝n1n2知U2＝n2n1U1，n1应大于n2，且测量时应并联在待测电路中，B正确，D错误．【答案】 B6．两金属棒和三根电阻丝如图5连接，虚线框内存在均匀变化的匀强磁场，三根电阻丝的电阻大小之比R1∶R2∶R3＝1∶2∶3，金属棒电阻不计．当S1、S2闭合，S3断开时，闭合的回路中感应电流为I，当S2、S3闭合，S1断开时，闭合的回路中感应电流为5I；当S1、S3闭合，S2断开时，闭合的回路中感应电流是()图5A．0 B．3IC．6I D．7I【解析】由R1∶R2∶R3＝1∶2∶3得令R1＝R，R2＝2R，R3＝3R.S1、S2闭合时R1，R2组成闭合回路，有E1＝3IR；S2、S3闭合时R2，R3组成闭合回路，有E2＝25IR；则S1、S3闭合时R1，R3组成闭合回路，有E1＋E2＝4I x R，所以I x ＝7I.【答案】 D7．如图6所示，A是长直密绕通电螺线管．小线圈B与电流表连接，并沿A的轴线Ox从O点自左向右匀速穿过螺线管A.下面4个选项能正确反映通过电流表中电流I随x变化规律的是()图6【解析】通电螺线管产生稳定的磁场，磁场特征为：两极附近最强且不均匀，管内场强近似匀强．当小线圈穿过两极时，因磁场不均匀，故穿过小线圈的磁通量发生变化，产生感应电流，且因磁场的变化不同，故在小线圈中感应出方向相反的电流，小线圈在螺线管内部运动时，因穿越区域的磁感应强度不变，小线圈中没有感应电流产生．【答案】 C8．电吉他中电拾音器的基本结构如图7所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音．下列说法正确的有()图7A．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作B．取走磁体，电吉他将不能正常工作C．增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势D．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化【解析】铜不能被磁化，铜质弦不能使电吉他正常工作，选项A错误；取走磁体后，弦的振动无法通过电磁感应转化为电信号，音箱不能发声，选项B知，线圈的感应电动势正确；增加线圈匝数，根据法拉第电磁感应定律E＝NΔΦΔt变大，选项C正确；弦振动过程中，线圈中感应电流的磁场方向发生变化，则感应电流的方向不断变化，选项D正确．【答案】BCD9．照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的．可是我们在晚上七、八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些．这是因为用电高峰时() A．总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，每盏灯两端的电压较低B．总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，通过每盏灯的电流较小C．总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，输电线上损失的电压较大D．总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，每盏灯两端的电压较低【解析】在晚上七、八点钟时，电路上并联的灯较多，则根据并联电路的特点可知，此时总电阻比深夜时小，再由欧姆定律可知，供电线路上的电流大，输电线上损失的电压U损＝IR增大，每盏灯两端的电压也就较低．【答案】CD10．如图8所示边长为L的正方形闭合线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，以一条边为轴，以角速度ω匀速转动，转轴与B垂直，线圈总电阻为R，导线电阻不计，下列说法正确的是()图8A．电压表示数为BL2ω/8B．电压表示数为2BL2ω/8C．线圈转一周产生热量为πB2L4ω/R D．线圈转一周产生热量为2πB2L4ω/R【解析】由E m＝BL2ω，U有效＝E m2＝2BL2ω2，电压表测量的为14R上的电压，则U＝U有效4＝2BL2W8，Q＝⎝⎛⎭⎪⎫BL2ω2R2·R·T＝πB2L4ωR，故B、C正确．【答案】BC二、非选择题(本题3小题，共40分)11．(10分)(1)按图9所示连接好电路，合上S和S′，发现小灯泡不亮，用电吹风对热敏电阻吹一会儿，会发现小灯泡发光了，原因是________________________________________________________________．图9(2)若将热敏电阻换成光敏电阻，合上S和S′，发现小灯泡发光，用黑纸包住光敏电阻后，小灯泡熄灭，其原因是___________________________________ _________________________________________________________________.【解析】(1)热敏电阻阻值较大，左侧电路电流较小，电磁铁磁性较弱，吸不住衔铁，小灯泡不亮，电吹风对热敏电阻加热，使其阻值变小，电路中电流增大，电磁铁磁性增强吸住衔铁，使上、下触点接触，小灯泡发光；(2)用黑纸包住后，光敏电阻的阻值增大，左侧电路电流减小，继电器触点断开，造成小灯泡熄灭．【答案】见解析12．(15分)如图10甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场．已知线圈的匝数n ＝100匝，总电阻r ＝1.0 Ω，所围成矩形的面积S ＝0.040 m 2，小灯泡的电阻R ＝9.0 Ω，磁场的磁感应强度按如图乙所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为e ＝nB m S 2πT ·cos 2πT t ，其中B m 为磁感应强度的最大值，T 为磁场变化的周期，不计灯丝电阻随温度的变化，求：甲 乙图10(1)线圈中产生感应电动势的最大值；(2)小灯泡消耗的电功率；(3)在磁感应强度变化的0～T 4的时间内，通过小灯泡的电荷量．【解析】 (1)由图象知，线圈中产生的交变电流的周期T ＝3.14×10－2 s ， 所以E m ＝nB m Sω＝2πnB m ST ＝8.0 V .(2)电流的最大值I m ＝E m R ＋r ＝0.80 A 有效值I ＝I m 2＝225 A 小灯泡消耗的电功率P ＝I 2R ＝2.88 W.(3)在0～T 4时间内，电动势的平均值E －＝nS ΔB Δt平均电流I －＝E－R ＋r ＝nS ΔB(R ＋r )Δt流过灯泡的电荷量Q ＝I －Δt ＝nS ΔB R ＋r＝4.0×10－3 C ．【答案】 (1)8.0 V (2)2.88 W (3)4.0×10－3 C13．(15分)如图11甲所示，两根足够长的直金属导轨MN 、PQ 平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L.M、P两点间接有阻值为R的电阻．一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直．整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下．导轨和金属杆的电阻可忽略．让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦．图11(1)由b向a方向看到的装置如图14乙所示，请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图；(2)在加速下滑过程中，当ab杆的速度大小为v时，求ab杆中的电流及其加速度的大小；(3)求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值．【解析】(1)如图所示，重力mg，竖直向下；支持力N，垂直斜面向上；安培力F，沿斜面向上．(2)当ab杆速度为v时，感应电动势E＝BL v，此时电路中电流I＝ER＝BL vRab杆受到安培力F＝BIL＝B2L2v R根据牛顿运动定律，有ma＝mg sin θ－F＝mg sin θ－B2L2v R，a＝g sin θ－B2L2v mR.(3)当B2L2vR＝mg sin θ时，ab杆达到最大速度v m＝mgR sin θB2L2.【答案】(1)见解析(2)BL vR g sin θ－B2L2vmR(3)v m＝mgR sin θB2L2。
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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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()。
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。
人教版高中物理选修3-2综合测试题(二)
人教版高中物理选修3-2综合测试题（二）一、选择题（共10小题，每题5分，共50分）1.变压器原线圈中接有正弦交流电源，三个线圈的匝数分别为n 1、n 2、n 3，线圈中所加电压分别如图1所示，则（ ）A ． 若S 1闭合，S 2断开，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，副线圈n 2中电流增大，灯泡亮度变暗B ．若S 1断开，S 2闭合，置于副线圈n 3中平行金属板间的原来静止的带电粒子（重力不计）一定做来回的往复运动（设板间距足够大）C ．若S 1、S 2均闭合，用I 1m 、I 2m 、I 3m 分别表示相应线圈中的电流最大值，则n 1I 1m ＝n 2I 2m ＋n 3I 3mD ． 若S 1、S 2均闭合，I 1U 1=I 2U 2+I 3U 32.如图2所示，Q 为用毛皮摩擦过的橡胶圆盘，由于它的转动使金属环P 中产生了如图所示的感应电流，则Q 盘的转动情况是( )A ．顺时针加速转动B ．逆时针加速转动C ．顺时针减速转动D ．逆时针减速转动3.M 和N 是绕在一个环形铁芯上的两个线圈，绕法和线路如图3所示，现将开关S 从a 处断开，然后合向b 处，在此过程中，通过电阻R 2的电流方向是（ ）A ．先由c 流向d ，后又由c 流向dB ．先由c 流向d ，后由d 流向cC ．先由d 流向c ，后又由d 流向cD ．先由d 流向c ，后由c 流向d4．金属杆a b 水平放置在某高处，当它被平抛进入方向竖直向下的匀强磁场中时，如图4所示，以下说法中正确的是（ ）A ．运动过程中感应电动势大小不变，且U a ＞U bB ．运动过程中感应电动势大小不变，且U a ＜U bC ．由于速率不断增大，所以感应电动势不断变大，且U a ＞U bD ．由于速率不断增大，所以感应电动势不断变大，且U a ＜U b5．关于双金属片说法正确的是图4A．双金属片随温度的变化,两种金属的形变量不一样B．当温度升高时,双金属片向膨胀系数大的金属那边弯曲C．温度升高时双金属片向膨胀系数小的金属那边弯曲D．温度降低时,双金属片向热膨胀系数大的那边弯曲6.中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后农村电价过高，农民负担过重。
【高考物理专题复习】高中物理选修3-2模块测试(全册)
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.现用一水平向右的外力 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 始终垂直于框架.图二为一段时间内金属杆受到的安
培力 f 随时间 t 的变化关系，则图三中可以表示外力 F 随时间 t 变化关系的图象是（B）
让匀强磁场以某一速度水平向右匀速移动，则（ABC） 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
Ab
B
a b
D
C
D.电容器 a、b 两极板分别带上正电和负电
9.如图一所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架 cdeg 处于方向竖直向下的匀强
合与断开时，A、B 的亮度情况是（AC） A.S 闭合时，A 立即亮，然后逐渐熄灭 B.S 闭合时，B 立即亮，然后逐渐熄灭 C.S 闭合足够长时间后，B 发光，而 A 不发光
L
R
B
CA
S
D.S 闭合足够长时间后，B 立即熄灭发光，而 A 逐渐熄灭
6.铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置.能产生匀强磁
选修 3-2 综合测试（1）
一、选择题
1.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
度的大小随时间变化。下列说法
B
①当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小
②当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大
③当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大
④当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变
F
F
F
人教版高中物理选修3-2高二年级电磁感应单元测试卷.docx
桑水高中物理学习材料桑水制作长郡中学高二年级物理电磁感应单元测试卷时量60分钟 命题人：张岳斌说明：请把选择题的答案都填在答卷上一、不定项选择题（本题包括10小题，每小题6分，共60分。
） 1、关于磁通量，下列说法中正确的是A 、磁感应强度越大，线圈的面积越大，穿过线圈的磁通量就越大B 、穿过线圈的磁通量为零，表明该处的磁感应强度为零C 、穿过线圈的磁通量为零，该处的磁感应强度不一定为零D 、磁通量的变化可能是由于磁感应强度的变化引起的，也可能是由于线圈面积的变化引起的，还可以是由于线圈与磁场方向夹角的变化而引起的2、关于产生感应电流的条件，下列说法正确的是 A 、位于磁场中的闭合线圈，一定能产生感应电流B 、闭合线圈和磁场发生相对运动，一定能产生感应电流C 、闭合线圈做切割磁感线运动，一定能产生感应电流D 、穿过闭合线圈的磁通量发生变化，一定能产生感应电流3、如图为两组同心闭合线圈的俯视图，若内线圈通有图示的I 1方向的电流，则当I 1增大时外线圈中的感应电流I 2的方向及I 2受到安培力F 的方向分别是A 、I 2顺时针方向，F 沿半径指向圆心B 、I 2顺时针方向，F 沿半径背离圆心向外C 、I 2逆时针方向，F 沿半径指向圆心D 、I 2逆时针方向，F 沿半径背离圆心向外4、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I 1 dca桑水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5、如图所示，ab 是水平面上一个圆的直径，在过ab 的竖直平面内，有一根通电导线ef ，已知ef 平行于ab ，当ef 竖直向上平移时，电流磁场穿过圆面的磁通量将A 、逐渐增加B 、逐渐减少C 、始终为零D 、不为零，但保持不变6、日光灯镇流器的作用是 A.起辉器触片接通时产生瞬时高压; B.日光灯正常发光时,降压限流;C.日光灯正常发光时使灯管两端的电压稳定在220V;D.日光灯正常发光时,不准电流流过灯管.7、如图所示在匀强磁场中，MN 、PQ 是两条平行的金属导轨，而ab 、cd 为串有伏 特表和安培表的两根金属棒，当两棒以相同的速度向右运动，正确的有 A 、电压表有读数，电流表有读数 B 、电压表无读数，电流表无读数 C 、电压表有读数，电流表无读数D 、电压表无读数，电流表有读数8、如图甲所示，闭合导体线框abcd 从高处自由下落，落入一个有界匀强磁场中，从bc 边开始进入磁场到ad 边即将进入磁场的这段时间里，在图乙中表示线框运动过程中的感应电流--时间图象的可能是9、如图所示的电路，D 1和D 2是两个相同的小电珠，L 是一个自感系数相当大的线圈，其电阻与R 相同，由于存在自感现象，在电键K 接通和断开时，灯泡D 1和D 2先后亮暗的次序是：A ．接通时D 1先达最亮，断开时D 1后暗； af b e R× ×L D 1 D 2Ka cV A MN Pb Q d桑水B ．接通时D 2先达最亮，断开时D 2后暗；C ．接通时D1先达最亮，断开时D 1先暗； D ．接通时D 2先达最亮，断开时D 2先暗。
【复习卷】物理选修3-2第一、第二章复习卷及答案
物理选修3-2第一、第二章复习卷班级：：座号姓名：一、单项选择题：1.关于电磁感应，下列说法正确的是（）A．导体相对磁场运动，导体内一定会产生感应电流B．导体作切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流C．闭合电路在磁场中作切割磁感线运动，电路中一定会产生感应电流D．穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定会产生感应电流2. 如图所示，有导线ab长0.2m，在磁感应强度为0.8T的匀强磁场中，以3m/s的速度做切割磁感线运动，导线垂直磁感线，运动方向跟磁感线及直导线均垂直.磁场的有界宽度L=0.15m，则导线中的感应电动势大小为( )A．0.48V B．0.36V C．0.16V D．0.6V3．在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中，金属杆PQ在宽为L的平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，PQ中产生的感应电动势为e1；若磁感应强度增为2B，其它条件不变，所产生的感应电动势大小变为e2．则e1与e2之比及通过电阻R的感应电流方向为（）A．2:1，b→a B．1:2，b→a C．2:1，a→bD．1:2，a→b4．如图所示，AB为固定的通电直导线，闭合导线框P与AB在同一平面内。
当P远离AB做匀速运动时，它受到AB的作用力为（）A．零 B．引力，且逐步变小C．引力，且大小不变 D．斥力，且逐步变小5. 在研究自感现象的实验中，用两个完全相同的灯泡a、b分别与自感系数很大的自感线圈L和定值电阻R组成如图所示的电路（自感线圈的直流电阻与定值电阻R的阻值相等），闭合开关S达到稳定后两灯均可以正常发光. 关于这个实验下面的说法中正确的是（）A．闭合开关的瞬间，通过a灯和b灯的电流相等B．闭合开关后，a灯先亮，b灯后亮C．闭合开关，待电路稳定后断开开关，a、b两灯过一会同时熄灭D．闭合开关，待电路稳定后断开开关，b灯先熄灭，a灯后熄灭6．如图甲中，虚线右侧存在垂直纸面指向纸内的匀强磁场，半圆形闭合线框与纸面共面，绕过圆心O且垂于纸面的轴匀速转动。
人教版物理选修3-2模块测试题 (优选.)
wo最新文件---------------- 仅供参考--------------------已改成-----------word文本--------------------- 方便更改rd人教版物理选修3-2模块测试题一、选择题1．下述关于是否产生感应电流的说法，正确的是（）A．位于磁场中的闭合线圈，一定能产生感应电流B．闭合线圈和磁场有相对运动，一定能产生感应电流C．闭合线圈作切割磁感线运动，一定能产生感应电流D．穿过闭合线圈的磁感应线条数发生变化，一定能产生感应电流2．关于感应电动势，下列说法中正确的是（）A．跟穿过闭合电路的磁通量大小有关B．跟穿过闭合电路的磁通量的方向有关C．跟穿过闭合电路的磁通量的变化快慢有关D．跟电路的电阻大小有关3．当一段直导体棒在匀强磁场中，匀速切割磁感线运动时（）A．一定产生感应电流B．一定产生焦耳热C．一定受到磁场力作用D．一定产生感应电动势4．在图1中，线圈M和线圈P绕在同一铁芯上，则（）A．当闭合开关S的一瞬时，线圈P里没有感应电流B．当闭合开关S的一瞬时，线圈P里有感应电流C．当断开开关S的一瞬时，线圈P里没有感应电流D．当断开开关S的一瞬时，线圈P里有感应电流5．如图2所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度。
两个相同的磁性小球，同时从A、B管上端的管口无初速释放，穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到底面。
下面对于两管的描述中可能正确的是（）A．A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的B．A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的C．A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的D．A管是用胶木制成的，B管是用铝制成的图2 图16．如图3所示，光滑绝缘的水平面上有两个离得很近的导体环a、b。
将条形磁铁沿它们的正中竖直向下移动（不到达该平面），关于a、b环的移动情况，下列说法中正确的是（）A．保持静止B．相互靠近C．相互远离D．因磁体的N极在哪边未知，无法判断7．在赤道上空，一根沿东西方向的水平导线自由落下，则导线上各点的电势正确的说法是（）A．东端较高B．西端较高C．中点较高D．各点电势相同8．某电容器两端所允许加的最大直流电压是250 V。
人教版高中物理选修3-2高二单元考试试卷.docx
高中物理学习材料桑水制作湖北省示范高中2010—2011学年度高二物理单元考试试卷《电 磁 感 应》一、选择题(12×5分)1.闭合铜环与闭合金属框相接触放在匀强磁场中，如图所示，当铜环向右移动时，金属框架不动，下列说法中正确的是A.铜环中没有感应电流产生，因磁通量没有变化B.金属框中没有感应电流产生，因磁通量没有变化C.铜环中没有感应电流产生，金属框中有感应电流产生D.铜环和金属框中都有感应电流产生2.如图所示，是一种延时开关，当开关S 1闭合时，电磁铁F 将衔铁D 吸下，C 线路接通；当开关S 1断开时，由于电磁感应作用，D 将延时一段时间才被释放，则A.由于A 线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D 的作用B.由于B 线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D 的作用C.如果断开B 线圈的开关S 2，无延时作用D.如果断开B 线圈的开关S 2，延时将变长3.如图所示，MN 、PQ 为两条平行的水平放置的金属 导轨，左端接有定值电阻R ，金属棒ab 斜放在两导轨之 间，与导轨接触良好，磁感应强度为B 的匀强磁场垂直 于导轨平面，设金属棒与两导轨接触点之间的距离为L ， 金属棒与导轨间夹角为60°，以速度v 水平向右匀速运 动，不计导轨和棒的电阻，则流过金属棒中的电流为A.I =RBLvB.I =RBLv23 C.I =RBLv2 D.I =RBLv33 × × × × × ×× × × × × × × × × × × ×a b c d e f g h4.如图甲所示，长直导线与闭合金属线框固定于同一平面内，长直导线中的电流i 随时间t 的变化关系如图乙所示，在0～T /2时间内，直导线中电流向上，则在T /2～T 时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力情况是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 5.如图所示，一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通 电直导线的正下方，直导线与圆环在同一竖直平面内，假定圆 环不发生转动，当通电直导线中电流增大时，弹性环的面积S 和橡皮绳的长度L 将A.S 增大，L 变长B.S 减小，L 变短C.S 增大，L 变短D.S 减小，L 变长6.如图所示，电灯A 和B 与固定电阻的阻值均为R ，L 是自感系数较大的线圈，当S 1闭合、S 2断开且电路稳定时A 、B 亮度相同；再闭合S 2，待电路稳定后将S 1断开；下列说法中正确的是A.B 灯立即熄灭B.A 灯将比原来更亮一些后再熄灭C.有电流通过B 灯，方向为c →dD.有电流通过A 灯，方向为b →a7.关于日光灯的启动器和镇流器的作用，下列说法中正确的是 A.日光灯点亮后，启动器的动、静触片是接触的 B.日光灯点亮后，启动器不再起作用C.日光灯点亮后，镇流器起产生瞬时高压的作用D.日光灯点亮后，镇流器不再起作用8.如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，一个矩形闭合导线框abcd ，沿纸面由位置1(左)匀速运动到位置2(右)，则A.导线框进入磁场时，感应电流方向为a →b →c →d →aB.导线框离开磁场时，感应电流方向为a →d →c →b →aC.导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右D.导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左 1 29.如图所示EF 、GH 为平行的金属导轨，其电阻不计，R 为电阻器，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I 1和I 2分别表示图中该处导线中的电流，则当横杆ABA.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=0a b c d a b cd B · · · · · · · ·· · · ·· · · ·D.加速滑动时，I1≠0，I2≠010.如图所示，矩形线圈长为L，宽为h，电阻为R，质量为m，由空中某一高度自由落下，加速穿过一匀强磁场区域，磁区的宽度也为h.设矩形线圈刚进入磁区时的动能为E k1，刚穿出磁区时的动能为E k2，这一过程中产生的焦耳热为Q，线圈克服磁场力做的功为W1，重力做的功为W2，不计空气阻力，则下列关系式中正确的是A.Q=E k1－E k2B.Q=W2－W1C.Q=W1D.Q=W211.如图所示，光滑固定的金属导轨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A.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g12.如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面，有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，受到安培力的大小为F.此时FvA.电阻R1消耗的热功率为3FvB.电阻R2消耗的热功率为6C.整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgv cosθD.整个装置消耗的机械功率为(F+μmg cosθ)v二、计算题(5×12分)13.如图所示，半径为R，单位长度为λ的均匀导体圆环固定在水平面上，圆环中心为O，匀强磁场垂直于水平面方向向下，磁感应强度为B，平行于直径MON的导体杆，沿垂直于杆的方向向右运动，杆的电阻可以忽略不计，杆与圆环接触良好，某时刻杆的位置如图所示，∠aOb=2θ，速度为v，求此时刻作用在杆上的安培力的大小.14.如图所示，在一对平行的金属导轨的上端连接一阻值为R的定值电阻，两导轨所决定的平面与水平面成30°角，若将一质量为m、长为L的导体棒ab垂直于两导轨放在导轨上，并使其由静止开始下滑，已知导体棒电阻为r，整个装置处在垂直于导轨平面的匀强磁场中，磁感应强度为B，求导体棒最终下滑的速度及电阻R最终的发热功率分别为多少.(导轨足够长，磁场足够大，不计导轨电阻和摩擦)15.如图甲所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距l=0.20m，电阻R=1.0Ω，有一导体棒静止地放在轨道上，与两轨道垂直，棒及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向下，现用一水平力F沿轨道方向拉棒，使之做匀加速运动，测得力F与时间t的关系图像如图乙所示，求棒的质量m和加速度a.16.如图所示，两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内，距离为L=0.2m，在导轨的一端接有阻值为R=0.5Ω的电阻，在x≥0处有一与水平面垂直的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T.一根质量为m=0.1kg的金属直杆垂直放置在导轨上，并以v0=2m/s的初速度进入磁场，在安培力和一垂直于杆的水平外力F的共同作用下做匀变速直线运动，加速度大小为a=2m/s2，方向与初速度方向相反，设导轨和金属杆的电阻都可以忽略，且接触良好，求：(1)电流为零时金属杆所处的位置；(2)电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F的大小和方向；(3)保持其他条件不变，而初速度v0取不同值，求开始时F的方向与初速度v0的取值的关系.17.如图所示，将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为b、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里，线框向上离开磁场时的速度刚好是进入磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进入磁场，整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力f，且线框不发生转动.求：(1)线框在下落阶段匀速进入磁场时的速度v2；(2)线框在上升阶段刚离开磁场时的速度v1；(3)线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q.湖北省示范高中2010—2011学年度高二物理单元考试试卷《电磁感应》答题卷班级姓名学号总分栏选择题13 14 15 16 17一、选择答题栏(60分)1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 题号答案13题14题15题16题17题湖北省示范高中2010—2011学年度高二物理单元考试试卷《电磁感应》参考答案一、选择答题栏(60分)B 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案DBCBCDADBCDDCADBCD13.导体切割磁感线相当于电源，外电路由两部分圆弧并联而成. ab 部分长为2R sin θ，切割磁感线产生的感应电动势为 E =B (2R sin θ)v ①此时弧acb 的电阻为2λR (π－θ)，弧adb 的电阻为2λR θ. 并联后电阻为πθπθλθλθπλθλθπλ)(22)(22)(2-=+-⋅-=R R R R R r②杆中电流rEI =③①②代入③得)(sin θπλθθπ-=Bv I所以安培力F =B ·ab ·I =B ·2R sin θ·)(sin 2)(sin 22θπλθθπθπλθθπ-=-Rv B Bv14.解法一：导体棒由静止释放后，加速下滑，受力情况如图所示，由右手定则判定棒中电流方向由b →a ，由左手定则判定，受安培力沿斜面向上，随着棒的下滑速度不断增大，安培力F 增大，加速度减小，导体棒做变加速运动，当加速度a =0时，速度达到最大，即最终下滑速度，此时导体棒受力平衡，有 mg sin30°=F =BIL ①其中I =rR BLv r R E m +=+ ②由①②解得222)(L B r R mg v m +=热功率P =I 2R =222224)2(L B Rg m R BL mg = 解法二：当棒匀速下滑时，重力做正功，安培力做负功，导体棒的重力势能的BFb mgF N ×减少等于回路中电能的增加，P G =P 电，即mgv m sin30°=rR E +2① 其中E =BLv m②由①②得222)(L B r R mg v m +=由R 和r 串联，功率分配关系为P R =r R R +P 电=r R R+mgv m sin30°=22224L B R g m15.外力F 作用于导体棒上，使之做匀加速直线运动，导体棒切割磁感线产生的感应电动势必均匀增加，感应电流均匀增加，安培力均匀增加，这样就导致外力F 随时间t 均匀增加，利用法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿第二定律找出外力F 随时间变化的函数关系，再从图像上取两点的坐标(0，1)和(30，4)代入，解方程组即可得出答案.导体棒在轨道上做匀加速直线运动，用v 表示其速度，t 表示时间，则有 v =at ① 导体棒切割磁感线，将产生感应电动势E =Blv ②在导体棒、轨道和电阻组成的闭合回路中产生电流I =RE ③导体棒受到的安培力为f =IBl④ 根据牛顿第二定律，有F －f =ma⑤联立以上各式，得at Rl B ma F 22+=⑥由图像上取两点的坐标(0，1)和(30，4)代入⑥式，可解得a =10m/s 2，m =0.1kg. 16.(1)感应电动势E =BLv ，I =RE，故I =0时，v =0 所以x =av 220=1m.(2)由题知，金属杆先向右做匀减速直线运动，而后向左做匀加速直线运动，则刚开始向右运动和刚回到原出发点时速度大小相等，方向相反，均为v 0，故最大电流RBLv I m 0=. 当I =RBLv I m 2210=时，受到的安培力为 5.0222.05.0222022⨯⨯⨯===R v L B BIL f N=0.02N.当金属杆向右运动时，由F +f =ma 得F =ma －f =0.1×2－0.02=0.18N ，方向与x 轴正方向相反；当金属杆向左运动时，由F －f =ma 得F =ma +f =0.22N ，方向与x 轴正方向相反.(3)开始时v =v 0，安培力f =BI m L =R v L B 022，取向左为正方向.由F +f =ma 得F =ma －f =ma －Rv L B 022当ma <R v L B 022，即v 0>22L B maR =10m/s 时，F <0，方向与x 轴正向相同(向右)；当ma >Rv L B 022，即v 0<10m/s 时，F >0，方向与x 轴正向相反(向左).17.(1)线框在下落阶段匀速进入磁场瞬间有mg =f +R v a B 222，解得v 2=22)(a B Rf mg -(2)由动能定理，线框从离开磁场至上升到最高点的过程(mg +f )h =21mv 12①线圈从最高点落至进入磁场瞬间：(mg －f )h =21mv 22②由①②得v 1=22222)(aB Rfmg v f mg fmg -=-+ (3)线框在向上通过磁场过程中，由能量守恒定律有：—————————— 新学期 新成绩 新目标 新方向 ——————————桑水 21mv 02－21mv 12=Q +(mg +f )(a +b ) v 0=2v 1Q =))((])[(2344222b a f mg aB R f mg m ++--。
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《电磁感应》《楞次定律和自感现象》单元测试
一、选择题（本题共12小题每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，只有一个正确）
1、关于电磁感应，下列说法正确的是（）
A．导体相对磁场运动，导体内一定会产生感应电流
B．导体作切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流
C．闭合电路在磁场中作切割磁感线运动，电路中一定会产生感应电流
D．穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定会产生感应电流
2、闭合线圈中感应电流大小与穿过线圈的磁通量之间的关系的下列说法，不可能的是（）
A．穿过线圈的磁通量很大而感应电流为零
B．穿过线圈的磁通量很小而感应电流很大
C．穿过线圈的磁通量变化而感应电流不变
D．穿过线圈的磁通量变化而感应电流为零
3、关于自感电动势的大小，下列说法正确的是（）
A．跟通过线圈的电流大小有关B．跟线圈中的电流变化大小有关
C．跟线圈中的电流变化快慢有关D．跟穿过线圈的磁通量大小有关
4．如图1-9-2所示，AB为固定的通电直导线，闭合导线框P与AB在同一平面内。
当P远离AB做匀速运动时，它受到AB的作用力为（）
A．零B．引力，且逐步变小
C．引力，且大小不变D．斥力，且逐步变小
5．如图1-9-3所示，从匀强磁场中把不发生形变的矩形线圈匀速拉出磁场区，如果两次拉出的速度之比为1∶2，则两次线圈所受外
力大小之比F1∶F2、线圈发热之比Q1∶Q2、
A．F1∶F2＝2∶1，Q1∶Q2＝2∶1 B．F1∶F2＝1∶2，Q1∶Q2＝1∶2 C．F1∶F2＝1∶2，Q1∶Q2＝1∶2 D．F1∶F2＝1∶1，Q1∶Q2＝1∶1 6．如图1-9- 4所示，电阻R和线圈自感系数L的值都较大，电
感线圈的电阻不计，A、B是两只完全相同的灯泡，当开关S
闭合时，电路可能出现的情况是
A．B比A先亮，然后B熄灭B．A比B先亮，然后A熄灭C．A、B一起亮，然后A熄灭D．A、B一起亮，然后B熄灭图1-9-2
图1-9-3图1-9-4
7．有一等腰直角三角形形状的导线框abc ，在外力作用下匀速地经过一个宽为d 的有限范围的匀强磁场区域，线圈中产生的感应电流i 与沿运动方向的位移x 之间的函数图象是如图1-9-6中的（ ）
8. 如图所示的电路中，A 1和A 2是完全相同的灯泡，线圈L 的电阻可以忽略．下列说法中正确的是（ ）
A ．合上开关S 接通电路时，A 2先亮，A 1后亮，最后一样亮
B ．合上开关S 接通电路时，A 1和A 2始终一样亮
C ．断开开关S 切断电路时，A 2立刻熄灭，A 1过一会儿才熄灭
D ．断开开关S 切断电路时，A 1和A 2都要过一会儿才熄灭
9．如图所示，ef 、gh 为两水平放置相互平行的金属导轨,ab 、cd 为搁在导轨上的两金属棒，与导轨接触良好且无摩擦．当一条形磁铁向下靠近导轨时，关于两金属棒的运动情况的描述正确的是（ ）
A ．如果下端是N 极，两棒向外运动，
B ．如果下端是S 极，两棒向外运动，
C ．不管下端是何极性，两棒均向外相互远离
D ．不管下端是何极性，两棒均相互靠近
10.如图所示，平行导轨左端串有定值电阻R ，其它电阻不计．匀强磁场的方向垂直于纸面向里．原来静止的导体棒MN 受水平向右的恒力F 的作用而向右运动．以下关于回路中感应电流I 随时间变化规律的图象正确的是（ ）
A. B. C. D.
11．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 0、下弧
长为d 0的金属线框的中点联结并悬挂于O 点，悬点正下方存在一个上弧长为
2 l 0、下弧长为2 d 0的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且d 0＜＜L ，先将线框拉
开到如图所示位置，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（ ）
图1-9-6
O
A ．金属线框进入磁场时感应电流的方向为a →d →c →b →a
B ．金属线框离开磁场时感应电流的方向为a →d →c →b →a
C ．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 ．金属线框最终将停在最低点
12.动圈式话筒和磁带录音机都应用了电磁感应现象．图a 是话筒的原理图，图b 、c 分别是录音机的录、放原理图．
由图可知，以下说法错误的是（ ）
A.话筒工作时，磁铁不动，音圈随膜片振动而产生感应电流
B.录音机放音时，变化的磁场在静止的线圈内激发起感应电流
C.录音机放音时，线圈中变化的电流在磁头缝隙中产生变化的磁场
D.录音机录音时，线圈中变化的电流在磁头缝隙中产生变化的磁场
二、实验题（每空2分，共10分。
把答案直接写在题中的横线上） 13．如图，一闭合线圈a 悬挂在一个通电长螺线管的左侧，如 果要使线圈中产生图示方向的感应电流，滑动变阻器的滑片P 应向______滑动。
要使线圈a 保持不变，应给线圈施加一水平向_______的外力。
（填“左”或“右”）
14．如图，条形磁铁在光滑水平面上以一定的初速度向左运动时，磁铁将受
到线圈给它的____________（填吸引或排斥），磁铁的机械能_________（填变大、
变小或不变），流过电阻R 的电流方向____________（填向左或向右）。
三、计算或论述题：（本题共3小题，共 30分）
16．（10分）如图1-9-10所示，小灯泡的规格为“2V 、4W ”，连接在光滑水平
导轨上，两导轨相距0.1m ，电阻不计，金属棒ab 垂直搁置在导轨上，电阻1Ω，整
个装置处于磁感强度B =1T 的匀强磁场中，求：
（1）为使小灯正常发光，ab 的滑行速度多大？
（2）拉动金属棒ab 的外力的功率多大？ 图1-9-10
声波
a
b
c
17、（10分）如图所示，MN 为金属杆，在竖直平面内贴着光滑金属导轨下滑，导轨的间距l=10cm ，导轨上端接有电阻R=0.5Ω，导轨与金属杆电阻不计，整个装置处于B=0.5T 的水平匀强磁场中．若杆稳定下落时，每秒钟有0.02J 的重力势能转化为电能，则求MN 杆的下落速度
18.（10分）如图9-13所示，两根足够长的直金属导轨MN 、PQ 平行放置。
两导轨间距为0L ，M 、P 两点间接有阻值为R 的电阻。
一根质量为m 的均匀直金属杆ab 放在两导轨上，并与导轨垂直。
整套装置处于磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下。
导轨和金属杆的电阻可忽略。
让ab 杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦。
（1）由b 向a 方向看到的装置如图9-14，在此图中画出ab 杆下滑过程中某时刻的受力示意图；
（2）在加速下滑时，当ab 杆的速度大小为v 时，求此时ab 杆中的电流及其加速度的大小；
（3）求在下滑过程中，ab 杆可以达到的速度最大值。
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选修3-2第1、2单元单元考试试卷答案
图9-13 图9-14。