选修3-2人教版同步练习及解析-高二物理同步训练：5-2

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(完整word)人教版高中物理选修3-2课后习题参考答案

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高二下学期物理人教版选修3-2第5章交变电流同步练习(含答案)

2020—2021学年物理人教选修3—2第5章：交变电流含答案人教选修3—2第5章：交变电流1、如图所示，一单匝矩形线圈abcd，已知ab边长为l1，bc边长为l2，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．0.5Bl1l2ωsin ωt B．0.5Bl1l2ωcos ωtC．Bl1l2ωsin ωt D．Bl1l2ωcos ωt2、(多选)线圈在磁场中匀速转动产生的交流电动势为e＝10sin 20πt V，则下列说法正确的是()A．t＝0时，线圈平面位于中性面B．t＝0时，穿过线圈的磁通量最大C．t＝0时，导线切割磁感线的有效速度最大D．t＝0.4 s时，e达到峰值10 V3、如一个接在某直流电源上的电热器所消耗的电功率为P1，若把它接到电压最大值等于直流电压2倍的正弦交流电源上，该电热器所消耗的电功率为P2，则P1:P2为()A．2:1 B．1:2 C．1:1 D．1: 24、（双选）在图甲所示电路中,流过二极管D的电流i D如图乙所示,该电流可以看作是一个恒定电流和一个交变电流的叠加,流过电感和电容的电流分别为i L、i C.下列关于i L、i C随时间t变化的图象中,可能正确的是( )A. B. C. D.5、图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R=10Ω的电阻连接,与电阻并联的交流电压表为理想电压表,示数是10V.图乙是矩形线圈中磁通量Φ随时间t变化的图像.下列说法正确的是( )A.电阻R上消耗的电功率为20WB.t=0.02s时电阻R两端的电压瞬时值为零C.电阻R两端的电压u随时间t变化的规律是u=14.1cos100πt(V)D.通过电阻R的电流i随时间t变化的规律是i=1.41cos50πt(A)6、（双选）某电厂要将电能输送到较远的用户,输送的总功率为100kW,电厂输出电压仅为200V,为减少输送功率损失,先用一理想升压变压器将电压升高再输出,到达目的地后用理想降压变压器降压。

【人教版】物理高中选修3-2课时同步练习 (全书完整版)

（人教版）高中物理选修3-2（全册）课时同步练习汇总第四章第1、2节划时代的发现探究感应电流的产生条件课时达标训练新人教版选修3-2一、单项选择题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中产生电流C．插在通电螺线管中的软铁棒被磁化D．电流周围产生磁场2.如图所示, 矩形线框abcd 放置在水平面内, 磁场方向与水平方向成α角, 已知sinα＝45, 回路面积为S , 磁感应强度为B , 则通过线框的磁通量为( )A ．BS B.45BS C.35BS D.34BS3．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°)4．如图所示, 在匀强磁场中的矩形金属轨道上, 有等长的两根金属棒ab 和cd , 它们以相同的速度匀速运动, 则( )A ．断开开关S, ab 中有感应电流B ．闭合开关S, ab 中有感应电流C ．无论断开还是闭合开关S, ab 中都有感应电流D ．无论断开还是闭合开关S, ab 中都没有感应电流二、多项选择题5．我国已经制订了登月计划, 假如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, 通过观察电流表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, 如果电流表无示数, 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, 如果电流表有示数, 则可判断月球表面有磁场D ．将电流表与线圈组成闭合回路, 使线圈在某一平面内沿各个方向运动, 电流表无示数, 则不能判断月球表面有无磁场6.如图所示, 水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线, 以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系. 四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称放置, 两直导线中的电流大小与变化情况完全相同, 电流方向如图中所示, 当两直导线中的电流都增大时, 四个线圈a、b、c、d中感应电流的情况是( )A．线圈a中无感应电流 B．线圈b中有感应电流C．线圈c中有感应电流 D．线圈d中无感应电流7．如图所示, 线圈abcd在磁场区域ABCD中, 下列哪种情况下线圈中有感应电流产生( )A．把线圈变成圆形(周长不变)B．使线圈在磁场中加速平移C．使磁场增强或减弱D．使线圈以过ab的直线为轴旋转8．如图所示, 用导线做成圆形或正方形回路, 这些回路与一直导线构成几种位置组合(彼此绝缘), 下列组合中, 切断直导线中的电流时, 闭合回路中会有感应电流产生的是( )三、非选择题9.边长L＝10 cm的正方形线框固定在匀强磁场中, 磁场方向与线圈平面间的夹角θ＝30°, 如图所示, 磁感应强度随时间变化的规律为B＝(2＋3t)T, 则第3 s内穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ为多少?10.如图所示, 有一个垂直于纸面向里的匀强磁场, B 1＝0.8 T, 磁场有明显的圆形边界, 圆心为O , 半径为r ＝1 cm. 现在纸面内先后放上与磁场垂直的圆线圈, 圆心均在O 处, A 线圈半径为1 cm, 10匝; B 线圈半径为2 cm, 1匝; C 线圈半径为0.5 cm, 1匝. 问:(1)在B 减为B 2＝0.4 T 的过程中, A 线圈和B 线圈磁通量改变多少? (2)在磁场转过30°角的过程中, C 线圈中磁通量改变多少?答案1．解析: 选 B 磁场对电流产生力的作用属于通电导线在磁场中的受力情况; 插在通电螺线管中的软铁棒被磁化属于电流的磁效应; 电流周围产生磁场属于电流的磁效应; 而变化的磁场使闭合电路中产生电流属于电磁感应现象. 故正确答案为B.2．解析: 选B 在磁通量Φ＝BS 公式中, B 与S 必须垂直, 若B 与S 不垂直, 则S 要转化为垂直于B 的有效面积, 也可以将B 转化为垂直于S 的垂直分量, 故Φ＝BS ·sin α＝45BS . 3．解析: 选D 将线框向左拉出磁场的过程中, 线框的bc 部分做切割磁感线的运动, 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的运动, 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°, bc边将进入无磁场区, 那么线框中将不产生感应电流(60°～300°). 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面积的一半的乘积).4．解析: 选B 两根金属棒ab和cd以相同的速度匀速运动, 若断开开关S, 两根金属棒与导轨构成的回路中磁通量无变化, 则回路中无感应电流, 故选项A、C错误; 若闭合开关S, 两根金属棒与导轨构成的回路中磁通量发生变化, 则回路中有感应电流, 故B正确, D错误.5．解析: 选CD 当线圈平面与磁场方向平行时, 不论向哪个方向移动线圈, 穿过线圈的磁通量都不会变化, 所以也不会产生感应电流, 因此不能判断有无磁场存在; 若使闭合线圈沿某一方向移动时有感应电流产生, 则一定存在磁场. 故正确答案为C、D.6．解析: 选CD 根据安培定则可判断出电流产生的磁场方向, 线圈a中的磁场方向均垂直于纸面向里, 线圈c中的磁场方向均垂直于纸面向外, 线圈b、d中的合磁通量始终为零, 故增大两直导线中的电流时, 线圈a、c中的磁通量发生变化, 有感应电流产生, 而线圈b、d中无感应电流产生. 选项C、D正确, A、B错误.7．解析: 选ACD 选项A中, 线圈的面积变化, 磁通量变化, 故A正确; 选项B中, 无论线圈在磁场中匀速还是加速平移, 磁通量都不变, 故B错; 选项C、D中, 线圈中的磁通量发生变化, 故C、D正确.8．解析: 选CD 穿过线圈A中有效磁通量为ΦA＝Φ出－Φ进＝0, 且始终为零, 即使切断导线中的电流, ΦA也始终为零, A中不可能产生感应电流. B中线圈平面与导线的磁场平行, 穿过B的磁通量也始终为零, B中也不能产生感应电流. C中穿过线圈的磁通量, ΦΦ出, 即ΦC≠0, 当切断导线中电流后, 经过一定时间, 穿过线圈的磁通量ΦC减小为零, 进＞所以C中有感应电流产生. D中线圈的磁通量ΦD不为零, 当电流切断后, ΦD最终也减小为零, 所以D中也有感应电流产生.9．解析: 第3 s内就是从2 s末到3 s末, 所以, 2 s末的磁场的磁感应强度为B1＝(2＋3×2)T＝8 T3 s末的磁场的磁感应强度为B2＝(2＋3×3)T＝11 T则有ΔΦ＝ΔBS sin θ＝(11－8)×0.12×sin 30° Wb＝1.5×10－2 Wb答案: 1.5×10－2 Wb10．解析: (1)对A线圈, Φ1＝B1πr2,Φ2＝B2πr2磁通量的改变量|Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)×3.14×10－4 Wb＝1.256×10－4 Wb对B线圈, Φ1＝B1πr2, Φ2＝B2πr2磁通量的改变量|Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)×3.14×10－4 Wb＝1.256×10－4 Wb(2)对C线圈: Φ1＝Bπr2C, 磁场转过30°, 线圈仍全部处于磁场中, 线圈面积在垂直磁场方向的投影为πr2C cos 30°, 则Φ2＝Bπr2C cos 30°. 磁通量的改变量|Φ2－Φ1|＝Bπr2C(1－cos 30°)≈0.8×3.14×(5×10－3)2×(1－0.866) Wb≈8.4×10－6 Wb答案: (1)1.256×10－4 Wb 1.256×10－4 Wb (2)8.4×10－6 Wb第四章第4节法拉第电磁感应定律课时达标训练新人教版选修3-2一、单项选择题1．一金属圆环水平固定放置, 现将一竖直的条形磁铁, 在圆环上方沿圆环轴线从静止开始释放, 在条形磁铁穿过圆环的过程中, 条形磁铁与圆环( )A ．始终相互吸引B ．始终相互排斥C ．先相互吸引, 后相互排斥D ．先相互排斥, 后相互吸引2．如图甲所示, 长直导线与闭合金属线框位于同一平面内, 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T2～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, 安培力的合力方向向左B ．感应电流方向为逆时针, 安培力的合力方向向右C ．感应电流方向为顺时针, 安培力的合力方向向右D ．感应电流方向为逆时针, 安培力的合力方向向左3.如图所示, 通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环, 铜环平面与螺线管截面平行. 当电键S 接通瞬间, 两铜环的运动情况是( )A ．同时向两侧推开B ．同时向螺线管靠拢C ．一个被推开, 一个被吸引, 但因电源正负极未知, 无法具体判断D ．同时被推开或同时向螺线管靠拢, 因电源正负极未知, 无法具体判断4．电阻R 、电容器C 与一个线圈连成闭合回路, 条形磁铁静止在线圈的正上方, N 极朝下, 如图所示. 现使磁铁开始自由下落, 在N 极接近线圈上端过程中, 流过R 的电流方向和电容器极板的带电情况是( )A．从a到b, 上极板带正电B．从a到b, 下极板带正电C．从b到a, 上极板带正电D．从b到a, 下极板带正电5.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是以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杆的位置如图所示, 则此时刻( )A．电流表中电流的方向由c→d; 作用于ab的安培力向右B．电流表中电流的方向由c→d; 作用于ab的安培力向左C．电流表中电流的方向由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的安培力为零二、多项选择题6.如图所示, 闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在有界匀强磁场中, 将它从匀强磁场中匀速拉出, 以下各种说法中正确的是( )A．向左拉出和向右拉出时, 环中的感应电流方向相反B．向左或向右拉出时, 环中感应电流方向都是沿顺时针方向的C．向左或向右拉出时, 环中感应电流方向都是沿逆时针方向的D．环在离开磁场之前, 圆环中无感应电流7.如图所示, 用一根长为L、质量不计的细杆与一个上孤长为l0、下弧长为d0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2l0、下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场, 且d0≪L. 先将线框拉开到如图所示位置, 松手后让线框进入磁场, 忽略空气阻力和摩擦力, 下列说法正确的是( )A．金属线框进入磁场时感应电流的方向为a→b→c→d→aB．金属线框离开磁场时感应电流的方向为a→b→c→d→aC．金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等D．向左摆动进入或离开磁场的过程中, 所受安培力方向向右; 向右摆动进入或离开磁场的过程中, 所受安培力方向向左8.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．方向向上并减小关.三、非选择题9．某同学在学习了法拉第电磁感应定律之后, 自己制作了一个手动手电筒. 如图所示是手电筒的简单结构示意图, 左右两端是两块完全相同的条形磁铁, 中间是一根绝缘直杆, 由绝缘细铜丝绕制的多匝环形线圈只可在直杆上自由滑动, 线圈两端接一灯泡, 晃动手电筒时线圈也来回滑动, 灯泡就会发光, 其中O点是两磁极连线的中点, a、b两点关于O点对称.(1)试分析其工作原理;(2)灯泡中的电流方向是否变化.答案1．解析: 选 D 在条形磁铁靠近圆环的过程中, 通过圆环的磁通量不断增加, 会产生感应电流, 从而阻碍条形磁铁的运动, 所以此过程中它们是相互排斥的, 当条形磁铁穿过圆环后, 通过圆环的磁通量又会减小, 产生一个与原磁场相同的感应磁场, 阻碍原磁通量的减小, 所以圆环与条形磁铁间有相互吸引的作用力, D 正确.2．解析: 选C 在T2～T 时间内, 直导线中的电流方向向下增大, 穿过线框的磁通量垂直纸面向外增加, 由楞次定律知感应电流方向为顺时针, 线框所受安培力的合力由左手定则可知向右, C 正确.3．解析: 选 A 当电路接通瞬间, 穿过线圈的磁通量增加, 使得穿过两侧铜环的磁通量都增加, 由楞次定律可知, 两环中感应电流的磁场与线圈两端的磁场方向相反, 即受到线圈磁场的排斥作用, 使两铜环分别向外侧移动, A 正确.4．解析: 选D 磁铁N 极接近线圈的过程中, 线圈中有向下的磁场, 并且磁通量增加, 由楞次定律可得, 感应电流的方向为b →R →a , 故电容器下极板带正电, 上极板带负电, D 正确.5．解析: 选A 金属杆顺时针转动切割磁感线, 由右手定则可知产生a 到b 的感应电流, 电流由c →d 流过电流表, 再由左手定则知此时ab 杆受安培力向右, 故A 正确.6．解析: 选BD 将金属圆环不管从哪边拉出磁场, 穿过闭合圆环的磁通量都要减少, 根据楞次定律可知, 感应电流的磁场要阻碍原磁通量的减少, 感应电流的磁场方向与原磁场方向相同, 应用安培定则可以判断出感应电流的方向是顺时针方向的, 选项B 正确, A 、C 错误; 另外在圆环离开磁场前, 穿过圆环的磁通量没有改变, 该种情况无感应电流, D 正确.7．解析: 选BD 当线框进入磁场时, dc 边切割磁感线, 由楞次定律可判断, 感应电流的方向为: a →d →c →b →a ; 当线框离开磁场时, 同理可判其感应电流的方向为: a →b →c →d →a , A 错误, B 正确; 线框dc 边(或ab 边)进入磁场或离开磁场时, 都要切割磁感线产生感应电流, 机械能转化为电能, 故dc 边进入磁场与ab 边离开磁场的速度大小不相等, C 错误; 由“来拒去留”知, D 正确.8．解析: 选AD 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. 而杆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.9．解析: (1)线圈来回滑动时, 穿过线圈的磁通量不断变化, 线圈中产生感应电流, 灯泡发光.(2)线圈由a 滑至b 过程中, 磁场方向向左, 穿过线圈的磁通量先减小后增加, 根据楞次定律, 灯泡中电流方向先由右向左, 后由左向右.同样可判断线圈由b 滑至a 过程中, 灯泡中电流方向先由右向左, 后由左向右. 所以线圈中电流方向不断变化.答案: (1)见解析(2)变化第四章第4节法拉第电磁感应定律课时达标训练新人教版选修3-2一、单项选择题1．穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒均匀地减少2 Wb, 则( )A．线圈中感应电动势每秒增加2 VB．线圈中感应电动势每秒减小2 VC．线圈中无感应电动势D．线圈中感应电动势大小不变2．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以水平速度v0抛出, 运动过程中棒的方向不变, 不计空气阻力, 那么金属棒内产生的感应电动势将( )A．越来越大B．越来越小C．保持不变 D．方向不变, 大小改变3．环形线圈放在均匀磁场中, 如图甲所示, 设在第1 s内磁感线垂直于线圈平面向里, 若磁感应强度随时间变化的关系如图乙所示, 那么在第2 s内线圈中感应电流的大小和方向是( )A．感应电流大小恒定, 顺时针方向B．感应电流大小恒定, 逆时针方向C．感应电流逐渐增大, 逆时针方向D．感应电流逐渐减小, 顺时针方向4．如图所示, 在匀强磁场中, MN、PQ是两条平行金属导轨, 而ab、cd为串有电压表和电流表的两根金属棒, 两只电表可看成理想电表. 当两棒以相同速度向右匀速运动时(运动过程中两棒始终与导轨接触)( )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5．如图所示, 一个半径为L 的半圆形硬导体AB 以速度v , 在水平U 型框架上匀速滑动, 匀强磁场的磁感应强度为B , 回路电阻为R 0, 半圆形硬导体AB 的电阻为r , 其余电阻不计, 则半圆形导体AB 切割磁感线产生感应电动势的大小及AB 之间的电势差分别为( )A ．BLv ;BLvR 0R 0＋rB ．2BLv ; BLvC ．2BLv ; 2BLvR 0R 0＋rD ．BLv ; 2BLv二、多项选择题6．有一种高速磁悬浮列车的设计方案是: 在每节车厢底部安装强磁铁(磁场方向向下), 并且在沿途两条铁轨之间平放一系列线圈. 下列说法中正确的是( )A ．列车运动时, 通过线圈的磁通量会发生变化B ．列车速度越快, 通过线圈的磁通量变化越快C ．列车运动时, 线圈中会产生感应电动势D ．线圈中的感应电动势的大小与列车速度无关7．(山东高考)如图所示, 一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内, 通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定, 导体棒与轨道垂直且接触良好. 在向右匀速通过M 、N 两区的过程中, 导体棒所受安培力分别用F M 、F N 表示. 不计轨道电阻. 以下叙述正确的是( )A ．F M 向右B ．F N 向左C ．F M 逐渐增大D ．F N 逐渐减小8.如图所示, 长为L 的金属导线弯成一圆环, 导线的两端接在电容为C 的平行板电容器上, P 、Q 为电容器的两个极板, 磁场垂直于环面向里, 磁感应强度以B ＝B 0＋kt (k >0)随时间变化, t ＝0时, P 、Q 两板电势相等, 两板间的距离远小于环的半径, 经时间t , 电容器P 板( )A ．不带电B ．所带电荷量与t 无关C ．带正电, 电荷量是kL 2C4πD ．带负电, 电荷量是kL 2C4π三、非选择题9.一个边长为a＝1 m的正方形线圈, 总电阻为R＝2 Ω, 当线圈以v＝2 m/s的速度通过磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场区域时, 线圈平面总保持与磁场垂直. 若磁场的宽度b>1 m, 如图所示, 求:(1)线圈进入磁场过程中感应电流的大小;(2)线圈在穿过整个磁场过程中释放的焦耳热.10.如图所示, 两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置, 导轨间距离为L, 电阻不计. 在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡. 整个系统置于匀强磁场中, 磁感应强度方向与导轨所在平面垂直. 现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放. 金属棒下落过程中保持水平, 且与导轨接触良好. 已知某时刻后两灯泡保持正常发光. 重力加速度为g. 求:(1)磁感应强度的大小;(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率.答案1．解析: 选D 因线圈的磁通量均匀变化, 所以磁通量的变化率ΔΦΔt 为一定值, 又因为是单匝线圈, 据E ＝ΔΦΔt可知选项D 正确.2．解析: 选 C 由于导体棒中无感应电流, 故棒只受重力作用, 导体棒做平抛运动, 水平速度v 0不变, 即切割磁感线的速度不变, 故感应电动势保持不变, C 正确.3．解析: 选B 由B t 图知, 第2秒内ΔB Δt 恒定, 则E ＝ΔB Δt S 也恒定, 故感应电流I ＝ER 大小恒定, 又由楞次定律判断知电流方向沿逆时针方向, B 正确, A 、C 、D 错误.4．解析: 选 B 在两棒以相同速度向右匀速运动的过程中, 磁通量不变, 无感应电流产生. 根据电压表和电流表的测量原理知, 两表均无读数, B 正确.5．解析: 选C 半圆形导体AB 切割磁感线的有效长度为2L , 对应的电动势为E ＝2BLv ,AB 间的电势差U AB ＝E R 0＋r R 0＝2BLvR 0R 0＋r, C 正确.6．解析: 选ABC 列车运动时, 安装在每节车厢底部的强磁铁产生的磁场使通过线圈的磁通量发生变化; 列车速度越快, 通过线圈的磁通量变化越快, 根据法拉第电磁感应定律可知, 由于通过线圈的磁通量发生变化, 线圈中会产生感应电动势, 感应电动势的大小与通过线圈的磁通量的变化率成正比, 与列车的速度有关. 由以上分析可知, A 、B 、C 正确, D 错误.7．解析: 选BCD 由题意可知, 根据安培定则, 在轨道内的M 区、N 区通电长直导线产生的磁场分别垂直轨道平面向外和向里, 由此可知, 当导体棒运动到M 区时, 根据右手定则可以判定, 在导体棒内产生的感应电流与长直绝缘导线中的电流方向相反, 再根据左手定则可知, 金属棒在M 区时受到的安培力方向向左, 因此A 选项不正确; 同理可以判定B 选项正确; 再根据导体棒在M 区匀速靠近长直绝缘导线时对应的磁场越来越大, 因此产生的感应电动势越来越大, 根据闭合电路的欧姆定律和安培力的公式可知, 导体棒所受的安培力F M 也逐渐增大, 故C 选项正确; 同理D 选项正确.8．解析: 选BD 磁感应强度以B ＝B 0＋kt (k >0)随时间变化, 由法拉第电磁感应定律得: E ＝ΔΦΔt ＝S ΔB Δt ＝kS , 而S ＝L 24π, 经时间t 电容器P 板所带电荷量Q ＝EC ＝kL 2C 4π; 由楞次定律知电容器P 板带负电, B 、D 正确.9．解析: (1)根据E ＝Blv , I ＝ER知I ＝Bav R ＝0.5×1×22A ＝0.5 A (2)线圈穿过磁场过程中, 由于b >1 m,故只在进入和穿出时有感应电流, 故Q ＝2I 2Rt ＝2I 2R ·a v ＝2×0.52×2×12J ＝0.5 J答案: (1)0.5 A (2)0.5 J10．解析: (1)设小灯泡的额定电流为I 0, 有 P ＝I 20R ①由题意, 在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后, 小灯泡保持正常发光, 流经MN 的电流为I ＝2I 0 ②此时金属棒MN 所受的重力和安培力相等, 下落的速度达到最大值, 有 mg ＝BLI ③联立①②③式得B ＝mg2LR P④ (2)设灯泡正常发光时, 导体棒的速率为v , 由电磁感应定律与欧姆定律得 E ＝BLv ⑤ E ＝RI 0⑥联立①②④⑤⑥式得v ＝2Pmg⑦答案: (1)mg 2L R P (2)2P mg第四章第5节电磁感应现象的两类情况课时达标训练新人教版选修3-2一、单项选择题1.如图所示, 在一水平光滑绝缘塑料板上有一环形凹槽, 有一带正电小球质量为m , 电荷量为q , 在槽内沿顺时针做匀速圆周运动, 现加一竖直向上的均匀变化的匀强磁场, 且B 逐渐增加, 则( )A ．小球速度变大B ．小球速度变小C ．小球速度不变D ．以上三种情况都有可能2.如图所示, 竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R , 质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦, 金属棒与导轨的电阻均不计, 整个装置放在匀强磁场中, 磁场方向与导轨平面垂直, 金属棒在竖直向上的恒力F 作用下加速上升的一段时间内, 力F 做的功与安培力做的功的代数和等于( )A ．金属棒的机械能增加量B ．金属棒的动能增加量C ．金属棒的重力势能增加量D ．电阻R 上放出的热量3．如图所示, 金属棒ab 置于水平放置的光滑框架cdef 上, 棒与框架接触良好, 匀强磁场垂直于ab 棒斜向下. 从某时刻开始磁感应强度均匀减小, 同时施加一个水平方向上的外力F 使金属棒ab 保持静止, 则F ( )A．方向向右, 且为恒力B．方向向右, 且为变力C．方向向左, 且为变力 D．方向向左, 且为恒力4．如图甲所示, 平面上的光滑平行导轨MN、PQ上放着光滑导体棒ab、cd, 两棒用细线系住, 细线拉直但没有张力. 开始时匀强磁场的方向如图甲所示, 而磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示, 不计ab、cd间电流的相互作用, 则细线中的张力大小随时间变化的情况为图丙中的( )A B C D丙5. (福建高考)如图甲所示, 一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落, 穿过一根竖直悬挂的条形磁铁, 铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合. 若取磁铁中心O为坐标原点, 建立竖直向下为正方向的x轴, 则图乙中最能正确反映环中感应电流i随环心位置坐标x变化的关系图象是( )甲A B C D乙二、多项选择题6．如图所示, 导体AB在做切割磁感线运动时, 将产生一个电动势, 因而在电路中有电流通过, 下列说法中正确的是( )。

江苏省泰州中学高二物理选修3-2同步检测5-2描述交变电流的物理量

第二节描述交变电流的物理量基础夯实1．一个照明电灯两端允许加的最大交流电压为311V，当它接入220V照明电路上，这个灯将()A．灯不亮B．灯丝将烧断C．只能暗淡发光D．能正常发光答案：D解析：电灯的额定电压为U＝U m2＝3112V＝220V，当它接入220V的照明电路上时能正常发光．2．一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势e＝2202 sin100πt，则()A．交流电的频率是100πB．t＝0时，线圈位于中性面C．交流电的周期是0.02sD．t＝0.05s时，e有最大值答案：BC解析：由瞬时值表达式知：角速度ω＝100πrad/s，感应电动势是按正弦规律变化．所以t＝0时，线圈平面位于中性面．因ω＝2πf，所以f＝ω2π＝100π2π＝50Hz；由T＝1f得T＝150s＝0.02s当t＝0.05s时，e＝2202sin5π＝0故B、C选项正确．3．(2011·深圳模拟)交流电源输出的电压U随时间t变化的图线如图所示，则下列说法正确的是()A．交变电流的频率为50HzB．交变电流的周期为2sC．交变电压的最大值为2202VD．交变电压的有效值为2202V答案：AC解析：由图象可知，交流电的周期为T＝2×10－2s，频率f＝1 T＝50Hz，交变电压最大值为2202V，有效值为220V，故选项A、C正确．4．(2010·天津一中高二期中)电阻R1、R2与交流电源按照图甲方式连接，R1＝10Ω，R2＝20Ω，合上开关S后，通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示，则()A ．通过R 1的电流有效值为1.2AB ．R 1两端的电压有效值为6VC ．通过R 2的电流最大值是1.22AD ．R 2两端的电压最大值是62V 答案：B解析：由i －t 图象可知，电流最大值I m ＝0.62A ，有效值I ＝I m2＝0.6A ，因R 1与R 2串联，则I 1＝I ＝0.6A ，U 1＝IR 1＝6V ，I 2m ＝I m ＝0.62A ，U 2m ＝I m R 2＝122V ，故A 、C 、D 错，B 正确．5．下图表示一交流电的电流随时间而变化的图象．此交流电的有效值是( )A ．52AB ．5A C.722A D.72A 答案：B解析：本题要求的是矩形交变电流的有效值，与平时所熟知的正弦交变电流的有效值(即I 有效＝I m /2)不同，因此，有的学生对这样的题目感到无从下手．本题只能从有效值的定义出发，才能顺利解答．该交变电流通过阻值为R 的电阻一个周期的时间(即0.02s)内所产生的热量为：Q 交＝(42)2×R ×0.01＋(32)2×R ×0.01设直流电流I 通过电阻R 一个周期的时间(即0.02s)内产生的热量为Q 直＝I 2R ×0.02由交流的有效值定义得Q 直＝Q 交，即 50×0.01R ＝I 2×0.02R则I ＝5A ，即交变电流的有效值为5A.6．(2011·余高中学高二期末)如图所示为交流发电机示意图，匝数为n ＝100匝的矩形线圈，边长分别为10cm 和20cm ，内阻为5Ω，在磁感应强度B ＝0.5T 的匀强磁场中绕OO ′轴以502rad/s 的角速度匀速转动，线圈外部与20Ω的电阻R 相接．求：(1)S 断开时，电压表示数．(2)电键S 合上时，电压表和电流表示数．答案：(1)50V (2)40V 2A 解析：(1)感应电动势最大值E m ＝nBSω＝100×0.5×0.1×0.2×502V ＝502V S 断开时，电压表示数为电源电动势有效值E ＝E m2＝50V .(2)电键S 合上时，由闭合电路欧姆定律I ＝E R ＋r ＝5020＋5A ＝2.0AU ＝IR ＝2×20V ＝40V即电流表示数为2A ，电压表示数为40V .7．如图所示，线圈abcd 的面积是0.05m 2，共100匝，线圈电阻为1Ω，外接电阻R ＝9Ω，匀强磁场的磁感应强度为B ＝1πT ，当线圈以300r/min 的转速匀速旋转时，求：(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值表达式．(2)线圈转过130s 时电动势的瞬时值为多大？ (3)电路中电压表和电流表的示数各是多少？答案：(1)e ＝50sin10πt V (2)43.3V (3)31.86V 3.54A解析：分别把E m 、ω的数值推算出来，代入一般表达式 E m sin ωt 就得出了感应电动势的瞬时值表达式，求瞬时值时，只需要把t 的值代入表达式就可以了，最后一问是求线圈中的电流和线圈的端电压，注意应为有效值．(1)e ＝E m sin ωt ＝NBS 2πn sin(2πnt )＝100×1π×0.05×2π×30060sin(2π×30060t )V ＝50sin10πt V .(2)当t＝130s时，电动势的瞬时值e＝50sin(10π×130)V＝43.3V.(3)电动势的有效值E＝E m2＝502V＝35.4V，电流表的示数I＝ER＋r＝35.49＋1A＝3.54A；电压表的示数U＝IR＝3.54×9V＝31.86V在求解交变电动势瞬时值时，首先要确定线圈转动从哪个位置开始，以便确定瞬时值表达式是按正弦规律变化还是按余弦规律变化；其次是确定线圈转动的角带度ω(以rad/s作单位)；最后是确定感应电动势瞬时值表达式．能力提升1．好多同学家里都有调光电灯和调速风扇，过去是用变压器来实现的．缺点是成本高、体积大、效率低，且不能任意调节灯的亮度或电风扇的转速，现在的调光灯和调速电风扇是用可控硅电子元件来实现的．如图所示为经一双向可控硅调节后加在电灯上的电压，即在正弦式交变电流的每个二分之一周期内，前14周期被截去，调节台灯上旋钮可以控制截去的多少，从而改变电灯两端的电压，那么现在电灯两端的电压为()A．U m/2B．U m/ 2C．U m/2 2 D.2U m答案：A解析：每个二分之一周期被截去14周期，原电源为正弦交流电，一个周期可以看成只剩半个周期的电压，利用有效值的定义，得(U m 2)2×1R×12T ＝U 2R ×T ，所以U ＝U m2，故A 正确． 2.(2011·汕头模拟)如图所示，电阻为r 的矩形线圈面积为S ，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度ω匀速转动．匀强磁场的磁感应强度为B ，t ＝0时刻线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表，则( )A ．滑片P 下滑时，电压表的读数不变B ．图示位置线圈中的感应电动势最大C ．线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R 的电荷量为2BS RD ．1s 内流过R 的电流方向改变ωπ次答案：D解析：滑片P 下滑时，外电阻增大，电压表的读数变大，选项A 错误；图示位置，穿过线圈的磁通量最大，感应电动势为零，选项B错误；线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R的电荷量为2BSR＋r，选项C错误；一个周期内两次通过中性面，电流方向改变两次，交流电的频率为ω2π，1s内流过R的电流方向改变ωπ次，选项D正确．3．(2011·温州高二检测)一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象，如图甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0Ω，外接一只电阻为95.0Ω的灯泡，如图乙所示，则()A．电压表的示数为220VB．电路中的电流方向每秒钟改变50次C．灯泡实际消耗的功率为484WD．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J答案：D解析：电动势的有效值为E＝22E m＝220V，所以电流的有效值为I＝ER＋r＝22095＋5＝2.2(A)所以电压表示数应为U＝2.2×95＝209(V)，选项A错；交流电的频率为f＝1T＝50 Hz，每个周期内电流方向改变2次，故每秒钟内电流方向改变100次，选项B错；灯泡实际消耗的功率为P灯＝I2R＝2.22×95.0 W＝459.8 W，故选项C错；发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为Q ＝I 2rt ＝2.22×5.0×1J ＝24.2J ，选项D 对.4．将硬导线中间一段折成半圆形，使其半径为R (m)，让它在磁感应强度为B (T)、方向如图所示的匀强磁场中绕轴MN 匀速转动，转速为n (r/s)．导线在a 、b 两处通过电刷与外电路连接，外电路接有额定功率为P (W)的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，则灯泡的电阻为( )A.(2πR 2nB )2PB.(π2R 2nB )22PC.2(πR 2nB )2PD.π(R 2nB )22P答案：B解析：由线圈在磁场中匀速转动所产生的感应电动势的最大值E m＝BSω和ω＝2n π可知，E m ＝B ·12πR 2·2n π＝π2R 2nB ，所以有效值E ＝π2R 2nB2. 由于小灯泡正常发光，所以R ＝E 2P ＝(π2R 2nB )22P ，B 正确．5．如图甲为电热毯的电路图，把电热毯接在U ＝311sin100πt V 的电源上，电热毯被加热到一定温度后，通过装置P 使输入电压变为乙所示的波形，从而进入保温状态，若电热丝电阻保持不变，此时交流电压表的读数是：________.答案：156V解析：电压表的示数为有效值据有效值的定义有：U2R ·T ＝(U m 2)2R ·T 2∴U ＝U 2m4＝U m 2＝156V . 6．一个电阻为r 、边长为L 的正方形线圈abcd 共N 匝，线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO ′以如图所示的角速度ω匀速转动，外电路电阻为R .(1)在图中标出此刻线圈感应电流的方向． (2)线圈转动过程中感应电动势的最大值有多大？ (3)线圈平面与磁感线夹角为60°时的感应电动势为多大？(4)设发电机由柴油机带动，其他能量损失不计，线圈转一周，柴油机做多少功？(5)从图示位置开始，线圈转过60°的过程中通过R 的电量是多少？(6)图中电流表和电压表的示数各是多少？答案：(1)电流方向沿dcba (2)E m ＝NBωL 2(3)e ＝12NBωL 2 (4)W ＝πN 2B 2ωL 4R ＋r (5)q ＝3NBL 22(R ＋r ) (6)I ＝NBωL 22(R ＋r ) U ＝NBωL 2R 2(R ＋r )解析：(1)由右手定则可判定电流的方向沿dcba .(2)E m ＝NBSω＝NBωL 2(3)线圈平面与B 成60°角时的瞬时感应电动势e ＝E m ·cos60°＝12NBωL 2. (4)电动势的有效值E ＝E m 2电流的有效值I ＝E R ＋r，柴油机做的功转化为电能，线圈转一周柴油机做的功W ＝EIt ＝E 2R ＋r t ＝(NBωL 22)2R ＋r ·2πω＝πN 2B 2ωL 4R ＋r. (5)因为I 平均＝E 平均R ＋r ＝N ·ΔΦΔt (R ＋r )，故电量q ＝I 平均·Δt ＝NBS ·sin60°R ＋r ＝3NBL 22(R ＋r ). (6)电流表显示干路电流的有效值，则读数为I ＝I m 2＝NBωL 22(R ＋r ). 电压表显示路端电压的有效值，则读数为U ＝IR ＝NBωL 2R 2(R ＋r ).。

2018析人教版高中物理选修3-2全册同步课时作业含解析答案

2018析⼈教版⾼中物理选修3-2全册同步课时作业含解析答案2018析⼈教版⾼中物理选修3-2全册同步课时作业⽬录课时作业(⼀) 划时代的发现探究感应电流的产⽣条件 (1)课时作业(⼆) 楞次定律 (7)课时作业(三) 法拉第电磁感应定律 (13)课时作业(四) 电磁感应现象的两类情况 (18)课时作业(五) 电磁感应中的电路及图象问题 (24)课时作业(六) 电磁感应中的动⼒学及能量问题 (28)课时作业(七) 互感和⾃感 (32)课时作业(⼋) 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 (36)课时作业(九) 交变电流 (40)课时作业(⼗) 描述交变电流的物理量 (45)课时作业(⼗⼀) 电感和电容对交变电流的影响 (52)课时作业(⼗⼆) 变压器 (57)课时作业(⼗三) 电能的输送 (63)课时作业(⼗四) 传感器及其⼯作原理 (69)课时作业(⼗五) 传感器的应⽤ (73)第四章章末检测 (76)第五章章末检测 (83)第六章章末检测 (89)课时作业(⼀)划时代的发现探究感应电流的产⽣条件⼀、单项选择题1．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直导线ef，已知ef平⾏于ab.当ef竖直向上平移时，电流产⽣的磁场穿过圆的磁通量将()A．逐渐增⼤B．逐渐减⼩C．始终为零D．不为零，但保持不变解析：作出磁感线穿过圆的情况的俯视图，如图所⽰，根据磁场对称性可以知道，穿⼊圆的磁感线的条数与穿出圆的磁感线的条数是相等的．故选C.答案：C2．如图所⽰的匀强磁场中有⼀个矩形闭合导线框，初始位置线框与磁感线平⾏，则在下列四种情况下，线框中会产⽣感应电流的是()A．线框平⾯始终与磁感线平⾏，线框在磁场中左右运动B．线框平⾯始终与磁感线平⾏，线框在磁场中上下运动C．线框绕位于线框平⾯内且与磁感线垂直的轴线AB转动D．线框绕位于线框平⾯内且与磁感线平⾏的轴线CD转动解析：四种情况中初始位臵线框均与磁感线平⾏，磁通量为零，按A、B、D三种情况线框运动后，线框仍与磁感线平⾏，磁通量保持为零不变，线框中不产⽣感应电流，C中线框转动后，穿过线框的磁通量不断发⽣变化，所以产⽣感应电流，C项正确．答案：C3．(福建质检)法拉第在1831年发现了“磁⽣电”现象．如图所⽰，他把两个线圈绕在同⼀个软铁环上，线圈A和电池连接，线圈B⽤导线连通，导线下⾯平⾏放置⼀个⼩磁针．实验中可能观察到的现象是()A．⽤⼀节电池作电源⼩磁针不偏转，⽤⼗节电池作电源⼩磁针会偏转B．线圈B匝数较少时⼩磁针不偏转，匝数⾜够多时⼩磁针会偏转C．线圈A和电池连接瞬间，⼩磁针会偏转D．线圈A和电池断开瞬间，⼩磁针不偏转解析：根据“磁⽣电”即电磁感应现象的产⽣条件，只有线圈B中磁通量变化时才能在线圈B中产⽣感应电流，因此⽆论线圈B匝数多少，与线圈A连接的电池多少，都不能在线圈B中产⽣感应电流，选项A、B错误；只有在线圈A和电池连接或断开的瞬间，线圈B中才能产⽣感应电流，电流产⽣磁场，使导线下⾯平⾏放臵的⼩磁针发⽣偏转，选项C正确，D错误．答案：C4．磁通量是研究电磁感应现象的⼀个重要物理量，如图所⽰，通有恒定电流的直导线MN与闭合线框共⾯，第⼀次将线框由位置1平移到位置2，第⼆次将线框由位置1绕cd边翻转到位置2，设前后两次通过线框的磁通量的变化量分别为ΔΦ1和ΔΦ2则()A．ΔΦ1>ΔΦ2B．ΔΦ1＝ΔΦ2C．ΔΦ1<ΔΦ2D．⽆法确定解析：第⼀次将线框由位臵1平移到位臵2，磁感线从线框的同⼀侧穿⼊，ΔΦ1为前后两位臵磁通量的绝对值之差．第⼆次将线框由位臵1绕cd边翻转到位臵2，磁感线从线框的不同侧穿⼊，ΔΦ2为前后两位臵磁通量的绝对值之和．故ΔΦ1<ΔΦ2，选项C 正确．答案：C5．在图中，若回路⾯积从S0＝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，所以磁通量的变化量可⽤后来的磁通量减去原来的磁通量求解．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：C⼆、多项选择题6．在电磁学的发展历程中，奥斯特和法拉第的贡献值得⼈们纪念，下⾯有关说法正确的是()A．法国物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，并提出了右⼿螺旋定则和“分⼦电流”假说B．电流磁效应的发现，宣告了电磁学作为⼀门独⽴学科的诞⽣，掀起了⼀场研究电与磁关系的浪潮C．法拉第虽然发现了电磁感应现象，但发现过程并不是⼀帆风顺的，也曾受思维定势的影响D．电磁感应的发现，开辟了⼈类的电⽓化时代，促进了⼈类⽂明的发展解析：丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，安培提出了右⼿螺旋定则和“分⼦电流”假说，选项A错误；电流磁效应的发现掀起了⼀场研究电与磁关系的浪潮，英国物理学家法拉第经过⼗年的不懈努⼒，发现了电磁感应现象，电磁感应现象的发现，宣告了电磁学的诞⽣，开辟了⼈类的电⽓化时代，故选项B错误，选项C、D正确．答案：CD7．如右图所⽰，四⾯体OABC处在沿Ox⽅向的匀强磁场中，下列关于磁场穿过各个⾯的磁通量的说法中正确的是()A．穿过AOB⾯的磁通量为零B．穿过ABC⾯和BOC⾯的磁通量相等C．穿过AOC⾯的磁通量为零D．穿过ABC⾯的磁通量⼤于穿过BOC⾯的磁通量解析：此题实际就是判断磁通量的有效⾯积问题．匀强磁场沿Ox⽅向没有磁感线穿过AOB⾯、AOC⾯，所以磁通量为零，A、C正确；在穿过ABC⾯时，磁场⽅向和ABC⾯不垂直，考虑夹⾓后发现，ABC⾯在垂直于磁感线⽅向上的投影就是BOC⾯，所以穿过⼆者的磁通量相等，B正确、D错误．故正确答案为A、B、C.答案：ABC8．如图所⽰，下列情况能产⽣感应电流的是()A．如图甲所⽰，导体棒AB顺着磁感线运动B．如图⼄所⽰，条形磁铁插⼊或拔出线圈时C．如图丙所⽰，⼩螺线管A插⼊⼤螺线管B中不动，开关S⼀直接通时D．如图丙所⽰，⼩螺线管A插⼊⼤螺线管B中不动，开关S⼀直接通，当改变滑动变阻器的阻值时解析：A中导体棒顺着磁感线运动，穿过闭合回路的磁通量没有发⽣变化，⽆感应电流，故A错误；B中条形磁铁插⼊线圈时线圈中的磁通量增加，拔出线圈时线圈中的磁通量减少，都有感应电流，故B正确；C中开关S⼀直接通，回路中为恒定电流，螺线管A产⽣的磁场稳定，螺线管B中的磁通量⽆变化，线圈中不产⽣感应电流，故C错误；D中开关S接通，滑动变阻器的阻值变化使闭合回路中的电流变化，螺线管A的磁场发⽣变化，螺线管B中磁通量发⽣变化，线圈中产⽣感应电流，故D正确．答案：BD9．如图所⽰，导线ab和cd互相平⾏，则下列四种情况中，导线cd中有电流的是()A．开关S闭合或断开的瞬间B．开关S是闭合的，滑动触头向左滑C．开关S是闭合的，滑动触头向右滑D．开关S始终闭合，滑动触头不动解析：开关S闭合或断开的瞬间；开关S闭合，滑动触头向左滑的过程；开关S闭合，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，使穿过cd回路的磁通量发⽣变化，从⽽在cd导线中产⽣感应电流．因此本题的正确的是()A．通过abcd平⾯的磁通量⼤⼩为B·L2实验仪器．(1)请你⽤笔画线代替导线，将实验电路连接完整．12．⼀个单匝矩形线圈abcd，边长ab＝30 cm，bc＝20 cm，如图所⽰，放分别沿Ox、Oy、Oz⽅向时，穿过线圈的磁通量各为多少？解析：矩形线圈的⾯积课时作业(⼆)楞次定律⼀、单项选择题1．如图所⽰，在匀强磁场中有⼀个⽤⽐较软的⾦属导线制成的闭合圆环．在此圆环的形状由圆形变成正⽅形的过程中()A．环中有感应电流，⽅向a→d→c→bB．环中有感应电流，⽅向a→b→c→dC．环中⽆感应电流D．条件不够，⽆法确定解析：由圆形变成正⽅形的过程中，⾯积减⼩，磁通量减⼩，由楞次定律可知，正⽅形中产⽣a→d→c→b⽅向的电流，A对．答案：A2．如图所⽰，AOC是光滑的⾦属轨道，AO沿竖直⽅向，OC沿⽔平⽅向，PQ是⼀根⾦属直杆⽴在轨道上，直杆从图⽰位置由静⽌开始在重⼒作⽤下运动，运动过程中Q端始终在OC上，空间存在着垂直纸⾯向外的匀强磁场，则在PQ 杆滑动的过程中，下列判断正确的是()A．感应电流的⽅向始终是P→QB．感应电流的⽅向先是P→Q，后是Q→PC．PQ受磁场⼒的⽅向垂直于杆向左D．PQ受磁场⼒的⽅向先垂直于杆向右，后垂直于杆向左解析：在PQ杆滑动的过程中，杆与导轨所围成的三⾓形⾯积先增⼤后减⼩，三⾓形POQ内的磁通量先增⼤后减⼩，由楞次定律可判断B项对、A项错，再由PQ中电流⽅向及左⼿定则可判断C、D项错误，故选B.答案：B3．如图所⽰，⼀个N极朝下的条形磁铁竖直下落，恰能穿过⽔平放置的固定矩形导线框，则()A．磁铁经过位置①时，线框中感应电流沿abcd⽅向；经过位置②时，沿adcb⽅向B．磁铁经过位置①时，线框中感应电流沿adcb⽅向；经过位置②时，沿abcd⽅向C．磁铁经过位置①和②时，线框中感应电流都沿abcd⽅向D．磁铁经过位置①和②时，线框中感应电流都沿adcb⽅向解析：当磁铁经过位臵①时，穿过线框的磁通量向下且不断增加，由楞次定律可确定感应电流的磁场⽅向向上，阻碍磁通量的增加，根据安培定则可判定感应电流应沿abcd⽅向．同理可判定当磁铁经过位臵②时，感应电流沿adcb ⽅向．答案：A4．通电长直导线中有恒定电流I，⽅向竖直向上，矩形线框与直导线在同⼀竖直⾯内，现要使线框中产⽣如图所⽰⽅向的感应电流，则应使线框() A．稍向左平移B．稍向右平移C．稍向上平移D．以直导线为轴匀速转动解析：由楞次定律或右⼿定则可以判断，线框左移，磁通量增加，感应电流的⽅向与图⽰⽅向相反；选项C、D磁通量不变，⽆感应电流产⽣．故选项B 正确．答案：B5．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流表及开关，按图所⽰连接，在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑⽚P向左加速滑动时，电流表指针向右偏转．由此可以推断()A．线圈A向上移动或滑动变阻器的滑⽚P向右加速滑动，都能引起电流表指针向左偏转B．线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流表指针向右偏转C．滑动变阻器的滑⽚P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流表指针静⽌在中央D．因为线圈A、线圈B的绕线⽅向未知，所以⽆法判断电流表指针偏转的⽅向解析：线圈A上移或断开开关时，穿过线圈B的磁通量减⼩，电流表指针向右偏转，故A错误、B正确；P匀速向左滑动时穿过线圈B的磁通量减⼩，电流表指针向右偏转，P匀速向右滑动时穿过线圈B的磁通量增⼤，电流表指针向左偏转，故C错误；由以上分析可知，D错误．答案：B6.如图所⽰，⼀个矩形线框从匀强磁场的上⽅⾃由落下，进⼊匀强磁场中，然后再从磁场中穿出．已知匀强磁场区域的宽度l⼤于线框的宽度h.那么下列说法中正确的是()A．线框只在进⼊和穿出磁场的过程中，才有感应电流产⽣B．线框从进⼊到穿出磁场的整个过程中，都有感应电流产⽣C．线框在进⼊和穿出磁场的过程中，都是磁场能转变成电能D．线框在磁场中运动的过程中，电能转变成机械能解析：本题考查了感应电流的产⽣条件及电磁感应中的能量转化．有⽆感应电流产⽣关键要看穿过闭合线框的磁通量是否发⽣变化，有导体切割磁感线时不⼀定产⽣感应电流，线框只在进⼊和穿出磁场的过程中，穿过它的磁通量才会发⽣变化，该过程中发⽣了机械能和电能的相互转化．故选A.答案：A7．(烟台⾼⼆检测)矩形导线框abcd与长直导线MN放在同⼀⽔平⾯上，ab 边与MN平⾏，导线MN中通⼊如图所⽰的电流，当MN中的电流增⼤时，下列说法正确的是()A．导线框abcd中没有感应电流B．导线框abcd中有顺时针⽅向的感应电流C．导线框所受的安培⼒的合⼒⽅向⽔平向左D．导线框所受的安培⼒的合⼒⽅向⽔平向右解析：直导线中通有向上且增⼤的电流，根据安培定则知，通过线框的磁场⽅向垂直纸⾯向⾥，且增⼤，根据楞次定律知感应电流的⽅向为逆时针⽅向，故A、B错误；根据左⼿定则知，ab边所受安培⼒⽅向⽔平向右，cd边所受安培⼒⽅向⽔平向左，离导线越近，磁感应强度越⼤，所以ab边所受的安培⼒⼤于cd边所受的安培⼒，则线框所受安培⼒的合⼒⽅向⽔平向右，故C错误、D 正确．答案：D⼆、多项选择题8．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：对C选项，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，选项C、D正确．答案：CD9．如图所⽰，光滑U形⾦属框架放在⽔平⾯内，上⾯放置⼀导体棒，有匀强磁场B垂直框架所在平⾯，当B发⽣变化时，发现导体棒向右运动，下列判断正确的是()A．棒中电流从b→aB．棒中电流从a→bC．B逐渐增⼤D．B逐渐减⼩解析：ab棒是因“电”⽽“动”，所以ab棒受到的安培⼒向右，由左⼿定则可知电流⽅向a→b，故B对，由楞次定律可知B逐渐减⼩，D对．答案：BD10．如图所⽰，导体AB、CD可在⽔平光滑轨道上⾃由滑动，且两⽔平轨道在中央交叉处互不连通．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：由右⼿定则可知AB中感应电流⽅向由A→B，因⽽CD中电流⽅向由C→D.由左⼿定则知CD所受安培⼒⽅向向右，故CD 向右移动．答案：AD11．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，在回路的周围产⽣磁场，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，电流周围的磁场发⽣变化，从⽽使穿过回路B的磁通量发⽣变化，产⽣感应电动势，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：AD三、⾮选择题12．我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流⽅向的决定因素和其所遵循的物理规律．以下是实验探究过程的⼀部分．(1)如图甲所⽰，当磁铁的N极向下运动时，发现电流表指针偏转，若要探究线圈中产⽣的感应电流的⽅向，必须知道____________．(2)如图⼄所⽰，实验中发现闭合开关时，电流表指针向右偏转．电路稳定后，若向左移动滑⽚，此过程中电流表指针向________偏转；若将线圈A抽出，此过程中电流表指针向________偏转．(填“左”或“右”)解析：(1)电流表中没有电流通过时，指针在中央位臵，要探究线圈中电流的⽅向，必须知道电流从正(负)接线柱流⼊时，电流表指针的偏转⽅向．(2)闭合开关时，线圈A中的磁场增强，线圈B中产⽣的感应电流使电流表指针向右偏转，则当向左移动滑⽚时，会使线圈A中的磁场增强，线圈B中感应电流的磁场⽅向与原磁场⽅向相反，电流表指针将向右偏转；当将线圈A抽出时，线圈A在线圈B处的磁场减弱，线圈B中感应电流的磁场⽅向与原磁场⽅向相同，线圈B中产⽣的感应电流将使电流表指针向左偏转．答案：(1)电流从正(负)接线柱流⼊时，电流表指针的偏转⽅向(2)右左④所⽰，下列说法正确的是()A．图①有感应电动势，且⼤⼩恒定不变A．U＝0 B．φ>φ，U保持不变滑⾏时，其他电阻不计，电阻R中的电流为()Bd v Bd v匀地增⼤到2B.在此过程中，线圈中产⽣的感应电动势为() Ba2nBa2⼆、多项选择题7．(成都⾼⼆检测)如图所⽰，闭合开关S，将条形磁铁插⼊闭合线圈，第Φ随时间t的变化图象如图所⽰，则()A．在t＝0时，线圈中磁通量最⼤，感应电动势也最⼤A．A中⽆感应电流⽣的感应电动势多⼤？解析：取线圈为研究对象，在1～2 s内，其磁通量的变化量为ΔΦ＝Φ－ΦF T＝2mg，求从t＝0时起，经多长时间细线会被拉断？解析：设t时刻细线恰被拉断，由题意知，轨向右匀速运动，速度v＝5 m/s.(1)求感应电动势E和感应电流I；。

2020-2021学年度高二物理人教版选修3-2第五章交变电流单元练习 (2)含答案解析

【最新】度高二物理人教版选修3-2第五章交变电流单元练习学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交流电的图象如图所示，由图可知( )A ．在A 和C 时刻线圈处于中性面位置B ．在B 和D 时刻穿过线圈的磁通量为零C ．从A 时刻起到D 时刻，线圈转过的角度为π弧度D ．在A 和C 时刻磁通量变化率的绝对值最大2．某小型旋转电枢式发电机所产生的交流电电动势为110V 、频率为60Hz ，要使它产生的电动势变为220V 、频率变为50Hz ，需要调整线圈的转速n 、匝数N 或磁感应强度的大小B ．下列调整合适的是( )A ．使n 变为原来的1.2倍，B 变为原来的2倍，N 变为原来的1.2倍B ．使n 变为原来的56，B 变为原来的56倍，N 变为原来的2倍 C ．使n 变为原来的56，N 变为原来的2倍，B 不变D ．使n 变为原来的56，N 变为原来的2.4倍，B 不变 3．某发电站采用高压输电向外输送电能．若输送的总功率为P0，输送电压为U ，输电线的总电阻为R ，则下列说法中正确的是（）A ．输电线上的电流为U RB ．输送总功率P 0=U 2RC ．输电线上损失的功率P=（P 0U ）2RD ．输电线上损失的功率P=U 2R 4．匝数为100匝的线圈通有如图所示的交变电流(图中曲线为余弦曲线的一部分)，单匝线圈电阻r ＝0.02Ω，则在0～10s 内线圈产生的焦耳热为( )A．80J B．85J C．90J D．125J5．用电高峰期，电灯往往会变暗，其原理可简化为如下物理问题：如图所示，理想变压器的副线圈上，通过输电线连接两只相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，原线圈输入有效值恒定的交流电压，当开关S闭合时，以下说法中正确的是( )A．R两端的电压增大B．原线圈中电流减小C．副线圈输出电压减小D．原线圈输入功率减小6．如图是某手机的充电器，将它接到220V的市电上能给手机提供5V的充电电压，说明该充电器内的变压器能够A．升高交流电压B．降低交流电压C．升高直流电压D．降低直流电压7．一矩形线圈在匀强磁场中转动，当线圈平面跟中性面重合的瞬间，下列说法正确的是（）A．电流方向改变B．磁通量为零C．圈中磁通量的变化率最大D．线圈边切割磁感线8．两个相同的白炽灯L1和L2，接到如图所示的电路中，灯L1与电容器串联，灯L2与电感线圈串联，当a、b处接电压最大值为U m、频率为f的正弦交流电源时，两灯都发光，且亮度相同．更换一个新的正弦交流电源后，灯L1的亮度大于灯L2的亮度．新电源的电压最大值和频率可能是（）A．最大值仍为U m，而频率大于fB．最大值仍为U m，而频率小于fC．最大值大于U m，而频率仍为fD．最大值小于U m，而频率仍为f二、多选题9．如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为5：1，原线圈接入图乙所示的电压，副线圈接火灾报警系统（报警器未画出），电压表和电流表均为理想电表，R0为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，下列说法中正确的是（）A．图乙中电压的有效值为VB．电压表的示数为44VC．R处出现火警时电流表示数增大D．R处出现火警时电阻R0消耗的电功率增大10．阻值为10Ω电阻接到电压波形如图所示的交流电源上，以下说法中正确的是（）A．交变电流的频率为50HzAB．通过电阻的电流有效值为√22C．电阻消耗电功率为5WD．t=0.01s时，通过线圈磁通量为零11．如图，理想变压器原线圈与一交流电源相连，原、副线圈分别接有相同的灯泡a、b 和c．已知小灯泡的额定电压为0.3V，电阻为30Ω（假设电阻不随温度变化而变化）．闭合开关S，三个灯泡均能正常发光，下列说法正确的是（）A ．原副线圈的匝数比为2：1B ．交流电源的电压值为0.6VC ．断开开关S ，小灯泡b 可能会烧坏D ．断开开关S ，小灯泡a 可能会烧坏 12．如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=2：1，电压表和电流表均为理想电表，二极管为理想二极管，灯泡电阻R=55Ω，原线圈两端加如图乙所示的电压，下列说法正确的是（）A ．电流表的读数为√2AB ．电压表的读数为110VC ．灯泡L 的功率为440WD ．副线圈两端电压为110V13．如图所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈先后两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生正弦交流电的图象如图中曲线a ，b 所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是（）A ．在图中t=0时刻线圈均与中性面垂直B ．线圈先后两次转速之比为2：1C ．交流电a 的瞬时值为a=311sin （10πt ）VD ．交流电b 的有效值为110√2V三、解答题14．一个在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动的线框，当线框转至中性面时开始计时．t 1=160s ，线框中感应电动势为50V ，当t 2=130s 时，线框中感应电动势为V ，求：(1)感应电动势的最大值；(2)线框转动的角速度的大小；(3)线框中感应电动势的瞬时表达式．15．如图是一小型发电站通过升压、降压变压器把电能输给用户的示意图．已知发电机的输出功率是400kW，输出电压U1=400V，用变压比n1：n2=1：20的理想变压器升压后向远处供电，输电线的总电阻为10Ω，到达用户后再用变压器降为220V，求：(1)升压变压器的副线圈两端电U2；(2)输电线上损失的电功率；(3)降压变压器的变压比n3:n4．参考答案1．D【详解】AD ．在A 和C 时刻感应电流最大，感应电动势最大，而磁通量为零，磁通量的变化率最大，线圈处于与中性面垂直的位置，A 错误，D 正确B ．在B 和D 时刻感应电流为零，感应电动势为零，而磁通量最大，B 错误；C ．从A 时刻到D 时刻经过时间为3 4周期，线圈转过的角度为1.5 弧度，C 错误．【点睛】感应电动势与磁通量的变化率成正比，当线圈磁通量最大时，感应电动势为零；而当线圈的磁通量为零时，感应电动势最大．线圈转动一周的过程，感应电流方向改变两次． 2．D【解析】使n 变为原来的1.2倍，B 变为原来的2倍，N 变为原来的1.2倍，其中ω=2πn ，电动势的最大值为E m =NBSω=2πNBSn ，电动势将变为原来的2.88倍，不符合题意，故A 错误；使n 变为原来的56，B 变为原来的56倍，N 变为原来的2倍，电动势的最大值为E m =NBSω=2πNBSn ，电动势将变为原来的2518倍，不符合题意，故B 错误；使n 变为原来的56，N 变为原来的2倍，B 不变，电动势的最大值为E m =NBSω=2πNBSn ，电动势将变为原来的53倍，不符合题意，故C 错误；使n 变为原来的56，N 变为原来的2.4倍，B 不变，电动势的最大值为E m =NBSω=2πNBSn ，电动势将变为原来的2倍，不符合题意，故D 正确。

人教版高中物理选修3-2全册同步练习测试解析版[92页]

知能综合检测(A 卷)................................................................. 64 知能综合检测(B 卷) ................................................................. 68 第6章第 1 节........................................................................ 73
A．Ba＝Bb＝Bc，Φa＝Φb＝Φc C．Ba＞Bb＞Bc，Φa＞Φb＞Φc
B．Ba＞Bb＞Bc，Φa＜Φb＜Φc D．Ba＞Bb＞Bc，Φa＝Φb＝Φc
解析：根据通电螺线管产生的磁场特点，Ba＞Bb＞Bc，由 Φ＝BS，可得 Φa＞Φb＞Φc，故 C 正确．答案： C 4． (2011·永安高二检测)如图所示，有一正方形闭合线圈，在足够大的匀强磁场中运动．下
人教版高中物理选修 3-2 全册同步练习解析版目录
第4章第4章第4章第4章第4章第 1、2 节 ................................................................... 1 第 3 节.......................................................................... 5 第 4 节........................................................................ 10 第 6 节........................................................................ 16 第 7 节........................................................................ 21

高中物理选修3-2课后习题和答案以及解释

高中物理选修3-2课后习题和答案以及解释.txt男人偷腥时的智商仅次于爱因斯坦。

美丽让男人停下，智慧让男人留下。

任何东西都不能以健康做交换。

课后练习一第 1 讲电磁感应和楞次定律1．如图17-13所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，线圈c中将有感应电流产生（）A．向右做匀速运动 B．向左做匀速运动C．向右做减速运动 D．向右做加速运动答案：CD详解：导体棒做匀速运动，磁通量的变化率是一个常数，产生稳恒电流，那么被线圈缠绕的磁铁将产生稳定的磁场，该磁场通过线圈c不会产生感应电流；做加速运动则可以；2．磁单极子"是指只有S极或N极的磁性物质，其磁感线分布类似于点电荷的电场线分布。

物理学家们长期以来一直用实验试图证实自然界中存在磁单极子，如题图4所示的实验就是用于检测磁单极子的实验之一，abcd为用超导材料围成的闭合回路，该回路旋转在防磁装置中，可认为不受周围其它磁场的作用。

设想有一个S极磁单极子沿abcd的轴线从左向右穿过超导回路，那么在回路中可能发生的现象是：A.回路中无感应电流；B.回路中形成持续的abcda流向的感应电流；C.回路中形成持续的adcba流向的感应电流；D.回路中形成先abcda流向而后adcba流向的感应电流答案：C详解：参考点电荷的分析方法，S磁单极子相当于负电荷，那么它通过超导回路，相当于向左的磁感线通过回路，右手定则判断，回路中会产生持续的adcba向的感应电流；3．如图3所示装置中，线圈A的一端接在变阻器中点，当变阻器滑片由a滑至b端的过程中，通过电阻R的感应电流的方向（）A．由c流向d B．先由c流向d，后由d流向cC．由d流向c D．先由d流向c，后由c流向d答案：A详解：滑片从a滑动到变阻器中点的过程，通过A线圈的电流从滑片流入，从固定接口流出，产生向右的磁场，而且滑动过程中，电阻变大，电流变小，所以磁场逐渐变小，所以此时B 线圈要产生向右的磁场来阻止这通过A线圈的电流从滑片流入，从固定接口流出种变化，此时通过R点电流由c流向d；从中点滑动到b的过程，通过A线圈的电流从固定接口流入，从滑片流出，产生向左的磁场，在滑动过程中，电阻变小，电流变大，所以磁场逐渐变大，所以此时B线圈要产生向右的磁场来阻止这种变化，通过R的电流仍从c流向d。

人教版高二物理选修3-2 6-2、3 同步练习习题(含答案解析)

人教版高二物理选修3-2 6-2、3 同步练习习题（含答案解析）第6章第2~3节1．关于传感器的作用，下列说法正确的有()A．通常的传感器可以直接用来进行自动控制B．传感器可以用来采集信息C．传感器可以将感受到的一些信号转换为电学量D．传感器可以将所有感受到的信号都转换为电学量答案：BC解析：传感器是将感受到的非电学量转换为电学量的仪器，不同的传感器感受不同的信号，B、C对．2．关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是()A．应变片是由导体材料制成B．当应变片的表面拉伸时，其电阻变大；反之，变小C．传感器输出的是应变片上的电压D．外力越大，输出的电压差值也越大答案：BD解析：应变片多用半导体材料制成，故选项A错．传感器输出的是上、下两应变片的电压差，并且随着外力的增大，输出的电压差值也就越大，故C错，D对．3．下列说法中正确的是()A．电饭锅中的敏感元件是光敏电阻B．测温仪中测温元件可以是热敏电阻C．机械式鼠标中的传感器接收到连续的红外线，输出不连续的电脉冲D．火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现低电阻状态，有烟雾时呈现出高电阻状态答案：B解析：电饭锅中的敏感元件是感温铁氧体，A错误；机械式鼠标中的传感器接收断续的红外线脉冲，输出相应的电脉冲信号，C错误；火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现高电阻状态，有烟雾时呈现低电阻状态，D错误．4．为随时发现大坝内的裂痕等安全隐患，在修建三峡大坝时，应在坝内埋入以下哪一种传感器() A．温度传感器B．位移传感器C．光纤传感器D．湿度传感器答案：C解析：当大坝出现裂缝时，埋没于其中的传感光纤受到拉剪作用，引起光纤产生微弯，并引发光强损耗，通过光损耗变化大小、分布状态的距离，从而迅速检测出裂缝的位置、宽度等．5．关于测温仪，下列说法中正确的是()A．测温用的金属热电阻的阻值不能随温度的变化而变化B．在非典期间，机场车站用的测温仪非常迅速的测出人的体温，它是利用了红外线敏感元件C．热敏电阻的特点是随温度的升高而电阻变小D．课本提到的各种温度计材料，都是随温度的变化电阻会有明显的变化答案：BCD6.如图所示会议室中和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图：罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板．平时光电三极管接收不到LED发出的光，呈现高阻状态．发生火灾时，下列说法正确的是()A．进入罩内的烟雾遮挡住了光线，使光线三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报B．光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报C．进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报D．以上说法均不正确答案：C解析：由火灾报警器的原理可知，发生火灾时烟雾进入罩内，使光发生散射，部分光线照在光电三极管上电阻变小，与传感器相连的电路检测出这种变化，发出警报，C对．7.如图所示为某型电磁继电器的构造示意图，其中L为含铁芯的线圈．P为可绕O点转动的铁片，k为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个外接线柱．电磁继电器与传感器配合，可完成自动控制的要求．其工作方式是()A．A与B接信号电压，C与D可跟被控制电路串联B．A与B接信号电压，C与D可跟被控制电路并联C．C与D接信号电压，A与B可跟被控制电路串联D．C与D接信号电压，A与B可跟被控制电路并联答案：A解析：由图可知A 、B 是电磁继电器线圈，所以A 、B 应接信号电压，线圈随信号电压变化使电磁继电器相吸或相斥，从而使C 、D 接通或断开，进而起到控制的作用，所以A 正确．8．热敏电阻有两种，一种是正温度系数电阻，即PTC 元件，它的阻值随着温度的升高而增大；另一种是负温度系数电阻，即NTC 元件，它的阻值随温度的升高而减小，将一个热敏电阻和欧姆表相连，如果电阻是NTC 元件，现对其表面喷洒一些酒精，将会发现欧姆表的读数__________(填“增大”或“减小”)．如果电阻是PTC 元件，现用吹风机对其吹热风，将会发现欧姆表读数__________(填“增大”或“减小”)．答案：增大增大解析：将酒精喷洒一些在NTC 元件表面上，由于酒精迅速蒸发，NTC 元件表面上温度降低，因NTC 元件，它的电阻随温度的降低而增大；将会发现欧姆表的读数变大；用吹风机向PTC 元件吹热风，它的电阻值随温度的升高而增大． 9.如图所示，为大型电子地磅电路图，电源电动势为E ，内阻不计．不称物体时，滑片P 在A 端，滑动变阻器接入电路的有效电阻最大，电流较小；称物体时，在压力作用下使滑片P 下滑，滑动变阻器的有效电阻变小，电流变大．这样把重力值转换成电信号，将电流对应的重力值刻在刻度盘上，就可以读出被称物体的重力值。

高中物理第五章 5 电能的输送练习(含解析)新人教版选修3-2-新人教版高二选修3-2物理试题

5 电能的输送1.(2018·江苏南京期中)远距离输送交变电流都采用高压输电.我国正在研究用比330 kV高得多的电压进展输电.采用高压输电的优点是( C )A.可提高用户端电压B.可根据需要调节交流电的频率C.可减少输电线上的能量损失D.可加快输电的速度解析:采用高压输电减小了输电电流,可减少能量损失,但不能改变交变电流的频率和输电速度,用户端电压由降压变压器决定,应当选项C正确.2.某用电器离供电电源的距离为l,线路上的电流为I.假设要求线路上的电压降不超过U.输电导线的电阻率为ρ,那么该输电导线的横截面积的最小值是( C )A.B.I2ρ C. D.解析:因为导线的总长度为2l,所以电压降U=IR=Iρ,解得S=,应当选项C正确.3.(2019·安徽芜湖检测)如下列图为远距离输电线路的示意图,假设发电机的输出电压不变,如此如下表示中正确的答案是( C )A.升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关B.输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定C.当用户用电器的总电阻减小时,输电线上损失的功率增大D.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压解析:变压器的输入功率、输入电流的大小是由次级负载消耗的功率大小决定的,选项A,B错误;用户用电器总电阻减小,据P=,消耗功率增大,输电线中电流增大,线路损失功率增大,选项C正确;升压变压器的输出电压等于输电线路电阻上损失的电压加上降压变压器的输入电压,选项D错误.4.远距离输电中,当输送的电功率为P,输送电压为U时,输电线上损失的电功率为ΔP,假设输送的电功率增加为4P,而输电线中损失的电功率减为,输电线电阻不变,那么输电电压应增为( C )A.32UB.16UC.8UD.4U解析:根据题意知ΔP=()2·r,ΔP=()2·r得U′=8U,故C正确.5.(多项选择)如图为模拟远距离输电电路,两理想变压器的线圈匝数n1=n4<n2=n3,A1,A2,A3为一样的理想交流电流表.当a,b端接入低压交流电源时,如此( AC )A.A1,A3的示数相等B.A1,A2,A3的示数相等C.A1的示数大于A2的示数D.A2的示数大于A3的示数解析:因为=,=,n1=n4<n2=n3,故I1>I2,I4>I3,即A1的示数大于A2的示数,A2的示数小于A3的示数;又I2=I3,所以I1=I4,即A1,A3的示数相等,选项A,C正确,B,D错误.6.(2019·湖北宜昌检测)“西电东送〞工程中,为了减少输电损耗,必须提高输电电压.从西部某电站向华东某地区输送的电功率为 106 kW,输电电压为 1 000 kV,输电线电阻为100 Ω.假设改用超导材料作为输电线,如此可减少输电损耗的功率为( A )A.105 kWB.104 kWC.106 kWD.103 kW解析:输电电流I=,输电线路损失的电功率P损=I2R=()2R=1×105kW;当改用超导输电时,就不损失电能,因此减少的输电损耗就等于P损,故A正确.7.(2019·江西景德镇检测)某发电站的输出功率为 104 kW,输出电压为4 kV,通过理想变压器升压后向 80 km 远处用户供电.输电线的电阻率为ρ=2.4×10-8Ω·m,导线横截面积为1.5×10-4 m2,输电线路损失的功率为输出功率的4%.求:(1)升压变压器的输出电压;(2)输电线路上的电压损失.解析:(1)导线电阻r=ρ=Ω=25.6 Ω输电线路损失功率为输出功率的4%,如此4%P=I2r代入数据得I=125 A由理想变压器P入=P出与P=UI得输出电压U== V=8×104 V.(2)输电线路上电压损失U′=Ir=125×25.6 V=3.2×103 V.答案:(1)8×104 V (2)3.2×103 V8.(2019·湖南岳阳检测)关于高压直流输电,如下说法正确的答案是( A )A.高压直流输电系统在输电环节是直流B.变压器能实现直流电和交流电的转换C.稳定的直流输电存在感抗和容抗引起的损耗D.直流输电时,要考虑电网中的各台交流发电机的同步运行问题解析:直流输电在发电环节和用电环节是交流,而输电环节是直流,A正确;换流器的功能是实现交流电和直流电的转换,B错误;稳定的直流输电不存在感抗和容抗引起的损耗,不需要考虑电网中的各台交流发电机的同步运行问题,C,D错误.9.(2018·江苏徐州检测)(多项选择)为消除高压输电线上的凌冰,有人设计了这样的融冰思路:利用电流的热效应除冰.假设在正常供电时,高压线上送电电压为U,电流为I,热耗功率为P;除冰时,输电线上的热耗功率需变为9P,如此除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)( AD )A.输电电流为3IB.输电电流为9IC.输电电压为3UD.输电电压为U解析:输电线上的热耗功率P线=I2R线,热耗功率由P变为9P,如此电流由I变为3I,选项A正确.输电功率P不变,由P=UI,电流变为3I,输电电压为U,选项D正确.10.(2019·江西赣州检测)如下列图,某发电机输出功率是100 kW,输出电压是250 V,从发电机到用户间的输电线总电阻为8 Ω,要使输电线上的功率损失为5%,而用户得到的电压正好为220 V,如此升压变压器和降压变压器原、副线圈匝数比分别是( C )A.16∶1 190∶11B.1∶16 11∶190C.1∶16 190∶11D.16∶1 11∶190解析:输电线损失功率P损=100×103×5% W=5×103 W,所以,输电线电流I2==25 A,升压变压器原线圈电流I1==400 A,故升压变压器原、副线圈匝数比==.升压变压器副线圈两端电压U2=U1=4 000 V,输电线损失电压U损=I2R总=200 V,降压变压器原线圈电压U3=U2-U损= 3 800 V,故降压变压器原、副线圈匝数比为==,应当选项C正确.11.(2019·安徽合肥检测)如下列图,(甲)是远距离输电线路的示意图,(乙)是发电机输出电压随时间变化的图象,如此( D )A.用户用电器上交流电的频率是100 HzB.发电机输出交流电的电压有效值是500 VC.输电线的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定D.当用户用电器的总电阻增大时,输电线上损失的功率减小解析:由u t图象可知,交流电的周期T=0.02 s,故频率f==50 Hz,选项A错误;交流电压的最大值 U m=500 V,故有效值U==250 V,选项B错误;输电线上的电流由降压变压器副线圈上的电阻和降压变压器原、副线圈的匝数比决定,选项C错误;当用户用电器的总电阻增大时,副线圈上的电流减小,根据=,原线圈(输电线)上的电流减小,根据P=R,输电线损失的功率减小,选项D正确.12.如图为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器,升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1,n2,在T的原线圈两端接入一电压u=U max sin ωt的交流电源,假设输送电功率为P,输电线的总电阻为2r,不考虑其他因素的影响,如此输电线上损失的电功率为( C )A.()B.()C.4()2()2rD.4()2()2r解析:由瞬时值表达式知,原线圈电压的有效值U1=,根据理想变压器的电压规律可得=,由理想变压器的输入功率等于输出功率得P=I2U2,输电线上损失的电功率P损=·2r,联立可得P损=4()2()2r,故C正确.13.某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站,发电机输出功率为9 kW,输出电压为500 V,输电线的总电阻为10 Ω,允许线路损耗的功率为输出功率的4%,求:(1)村民和村办小企业需要220 V电压时,所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少?(不计变压器的损耗)(2)假设不用变压器而由发电机直接输送,村民和村办小企业得到的电压和功率是多少?解析:(1)建立如下列图的远距离输电模型.由线路损耗的功率P线=R线,可得I线== A=6 A,又因为P输出=U2I线,所以U2== V=1 500 V,U3=U2-I线R线=(1 500-6×10)V=1 440 V,根据理想变压器规律===,===所以升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比分别是1∶3和72∶11.(2)假设不用变压器而由发电机直接输送(模型如下列图),由P输出=UI线′,可得I线′== A=18 A所以线路损耗的功率P线=I线′2R线=182×10 W=3 240 W用户得到的电压U用户=U-I线′R线=320 V用户得到的功率P用户=P输出-P线=(9 000-3 240)W=5 760 W.答案:(1)1∶3 72∶11 (2)320 V 5 760 W。

高中同步测试卷·人教物理选修3-2：高中同步测试卷(五) word版含解析

高中同步测试卷(五)第五单元变压器和远距离输电(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)1．原线圈两端电压恒定时用理想变压器给纯电阻负载供电时，用下列哪种办法可以增大输入电流()A．增加原线圈的匝数B．增加副线圈的匝数C．在副线圈上多串联一个电阻D．使绕制线圈的导线粗一些2．(2016·高考四川卷)如图所示，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()A．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3．理想变压器连接电路如图甲所示，已知原副线圈匝数比为10∶1，当输入电压波形如图乙时，电流表读数为2 A，则()A．电压表读数为282 V B．电压表读数为28.2 VC．输入功率为56.4 W D．输入功率为40 W4．如图所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为n，原线圈接正弦交流电压U，输出端接有一个交流电流表和一个电动机．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，电动机带动一重物匀速上升，下列判断正确的是()A．原线圈中的电流为nI B．变压器的输入功率为UI nC．电动机输出的总功率为I2R D．电动机两端电压为IR5．如图所示是变压器通过降压给用户供电的示意图．变压器输入电压是市电网的电压，不会有很大的波动．输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用R0表示，滑动变阻器R表示用户用电器的总电阻，当滑动变阻器的滑片P向下移动时，下列说法不正确的是()A．相当于增加用电器的数目B．A1表的示数随A2表示数的增大而增大C．V1表的示数随V2表示数的增大而增大D．变压器的输入功率增大6．超导材料电阻降为零的温度称为临界温度.1987年我国科学家制成了临界温度为90 K 的高温超导材料，利用超导材料零电阻的性质，可实现无损耗输电．现有一直流电路，输电线的总电阻为0.4 Ω，它提供给用电器的电功率为40 kW，电压为800 V．如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为()A．1 kW B．1.6×103 kWC．1.6 kW D．10 kW7．如图所示为理想变压器，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，R2为负温度系数的热敏电阻(即当温度升高时，阻值减小)，R1为定值电阻，C为电容器．下列说法正确的是()A．交流电压表的示数是110 VB．交流电的频率为100 HzC．通过R1的电流始终为零D．当R2处温度升高时，交流电压表的示数不变，交流电流表的示数变大二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意．)8.(2016·高考全国卷丙)如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b.当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光．下列说法正确的是()A．原、副线圈匝数之比为9∶1B．原、副线圈匝数之比为1∶9C．此时a和b的电功率之比为9∶1D．此时a和b的电功率之比为1∶99．汽车消耗的主要燃料是柴油和汽油．柴油机是靠压缩汽缸内的空气点火的；而汽油机做功冲程开始时，汽缸中汽油和空气的混合气是靠火花塞点燃的．但是汽车蓄电池的电压只有12 V，不能在火花塞中产生火花，因此，要使用如图所示的点火装置，此装置的核心是一个变压器，该变压器的原线圈通过开关连到蓄电池上，副线圈接到火花塞的两端，开关由机械控制，做功冲程开始时，开关由闭合变为断开，从而在副线圈中产生10 000 V以上的电压，这样就能在火花塞中产生火花了．下列说法中正确的是()A．柴油机的压缩点火过程是通过做功使空气的内能增加的B．汽油机点火装置的开关始终闭合，副线圈的两端也会有高压C．接该变压器的原线圈的电源必须是交流电源，否则就不能在副线圈中产生高压D．汽油机的点火装置中变压器的副线圈匝数必须远大于原线圈的匝数10．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4∶1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦交流电，图中R t为热敏电阻(随温度升高其电阻变小)，R 为定值电阻．下列说法正确的是()A．副线圈两端电压的瞬时值表达式为u＝92sin 50πt VB．t＝0.02 s时电压表V2的示数为9 VC．变压器原、副线圈中的电流之比和输入、输出功率之比均为1∶4D．R t处温度升高时，电流表的示数变大，电压表V2的示数不变11．为了减少输电线路中电力损失，发电厂发出的电通常是经过升压变电站升压后通过远距离输送，再经过降压变电站将高压变为低压．某降压变电站将电压U0＝11 0002 sin(100πt)V的交流电降为220 V供居民小区用电，则降压变电站变压器() A．原、副线圈匝数比为50∶1B．副线圈中电流的频率是50 HzC．原线圈的导线比副线圈的要粗D．输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和12．图甲中的变压器为理想变压器，原线圈匝数n1与副线圈匝数n2之比为10∶1，变压器的原线圈接如图乙所示的正弦式交流电，三个阻值均为20 Ω的电阻R1、R2、R3和电容器C构成的电路与副线圈相接，其中，电容器的击穿电压为8 V，电压表V为理想交流电表，开关S处于断开状态，则()甲乙A．交流电压表V的读数约为7.07 V B．交流电流表A的读数为0.05 AC．电阻R2上消耗的功率为2.5 W D．若闭合开关S，电容器C会被击穿题号123456789101112答案三、计算题(本题共4小题，共42分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)13.(10分)如图所示为一台理想变压器，其原线圈200匝，副线圈400匝，并接一个R ＝110 Ω的负载电阻，其他电阻均不计．求：(1)当原线圈接在44 V直流电源上时，电压表示数为多大？(2)当原线圈接在输出电压U＝2202sin 100πt V的交变电源上时，电压表示数和电流表的示数各为多大？此时变压器的输入功率为多大？14．(10分)如图所示，图甲是一理想变压器的电路连接，图乙是在原线圈两端所加的电压随时间变化的关系．已知原、副线圈的匝数之比为10∶1，电流表A2的示数为2 A，开关S断开．(1)求变压器输入功率和电压表的示数；(2)将开关闭合，定性分析电路中三个电表的示数变化情况．15.(10分)一居民小区有440户，以前每户平均消耗电功率为100 W ，使用的区间变压器匝数比为165∶6，恰好能使额定电压为220 V 的用电器正常工作，现在因家用电器增加，每户平均消耗的电功率为250 W ，若变压器输入电压仍为6 600 V ，区间输电线线路不变，为了使家用电器正常工作，需换用区间变压器，则此变压器的匝数比为多少？16．(12分)风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展．如图所示，风车阵中发电机输出功率为100 kW ，输出电压为250 V ，用户需要的电压为220 V ，输电线电阻为10 Ω.若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%.(1)试求：在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比； (2)画出此输电线路的示意图； (3)用户得到的电功率是多少？参考答案与解析1．[导学号26020065] 【解析】选B.根据U 1n 1＝U 2n 2，增加副线圈的匝数，可以增大次级电压，从而增大次级电流，由I 1n 1＝I 2n 2，次级电流增加则初级电流必增大，A 错，B 对；在副线圈上多串联一个电阻，则次级电流会减小，根据I 1n 1＝I 2n 2，则初级电流必减小，C 错；使绕制线圈的导线粗一些，只要匝数不变就不会影响输入电流，D 错．2．[导学号26020066] 【解析】选B.设原、副线圈减少的匝数为n ，则根据变压比有，U 1U 2＝n 1n 2，U 1U ′2＝n 1－n n 2－n ，由于U ′2＝n 2－n n 1－n U 1，U 2＝n 2n 1U 1，因此U ′2小于U 2，即副线圈两端的电压变小，小灯泡变暗，A 项错误，B 项正确；由于匝数比变化，因此原、副线圈两端电压的比值和通过原、副线圈电流的比值均发生变化，C 、D 项错误．3．[导学号26020067] 【解析】选D.初级电压有效值为2822 V ＝200 V ，所以次级电压U 2＝n 2U 1n 1＝20 V ，输出功率P ＝I 2U 2＝40 W ，由于输入功率等于输出功率，所以输入功率也为40 W ，选项D 正确．4．[导学号26020068] 【解析】选B.电流表的读数为副线圈电流，所以原线圈电流为I n ，故A 错误；原线圈的输入功率则为U In ，故B 对；电动机上的热功率为I 2R ，电动机消耗功率为U I n ，两端电压为Un，故C 、D 错误．5．[导学号26020069] 【解析】选C.输入电压U 几乎不变，故变压器原、副线圈的电压不变，即V 1表与V 2表的示数不变，C 错；滑动变阻器的滑片P 向下移动，电阻减小相当于增加负载，A 正确；因副线圈电压U 2不变，由I 2＝U 2R ＋R 0知，电流I 2增大，由n 1n 2＝I 2I 1知，I 1也增大，B 正确；由P 2＝U 2I 2知，P 2增大，变压器输入功率P 1＝P 2，即P 1增大，D 正确．6．[导学号26020070] 【解析】选A.输电线中电流I ＝P /U ，输电线上损失功率P ′＝I 2R线＝P 2R 线/U 2＝1 kW.7．[导学号26020071] 【解析】选D.原线圈所接交变电压的有效值为U 1＝2202V ，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＝12×2202 V ＝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 ＝50 Hz ，选项B 错误；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，交流电压表的示数不变，当R 2处的温度升高时，其电阻阻值变小，所以交流电流表的示数变大，选项D 正确．8．[导学号26020072] 【解析】选AD.因为两灯泡额定电压相同且均正常发光，且输入电压为灯泡额定电压的10倍，所以理想变压器的输入、输出电压比为9∶1，由理想变压器变压规律可知，原、副线圈的匝数比为9∶1，A 项正确，B 项错误；由理想变压器变流规律可知，原、副线圈的电流比为1∶9，由电功率P ＝UI 可知，a 和b 的电功率之比为1∶9，C 项错误，D 项正确．9．[导学号26020073] 【解析】选AD.汽车柴油机压缩汽缸内空气，实际上是活塞对气体做功使其内能增加，当温度升高到一定温度时，柴油着火燃烧，汽油机是借助于变压器在通入原线圈中电压12 V 断电时产生变化的磁通量从而在副线圈中产生瞬时高压10 000 V ，而达到产生火花的目的，所以电源可以是直流，且副线圈匝数要远大于原线圈匝数，故A 、D 正确.10．[导学号26020074] 【解析】选BD.由题中图乙可知U 1＝36 V ，T ＝2×10－2 s ，由U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝9 V ，所以副线圈两端电压的瞬时值表达式为u ＝92sin 100πt V ，A 选项错；电压表示数为有效值，故B 选项正确；由变压器原、副线圈电流关系及输入、输出功率关系知，C 选项错；当R t 处温度升高时R t 电阻变小，U 2不变，副线圈中电流I 2变大，故D 选项正确．11．[导学号26020075] 【解析】选AB.原线圈电压的有效值为U 1＝11 000 V ，由U 1U 2＝n 1n 2得n 1n 2＝501，选项A 正确；变压器不改变交流电的频率，故选项B 正确；由n 1n 2＝I 2I 1得副线圈的电流大，要想导线发热少，导线要粗一些(电阻小)，故选项C 错误；居民小区各用电器电流总和应该等于副线圈的电流，选项D 错误．12．[导学号26020076] 【解析】选AC.开关断开时，副线圈电路为R 1和R 2串联，交流电压表测量R 2两端的电压，由题图乙可知原线圈电压为U ＝2002 V ＝100 2 V ，所以副线圈电压为U ′＝n 2n 1U ＝10 2 V ，则R 2两端的电压为U 2＝5 2 V ≈7.07 V ，故A 正确；由分析可知，副线圈电流为I ′＝U ′R 总＝10240A ＝24 A ，所以原线圈电流为I ＝n 2n 1I ′＝110×24 A ＝240 A ，故B 错误；电阻R 2上消耗的功率P ＝U 22R 2＝（52）220 W ＝2.5 W ，故C 正确；当开关闭合时，R 1、R 3与电容器并联后和R 2串联，电容器的电压为并联部分的电压，并联部分电阻为R并＜R 2＝10 Ω，所以并联部分的电压U 并＝R 并R 并＋R 2U ′＜1020＋10×10 2 V ＝1023 V ，并联部分电压的最大值U 并m ＝2U 并＜203V ，所以电容器C 不会被击穿，故D 错误．故选AC. 13．[导学号26020077] 【解析】(1)直流电不能产生电磁感应，故副线圈电压为零，电压表示数为零．(2分)(2)原线圈输入电压的有效值 U 1＝22022V ＝220 V ，(2分) 电压表的示数U 2＝n 2n 1U 1＝440 V ，(2分)电流表示数I 2＝U 2R＝4 A ，(2分) 变压器的输入功率P 1＝P 2＝U 2I 2＝1 760 W ． (2分)【答案】(1)0 (2)440 V 4 A 1 760 W14．[导学号26020078] 【解析】(1)由图乙可知输入电压的有效值 U 1＝200 V ， (1分)由U 1U 2＝n 1n 2得副线圈两端的电压 U 2＝n 2n 1U 1＝20 V ，(3分)变压器的输入功率P 1等于输出功率P 2，即 P 1＝P 2＝U 2I 2＝20×2 W ＝40 W ．(3分)(2)将S 闭合，U 2不变，即电压表示数不变，保持20 V ，由于负载增多，负载的总电阻减小，电流表A 2的示数增大，(1分)副线圈的输出功率增加，原线圈的输入功率随之增加，电流表A 1的示数增大， (1分)由于理想变压器不计线圈的电阻，所以原、副线圈两端的电压与负载电阻无关． (1分)【答案】(1)40 W 20 V (2)A 1增大 A 2增大 V 不变15．[导学号26020079] 【解析】未换时输电电流 I ＝P U 用＝440×100220A ＝200 A(2分) 输电电压U 2＝n 2n 1U 1＝6165×6 600 V ＝240 V(2分)则由U 线＝U 2－U 用＝IR 线可知： R 线＝240－220200Ω＝0.1 Ω(1分) 换变压器后，I ＝P U 用＝440×250220A ＝500 A(2分) 线路损失电压U 线＝IR 线＝50 V(1分) 变压器输出电压U 2＝220 V ＋50 V ＝270 V (1分) 所以变压器匝数之比为n 1n 2＝U 1U 2＝6 600270＝2209.(1分)【答案】220∶916．[导学号26020080] 【解析】(1)输电线损失的功率 P 损＝P ×4%＝100 kW ×4%＝4 kW(1分)输电线电流I 2＝P 损R 线＝4×10310A ＝20 A (1分)升压变压器副线圈电压 U 2＝P I 2＝100×10320 V ＝5×103 V(1分)升压变压器原、副线圈匝数比： n 1n 2＝U 1U 2＝2505 000＝120(1分) 电压损失U 损＝I 2R 线＝20×10 V ＝200 V (1分) 降压变压器原线圈端电压 U 3＝U 2－U 损＝4 800 V(1分) 降压变压器原、副线圈匝数比n 3n 4＝4 800220＝24011.(1分) (2)如图所示．(2分)(3)用户得到的电功率即降压变压器的输出功率为 P 用＝P －P 损＝P (1－4%) ＝100×96% kW ＝96 kW.(3分)【答案】(1)1∶20 240∶11 (2)见解析图 (3)96 kW。

选修3-2人教版同步练习及解析-高二物理同步训练：5-5

高二物理同步训练试题解析第5章第5节1．对于电能输送的以下说法，正确的是()A．输送电能的基本要求是：可靠、保质、经济B．减小输电导线上功率损失的唯一方法是采用高压输电C．减小输电线上电压损失的唯一方法是增大导线的横截面积D．实际输电时，要综合考虑各种因素，如输送功率大小、距离远近、技术和经济要求等答案：AD解析：减小输电线上功率损失的两个途径：一是减小电阻，可以采用电阻率较小的导线或增大导线横截面积；二是减小电流，可以降低输送功率或提高输送电压，由上可知，B、C均错．2．远距离输送交流电都采用高压输电，我国正在研究用比330 kV高很多的电压进行输电，采用高压输电的优点是()A．可节省电线的铜材料B．可根据需要调节交流电的频率C．可减少输电线上的能量损失D．可加快输电的速度答案：AC解析：当输入电功率一定时，设为P，P＝IU，I是输电电流，U是输电电压，设输电导线电阻为R，则输电线上的损耗为P耗＝I2R＝P 2U2R，要减小损耗有两条途径：增大输电电压U和减小输电线电阻，输电距离是一定的，要减小输电线电阻只能靠增大电线横截面积，这样就多用材料．如果采用更高的电压输电，就不用加粗导线，亦可换用铝等电阻率稍大、但价格低廉的材料了．原、副线圈中电流的频率总是相等的，变压器不改变交流电的频率，故A、C正确．3．用电压U和KU分别输送相同电功率，且在输电线上损失的功率相同，导线长度和材料也相同，此两种情况下导线的横截面积之比为()A．K B．KC．K2D．K2答案：C解析：由R＝ρlS ，P＝UI，ΔP＝I2R，得ΔP＝P2ρlU2S，可见在其他物理量一定时，S与U2成反比，故C正确．4．在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的电功率不变时，那么()A ．输电线路上损失的电压与输送的电流成正比B ．输电的电压越高，输电线路上损失的电压越大C ．输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比D ．输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比答案：AC解析：输电线路上损失电压ΔU ＝IR ，在R 一定时，ΔU 和I 成正比．若U 越高，I ＝PU ，I 越小，那么ΔU 越小．输电线路上损失的功率ΔP ＝I 2R ，当P 一定时，I ＝P U ，所以ΔP ＝(PU )2R ，即ΔP 和U的平方成反比，跟I 的平方成正比．故A 、C 正确．5．某水电站，用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km 外的用户，其输出电功率是3×106 kW.现用500 kV 电压输电，则下列说法正确的是( )A ．输电线上输送的电流大小为2.0×105AB ．输电线上由电阻造成的损失电压为15 kVC ．若改用5 kV 电压输电，则输电线上损失的功率为9×108 kWD ．输电线上损失的功率为ΔP ＝U 2/r ，U 为输电电压，r 为输电线的电阻答案：B解析：输电线上输送的电流为I 输＝P 输U 输＝3×106 kW500 kV ＝6000 A ，A 选项错误．输电线上由电阻造成的损失电压U 损＝I 输×R 线＝6000A ×2.5 Ω＝1.5×104V ，B 选项正确．若输电电压为5 kV ，则输电线上损失的功率不可能大于输电总功率3×106kW ，C 选项错误，ΔP ＝U 2r中，U 应当为输电线上损失的电压，D 选项错误．6．下图为远距离高压输电的示意图．关于远距离输电，下列表述正确的是( )A ．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B ．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗C ．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小D ．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好答案：ABD解析：依据输电原理，电路中的功率损耗ΔP ＝I 2R 线，而R 线＝ρLS，增大输电线的横截面积，减小输电线的电阻，则能够减小输电线上的功率损耗，A 正确；由P ＝UI 来看在输送功率一定的情况下，输送电压U 越大，则输电电流越小，则功率损耗越小，B 正确；若输电电压一定，输送功率越大，则电流I 越大，电路中损耗的电功率越大，C 错误；输电电压并不是电压越高越好，因为电压越高，对于安全和技术的要求越高，D 正确．7．水电站向小山村输电，输送的电功率为50 kW ，若以1100 V 送电，则线路损失为10 kW ，若以3300 V 送电，则线路损失可降为( )A ．3.3 kWB ．1.1 kWC ．30 kWD ．11 kW答案：B解析：由P ＝UI ，ΔP ＝I 2R 可得：ΔP ＝P 2U2R ，所以当输送电压增大为原来的3倍时，线路损失功率变为原来的19，即ΔP ＝1.1 kW.8．远距离输电线路的示意图如图所示．若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是( )A ．升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关B ．输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定C ．当用户用电器的总电阻减少时，输电线上损失的功率增大D ．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压答案：C解析：变压器的输入功率、输入电流的大小是由次级负载消耗的功率大小决定的，选项A 、B 错误．用户用电器总电阻减少，据P ＝U 2R ，消耗功率增大，输电线中电流增大，线路损失功率增大，C 项正确．升压变压器的输出电压等于输电线路电阻上损失电压加上降压变压器输入电压，D 项错误．9．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n 1：n 2＝，原线圈输入电压u ＝1410sin100πt V ，副线圈通过电阻R ＝1 Ω的输电线对用户供电，则用户处最多接________盏“220 V40 W”电灯可保证正常发光．答案：165解析：由题意知原线圈的输入电压为U 1＝U m 2＝1410 V2＝1000 V ．根据原、副线圈的匝数比得出副线圈两端的电压为U 2＝n 2n 1U 1＝14×1000 V ＝250 V ．电灯正常工作电压U 用＝220 V ，则线路损失电压为ΔU ＝U 2－U 用＝250 V －220 V ＝30 V ．输电线上的电流为I ＝ΔU R ＝301A ＝30A.每只灯泡的正常工作电流为I 额＝P 额U 额＝40220A ＝211A.用户处最多可接电灯的盏数为n ＝I I 额＝30×112盏＝165盏．10．发电机的输出电压为220 V ，输出功率为44 kW ，每条输电线电阻为0.2 Ω，求用户得到的电压和电功率各是多少？如果发电站先用变压比为的升压变压器将电压升高，经同样输电线路后经过的降压变压器降压后供给用户，则用户得到的电压和电功率各是多少？答案：140 V,2.8×104 W 219.2 V ,43840 W解析：在用220 V 低压直接供电时，电路如图(左)所示，则有 I ＝P 0/U 0＝44×103/220 A ＝200 A U ′线＝Ir 线＝200×(2×0.2) V ＝80 V U ′用＝U 0－U ′线＝(220－80) V ＝140 V P ′线＝IU ′线＝200×80 W ＝16×103 W P ′用＝P 0－P ′线＝(44×103－16×103) W ＝2.8×104 W在采用高压供电时，电路如图(右)所示： U 1＝n 1/n 0·U 0＝10U 0＝2200 V I 1＝P 0/U 1＝44×103/2200 A ＝20 A U ″线＝I 1r 线＝20×(2×0.2) V ＝8 V ∴U 2＝U 1－U ″线＝(2200－8) V ＝2192 V∴U 用＝U 2·n 4/n 3＝2192×1/10 V ＝219.2 VP ″用＝P 0－P ″线＝(44×103－160) W ＝43840 W.11．某发电厂通过两条输电线向远处的用电设备供电，当发电厂输出的功率为P 0时，额定电压为U 的用电设备消耗的功率为P 1，若发电厂用一台升压变压器T 1先把电压升高，仍通过原来的输电线供电，到达用电设备所在地，再通过一台降压变压器T 2把电压降到用电设备的额定电压供用电设备使用．这样改变后，当发电厂输出的功率仍为P 0，用电设备的数量可增加，其总功率增加P 2，试求所用升压变压器T 1的原线圈与副线圈的匝数比N 1N 2以及降压变压器T 2的原线圈与副线圈的匝数比N 3N 4各为多少？解析：设输电线的电阻为R ，当发电厂直接向用电设备供电时，输电线中的电流为I 1，则有P 1＝I 1U ，P 0－P 1＝I 12R ，解得I 1＝P 1U ，R ＝P 0－P 1P 12·U 2.设降压变压器T 2的输入电流I 2′，输出电流I 2，则有P 2＝I 2U ， P 0－P 2＝I 2′2R ，由此得I 2＝P 2U，I 2′＝P 0－P 2R ＝P 1UP 0－P 2P 0－P 1. 故降压变压器T 2原线圈匝数N 3与副线圈匝数N 4之比N 3N 4＝I 2I 2′＝P 2P 1 P 0－P 1P 0－P 2. 升压变压器T 1的原线圈匝数N 1与副线圈匝数N 2之比N 1N 2＝I 2′I 1＝P 0－P 2P 0－P 1. 12．中国已投产运行的1000 kV 特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程．假设甲、乙两地原来用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1000 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.P4 B.P 2 C ．2P D ．4P答案：A解析：由P ＝IU 知，若输送功率不变，当输送电压增大一倍时，输电电流减为原来的12，输电线电阻不变，由P 损＝I 2r 知损失的电功率变为原来的14，故正确选项为A.13．一台发电机最大输出功率为4000 kW ，电压为4000 V ，经变压器T 1升压后向远方输电．输电线路总电阻R ＝1 kΩ.到目的地经变压器T 2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220 V 60 W)．若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T 1和T 2的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则A ．T 1原、副线圈电流分别为103 A 和20 AB ．T 2原、副线圈电压分别为1.8×105 V 和220 VC ．T 1和T 2的变压比分别为1∶50和40∶1D ．有6×104盏灯泡(220 V ,60 W)正常发光答案：ABD解析：输电线上消耗的功率P 线＝I 22R ＝400 kW ，则I 2＝P 线R ＝20 A ，又P 1＝U 1I 1，则I 1＝P 1U 1＝103 A ，故A 正确；T 1的变压比U 1U 2＝I 2I 1＝150，又P ＝U 1I 1＝U 2I 2，得U 2＝2×105 V ，输电线上损失电压U 线＝I 2R ＝2×104 V ，则T 2原线圈的输入电压U 3＝U 2－U 线＝1.8×105 V ，又灯泡正常发光，T 2的副线圈的电压为220 V ，B 正确；T 2的变压比U 3U 4＝1.8×105220＝900011，C 错误；根据U 3I 2＝60n ，解得n ＝6×104，D 正确．。

人教版高中物理选修3-2全册同步检测试题解析版

高二物理同步训练试题解析第四章第1、2节1．首先发现电流的磁效应和电磁感应的物理学家分别是()A．安培和法拉第B．法拉第和楞次C．奥斯特和安培D．奥斯特和法拉第答案：D解析：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，选项D正确．2．关于感应电流，下列说法中正确的是()A．只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生B．穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生C．线框不闭合时，即使穿过线框的磁通量发生变化，线框中也没有感应电流产生D．只要闭合电路的部分导体做切割磁感线运动，电路中就一定有感应电流产生答案：C解析：对闭合电路而言，只有磁通量变化．闭合电路中才有感应电流产生，光有磁通量，不变化，是不会产生感应电流的，故A选项错．螺线管必须是闭合的，否则也没有感应电流产生，故B错．线框不闭合，穿过线框的磁通量发生变化，线框中没有感应电流产生，故C选项正确．闭合电路的部分导体做切割磁感线运动，但是若穿过闭合电路的磁通量不变，也没有感应电流产生，故D选项错误．3．如图所示，虚线框内有匀强磁场，1和2为垂直磁场方向放置的两个圆环，分别用Φ1和Φ2表示穿过两环的磁通量，则有()A．Φ1>Φ2B．Φ1＝Φ2C．Φ1<Φ2D．无法确定答案：B解析：磁通量的定义是穿过某一面积的磁感线条数，尽管1、2面积不一样，但穿过磁感线的有效面积一样，磁感线条数一样，所以穿过两环的磁通量相同．4.如图所示，环形金属软弹簧所处平面与某一匀强磁场垂直，将弹簧沿半径方向向外拉成圆形，则以下措施不能使该金属弹簧中产生电磁感应现象的是()A．保持该圆的周长不变，将弹簧由圆形拉成方形B．保持该圆的周长不变，将弹簧由圆形拉成三角形C．保持该圆的面积不变，将弹簧由圆形拉成方形D．保持该圆的面积不变，将弹簧由圆形拉成三角形答案：CD解析：磁场不变，线圈平面与磁场方向的夹角也不变，若面积大小变化，穿过线圈的磁通量就变化，线圈中就会产生电磁感应现象，反之，就不会产生电磁感应现象．周长不变，圆形变成方形或三角形，面积肯定发生变化，就会产生电磁感应现象．5.如图所示，将一个矩形线圈放入匀强磁场中，若线圈平面平行于磁感线，则下列运动中，哪些在线圈中会产生感应电流()A．矩形线圈做平行于磁感线的平移运动B．矩形线圈做垂直于磁感线的平移运动C．矩形线圈绕ab边转动D．矩形线圈绕bc边转动答案：C解析：根据产生感应电流的条件可知，判断闭合线圈中是否产生感应电流，关键是判断线圈中磁通量是否发生变化．选项A中，矩形线圈做平行于磁感线的平移运动，磁通量不变化，无感应电流产生．选项B中，矩形线圈做垂直于磁感线的平移运动，磁通量不发生变化，始终为零，不产生感应电流．选项C中，矩形线圈绕ab边转动，穿过线圈的磁通量必定变化，会产生感应电流．选项D中，矩形线圈绕bc边转动，穿过线圈的磁通量不变化．无感应电流产生．6．如图所示，大圆导线环A中通有电流，方向如图所示，另在导线环A所在的平面内画一个圆B，它的一半面积在A环内，另一半面积在A环外，则穿过B圆内的磁通量()A．为零B．垂直向里C．垂直向外D．条件不足，无法判断答案：B解析：本题实际是考查环形电流的磁感线分布：中心密，外部稀疏，所以，穿过B圆的总磁通量是向里的，选B.7．我国已经制定了登月计划，假如航天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计和一个小线圈，则下列推断中正确的是()A．直接将电流计放于月球表面，看是否有示数来判断磁场有无B．将电流计与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流计无示数，则判断月球表面无磁场C．将电流计与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流计有示数，则判断月球表面有磁场D．将电流计与线圈组成闭合回路，使线圈分别绕两个互相垂直的轴转动，月球表面若有磁场，则电流计至少有一次示数不为零答案：CD解析：电流计有示数时可判断有磁场存在，沿某一方向运动而无示数不能确定月球上磁场是否存在．D项中线圈分别绕互相垂直的轴转动，若月球存在磁场，则至少有一次穿过线圈(可正穿也可斜穿)的磁通量的变化不为零，故电流计有示数，C、D正确．8.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，电流计指针偏转答案：AD解析：回路A中有电源，当S1闭合后，回路中有电流，在回路的周围产生磁场，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，电流周围的磁场发生变化，从而使穿过回路B的磁通量发生变化，产生感应电动势，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．9.如图所示，线圈abcd有一半在稍宽一些的回路ABCD内，两线圈彼此绝缘，当开关S闭合瞬间abcd线圈中()A．有感应电流产生B．无感应电流产生C．可能有也可能没有感应电流D．无法确定答案：A解析：S接通前，线圈abcd内磁通量为零；S闭合瞬间回路ABCD内部的磁场比外部的磁场强一些，两者方向相反，线圈abcd的合磁通量Φ＝Φ内－Φ外，不为零．磁通量发生变化，产生感应电流．10.带负电的圆环绕圆心旋转，在环的圆心处有一闭合小线圈，小线圈和圆环在同一平面内，如图所示，则()A．只要圆环在转动，小线圈内就一定有感应电流产生B．圆环不管怎样转动，小线圈内都没有感应电流产生C．圆环在做变速转动时，小线圈内一定有感应电流产生D．圆环做匀速转动时，小线圈内没有感应电流产生答案：CD解析：圆环变速转动时，相当于环形电流的大小发生变化，小线圈磁通量发生变化，小线圈内有感应电流，故C对；如果圆环匀速转动，相当于环形电流的大小恒定，其磁场也恒定，小线圈的磁通量不变，小线圈内无感应电流，故D对．11．如图所示，用导线做成圆形或正方形回路，这些回路与一直导线构成几种位置组合(彼此绝缘)，下列组合中，切断直导线中的电流时，闭合回路中会有感应电流产生的是()答案：CD解析：利用安培定则判断直线电流产生的磁场，其磁感线是一些以直导线为轴的无数组同心圆，即磁感线所在平面均垂直于导线，且直线电流产生的磁场分布情况是：靠近直导线处磁场强，远离直导线处磁场弱．所以，A中穿过圆形线圈的磁通量如图甲所示，其有效磁通量为ΦA＝Φ出－Φ进＝0，且始终为0，即使切断导线中的电流，ΦA也始终为0，A中不可能产生感应电流．B中线圈平面与导线的磁场平行，穿过B的磁通量也始终为0，B中也不能产生感应电流．C 中穿过线圈的磁通量如图乙所示，Φ进>Φ出，即ΦC ≠0，当切断导线中电流后，经过一定时间，穿过线圈的磁通量ΦC 减小为0，所以C 中有感应电流产生．D 中线圈的磁通量ΦD 不为0，当电流切断后，ΦD 最终也减小为0，所以D 中也有感应电流产生．12．有一个100匝的线圈，其横截面是边长为L ＝0.20 m 的正方形，放在磁感应强度B ＝0.50 T 的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直．若将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形(横截面的周长不变)，在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少？答案：5.5×10－3 Wb解析：线圈横截面是正方形时的面积S 1＝L 2＝(0.20)2m 2＝4.0×10－2 m 2穿过线圈的磁通量Φ1＝BS 1＝0.50×4.0×10－2 Wb ＝2.0×10－2 Wb圆形时横截面积大小 S 2＝π(2L /π)2＝16100πm 2 穿过线圈的磁通量：Φ2＝BS 2＝0.50×16100πWb ≈2.55×10－2 Wb 所以，磁通量的变化ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝(2.55－2.0)×10－2 Wb ＝5.5×10－3 Wb.13．法拉第把两个线圈绕在一个铁环上，如图甲所示，线圈A 的电路在开关S 接触或断开的瞬间，线圈B 中产生瞬时电流．法拉第发现，铁环并不是必需的，拿走铁环，再做这个实验，电磁感应现象仍然发生．只是线圈B 中的电流弱些，如图乙所示．思考：(1)为什么在开关断开和闭合的瞬间线圈B中有感应电流产生？(2)开关断开或者闭合以后线圈B中还有电流产生吗？(3)你能否由此总结出产生感应电流的条件？答案：见解析解析：(1)开关断开和闭合时，A电路中电流发生变化，从而使A线圈产生的磁场发生变化，穿过B线圈磁通量发生变化，从而使B中产生感应电流．(2)当开关断开或闭合后，A电路稳定，周围的磁场不发生变化，穿过B线圈的磁通量不变化，B线圈中无感应电流产生．(3)产生感应电流需两个条件：①闭合电路，②磁通量发生变化．14．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”联系起来．在下面几个典型的实验设计思想中，所作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答案：A解析：电磁感应现象的产生条件是：穿过闭合电路的磁通量发生变化．静止导线上的稳恒电流产生恒定的磁场，静止导线周围的磁通量没有发生变化，近旁静止线圈中不会有感应电流产生，A错；而B、C、D三项中都会产生电磁感应现象，有感应电动势(或感应电流)产生．高二物理同步训练试题解析第四章第3节1．在电磁感应现象中，下列说法正确的是()A．感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的变化B．感应电流的磁场方向总是与引起它的磁场方向相反C．感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的磁通量D．感应电流的磁场延缓了原磁场磁通量的变化答案：AD解析：由楞次定律可知，A、D说法是正确的．2.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．始终有自a向b的感应电流流过电流表GB．始终有自b向a的感应电流流过电流表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答案：C解析：当条形磁铁进入螺线管的时候，闭合线圈中的磁通量增加；当条形磁铁穿出螺线管时，闭合线圈中的磁通量减少，根据楞次定律判断C正确．3.如图所示，在匀强磁场中有一个用比较软的金属导线制成的闭合圆环．在此圆环的形状由圆形变成正方形的过程中()A．环中有感应电流，方向a→d→c→bB．环中有感应电流，方向a→b→c→dC．环中无感应电流D．条件不够，无法确定答案：A解析：由圆形变成正方形的过程中，面积减小，磁通量减小，由楞次定律可知正方形中产生a→d→c→b方向的电流，A对．4.边长为h的正方形金属导线框，从图所示位置由静止开始下落，通过一匀强磁场区域，磁场方向水平，且垂直于线框平面，磁场区高度为H，上、下边界如图中虚线所示，H>h，从线框开始下落到完全穿过磁场区的全过程中()A．线框中总有感应电流存在B．线框中感应电流方向是先顺时针后逆时针C．线框中感应电流方向是先逆时针后顺时针D．线框受到磁场力的方向有时向上，有时向下答案：C解析：因为H>h，当线框全部处于磁场区域内时线框内磁通量不变，线框中无感应电流，A错误；根据右手定则可知，线框进入磁场时感应电流是逆时针，线框离开磁场时感应电流是顺时针，C正确，B错；在C的基础上结合左手定则可知，线框在进出磁场过程中受到磁场力的方向总是向上，D错误．5.通电长直导线中有恒定电流I，方向竖直向上，矩形线框与直导线在同一竖直面内，现要使线框中产生如图所示方向的感应电流，则应使线框()A．稍向左平移B．稍向右平移C．稍向上平移D．以直导线为轴匀速转动答案：B解析：由楞次定律或右手定则可以判断，线框左移，磁通量增加，感应电流的方向与图示方向相反；选项C、D磁通量不变，无感应电流产生．故选项B正确．6．如图所示，当把滑动变阻器的滑片P从右向左端滑动时，在线圈A中感应电流的方向是从__________端流进电流表，从__________端流出；在线圈B中感应电流的方向是从__________端流进电流表，从__________端流出．答案：a b d c解析：当滑片P从右向左滑动时，电流减小，由右手螺旋定则可知，铁芯中向左的磁感应强度减小．由楞次定律可知，线圈A、B中感应电流的磁场方向向左．再由右手螺旋定则可知，在线圈A中感应电流的方向是从a端流进电流表，从b端流出；在线圈B中感应电流的方向是从d端流进电流表，从c端流出．7.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答案：A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．8.如图所示，两个大小不同的绝缘金属圆环叠放在一起，小圆环有一半面积在大圆环内．当大圆环通有顺时针方向电流的瞬间，小圆环中感应电流的方向是() A．顺时针方向B．逆时针方向C．左半圆顺时针方向，右半圆逆时针方向D．无感应电流答案：B解析：大圆环通电瞬间在小圆环内产生磁场有向里的也有向外的，合磁通向里，瞬间合磁通量增大．由楞次定律可知，小圆环中感应电流方向应该是逆时针方向．9.两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环．当A从如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，则() A．A可能带正电且转速减小B．A可能带正电且转速增大C．A可能带负电且转速减小D．A可能带负电且转速增大答案：BC解析：若A带正电，由穿过B环的磁通量向里，当转速增大时，磁通量增加，由楞次定律和右手螺旋定则可判定，B中感应电流与图示方向相同，故A错，B对；若A带负电，则穿过B环的磁通量向外，当转速减小时，磁通量减小，由楞次定律和右手螺旋定则可判定，B中感应电流方向与图示方向相同，故C对，D错．10.如图所示，同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r，导体棒PQ与三条导线接触良好，匀强磁场的方向垂直纸面向里．导体棒的电阻可忽略．当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是()A．流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由b到aB．流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由b到aC．流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由a到bD．流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由a到b答案：B解析：导体棒PQ向左滑动时，根据右手定则可判断PQ上电流的方向向下，则流过R、r的电流方向均向上．11.我国成功研制的一辆高温超导磁悬浮高速列车的模型车的车速已达到每小时500 km，可载5人．如图所示就是磁悬浮的原理，图中A是圆柱形磁铁，B是用高温超导材料制成的超导圆环．将超导圆环B水平放在磁铁A上，它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁A上方的空中()A．在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流；当稳定后，感应电流消失B．在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流；当稳定后，感应电流仍存在C．如A的N极朝上，B中感应电流的方向如图中所示D．如A的N极朝上，B中感应电流的方向与图中所示的相反答案：BD解析：在线圈B放入磁场过程中，穿过线圈的磁通量从无到有，即磁通量发生了变化，在线圈B中产生感应电流．由于B线圈是用高温超导材料制成的，电阻为零，故稳定后感应电流仍存在，B正确，B线圈受到安培力向上而悬浮，将B看成小磁针，下端是N极，由安培定则判定B中感应电流方向与图中所示的相反，故D正确．12.如图所示，用一根长为L、质量不计的细杆与一个上弧长为l0、下弧长为d0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2l0、下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且d0≪L，先将线框拉开到如图所示位置，松开后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦，下列说法正确的是()A．金属线框进入磁场时感应电流的方向为a→b→c→d→aB．金属框离开磁场时感应电流的方向为a→d→c→b→aC．金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等D．金属线框最终将在磁场内做简谐运动答案：D解析：线框在进入磁场过程中，由楞次定律可判得电流方向为a→d→c→b→a.而摆出磁场过程中，同样由楞次定律可判得电流方向为a→b→c→d→a，所以A、B项均错误．因为线框在进入和离开磁场过程中，线圈中产生了感应电流，通过电阻发出了热量，而动能会逐渐减少，所以速度会逐渐减小，所以选项C错误．线框最终在磁场中摆动过程中，由于磁通量不再发生变化，回路中不再产生感应电流，没有热能的产生，只有机械能的转化与守恒，所以线框最终会在磁场中做简谐运动，则选项D正确．13．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？答案：在开关合上的瞬间，小磁针的N极向纸内偏转．当线圈A内的电流稳定以后，小磁针又回到原来的位置解析：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．14．如图所示，两个相同的轻质铝环套在一根水平光滑绝缘杆上，当一条形磁铁向左运动靠近两环时，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，间距减小C．同时向右运动，间距减小D．同时向右运动，间距增大答案：B解析：当条形磁铁向左靠近两环时，两环中的磁通量都增加．根据楞次定律，两环的运动都要阻碍磁铁相对环的运动，即阻碍“靠近”，那么两环都向左运动．又由于两环中的感应电流方向相同，两环相互吸引，因而两环间距离要减小，故选项B正确．高二物理同步训练试题解析第四章第4节1．关于感应电动势的大小，下列说法正确的是()A．穿过闭合回路的磁通量最大时，其感应电动势一定最大B．穿过闭合回路的磁通量为零时，其感应电动势一定为零C．穿过闭合回路的磁通量由不为零变为零时，其感应电动势一定为零D．穿过闭合回路的磁通量由不为零变为零时，其感应电动势一定不为零答案：D解析：磁通量的大小与感应电动势的大小不存在内在的联系，故A、B错误；当磁通量由不为零变为零时，闭合回路的磁通量一定改变，一定有感应电流产生，有感应电流就一定有感应电动势，故C错，D对．2．穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒均匀地减少2 Wb，则()A．线圈中感应电动势每秒增加2 V B．线圈中感应电动势每秒减少2 VC．线圈中无感应电动势D．线圈中感应电动势大小不变答案：D解析：因穿过线圈的磁通量均匀变化，所以磁通量的变化率ΔΦ/Δt为一定值，又因为是单匝线圈，据E＝ΔΦ/Δt可知选项D正确．3.穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系如图所示，在下列几段时间内，线圈中感应电动势最小的是()A．0～2 s B．2 s～4 sC．4 s～5 s D．5 s～10 s答案：D解析：图象斜率越小，表明磁通量的变化率越小，感应电动势也就越小．4.材料、粗细相同，长度不同的电阻丝做成ab、cd、ef三种形状的导线，分别放在电阻可忽略的光滑金属导轨上，并与导轨垂直，如图所示，匀强磁场方向垂直导轨平面向内．外力使导线水平向右做匀速运动，且每次外力所做功的功率相同，已知三根导线在导轨间的长度关系是L ab<L cd<L ef，则()A．ab运动速度最大B．ef运动速度最大C．三根导线每秒产生的热量相同D．因三根导线切割磁感线的有效长度相同，故它们产生的感应电动势相同答案：BC解析：三根导线长度不同，故它们连入电路的阻值不同，有R ab <R cd <R ef .但它们切割磁感线的有效长度相同，根据P ＝F v ，I ＝Bl v R ，F ＝BIl ，可得v 2＝PR B 2l 2，所以三根导线的速度关系为v ab <v cd <v ef ，A 错，B 对．根据E ＝Bl v ，可知三者产生的电动势不同，D 错．运动过程中外力做功全部转化为内能，故C 对．5．如图所示，半径为r 的n 匝线圈套在边长为L 的正方形abcd 之外，匀强磁场局限在正方形区域内且垂直穿过正方形，当磁感应强度以ΔB Δt的变化率均匀变化时，线圈中产生感应电动势大小为( )A ．πr 2ΔB ΔtB ．L 2ΔB ΔtC ．nπr 2ΔB ΔtD ．nL 2ΔB Δt答案：D解析：根据法拉第电磁感应定律，线圈中产生的感应电动势的大小E ＝n ΔΦΔt ＝nL 2ΔB Δt. 6．用相同导线绕制的边长为L 或2L 的四个闭合导线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如下图所示．在每个导线框进入磁场的过程中，M 、N 两点间的电压分别为U a 、U b 、U c 和U d .下列判断正确的是( )A ．U a <U b <U c <U dB ．U a <U b <U d <U cC ．U a ＝U b <U c ＝U dD ．U b <U a <U d <U c答案：B解析：导线框进入磁场时，M 、N 切割磁感线产生感应电动势，M 、N 两点间的电压为以MN 为电源、其他三边电阻为外电路电阻的路端电压．则U a ＝34BL v ，U b ＝56BL v ，U c ＝34。

(人教版)高中物理选修3-2(全册)课时同步练习汇总

(人教版 )高中物理选修3 -2 (全册 )课时同步练习汇总第四章电磁感应章末检测时间：90分钟分值：100分第一卷(选择题共48分)一、选择题(此题有12小题 ,每题4分 ,共48分．其中1～11题为单项选择题 ,12题为多项选择题)1．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飞天梦 ,进入那神秘的广寒宫．假设有一宇航员登月后 ,想探测一下月球外表是否有磁场 ,他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈 ,那么以下推断正确的选项是( ) A．直接将电流表放于月球外表 ,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 ,那么可判断月球外表无磁场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 ,那么可判断月球外表有磁场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 ,那么可判断月球外表无磁场【解析】电磁感应现象产生的条件是：穿过闭合回路的磁通量发生改变时 ,回路中有感应电流产生．A中 ,即使有一个恒定的磁场 ,也不会有示数 ,A错误；同理 ,将电流表与线圈组成回路 ,使线圈沿某一方向运动 ,如电流表无示数 ,也不能判断出没有磁场 ,因为磁通量可能是恒定的 ,B错误；电流表有示数那么说明一定有磁场 ,C正确；将电流表与线圈组成闭合回路 ,使线圈在某一个与磁场平行的平面内沿各个方面运动 ,也不会有示数 ,D 错误．【答案】C2.如以下图 ,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以下图 ,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B位置 ,那么在平移过程中 ,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【解析】整个过程中 ,穿过线圈的磁通量为0.【答案】C3.在光滑的桌面上放有一条形磁铁 ,条形磁铁的(中&央 )位置的正上方水平固定一铜质小圆环 ,如以下图．那么以下关于铜质小圆环和条形磁铁的描述正确的选项是( ) A．释放圆环 ,环下落时环的机械能守恒B．释放圆环 ,环下落时磁铁对桌面的压力比磁铁的重力大C．给磁铁水平向右的初速度 ,磁铁滑出时做匀速运动D．给磁铁水平向右的初速度 ,圆环产生向左的运动趋势【解析】根据条形磁铁的电场线的分布 ,铜质小圆环在下落过程中 ,磁通量始终为零 ,无电磁感应现象 ,释放圆环 ,环下落时环的机械能守恒 ,磁铁对桌面的压力等于磁铁的重力 ,故A对 ,B错．当磁铁左右移动时 ,铜质小圆环的磁通量发生变化 ,产生电磁感应现象 ,根据楞次定律可以判断 ,电磁感应的机械效果是阻碍它们之间的相对运动 ,给磁铁水平向右的初速度 ,磁铁滑出时做减速运动 ,C错．线圈有向右运动的趋势 ,D错．【答案】A4.如图 ,与直导线AB共面的轻质闭合金属圆环竖直放置 ,两者彼此绝缘 ,环心位于AB 的上方．当AB中通有由A至B的电流且强度不断增大的过程中 ,关于圆环运动情况以下表达正确的选项是( )A．向下平动B．向上平动C．转动：上半部向纸内 ,下半部向纸外D．转动：下半部向纸内 ,上半部向纸外【解析】由题意可知 ,当AB中通有A到B电流且强度在增大时 ,根据楞次定律可知 ,圆环中产生顺时针感应电流；假设直导线固定不动 ,根据右手螺旋定那么知 ,直导线上方的磁场垂直纸面向外 ,下方磁场垂直纸面向里．在环形导线的上方和下方各取小微元电流 ,根据左手定那么 ,上方的微元电流所受安培力向下 ,下方的微元电流所受安培力向下 ,那么环形导线的运动情况是向下运动．故A正确 ,B、C、D错误．【答案】A5.如右图所示 ,一导体棒处在竖直向下的匀强磁场中 ,导体棒在竖直平面内做匀速圆周运动 ,且导体棒始终垂直于纸面 ,在导体棒由圆周最高点M运动到与圆心等高的N点的过程中 ,导体棒中感应电动势的大小变化情况是( )A．越来越大B．越来越小C．保持不变D．无法判断【解析】导体棒由圆周的最高点M运动到圆心等高的N点的过程中 ,线速度大小不变 ,方向始终与半径垂直即时刻在改变 ,导致线速度方向与磁场方向夹角θ减小 ,由E＝BLv sinθ知导体棒中感应电动势越来越小 ,故正确答案为B.【答案】B6．一环形线圈放在匀强磁场中 ,设第 1 s内磁感线垂直线圈平面向里 ,如图甲所示．假设磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示 ,那么以下选项正确的选项是( )A．第1 s内线圈中感应电流的大小逐渐增加B．第2 s内线圈中感应电流的大小恒定C．第3 s内线圈中感应电流的方向为顺时针方向D．第4 s内线圈中感应电流的方向为顺时针方向【解析】此题考查电磁感应问题 ,意在考查学生对感应电流方向的判定及感应电流大小的计算．由图象分析可知 ,磁场在每1 s内为均匀变化 ,斜率恒定 ,线圈中产生的感应电流大小恒定 ,因此A错误、B正确；由楞次定律可判断出第3 s、第4 s内线圈中感应电流的方向为逆时针方向 ,C、D错误．【答案】B7．如以下图 ,甲、乙两个矩形线圈同处在纸面内 ,甲的ab边与乙的cd边平行且靠得较近 ,甲、乙两线圈分别处在垂直纸面方向的匀强磁场中 ,穿过甲的磁感应强度为B1 ,方向指向纸面内 ,穿过乙的磁感应强度为B2 ,方向指向纸面外 ,两个磁场可同时变化 ,当发现ab边和cd边之间有排斥力时 ,磁场的变化情况可能是( )A．B1变小 ,B2变大B．B1变大 ,B2变大C．B1变小 ,B2变小D．B1不变 ,B2变小【解析】ab边与cd边有斥力 ,那么两边通过的电流方向一定相反 ,由楞次定律可知 ,当B1变小 ,B2变大时 ,ab边与cd边中的电流方向相反．【答案】A8.如以下图 ,一正方形线圈的匝数为n ,边长为a ,线圈平面与匀强磁场垂直 ,且一半处在磁场中．在Δt时间内 ,磁感应强度的方向不变 ,大小由B均匀地增大到2B.在此过程中 ,线圈中产生的感应电动势为 ( )A.Ba22ΔtB.nBa22ΔtC.nBa2ΔtD.2nBa2Δt【解析】由法拉第电磁感应定律知线圈中产生的感应电动势E＝n ΔΦΔt＝nΔBΔt·S＝n 2B－BΔt·a22,得E＝nBa22Δt,选项B正确．【答案】B9.如以下图 ,上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置 ,小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放 ,并落至底部 ,那么小磁块( )A．在P和Q中都做自由落体运动B．在两个下落过程中的机械能都守恒C．在P中的下落时间比在Q中的长D．落至底部时在P中的速度比在Q中的大【解析】小磁块能将铜管磁化 ,故小磁块在铜管中下落时 ,由于电磁阻尼作用 ,不做自由落体运动 ,而在塑料管中不受阻力作用而做自由落体运动 ,因此在P中下落得慢 ,用时长 ,到达底端速度小 ,C项正确 ,A、B、D错误．【答案】C10．如图甲所示 ,垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2a ,磁感应强度的大小为B.一边长为a、电阻为4R的正方形均匀导线框ABCD从图示位置开始沿水平向右方向以速度v 匀速穿过磁场区域 ,在图乙中线框A、B两端电压U AB与线框移动距离的关系图象正确的选项是( )【解析】进入磁场时 ,注意U AB是路端电压 ,应该是电动势的四分之三 ,此时E＝Bav ,所以U AB＝3Bav/4；完全进入后 ,没有感应电流 ,但有感应电动势 ,大小为Bav ,穿出磁场时电压应该是电动势的四分之一 ,U AB＝Bav/4 ,电势差方向始终相同 ,即φA>φB,由以上分析可知选D.【答案】D11．如以以下图所示 ,甲、乙两图是两个与匀强磁场垂直放置的金属框架 ,乙图中除了一个电阻极小、自感系数为L的线圈外 ,两图其他条件均相同．如果两图中AB杆均以相同初速度、相同加速度向右运动相同的距离 ,外力对AB杆做功的情况是( )A．甲图中外力做功多B．两图中外力做功相等C．乙图中外力做功多D．无法比拟【解析】两图中AB杆均做加速运动 ,电流将增大 ,图乙中由于线圈的自感的阻碍作用 ,感应电流较甲图小 ,安培阻力也较小 ,又加速度相同 ,那么外力较甲图小 ,甲图中外力做功多 ,A正确．【答案】A12.如以下图 ,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．假设b始终保持静止 ,那么它所受摩擦力可能( )A．变为0 B．先减小后不变C．等于F D．先增大再减小【解析】a导体棒在恒力F作用下加速运动 ,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 ,b受到的安培力大小与a受到的安培力相等 ,方向沿斜面向上．所以b导体棒受摩擦力可能先减小后不变 ,可能减小到0保持不变 ,也可能减小到0然后反向增大保持不变 ,所以选项A、B正确 ,C、D错误．【答案】AB第二卷(非选择题共52分)二、实验题(此题有2小题 ,共15分 ,请将答案写在题中的横线上)13．(6分)在探究产生感应电流条件的实验中 ,实验室给提供了以下器材：电源、开关、电流表、大小螺线管、铁芯、滑动变阻器、导线假设干 ,如以下图．请按照实验的要求连好实验电路．【解析】大螺线管和电流表组成闭合电路；带铁芯的小螺线管、滑动变阻器、电源、开关组成闭合回路．如以下图．【答案】见解析14．(9分)如以下图 ,上海某校操场上 ,两同学相距L 为10 m 左右 ,在东偏北 ,西偏南11°的沿垂直于地磁场方向的两个位置上 ,面对面将一并联铜芯双绞线 ,像甩跳绳一样摇动 ,并将线的两端分别接在灵敏电流计上 ,双绞线并联后的电阻R 约为2 Ω ,绳摇动的频率配合节拍器的节奏 ,保持频率在2 Hz 左右．如果同学摇动绳子的最大圆半径h 约为1 m ,电流计读数的最大值I 约为 3 mA .(1)试估算地磁场的磁感应强度的数值约为________；数学表达式B ＝________.(由R ,I ,L ,f ,h 等量表示)(2)将两人站立的位置 ,改为与刚刚方向垂直的两点上 ,那么电流计计数约为________．【解析】 (1)摇动绳子的过程中 ,绳切割地磁场 ,当摆动速度与地磁场垂直时 ,感应电动势最大 ,电流最大 ,由E ＝BLv ,v ＝ωh ,ω＝2πf ,E ＝IR ,得B ＝IR 2πfLh.(2)绳与磁均平行 ,不切割磁感线 ,电统计读数为0.【答案】 (1)5×10－5 T IR 2πfLh(2)0 三、计算题(此题有3小题 ,共37分 ,解容许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)如以下图 ,匀强磁场竖直向上穿过水平放置的金属框架 ,框架宽为L ,右端接有电阻R ,磁感应强度为B ,一根质量为m 、电阻不计的金属棒以v 0的初速度沿框架向左运动 ,棒与框架的动摩擦因数为μ ,测得棒在整个运动过程中 ,通过任一截面的电量为q ,求：(1)棒能运动的距离；(2)R 上产生的热量．【解析】 (1)设在整个过程中 ,棒运动的距离为l ,磁通量的变化量ΔΦ＝BLl ,通过棒的任一截面的电量q ＝IΔt＝ΔΦR ,解得l ＝qR BL. (2)根据能的转化和守恒定律 ,金属棒的动能的一局部克服摩擦力做功 ,一局部转化为电能 ,电能又转化为热能Q ,即有12mv 20＝μmgl＋Q ,解得Q ＝12mv 20－μmgl＝12mv 20－μmgqR BL. 【答案】 (1)qR BL (2)12mv 20－μmgqR BL16．(13分)U 形金属导轨abcd 原来静止放在光滑绝缘的水平桌面上 ,范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场穿过导轨平面 ,一根与bc 等长的金属棒PQ 平行bc 放在导轨上 ,棒左边靠着绝缘的固定竖直立柱e 、f.磁感应强度B ＝0.8 T ,导轨质量M ＝2 kg ,其中bc 段长0.5 m 、电阻r ＝0.4 Ω ,其余局部电阻不计 ,金属棒PQ 质量m ＝0.6 kg 、电阻R ＝0.2 Ω、与导轨间的摩擦因数μ＝0.2.假设向导轨施加方向向左、大小为F ＝2 N 的水平拉力 ,如以下图．求：导轨的最大加速度、最大电流和最大速度(设导轨足够长 ,g 取10 m /s 2)．【解析】导轨受到PQ 棒水平向右的摩擦力F f ＝μmg ,根据牛顿第二定律并整理得F －μmg－F 安＝Ma ,刚拉动导轨时 ,I 感＝0 ,安培力为零 ,导轨有最大加速度a m ＝F －μmg M ＝2－0.2×0.6×102m /s 2＝0.4 m /s 2 随着导轨速度的增大 ,感应电流增大 ,加速度减小 ,当a ＝0时 ,速度最大．设速度最大值为v m ,电流最大值为I m ,此时导轨受到向右的安培力F 安＝BI m L ,F －μmg－BI m L ＝0I m ＝F －μmg BL代入数据得I m ＝2－0.2×0.6×100.8×0.5A ＝2 A I ＝E R ＋r ,I m ＝BLv m R ＋rv m ＝I m R ＋r BL ＝2×0.2＋0.40.8×0.5m /s ＝3 m /s . 【答案】 0.4 m /s 22 A3 m /s17．(14分)如以下图 ,a 、b 是两根平行直导轨 ,MN 和OP 是垂直跨在a 、b 上并可左右滑动的两根平行直导线 ,每根长为l ,导轨上接入阻值分别为R 和2R 的两个电阻和一个板长为L′、间距为d 的平行板电容器．整个装置放在磁感应强度为B 、垂直导轨平面的匀强磁场中．当用外力使MN 以速率2v 向右匀速滑动、OP 以速率v 向左匀速滑动时 ,两板间正好能平衡一个质量为m 的带电微粒 ,试问：(1)微粒带何种电荷 ?电荷量是多少 ?(2)外力的功率和电路中的电功率各是多少 ?【解析】 (1)当MN 向右滑动时 ,切割磁感线产生的感应电动势E 1＝2Blv ,方向由N 指向M.OP 向左滑动时产生的感应电动势E 2＝Blv ,方向由O 指向P.两者同时滑动时 ,MN 和OP 可以看成两个顺向串联的电源 ,电路中总的电动势：E ＝E 1＋E 2＝3Blv ,方向沿NMOPN.由全电路欧姆定律得电路中的电流强度I ＝E R ＋2R ＝Blv R,方向沿NMOPN. 电容器两端的电压相当于把电阻R 看做电源NM 的内阻时的路端电压 ,即U ＝E 1－IR ＝2Blv －Blv R·R＝Blv 由于上板电势比下板高 ,故在两板间形成的匀强电场的方向竖直向下 ,可见悬浮于两板间的微粒必带负电．设微粒的电荷量为q ,由平衡条件mg ＝Eq ＝U d q ,得q ＝mgd U ＝mgd Blv(2)NM 和OP 两导线所受安培力均为F ＝BIl ＝B Blv R l ＝B 2l 2v R,其方向都与它们的运动方向相反．两导线都匀速滑动 ,由平衡条件可知所加外力应满足条件F 外＝F ＝B 2l 2v R因此 ,外力做功的机械功率P 外＝F·2v＋Fv ＝3Fv ＝3B 2l 2v 2R. 电路中产生感应电流总的电功率P 电＝IE ＝Blv R ·3Blv＝3B 2l 2v 2R可见 ,P 外＝P 电 ,这正是能量转化和守恒的必然结果．【答案】 (1)负电 mgd Blv (2)3B 2l 2v 2R 3B 2l 2v 2R4.1 划时代的发现 4.2 探究感应电流的产生条件课时作业根底达标1．首先发现电磁感应现象的科学家是( )A．奥斯特B．麦克斯韦C．安培D．法拉第【解析】1831年8月29日 ,法拉第发现了电磁感应现象．【答案】D2．如以下图 ,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 ,那么有( )A．Φ1>Φ2B．Φ1<Φ2C．Φ1＝Φ2D．无法确定【解析】磁通量Φ＝BS ,指B与S垂直且S指的是有效面积 ,应选C.【答案】C3．如以下图 ,绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成一闭合回路 ,在铁芯的右端套有一个外表绝缘的铜环a ,以下各种情况铜环a中不产生感应电流的是( )A．线圈中通以恒定的电流B．通电时 ,使变阻器的滑片P匀速移动C．通电时 ,使变阻器的滑片P加速移动D．将开关突然断开的瞬间【解析】线圈中通以恒定电流时 ,铜环a处磁场不变 ,穿过铜环的磁通量不变 ,铜环中不产生感应电流 ,故A对；变阻器滑片移动或开关断开时 ,线圈中电流变化 ,铜环a处磁场变化 ,穿过铜环的磁通量变化 ,产生感应电流 ,故B、C、D错误．【答案】A4．如以下图的实验中 ,在一个足够大的磁体产生的磁场中 ,如果AB沿水平方向运动 ,速度的大小为v1 ,两磁极沿水平方向运动 ,速度的大小为v2 ,那么( )A．当v1＝v2 ,且方向相同时 ,可以产生感应电流B．当v1＝v2 ,且方向相反时 ,可以产生感应电流C．当v1≠v2 ,时 ,方向相同或相反都可以产生感应电流D．当v2＝0时 ,v1的方向改为与磁感线的夹角为θ ,且θ<90° ,可以产生感应电流【解析】当v1＝v2,且方向相同时 ,二者无相对运动 ,AB不切割磁感线 ,回路中无感应电流 ,A错误．当v1＝v2,且方向相反时 ,AB切割磁感线 ,穿过回路的磁通量发生变化 ,有感应电流产生 ,B正确．当v1≠v2时 ,无论方向相同或相反 ,二者都有相对运动 ,穿过回路的磁通量都会发生变化 ,有感应电流产生 ,C正确．当v2＝0 ,v1的方向与磁感线的夹角θ<90°时 ,v1有垂直磁感线方向的分量 ,即AB仍在切割磁感线 ,穿过回路的磁通量发生变化 ,有感应电流产生 ,D正确．【答案】BCD5.如以下图 ,矩形线圈与磁场垂直 ,且一半在匀强磁场内 ,一半在匀强磁场外 ,下述过程中能使线圈产生感应电流的是( )A．以bc边为轴转动45°B．以ad边为轴转动45°C．将线圈向下平移D．将线圈向上平移【解析】如果线圈以bc边为轴转动45° ,ad刚好到达分界面 ,穿过线圈的磁通量不会发生变化 ,A错误；如果线圈以ad边为轴转动 ,线圈在垂直于磁场方向上的投影面积减小 ,穿过线圈的磁通量发生变化 ,应选项B正确；如果将线圈向下或向上平移 ,穿过线圈的磁通量不发生变化 ,故线圈中不产生感应电流 ,C、D错误．【答案】B6.一条形磁铁与导线环在同一平面内 ,磁铁的中心恰与导线环的圆心重合 ,如以下图 ,为了在导线环中产生感应电流 ,磁铁应( )A．绕垂直于纸面且过O点的轴转动B．向右平动C．向左平动D．N极向外 ,S极向里转动【解析】图中位置穿过导线环平面的磁通量为零 ,要使导线环中有感应电流 ,只要让导线环中有磁通量穿过 ,就会有磁通量的变化 ,A、B、C的运动 ,导线环内磁通量始终为零 ,只有D正确．【答案】D7.如以下图 ,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 ,那么以下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 ,正确的选项是( )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】此题中条形磁铁磁感线的分布如以下图(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局部 ,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 ,故穿过这个面的磁通量将减小 ,回路中会有感应电流产生 ,故C正确．【答案】C8.一圆形线圈位于纸面垂直向里的匀强磁场中 ,如以下图．以下操作中 ,始终保证整个线圈在磁场中 ,能使线圈中产生感应电流的是( )A．把线圈向右拉动B．把线圈向上拉动C．垂直纸面向外运动D．以圆线圈的任意直径为轴转动【解析】产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化．而把线圈向右、向上和垂直于纸面向外运动几种情况 ,穿过线圈的磁通量都保持不变 ,故线圈中都没有感应电流 ,故A、B、C都错 ,以线圈的任意直径为轴转动时 ,穿过线圈的磁通量发生变化 ,有感应电流产生 ,应选D.【答案】D9.如以下图 ,在一个平面内有四根彼此绝缘的通电直导线 ,各通电直导线的电流大小相同 ,方向不同 ,a、b、c、d四个区域的面积相同 ,那么垂直指向纸内磁通量最大区域是哪个 ?垂直指向纸外磁通量最大区域是哪个 ?【解析】由安培定那么可判断 ,b区向里最大 ,c区向外最大．【答案】b区向里最大c区向外最大能力提升1.如以下图 ,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.ef 平行于ab ,当ef竖直向上平移时 ,穿过圆面积的磁通量将( )A．逐渐增大B．逐渐减小C．始终为零D．不为零 ,但保持不变【解析】利用安培定那么判断直线电流产生的磁场 ,作出俯视图 ,如以下图．考虑到磁场具有对称性 ,可以知道穿过圆面积的磁感线的条数与穿出圆面积的磁感线的条数是相等的 ,应选C.【答案】C2.某同学做观察电磁感应现象的实验 ,将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成如以下图的实验电路 ,当他接通或断开开关时 ,电流表的指针都没有偏转 ,其原因是( )A．开关位置接错B．电流表的正、负接线柱接反C．线圈B的接头3、4接反D．蓄电池的正、负极接反【解析】电流表的指针发生偏转的条件是接通或断开开关瞬间线圈B中的磁通量发生变化 ,开关的正确接法是接在线圈A所在的电路中 ,接在线圈B所在的电路中 ,不会产生感应电流．而B、C、D三项中的操作不会影响感应电流的产生．【答案】A3．如以下图 ,一有限范围的匀强磁场 ,宽度为d ,将一边长为l的正方形导线框以速度为v匀速地通过磁场区域 ,假设d>l ,那么线圈中不产生感应电流的时间应等于( )A.dvB.lvC .d －l vD .d －2l v【解析】当线圈刚刚完全进入磁场时至线圈刚刚出磁场时 ,通过线圈的磁通量不发生变化 ,线圈中不会产生感应电流．【答案】 C4．如以下图 ,当导体棒MN 以速度v 0开始向右沿导轨滑动的瞬间(导轨间有磁场 ,方向垂直纸面向里) ,以下说法正确的选项是( )A ．导体棒和导轨组成的闭合回路中有感应电流B ．导体棒和导轨组成的闭合回路中没有感应电流C ．圆形金属环B 中有感应电流D ．圆形金属环B 中没有感应电流【解析】导线MN 开始向右滑动瞬间 ,导体棒和导轨组成的闭合回路里磁通量发生变化 ,有感应电流产生 ,A 正确；电磁铁A 在圆形金属环B 中产生的磁通量从零开始增加 ,金属环B 中一定产生感应电流 ,C 正确．【答案】 AC5.如以下图 ,金属三角形MON 与导体棒DE 构成回路 ,MO 、NO 为固定导轨 ,DE 是可沿导轨移动的导体棒 ,B 为垂直纸面向里的磁场 ,磁感应强度B ＝0.1 T ,试求以下情况下磁通量的变化：(1)在图中 ,假设DE 从O 点出发 ,向右以1 m /s 的速度匀速运动4 s 过程中 ,回路中磁通量变化为多少 ?(2)在图中 ,假设令回路面积S ＝8 m 2保持不变 ,而B 从0.1 T 变到0.8 T ,那么穿过回路中磁通量变化为多少 ?(3)在图中 ,假设回路的面积从S 0＝0.08 m 2变到S t ＝0.1 m 2 ,在磁感应强度由B 0＝0.1 T 变到B t ＝0.8 T ,求磁通量的变化．【解析】 (1)ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝BΔS＝12Bvt·vt·tan 45°＝12×0.1×4×4×1＝0.8Wb(2)ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝ΔB·S＝(0.8－0.1)×8＝5.6 Wb(3)ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝B t S t－B0S0＝(0.8×0.1－0.1×0.08)Wb＝0.072 Wb【答案】(1)0.8 Wb(2)5.6 Wb(3)0.072 Wb6．如以以下图所示是生产中常用的一种延时继电器的示意图 ,铁芯上有两个线圈A和B.线圈A跟电源连接 ,线圈B两端连接在一起 ,构成一个闭合电路．在断开开关S的时候 ,弹簧E并不能立刻将衔铁D拉起 ,因而不能使触头C(连接工作电路)立即离开 ,过一段时间后触头C才能离开 ,延时继电器就是这样得名的．试说明这种继电器原理．【解析】线圈A与电源连接 ,闭合电键S,线圈A中流过恒定电流 ,产生磁场 ,有磁感线穿过线圈B ,但穿过线圈B的磁通量不变化 ,线圈B中无感应电流 ,断开电键S的瞬间 ,线圈A中的电流迅速减小为零 ,穿过线圈B的磁通量迅速减少 ,由于电磁感应 ,线圈B中产生感应电流 ,由于感应电流的磁场对衔铁D的吸引作用 ,触头C不离开；经过一小段时间后感应电流减弱 ,感应电流形成的磁场对衔铁D的吸引力减弱 ,弹簧E的作用比磁场力大 ,才将衔铁拉起 ,触头C断开．【答案】见解析4.3 楞次定律课时作业根底达标1．在电磁感应现象中 ,以下说法正确的选项是( )A．感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流原磁场的磁通量的变化B．感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的磁场方向相反C．感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流原磁场的磁通量D．感应电流的磁场阻止了引起感应电流原磁场磁通量的变化【解析】根据楞次定律 ,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁场磁通量的变化 ,A对 ,C错；同时阻碍不是阻止 ,只是延缓了原磁场磁通量的变化 ,D错；感应电流的磁场方向与原磁场方向的关系是 "增反减同〞 ,选项B错误．【答案】A2.。

物理同步人教选修3-2全国通用版第五章过关检测(二)+Word版含解析 (1)

第五章过关检测(二)(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。

在每小题给出的四个选项中,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.某小型发电机产生的交变电动势为e=50sin(100πt) V。

对此电动势,下列表述正确的有()A.最大值是50 VB.频率是100 HzC.有效值是25 VD.周期是0.02 s解析:从中性面开始计时,交变电动势的表达式为e=E m sin ωt,因e=50sin(100πt)V,所以最大值E m=50 V,A错误;由ω=2πf=100π rad/s 得f=50 Hz,B错误;有效值E==25 V,C错误;T==0.02 s,D正确。

答案:D2.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U1,输电导线总电阻为R,在某一时段用户需求的电功率为P0,用户的用电器正常工作的电压为U2。

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B.输电线上损耗的功率为C.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-P0,ΔP=I2R=,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:C3.自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈,原、副线圈都只取该线圈的某部分。

一升压式自耦调压变压器的电路如图所示,其副线圈匝数可调。

已知变压器线圈总匝数为1 900匝,原线圈为1 100匝,接在有效值为220 V的交流电源上。

当变压器输出电压调至最大时,负载R上的功率为2.0 kW。