(鲁科版)高中物理选修3-2课时同步练习汇总
鲁科版物理选修3-2第1章第3节知能演练轻松闯关
1.电磁灶是利用电磁感应引起的涡流加热的原理来工作的,它主要是由感应加热线圈、灶台台板和烹饪锅等组成,如图所示.电磁灶的台面下布满了线圈,当通过高频交流电时,在台板和金属锅之间产生交变磁场,磁感线穿过锅体,产生感应电流——涡流,这种感应电流在金属锅体中产生热效应,从而达到加热和烹饪食物的目的.下列可导致加热效果明显的是()A.交流电的频率增加B.交流电的频率降低C.将金属锅换成陶瓷锅D.将底面积较大的锅换成底面积较小的锅2.A.增大涡流,提高变压器的效率B.减小涡流,降低变压器的效率C.增大涡流,减小铁芯的发热量D.减小涡流,减小铁芯的发热量解析:选D.涡流的主要效应之一就是热效应,而变压器的铁芯发热是我们所不希望出现的,故不采用整块硅钢,而采用薄硅钢片叠压在一起,目的是减少涡流,减小铁芯的发热量,进而提高变压器的效率.选D.3.如图所示,磁带录音机可用来录音,也可用来放音.其主要部件为可匀速行进的磁带a和绕有线圈的磁头b,不论是录音还是放音过程,磁带或磁隙软铁会存在磁化现象.对于它们在录音、放音过程中的主要工作原理,下列说法正确的是()A.放音的主要原理是电磁感应,录音的主要原理是电流的磁效应B.录音的主要原理是电磁感应,放音的主要原理是电流的磁效应C.放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作用D.放音和录音的主要原理都是电磁感应解析:选A.录音过程及原理是:先将声音信号通过话筒转换成变化的电流信号,加在题图中的线圈上,由于电流的磁效应,变化电流产生的变化磁场信号将由于磁带被磁化而记录在匀速经过的磁带上,是电流的磁效应.放音过程是该过程的逆过程,磁带匀速通过磁隙,由于磁带上变化的磁场使磁头发生磁化现象,使磁头线圈的磁通量发生变化,导致磁头上的线圈中产生感应电流,该感应电流通过扬声器即发出声音,是电磁感应过程.故选项A是正确的.4.如图所示是冶炼金属的感应炉的示意图.高频感应炉中装有待冶炼的金属,当线圈中通有电流时,通过产生涡流来熔化金属.以下关于高频感应炉的说法中正确的是()A.高频感应炉的线圈中必须通有变化的电流,才会产生涡流B.高频感应炉的线圈中通有恒定的电流,也可以产生涡流C.高频感应炉是利用线圈中电流产生的焦耳热使金属熔化的D.高频感应炉是利用线圈中电流产生的磁场使金属熔化的解析:选A.变化的电流才能产生变化的磁场,引起磁通量的变化,产生电磁感应现象,恒定电流不会使感应炉中的磁通量发生变化,不会有涡流产生,选项A对、B错;当感应炉内装入待冶炼的金属时,会在待冶炼的金属中直接产生涡流来加热金属,而不是利用线圈中电流产生的焦耳热,也不是利用线圈中电流产生的磁场加热,C、D错误.5.弹簧上端固定,下端悬挂一根磁铁.将磁铁托到某一高度后放开,磁铁能上下振动较长时间才停下来.如果在磁铁下端放一个固定的闭合线圈,使磁铁上下振动时穿过它(如图),磁铁就会很快地停下来,解释这个现象,并说明此现象中能量转化的情况.解析:当磁铁穿过固定的闭合线圈时,在闭合线圈中会产生感应电流,感应电流的磁场会阻碍磁铁和线圈靠近或离开,也就使磁铁振动时除了空气阻力外,还有线圈的磁场力作为阻力,克服阻力需要做的功较多,弹簧振子的机械能损失较快,因而会很快停下来.答案:见解析一、选择题1.下列关于涡流的说法中正确的是()A.涡流跟平时常见的感应电流一样,都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的B.涡流不是感应电流,而是一种有别于感应电流的特殊电流C.涡流有热效应,但没有磁效应D.在硅钢中也能产生涡流解析:选AD.涡流的本质是电磁感应现象,只不过是由金属块自身构成回路,它既有热效应,也有磁效应,所以A正确,B、C错误.硅钢中产生的涡流较小,并不是不能产生涡流,D 项正确.2.如图所示,A、B两图是把带绝缘层的线圈绕在软铁上,C、D两图是把带绝缘层的线圈绕在有机玻璃上,则能产生涡流的是()解析:选A.只有穿过整个导体的磁通量发生变化,才产生涡流,B错在是直流电源,C、D 不是导体.3.唱卡拉OK用的话筒内有放大声音的装置,其中有一种是动圈式的,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,线圈就将声音信号转变为电信号,下列说法中正确的是()A.该装置是根据电流的磁效应工作的B.该装置是根据电磁感应原理工作的C.膜片振动时,穿过线圈的磁通量不变D.膜片振动时,金属线圈中不会产生感应电动势解析:选B.动圈式话筒的工作特点是线圈在磁场中振动,产生了电流,可知B对.4.如图所示,一条形磁铁从静止开始向下穿过一个用双线绕成的闭合线圈,条形磁铁在穿过线圈的过程中()A.做自由落体运动B.做减速运动C.做匀速运动D.做非匀变速运动解析:选A.双线绕成的线圈由于两导线产生的磁通量相互抵消,不会产生磁场,所以磁铁将做自由落体运动.5.如图所示,一光滑水平桌面的左半部分处于竖直向下的匀强磁场内,当一电阻不计的环形导线圈在此水平桌面上向右以某一速度开始滑行时,下列说法正确的是()A.若整个线圈在磁场内,线圈一定做匀速运动B.线圈从磁场内滑到磁场外过程,必做加速运动C.线圈从磁场内滑到磁场外过程,必做减速运动D.线圈从磁场内滑到磁场外过程,必定放热解析:选ACD.整个线圈在磁场内时,无感应电流,故不受安培力,线圈做匀速运动,A对;线圈滑出磁场过程中,产生感应电流,受到阻碍它运动的安培力,故线圈做减速运动,机械能转化为内能,选项B错,C、D对.6.如图所示,闭合金属环从光滑曲面上h高处滚下,又沿曲面的另一侧上升.设环的初速度为零,摩擦不计,曲面处在图中磁场中,则()A.若是匀强磁场,环滚上的高度小于hB.若是匀强磁场,环滚上的高度等于hC.若是非匀强磁场,环滚上的高度等于hD.若是非匀强磁场,环滚上的高度大于h解析:选B.若磁场为匀强磁场,穿过环的磁通量不变,不产生感应电流,即无机械能向电能转化,机械能守恒,故A错,B正确;若磁场为非匀强磁场,环内要产生电能,机械能减少,故D错误.7.如图所示,在光滑水平面上固定一条形磁铁,有一小球以一定的初速度向磁铁方向运动.如果发现小球做减速运动,则小球的材料不.可能是()A.铁B.木C.铝D.塑料解析:选ABD.小球做减速运动,说明小球受到阻力的作用,若为铁球,在小球靠近磁铁过程中,铁球将被磁化,磁化后小球与磁铁间为吸引力,对小球来讲是动力不是阻力,A错误;若为木球或塑料球,在它们靠近的过程中,既不被磁化,也不产生感应电流,与磁铁之间没有相互作用,B、D错误;若为铝球,在小球靠近磁铁的过程中将产生涡流,涡流在磁场中阻碍小球的运动,使小球做减速运动,C正确,故选ABD.8.磁电式仪表的线圈通常用铝框当骨架,把线圈绕在铝框上,这样做的目的是()A.防止涡流而设计的B.利用涡流而设计的C.起电磁驱动的作用D.起电磁平衡的作用解析:选B.线圈通电后,在安培力作用下发生转动,铝框随之转动,并切割磁感线产生感应电流,就是涡流,涡流阻碍线圈的转动,使线圈偏转后较快停下来.所以,这样做的目的是利用涡流来起电磁阻尼的作用.B正确,A、C、D错误.9.如图所示,A、B为大小、形状均相同且内壁光滑,但用不同材料制成的圆管.将它们竖直固定在相同高度.两个相同的磁性小球,同时从A、B管上端的管口无初速度释放,穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面.下列关于两管的描述可能正确的是()A.A管是用铝制成的,B管是用铜制成的B.A管是用铝制成的,B管是用胶木制成的C.A管是用胶木制成的,B管是用塑料制成的D .A 管是用胶木制成的,B 管是用铝制成的解析:选D.若两管都是金属材料制成的,小球下落过程中管壁都会产生感应电流,两球机械能都减小,几乎同时落地.若两管都是绝缘体制成的,管壁不会产生感应电流,两球机械能不变,仍做自由落体运动,同时落地,由此可见,若A 管内小球先落地,A 管必定是绝缘体制成的,B 管是金属材料制成的,D 正确,A 、B 、C 错误.10.(2012·荆州高二期末)如图所示,一闭合的小金属环用一根绝缘细杆挂在固定点O 处,使金属圆环在竖直线OO ′的两侧来回摆动的过程中穿过水平方向的有界匀强磁场区域,若悬点摩擦和空气阻力均不计.则( )A .金属环每次进入磁场区都有感应电流,而离开磁场区没有感应电流B .金属环进入磁场区域后越靠近OO ′线时速度越大,而且产生的感应电流越大C .金属环开始摆动后,摆角会越来越小,摆角小到某一值后不再减小D .金属环在摆动一段时间后将停在最低点解析:选C.金属环进入磁场和离开磁场区的过程中,穿过金属环的磁通量变化,环内都会有感应电流产生,机械能转化为电能,所以摆角越来越小,最后,当环不再进出磁场,而是在磁场内往复运动摆角不再变化,A 、D 错误,C 正确.越靠近OO ′,金属环的速度越大,但穿过环的磁通量不变,没有感应电流,B 错误.二、非选择题11.如图所示,在光滑的水平面上有一半径r =10 cm 、电阻R =1 Ω、质量m =1 kg 的金属环,以速度v =10 m/s 向一有界磁场滑去.匀强磁场方向垂直于纸面向里,B =0.5 T ,从环刚进入磁场算起,到刚好有一半进入磁场时,圆环释放了32 J 的热量,求:(1)此时圆环中电流的瞬时功率;(2)此时圆环运动的加速度的大小.解析:(1)由能量守恒m v 22=Q +m v ′22, 而P =E 2R =(B ·2r ·v ′)2R两式联立可得P =0.36 W.(2)a =BIl m =B 2(2r )2v ′mR=6×10-2 m/s 2. 答案:(1)0.36 W (2)6×10-2 m/s 212.高频焊接(利用电磁感应产生热量进行焊接)是一种常用焊接方法,其原理如图所示.将半径是10 cm 的待焊接圆形金属工件放在用金属导线做成的1000匝线圈中,然后在线圈中通以变化的电流,线圈中产生垂直于金属工件所在平面的变化磁场,磁场的变化率为ΔB Δt=102π T/s.焊缝处(待焊处)的电阻是非焊接部分电阻的99倍.工件非焊接部分每单位长度上的电阻R 0=10-2 π Ω·m -1,焊接的缝宽远小于未焊接部分的长度,则在焊接过程中焊接处产生的热功率为多大?(π2=10,结果保留两位有效数字) 解析:由法拉第电磁感应定律 E =n ΔΦΔt=1000×102×π2×10-2 V =2×103 V 非焊接部分电阻R =2πrR 0=2π×0.1×10-2 π Ω=0.02 Ω总电阻R 总=100R =2 Ω热功率P 总=E 2R 总=2×1062 W =1×106 W. 焊接处热功率P =0.99P 总=9.9×105 W.答案:9.9×105 W。
鲁科版物理选修3-2第4章第1节知能演练轻松闯关
1.在匀速转动的三相交流发电机中,关于三个线圈中产生的电动势,下列说法不.正确的是( )A .按相同规律变化,同时达到最大值和最小值B .具有相同的有效值C .具有相同的周期和频率D .具有相同的最大值解析:选A.三相交流发电机中,三个线圈具有相同的有效值、周期、频率及最大值;但它们的相位相差23π.故B 、C 、D 正确,A 错误.2.在三相四线制的电路上,用星形接法连接了三只相同的灯泡,如图所示,三个灯泡均正常发光,若由于某种原因造成中性线断路,下列说法正确的是( )A .三个灯将变暗B .三个灯因过亮而烧毁C .三个灯立刻熄灭D .三个灯仍正常发光解析:选D.三相负载对称,中性线上的电流为零,断路后不影响负载的正常工作. 3.如图所示,相线A 、B 、C 和中性线N 接在三相交流电源上,AB 间的线电压U =3802sin100πt V ,则( )A .相线的电势总是高于中性线的电势B .电流表的示数为2202Rsin100πt AC .B 、N 两端电压的有效值为220 VD .通过R 的电流方向每秒钟改变50次解析:选C.在三相交流电路中,相线与中性线间的电势差按正弦规律变化,所以,相线电势并非总是高于中性线电势,选项A 错误;电流表示数代表的是有效值而不是瞬时值,选项B 也错了;B 、N 两端的电压即为相电压,由线电压的最大值为380 2 V ,有效值为380V ,可知相电压应为220 V ,选项C 正确;因为交变电流频率f =ω2π=100π2π=50 Hz ,可见电流方向每秒改变100次,选项D 错误.4.如图所示,A 、B 、C 为一个三相电源的供电线,三个对称负载接成星形电路,如供电电压稳定,当负载改成三角形接法时( )A .负载的电压变为原来的1/3倍B .负载的电流增到原来的3倍C .负载的功率增到原来的3倍D .负载的功率增到原来的3倍解析:选D.由星形接法和三角形接法的特点可知U R =220 V ,U R ′=220 3 V ,P R ∶P R ′=1∶3,故选D.5.把三组额定电压均为220 V ,额定功率分别为P 1=1000 W 、P 2=500 W 、P 3=2000 W 的白炽灯按如图所示方式接入线电压为380 V 的三相电路中.(1)求流过每相负载的电流强度.(2)A 相负载断开或短路时,对B 、C 两相负载有何影响.解析:(1)三个灯两端的电压U =U 线3=3803V =220 V由P =UI 得三灯中的电流分别为I 1=4.55 AI 2=2.27 A I 3=9.09 A(2)由于有中性线,所以A 相负载断开或短路时,对B 、C 无影响. 答案:(1)4.55 A 2.27 A 9.09 A (2)电压不变,仍正常工作一、选择题1.下列关于三相交流发电机的说法中,正确的是( ) A .三个线圈都不可以单独向外供电B .三个线圈发出交变电流的有效值依次相差T /3C .三个线圈发出交变电流的瞬时值依次相差T /3D .三个线圈发出交变电流的最大值依次相差T /3解析:选D.产生三相交变电流的三个线圈是相互独立的,每一个都相当于一个独立的电源可以单独供电,只是它们到达最大值的时间依次相差三分之一个周期,故A错,D正确;三个线圈发出交变电流的有效值任何时刻都相同,故B错;由三相交变电动势的图象(如图)知,C错.2.将三相交流发电机三个线圈接上两个交流电压表,如图所示,关于两个电压表的示数说法正确的是()A.甲表的示数等于乙表的示数B.甲表的示数小于乙表的示数C.甲表的示数大于乙表的示数D.无法判断两表的示数大小解析:选B.甲表测量的是相电压,乙表测量的是线电压,线电压是相电压的3倍,即U乙=3U甲,B对.3.如图所示是三相交流发电机与三只灯泡连接的电路图,已知发电机每个线圈发出交变电压的有效值为220 V,则下列说法中正确的是()A.每只灯泡的额定电压必须是380 V才能正常工作B.每只灯泡的额定电压必须是220 V才能正常工作C.三只灯泡的额定功率必须都相同才能正常工作D.一只灯泡灯丝断开,其他两只灯泡不能正常工作解析:选B.每只灯泡均接在各自一个线圈两端,故每只灯泡的额定电压为220 V就能正常工作;因为连接有中性线,所以一只灯泡灯丝断开,其他灯泡不受影响.4.如图所示电路,下列判断正确的是()A.甲图是星形接法B.乙图是三角形接法C.丙图是三角形接法D.丁图是三角形接法解析:选D.由题图可判断甲、丁是三角形接法,乙、丙是星形接法.判断三相交变电流中电源或负载的连接方式,四线制一定是星形接法;三线制负载相同,可能是星形接法,也可能是三角形接法;星形接法一定有一公共端,三角形接法一定是首尾相接.5.发电机三相线圈绕组采用星形接法时,关于输电线中性线的说法中正确的是()A.中性线不能去掉B.当三相负载不对称时,中性线中有电流C.中性线中一定没有电流D.当三相负载对称时,中性线中无电流解析:选BD.三相四线制星形接法中,若各电路负载相同,则中性线中无电流,可以去掉,形成三相三线制接法;若负载不对称,各相用电情况不一定相同,中性线中有电流通过,不能去掉,故选项B、D正确,A、C错误.6.如图A、B、C为三相交流发电机的3组线圈,a、b、c为三盏电阻不同的灯泡,已知发电机的相电压为220 V,则下列说法中正确的是()A.灯泡两端的电压为220 3 VB.灯泡两端的电压为220 VC.图中负载采用三角形连接D.图中中性线可去掉,去掉后灯泡亮度不变解析:选B.题图中采用的是三相四线制星形接法,灯泡两端的电压为相电压U=220 V,B 对,A、C错.三盏灯泡电阻相同时,中性线可去掉,去掉后灯泡亮度不变,电阻不相同时,去掉中性线,灯泡会烧毁,D错.7.对于照明电路的“火线”与“地线”,正确的理解是()A.进入每个家庭的两根输电线,火线即是某一相的端线,地线即是星形接法中的零线B.电路中的电流总是由火线流入,地线流出,因而开关要接在火线上C.正常情况下,地线电势为零,与大地没有电势差D.火线与地线间的电势差为220 V,且总是火线的电势高解析:选A.照明电路中电流大小和方向都是周期性变化的,时而由火线流入地线流出,时而由火线流出地线流入.开关接在火线上,断开开关使用电器脱离火线,避免检修时接触火线触电.火线和地线间的电势时而火线高,时而地线高,因此只有A 正确. 8.关于三相交流电源的负载的连接方式,下列说法正确的是( ) A .负载采用何种连接方式取决于负载的额定电压 B .发电机采用星形接法,负载就必须采用星形接法 C .三相对称负载可以接成三角形,也可以接成星形D .三相四线制和三相三线制的星形接法中U 相=U 线3=220 V解析:选ACD.负载采用何种接法应取决于负载的额定电压,A 对.三相对称负载可以按星形或三角形连接,C 对.星形接法中U 线=3U 相,D 对.发电机采用星形接法时,负载有星形、三角形两种接法,B 错.9.如图所示,A 、B 、C 是三相交流电源的三根火线,D 是零线.电源的相电压为220 V ,L 1、L 2、L 3是三个“220 V ,60 W ”的灯泡.开关S 1断开,S 2和S 3闭合,由于某种原因,电源的零线在图中O ′处断开,那么L 2和L 3两灯泡将( )A .立即熄灭B .变得比原来亮些C .变得比原来暗些D .保持亮度不变解析:选C.当S 1和零线断开后,两灯泡L 2和L 3变成串联关系,两端电压为B 、C 两火线间的线电压380 V ,此时每个灯泡分得的电压为190 V ,均小于它们的额定电压220 V ,两灯泡变暗.故选C. 10.如图所示,A 、B 、C 为三相交流电源,每个灯泡的额定电压均为220 V ,额定功率相同.则L 与L ′两灯的实际功率之比为(设灯泡电阻恒定)( )A .1∶2B .2∶1C .1∶3D .3∶1解析:选D.由题意知电源线电压U 线=220 V ,对负载采用三角形接法来说,每相负载两端的电压都等于电源的线电压,因此L 灯两端电压U L =U 线=220 V .对负载采用星形接法来说,由于三相负载相同,每相负载的电压为线电压的13,因此L ′灯两端电压U L ′=13U线=2203V .设每盏灯的电阻为R ,则L 灯的实际功率P L =U 2LR =(220 V )2R ,L ′灯的实际功率P L ′=U 2L ′R=⎝⎛⎭⎫2203 V 2R,故P L ∶P L ′=3∶1.二、非选择题11.三相交流发电机线圈和负载连接如图所示,已知每相线圈的电压为220 V ,R 1=R 2=R 3=38 Ω,R A1=R A2=R A3=22 Ω.求通过电阻和电灯的电流.解析:发电机每个线圈始端A 、B 、C 分别由端线引出,末端X 、Y 、Z 用中性线连接,形成星形连接,因AX 、BY 、CZ 间电压(相电压)是220 V ,所以A 、B 、C 三条端线间电压(线电压)U 线=3U 相=380 V .电阻R 1、R 2、R 3是三角形连接,电阻两端电压是两端线间电压U R =U 线=380 V ,通过每个电阻的电流I R =U R R =38038A =10 A.电灯A 1、A 2、A 3是星形连接,两端电压是端线与中性线之间的电压,U A =U 相=220 V ,所以通过每个电灯的电流为I A =U A R A =22022A =10 A. 答案:10 A 10 A12.在线电压为380 V 的三相交流电路中,如图所示,接有三只电阻均为484 Ω的电灯.问:(1)这三只电灯属何种接法?每只灯的电压、电流、功率各是多少?(2)若L 1灯的保险丝熔断,则其余两灯的电压、电流、功率又各是多少? (3)若L 1灯短路,则其余两灯的情况怎样?解析:(1)属于星形接法,每只灯上的电压为相电压,即 U =220 V ,根据欧姆定律和功率公式得: I =U R =220484 A =0.45 A ,P =U 2R =2202484W =100 W. (2)若L 1灯保险丝熔断,即断开了一相,此时属于线电压加在BC 两端,这两只灯每只灯上的电压为U 2=190 V ,电流、功率分别是I 2=U 2R =190484 A =0.4 A ,P 2=U 22R =1902484W =74.6 W.(3)若L 1灯短路,则O 点与A 等电势,L 2、L 3两灯两端的电压均为线电压380 V ,均被烧毁. 答案:(1)星形接法 220 V 0.45 A 100 W (2)190 V 0.4 A 74.6 W (3)均被烧毁。
2013年鲁科版物理选修3-2全册精品课件 第1章本章优化总结
第1章
电磁感应
(3)前2 s电流为零,后2 s有恒定电流,焦耳热
为 Q=I2Rt=0.04 J. 【答案】 (1)第1 s内做匀减速直线运动,后 (2)0.2 A (3)0.04 J
3 s内保持静止
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第1章
电磁感应
专题三
用能量观点解决电磁感应问题
导体切割磁感线或磁通量发生变化而在回
路中产生感应电流,机械能或其他形式的能
量便转化为电能.感应电流在磁场中受到安 培力的作用或通过电阻发热,又可使电能转 化为机械能或电阻的内能等.因此电磁感应 的过程总是伴随着能量的转化,而且克服安
培力做多少功,就有多少电能产生.
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第1章
电磁感应
对于某些电磁感应问题,我们可以从能量转 化的观点出发,运用能量转化和守恒定律、 运用功能关系分析解决.
转动,磁感应强度为B,求ab两端的电势差.
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第1章
电磁感应
【思路点拨】
a、b 两端的电势差等于金属
棒切割磁感线产生的感应电动势.因此,只 要求出感应电动势即可.若用 E=BLv 求 E, ΔΦ 则必须先求出平均切割速率; 若用 E= 求 Δt E, 则必须先求出金属棒 ab 在Δ t 时间内扫过 的面积,从而求出磁通量的变化率.
体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.1,导
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第1章
电磁感应
轨与导体棒单位长度的电阻均为λ=0.1 Ω/m, 不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁
场的影响(g取10
电磁感应
(1)通过计算分析4 s内导体棒的运动情况;
(2)计算4 s内回路中电流的大小; (3)计算4 s内回路产生的焦耳热. 【思路点拨】 求解本题应注意以下三点:
鲁科版物理选修3-2第5章章末综合检测
(时间:90分钟,满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)1.下列说法正确的是()A.金属导体的电阻率随温度升高而减小B.半导体的电阻率随温度升高而增大C.用半导体制成的光敏电阻,可以作为测温元件D.用半导体制成的光敏电阻,可以起到开关的作用解析:选D.金属导体的电阻率随温度的升高而增大,A项错;负温度系数热敏电阻半导体的电阻率随温度的升高而减小,B项错;因半导体制成的光敏电阻随光的强度变化而变化,故不可作为测温元件,C项错误;用半导体制成的光敏电阻,随光强的改变,其阻值可以大幅度改变,可用于光控开关进行自动控制,D项正确.2.下列应用了温度传感器的是()A.商场里的自动玻璃门B.夜间自动打开的路灯C.自动恒温冰箱D.楼梯口的夜间有声音时就亮的灯3.大多楼道灯具有这样的功能:天黑时,有声音它就开启,而在白天,即使有声音它也没有反应.在控制电路中应接入的传感器和传感器送来的信号应通过的门电路分别是() A.光传感器和红外线传感器,与门电路B.光传感器和红外线传感器,或门电路C.光传感器和声传感器,与门电路D.光传感器和超声波传感器,或门电路解析:选C.楼道灯天黑时,有声音它就开启,而在白天,即使有声音它也没有反应,说明灯是由光的强度和声音两个信号同时控制的,且两个信号要同时满足,灯才会亮,故电路中有光传感器和声传感器,并且有与门电路,故C正确,A、B、D错误.4.如图所示是霍尔元件的工作原理示意图,如果用d表示薄片的厚度,k为霍尔系数,对于一个霍尔元件d、k为定值,如果保持电流I恒定,则可以验证U H随B的变化情况.以下说法中正确的是()A .将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面时,U H 将变大B .在测定地球两极的磁场强弱时,霍尔元件的工作面应保持水平C .在测定地球赤道上的磁场强弱时,霍尔元件的工作面应保持水平D .改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角,U H 将发生变化解析:选ABD.由U H =kIB/d 知电压与磁感应强度成正比,垂直工作面的磁感应强度B 越大,电压越大;将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面,磁感应强度B 变大,U H 将变大,A 对.霍尔元件的工作面应与B 垂直,在测定地球两极的磁场强弱时应保持水平,在测定地球赤道上的磁场强弱时应保持竖直,故B 对C 错.垂直工作面的磁感应强度B 越大,电压越大,所以当磁感线与霍尔元件工作面的夹角变化时,U H 将发生变化,D 对.5.如图所示是某种汽车上的一种自动测定油箱内油面高度的装置.R 是滑动变阻器.它的金属滑片是杠杆的一端,从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度,当滑动变阻器的金属滑片向下移动时( )A .电路中的电流减小,油箱油面降低B .电路中的电流减小,油箱油面升高C .电路中的电流增大,油箱油面降低D .电路中的电流增大,油箱油面升高解析:选D.当油箱油面升高时,由于杠杆作用使金属滑片向下移动,而使回路总电阻减小,电流增大,故D 项正确.6.惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中,这个系统的重要元件之一是加速度计.加速度计构造原理的示意图如图所示,沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量为m 的滑块,滑块两侧分别与劲度系数均为k 的弹簧相连;两弹簧的另一端与固定壁相连.滑块原来静止,弹簧处于自然长度,滑块上有指针可通过标尺测出滑块的位移,然后通过控制系统进行制导.设某段时间内导弹沿水平方向运动,指针向左偏离O 点的距离为s ,则这段时间内导弹的加速度( )A .方向向左,大小为ks mB .方向向右,大小为ks mC .方向向左,大小为2ks mD .方向向右,大小为2ks m解析:选D.当指针向左偏离O 点距离为s 时,左边弹簧被压缩s ,右边弹簧被拉伸s ,选滑块为研究对象,根据牛顿第二定律有:a =F m =2ks m,方向向右,所以D 正确. 7.铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置.能产生匀强磁场的磁铁,被安装在火车首节车厢下面,如图甲所示(俯视图).当它经过安放在两铁轨间的线圈时,便会产生电信号,被控制中心接收.当火车通过线圈时,若控制中心接收到的线圈两端的电压信号如图乙所示,则说明火车在做( )A.匀速直线运动B.匀加速直线运动C.匀减速直线运动D.加速度逐渐增大的变加速直线运动解析:选B.由图线可以看出,接收到的电压信号越来越大,且均匀增大,根据公式E=Bl v 可知火车速度正均匀增加,即火车做匀加速直线运动,所以B正确.8.2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家,以表彰他们发现“巨磁电阻效应”,基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术,被认为是纳米技术的第一次真正应用.在下列有关其他电阻应用的说法中,正确的是()A.电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用B.热敏电阻可应用于温度测控装置中C.光敏电阻是一种光电传感器D.电阻丝可应用于电热设备中解析:选BCD.热敏电阻对温度很敏感,光敏电阻对光照很敏感,电阻丝可用于电加热,这很常见,所以B、C、D均正确.交流电、直流电均可通过电阻,电阻对它们均可产生阻碍作用,所以A错误.9.如图(a)所示的电路中,光敏电阻R2加上图(b)所示的光照时,R2两端的电压变化规律是()解析:选B.光敏电阻随光照的增强电阻减小,电路中电流增大,电阻R1两端电压增大,R2两端电压减小,但不能减小到零.故选项B正确.10.在温控电路中,通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制.如图所示电路,R1为定值电阻,R2为半导体热敏电阻(温度越高电阻越小),C为电容器.当环境温度降低时()A.电容器C的带电荷量增大B.电压表的读数减小C.电容器C两板间的电场强度减小D.R1消耗的功率减小解析:选AD.温度降低时,R2电阻增大,由I=Er+R1+R2知,I减小,内电压与R1两端电压减小,R2两端电压增大,所以电容器带电荷量增大,电容器两极板间电场强度增大,A正确,C错误.由于内电压减小,所以路端电压增大,B错误.由于电流减小,所以R1消耗的功率减小,D正确.二、填空、实验题(本题共2小题,11题4分,12题10分,共14分.按题目要求作答)11.如图所示,实线是某同学利用力传感器悬挂一砝码在竖直方向运动时,数据采集器记录下的力传感器中拉力的大小变化情况.从图中可知道该砝码的重力约为________N,A、B、C、D四段图线中砝码处于超重状态的为________,处于失重状态的为________.解析:当拉力的大小不变时,力传感器悬挂的砝码在竖直方向是匀速运动,此时力传感器的读数就是砝码的重力,约4.8 N.当力传感器读数大于重力,砝码处于超重状态,即A、D 状态.当力传感器读数小于重力,砝码处于失重状态,即B、C状态.答案:4.8A、D B、C12.某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性.现有器材:恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等.(1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性,请你在实物图上连线.(2)实验的主要步骤:①正确连接电路,在保温容器中注入适量冷水,接通电源,调节并记录电源输出的电流值;②在保温容器中添加少量热水,待温度稳定后,闭合开关,________,________,断开开关;③重复第②步操作若干次,测得多组数据.(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值,并据此绘得R-t关系图线如图所示,请根据图线写出该热敏电阻的R-t关系式:R=____+____t(Ω)(保留3位有效数字).解析:改变温度后,热敏电阻阻值改变,电压表示数改变,从图线知R与t成线性关系,且纵轴上截距(当t=0 ℃时)R=100 Ω.斜率为ΔR/Δt=0.400,所以R=100+0.400t(Ω).答案:(1)如图所示(2)②记录温度计示数 记录电压表示数(3)100 0.400三、计算题(本题共4小题,共46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)如图甲所示为半导体材料做成的热敏电阻的阻值随温度变化的曲线,图乙为用此热敏电阻R T 和继电器设计的温控电路,设继电器的线圈电阻为R x =50 Ω,当继电器线圈中的电流I C 大于或等于20 mA 时,继电器的衔铁被吸合.左侧电源电动势为6 V ,内阻可不计,温度满足什么条件时,电路右侧的小灯泡会发光?解析:热敏电阻与继电器串联,若使电流不小于I C =20 mA ,则总电阻不大于R 总=E I C=300 Ω.(4分)由于R 总=R T +R x ,则R T 不大于250 Ω.(4分)由甲图可看出,当R T =250 Ω时,温度t =50 ℃,即温度不小于50 ℃.(2分)答案:温度不小于50 ℃时,电路右侧的小灯泡会发光14.(10分)在科技活动中某同学利用自制的电子秤来称量物体的质量.如图所示,托盘和弹簧的质量均不计,滑动变阻器的滑动端通过一水平绝缘轻杆与弹簧上端相连,当托盘中没有放物体时,电压表示数刚好为零.设滑动变阻器的总电阻为R ,总长度为L ,电源电动势为E ,内阻为r ,限流电阻的阻值为R 0,弹簧的劲度系数为k ,不计一切摩擦和其他阻力,电压表为理想电压表.当托盘上放上某物体时,电压表的示数为U ,求此时所称量物体的质量.解析:设托盘上放上质量为m 的物体时弹簧压缩量为x ,由平衡条件得mg =kx ①(2分)此时滑动变阻器滑片已下滑x ,由分压原理知,电压表上的电压值:U =x L ·R R +R 0+r·E ②(4分) 由①②两式得m =kLU (R +R 0+r )RgE.(4分) 答案:kLU (R +R 0+r )RgE15.(12分)将金属块m 用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中,如图所示.在箱的上顶板和下底板装有压力传感器,箱可以沿竖直轨道运动,当箱以a=2.0 m/s 2的加速度竖直向上做匀减速运动时,上顶板的压力传感器显示的压力为6.0 N ,下底板的压力传感器显示的压力为10.0 N .(g 取10 m/s 2)(1)若上顶板压力传感器的示数是下底板压力传感器的示数的一半,试判断箱的运动情况;(2)要使上顶板压力传感器的示数为零,箱沿竖直方向运动的情况可能是怎样的?解析:(1)下底板传感器的示数等于轻弹簧的弹力F ,金属块受力如图所示.上顶板的压力为N =6.0 N ,弹簧的弹力F =10.0 N 和重力mg ,加速度为a ,方向向下.由牛顿第二定律有mg +N -F =ma ,求得金属块的质量m =0.5 kg.(2分)当上顶板传感器的示数是下底板传感器示数的一半时,弹簧的弹力仍是F ,则上顶板压力为F 2.设箱和金属块的加速度为a 1,有mg +F 2-F =ma 1,(2分) 解得a 1=0.表明箱处于静止或做匀速直线运动.(2分)(2)当上顶板的压力恰好等于零时,有mg -F =ma 2(2分)解得a 2=-10 m/s 2,“-”号表示加速度方向向上.(2分)若箱和金属块竖直向上的加速度大于10 m/s 2,弹簧将被进一步压缩,金属块要离开上顶板,上顶板压力传感器的示数也为零.只要竖直向上的加速度大于或等于10 m/s 2,不论箱是向上加速运动或向下减速运动,上顶板压力传感器的示数都为零.(2分)答案:见解析16.(14分)如图所示为检测某传感器的电路图.传感器上标有“3 V ,0.9 W ”的字样(传感器可看作一个纯电阻),滑动变阻器R 0上标有“10 Ω,1 A ”的字样,电流表的量程为0~0.6 A ,电压表的量程为0~3 V .求:(1)传感器的电阻和额定电流;(2)为了确保电路各部分的安全,在a 、b 之间所加的电源电压最大值是多少?(3)如果传感器的电阻变化超过标准值1 Ω,则该传感器就失去作用.实际检测时,将一个恒压电源加在图中a 、b 之间,闭合开关S ,通过调节R 0,来改变电路中的电流和R 0两端的若不计检测电路对传感器电阻的影响,你认为这个传感器是否仍可使用?此时a 、b 间所加的电压是多少?解析:(1)R 传=U 2传P 传=320.9Ω=10 Ω,(1分)I 传=P 传U 传=0.93A =0.3 A .(1分) (2)最大电流I =I 传=0.3 A .(1分)电源电压最大值U m =U 传+U 0,(1分)U 传为传感器的额定电压,U 0为R 0=10 Ω时R 0两端的电压,即U 0=I 传R 0=0.3×10 V =3 V ,(1分)故U m =U 传+U 0=3 V +3 V =6 V .(1分)(3)设实际检测时加在a 、b 间的电压为U ,传感器的实际电阻为R 传′,根据第一次实验记录数据有U =I 1R 传′+U 1,(2分)根据第二次实验记录数据有:U =I 2R 传′+U 2,(2分)代入数据解得:R 传′=9.5 Ω,U =3 V .(2分)传感器的电阻变化为ΔR =R 传-R 传′=10 Ω-9.5 Ω=0.5 Ω<1 Ω, 所以此传感器仍可使用.(2分)答案:(1)10 Ω 0.3 A (2)6 V (3)仍可使用 3 V。
【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( )。
(完整版)高中物理选修3-2知识点总结
高中物理选修3-2知识点总结第一章 电磁感应1.两个人物:a.法拉第:磁生电b.奥期特:电生磁2.产生条件:a.闭合电路b.磁通量发生变化 注意:①产生感应电动势的条件是只具备b②产生感应电动势的那部分导体相当于电源。
③电源内部的电流从负极流向正极。
3.感应电流方向的叛定: (1).方法一:右手定则 (2).方法二:楞次定律:(理解四种阻碍) ①阻碍原磁通量的变化(增反减同) ②阻碍导体间的相对运动(来拒去留) ③阻碍原电流的变化(增反减同) ④面积有扩大与缩小的趋势(增缩减扩) 4. 感应电动势大小的计算: (1).法拉第电磁感应定律: a.内容:b.表达式:t n E ∆∆⋅=φ (2).计算感应电动势的公式 ①求平均值:t n E ∆∆⋅=φ_②求瞬时值:E=BLV (导线切割类) ③法拉第电机:ω221BL E =④闭合电路殴姆定律:)r (R I E +=感5.感应电流的计算: 平均电流:tr R r R E I ∆+∆=+=)(_φ 瞬时电流:rR BLVr R E I +=+=6.安培力计算: (1)平均值:tBLqt r )(R BL L I B F∆=∆+∆==φ__(2). 瞬时值:rR VL B BIL F +==227.通过的电荷量:rR q tI +∆=-=∆⋅φ注意:求电荷量只能用平均值,而不能用瞬时值。
8.互感:由于线圈A 中电流的变化,它产生的磁通量发生变化,磁通量的变化在线圈B 中 激发了感应电动势。
这种现象叫互感。
9.自感现象:(1)定义:是指由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。
(2)决定因素:线圈越长, 单位长度上的匝数越多, 截面积越大, 它的自感系数就越大。
另外, 有铁心的线圈的自感系数比没有铁心时要大得多。
(3)类型:通电自感和断电自感 (4)单位:亨利(H )、毫亨(mH ),微亨(μH )。
10.涡流及其应用(1)定义:变压器在工作时,除了在原、副线圈产生感应电动势外,变化的磁通量也会在铁芯中产生感应电流。
(完整版)高中物理选修3-2课后习题答案及解释
电磁感应和楞次定律1. 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.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.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 o4.答案:B详解:aob 是一个闭合回路,oa 逆时针运动,通过回路的磁通量会发生变化,为了阻止这种变化,ob 会随着oa 运动;5.答案:A详解:开关在 a 时,通过上方的磁感线指向右,开关断开,上方的磁场要消失,它要阻止这种变化,就要产生向右的磁场来弥补,这时通过R2的电流从c指向d;开关合到b上时,通过上方线圈的磁场方向向左,它要阻止这种变化,就要产生向右的磁场来抵消,这时通过R2的电流仍从c指向d;6.答案:AC详解:注意地理南北极与地磁南北极恰好相反,用右手定则判断即可。
电磁感应中的功与能1.答案:C、D详解:ab 下落过程中,要克服安培力做功,机械能不守恒,速度达到稳定之前其减少的重力势能转化为其增加的动能和电阻增加的内能,速度达到稳定后,动能不再变化,其重力势能的减少全部转化为电阻增加的内能。
选CD2.答案:A详解:E=BLvI=E/R=BLv/RF=BIL=B A2L A2v/R W=Fd=B A2L A2dv/R=B A2SLv/R, 选A3.答案:B、C详解:开始重力大于安培力,ab 做加速运动,随着速度的增大,安培力增大,当安培力等于重力时,加速度为零;当速度稳定时达到最大,重力的功率为重力乘以速度,也在此时达到最大,最终结果是安培力等于重力,安培力不为0,热损耗也不为0.选BC4. 答案:(1) 5m/s。
物理选修3-2知识点归纳
物理选修3-2知识点归纳(鲁科版)第一章 电磁感应 第1节 磁生电的探索1.电磁感应:只要闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生电流。
国磁通量变化而产生电流的现象叫做电磁感应,所产生的电流叫做感应的电流。
第2节 感应电动势与电磁感应定律1.感应电动势:电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。
电路中感应电动势的大小与电路中磁通量变化的快慢有关。
2.法拉第电磁感应定律:电路中感应电动势的大小与穿过这一电路的磁通量变化率成正比。
tkE ∆∆Φ=,k 为比例常数。
在国际单位制中,感应电动势E 的单位是V ,Φ的单位是Wb ,t 的单位是s , 1=k , 上式可以化简为t E ∆∆Φ=。
n 匝线圈的感应电动势大小为:tn E ∆∆Φ=。
磁通量的变化量仅由导线切割磁感线引起时,感应电动势的公式还可以写成:Blv E =。
第3节 电磁感应定律的应用1.涡流:将整块金属放在变化的磁场中,穿过金属块的磁通量发生变化,金属块内部就产生感应电流。
这种电流在金属块内部形成闭合回路,就像旋涡一样,我们把这种感应电流叫做涡电流(eddy current),简称涡流。
如图所示,把绝缘导线绕在块状铁芯上,当交变电流通过导线时,铁芯中会产生图中虚线所示的涡流。
在以上实验中,小铁锅的电阻很小,穿过铁锅的磁通量变比时产生的涡流较大,足以使水温升高;而玻璃杯是绝缘体,电阻很大,不产生涡流。
2.电磁炉:电磁炉的工作原理与涡流有关。
如图所示,当50 Hz 的交流电流入电磁炉时,经过整流变为直流电,再使其变为高频电流(20~50 kHz)进入炉内的线圈。
由于电流的变化频率较高,通过铁质锅底的磁通量变化率较大,根据电磁感应定律t E ∆∆Φ=/可知,产生的感应电动势也较大;铁质锅底是整块导体,电阻很小,所以在锅底能产生很强的涡电流,使锅底迅速发热,进而加热锅内的食物。
(1)与煤气灶、电饭锅等炊具相比,电磁炉具有很多优点:电磁炉利用涡流使锅直接发热,减少了能量传递的中间环节,能大大提高热效率;电磁炉使用时无烟火,无毒气、废气;电磁炉只对铁质锅具加热,炉体本身不发热……由于以上种种优点,电磁炉深受消费者的喜爱,被称为“绿色炉具”。
T《DZD》高中物理选修3-2(鲁科版)(第4章 远距离输电)
1.线电压:火线与火线之间的电压,一般为380V ;2.相电压:火线与中线之间的电压,一般为220V .知识点一:三相交流电发电机、三相交流电的产生及特点5.瞬时值表达式三个绕组(A X 、B Y 、C Z )中产生的感应电动势可用函数分别表示为 sin A m e E wt =;2sin()3B m e E wt π=-;4sin()3C m e E wt π=- 6.e -t 图象:三相交变电流的e -t 图象如图所示.*注:(1)三相交变电流的每一相电流的变化规律跟前面学过的正弦式交变电流完全相同.(2)三相电流间的相位关系决定了表达式和图象的关系.(3)三相交流发电机由于电枢的特殊连接关系,对外供电时电压(及电流)不是简单地相加或相减的关系.【典例1】请将左边的三相交流发电机的电源绕组连接方式与右边两个接法简图用笔划线对应起来。
【答案】-----;-------。
即横连【拓展】电源绕组的星形接法中,电源的相电压与线电压的关系是什么?电源绕组的三角形接法中,电源的相电压与线电压的关系是什么?【解析】(1)把三相电源三个绕组的末端a ’、b ’、c ’连接在一起,成为一公共点o ,从始端a 、b 、c 引出三条端线,这种接法称为“星形接法”又称“Y 形接法”.如图所示.从每相绕组始端引出的导线叫做“相线”,又称“火线”.图中的o 称为“中性点”.从中性点引出的导线称为“中性线”,简称“中线”.这种具有中线的三相供电系统称为“三相四线制”.每相相线与中线间的电压称为“相电压”,其有效值分别用Vao 、Vbo 、Vco )表示.每两根相线之间的电压称为“线电压”,其有效值分别用Vab 、Vbc 、Vca 表示.相电压的正方向规定为自始端到中性点.线电压的正方向,例如Vab 的正方向,规定为自始端a 到始端b.星形接法,相电压和线电压显然是不同的,且各相电压之间的相位不同,故在计算相电压和线电压之间的关系时应用矢量方法计算.如有Vab =2Vaocos 30°; Vbc =2Vbocos 30°;Vca =2Vcocos 30°;表示了相电压和线电压之间方向和数量关系. (2) 将一相绕组的末端与另一相绕组的始端相接,组成一封闭三角形,再由绕组间彼此连接的各点引出三根导线作为连接负载之用.这样的连接法称为“三角形接法”,也称“△接法”.如图所示.由图中可见,在△接法中,端线之间的线电压也就是电源每相绕组的相电压,因此有Vab =Vaa ’; Vbc =Vbb ’; Vca =Vcc ’. 【答案】(1)U 线3相=380V ; (2)U 线=U 相=220V【典例2】三相交流发电机的三个线圈中A 相的电压为u =311sin 100πtV ,那么( )A .三个线圈中交流电的频率都是50HzB .在t =0时,其他两个线圈的输电电压为零C .若按Y 形接法,任意两线间的电压的最大值为380VD .若按△形接法,任意两线间的电压的有效值为220V 【解答】正确答案是A 、D .【点拨】三相交流发电机的每个线圈的频率、电压的有效值(或最大值)均相同,但由于不同步,所以任一时刻的瞬时值不同.在两种连接方式中线电压和相电压的关系不同.【典例3】比较三相交流发电机的三个线圈发出的三相交变电压,下列说法正确的是( )A .最大值、周期及达到最大值的时刻均相同B .最大值、周期均相同,但达到最大值的时刻依次相隔1/6周期C .最大值、周期均相同,但达到最大值的时刻依次相隔1/3周期D .最大值、周期及达到最大值的时刻均不相同【解析】选C .由三相交流电的特点可知三个线圈产生的三相电压最大值和周期相同,而达到最大值的时刻依次落后T /3,故选C . 【典例4】下列关于三相交流发电机的说法正确的是( ) A .三相交流发电机与单相交流发电机一样,主要组成部分是电枢线圈和磁极B .三相交流发电机可分为旋转磁极式和旋转电枢式两类C .三相交流发电机发出三相交变电流,但只能使用其中一相交变电流D .三相交流发电机也可以当做三个单相交流发电机,分别单独向外传送三组单相交变电流【解析】选A 、B 、D .由三相交流发电机的原理和分类可知A 、B 正确.三相交流发电机能同时产生出三相独立的交变电流,每相交变电流都能单独使用,故D 正确,C 错误.【典例5】下列关于三相交变电流的产生原理,说法正确的是( ) A .发电机中3个绕组具有相同的匝数和绕向,互成600角 B .在转动过程中,每个绕组产生的感应电动势的最大值和周期都相同C .在转动过程中,每个绕组产生的感应电动势的有效值及瞬时值都相同D .发电机的三个绕组在转动过程中达到最大值的时间依次落后T /3 【答案】选BD .知识点二:电源与负载的连接方式 电源与负载的连接方式 1.连接方式及特点2.相线、中线的区分通常用黄、绿、红三色分别表示相序为A 、B 、C 的相线,用黑色标记中线.3.线电压、相电压大小:通常情况下,相电压为220V ,线电压为380V. *注:(1)三相四线制中的中线不同于用电器设备的接地线.前者有电流通过,后者只在电器漏电时起保护作用.(2)严禁家庭照明电路中私自将接地线当零线使用.【典例1】(1)对称的负载星型接法中,负载电压与相电压和线电压有什么关系?相电流与线电流的关系是什么?(2)对称的负载三角形接法中,相电流与线电流有什么关系? 【答案】(1)负载的星型接法中,若电源为Y 形连接,则负载的电压应等于相电压,并为线电压的1/3,线电流应等于相电流,即I 线=I 相;若电压为△形连接,则负载的电压应为线电压的1/3,又相电压等于线电压,故有3U 负=U 线=U 相,即有I 线=3I 相 (2)负载的三角形接法中,不管电源为Y 形连接还是△形连接,负载的电压应等于线电压,且都有线电流等于相电流的3倍,即 I 线=3I 相。
鲁科版物理选修3-2第4章第2节知能演练轻松闯关
1.下面关于自耦变压器的说法中不.正确的是( ) A .自耦变压器一定有两个或两个以上的线圈B .自耦变压器只有一个线圈C .自耦变压器既可升压也可降压D .自耦变压器的缺点是使用不够安全解析:选A.自耦变压器只有一个线圈,故A 错误,B 正确;如果整个线圈作为原线圈接电源,绕组的一部分接负载,则成为降压变压器;反之则成为升压变压器,故C 正确;自耦变压器的缺点是低压端和高压端直接有电的联系,使用不够安全,故D 正确.2.一个正常工作的理想变压器的原副线圈中,下列哪个物理量不.一定相等( ) A .交变电流的频率 B .电流的有效值C .电功率D .磁通量的变化率解析:选B.根据变压器的工作原理知,原、副线圈中的交变电流的频率相等,穿过原、副线圈的磁通量及变化情况相同,即磁通量的变化率也相等;由于匝数不相等,则原副线圈中的电流(包括瞬时值、最大值、有效值)则一般不相等.B 项正确.3.一个理想变压器副线圈上接一个电阻,欲使此电阻的电功率增大,可以采取的措施是(每次只改变一个因素)( )A .增加原线圈的匝数n 1B .减少副线圈的匝数n 2C .增大电阻值D .减少电阻值解析:选D.电阻消耗的功率P =U 22R ,而U 1U 2=n 1n 2,所以P =U 21n 22n 21R,P 要增大,减小n 1或R ,或增大n 2均可.4.为保证用户电压稳定在220 V ,变电所需适时进行调压,图甲为调压变压器示意图.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 变化的曲线如图乙所示.以下正确的是( )A .u 2=1902sin(50πt ) VB .u 2=190sin(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:选D.由图象可知,正弦式交变电压的最大值为190 2 V ,其周期为0.02 s ,可得其表达式为1902·sin(100πt ) V ,A 、B 错误,又在u 1、n 2不变的前提下通过改变n 1来使u 2增大,由u 1u 2=n 1n 2可得应使n 1减小,故应将P 适当上移,D 选项正确. 5.一台理想变压器,其原线圈的匝数为2200匝,副线圈的匝数为440匝,副线圈中接入一个100 Ω的负载电阻,如图所示.(1)当原线圈接在44 V 直流电源上时,电压表示数为多大?电流表示数为多大?(2)当原线圈接在220 V 交流电源上时,电压表示数为多大?电流表示数为多大?此时输入功率为多少?变压器效率为多大?解析:(1)原线圈接44 V 直流电源时,通过副线圈磁通量不变,副线圈不产生感应电动势,所以电压表、电流表示数都为零.(2)由U 1U 2=n 1n 2 得 U 2=n 2U 1n 1=440×2202200V =44 V 流过R 电流 I 2=U 2R =44100A =0.44 A 则电压表读数为44 V ,电流表读数为0.44 A.输出功率P 出=U 2I 2=44×0.44 W =19.36 W输入功率P 入=P 出=19.36 W变压器效率η=P 出P 入=100%. 答案:(1)0 0 (2)44 V 0.44 A 19.36 W 100%一、选择题1.可以将电压升高供给家用电灯的变压器是( )解析:选C.根据变压器的原理,只能对交变电压升高(或降低)电压,根据变压器的变压规律,要将电压提高,原线圈的匝数应少于副线圈的匝数,B 、D 错,A 项中的电源为直流电源,不能变压,故选C.2.理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1,以下说法中正确的是( )A .穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10∶1B .穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等C .原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为10∶1D .正常工作时,原、副线圈的输入、输出功率之比为10∶1解析:选B.本题考查了对变压器原理的掌握,关键是要明确变压器的变压原理.对理想变压器,A 选项认为无磁通量损漏,因而穿过两个线圈的交变磁通量相同,磁通量变化率相同,因而每匝线圈产生的感应电动势相等,才有电压与匝数成正比;对于理想变压器,输入功率等于输出功率,正确选项只有B.3.一输入电压为220 V ,输出电压为36 V 的变压器副线圈烧坏,为获知此变压器原、副线圈匝数,某同学拆下烧坏的副线圈,用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈.如图所示,然后将原来线圈接到220 V 交流电源上,测得新绕线圈的端电压为1 V ,按理想变压器分析,该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为( )A .1100,360B .1100,180C .2200,180D .2200,360解析:选B.对新绕线圈的理想变压器,根据变压比公式得n 1=n 3U 1U 3=5×2201=1100,同理,变压器烧坏前,n 2=n 1U 2U 1=1100×36220=180,B 正确. 4.(2012·安溪一中高二期末)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比n 1∶n 2=1∶3,次级回路中联入三个均标有“36 V ,40 W ”的灯泡,且均正常发光,那么,标有“36 V ,40 W ”的灯泡A ( )A .正常发光B .将被烧毁C .比另三个灯暗D .无法确定解析:选A.副线圈两端的电压U 2=3U =3×36 V =108 V由U 1U 2=n 1n 2得,原线圈两端电压U 1=n 1U 2n 2=1×1083V =36 V ,所以灯泡A 能正常发光. 5.如图所示是一台理想自耦变压器,在a 、b 之间接正弦交流电,A 、V 分别为理想交流电流表和交流电压表.若将调压端的滑动头P 向上移动,则( )A .电压表V 的示数变大B .变压器的输出功率变小C .电流表A 的示数变小D .电流表A 的示数变大解析:选BC.ab 间为原线圈,当P 向上移动时,原线圈匝数增多,原副线圈匝数比变大,由变压规律U 1U 2=n 1n 2知,U 1不变,U 2变小,电压表V 的示数变小,R 不变,由P =U 2R 可知,变压器的输出功率变小,A 错、B 对,由U 1I 1=U 2I 2可以知道,I 1变小,C 对,D 错.6.一理想变压器原副线圈的匝数比为n 1∶n 2=1∶2,电源电压u =2202sin ωt V ,原线圈电路中接入一熔断电流I 0=1 A 的保险丝,副线圈中接入一可变电阻R ,如图所示,为了使保险丝不致熔断,调节R 时,其阻值最低不能小于( )A .440 ΩB .440 2 ΩC .880 ΩD .880 2 Ω解析:选C.当原线圈电流I 1=I 0时,副线圈中的电流(即副线圈中电流的有效值)为I 2=n 1n 2I 1=n 1n 2I 0=12A 副线圈的输出电压的有效值为U 2=n 2n 1U 1=n 2n 1×U m 2=440 V 因此副线圈电路中负载电阻的最小值为R min =U 2I 2=880 Ω,故选项C 正确. 7.(2012·福建师大附中高二期末)如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5,原线圈两端的交变电压为u =202sin100πt 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( )A .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 2 VC .开关断开后,电压表的示数不变D .开关断开前后,变压器的输入功率不变解析:选AC.由U 1U 2=n 1n 2得,副线圈输出电压的最大值为 U 2=n 2U 1n 1=5×2021V =100 2 V ,一个周期内有两次电压大于100 V ,故氖泡在一个周期内发光2次,而交变电压的周期T =2πω=2π100πs =0.02 s ,所以氖泡发光频率为f =2T =100 Hz ,A 正确.电压表示数为U 2′=U 22=10022V =100 V ,B 错误.开关断开后电压表示数不变,但输出功率变化,所以输入功率变化,C 正确、D 错误.8.如图所示的甲、乙两电路中,当a 、b 两端与e 、f 两端分别加上220 V 的交流电压时,测得c 、d 间与g 、h 间的电压均为110 V .若分别在c 、d 两端及g 、h 两端加上110 V 的交流电压,则a 、b 间及e 、f 间的电压分别为( )A .220 V 、220 VB .220 V 、110 VC .110 V 、110 VD .220 V 、0 V解析:选B.当a 、b 间接220 V 电压时,c 、d 间电压为110 V ,说明c 、d 间线圈的匝数为原线圈匝数的一半;反过来当c 、d 间接110 V 电压时,a 、b 间电压应为220 V .当e 、f 间接220 V 电压时,g 、h 间电压为110 V ,说明g 、h 间电阻为e 、f 间电阻的一半;当g 、h 间接110 V 电压时,e 、g 间没有电流,e 、g 间电压为零,所以e 、f 间电压与g 、h 间电压相等,均为110 V.9.如图所示,理想变压器原线圈中正弦式交变电源的输入电压和电流分别为U 1和I 1,两个副线圈的输出电压和电流分别为U 2和I 2、U 3和I 3,接在原、副线圈中的五个完全相同的灯泡均正常发光,则下列关系中正确的是( )A .I 1∶I 2∶I 3=1∶2∶1B .U 1∶U 2∶U 3=1∶1∶2C .三个线圈匝数之比为n 1∶n 2∶n 3=5∶2∶1D .电源电压U 1与原线圈两端电压U 1′之比为5∶4解析:选AD.设灯泡正常发光时的电流为I 0,电压为U 0,由题图可知,I 2=2I 0,I 1=I 3=I 0,故A 选项正确;U 2=U 0,U 3=2U 0,原线圈两端电压U 1′=U 2I 2+U 3I 3I 1=4U 0,则U 1=5U 0,故D 选项正确;n 1n 2=U 1′U 2=41,n 2n 3=U 2U 3=12,故B 、C 选项错误. 10.(2011·高考福建卷)图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n 1∶n 2=5∶1,电阻R =20 Ω,L 1、L 2为规格相同的两只小灯泡,S 1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S 1接1、S 2闭合,此时L 2正常发光.下列说法正确的是( )A .输入电压u 的表达式u =202sin50πt VB .只断开S 2后,L 1、L 2均正常发光C .只断开S 2后,原线圈的输入功率增大D .若S 1换接到2后,R 消耗的电功率为0.8 W解析:选D.由题图知,U m =20 2 V ,T =0.02 s ,则ω=2πT=100π rad/s ,输入电压u =202sin100πt V ,故选项A 错误;由变压器的变压规律知:U 1U 2=n 1n 2,故U 2=U 1n 2n 1=20×15V =4 V ,由题中将S 1接1,S 2闭合时,灯泡L 2正常发光可得,灯泡L 2的额定电压为4 V ,当只断开S 2后,副线圈两端电压不变,此时副线圈的负载为L 1、L 2串联,故L 1、L 2均不能正常发光,选项B 错误;此时P 出=U 22R 总,副线圈负载R 总增大,故P 出减小,又P 入=P 出,故原线圈的输入功率减小,选项C 错误;当S 1换接到2后,副线圈的负载仅是电阻R ,故P =U 22R =4220W=0.8 W ,选项D 正确.二、非选择题11.(2011·高考海南卷)如图,理想变压器原线圈与一10 V 的交流电源相连,副线圈并联两个小灯泡a 和b ,小灯泡a 的额定功率为0.3 W ,正常发光时电阻为30 Ω,已知两灯泡均正常发光,流过原线圈的电流为0.09 A ,可计算出原、副线圈的匝数比为________,流过灯泡b 的电流为________A.解析:U 1=10 V ,根据小灯泡正常发光,则U 2=PR =3 V ,I a =U 2R =0.1 A ,根据n 1n 2=U 1U 2=103,I 2I 1=n 1n 2,所以 I 2=n 1n 2I 1=0.3 A ,I b =I 2-I a =0.2 A. 答案:10∶3 0.212.一理想变压器,原线圈匝数n 1=1100,接在电压为220 V 的交流电源上,当它对11只并联的“36 V ,60 W ”灯泡供电时,灯泡正常发光,由此可知该变压器副线圈的匝数n 2是多少?通过原线圈的电流I 1是多大?解析:因为11只并联的“36 V ,60 W ”灯泡正常发光,所以副线圈输出的电压必为36 V .由U 1/U 2=n 1/n 2,得n 2=U 2U 1n 1=36×1100220匝=180匝. 每只灯泡正常发光时的电流由P 2′=I 2′U 2′得I 2′=P 2′U 2′=6036A =53 A 副线圈中的电流I 2=11×I 2′=553A 因I 1I 2=n 2n 1,故I 1=n 2n 1I 2=1801100×553A =3 A. 答案:180 匝 3 A。
鲁科版物理选修3-2第3章第3节知能演练轻松闯关
1.关于电容器对交变电流的容抗,以下说法正确的是()A.电容器内部是绝缘的,直流和交流都不能“通过”电容器B.电容器接到交流上时,由于不断充电、放电,所以电容器对交流无影响C.直流电的周期可认为很长,因此电容器对其容抗可以忽略D.电容器有“隔直通交”,“通高频,阻低频”的作用解析:选D.电容器内部是绝缘的,所以直流不能通过电容器,但是对交流,由于电容器不断充、放电,所以电流能够通过电容器,但对变化的电流又有阻碍作用,A、B错;直流的周期可认为无限大,频率极小,电容器对直流的容抗很大,C错;电容器具有“隔直通交,阻低通高”的作用,D对.2.有两个电容器的电容分别为C1=5 μF和C2=3 μF,分别加上峰值一定的交变电源,在下列各种情况下,哪一种情况下通过电容器的电流最大()A.在C1上所加交变电流的频率为50 赫兹B.在C2上所加交变电流的频率为50 赫兹C.在C1上所加交变电流的频率为60 赫兹D.在C2上所加交变电流的频率为60 赫兹解析:选C.电容器对电流的阻碍作用的大小,即为容抗.容抗的大小是由电容器电容C和交变电流的频率共同决定的.交变电流的频率越高,电容器的电容越大,电容器的容抗就越小,电流就越大.因此要使通过电容器的电流最大则必须频率最高,电容最大.3.如图所示,交流电源的电压有效值跟直流电源的电压相等,当将双刀双掷开关接到直流电源上时,灯泡的实际功率为P1,而将双刀双掷开关接在交流电源上时,灯泡的实际功率为P2,则()A.P1=P2B.P1>P2C.P1<P2D.不能比较解析:选B.电感对直流电没有阻碍,但对交流电有阻碍作用,所以P1>P2,B正确.4.如图电路中,u是有效值为220 V的交流电源,C是电容器,R是电阻,关于交流电压表的示数,下列说法正确的是()A.等于220 V B.大于220 VC.小于220 V D.等于零解析:选C.电容器与电阻串联,根据串联分压原理可知电阻的两端电压应小于电源电压,而电压表测的是电阻两端的电压.5.如图所示,从AO输入的信号中,有直流和交流两种成分.(1)现在要求信号到达BO两端只有交流,没有直流,需要在AB端接一个什么元件?该元件的作用是什么?(2)若要求信号到达BO端只有直流,而没有交流,则应在AB端接入一个什么元件?该元件的作用是什么?解析:根据电容和电感对直流和交流的作用原理进行分析.(1)因为BO端不需要直流,只需要交流,故根据电容C有“通交流,隔直流”作用,应在AB端接入一个电容器C.该电容器对直流有阻隔作用,对交流有通过作用.(2)因为BO端不需要交流,只需要直流,故根据电感L有“通直流,阻交流”的作用,应在AB端接入一个低频扼流圈.答案:(1)电容器通交流,隔直流(2)低频扼流圈通直流,阻交流一、选择题1.下列说法中正确的是()A.电感对交流的阻碍作用是因为电感存在电阻B.电容对交流的阻碍作用是因为电容器的电阻C.感抗、容抗和电阻一样,电流通过它们做功时都是电能转化为内能D.在交变电路中,电阻、感抗、容抗可以同时存在解析:选D.交变电流通过线圈时,在线圈上产生自感电动势,对电流的变化起到阻碍作用,A错;交变电流通过电容器时,电容器两极间的电压与电源电压相反,阻碍了电流的流动,B错;电流通过它们时,在电阻上产生焦耳热,在线圈上产生磁场能,在电容器上产生电场能,C错;在交变电路中,电阻器、电感器、电容器可以同时存在,D正确.2.关于电子技术中的扼流圈,下列说法正确的是()A.扼流圈是利用电感线圈对交流电的阻碍作用来工作的B.高频扼流圈的作用是允许低频交流通过,而阻碍高频交流通过C.低频扼流圈的作用是不仅要阻碍高频交流通过,还要阻碍低频交流通过D.高频扼流圈的电感比低频扼流圈的电感大解析:选ABC.扼流圈是利用变化的电流通过线圈时,感应出自感电动势,从而来阻碍电流的变化的,故A正确.高频扼流圈是“通低频,阻高频”,故B正确;低频扼流圈是“阻高频,阻低频,通直流”,故C正确;高频扼流圈比低频扼流圈自感系数小,故D错.3.如图所示,白炽灯和电容器串联后接入交流电源两端,当交流电的频率增大时()A.电容器电容增大B.电容器电容减小C.电灯变亮D.电灯变暗解析:选C.由于电容器的电容是由本身结构及特性决定的,与电源的频率无关,故A、B 两项错误;当电源频率增大时,容抗减小,故整个电路中的电流增大,所以电灯变亮,故C 正确,D错误.4.交变电流通过一段长直导线时,电流为I,如果把这根长直导线绕成线圈,再接入原电路,通过线圈的电流为I′,则()A.I′>I B.I′<IC.I′=I D.无法比较解析:选B.直导线对交变电流没有阻碍,线圈对交变电流有阻碍,故I′<I.5.如图甲、乙所示,从某一装置中输出的电流既有交流成分,又有直流成分,现要把交流成分输送给下一级,有关甲、乙图的说法正确的是()A.应选用甲图电路,其中C的电容要大B.应选用甲图电路,其中C的电容要小C.应选用乙图电路,其中C的电容要大D.应选用乙图电路,其中C的电容要小解析:选C.电容器在电路中要起到“隔直流,通交流”的作用,应选乙图电路.要使交流成分都顺利通过电容器而输送到下一级,则电容器的容抗要小,故C的电容要大.6.某信号源中有直流成分、交流高频成分和交流低频成分,为使放大器仅得到交流低频成分,如图所示,电路中可行的是()解析:选D.信号中含有三种成分,去掉直流成分用隔直电容即可,因此排除A、B.而C中交流高低频成分均进入放大器,需加入另一旁路电容C2,所以D正确.7.在收音机线路中,经天线接收到的电信号既有高频成分又有低频成分,经放大后送给下一级,需要把低频成分和高频成分分开,只让低频成分输入给下一级,我们采用了如图装置电路,其中代号a、b应选择的元件是()A.a是电容较大的电容器,b是低频扼流线圈B.a是电容较大的电容器,b是高频扼流线圈C.a是电容较小的电容器,b是高频扼流线圈D.a是电容较小的电容器,b是低频扼流线圈解析:选C.电容器具有“通高频,阻低频”作用,这样的电容器电容应较小,故a处是电容较小的电容器.电感线圈在该电路中要求做到“通低频,阻高频”,所以b处应接一个高频扼流线圈.8.在图所示电路中,L为电感线圈,灯泡电阻为R,电流表内阻为零,电压表内阻无限大,交流电源的电压u=2202sin100πt V,若保持电压的有效值不变,只将电源频率改为100 Hz,下列说法正确的是()A.电流表示数减小B.电压表示数减小C.灯泡变暗D.灯泡变亮解析:选AC.由u=2202sin100πt V,可得电源原来的频率为f=ω2π=100π2πHz=50 Hz.当电源频率由原来的50 Hz增为100 Hz时,线圈的感抗增大;在电压不变的情况下,电路中的电流减小,选项A正确.灯泡的电阻R是一定的.电流减小时,实际消耗的电功率P =I2R减小,灯泡变暗,选项C正确,D错误.电压表与电感线圈并联,其示数为线圈两端的电压U L,设灯泡两端电压为U R,则电源电压的有效值为U=U L+U R,因U R=IR,故电流I减小时,U R减小.因电源电压有效值保持不变,故U L=U-U R,U L增大,选项B错误.9.如图所示,在电路两端接上交变电流,保持电压不变,使频率增大,发现各灯的亮暗变化情况是:灯1变暗、灯2变亮、灯3不变,则M、N、L处所接元件可能是()A.M为电感器,N为电容器,L为电阻B.M为电阻,N为电感器,L为电容器C.M为电阻,N为电容器,L为电感器D.M为电容器,N为电感器,L为电阻解析:选A.交流电的频率变大,R不变,感抗增大,容抗变小,所以,亮度不变的L为电阻,灯变亮的N为电容,灯变暗的M为电感.10.(2012·福州高二检测)两个相同的白炽灯泡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间接电压最大值为U m、频率为f的正弦交流电源时,两灯都发光,且亮度相同.在a、b间更换一个新的正弦交流电源后,灯L1的亮度低于灯L2的亮度.则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解析:选B.电感通低频,阻高频,而电容通高频,阻低频,由于灯L1的亮度低于灯L2的亮度,可判断新电源的频率一定小于f,故选B.二、非选择题11.如图所示的甲、乙、丙三种电路是电子技术中的常用电路,a、b是输入端,其中高频成分用“ ”表示,低频成分用“~”表示,直流成分用“-”表示,则甲、乙、丙负载R 上得到的电流的主要特征各是什么?解析:甲:低频成分;因电容器有隔直流作用,C较大时,低频易通过.乙:低频成分;因电容C对高频有旁路作用,C较小,通高频,阻低频.丙:直流成分;因电容C有旁路作用和隔直作用,C较大,C越大时,容抗越小,低频成分越容易通过旁路.答案:见解析12.如图所示是电视机电源部分的滤波装置,当输入端输入含有直流成分、交流低频成分的电流后,能在输出端得到较稳定的直流电,试分析其工作原理及各电容和电感的作用.解析:当含有多种成分的电流输入到C1两端,由于C1的“通交流,隔直流”功能,电流中的交流成分被衰减,而线圈L有“通直流,阻交流”功能,直流成分电流顺利通过L,一小部分交流通过L,到达C2两端时,C2进一步滤除电流中残余的交流成分,这样就在输出端得到较稳定的直流电,这个直流电供电视机内芯正常工作.答案:见解析。
鲁科版物理选修3-2第5章第2节知能演练轻松闯关
1.下列说法中正确的是()A.凡将非电学量转化为电学量的传感器都是物理传感器B.湿敏传感器只能是物理传感器C.物理传感器只能将采集到的信息转化为电压输出D.物理传感器利用的是物质的物理性质和物理效应解析:选D.各种传感器虽然工作原理不同,但基本功能相似,多数是将非电学量转化为电学量,故A错;湿敏传感器为化学传感器,故B错;传感器既可将信息转化为电压输出,也可转化为电流、电阻等输出,故C错;由物理传感器定义知D正确.2.关于光敏电阻和热敏电阻,下列说法中正确的是()A.光敏电阻是用半导体材料制成的,其阻值随光照增强而减小,随光照的减弱而增大B.光敏电阻是能把光照强度这个光学量转换为电流这个电学量的传感器C.热敏电阻是用金属铂制成的,它对温度感知很灵敏D.热敏电阻是把热量这个热学量转换为电阻这个电学量的传感器解析:选A.光敏电阻是把光强转换为电阻的元件,热敏电阻是把温度转换为电阻的元件,故B、D错误;热敏电阻和光敏电阻都是半导体材料制成的,半导体具有光敏性和热敏性,金属铂与热敏电阻相反,故C错误.3.如图所示,R1、R2为定值电阻,L为小灯泡,R3为光敏电阻,当照射光强度增大时()A.电压表的示数减小B.R2中电流强度增大C.小灯泡的功率增大D.电路的路端电压升高解析:选C.当照射光强度增大时,R3变小,R3、L与R2的并联电阻变小,因为,I=Er+R1+R并,所以I变大,因此电压表示数变大.又因U外=E-Ir,I变大,所以路端电压变小,并联电路电压减小,流过R2的电流减小,总电流增大,所以流过L和R3的电流增大,小灯泡功率增大,故A、B、D错误,C正确.4.在家用电热灭蚊器中,电热部分主要元件是PTC元件,PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器,PTC元件具有发热、保温双重功能.其电阻率ρ随温度t的变化关系如图所示.对此,以下判断正确的是()A.通电后,其电功率先增大,后减小B.通电后,其电功率先减小,后增大C.当其发热功率与散热功率相等时,温度保持在t1不变D.当其发热功率与散热功率相等时,温度保持t2不变解析:选A.当电热灭蚊器温度由0升到t1的过程中,电阻器的电阻率ρ随温度升高而减小,其电阻R随之减小,由于加在灭蚊器上的电压U保持不变,灭蚊器的热功率P随之增大,当t=t1时,P=P1达到最大.当温度由t1升高到t2的过程中ρ增大,R增大,P减小;而温度越高,其与外界环境温度的差别也就越大,高于环境温度的电热灭蚊器的散热功率P′也就越大;因此在这之间的某一温度t3会有P=P3=P′,即电热功率P减小到等于散热功率时,即达到保温;当t<t3,P>P′,使温度自动升高到t3;当t>t3,P<P′,使温度自动降为t3,实现自动保温,故A正确,B、C、D错误.5.传感器担负着信息采集的任务,在自动控制中发挥着重要作用,传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量),例如热传感器,主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻,热敏电阻随温度变化的图线如图甲所示,图乙是用热敏电阻R1作为传感器制作的简单自动报警器原理图.则(1)为了使温度过高时报警器铃响,开关应接在________(填“a”或“b”)(2)若使启动报警的温度提高些,应将滑动变阻器的滑片P向________移动(填“左”或“右”).解析:温度较高时,热敏电阻阻值减小,图乙中通电螺线管的磁性增强,将与弹簧相连的金属导体向左吸引,要使报警器所在电路接通并报警的话,开关应接在a.要实现温度更高时,即热敏电阻更小时才将报警器电路接通的话,应该将滑动变阻器连入电路的阻值调大,即P 向左移动.答案:(1)a(2)左一、选择题1.下列器件是应用光传感器的是()A.鼠标器B.火灾报警器C.测温仪D.电子秤解析:选A.测温仪应用温度传感器,火灾报警器利用烟雾传感器,电子秤是应用力传感器,鼠标应用光传感器.2.传感器的种类多种多样,其性能也各不相同,空调机在室内温度达到设定的温度后,会自动停止工作,空调机内使用的传感器是()A.生物传感器B.红外传感器C.温度传感器D.压力传感器解析:选C.空调机是根据温度调节工作状态的,所以其内部使用了温度传感器,故选项C 正确.3.关于传感器工作的一般流程,下列说法中正确的是()A .非电学量→敏感元件→转换电路→电学量→转换元件B .电学量→敏感元件→转换电路→转换元件→非电学量C .非电学量→敏感元件→转换元件→转换电路→电学量D .非电学量→转换电路→转换元件→敏感元件→电学量解析:选 C.传感器工作的一般流程为:非电学量――→(被)敏感元件――――――→(感知,然后通过)转换元件――――――――――→(转换成电信号,再通过)转换电路――――――――――――――→(将此信号转换成易于传输或测量的)电学量,因此A 、B 、D 错,C 对. 4.如图所示是观察电阻值随温度变化情况的示意图.现把杯中的水由冷水变为热水,关于欧姆表的读数变化情况正确的是(设水对电阻阻值的影响不计)( )A .如果R 为金属热电阻,读数变大,且变化非常明显B .如果R 为金属热电阻,读数变小,且变化不明显C .如果R 为热敏电阻(用半导体材料制成),读数变化非常明显D .如果R 为热敏电阻(用半导体材料制成),读数变化不明显解析:选C.金属热电阻的阻值随温度的升高而增大,但灵敏度较差.而热敏电阻(用半导体材料制成)灵敏度高,所以选C.5.当前传感器被广泛应用于各种电器、电子产品之中,下列关于敏感元件或传感器的说法中,正确的是( )A .干簧管可以起到开关作用,“操纵”开关的是磁场B .半导体材料可以制成光敏电阻,有光照射时其阻值将增大C .霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量D .话筒是一种常见的力传感器,其作用是将力信号转换为电信号解析:选AC.根据干簧管的工作原理可以知道,当线圈中有电流时,线圈产生的磁场使干簧管内的两个铁质簧片磁化,在磁力作用下由分离状态变成闭合状态,A 对;光敏电阻有光照射时其阻值将减小,B 错;根据霍尔元件工作原理,磁场的磁感应强度不同时,稳定时电压不同,C 对;话筒是一种常见的声传感器,其作用是将声音信号转换为电信号,D 错.6.如图所示是电阻R 随温度T 变化的图象,下列说法中正确的是( )A .图线1是热敏电阻的图象,它是用金属材料制成的B .图线2是热敏电阻的图象,它可以用半导体材料制成C .图线1的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高D .图线2的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度低解析:选B.图线1是金属热电阻的图象,金属热电阻的化学稳定性好,测量范围大,但是灵敏度较低,故选项A 、C 错误.图线2是热敏电阻的图象,热敏电阻可以用半导体材料制成,热敏电阻的化学稳定性差,测量范围小,但灵敏度高,故选项B 正确,D 错误.7.如图所示,是一个测定液面高度的传感器,在导线芯的外面涂上一层绝缘物质,放在导电液体中,导线芯和导电液构成电容器的两极,把这两极接入外电路,当外电路的电流变化说明电容值增大时,则导电液体的深度h变化为()A.h增大B.h减小C.h不变D.无法确定解析:选A.由题意知,导线和导电液体构成电容器的两极,类似于平行板电容器的两极,当液面高度发生变化时相当于两极正对面积发生变化,会引起电容的变化,与平行板电容器类比可得,导电液体深度h增大时,导线芯和导电液体正对面积增大,电容器的电容值变大.8.如图所示的电路中,电源两端的电压恒定,L为小灯泡,R P为光敏电阻,LED为发光二极管(电流越大,发出的光越强),且R P与LED间距离不变,下列说法正确的是()A.当滑动触头P向左移动时,L消耗的功率增大B.当滑动触头P向左移动时,L消耗的功率减小C.当滑动触头P向右移动时,L消耗的功率可能不变D.无论怎样移动触头P,L消耗的功率都不变解析:选A.触头P左移,使滑动变阻器连入电路电阻减小,流过二极管的电流增大,从而发光增强,使光敏电阻R P减小,最终达到增大流过灯泡的电流的效果.9.如图所示为测定压力的电容式传感器,将平行板电容器、灵敏电流表(零刻度在中间)和电源串联成闭合回路,当压力F作用于可动膜片电极上时,膜片发生形变,引起电容的变化,导致灵敏电流表指针偏转,在对膜片开始施加压力使膜片电极从图中的虚线推到图中实线位置并保持固定的过程中,灵敏电流表指针偏转情况为(电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏)()A.向右偏到某一刻度后回到零刻度B.向左偏到某一刻度后回到零刻度C.向右偏到某一刻度后不动D.向左偏到某一刻度后不动解析:选A.压力F作用时,极板间距d变小,由C=εr S4πkd电容器电容C变大.又根据Q=CU,极板带电荷量变大,所以电容器应充电.灵敏电流计中产生由正接线柱流入的电流,所以指针将右偏,极板保持固定后,充电结束,指针回到零刻度.10.利用光敏电阻制作的光传感器,记录了传送带上工件的输送情况,如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器,光传感器B能接收到发光元件A发出的光,每当工件挡住A发出的光时,光传感器就输出一个电信号,并在屏幕上显示出电信号与时间的关系,如图乙所示.若传送带始终匀速运动,每两个工件间的距离为0.2 m ,则下述说法正确的是( )A .传送带运动的速度是0.1 m/sB .传送带运动的速度是0.2 m/sC .该传送带每小时输送3600个工件D .该传送带每小时输送7200个工件解析:选BC.从乙图可以知道:每间隔1秒的时间光传感器就输出一个电信号,而在这一段时间内传送带运动了两个工件之间的距离,所以传送带运动的速度是v =0.21m/s =0.2 m/s.故A 错B 对.传送带每小时传送的距离为:s =v t =0.2×3600 m ,工件个数为:n =s /L =3600个,C 对D 错.二、非选择题11.如图所示为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变,且对温度很敏感)的I -U 关系曲线.(1)为了通过测量得到上图所示I -U 关系的完整曲线,在甲和乙两个电路中应选择的是图________;简要说明理由:________________________(电源电动势为9 V ,内阻不计,滑动变阻器的阻值为0~100 Ω).(2)在图丙电路中,电源电压恒为9 V ,电流表读数为70 mA ,定值电阻R 1=250 Ω,由热敏电阻的I -U 关系曲线可知,热敏电阻两端的电压为________V ;电阻R 2的阻值约为________Ω.(3)举出一个可以应用热敏电阻的例子:____________________________________.解析:(1)由题给热敏电阻的I -U 图线知I -U 关系图线是连续曲线,且电压从零开始变化,所以电路应选择甲电路.(2)根据电源电压可求出电阻R 1的电流为36 mA ,所以热敏电阻的电流为34 mA ,由图可以读出热敏电阻两端的电压为5.3 V ,因此R 2两端的电压为3.7 V ,即可求R 2电阻约为108.8 Ω.(3)热敏温度计(其它实例,只要合理均可).答案:(1)甲 电压可从0 V 调到所需电压,调节范围较大(2)5.3 108.8 (3)见解析12.如图所示为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的装置示意图,A 为光源,B 为光电接收器,A 、B 均固定在车身上,C 为小车的车轮,D 为与C 同轴相连的齿轮.车轮转动时,A 发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号,被B 接收并转换成电信号,由电子电路记录和显示.若实验显示单位时间内的脉冲数为n ,累计脉冲数为N ,则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理数据是________;小车速度的表达式为v =________;行程的表达式为s =________.解析:小车的速度等于车轮的周长与单位时间内车轮转动圈数的乘积.设车轮的半径为R ,单位时间内车轮转动的圈数为k ,则有v =2πRk .若齿轮的齿数为P ,则齿轮转一圈电子电路显示的脉冲数即为P ,已知单位时间内的脉冲数为n ,所以单位时间内齿轮转动的圈数为n P.由于齿轮与车轮同轴相连,他们在单位时间内转动的圈数相等,即k =n /P .由以上两式可得,v =2πRn P. 同理,设车轮转动的累计圈数为k ,则有s =2πRk ,且k =N /P ,所以s =2πRN P. 可见,要测出小车的速度v 和行程s ,除单位时间内的脉冲数n 和累计脉冲数N 外,还必须测出车轮半径R 和齿轮的齿数P .答案:车轮半径R 和齿轮的齿数P2πRn P 2πRN P。
高中物理选修32课后习题和答案以及解释
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。
高中物理选修3-2知识点详细汇总
高中物理选修3-2知识点详细汇总电磁感应现象愣次定律一、电磁感应1.电磁感应现象只要穿过闭合回路的磁通量发生变化,闭合回路中就有电流产生,这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应。
产生的电流叫做感应电流.2.产生感应电流的条件:闭合回路中磁通量发生变化3. 磁通量变化的常见情况 (Φ改变的方式):①线圈所围面积发生变化,闭合电路中的部分导线做切割磁感线运动导致Φ变化;其实质也是B不变而S增大或减小②线圈在磁场中转动导致Φ变化。
线圈面积与磁感应强度二者之间夹角发生变化。
如匀强磁场中转动的矩形线圈就是典型。
③磁感应强度随时间(或位置)变化,磁感应强度是时间的函数;或闭合回路变化导致Φ变化(Φ改变的结果):磁通量改变的最直接的结果是产生感应电动势,若线圈或线框是闭合的.则在线圈或线框中产生感应电流,因此产生感应电流的条件就是:穿过闭合回路的磁通量发生变化.4.产生感应电动势的条件:成闭合回路,四指指向高电势.⑤“因电而动”用左手定则.“因动而电”用右手定则.⑥应用时要特别注意:四指指向是电源内部电流的方向(负→正).因而也是电势升高的方向;即:四指指向正极。
导体切割磁感线产生感应电流是磁通量发生变化引起感应电流的特例,所以判定电流方向的右手定则也是楞次定律的一个特例.用右手定则能判定的,一定也能用楞次定律判定,只是对导体在磁场中切割磁感线而产生感应电流方向的判定用右手定则更为简便.2.楞次定律(1)楞次定律(判断感应电流方向):感应电流具有这样的方向,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化.(感应电流的) 磁场 (总是) 阻碍 (引起感应电流的磁通量的)变化原因产生结果;结果阻碍原因。
(定语) 主语 (状语) 谓语 (补语) 宾语(2)对“阻碍”的理解注意“阻碍”不是阻止,这里是阻而未止。
阻碍磁通量变化指:磁通量增加时,阻碍增加(感应电流的磁场和原磁场方向相反,起抵消作用);磁通量减少时,阻碍减少(感应电流的磁场和原磁场方向一致,起补偿作用),简称“增反减同”.(3)楞次定律另一种表达:感应电流的效果总是要阻碍..(.或反抗...).产生感应电流的原因. (F安方向就起到阻碍的效果作用)即由电磁感应现象而引起的一些受力、相对运动、磁场变化等都有阻碍原磁通量变化的趋势。
鲁科版物理选修3-2第2章第1节知能演练轻松闯关
1.感应电流的磁场一定()A.阻碍引起感应电流的磁通量B.与引起感应电流的磁场反向C.与引起感应电流的磁场同向D.阻碍引起感应电流的磁通量的变化解析:选D.感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量的变化.只有D正确.2.如图所示,一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合线圈,则流过表G的感应电流方向是()A.始终由a流向bB.始终由b流向aC.先由a流向b,再由b流向aD.先由b流向a,再由a流向b解析:选C.条形磁铁自左向右穿过闭合线圈时,磁通量先增加后减少,根据楞次定律可知,流过表G的感应电流方向是先由a流向b,再由b流向a,只有C对.3.如图所示为地磁场磁感线的示意图.在北半球地磁场的竖直分量向下,飞机在我国上空匀速巡航,机翼保持水平,飞行高度不变.由于地磁场的作用,金属机翼上有电势差,设飞行员左方机翼末端处的电势为φ1,右方机翼末端处的电势为φ2,下列判断正确的是()①若飞机从西往东飞,φ1比φ2高②若飞机从东往西飞,φ2比φ1高③若飞机从南往北飞,φ1比φ2高④若飞机从北往南飞,φ2比φ1高A.①③B.②④C.①②D.③④解析:选A.我国地处北半球,地磁场有竖直向下的分量,用右手定则判知无论机翼向哪个水平方向切割磁感线,机翼中均产生自右向左的感应电动势,左侧电势高于右侧,①、③正确.4.如图所示,光滑固定导轨m、n水平放置,两根导体棒p、q平行放于导轨上,形成一个闭合回路,当一条形磁铁从高处下落接近回路时()A .p 、q 将互相靠拢B .p 、q 将互相远离C .磁铁的加速度仍为gD .磁铁的加速度大于g解析:选A.根据楞次定律的另一表述——感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因,本题中的“原因”是回路中的磁通量增加,归根结底是磁铁靠近回路,“效果”便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近,所以p 、q 将相互靠近且磁铁的加速度小于g .5.(2012·焦作高二期末)如图所示,水平放置的导体框架,宽L =0.5 m ,接有电阻R =0.3 Ω,整个装置处于垂直框架平面向下的匀强磁场中,磁感应强度B =0.4 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,已知导体棒ab 的电阻为r =0.2 Ω,框架的电阻均不计.当ab 以v =5.0 m/s 的速度向右匀速滑动时,求:(1)ab 棒中产生的感应电流的大小和方向;(2)维持导体棒ab 做匀速运动的外力F 的大小;(3)金属棒ab 两端点的电势差.解析:(1)ab 棒切割磁感线,故E =BL v =0.4×0.5×5.0 V =1.0 V由闭合电路欧姆定律得回路电流I =E R +r = 1.00.3+0.2A =2.0 A 由右手定则判断金属棒内电流方向为从b 流向a .(2)由左手定则判定金属棒受到向左的安培力F 安=BIL =0.4×2.0×0.5 N =0.4 N由于金属棒匀速运动,所以F 外=F 安=0.4 N.(3)金属棒ab 两端点的电势差为路端电压,U ab =IR =2.0×0.3 V =0.6 V.答案:(1)2.0 A 由b 流向a (2)0.4 N (3)0.6 V一、选择题1.如图所示,当磁铁突然向铜环运动时,铜环的运动情况是( )A .向右运动B .向左运动C .静止不动D .不能判定解析:选A.由楞次定律可知,感应电流的磁场总要阻碍磁铁和铜环的相对运动,故铜环将向右运动,A 正确.2.(2012·包头高二质检)如图所示,让线圈由位置1通过一个匀强磁场的区域,运动到位置2,整个过程中线圈平面始终平行纸面,下列说法中正确的是( )A .线圈进入匀强磁场区域的过程中,线圈中有感应电流,电流方向为顺时针B .整个线圈在匀强磁场中匀速运动时,线圈中有感应电流,方向为顺时针C .整个线圈在匀强磁场中加速运动时,线圈中有感应电流,方向为顺时针D .线圈穿出匀强磁场区域的过程中,线圈中有感应电流,方向为顺时针解析:选D.由产生感应电流的条件可知,只有线圈进入和穿出磁场的过程才有感应电流,由右手定则(或楞次定律)可以判断,只有D 正确.3.(2012·沈阳高二期末)如图所示,宽40 cm 的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里,一边长20 cm 的正方形导线框位于纸面内,以垂直于磁场边界的恒定速度v =20 m/s 通过磁场区域,在运动过程中,线框有一边始终与磁场区域的边界平行,取它刚进入磁场的时刻t =0,在下图中,正确反映感应电流随时间变化规律的是( )解析:选C.线圈进入和穿出磁场时有感应电流.由E =BL v 及I =E R知,这两种情况下感应电流大小不变且相等,由右手定则可知,进磁场时电流为逆时针方向,出磁场时为顺时针方向,线圈在磁场中运动时无感应电流,故I -t 图象为C 图.4.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解析:选B.依据右手定则可判断出导体棒PQ 中的电流由P 到Q ,Q 处电势最高,P 处电势最低,由P 到Q 电势依次升高.外电路中的电流方向总是从高电势处流向低电势处,因此流过R 的电流为由c 到d ,流过r 的电流为由b 到a ,选项B 正确.5. 1931年,英国物理学家狄拉克从理论上预言:存在只有一个磁极的粒子,即“磁单极子”.1982年,美国物理学家卡布莱设计了一个寻找磁单极子的实验.他设想,如果一个只有S 极的磁单极子从上向下穿过如图所示的超导线圈,那么,从上向下看,超导线圈的感应电流( )A .先顺时针方向,后逆时针方向的感应电流B .先逆时针方向,后顺时针方向的感应电流C .顺时针方向持续流动的感应电流D .逆时针方向持续流动的感应电流解析:选C.S 磁单极子靠近超导线圈时,线圈中的磁场方向向上,磁通量增加,由楞次定律可以判断:从上向下看感应电流为顺时针方向;当S 磁单极子远离超导线圈时,线圈中磁场方向向下,磁通量减小,感应电流方向仍为顺时针方向,C 正确.6.(2012·株洲高二质检)如图所示,水平放置的U 形导电框架上接有电阻R ,导线ab 能在框架上无摩擦地滑动,竖直向上的匀强磁场竖直穿过框架平面,当ab 匀速向右移动时,以下判断正确的是( )A .导线ab 除受拉力作用外,还受到磁场力的作用B .ab 移动速度越大,所需拉力也越大C .ab 移动速度一定,若将电阻增大些,则拉动ab 的力可大些D .只要使ab 运动并达到某一速度后,撤去外力,ab 也能在框架上维持匀速直线运动解析:选AB.导线切割磁感线产生感应电动势 E =BL v ,导线中电流I =E R =BL v R,导线受安培力F 安=BIL =B 2L 2v R ,匀速运动时,有拉力F =F 安=B 2L 2v R,可知,v 越大,F 越大;R 越大,F 越小,A 、B 正确、C 错误.撤去拉力F 后,在F 安作用下导线做减速运动,最终停止,D 错误.7.(2012·陕西师大附中高二期末)如图所示,水平光滑的金属框架上左端连接一个电阻R ,有一金属杆在外力F 的作用下沿框架向右,由静止开始做匀加速直线运动,匀强磁场方向竖直向下,轨道与金属杆的电阻不计并接触良好,则能反映外力F 随时间t 变化规律的图象是( )解析:选B.导线运动中产生的电动势E =BL v ,所以电路中的电流I =E R =BL v R,导线受的安培力F 安=BIL =B 2L 2v R ,方向水平向左.由牛顿第二定律得F -F 安=ma ,即F =F 安+ma =B 2L 2v R+ma ,又由于v =at ,则F =B 2L 2at R+ma ,t =0时F =ma ≠0,所以B 正确. 8.(2012·河北正定中学高二期末)如图所示,当导线ab 在电阻不计的金属导轨上滑动时,线圈A 向右摆动,则( )A .ab 只能向右做匀加速运动B .ab 向左或向右做减速运动C .电容器C 上的电荷量保持不变D .电容器C 上的电荷量在减少解析:选BD.线圈A 向右摆动,说明穿过A 的磁通量在减少,则螺线管中的电流在减小,因此,不论ab 向左还是向右运动,其速度都要减小,A 错误、B 正确.由E =BL v 及C =Q U得Q =CU =CE =CBl v ,所以电容器带电荷量在减少,C 错误,D 正确.9.在水平地面附近有竖直向下的匀强电场和垂直于纸面水平向外的匀强磁场.有一质量很小的金属棒ab 由水平静止状态释放,如图所示,不计空气阻力,则( )A .棒的a 端先着地B .棒的b 端先着地C .棒的a 、b 两端同时着地D .无法判断解析:选A.金属棒ab 进入正交的电场与磁场区域后,做切割磁感线运动.根据右手定则,感应电动势的方向由b 端指向a 端,即a 端相当于电源的正极带正电,b 端相当于电源负极带负电.在电场E 中,a 端的正电荷受向下的电场力,b 端的负电荷受向上的电场力,因此a 端先着地,答案为A.10.如图所示,在匀强磁场中放有平行金属导轨,它与大线圈M 相连接,要使小线圈N 获得顺时针方向的感应电流,则放在导轨上的裸金属棒ab 的运动情况是(两线圈共面)( )A .向左减速运动B .向左加速运动C .向右减速运动D .向右加速运动解析:选BC.欲使N 线圈中产生顺时针的感应电流,感应电流的磁场方向应垂直于纸面向里.由楞次定律可知有两种情况,一是M 中有顺时针方向的逐渐减小的电流,该电流产生的穿过N 的磁通量在减少;二是M 中有逆时针方向的逐渐增大的电流,该电流产生的穿过N 的磁通量在增加.因此,对于第一种情况,应使ab 减速向右运动;对于第二种情况,应使ab 加速向左运动.当ab 匀速运动时,在M 中产生的感应电流是稳定的,穿过N 的磁通量不再变化,N 中无感应电流.故选项B 、C 正确.二、非选择题11.(2012·忻州高二期末)如图a 所示的螺线管,线圈匝数n =3000匝,橫截面积S =20 cm 2,电阻r =1.0 Ω,与螺线管串联的外电阻R 1=4.0 Ω,R 2=25 Ω,方向向右,穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度按图b 所示的规律变化.求:(1)螺线管中产生的感应电动势大小.(2)电阻R 2的电功率.(3)a 点的电势(设c 点的电势为零).解析:(1)感应电动势大小E =n ΔB Δt S =3000×6-22-0×20×10-4 V =12 V . (2)电路中的电流I =E r +R 1+R 2=121.0+4.0+25A =0.4 A R 2消耗的功率P =I 2R 2=0.42×25 W =4 W.(3)由楞次定律和安培定则知,流过R 1的电流方向是由c 到a ,则U ca =IR 1=0.4×4.0 V =1.6 V又U ca =φc -φa ,得φa =φc -U ca =(0-1.6) V =-1.6 V .答案:(1)12 V (2)4 W (3)-1.6 V12.如图所示,两足够长的光滑金属导轨竖直放置,相距为L ,一理想电流表与两导轨相连,匀强磁场与导轨平面垂直.一质量为m 、有效电阻为R 的导体棒在距磁场上边界h 处静止释放.导体棒进入磁场后,流经电流表的电流逐渐减小,最终稳定为I .整个运动过程中,导体棒与导轨接触良好,且始终保持水平,不计导轨的电阻.求:(1)磁感应强度的大小B ;(2)电流稳定后,导体棒运动速度的大小v ;(3)流经电流表电流的最大值I m .解析:(1)电流稳定后,导体棒做匀速运动,则有 BIL =mg ①解得B =mg IL.② (2)感应电动势E =BL v ③感应电流I =E R④ 由②③④式解得v =I 2R mg.(3)由题意知,导体棒刚进入磁场时的速度最大,设为v m根据机械能守恒12m v 2m=mgh ⑤ 感应电动势的最大值E m =BL v m ⑥感应电流最大值I m =E m R⑦ 由②⑤⑥⑦式解得I m =mg 2gh IR . 答案:(1)mg IL (2)I 2R mg (3)mg 2gh IR。
鲁科版物理选修3-2第1章第2节知能演练轻松闯关
1.(2012·大庆高二期末)关于感应电动势大小的下列说法中正确的是( )A .线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大B .线圈中磁通量越大,产生的感应电动势一定越大C .线圈放在磁感强度越强的地方,产生的感应电动势一定越大D .线圈中磁通量变化越快,产生的感应电动势越大解析:选D.感应电动势的大小由磁通量变化的快慢决定,与磁通量的大小,磁通量变化的大小及磁场的强弱无关,A 、B 、C 错误,D 正确.2.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( )解析:选A.金属棒在到达匀强磁场之前,闭合回路的磁通量为零,不产生感应电动势.金属棒在磁场中运动时,匀速切割磁感线,并且切割的有效长度也不变,由公式E =BL v 知,此段时间内感应电动势为定值.金属棒离开磁场后,闭合回路的磁通量变为零,无感应电动势产生,选项A 正确.3.在理解法拉第电磁感应定律E =n ΔΦΔt 及其改写式E =n ΔB Δt S ,E =nB ΔS Δt的基础上,下列叙述不.正确的是( ) A .对给定的线圈,感应电动势的大小跟磁通量的变化率成正比B .对给定的线圈,感应电动势的大小跟磁感应强度的变化量ΔB 成正比C .对给定的磁场,感应电动势的大小跟面积的变化率ΔS Δt成正比 D .三个计算式计算出的感应电动势都是Δt 时间内的平均值解析:选B.电路中感应电动势的大小与穿过这一电路的磁通量的变化率成正比.利用法拉第电磁感应定律便可判断选项A 、C 、D 正确.故选B.4.(2012·亳州高二期末)穿过一个内阻为1 Ω的10匝闭合线圈的磁通量每秒均匀减少2 Wb ,则线圈中( )A .感应电动势每秒增加2 VB .感应电动势每秒减少2 VC .磁通量的变化率为2 Wb/sD .感应电流为2 A解析:选C.磁通量的变化率ΔΦΔt =2 Wb/s ,C 正确.由E =n ΔΦΔt得E =10×2 V =20 V ,感应电动势不变,A 、B 错误.由I =E R 得I =201A =20 A ,D 错误. 5.如图甲所示,一个圆形线圈的匝数n =1000,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乙所示.求:(1)前4 s 内的感应电动势;(2)前4 s 内通过R 的电荷量.解析:(1)由图象可知前4 s 内磁感应强度B 的变化率ΔB Δt=0.4-0.24 T/s =0.05 T/s 4 s 内的平均感应电动势E =nS ΔB Δt=1000×0.02×0.05 V =1 V . (2)电路中的平均感应电流I =E R 总,q =It ,又因为E =n ΔΦΔt, 所以q =n ΔΦR 总=1000×0.02×(0.4-0.2)4+1C =0.8 C. 答案:(1)1 V (2)0.8 C一、选择题1.由法拉第电磁感应定律知(设回路的总电阻一定)( )A .穿过闭合电路的磁通量最大时,回路中的感应电流最大B .穿过闭合电路的磁通量为零时,回路中的感应电流一定为零C .穿过闭合电路的磁通量变化量越大,回路中的感应电流越大D .穿过闭合电路的磁通量变化越快,回路中的感应电流越大解析:选D.回路中感应电流的大小,在回路总电阻一定的情况下,与回路中感应电动势大小成正比,而感应电动势大小由磁通量变化快慢决定,与磁通量大小和变化量无关.2.如图所示,在匀强磁场中放有一平面与磁场方向垂直的金属线圈abcd ,在下列叙述中正确的是( )A .当线圈沿磁场方向平动过程中,线圈中无感应电动势,无感应电流B .当线圈沿垂直磁场方向平动过程中,线圈中有感应电动势,有感应电流C .当线圈以bc 为轴转动时,线圈中有感应电动势,有感应电流D .当线圈以cd 为轴转动时,线圈中无感应电动势,无感应电流解析:选AC.线圈沿磁场方向平动时,磁通量不变,也没有边切割磁感线,所以既没有感应电动势,也没有感应电流,A 正确.线圈沿垂直磁场方向平动时,磁通量不变,无感应电流,但有两条边切割磁感线,有感应电动势,B 错误.不管线圈绕哪条边转动,磁通量变化,既有感应电动势,又有感应电流,C 正确,D 错误.3.(2012·赣州高二期末)如图所示,矩形线框abcd 的ad 和bc 的中点M 、N 之间连接一电压表,整个装置处于匀强磁场中,磁场的方向与线框平面垂直,当线框向右匀速平动时,以下说法不.正确的是( )A .穿过线框的磁通量不变化,MN 间无感应电动势B .MN 不产生电动势,所以MN 间无电势差C .MN 间有电势差,所以电压表有读数D .因为无电流通过电压表,所以电压表无读数解析:选ABC.穿过线框的磁通量不变化,所以无感应电流,因此电压表无读数,C 错误,D 正确.MN 切割磁感线,所以MN 产生感应电动势,MN 间有电势差,A 、B 错误.4.(2012·东北师大附中高二期末)如图所示,用同样的导线制成的两闭合线圈A 、B ,匝数均为20匝,半径r A =2r B ,在线圈B 所围区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场,则线圈A 、B 中产生感应电动势之比E A ∶E B 和两线圈中感应电流之比I A ∶I B 分别为( )A .1∶1,1∶2B .1∶1,1∶1C .1∶2,1∶2D .1∶2,1∶1解析:选A.由E =n ΔΦΔt知,E A =E B ,即E A ∶E B =1∶1.又r A =r B ,所以电阻R A =2R B ,由I =E R 知I A =12I B ,即I A ∶I B =1∶2,A 正确. 5.如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,将一水平放置的金属棒ab 以水平初速度v 0抛出,设在整个过程中棒的方向不变且不计空气阻力,则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是( )A .越来越大B .越来越小C .保持不变D .无法判断解析:选C.棒ab 水平抛出后,其速度越来越大,但只有水平分速度v 0切割磁感线产生电动势,故E =Bl v 0保持不变.6.(2012·福鼎中学高二期末)闭合线圈的匝数为n ,每匝线圈面积为S ,总电阻为R ,在Δt 时间内穿过每匝线圈的磁通量变化为ΔΦ,则通过导线某一截面的电荷量为( )A.ΔΦRB.ΔΦnS RC.n ΔΦRD.n ΔΦΔtR解析:选C.感应电动势E =n ΔΦΔt,感应电流I =E R =n ΔΦΔtR ,则通过某一截面的电荷量q =I ·Δt =n ΔΦR,C 正确. 7.如图所示,平行导轨间距为d ,其左端接一个电阻R .匀强磁场的磁感应强度为B ,方向垂直于平行金属导轨所在平面.一根金属棒与导轨成θ角放置,金属棒与导轨的电阻均不计.当金属棒沿垂直于棒的方向以恒定的速度v 在导轨上滑行时,通过电阻R 的电流强度是( )A.Bd v RB.Bd v R sin θC.Bd v cos θRD.Bd v sin θR解析:选B.金属棒MN 垂直于磁场放置,运动速度v 与棒垂直,且v ⊥B ,即已构成两两互相垂直关系,MN 接入导轨间的长度为d sin θ,所以E =Bl v =Bd v sin θ,I =E R =Bd v R sin θ,故选项B 正确.8.在图中,EF 、GH 为平行的金属导轨,其电阻可不计,R 为电阻,C 为电容器,AB 为可在EF 和GH 上滑动的导体横杆.整个装置处于垂直于导轨平面向下的匀强磁场中.若用I 1和I 2分别表示图中该处导线中的电流,则当横杆AB ( )A .匀速滑动时,I 1≠0,I 2=0B .匀速滑动时,I 1≠0,I 2≠0C .加速滑动时,I 1=0,I 2=0D .加速滑动时,I 1≠0,I 2≠0解析:选AD.当横杆AB 匀速运动时,产生的感应电动势E =Bl v 为一定值.则I 1=E R +r也为一定值,又此时路端电压U =I 1R 也是定值,故电容器带电荷量Q =CU 保持不变,则I 2=0,当横杆加速运动时,E 不断增大,电容器不断充电,故I 1≠0,I 2≠0.9.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 为R ,且O 、B 、A 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.12B ωR 2 B .2B ωR 2C .4B ωR 2D .6B ωR 2解析:选C.A 点线速度v A =ω·3R ,B 点线速度v B =ωR ,AB 棒切割磁感线的平均速度v =v A +v B 2=2ωR ,由E =Bl v 得,AB 两端的电势差为E =B ·2R ·v =4B ωR 2,C 正确. 10.如图所示,圆环a 和b 的半径之比为R 1∶R 2=2∶1,且是由粗细相同的同种材料的导线构成,连接两环的导线电阻不计,匀强磁场的磁感应强度始终以恒定的变化率变化,那么,只有a 环置于磁场中和只有b 环置于磁场中两种情况下,A 、B 两点的电势差大小之比为( )A .1∶1B .2∶1C .3∶1D .4∶1解析:选B.设b 环的面积为S ,由题可知a 环的面积为4S ,设b 环的电阻为R ,则a 环的电阻为2R .当a 环置于磁场中时,a 环等效为内电路,b 环等效为外电路,A 、B 两点的电压为路端电压,根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律得E =ΔΦΔt =4ΔB ·S Δt ,U AB =ER R +2R =4ΔB ·S 3Δt当b 环置于磁场中时E ′=ΔB ·S ΔtU AB ′=E ′·2R R +2R =2ΔB ·S 3Δt所以U AB ∶U AB ′=2∶1,B 正确.二、非选择题11.(2012·东营高二检测)如图甲所示的螺线管,匝数n =1500匝,横截面积S =20 cm 2.电阻r =1.5 Ω,与螺线管串联的外电阻R 1=3.5 Ω,R 2=25 Ω,方向向右穿过螺线管的匀强磁场,磁感应强度按图乙所示规律变化,试计算电阻R 2的电功率和a 、b 两点的电势差.解析:螺线管中产生的感应电动势E =nS ΔB Δt=6 V ,根据闭合电路欧姆定律,电路中的电流大小I =E R 1+R 2+r=0.2 A ,电阻R 2上消耗的电功率大小P =I 2R 2=1 W ,a 、b 两点间的电势差U =I (R 1+R 2)=5.7 V.答案:1 W 5.7 V12.如图所示,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.(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)在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?解析:(1)线框平面与磁感线平行时,磁通量的变化率最大,E m =2Bl ab ·l ad 2·ω=BS ω. (2)由题图所示位置转过60°的过程中,磁通量变化量ΔΦ=BS -BS cos60°=12BS . 所以E =ΔΦΔt =12BS 2πω·16=3BS ω2π. (3)瞬时感应电动势为:E =2Bl ab ·v ab sin60°=32BS ω. 答案:(1)线框平面与磁感线平行时磁通量的变化率最大BS ω(2)3BS ω2π (3)32BS ω。
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(鲁科版)高中物理选修3-2课时同步练习汇总(温馨提示:凡题号前标有☆的为稍难题目)一、选择题1.关于感应电流, 下列说法中正确的是()A.只要闭合电路内有磁通量, 闭合电路中就有感应电流产生B.穿过螺线管的磁通量发生变化时, 螺线管内部就一定有感应电流产生C.线圈不闭合时, 即使穿过线圈的磁通量发生变化, 线圈中也没有感应电流D.只要电路的一部分做切割磁感线的运动, 电路中就一定有感应电流解析:选C.产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化, A、B错误, C正确.电路一部分导体切割磁感线时, 电路中的磁通量不一定变化, D错误.2.磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量.如图所示, 通有恒定电流的导线MN与闭合线框共面, 第一次将线框由位置1平移到位置2, 第二次将线框绕cd边翻转到2, 设先后两次通过线框的磁通量变化分别为ΔΦ1和ΔΦ2, 则()A.ΔΦ1>ΔΦ2B.ΔΦ1=ΔΦ2C.ΔΦ1<ΔΦ2D.无法确定解析:选C.设线框在位置1时的磁通量为Φ1, 在位置2时的磁通量为Φ2, 直线电流产生的磁场在1处比在2处要强.若平移线框, 则ΔΦ1=Φ1-Φ2;若转动线框, 磁感线是从线框的正反两面穿过的, 一正一负, 因此ΔΦ2=Φ1+Φ2.根据分析知:ΔΦ1<ΔΦ2, 选项C正确.3.在如图所示的条件下, 闭合矩形线圈能产生感应电流的是()解析:选D.A选项中因为线圈平面平行于磁感线, 在以OO′为轴转动的过程中, 线圈平面始终与磁感线平行, 穿过线圈的磁通量始终为零, 所以无感应电流产生;B选项中, 线圈平面也与磁感线平行, 穿过线圈的磁通量为零, 竖直向上运动过程中, 线圈平面始终与磁感线平行, 磁通量始终为零, 故无感应电流产生;C选项中尽管线圈在转动, 但B与S都不变, B 又垂直于S, 所以Φ=BS始终不变, 线圈中无感应电流;而D选项, 图示状态Φ=0, 当转过90°时Φ=BS, 所以转动过程中穿过线圈的磁通量在不断地变化, 因此转动过程中线圈中产生感应电流.4.如图所示, 一有限范围的匀强磁场的宽度为d, 将一边长为l的正方形导线框由磁场边缘以速度v匀速地通过磁场区域, 若d>l, 则在线框通过磁场区域的过程中, 能产生感应电流的时间段为()A.d v B .2l vC.d -l v D .d -2l v解析:选B .线框完全进入磁场后, 磁通量不变化, 线框中无感应电流, 当线框进入、离开磁场时, 磁通量变化, 都会产生感应电流, 故正确选项为B .5.(多选)A 、B 两回路中各有一开关S 1、S 2, 且回路A 中接有电源, 回路B中接有灵敏电流计(如图所示), 下列操作及相应的结果可能实现的是( )A .先闭合S 2, 后闭合S 1的瞬间, 电流计指针偏转B .S 1、S 2闭合后, 在断开S 2的瞬间, 电流计指针偏转C .先闭合S 1, 后闭合S 2的瞬间, 电流计指针偏转D .S 1、S 2闭合后, 在断开S 1的瞬间, 电流计指针偏转解析:选AD .由于感应电流产生的条件是穿过闭合线框的磁通量变化, 故A 、D 正确.6.如图所示, 导线ab 和cd 互相平行, 则下列四种情况下, 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, 但滑片向左移动C .开关S 是闭合的, 但滑片向右移动D .开关S 始终闭合, 滑片不动解析:选D .如果导线cd 中无电流产生, 则说明穿过上面的闭合回路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, 在开关S 闭合或断开的瞬间, 开关S 闭合、滑片向左移动的过程, 开关S 闭合、滑片向右移动的过程, 通过导线ab 段的电流都发生变化, 都能使cd 导线中产生感应电流.7.如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框, 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:选C.四种情况中初始位置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.8.如图所示, 开始时矩形线圈平面与磁场方向垂直, 且一半在匀强磁场内, 下列做法不能使线圈中产生感应电流的是()A.以ab为轴转动B.以bd为轴转动(转动的角度小于60°)C.在纸平面内向左平移D.以ac为轴转动(转动的角度小于60°)解析:选B.以ab为轴转动, 或以ac为轴转动且转动角度小于60°, 或在纸面内向左平移时, 线圈位于磁场中的有效面积变化, 穿过闭合线圈的磁通量变化, 因此线圈中产生感应电流, 而以bd为轴转动且转动角度小于60°时, 线圈位于磁场中的有效面积不变, 穿过线圈的磁通量不变化, 线圈中无感应电流产生, 故选B.☆9.(多选)某一实验装置如图甲所示, 在铁芯P上绕着两个线圈A和B, 如果线圈A中的电流i和时间t的关系有图乙所示的四种情况, 则在t1~t2这段时间内, 哪种情况可以在线圈B 中观察到感应电流()解析:选BCD.A中t1~t2时间内, 线圈A中电流恒定, 产生的磁通量恒定, 所以线圈B中磁通量不变, 不产生感应电流.而B、C、D中, 线圈A中电流变化, 所产生的磁场变化, 所以线圈B中的磁通量变化, 产生感应电流.10.(多选)如图所示的实验中, 在一个足够大的磁铁的磁场中, 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, 则()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:选BCD.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;当v1=v2, 且方向相反时, 则AB切割磁感线, 穿过回路的磁通量变大或变小, 都有感应电流产生, B对;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对;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对.二、非选择题11.逆向思维是一种重要的思想方法, 在这种思想方法的引领下, 许多重要的科学定律被发现.“电生磁, 磁生电”这种逆向互生的关系, 体现了物理学中的一种对称美.请思考:(1)你还能指出物理学中的其他对称性和对称实例吗?(2)1831年, 物理学家法拉第用如图所示的实验, 成功发现了磁生电现象, 当开关始终处于闭合状态时, a线圈中________(选填“有”或“无”)感应电流产生, 当开关闭合或断开瞬间, a 线圈中________(选填“有”或“无”)感应电流产生.(3)如图是某兴趣小组研究磁生电现象所需的器材.请你协助该小组完成如下工作, 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式:①________________________________________________________________________;②________________________________________________________________________;③________________________________________________________________________.解析:(1)电荷的正与负、吸引与排斥、运动和静止、光滑和粗糙、正电子和负电子、物质和反物质.(2)因穿过a线圈的磁通量不变, 所以无感应电流产生.开关闭合瞬间穿过a线圈的磁通量突然增大, 所以有感应电流产生.开关断开瞬间, 穿过a线圈的磁通量突然减小, 所以有感应电流产生.(3)实物连接如图所示.①合上(或断开)开关瞬间;②合上开关后, 将原线圈A 插入副线圈B 或从副线圈B 中抽出;③合上开关, 将原线圈A 插入副线圈B 后, 移动滑动变阻器的滑片.答案:(1)见解析 (2)无 有 (3)见解析12.如图所示, 有一个100匝的线圈, 其横截面是边长为L =0.20 m 的正方形,放在磁感应强度为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?解析:线圈横截面为正方形时的面积:S 1=L 2=(0.20)2 m 2=4.0×10-2 m 2.Φ1=BS 1=0.50×4.0×10-2 Wb =2.0×10-2 W B .截面形状为圆形时, 其半径r =4L 2π=2L π. 截面积大小S 2=π⎝⎛⎭⎫2L π2=425πm 2.穿过线圈的磁通量:Φ2=BS 2=0.50×425πWb =2.55×10-2 W B . 所以, 磁通量的变化:ΔΦ=Φ2-Φ1=(2.55-2.0)×10-2 Wb =5.5×10-3 W B .答案:5.5×10-3 Wb一、必做题1.自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的, 很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献.下列说法正确的是( )A .奥斯特发现了电流的磁效应, 揭示了电现象和磁现象之间的联系B .欧姆发现了欧姆定律, 说明了热现象和电现象之间存在联系C .法拉第发现了电磁感应现象, 揭示了磁现象和电现象之间的联系D .焦耳发现了电流的热效应, 定量给出了电能和热能之间的转换关系解析:选ACD .欧姆发现了欧姆定律, 揭示了导体中的电流和导体两端电压的关系, B 项错误.2.下列过程中一定能产生感应电流的是( )A.导体和磁场相对运动B.导体的一部分在磁场中切割磁感线C.闭合导体静止不动, 磁场相对导体运动D.闭合导体内磁通量发生变化解析:选D.产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化, 因此, 只有D正确.3.用导线将灵敏电流表和金属棒连接成一个磁生电的实验电路, 如图所示, 则下列哪种操作能使指针偏转()A.使导体ab向左(或向右)移动B.使导体ab向上(或向下)移动C.使导体ab沿a→b的方向移动D.使导体ab沿b→a的方向移动解析:选A.要使闭合回路中产生感应电流, 导体棒需切割磁感线, 选项B、C、D中导体棒在磁场中运动, 但没有切割磁感线, 均错误.4.一平面线圈用细杆悬于P点, 开始时细杆处于水平位置, 释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动.已知线圈始终与纸面垂直, 当线圈由水平位置第一次到达位置Ⅰ的过程中, 穿过线圈的磁通量()A.向右逐渐增大B.向左逐渐减小C.向右先增大后减小D.向左先减小后增大解析:选C.开始时细杆处于水平位置, 穿过线圈的磁通量为零, 转到细杆和磁场相垂直时磁通量最大, 然后穿过线圈的磁通量开始减小, 所以当线圈由水平位置第一次到达位置Ⅰ的过程中, 穿过线圈的磁通量向右先增大后减小, C选项正确.二、选做题5.某部小说中描述一种窃听电话:窃贼将并排在一起的两根电话线分开, 在其中一根电话线旁边铺设一条两端分别与耳机连接的导线, 这条导线与电话线是绝缘的, 如图所示, 下列说法正确的是()A.不能窃听到电话, 因为电话线中电流太小B.不能窃听到电话, 因为电话线与耳机没有接通C.可以窃听到电话, 因为电话中的电流是恒定电流, 在耳机电路中引起感应电流D.可以窃听到电话, 因为电话中的电流是交流电(交流电是大小和方向做周期性变化的电流), 在耳机电路中引起感应电流解析:选D.因为电话中的电流是交流电, 在窃听电路中磁通量发生变化, 所以在窃听电路中产生感应电流, 故选D.6.下图为“研究电磁感应现象”实验中所用器材的示意图.试回答下列问题:(1)在该实验中电流计G的作用是________________.(2)按实验要求, 将下面的实物连成电路.(3)在产生感应电流的回路中, 上图器材中________相当于电源.解析:(1)电流计G 的作用是检测电路中感应电流的大小及方向.(2)连接实物如图(3)B 线圈与电流计G 组成的回路产生感应电流, B 线圈相当于电源.答案:(1)检测感应电流的大小及方向 (2)见解析(3)B 线圈一、选择题1.决定闭合电路中感应电动势大小的因素是( )A .磁通量B .磁感应强度C .磁通量的变化率D .磁通量的变化量解析:选C.根据法拉第电磁感应定律E =n ΔΦΔt可知, 感应电动势的大小决定于磁通量的变化率, 所以只有选项C 正确.2.某闭合回路的磁通量Φ随时间t 的变化图象分别如图所示, 关于回路中产生的感应电动势的下列论述中正确的是( )A .图甲的回路中感应电动势恒定不变B .图乙的回路中感应电动势恒定不变C .图丙的回路中0~t 1时间内的感应电动势小于t 1~t 2时间内的感应电动势D .图丁的回路中感应电动势先变大, 再变小解析:选B .由法拉第电磁感应定律E =n ΔΦΔt 知, E 与ΔΦΔt 成正比, ΔΦΔt是磁通量的变化率, 在Φ-t 图象中图线的斜率即为ΔΦΔt.图甲中斜率为0, 所以E =0.图乙中斜率恒定, 所以E 恒定.因为图丙中0~t 1时间内图线斜率大小大于t 1~t 2时间内斜率大小, 所以图丙中0~t 1时间内的感应电动势大于t 1~t 2时间内的感应电动势.图丁中斜率绝对值先变小再变大, 所以回路中的感应电动势先变小再变大, 故选项B 正确, 选项A 、C 、D 错误.3.如图所示, 矩形线框abcd 的ad 和bc 的中点M 、N 之间连接一电压表, 整个装置处于匀强磁场中, 磁场的方向与线框平面垂直, 当线框向右匀速平动时, 以下说法不.正确的是( )A .穿过线框的磁通量不变化, MN 间无感应电动势B .MN 不产生电动势, 所以MN 间无电势差C .MN 间有电势差, 所以电压表有读数D .因为无电流通过电压表, 所以电压表无读数解析:选ABC.穿过线框的磁通量不变化, 所以无感应电流, 因此电压表无读数, C 错误, D 正确.MN 切割磁感线, 所以MN 产生感应电动势, MN 间有电势差, A 、B 错误.4.如图所示, 用同样的导线制成的两闭合线圈A 、B , 匝数均为20匝, 半径r A =2r B , 在线圈B 所围区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场, 则线圈A 、B 中产生感应电动势之比E A ∶E B 和两线圈中感应电流之比I A ∶I B 分别为( )A .1∶1,1∶2B .1∶1,1∶1C .1∶2,1∶2D .1∶2,1∶1解析:选A.由E =n ΔΦΔt 知, E A =E B , 即E A ∶E B =1∶1.又r A =2r B , 所以电阻R A =2R B , 由I =E R知I A =12I B , 即I A ∶I B =1∶2, A 正确. 5.如图所示, 在竖直向下的匀强磁场中, 将一水平放置的金属棒ab 以水平初速度v 0抛出, 设在整个过程中棒的方向不变且不计空气阻力, 则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是( )A .越来越大B .越来越小C .保持不变D .无法判断解析:选C.棒ab 水平抛出后, 其速度越来越大, 但只有水平分速度v 0切割磁感线产生电动势, 故E =Bl v 0保持不变.6.物理实验中, 常用一种叫做“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电荷量, 如图所示, 探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度.已知线圈匝数为n , 面积为S , 线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R .若将线圈放在被测匀强磁场中, 开始线圈平面与磁场垂直, 现把探测线圈翻转180°, 冲击电流计测出通过线圈的电荷量为q , 由上述数据可测出被测磁场的磁感应强度为( )A.qR 2nSB .qR nS C.qR 2S D .qR S 解析:选A.由通过线圈的电荷量可以求出平均电流I =q t, 然后根据E =IR 求出平均感应电动势E =IR =qR t , 又因为E =n ΔΦΔt =2nBS t , 所以2nBS t =qR t , 即B =qR 2nS.故选A. 7.如图所示, 平行导轨间距为d , 其左端接一个电阻R .匀强磁场的磁感应强度为B , 方向垂直于平行金属导轨所在平面.一根金属棒与导轨成θ角放置, 金属棒与导轨的电阻均不计.当金属棒沿垂直于棒的方向以恒定的速度v 在导轨上滑行时, 通过电阻R 的电流强度是( )A.Bd v R B .Bd v R sin θC.Bd v cos θR D .Bd v sin θR解析:选B .金属棒MN 垂直于磁场放置, 运动速度v 与棒垂直, 且v ⊥B , 即已构成两两互相垂直关系, MN 接入导轨间的长度为d sin θ, 所以E =Bl v =Bd v sin θ, I =E R =Bd v R sin θ, 故选项B 正确.8.(多选)如图所示, 长为L 的金属杆在水平外力作用下, 在匀强磁场中沿水平光滑导轨匀速运动, 如果速度v 不变, 而将磁感应强度由B 增为2 B .除电阻R 外, 其他电阻不计.那么( )A .水平外力将增为4倍B .水平外力将增为2倍C .感应电动势将增为2倍D .感应电流的热功率将增为4倍解析:选ACD .由法拉第电磁感应定律得E =BL v , B 增为2B , 则E 变为2E , C 正确.又由闭合电路欧姆定律得由于电阻R 不变, 所以电流I 变为2I , 所以F 安=BIL 变为原来的4倍, 匀速运动, 受力平衡, 所以外力变为4倍, A 正确, B 错误.又热功率P =I 2R , 故热功率变为原来的4倍, D 正确.☆9.竖直平面内有一金属圆环, 半径为a , 总电阻为R , 磁感应强度为B 的匀强磁场垂直穿过整个竖直平面, 在环的最高点A 用铰链连接的长度为2a 、电阻为R /2的导体棒AB 由水平位置紧贴环面摆下, 如图所示.当摆到竖直位置时, B 点的速度为v , 则这时AB 两端电压的大小为( )A .2Ba vB .Ba vC.23Ba v D .13Ba v 解析:选D .AB 棒摆至竖直位置时的电动势E =B ·2a ·v 2=Ba v , 金属圆环两部分并联电阻R 并=R 4, 由闭合电路欧姆定律知:U AB =R 并R 2+R 并·E =13Ba v , 故应选 D . ☆10.如图所示, 圆环a 和b 的半径之比为R 1∶R 2=2∶1, 且是由粗细相同的同种材料的导线构成, 连接两环的导线电阻不计, 匀强磁场的磁感应强度始终以恒定的变化率变化, 那么, 只有a 环置于磁场中和只有b 环置于磁场中两种情况下, A 、B 两点的电势差大小之比为( )A .1∶1B .2∶1C .3∶1D .4∶1解析:选 B .设b 环的面积为S , 由题可知a 环的面积为4S , 设b 环的电阻为R , 则a 环的电阻为2R .当a 环置于磁场中时, a 环等效为内电路, b 环等效为外电路, A 、B 两点的电压为路端电压, 根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律得E =ΔΦΔt =4ΔB ·S Δt , U AB =ER R +2R=4ΔB ·S 3Δt 当b 环置于磁场中时E ′=ΔB ·S ΔtU AB ′=E ′·2R R +2R=2ΔB ·S 3Δt 所以U AB ∶U AB ′=2∶1, B 正确.二、非选择题11.如图甲所示的螺线管, 匝数n =1 500 匝, 横截面积S =20 cm 2.电阻r =1.5 Ω, 与螺线管串联的外电阻R 1=3.5 Ω, R 2=25 Ω, 方向向右穿过螺线管的匀强磁场, 磁感应强度按图乙所示规律变化, 试计算电阻R 2的电功率和a 、b 两点的电势差.解析:螺线管中产生的感应电动势E =nS ΔB Δt =6 V, 根据闭合电路欧姆定律, 电路中的电流大小I =E R 1+R 2+r=0.2 A, 电阻R 2上消耗的电功率大小P =I 2R 2=1 W, a 、b 两点间的电势差U =I (R 1+R 2)=5.7 V.答案:1 W 5.7 V12.如图所示, 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.(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)在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?解析:(1)线框平面与磁感线平行时, 磁通量的变化率最大, E m =2Bl ab ·l ad 2·ω=BSω.(2)由题图所示位置转过60°的过程中, 磁通量变化量ΔΦ=BS -BS cos 60°=12BS 所以E =ΔΦΔt =12BS 2πω·16=3BSω2π. (3)瞬时感应电动势为:E =2Bl ab ·v ab sin 60°=32BSω. 答案:(1)线框平面与磁感线平行时磁通量的变化率最大 BSω (2)3BSω2π (3)32BSω一、必做题1.将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中, 线圈平面与磁场方向垂直, 关于线圈中产生的感应电动势和感应电流, 下列表述正确的是( )A .感应电动势的大小与线圈的匝数无关B .穿过线圈的磁通量越大, 感应电动势越大C .穿过线圈的磁通量变化越快, 感应电动势越大D .在线圈中产生的感应电流大小恒定不变解析:选C.由法拉第电磁感应定律E =n ΔΦΔt 可知感应电动势的大小E 与n 有关, 与ΔΦΔt即磁通量变化的快慢成正比, 所以A 、B 错误, C 正确.E =n ΔΦΔt =nS ΔB Δt, 根据闭合电路欧姆定律I =E R =nS ΔB R Δt , 若ΔB Δt 不变, 则I 恒定.若ΔB Δt变化, 则I 大小发生变化, 故D 错误. 2.一根直导线长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 VB .可能为零C .可能为0.01 VD .最大值为0.1 V解析:选BCD .当公式E =Bl v 中B 、l 、v 互相垂直且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, 可判断出B 、C 、D 正确, A 错误.3.磁流体发电机的电动势是导电流体(在工程技术上常用等离子体)通过磁场时, 以导电的流体切割磁感线而产生的.如图所示, 等离子体进入发电管道, 管道长、宽、高分别为a 、b 、c , 发电管道的两侧有磁极以产生磁场, 磁感应强度为B , 另外两侧面安有电极, 等离子体以速度v 通过通道时, 则灯泡两端的稳定电势差为( )A .Ba vB .Bb vC .Bc vD .无法计算解析:选B .等离子体通过通道时, 等离子体起到金属导线的作用, 切割磁感线产生感应电动势, 即E =Bl v =Bb v , 故B 正确.4.穿过一个内阻为1 Ω的10匝闭合线圈的磁通量每秒均匀减少2 Wb, 则线圈中( )A .感应电动势每秒增加2 VB .感应电动势每秒减少2 VC .磁通量的变化率为2 Wb/sD .感应电流为2 A解析:选C.磁通量的变化率ΔΦΔt =2 Wb/s, C 正确.由E =n ΔΦΔt得E =10×2 V =20 V, 感应电动势不变, A 、B 错误.由I =E R 得I =201A =20 A, D 错误. 二、选做题5.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, 导线框中通过的电荷量是( )A.2BS 2RB .2BS R C.BS R D .0解析:选A.线框左半边不动, 磁通量不变, 穿过右半边的磁通量Φ1=12BS ·sin 45°=24BS , 旋转90°时, Φ2=Φ1=24BS , 但因磁感线穿入方向变化, 故磁通量变化应是ΔΦ=Φ1+Φ2=22BS , 线框产生的平均电动势E =ΔΦΔt , I =E R , 通过的电荷量q =I ·Δt =ΔΦΔtR ·Δt =ΔΦR =2BS 2R, A 正确. 6.如图甲所示, 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乙所示.求:(1)前4 s 内的感应电动势; (2)前4 s 内通过R 的电荷量.解析:(1)由图象可知前4 s 内磁感应强度B 的变化率ΔB Δt =0.4-0.24T/s =0.05 T/s 4 s 内的平均感应电动势E =nS ΔB Δt=1 000×0.02×0.05 V =1 V. (2)电路中的平均感应电流I =E R 总, q =I t , 又因为E =n ΔΦΔt 所以q =n ΔΦR 总=1 000×0.02×(0.4-0.2)4+1C =0.8 C. 答案:(1)1 V (2)0.8 C一、选择题1.(多选)下列关于涡流的说法中正确的是( )A .涡流跟平时常见的感应电流一样, 都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的B .涡流不是感应电流, 而是一种有别于感应电流的特殊电流C .涡流有热效应, 但没有磁效应D .在硅钢中也能产生涡流解析:选AD .涡流的本质是电磁感应现象, 只不过是由金属块自身构成回路, 它既有热效应, 也有磁效应, 所以A 正确, B 、C 错误.硅钢中产生的涡流较小, 并不是不能产生涡流, D 项正确.2.甲、乙两个完全相同的铜环可绕固定轴OO ′旋转, 当给以相同的初始角速度开始转动后, 由于阻力, 经相同的时间后便停止;若将环置于磁感应强度B 大小相同的匀强磁场中, 甲环的转轴与磁场方向平行, 乙环的转轴与磁场方向垂直, 如图所示, 当甲、乙两环同时以相同的角速度开始转动后, 下列判断正确的是( )A.甲环先停B.乙环先停C.两环同时停下D.无法判断两环停止的先后解析:选B.甲不产生感应电流, 乙产生感应电流, 机械能不断转化为内能, 故乙先停下来.3.唱卡拉OK用的话筒内有放大声音的装置, 其中有一种是动圈式的, 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, 线圈就将声音信号转变为电信号, 下列说法中正确的是()A.该装置是根据电流的磁效应工作的B.该装置是根据电磁感应原理工作的C.膜片振动时, 穿过线圈的磁通量不变D.膜片振动时, 金属线圈中不会产生感应电动势解析:选B.动圈式话筒的工作特点是线圈在磁场中振动, 产生了电流, 可知B正确.4.如图所示, 将一根带有绝缘漆的金属导线按如图所示方式缠绕在一铁块上, 线圈中通入变化的电流时, 下列说法正确的是()A.铁块中会产生感应电流B.铁块中不会产生感应电流C.铁块电阻很大, 会产生很弱的感应电流D.铁块换为塑料块的话, 一定会产生感应电流解析:选B.由于上下各一半的线圈中电流方向相反、磁场方向相反, 合磁场为零, 磁通量不变化, 也就不会产生感应电流, B正确, A、C、D错误.5.(多选)如图所示, 一光滑水平桌面的左半部分处于竖直向下的匀强磁场内, 当一电阻不计的环形导线圈在此水平桌面上向右以某一速度开始滑行时, 下列说法正确的是()A.若整个线圈在磁场内, 线圈一定做匀速运动B.线圈从磁场内滑到磁场外过程, 必做加速运动C.线圈从磁场内滑到磁场外过程, 必做减速运动D.线圈从磁场内滑到磁场外过程, 必定放热解析:选ACD.整个线圈在磁场内时, 无感应电流, 故不受安培力, 线圈做匀速运动, A正确;线圈滑出磁场过程中, 产生感应电流, 受到阻碍它运动的安培力, 故线圈做减速运动, 机械能转化为内能, 选项B错误, C、D正确.6.如图所示, 闭合金属环从光滑曲面上h高处滚下, 又沿曲面的另一侧上。