人教版高中物理选修3-2第一章

高中物理学习材料
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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】 B
2．(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】BCD
3．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】 A
4．(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4-1-9
A．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4-1-10
5．一磁感应强度为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．2BS
C．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】 C
6．(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4-1-11
7．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】 D
8．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4-1-12
9．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<Φc
B．Φa>Φb>Φc
C．Φa<Φc<Φb
D．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4-1-13
10．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】 B
11．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”)
图4-1-15 【答案】有有。