【人教版】物理高中选修3-2课时同步练习 (全书完整版)

合集下载

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；2.夏天将到，在北半球，当我们抬头观看教室内的电风扇时，发现电风扇正3.如图，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在4.如图所示，导体棒AB的长为2R，绕O点以角速度ω匀速转动，OB长为R，5.如图所示，匀强磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与答案：AD9．单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，如线圈所围面下说法中正确的是()A．环中产生逆时针方向的感应电流(滨州高二检测)在范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场中，B＝0.2 T，有示．求：(1)0～4 s内，回路中的感应电动势；可能正确的是()解析：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答案：A2．如图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n，面积为A．逐渐增大，逆时针B．逐渐减小，顺时针C．大小不变，顺时针D．大小不变，先顺时针后逆时针解析：因为B－t图象的斜率不变，所以感应电流恒定．根据楞次定律判断电流方向顺时针．答案：C4．(开封高二检测)如图所示，将两块水平放置的金属板用导线与一线圈连接，线圈中存在方向竖直向上、大小变化的磁场，两板间有一带正电的油滴恰好处于静止状态，则磁场的磁感应强度B随时间t变化的图象是()解析：带正电油滴处于静止，说明感应电动势恒定，在正对金属板之间产生的电场为恒定的匀强电场，电场力与重力平衡．即电场力向上，说明上极板为感应电动势的负极，根据电流在电源内部从负极流向正极可以判断感应电流是自上而下的方向，右手判断感应电流的磁场是竖直向上的，根据楞次定律感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化，说明原磁场在减小，根据感应电动势恒定，判断原磁场在均匀减小，C对．答案：C二、多项选择题5．如图甲所示，一个闭合线圈固定在垂直纸面的匀强磁场中，设磁场方向向里为磁感应强度B的正方向，线圈中的箭头为电流I的正方向．线圈及线圈中感应电流I随时间变化的图线如图乙所示，则磁感应强度B随时间变化的图线可能是()答案：CD强度B随时间t的变化关系如图乙所示，则以下说法正确的是()A．在0～3 s内导线圈中产生的感应电流方向不变知ab金属棒电阻为1 Ω，求：(1)通过小灯泡的电流；则()A．Q>Q，q＝q过程中通过的电荷量为q.下列说法正确的是()A．金属棒在导轨上做匀减速运动的速度v也会变化，v与F的关系如图所示．(取重力加速度g＝10 m/s)(1)金属杆在匀速运动之前做什么运动？(1)铝环向哪边偏斜？够大，当导体ab自由下落0.4 s时，突然闭合开关S，则：(1)试说出S接通后，导体ab的运动情况；样亮，则()A．当S断开的瞬间，L、L两灯中电流立即变为零路拆开时应()A．先断开开关S B．先断开开关S若先断开S1或先拆电流表或先拆去电阻R的瞬间，线圈中产生的自感电动势相当于瞬间电源，其a端相当于电源的负极，b端相当于电源的正极，此时电压表加了一个反向电压，使指针反偏．由“自感系数较大的线圈”知其反偏电压很大，会烧坏电压表．而先断开S2，由于电压表内阻很大，电路中总电阻变化很小，电流几乎不变，不会损坏其他器件，故应先断开S2.答案：B4．如图所示，在同一铁芯上绕着两个线圈，单刀双掷开关原来接“1”，现在把它从“1”扳向“2”．则在此过程中，电阻R中的电流方向是()A．先由P→Q，再由Q→PB．先由Q→P，再由P→QC．始终由Q→PD．始终由P→Q解析：由于A线圈磁场变化，使B线圈产生感应电流，这就是互感．将开关由1扳到2的过程中，分两个阶段来分析电阻R上的电流方向．(1)在线圈A中电流沿原方向减小到零的过程中，线圈A的磁场自右向左也跟着减弱，导致穿过线圈B的磁通量减少．由楞次定律知，线圈B中会产生右上左下的感应电流，即流过电阻R的电流方向是由P→Q；(2)在线圈A中电流由零沿原方向增大的过程中，线圈A的磁场自右向左也跟着增强，导致穿过线圈B的磁通量增加．由楞次定律知，线圈B中会产生左上右下的感应电流，即通过电阻R的电流方向是由Q→P.综上分析可知，全过程中流过电阻R的电流方向先是由P→Q，然后是由Q→P，所以A对．答案：A二、多项选择题5．关于互感现象，下列说法正确的是()A．两个线圈之间必须有导线相连，才能产生互感现象B．互感现象可以把能量从一个线圈传到另一个线圈C．互感现象都是有益的D．变压器是利用互感现象制成的解析：两个线圈之间没有导线相连，也能产生互感现象，选项A错误；互感现象可以把能量从一个线圈传到另一个线圈，选项B正确；互感现象不都是有益的，有时会影响电路的正常工作，C错误；变压器是利用互感现象制成的，D正确．答案：BD6．(淄博高二检测)如图所示的电路中，线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，A、B是两个相同的灯泡，下列说法中正确的是()A．S闭合后，A、B同时发光且亮度不变B．S闭合后，A立即发光，然后又逐渐熄灭C．S断开的瞬间，A、B同时熄灭D．S断开的瞬间，A再次发光，然后又逐渐熄灭解析：线圈对变化的电流有阻碍作用，开关接通时，A、B串联，同时发光，但电流稳定后线圈的直流电阻忽略不计，使A被短路，所以A错误、B正确；开关断开时，线圈产生自感电动势，与A构成回路，A再次发光，然后又逐渐熄灭，所以C错误、D正确．答案：BD7．如图所示，带铁芯的自感线圈的电阻与电阻R的阻值相同，A1和A2是两个完全相同的电流表，则下列说法中正确的是()A．闭合S瞬间，电流表A1示数小于A2示数B．闭合S瞬间，电流表A1示数等于A2示数C．断开S瞬间，电流表A1示数大于A2示数D．断开S瞬间，电流表A1示数等于A2示数解析：闭合S瞬间，由于自感线圈L的阻碍，使得I1<I2，电流表A1示数小于A2示数，A对、B错；断开S瞬间，自感线圈L与R形成闭合回路，因此电流表A1示数等于A2示数，C错、D对．答案：AD8．某线圈通有如图所示的电流，则线圈中自感电动势改变方向的时刻有()A．第1 s末B．第2 s末C．第3 s末D．第4 s末解析：在自感现象中，当原电流减小时自感电动势与原电流的方向相同，。

人教版高中物理选修3-2课时作业7.docx

高中物理学习材料桑水制作1．如图5－1－11所示，一矩形线圈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 ωtB．0.5Bl1l2ωcos ωtC．Bl1l2ωsin ωtD．Bl1l2ωcos ωt图5－1－11【解析】感应电动势的最大值为E m＝Bl1l2ω，线圈从垂直于中性面的位置开始转动，则t时刻的感应电动势为e＝E m sin(ωt＋π2)＝Bl1l2ωcos ωt.故D正确．【答案】 D2．(2013·邯郸高二检测)如图5－1－12所示，形状或转轴位置不同、但面积均为S的单匝线圈处在同一个磁感应强度为B的匀强磁场中，以相同的角速度ω匀速转动，从图示的位置开始计时，则下列正确的说法是( )图5－1－12A．感应电动势峰值相同B．感应电动势瞬时值不同C．感应电动势峰值、瞬时值都不同D．感应电动势峰值、瞬时值都相同【解析】当转动轴不是线圈对称轴时，只要转轴与磁场垂直，不论线圈形状如何，转轴位置如何，最大值均为E m＝NBSω，S、ω、B、N相同，所以E m相同，从中性面开始计时，瞬时值为正弦形式e＝E m sin ωt，可见瞬时值也相同，A、D对．【答案】AD3．(2012·九江一中高二检测)一根长直的通电导线中的电流按正弦规律变化，如图5－1－13(a)、(b)所示，规定电流从左向右为正．在直导线下方有一不闭合的金属框，则相对于b点来说，a点电势最高的时刻在( )图5－1－13A．t1时刻B．t2时刻C．t3时刻D．t4时刻【解析】线框中的磁场是直线电流i产生的，在t1、t3时刻，电流i最大，但电流的变化率为零，穿过线框的磁通量变化率为零，线框中没有感应电动势，a、b两点间的电势差为零．在t、t4时刻，电流i＝0，但电流变化率最大，穿2过线框的磁通量变化率最大，a、b两点间的电势差最大，再根据楞次定律可得出a点相对b点电势最高时刻在t4.【答案】 D4．(2013·安庆一中高二检测)交流发电机在工作时电动势为e＝E m sin ωt，若将发电机的角速度提高一倍，同时将线框所围面积减小一半，其他条件不变，则其电动势变为( )A．e′＝E m sin ωt 2B．e′＝2E m sin ωt 2C．e′＝E m sin 2ωtD．e′＝Em2sin 2ωt【解析】交变电流的瞬时值表达式e＝E m sin ωt，其中E m＝nBSω，当ω加倍而S减半时，E m不变，故C正确.【答案】 C5．如图5－1－14(甲)所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒定的角速度ω转动．当从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流按照图(乙)所示的余弦规律变化，则在t＝π2ω时刻( )(甲) (乙)图5－1－14A．线圈中的电流最大B．穿过线圈的磁通量为零C．线圈所受的安培力为零D．线圈中的电流为零【解析】t＝π2ω＝T4，此时线圈位于中性面位置，所以穿过线圈的磁通量最大，B错误；由于此时感应电动势为零，所以线圈中电流为零，线圈所受的安培力为零，A错误，C、D正确．【答案】CD6．(2013·重庆三中高二检测)如图5－1－15所示，甲、乙两个并排放置的共轴线圈，甲中通有如图所示的交流电，则下列判断错误的是( )图5－1－15A．在t1到t2时间内，甲乙相吸B．在t2到t3时间内，甲乙相斥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】这是一道交变电流与楞次定律相结合的题目，t1和t2时间内，甲中电流减小，甲中的磁场穿过乙并且减小，因此乙中产生与甲同向的磁场，故甲、乙相吸，A选项正确，同理B选项正确；t1时刻甲中电流最大，但变化率为零，乙中无感应电流，故两线圈的作用力为零，故C选项正确；t2时刻甲中电流为零，但此时电流的变化率最大，乙中的感应电流最大，但相互作用力为零，故D选项错误．【答案】 D7．如图5－1－16所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时( )图5－1－16A．线圈绕P1转动时产生的感应电流等于绕P2转动时产生的感应电流B ．线圈绕P 1转动时产生的感应电动势小于绕P 2转动时产生的感应电动势C ．线圈绕P 1和P 2转动时产生的感应电流的方向相同，都是a →b →c →dD ．线圈绕P 1转动时dc 边受到的安培力大于绕P 2转动时dc 边受到的安培力【解析】线圈转动产生的感应电动势的大小与转动轴的位置无关，选项A 正确，B 错误；绕两个轴转动产生的感应电流的大小相等，从上向下看，线框逆时针旋转，电流的方向应为a →d →c →b ，选项C 错误；电流相等，cd 受到的安培力也相等，选项D 错误．【答案】 A8．(2013·青岛高二检测)处在匀强磁场中的矩形线圈abcd ，以恒定的角速度绕ab 边转动，磁场方向平行于纸面并与ab 垂直．在t ＝0时刻，线圈平面与纸面重合(如图5－1－17)，线圈的cd 边离开纸面向外运动．若规定a →b →c →d →a 方向的感应电流为正，则能反应线圈感应电流I 随时间t 变化的图线是( )图5－1－17【解析】矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生交流电，在t ＝0时刻，线圈和中性面垂直，所以产生的图象是余弦图象，再由楞次定律可判断出电流为a →b →c →d →a 的方向，所以C 选项正确．【答案】 C9．矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴转动，线圈共100匝，转速为10π r/min ，在转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为0.03 Wb ，则线圈平面转到与磁感线平行时，感应电动势为多少？当线圈平面与中性面夹角为π3时，感应电动势为多少？【解析】由题意知：Φm＝0.03 Wbω＝2πn＝2π×10π×160rad/s＝13rad/s.线圈转至与磁感线平行时，感应电动势最大，故Em＝NBSω＝NΦmω＝100×0.03×13V＝1 V瞬时值表达式e＝E m sin ωt＝sin t3V当θ＝ωt＝π3时，e＝sinπ3V＝32V.【答案】 1 V32V10．如图5－1－18所示，一半径为r＝10 cm的圆形线圈共100匝，在磁感应强度B＝5π2T的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的中心轴线OO′以n＝600r/min的转速匀速转动，当线圈转至中性面位置(图中位置)时开始计时．(1)写出线圈内所产生的交变电动势的瞬时值表达式；(2)求线圈从图示位置开始在1/60 s时的电动势的瞬时值．图5－1－18【解析】线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴线匀速转动时，线圈内产生正弦交变电动势，当线圈平面在中性面时开始计时，其表达式为e＝E m sin ωt.(1)e＝E m sin ωt，E m＝NBSω(与线圈形状无关)，ω＝20π rad/s，故e＝100sin 20πt.(2)当t＝160s时，e＝100sin(20π×160) V＝50 3 V＝86.6 V.【答案】(1)e＝100sin 20πt(2)86.6 V11．如图5－1－19所示，在匀强磁场中有一个“π”形导线框可绕AB轴转动，已知匀强磁场的磁感应强度B＝52πT，线框的CD边长20 cm，CE、DF边长10 cm，转速为50 r/s.若从图示位置开始计时：图5－1－19(1)写出线框中感应电动势的瞬时值表达式；(2)作出线框中感应电动势随时间变化关系的图象．【解析】(1)开始计时的位置为线框平面与磁感线平行的位置，在t时刻线框转过的角度为ωt，此时刻e＝Bl1l2ωcos ωt，即e＝BSωcos ωt，其中B＝52πT，S＝0.1×0.2m2＝0.02 m2，ω＝2πn＝2π×50 rad/s＝100π rad/s，故e＝52π×0.02×100πcos 100πt V，即e＝102cos 100πt V.(2)线框中感应电动势随时间变化关系的图象如图所示．【答案】(1)e＝102cos 100πt V(2)见解析图12．磁铁在电器中有广泛的应用，如发电机，如图5－1－20所示，已知一台单相发电机转子导线框共有N 匝，线框长为l 1，宽为l 2，转子的转动角速度为ω，磁极间的磁感应强度为B ，导出发电机瞬时电动势e 的表达式．现在知道有一种永磁材料钕铁硼，用它制成发电机的磁极时，磁感应强度可增大到原来的k 倍，如果保持发电机结构和尺寸、转子转动角速度、需产生的电动势都不变，那么这时转子上的导线框需要多少匝？图5－1－20【解析】线框在转动过程中，两条长边在切割磁感线，若从中性面开始计时，则经t s 线框转过的角度为θ＝ωt ，两条长边相当于两个电源串联在一起，单匝中产生的电动势为：e 1＝2Bl 1v sin θ＝2Bl 1ω·l 22sin θ＝Bl 1l 2ωsin ωt .N 匝时相当于N 个电源串联，电动势为e ＝NBl 1l 2·ωsin ωt ，当B ′＝kB 且ω不变时，e ′＝N ′kBl 1l 2·ωsin ωt ，又e ′＝e ，所以N ′＝Nk .【答案】 NBl 1l 2·ωsin ωtN k。

高中物理人教版选修3-2同步训练：5.5变压器

I 1、I2 ，电压为 U1、U2，功率为 P1、P2， )
A ． I 1 由 I2 决定 C． P1 由 P2 决定
B． U2 与负载有关 D ．以上说法都不正确
解析对理想变压器的电流关系可写成
I
1＝
n n
2
I
1
2，原线圈中的电流与副线圈中的电流成正比，
所以原线圈中的电流由副线圈中的电流决定；功率关系为：负载用多少，原线圈端就输入多
线圈匝数比 nn12＝210，加在原线圈的电压为 u1＝ 311sin 100πt V ．霓虹灯正常工作的电阻 R＝ 440
k Ω， I1、 I2 表示原、副线圈中的电流．下列判断正确的是
()
图 5512
A ．副线圈两端电压为 6 220 V，副线圈中的电流 14.1 mA
B．副线圈两端电压为 4 400 V，副线圈中的电流 10.0 mA
4．如图 5510 所示， L 1 和 L2 是高压输电线，甲、乙是两只互感器，若已知 n1∶ n2＝ 1 000∶ 1， n3∶ n4＝1∶ 100，图中电压表示数为 220 V ，电流表示数为 10 A ，则高压输电线的送电功率为( )
图 5510
A ． 2.2×103 W C． 2.2×108 W
少，因此选项 A 、C 正确．
答案 AC
3．如图 559 所示为一理想变压器，原、副线圈匝数比为 20∶ 1，两个标有“ 12 V,6 W”的小
灯泡并联在副线圈的两端．当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表
(可视为
理想电表 )的示数分别是 ( )
A ． 120 V,0.10 A C． 120 V,0.05 A
答案 D
2．如图 5511 所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 n1∶ n2＝ 4∶ 1，当导体棒在匀强磁场

4.3楞次定律_同步练习(新人教版选修3-2)

楞次定律同步练习基础达标1.根据楞次定律知：感应电流的磁场一定是（）A.阻碍引起感应电流的磁通量B.与引起感应电流的磁场方向相反C.阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化D.与引起感应电流的磁场方向相同答案：C2.如图4-4-13所示，一水平放置的矩形闭合线框abcd在细长磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，由图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和位置Ⅲ都很接近位置Ⅱ.这个过程中线圈感应电流（）图4-4-13A.沿abcd流动B.沿dcba流动C.先沿abcd流动，后沿dcba流动D.先沿dcba流动，后沿abcd流动答案：A3.一均匀的扁平条形磁铁与一圆形线圈在同一平面内，如图4-4-14所示，磁铁的中央与圆心O重合.为了在磁铁运动时在线圈中产生图示方向的感应电流I，磁铁的运动方式应该是（）图4-4-14A.使磁铁沿垂直于线圈平面的方向向纸外平动B.使磁铁在线圈平面内绕O点顺时针方向转动C.使磁铁在线圈平面内向上平动D.N极向纸内、S极向纸外，使磁铁绕O点转动4.如图4-4-15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（）图4-4-15A.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，间距增大答案：C5.如图4-4-16所示，一条形磁铁原来做自由落体运动，当它通过闭合线圈回路时，其运动情况是（）图4-4-16A.接近线圈和离开线圈时速度都变小B.接近线圈和离开线圈时加速度都小于gC.接近线圈时做减速运动，离开线圈时做加速运动D.接近线圈时加速度小于g，离开线圈时加速度大于g答案：AB6.如图4-4-17所示，小磁铁以初速度沿超导圆环轴线方向穿过圆环并继续运动，则以下说法中正确的是（）图4-4-17A.小磁铁一直做减速运动，最终速度为零B.小磁铁在环的左侧是减速运动，在环的右侧是加速运动，最终速度是v0C.忽略电磁辐射，环中的电流先增大后减小，且方向相反D.忽略电磁辐射，环中的电流先增大后减小，最终为零，但电流的方向始终不变7.如图4-4-18所示，螺线管B置于闭合金属圆环A的轴线上，当B中通过的电流I减小时（）图4-4-18A.环A有缩小的趋势B.环A有扩张的趋势C.螺线管B有缩短的趋势D.螺线管B有伸长的趋势答案：AD8.如图4-4-19所示，线圈abcd自由下落进入匀强磁场中，则当只有bc边进入磁场时，线圈中感应电流方向是沿__________.当整个线圈进入磁场中时，线圈中感应电流__________（填“有”或“无”）.图4-4-19答案：abcd 无9.如图4-4-20所示，当条形磁铁由较远处向螺线管平移靠近时，流过电流计的电流方向是____________，当磁铁远离螺线管平移时，流过电流计的电流方向是____________.图4-4-20答案：b→G→a a→G→b10.如图4-4-21所示，当变阻器R的滑动触头向右滑动时，流过电阻R′的电流方向是_______.图4-4-21答案：a→R′→b1.两圆环AB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以如图4-4-22所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示的感应电流，则（）图4-4-22A.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：BC2.如图4-4-23所示，两个相同的铝环穿在一根光滑杆上，将一根条形磁铁插入铝环的过程中，两环同时向左运动，间距变小，则（）图4-4-23A.条形磁铁向右插入B.条形磁铁平行于光滑杆向上运动C.条形磁铁向左插入D.条形磁铁向右拔出答案：C3.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感应电流产生.下列关于螺线管及其极性的判断正确的是（）A.C端一定是感应电流磁场的N极B.C端一定是感应电流磁场的S极C.C端的感应电流磁场极性一定与磁铁B端极性相同D.无法判断极性的关系，因螺线管绕法不明图4-4-244.如图4-4-25所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面方向向内.一个矩形闭合导线框abcd，沿纸面方向由左侧位置运动到右侧位置，则（）图4-4-25A.导线框进入磁场时，感应电流的方向为abcdaB.导线框离开磁场时，感应电流的方向为abcdaC.导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右D.导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向左答案：AD5.如图4-4-26所示，绕在同一铁芯上的两个线圈M、N，M与光滑金属导轨相连，导轨处存在与导轨平面垂直且方向向里的匀强磁场中，导轨上有与之垂直的导体棒ab，当ab向左或向右移动时均能在线圈M中产生感应电流；线圈N与平行金属板相连接，金属板水平放置.欲使平行板中的带负电液滴P静止，导体棒ab沿导轨运动的情况是______________.图4-4-26答案：向右减速或向左加速6.1931年，英国物理学家狄拉克从理论上预言了存在着只有一个磁极的粒子——磁单极子.如图4-4-27所示，如果有一个磁单极子（单N极）从a点开始穿过线圈后从b点飞过，那么（）A.线圈中感应电流的方向是沿PMQ方向B.线圈中感应电流的方向是沿QMP方向C.线圈中感应电流的方向先是沿QMP方向，然后是PMQ方向D.线圈中感应电流的方向先是沿PMQ方向，然后是QMP方向图4-4-27答案：B7.在两根平行长直导线MN中，通以同方向同大小的电流，导线框abcd和两导线在同一平面内，线框沿着与两导线垂直的方向，自右向左在两导线间匀速移动.在移动过程中，线框中感应电流方向怎样？图4-4-28答案：由安培定则可知感应电流方向始终是沿adcb方向。

人教版高中物理选修3-2课时跟踪检测(全册共84页附答案)

人教版高中物理选修3-2课时跟踪检测（全册共84页附答案）目录课时跟踪检测（一）划时代的发现探究感应电流的产生条件课时跟踪检测（二）楞次定律课时跟踪检测（三）法拉第电磁感应定律课时跟踪检测（四）电磁感应现象的两类情况课时跟踪检测（五）互感和自感课时跟踪检测（六）涡流、电磁阻尼和电磁驱动课时跟踪检测（七）交变电流课时跟踪检测（八）描述交变电流的物理量课时跟踪检测（九）电感和电容对交变电流的影响课时跟踪检测（十）变压器课时跟踪检测（十一）电能的输送课时跟踪检测（十二）传感器及其工作原理课时跟踪检测（十三）传感器的应用阶段验收评估（一）电磁感应阶段验收评估（二）交变电流阶段验收评估（三）传感器课时跟踪检测（一）划时代的发现探究感应电流的产生条件1．关于磁通量的概念，以下说法中正确的是()A．磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量也越大B．磁感应强度越大，线圈面积越大，则磁通量也越大C．穿过线圈的磁通量为零，但磁感应强度不一定为零D．磁通量发生变化，一定是磁场发生变化引起的解析：选C穿过闭合回路的磁通量大小取决于磁感应强度、回路所围面积以及两者夹角三个因素，所以只知道其中一个或两个因素无法确定磁通量的变化情况，A、B项错误；同样由磁通量的特点，也无法判断其中一个因素的情况，C项正确，D项错误。

2.如图所示，半径为R的圆形线圈共有n匝，其中心位置处半径为r的范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面，若磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为()A．πBR2B．πBr2C．nπBR2D．nπBr2解析：选B由磁通量的定义式知Φ＝BS＝πBr2，故B正确。

3.如图所示，AB是水平面上一个圆的直径，在过AB的竖直面内有一根通电直导线CD，已知CD∥AB。

当CD竖直向上平移时，电流的磁场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：选C由于通电直导线CD位于AB的正上方，根据安培定则可知，通电直导线CD产生的磁感线在以AB为直径的圆内穿入和穿出的条数相同，所以不管电流怎么变化，导线下面圆内部的磁通量始终为0。

人教版高中物理选修3-2课时作业10.docx

高中物理学习材料桑水制作1．理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶15，当原线圈接在6 V的蓄电池两端以后，副线圈的输出电压为( )A．90 V B．0.4 VC．6 V D．0【解析】由于蓄电池向外输出的是直流电，铁芯中磁通量不能发生变化，在副线圈中不能产生感应电动势，所以副线圈的输出电压为0.【答案】 D2．(2013·大同一中高二检测)用理想变压器给负载电阻R供电，变压器输入电压一定时，在下列四个办法中，哪种可以使变压器输入功率增加( ) A．增加变压器原线圈匝数，而副线圈匝数及负载电阻R保持不变B．减小负载电阻的阻值，而变压器原、副线圈匝数不变C．增加负载电阻的阻值，而变压器原、副线圈匝数不变D．减少变压器副线圈匝数，而原线圈匝数和负载电阻保持不变【解析】由U1U2＝n1n2，当n1增加时，U2减小，P2＝U22R，P2减小，A错；U1、n1、n 2不变，则U2不变，R减小时，P2＝U22R，P2增大，B正确；C与B相反，故C错误；当n1、U1不变，n2减小时，则U2减小，由P2＝U22R(R不变)，P2会减小，D错．【答案】 B3．(2013·宁波高二检测)如图5－4－9所示，一理想变压器有两个副线圈，输出电压分别为3 V和5 V，要获得8 V输出电压，两个副线圈的连接方法是( )图5－4－9A．b、c连接，a、d两端输出8 V电压B．a、d连接，b、c两端输出8 V电压C．a、c连接，b、d两端输出8 V电压D．b、d连接，a、c两端输出8 V电压【解析】因为两个副线圈的输出电压分别为3 V和5 V，要想获得8 V输出电压，两个副线圈的感应电动势的方向应当一致，结合楞次定律可判断，将b、d连接，a、c为输出端和将a、c连接，b、d为输出端均可，故C、D正确．若将b、c连接，a、d为输出端或将a、d连接，b、c为输出端，两副线圈中感应电动势反向，故A、B错．【答案】CD4．如图5－4－10所示，某理想变压器的原、副线圈的匝数均可调节，原线圈两端电压为一最大值不变的正弦交流电，在其他条件不变的情况下，为了使变压器输入功率增大，可使( )图5－4－10A．原线圈匝数n1增加B．副线圈匝数n2增加C．负载电阻R的阻值增大D．负载电阻R的阻值减小【解析】由U1U2＝n1n2，P出＝U22R可得P出＝U2 1 n22 n21 R又因为P入＝P出，所以P入＝U2 1 n22 n21 R分析可得选项B、D正确．【答案】BD5．(2013·天津高考)普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图5－4－11中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为I ab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为I cd，为了使电流表能正常工作，则( )图5－4－11A．ab接MN、cd接PQ，I ab<I cdB．ab接MN、cd接PQ，I ab>I cdC．ab接PQ、cd接MN，I ab<I cdD．ab接PQ、cd接MN，I ab>I cd【解析】根据变压器的工作原理I1I2＝n2n1解决问题．高压输电线上的电流较大，测量时需把电流变小，根据I1I2＝n2n1，MN应接匝数少的线圈，故ab接MN，cd接PQ，且I ab>I cd，选项B正确．【答案】 B6. 如图5－4－12所示，一低压交流稳压器中，变压器的原、副线圈都带有滑动头，通过上下调节P1、P2的位置，可以改变变压器输入、输出电压．图中L 是一个小灯泡，R2是定值电阻，R1、R3是滑动变阻器，若要增大灯泡L的亮度，可以采取的办法是 ( )图5－4－12 A．P1、P3、P4不动，P2下移B．P1、P2、P3不动，P4下移C．P2、P3、P4不动，P1上移D．P1、P2、P4不动，P3上移【解析】根据变压器的变压原理U1U2＝n1n2，要增大输出电压，需要使P1下移或P2上移；滑动变阻器R1是分压接法，P3上移可以使灯泡两端电压增大，灯泡功率也就增大，使其变亮；滑动变阻器R3的触头P4上移时才能使灯泡两端的电压增大，使灯泡变亮，所以只有D项正确．【答案】 D7．(2013·陕西师大附中高二检测)如图5－4－13所示为一理想变压器，n1为原线圈，接一正弦交流电，n2＝n3，在n2、n3两个线圈上分别获得35 V电压，要想得到70 V电压，c、d、e、f怎样连接( )A．d、e连在一起，c、f为输出端B．c、f连在一起，d、e为输出端C．e、c连在一起，f、d为输出端D．f、d连在一起，e、c为输出端图5－4－13【解析】要想得到70 V电压，需要把两个副线圈串联起来，使电流依次通过这两个副线圈，因此e、c连在一起，f、d为输出端或f、d连在一起，e、c为输出端都可以，选C、D.【答案】CD8．如图5－4－14甲所示，变压器原副线圈的匝数比为3∶1，L1、L2、L3、L4为四只规格均为“9 V 6 W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端交变电压u的图象如图乙所示．则以下说法中正确的是( )甲乙图5－4－14A．电压表的示数为36 VB．电流表的示数为2 AC．四只灯泡均能正常发光D．变压器副线圈两端交变电流的频率为50 Hz【解析】若灯泡L2、L3、L4都正常发光．所以电流表的示数为69×3 A＝2 A，B对；副线圈两端的电压为9 V，又变压器原、副线圈的匝数比为3∶1，所以电压表的示数为27 V，因电源输入电压为36 V，所以L1所分电压为9 V，四只灯泡都正常发光，C对，A错；变压器不能改变交变电流的频率，D对．【答案】BCD9．(2011·福建高考)图5－4－15甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2＝5∶1，电阻R＝20 Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关．原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示．现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光．下列说法正确的是( )甲乙图5－4－15 A．输入电压u的表达式u＝202sin(50πt)VB．只断开S2后，L1、L2均正常发光C．只断开S2后，原线圈的输入功率增大D．若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8 W【解析】由图象知T＝0.02 s，ω＝2πT＝100π rad/s，u＝202sin(100πt)V，A项错误；由于副线圈两端电压不变，故只断开S2，两灯串联，电压为额定值一半，不能正常发光，B项错误；只断开S2，副线圈电路电阻变为原来的2倍，由P＝U2R知副线圈消耗功率减小，则原线圈输入功率也减小，C项错误；输入电压额定值U1＝20 V，由U1U2＝n1n2及P R＝U22R得P R＝0.8 W，D项正确．【答案】 D10．如图5－4－16所示，MN和PQ为两光滑的电阻不计的水平金属导轨，N、Q接理想变压器，理想变压器的输出端接电阻元件R、电容元件C，导轨上垂直放置一金属棒ab.今在水平导轨部分加一竖直向上的匀强磁场，则下列说法中正确的是(I R、I C均为有效值)( )图5－4－16A．若ab棒匀速运动，则I R≠0，I C＝0B．若ab棒匀速运动，则I R＝0，I C＝0C．若ab棒在某一中心位置两侧做往复运动，则I R≠0，I C≠0D．若ab棒做匀加速运动，则I R≠0，I C＝0【解析】ab匀速切割时产生恒定电动势，原线圈中有稳恒电流，副线圈不产生电磁感应现象，故副线圈电流为零，选项A错，选项B正确；若ab棒在某一中心位置两侧做往复运动，原线圈中产生周期性变化的电流，副线圈产生电磁感应现象，副线圈电流不为零，电容器进行充放电，故选项C正确；当ab匀加速运动时，产生的电动势均匀增加，原线圈中电流均匀增加，产生的磁场均匀增强，副线圈中产生稳定的感应电动势，副线圈两端电压不变，因而电容器不会充放电．故选项D也正确．【答案】BCD11．如图5－4－17所示，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220V的交流电上，向额定电压为1.80×104 V的霓虹灯供电，使它正常发光．为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12 mA时，熔丝就熔断．图5－4－17(1)熔丝的熔断电流是多大？(2)当副线圈电路中电流为10 mA时，变压器的输入功率是多大？【解析】(1)设原、副线圈上的电压、电流分别为U1、U2、I1、I2，根据理想变压器的输入功率等于输出功率，则U1I1＝U2I2.当I2＝12 mA时，I1即为熔断电流，I1＝U2U1I2≈0.98 A.(2)当副线圈电流为I2′＝10 mA时，变压器的输入功率为P1，所以P1＝P2＝I2′U2＝180 W.【答案】(1)0.98 A (2)180 W。

人教版高中物理选修3-2课时作业3.docx

高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）1．一闭合线圈放在随时间均匀变化的磁场中，线圈平面和磁场方向垂直．若想使线圈中的感应电流增强一倍，下述方法可行的是()A．使线圈匝数增加一倍B．使线圈面积增加一倍C．使线圈匝数减少一半D．使磁感应强度的变化率增大一倍【解析】根据E＝n ΔΦΔt＝nΔBΔt S求电动势，当n、S发生变化时导体的电阻也发生了变化．若匝数增加一倍，电阻也增加一倍，感应电流不变，故A错；若匝数减少一半，感应电流也不变，故C错；若面积增加一倍，长度变为原来的2倍，因此电阻为原来的2倍，电流为原来的2倍，故B错．【答案】 D2．(2013·郑州一中高二检测)穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系如图4－4－12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．2～4 sC．4～5 s D．5～10 s图4－4－12【解析】图线斜率的绝对值越小，表明磁通量的变化率越小，感应电动势也就越小．【答案】 D3．一根直导线长0.1 m，在磁感应强度为0.1 T的匀强磁场中以10 m/s的速度匀速运动，则导线中产生的感应电动势()A．一定为0.1 V B．可能为零C．可能为0.01 V D．最大值为0.1 V【解析】当公式E＝Bl v中B、l、v互相垂直而导体切割磁感线运动时感应电动势最大：E m＝Bl v＝0.1×0.1×10 V＝0.1 V，考虑到它们三者的空间位置关系应选B、C、D.【答案】BCD4．(2013·石家庄二中高二检测)如图4－4－13所示的匀强磁场中MN、PQ 是两条平行的金属导轨，而AB、CD为串有电压表、电流表的两根金属棒，且与金属导轨接触良好．当两棒以相同速度向右运动时，正确的是()图4－4－13A．电流表无读数，AB间有电势差，电压表无读数B．电流表有读数，AB间有电势差，电压表有读数C．电流表无读数，AC间无电势差，电压表无读数D．电流表无读数，AC间有电势差，电压表有读数【解析】因为两棒以相同速度运动，回路面积不变，所以感应电流为零，根据电流表、电压表的工作原理可知电流表、电压表都无示数．因为两棒都向右运动切割磁感线，所以两棒都产生相同的电动势，极性都为上正、下负，所以AB间有电势差，AC间无电势差，A、C正确．【答案】AC5．如图4－4－14所示，单匝线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t的变化关系可用图象表示，则()A ．t ＝0时刻，线圈中的磁通量最大，感应电动势也最大B ．在t ＝1×10－2 s 时，感应电动势最大C ．在t ＝2×10－2 s 时，感应电动势为零D ．在0～2×10－2 s 时间内，线圈中感应电动势的平均值为零图4－4－14【解析】由法拉第电磁感应定律E ＝ΔΦΔt 可知E 的大小与Φ大小无关，与ΔΦΔt 成正比，t ＝0及t ＝2×10－2 s 时刻E ＝0，A 错，C 对．t ＝1×10－2s 时，ΔΦΔt 最大，E 最大，B 对.0～2×10－2 s 内ΔΦ≠0，平均感应电动势不为零，D 错．【答案】 BC6．(2013·芜湖高二检测)如图4－4－15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 ．n πr 2ΔB ΔtD ．nL 2ΔB Δt图4－4－15【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 .【答案】 D7．如图4－4－16所示，面积为0.2 m 2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为B＝(2＋0.2t)T，定值电阻R1＝6 Ω，线圈电阻R2＝4 Ω，求a、b两点间电压U ab() A．2.4 V B．0.024 VC．4 V D．1.6 V图4－4－16【解析】由法拉第电磁感应定律，线圈中感应电动势E＝nΔΦ/Δt＝nSΔB/Δt ＝100×0.2×0.2 V＝4 V，感应电流I＝E/(R1＋R2)＝4/(6＋4)A＝0.4 A，所以a、b 两点间电压即路端电压U ab＝IR1＝0.4×6 V＝2.4 V.【答案】 A8．M和N是固定在水平面内的两条光滑平行的金属轨道(间距为l)，其电阻可忽略不计．如图4－4－17所示的正方形虚线框(边长为d)内充满垂直轨道平面向下的匀强磁场，金属杆ab(电阻可忽略)垂直轨道方向放置在两轨道上，M和N 之间接有一电阻R，若杆ab以恒定速率v沿平行轨道方向滑动并通过匀强磁场，在此过程中，以下各物理量与速度v的大小成正比的是()A．杆ab中的电流B．杆ab在磁场中所受的安培力C．电阻R上产生的焦耳热D．水平外力对ab杆做功的功率图4－4－17【解析】由法拉第电磁感应定律得E＝Bl v，I＝ER＝Bl vRF安＝BIl＝B2l2vR，Q＝I2Rt＝B2l2v2dR v＝B2l2v dRP＝F v＝F安，v＝B2l2v2 R所以杆ab中的电流和杆ab所受安培力及电阻R上产生的焦耳热都与速度v 成正比，A、B、C项正确，D错．【答案】ABC9. (2012·福建高考)如图4－4－18，一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，则选项图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()图4－4－18【解析】闭合铜环在下落过程中穿过铜环的磁场方向始终向上，磁通量先增加后减少，由楞次定律可判断感应电流的方向要发生变化，D项错误；因穿过闭合铜环的磁通量的变化率不是稳定的，所以感应电流随x的变化关系不可能是线性关系，A项错误；铜环由静止开始下落，速度较小，所以穿过铜环的磁通量的变化率较小，产生的感应电流的最大值较小，过O点后，铜环的速度增大，磁通量的变化率较大，所以感应电流的反向最大值大于正向最大值，故B项正确，C项错误．【答案】 B10．如图4－4－19所示，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．图4－4－19【解析】 (1)根据E ＝Bl v ，I ＝E R 知I ＝Ba v 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 ＝I 2Rt ＝I 2R ·2a v ＝0.52×2×22 J ＝0.5 J.【答案】 (1)0.5 A (2)0.5 J11．如图4－4－20甲所示，一个圆形线圈的匝数n ＝1 000，线圈面积S ＝200 cm 2，线圈的电阻r ＝1 Ω，线圈外接一个阻值R ＝4 Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间的变化规律如图4－4－20乙所示．求：甲乙图4－4－20(1)前4 s 内的感应电动势；(2)前4 s 内通过R 的电荷量；(3)线圈电阻r 消耗的功率．【解析】(1)由图象可知前4 s内磁感应强度B的变化率ΔBΔt＝0.4－0.24T/s＝0.05 T/s4 s内的平均感应电动势E＝nS ΔBΔt＝1 000×0.02×0.05 V＝1 V.(2)电路中平均电流I＝E R总通过R的电荷量q＝I t，又E＝n ΔΦΔt所以q＝n ΔΦR总＝1 000×0.02×(0.4－0.2)4＋1C＝0.8 C.(3)由于电流是恒定的，线圈电阻r消耗的功率为P r＝I2r＝E2r(R＋r)2＝1×1(4＋1)2W＝0.04 W.【答案】(1)1 V(2)0.8 C(3)0.04 W12．如图4－4－21所示，水平的平行光滑导轨，导轨间距离为L＝1 m，左端接有定值电阻R＝2 Ω.金属棒PQ与导轨良好接触，PQ的电阻为r＝0.5 Ω，导轨电阻不计，整个装置处于磁感应强度为B＝1 T的匀强磁场中，现使PQ在水平向右的恒力F＝2 N作用下运动，求：(1)棒PQ中感应电流的方向；(2)棒PQ中哪端电势高；(3)棒PQ所受安培力方向；(4)棒PQ的最大速度．图4－4－21【解析】PQ在恒力F作用下运动，产生感应电流，因而受安培力，随着速度的增大，安培力也增大，当安培力大小与恒力F相等时，PQ将做匀速运动，速度达到最大．(1)由右手定则知感应电流方向为Q→P.(2)PQ运动产生感应电动势，相当于电源，因电源内部电流由低电势流向高电势，所以P端电势高于Q端电势．(3)因棒中电流由Q→P，由左手定则知棒所受安培力方向向左．(4)PQ棒速度达到最大值时，PQ受安培力大小等于恒力F.由F＝BIL，得I＝FBL＝21×1A＝2 A此时感应电动势为E＝I(R＋r)＝2×(2＋0.5) V＝5 V PQ的最大速度为v＝EBL＝51×1m/s＝5 m/s.【答案】(1)Q→P(2)P端(3)向左(4)5 m/s。

物理选修3-2人教版全套教学同步练习及-高二训练4-002

高二物理同步训练试题解析第4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＝PRB 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ΔBΔt的变化率均匀变化时，线圈中产生感应电动势大小为( )A ．πr 2ΔBΔtB ．L 2ΔB ΔtC ．nπr 2ΔB ΔtD ．nL 2ΔBΔt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 2ΔBΔt .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 ＝34B ·2L v ，U d ＝46B ·2L v ，故U a <U b <U d <U c ，选项B 正确．7．如图所示的几种情况，金属导体中产生的感应电动势为Bl v 的是( )答案：ABD解析：公式E ＝Bl v 中的l 应指导体的有效切割长度，A 、B 、D 中的有效切割长度均为l ，电动势E ＝Bl v ，而C 中的有效切割长度为l sin θ，电动势E ＝Bl v sin θ，故ABD 项正确．8.如图所示，导体AB 的长度为2R ，绕O 点以角速度ω匀速转动，OB 为R ，且OBA 三点在一条直线上，有一磁感应强度为B 的匀强磁场充满转动平面且与转动平面垂直，那么AB 两端的电势差为( )A.12BωR 2 B ．2BωR 2 C ．4BωR 2 D ．6BωR 2答案：C解析：A 点线速度v A ＝ω·3R ，B 点线速度v B ＝ω·R ，AB 棒切割磁感线的平均速度v ＝v A ＋v B2＝2ω·R ，由E ＝Bl v 得A 、B 两端的电势差为4BωR 2，C 项正确．9．如右图所示，一个“∠”形光滑导轨垂直于磁场固定在磁感应强度为B 的匀强磁场中，ab 是与导轨材料相同的导体棒，导体棒与导轨接触良好．在外力作用下，导体棒以恒定速度v 向右运动，以导体棒在图中所示位置的时刻作为计时起点，则回路中的感应电流I .导体棒所受外力的功率P 随时间t 变化的图象为( )答案：AC解析：任一时刻，回路中产生的电动势E ＝Bl 有效v ，又l 有效∝l 周长，由电阻定律有R 总＝ρl 周长S 截，故E ∝R 总，因此回路的感应电流I ＝ER 总保持恒定，选项A 正确．导体棒所受外力的功率P ＝P 安＝I 2R ∝l 周长∝t ，故选项C 正确．10．如图甲所示，一个电阻为R 、面积为S 的矩形导线框abcd ，水平放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B ，方向与ad 边垂直并与线框平面成45°角，o 、o ′分别是ab 边和cd 边的中点．现将线框右半边obco ′绕oo ′逆时针旋转90°到图乙所示位置．在这一过程中，导线中通过的电荷量是( )A.2BS2RB.2BSRC.BS R D ．0答案：A解析：对线框的右半边(obco ′)未旋转时整个回路的磁通量Φ1＝BS sin45°＝22BS 线框的右半边(obco ′)旋转90°后，穿进跟穿出的磁通量相等，如图整个回路的磁通量Φ2＝0，ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝22BS .根据公式q ＝ΔΦR ＝2BS2R.选A.11．如图所示，半径为a 的圆形区域内有匀强磁场，磁感应强度B ＝0.2T ，磁场方向垂直纸面向里．半径为b 的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直．其中a ＝0.4 m ，b ＝0.6 m ．金属环上分别接有灯L 1、L 2，两灯的电阻均为R 0＝2 Ω.一金属棒MN 与金属环接触良好，棒与环的电阻均不计．(1)若棒以v 0＝5 m/s 的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO ′的瞬时，MN 中的感应电动势和流过灯L 1的电流；(2)撤去中间的金属棒MN ，将右面的半圆环OL 2O ′以OO ′为轴向上翻转90°后，若此时磁感应强度随时间均匀变化，其变化率为ΔB Δt ＝(4π)T/s ，求L 1的功率．答案：(1)0.8 V 0.4 A (2)1.28×10－2W解析：(1)棒滑过圆环直径OO ′的瞬时，垂直切割磁感线的有效长度为2a ，故在MN 中产生的感应电动势为：E 1＝B ·2a ·v 0＝0.2×2×0.4×5 V ＝0.8 V ，通过灯L 1的电流I 1＝E 1R 0＝0.82A ＝0.4 A ；(2)撤去金属棒MN ，半圆环O L 2O ′以OO ′为轴向上翻转90°后，根据法拉第电磁感应定律，E 2＝ΔΦΔt ＝ΔB Δt ·πa 22＝4π×πa 22＝2×0.42 V ＝0.32 V ，则L 1的功率P 1＝(E 22R 0)2R 0＝E 224R 0＝0.3224×2W ＝1.28×10－2W.12.如图所示，两条处于同一水平面内的平行滑轨MN 、PQ 相距30 cm ，上面垂直于滑轨放置着质量均为0.1 kg 、相距50 cm 的ab 和cd 两平行可动的金属棒，棒与滑轨间的动摩擦因数为0.45.回路abcd 的电阻为0.5 Ω，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，若磁感应强度从零开始以0.1T/s 的变化率均匀增加，则经过多长时间棒将会发生滑动？(g 取10 m/s 2)答案：500 s解析：依题意知，回路中的电流 I ＝E R ＝S ΔB R Δt ＝0.3×0.5×0.10.5A ＝0.03 A 金属棒刚要发生滑动时，安培力等于最大静摩擦力，即BIl ＝F m ＝μmg解得：B ＝50 T ．又B ＝ΔBΔt t ＝0.1t ，所以t ＝500 s.13．如图所示，平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域，细金属棒PQ 沿导轨从MN 处匀速运动到M ′N ′的过程中，棒上感应电动势E 随时间t 变化的图示，可能正确的是( )答案：A解析：金属棒PQ 在进磁场前和出磁场后，不产生感应电动势，而在磁场中，由于匀速运动所以产生的感应电动势不变，故正确选项为A.14．一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直．先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s 时间内均匀地增大到原来的两倍．接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s 时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半．先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为( )A.12 B ．1 C ．2 D ．4答案：B解析：设原磁感应强度为B ，线框面积为S ，第一次在1s 内将磁感应强度增大为原来的两倍，即变为2B ，感应电动势为E 1＝ΔBS Δt ＝(2B －B )S t ＝BSt ；第二次在1s 内将线框面积均匀的减小到原来的一半，即变为12S ，感应电动势大小为E 2＝2B ΔS Δt ＝2B ⎝⎛⎭⎫S －12S t ＝BS t ，所以有E 1E 2＝1，选项B 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

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。

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法拉第电磁感应定律同步练习(2).docx

高中物理学习材料法拉第电磁感应定律-同步练习基础达标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.磁通量的变化量答案：C2.穿过一个单匝数线圈的磁通量，始终为每秒钟均匀地增加2 Wb ，则（）A.线圈中的感应电动势每秒钟增大2 VB.线圈中的感应电动势每秒钟减小2 VC.线圈中的感应电动势始终为2 VD.线圈中不产生感应电动势答案：C3.如图4-3-11所示，矩形金属框置于匀强磁场中，ef 为一导体棒，可在ab 和cd 间滑动并接触良好.设磁感应强度为B ，ef 长为L ，在Δt 时间内向左匀速滑过距离Δd ，由电磁感应定律E=n t∆∆Φ可知，下列说法正确的是（）图4-3-11A.当ef 向左滑动时，左侧面积减少L ·Δd,右侧面积增加L ·Δd ，因此E=2BL Δd/ΔtB.当ef 向左滑动时，左侧面积减小L ·Δd ，右侧面积增大L ·Δd ，互相抵消，因此E=0C.在公式E=nt∆∆Φ中，在切割情况下，ΔΦ=B ·ΔS ，ΔS 应是导线切割扫过的面积，因此E=BL Δd/Δt D.在切割的情况下，只能用E=BLv 计算，不能用E=n t ∆∆Φ计算答案：C4.在南极上空离地面较近处，有一根与地面平行的直导线，现让直导线由静止自由下落，在下落过程中，产生的感应电动势（）A.增大B.减小C.不变D.无法判断答案：C5.（2003年上海）粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行.现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图4-3-12所示，则在移出过程中线框的一边a 、b 两点间电势差绝对值最大的是（）图4-3-12答案：B6.一个面积S=4×10-2 m 2、匝数n=100匝的线圈，放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B 随时间t 变化的规律如图4-3-13所示，则下列判断正确的是（）A.在开始的2 s 内穿过线圈的磁通量变化率等于-0.08 Wb/sB.在开始的2 s 内穿过线圈的磁通量的变化量等于零C.在开始的2 s 内线圈中产生的感应电动势等于-0.08 VD.在第3 s 末线圈中的感应电动势等于零图4-3-13答案：A7.如图4-3-14所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从图示位置匀速拉出匀强磁场.若第一次用0.3 s 时间拉出，外力做的功为W 1，通过导线截面的电荷量为q 1;第二次用0.9 s 时间拉出，外力所做的功为W 2，通过导线截面的电荷量为q 2,则（）图4-3-14A.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答案：C8.如图4-3-15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面积.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的大小为____________________.图4-3-15答案：n tB ∆∆L 2更上一层1.一个单匝闭合圆形线圈置于垂直线圈平面的匀强磁场中，当磁感应强度变化率恒定时，线圈中的感应电动势为E，感应电流为I.若把这根导线均匀拉长，从而使圆半径增大一倍，则此时线圈中的感应电动势为___________，感应电流为___________.答案：4E I2.在图4-3-16中，EF、GH为平行的金属导轨，其电阻可不计，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I1和I2分别表示图中该处导线中的电流，则当横杆AB（）图4-3-16A.匀速滑动时，I1=0，I2=0B.匀速滑动时，I1≠0,I2≠0C.加速滑动时，I1=0,I2=0D.加速滑动时，I1≠0,I2≠0答案：D3.如图4-3-17所示，水平放置的导体框架，宽L=0.50 m，接有电阻R=0.20 Ω，匀强磁场垂直框架平面向里，磁感应强度B=0.40 T.一导体棒ab垂直框边跨放在框架上，并能无摩擦地在框架上滑动，框架和导体ab的电阻均不计.当ab以v=4.0 m/s的速度向右匀速滑动时，求：图4-3-17（1）ab棒中产生的感应电动势大小；（2）维持导体棒ab做匀速运动的外力F的大小；（3）若将外力F突然减小到F′，简要论述导体ab以后的运动情况.答案：(1)E=0.80 V (2)F=0.80 N (3)略4.如图4-3-18所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中有一个面积为S的矩形线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′以角速度ω匀速转动.图4-3-18（1）穿过线框平面磁通量的变化率何时最大？最大值为多少？（2）当线框由图示位置转过60°的过程中，平均感应电动势为多大？（3）线框由图示位置转到60°时瞬时感应电动势为多大？答案：(1)ab 与cd 两边垂直切割磁感线时，E m =BS ω (2)E =23BS ω (3)23BS ω。

人教版高中物理选修3-2课时作业11.docx

高中物理学习材料桑水制作1．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高很多的电压进行输电，采用高压输电的优点是( )A．可节省输电线的铜材料B．可根据需要调节交流电的频率C．可减小输电线上的能量损失D．可加快输电的速度【解析】远距离输电往往输送的电功率一定，根据P＝UI知，输送电压U越高，则输送电流I＝PU越小，据P损＝I2r知，在输电线损耗一定的情况下，输电线电阻可略大，导线可做得细一些或选择电阻率略大的材料(非铜材料)；若输电线确定，即r确定，则可减小输电线上的能量损耗，故选项A、C正确．交变电流的频率是一定的，不需调节，输电的速度就是电磁波的传播速度，故选项B、D错误．【答案】AC2．(2013·淮北一中高二检测)远距离输送一定功率的交变电流，若输送电压升高为原来的n倍，关于输电线上由电阻造成的电压损失和功率损失的说法中，正确的是( )A．输电线上的电功率损失是原来的1/nB．输电线上的电功率损失是原来的1/n2C．输电线上的电压损失是原来的1/nD．输电线上的电压损失是原来的n倍【解析】由P ＝UI 知，当输送的功率P 一定，电压升高为原来的n 倍时，输电电流I ′＝P /U ′＝P /(nU )＝1nI ；又P 线＝I 2R 线，所以输电线上的功率损失P ′损＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1n I 2R 线＝1n 2P 损，即B 正确．输电线上的电压损失U ′损＝I ′R 线＝1n IR 线＝1n U 损，C 正确，选B 、C.【答案】 BC3．1987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．现在有一直流电路，输电线的总电阻为0.4 Ω，它提供给用电器的电功率是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，则节约的电功率为( )A ．1.6 kWB ．1.6×103 kWC ．1 kWD ．10 kW【解析】节约的电功率即原来输电线上电阻消耗的热功率，ΔP ＝I 2R ＝(P U )2R ＝(40×103800)2×0.4 W ＝1×103 W ＝1 kW. 【答案】 C4．(2010·福建高考)中国已投产运行的1 000 kV 特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程．假设甲、乙两地原来用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 1 000 kV 特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为( )A.P4B.P2 C ．2PD ．4P【解析】由P ＝UI 可知，输电电压提高到原来的2倍，由于输电功率不变，所以输电电流变为原来的1/2，由P 损＝I 2R 线可知输电线上的损耗电功率将变为原来的1/4，选项A 正确．【答案】 A5．(2013·昆明三中高二检测)某小型水电站的电能输送示意图如图5－5－3所示．发电机的输出电压为200 V ，输电线总电阻为r ，升压变压器原、副线圈匝数分别为n 1、n 2，降压变压器原、副线圈匝数分别为n 3、n 4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220 V 的用电器正常工作，则( )图5－5－3A.n 2n 1>n 3n 4B.n 2n 1<n 3n 4C ．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D ．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率【解析】根据变压器工作原理可知n 1n 2＝200U 2，n 3n 4＝U 3220，由于输电线上损失一部分电压，升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，有U 2>U 3，所以n 2n 1>n 3n 4，A 正确，B 、C 错误；升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率加上输电线上损失功率，D 正确．【答案】 AD6．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2.0×105 AB ．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【解析】输电线上输送的电流为I 输＝P 输U 输＝3×106 kW500 kV ＝6 000 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＝6 000 A ×2.5 Ω＝1.5×104 V ，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出总功率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．【答案】 B7．(2012·天津高考)通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P ，原线圈的电压U 保持不变，输电线路的总电阻为R .当副线圈与原线圈的匝数比为k 时，线路损耗的电功率为P 1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk ，线路损耗的电功率为P 2，则P 1和P 2P 1分别为( )A.PR kU ，1n B ．(P kU )2R ，1n C.PR kU ，1n 2D ．(P kU )2R ，1n2 【解析】设副线圈与原线圈匝数比为k 时，副线圈输出电压为U 1，输出电流为I 1，电路损耗功率为P 1，设副线圈与原线圈匝数比为nk 时，副线圈输出电压为U 2，输出电流为I 2，电路损耗功率为P 2，根据理想变压器原副线圈电压与匝数成正比可得U 1U ＝k …①；U 2U＝nk …②；且P ＝U 1I 1＝U 2I 2…③；线路损耗功率分别为P 1＝I 21R …④；P 2＝I 22R …⑤.由①④联立解得P 1＝(P kU)2R ，据此排除选项A 、C ；由①②③④⑤联立解得P 2P 1＝1n2，所以选项B 错误，选项D 正确．【答案】 D8．(2013·贵阳一中高二检测)在确定的两地间用铝导线输送一定功率的交流电，现将输电电压提高1倍，并保持输电线上损失的功率不变，则用铝量可比增压前减少( )A ．25%B ．50%C ．60%D ．75%【解析】设输送交流电的功率为P ，输电电压为U ，提高电压后为U ′，所用铝导线总长度为l ，总电阻为R ，增压后电阻为R ′则由I ＝P /U ，P 损＝I 2R 可得P 损＝P 2RU2①同理P损′＝P2R′U′2②而P损＝P损′，U′＝2U，由①②得R′＝4R由电阻定律R＝ρl/S，R′＝ρl/S′得S′＝14S，所以V′＝V4，m′＝m4所以用铝量仅为原来的14，即25%，因此用铝量减少了75%.【答案】 D9．水电站给远处山村送电的输出功率是100 kW，用2 000 V电压输电，线路上损失的功率是2.5×104 W，如果改用20 000 V高压输电，线路上损失的功率是多少？【解析】设水电站的输送功率为P，前后两次的输电电压分别为U1和U2，前后两次线路上的热功率损失分别为P1和P2，输电线的总电阻为R线．由P损＝I2·R线，I＝PU可得，P损＝P2U2·R线．所以P2P1＝U21U22，P2＝(2 00020 000)2×2.5×104 W＝250 W.【答案】250 W10．对某一输电线路，线路架设情况已确定，现要求输送一定的电功率P，若输电线上损失的功率占输送功率P的百分比用η表示，输电线路总电阻用r 表示，输电电压用U表示，则η、P、U、r间满足什么关系？从中你能得出什么结论？【解析】ΔP＝ηP＝I2r①P＝UI②联立①②可得：ηP＝(PU)2r，即ηU2＝Pr，当P、r确定时，有ηU2＝定值，所以要减小η，必须提高输电电压U.【答案】见解析11．远距离输电时，输送电压为6 000 V，功率为500 kW，这时，安装在输电线路起点和终点的电能表一昼夜里读数相差4 800 kW·h，则输电效率为多少？输电导线的电阻为多少？【解析】由能的转化与守恒定律可知：η＝Pt－4 800 kW·hPt＝(1－4 800500×24)×100%＝60%因为P损＝P×40%，P损＝P2U2·r所以r＝36×106×200×10325×1010Ω＝28.8 Ω.【答案】60% 28.8 Ω12．如图5－5－4所示，某小型水电站发电机的输出功率为10 kW，输出电压为400 V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损耗，使用2 kV高压输电，最后用户得到“220 V 9.5 kW”的电能，求：图5－5－4(1)水电站升压变压器原、副线圈匝数比n1n2；(2)输电线路导线电阻R；(3)用户降压变压器原、副线圈匝数比n3n4 .【解析】(1)水电站升压变压器原、副线圈匝数比n 1 n 2＝U1U2＝4002 000＝15.(2)由P损＝I22R，输送电流决定于输出电压及输送功率，有I2＝P U 2所以R＝P 损I22＝P损/(PU2)2＝10 000－9 500(10 000/2 000)2Ω＝20 Ω.(3)设降压变压器原线圈上电压为U3，U3＝U2－I2R＝(2 000－5×20) V＝1 900 V所以降压变压器原、副线圈匝数比为：n 3 n 4＝U3U4＝1 900220＝9511.【答案】(1)15(2)20 Ω(3)9511。

(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.。

高中物理人教版选修32课件+同步训练+章末整合+章末检

变压器基本规律的应用1.图5-7-6如图5-7-6所示，Q 是熔断电流为1 A 的保险丝，R 为用电器，理想变压器的原副线圈的匝数比为n 1∶n 2＝2∶1.原线圈的电压为u ＝2202sin(100πt ) V ．要使保险丝不熔断，R 的阻值一定( ) A ．不能小于55 Ω B ．不能大于55 Ω C ．不能小于77 ΩD ．不能大于77 Ω解析保险丝原理是电流热效应，应该用电流有效值．由U 1U 2＝n 1n 2得：U 2＝n 2n 1U 1＝12×220 V ＝110 V ，由I 1I 2＝n 2n 1得：I 2＝n 1n 2I 1＝21×1 A ＝2 A ，所以R min ＝UI ＝55 Ω，故A 正确．答案 A变压器电路的动态分析问题2．如图5-7-7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R 2为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表A 2为值班室的显示器，显示通过R 1的电流，电压表V 2显示加在报警器上的电压(报警器未画出)，R 3为一定值电阻．当传感器R 2所在处出现火警时，以下说法中正确的是( )图5-7-7A ．A 1的示数不变，A 2的示数增大B ．V 1的示数不变，V 2的示数减小C ．V 1的示数增大，V 2的示数增大D ．A 1的示数增大，A 2的示数增大解析温度升高则R 2减小而报警，即输出功率增大．答案 B3．如图5-7-8所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为1∶5, 原线圈两端的交变电压为u ＝202sin 100 πt V ．氖泡在两端电压达到100 V 时开始发光．下列说法中正确的有( )图5-7-8A ．开关接通后，氖泡的发光频率为100 HzB ．开关接通后，电压表的示数为100 VC ．开关断开后，电压表的示数变大D ．开关断开后，变压器的输出功率不变解析变压器不能改变交变电流的频率，T ＝2πω＝2π100π s ＝0.02 s ，f ＝1T ＝50 Hz.因为一个周期内氖泡发光2次，故开关接通后氖泡的发光频率为100 Hz ，A 项正确；电压表的示数代表有效值， U 1＝2022 V ＝20 V ，U 2＝n 2n 1U 1＝100 V ，B 项正确；不论开关是否断开，电压表示数不变，C 项错误；开关断开后，变压器的输出功率减小，D 项错误．答案 AB远距离输电问题4．一台发电机最大输出功率为4 000 kW ，电压为4 000 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)正常发光解析根据题意画出输电线路示意图如图所示．对升压变压器有P 1＝U 1I 1，可知I 1＝103 A ，由输电线上消耗的功率ΔP ＝I 22R 线＝400 kW ，可知输电线上电流为I 2＝20 A ，A 项正确；T 1的变压比为I 2∶I 1＝1∶50；根据P ＝U 2I 2得U 2＝2×105 V ，输电线上电压ΔU ＝I 2R 线＝20 000 V ，则副线圈输入电压为U 3＝U 2－U 线＝1.8×105 V ，又灯泡正常发光，可知副线圈电压U 4为220 V ，B 项正确； T 2的变压比为n 3∶n 4＝U 3∶U 4＝1.8×105∶220，C 项错误；降压变压器的输入功率等于输出功率P 3＝P 4＝U 3I 2＝60 W·n ，解得n ＝6×104，D 项正确．答案 ABD(时间：60分钟)题组一变压器基本规律的应用1．如图5-7-9所示，理想变压器的原线圈的输入电压u ＝220sin(100πt ) V ，原、副线圈的匝数比为n 1∶n 2＝10∶1电阻R 的阻值为100 Ω，则1 s 内电阻R 上产生的焦耳热为( )图5-7-9A ．484 JB ．242 JC ．2.42 JD ．1.21 J解析每个周期内只有半个周期有电流通过R .由U 1∶U 2＝n 1∶n 2，得U 2＝22 V ，又因电流的热效应用其电压有效值，U ′2R ·T ＝(U 22)2R ·T 2可得U 2′＝11 V ，由Q ＝U 2′2R t ＝112100×1 J ＝1.21 J.答案 D2．如图5-7-10所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比n 1∶n 2＝10∶1，输出端电阻R ＝50 Ω，把原线圈接入“220 V ，50 Hz ”的正弦交流电时(电表为理想电表)( )图5-7-10A ．当X 为电流表时，若电阻R 增大，则原线圈中的电流将增大B ．当X 为电流表时，电压表V 的示数为22 VC ．当X 为电流表时，电流表的示数为0.44 2 AD ．当X 为二极管时，电压表V 的示数为11 V解析若使电阻R 增大，副线圈中的电流变小，原线圈中的电流也变小，A 项错误；根据公式U 1U 2＝n 1n 2，解得U 2＝22 V ，电压表测量的电压为有效值，所以电压表V 的示数为22 V ，B 项正确；当X 为电流表时，电流表的示数为I 2＝U 2R ＝2250A ＝0.44 A ，C 项错误；当X 为二极管时，在一个周期内只有半个周期的时间有电流通过，此时由U 2R T ＝(22)2R ·T2，解得U ＝11 2 V ，D 项错误．答案 B3．如图5-7-11甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R 1＝20 Ω，R 2＝30 Ω，C 为电容器．已知通过R 1的正弦交变电流如图乙所示，则( )图5-7-11A ．交变电流的频率为0.02 HzB ．原线圈输入电压的最大值为200 2 VC ．电阻R 2的电功率约为6.67 WD ．通过R 3的电流始终为零解析周期T ＝0.02 s ，f ＝1T ＝50 Hz ，A 错；U 输出＝I m 2×R 1＝10 2 V ，U 输入＝n 1n 2U 输出＝100 2 V ，输入电压最大值U m ＝2U 输出＝200 V ，B 错；U 1＝I m 2R 1＝10 2 V ，U 2＝U 1，P 2＝U 22R 2＝203 W ≈6.67W ，C 对；电容器通交流，隔直流，I 3≠0，D 错．答案 C4．如图5-7-12甲所示是某燃气炉点火装置的原理图．转换器将直流电压转换为图5712乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2，为交流电压表．当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 000 V 时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体．以下判断正确的是( )图5-7-12A ．电压表的示数等于5 VB ．电压表的示数等于52VC ．实现点火的条件是n 2n 1>1 000D ．实现点火的条件是n 2n 1<1 000解析由ut 图象可知最大电压值为5 V ，故有效值为52V ，交流电压表测量的是有效值，A 错，B 对；由变压器电压与线圈匝数的关系可知，U 2＝n 2n 1U 1＝5n 2n 1，当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 000V ，即5n 2n 1>5 000，所以n 2n 1>1 000，C 对，D 错．答案 BC5．如图5-7-13所示，一只理想变压器原线圈与频率为50 Hz 的正弦交变电源相连，两个阻值均为20 Ω的电阻串联后接在副线圈的两端，图中的电流表、电压表均为理想交流电表，原、副线圈分别为200匝和100匝，电压表的示数为5 V ．则( )图5－7－13A ．电流表的读数为0.5 AB ．流过电阻的交变电流的频率为100 HzC ．交变电源的输出电压的最大值为20 2 VD ．交变电源的输出功率为2.5 W解析根据欧姆定律可得副线圈中的电流I 2＝U 2R ＝0.25 A ，根据理想变压器原、副线圈中的电流与匝数的关系I 1I 2＝n 2n 1，可解得I 1＝0.125 A ，A 错误；理想变压器原、副线圈中的交变电流的频率相同，都为50 Hz ，B 错误；副线圈输出电压的有效值为10 V ，根据正弦交变电流的最大值和有效值的关系可得其最大值应为U 2m ＝10 2 V ，原、副线圈电压比为U 1U 2＝n 1n 2，可得交变电源输出电压的最大值为U 1m ＝20 2 V ，C 正确；对于理想变压器，交变电源的输出功率等于变压器副线圈负载消耗的功率，P ＝2×5220 W ＝2.5 W ，故D 正确．答案 CD题组二变压器电路的动态分析6．如图5-7-14所示电路中的变压器为理想变压器，S 为单刀双掷开关．P 是滑动变阻器R 的滑动触头，U 1为加在原线圈两端的交变电压，I 1、I 2分别为原线圈和副线圈中的电流．下列说法正确的是( )图5-7-14A ．保持P 的位置及U 1不变，S 由b 切换到a ，则R 上消耗的功率减小B ．保持P 的位置及U 1不变，S 由a 切换到b ，则I 2减小C ．保持P 的位置及U 1不变，S 由b 切换到a ，则I 1增大D ．保持U 1不变，S 接在b 端，将P 向上滑动，则I 1减小解析保持P 的位置及U 1不变，S 由b 切换到a ，则副线圈匝数增加，输出电压增大，输出功率增大，则输入功率随之增大，故A 错，C 对；S 由a 切换到b ，副线圈匝数减小，输出电压减小，则输出电流减小，B 对；只是将P 上滑，R 减小，I 2增大，由I 1＝n 2I 2n 1可知I 1增大，则D 错．答案 BC7．如图5-7-15所示为一理想变压器，K 为单刀双掷开关，P 为滑动变阻器的滑动触头，U 1为加在原线圈的电压，则( )图5-7-15A ．保持U 1及P 的位置不变，K 由a 合到b 时，I 1将增大B ．保持P 的位置及U 1不变，K 由b 合到a 时，R 消耗功率将减小C ．保持U 1不变，K 合在a 处，使P 上滑，I 1将增大D ．保持P 的位置不变，K 合在a 处，若U 1增大，I 1将增大解析 K 由a 合到b 时，n 1减小而U 1不变，由U 1U 2＝n 1n 2可知副线圈上电压U 2增大，负载R 的电流I 2增大，P 2增大，又由于P 1＝P 2＝U 1I 1，故I 1增大，A 项正确．同理K 由b 合到a 时，P 2减小，B 项正确；P 上滑时，负载电阻R 增大，而U 1、U 2均不变，由I 2＝U 2R 可知I 2减小，又由于n 1、n 2均不变，由I 1I 2＝n 2n 1可知I 1将减小，故C 项错误；当U 1增大时，由U 1U 2＝n 1n 2可知U 2也增大，I 2＝U 2R 增大，再由I 1I 2＝n 2n 1可知I 1增大，故D 项正确．答案 ABD8．如图5-7-16所示，为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L 1、L 2，电路中分别接了理想交流电压表V 1、V 2和理想交流电流表A 1、A 2，导线电阻不计．当开关S 闭合后( )图5-7-16A ．A 1示数变大，A 1与A 2示数的比值不变B ．A 1示数变大，A 1与A 2示数的比值变大C ．V 2示数变小，V 1与V 2示数的比值变大D ．V 2示数不变，V 1与V 2示数的比值不变解析电源电压有效值不变，所以V 1示数不变，原、副线圈的电压之比等于匝数之比，匝数之比不变，故V 2示数不变，V 1与V 2示数的比值也不变，所以C 错误，D 正确；当开关S 闭合后，副线圈电路中的电阻减小，因为电压不变，所以副线圈电路中的电流增大，A 2的示数增大，原、副线圈的电流之比等于匝数反比，匝数之比不变，A 1与A 2示数的比值不变，A 1的示数也增大，所以A 正确，B 错误．答案 AD9．如图5-7-17所示，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R 1、R 2、R 3和R 4均为固定电阻，开关S 是闭合的．○V 1 和○V 2 为理想交流电压表，读数分别为U 1和U 2；○A 1 、○A 2 和○A 3 为理想交流电流表，读数分别为I 1、I 2和I 3.现断开S ，U 1数值不变，下列推断中正确的是( )图5-7-17A ．U 2变小、I 3变小B ．U 2不变、I 3变大C ．I 1变小、I 2变小D ．I 1变大、I 2变大解析由U 2＝n 2n 1U 1得U 1不变，U 2就不变；S 断开，R 总增大，U 2不变，则I 2变小，由I 1＝n 2n 1I 2得I 1也变小；I 2变小，加在R 1两端的电压变小，由U R 3＝U 2－U R 1，得U R 3增大，所以I 3变大．答案 BC10．为保证用户电压稳定在220 V ，变电所需适时进行调压，图5-7-18甲为变压器示意图．保持输入电压u 1不变，当滑动接头P 上下移动时可改变输出电压．某次检测得到用户电压u 2随时间t 变化的曲线如图5718乙所示．以下正确的是( )图5-7-18A ．u 2＝1902sin (50πt ) VB ．u 2＝1902sin (100πt ) VC ．为使用户电压稳定在220 V ，应将P 适当下移D ．为使用户电压稳定在220 V ，应将P 适当上移解析由电压u 2随时间t 变化的曲线可知，用户电压的最大值是190 2 V ，周期是2×10－2 s ，所以u 2＝1902sin(100πt )V ，A 错误，B 正确；根据n 1n 2＝U 1U 2，n 1减小，U 2增大，因此为使用户电压稳定在220 V ，应将P 适当上移，C 错误，D 正确．答案 BD11．调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图5-7-19所示．线圈AB 绕在一个圆环形的铁芯上，CD 之间加上输入电压，转动滑动触头P 就可以调节输出电压，图中○A 为交流电流表，○V 为交流电压表，R 1、R 2为定值电阻，R 3为滑动变阻器，CD 两端接恒压交流电源，变压器可视为理想变压器，以下说法正确的是( )图5-7-19A ．当滑动触头P 逆时针转动时，电流表读数变大，电压表读数变大B ．当滑动触头P 逆时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变大C ．当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变小，电压表读数变大D ．当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数变小解析当滑动触头P 逆时针转动时，相当于增加了副线圈的匝数，而原线圈匝数保持不变，根据U 1U 2＝n 1n 2可知，输出电压增大，其它因素不变时，电压表读数变大，电流表读数变大．当线圈匝数不变化而将滑动变阻器滑动触头向下滑动时，输出电压不变，总电阻减小，则总电流增大，R 1两端电压增大，R 2两端电压减小，流过R 2的电流减小，因此，流过R 3的电流增大，电流表示数变大．答案 AD题组三远距离输电问题12．中国已投产运行的1 000 kV 特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程．假设甲、乙两地原采用500 kV 的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P .在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1 000 kV 特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为( ) A.P 4 B.P 2 C ．2PD ．4P解析由P ＝UI 可知当输出电压由500 kV 升高到1 000 kV 时，电路中的电流将减为原来的一半；由P 损＝I 2R 线可知电路中损耗的功率变为原来的14.答案 A题组四远距离输电问题分析13．某小型水电站，水以3 m/s 的速度流入水轮机，而以1 m/s 的速度流出，流出水位比流入水位低1.6 m ，水流量为2 m 3/s.如果水流能量的75%供给发电机．求： (1)若发电机效率为80%，则发电机的输出功率为多大？(2)发电机的输出电压为240 V ，输电线路的电阻为19.2 Ω，许可损耗功率为2%，用户所需电压为220 V ，则所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数的比各是多少？解析 (1)每秒钟流过发电机的水的质量为m ＝ρV ＝2×103 kg ，每秒钟水流机械能的损失为ΔE ＝12m (v 21－v 22)＋mgh ＝4×104J ，发电机的输出功率P 出＝75%×80%·ΔE ＝24 000 W(2)发电机经变压器到用户的供电线路如图所示．图中T 1为升压变压器，T 2为降压变压器．输电线上损失功率为P 线＝I 2线R 线，而P 线＝P 出·2%所以I 线＝P 出·2%R 线＝5 A ，因为I 2＝I 线＝5 A ，I 1＝P 出U 1＝100 A所以升压变压器T 1原、副线圈的匝数比为：n 1n 2＝I 2I 1＝120又因为I 3＝I 线＝5 A ，I 4＝P 出·(1－2%)U 4＝1 17611A ≈107 A所以降压变压器T 2的原、副线圈的匝数比为 n 3n 4＝I 4I 3≈1075. 答案 (1)24 000 W (2)1∶20 107∶5。