(人教版)高中物理选修3-2(全册)同步练习
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離擦与说明1-奧斯符实电硝娥趣帶,汇敢脇足WJ會学体册対雄熾线运动*■W#与配明L峯m示曲I岛应电《h仁}不产牛!«应电甌⑶产ts§r屯电牯匚2.捽:山F弾黄线屬收翰时■面机减小.倉越懂碱小■瞬以产叫感情电范.X ??;伽威人蹙场的过程审疋由赣厢■静BEifillt瑞犬匚防缺战1•中产?k矗应电M>在红■离』r戍帧的竝程屮.ih p埔过绒圈的維逋応碱小.所w^WP^fl-SSWHlWi当怫个线1«郝比雜场屮II 趴山「•穿过线1«的繊遞汕不箜・所以戏圈申爪严生鵬应电说.L答『幷城曲远禹診罐縛劫时•由度衣断减轲.所以穿过线|«的毬通lft/fti応小.fSUP"产生感皿业流・乌导规中的电浚遂渐常大或啣小时.统圈祈金位Tt輻破够应議哎也虑陽增乂或域4-穿过线期时进曲从也酹之逹浙轴人或址小・所以找圈中产生蛭应电诡“氐芥:啊坐低和同f匀帰感场的方向耦炳、由F穿Lift!环的蹬適川不城牛空化i fiffEL 闌陌屮iSfj感曲电池产牛'j舉快《|屛齡匀虜炀中移动.ih F穿过帼兀的化.所叽制环屮麻也雀H1ML产生*6- ffi乙、积r£«悄况巧可友在线圈n中规幣罚儼应电就冈为甲所农示的电浹足稳协电it 那么・由这个电廉产生的磁场就是不变的.穿过线圈B的世通故不鲂不产生嬪应电流.乙.丙、T三利饰况示的电时何变化的电貶、那么*山这样的电誡严生的嶽场也徒便化豹、穿过B的麻通牡变化■产生感应电流.7“ 拣尸—JM孑』£+诫叶硏Xrr^M.\<f«不产牛也应电断必坝耍求D翻M构龍的闭合电瞄的嚴迪瞅不烬即B.S BV * rtljS厂+毗filflXt从「二0幵始.搭曙应强健”剛时利『的变化规爪绘t・用:件条形嚴轶存人线團的过驛中.右向庄的磯感爼睜过纯KBU啲且绚出的isaihun応根据梅欧定律刨队域咽中感应电槪验场方囱曲滾關彳讥叫椒1K右今螺錠足则.判噸岀檢应Hlifi时方向・即从在tttfh感应魁瓯沿Wliiffl*向CB1 7>4£・答:书闭舎开关时・詠线A/PD电SL由左自打•它在上茴的闭普践阳I 7椎中引毘乘罚于st面向外的憊通ft*M*相撮ej伙电HU闭會觀框中产① 也竝虹蹴的贡场・餐陽禍臣的壇瞩所頃感应电贩的礁场在闭汀线榊內的力剧哇龜r[班押问帕卩漏躺右F爆庭宦则町知膊炖电流的方向超山D向u剧斷开幵笑时•垂直于畑面向外的議通欣感4 铁据榜发世律*闭合线IK中产也#应电it 的赳场.雀口I碍时;喘场超通就的料少.所以摇网业流的槪场乩闭住餐肚円的力向吐"筑向向外,Httlfti/i 应|<流的方向凰山「向D.3.輪呷器体AH^ti»动时•线權八皿⑴中匝应HU血向内的縱逊肚鐵化tHttiffi次逬料.它产忙的感应电浦M的减少.卯德用取施的鐵场上j Ifi蹴瑪方筒相同・乖M F#ftrti向瓯術I丄螺应电流的打何上人・H Y -D此IIL纯框帕时i址曲向内的雄通応埔加.權据册曲宦律.*:产牛的邀塢鉴阳磚毬適秋的州加・廉矗应电沈的憊场■」呛適扬方向相心雅吃于紙宵曲外■用EL Jfi应电流晌方向址,-H -F -E佛旦・我们川乜曲卜觌粗中的任熾一牛冊町订刿定皆讳八川屮SS应电辄的方向r说暉n此is^rri+ wi i-tfj屯就力购的为定也XHN"足则米确確・■L Wi th『统圈忙亲形傩饮的N固附近.所限可以认为从人fun的过程中.轶曲中向I 的磁通佩小.HHK棵灰定律・线HI小产七的想应电滝的鹼场煙矶即ift通撤IW腻心・朗慨用电豪的童场与原童坊方向柑同,再很《s右乎螺枕足則町滋噁应电就的方向・从上關F*^时针方向.从H到厂的过粋屮・线臨叩拠卜的空JMK出加厳据楞昨漏S4■中卢5的狠总业流的卑场嗚矶的融通吐的堆加.即憊炖|社渝的at场r肿血u#力向郴圧•卩$粗抑理1 Ft»腕痕剛吨加幔俺电it的方向.从上狮F希庖为适时针方向.5* 4$ici) (i^rViUnft;(2)池村胎应电皿⑶侖破应电ah(V ^M rfjfes的4*岡•觀・P的左站为N«u SITSHf^S的"间•圾I”的右端丸NHL0.家用Mt怏的任哉(tnNlft)搖逊人殊时*穿过.I环中的做尬山帕N】・MHKfiJlk定律.1环屮将鬥1册别庞・凰鈿蓝恢与八旳tat A环将JS肉磁釦同懸半值快迥商N 环时■八和产加瞰应m黄的方向紳凰硏冲歼崎at挨远离.片fiesta磁轶」由于“环址斷幵的.尢论论极料近左述晦〃邸,部不会任”附中卅成蛛应牡诙*州M “陌将带移劝.n M,-4 Tr:<J)talfl I H侨屁關盘中狂隐Wf歛q邯任切割阿感线・i£f 桧可也粉成一牛迪悦・ftuw疗于琏则町以刿晰・”点的电馆比「戍也Kftttt HWtJft蜒上的岖勢比囲心胆勢高・ft CD±HS±用牡2S・转动的供电再(27 WIK^r%则列新・n r«tUW比「点(3・所以就过电阻R的说流方向包卜时1“MMt牺■町拥诞为求CD側的斓诫彷!>■ Vitii为宀转IM i川怙訥的如速應旳匀怀能场的羈佔应强川沟"•求闘甜耳就时的感吨也动枠的尢小,I[•体诈辛L耐的融P,気解:拟据祓竝第电眶感应定律.线WhS应电动势为E=qT WOX°' °^ :'與V-17S V0. 4浪据闭令见路欧妁窪护可C 通过曲热剁的电谎为,E1R^r=590+)0 A = 0- 175 A;仁強;粮胸导线切闌蹙感线产比感股电功铮的公式E也阶可如妣胞中的愼应电动孙为E=4.6X 10 S X2. 05X H)*X7.6X10W-7>2X LOWL <TW.別疗使at盒fti功,统圈将Rfi抵盒Jfe动・・产生虑应电骼仁5-齐:因为皴BB绕O轴转曲时.线■民为h的边切割雄卿的連鹰童化.!»应电动勢用fltf变化.IM据处式斤田冋M lllu ft E 凶为£J康…Q!30\ 所以七E-MSrWjR答:<1> 定律.线IH屮蜥应电内转忙=』労i兰展*所悅;» =醇1 4*亡)很惦闭汁电耕戏姐進汁“町祁通过纯潮的Its Si J X样址叔 1 … A/iS j?,r M 加W ir論所恤$=懐#*J H © Ix峯管中右导111就体初时申fll^T rate为d的导徉在切割嚷釀战•产4的感应电则卜:-叭液井怖MQ F€)1即徹休的沆秋坷电动协E的灯为Q-加L 解:导躱切割磁感线产唯感应电动勢的瓷式恂・ 该机闢囂尘间的电擁墨为£-4,7X10 XI2. 7XO.7X340 vi I A2 VWfflliF 定则町知.从爲柚员角廈来说・/uMUiffi 电擀桶.说F 儿询題的难点之灌护学生鮒空间懸象力注在比较时此町 用简单宙罐<tfl 1 12)精助理解*好外・慢越呵卄充一何-即肖E 机从前 向东茁诵h WWtfLft 电静高?奇析可禅仍为左侧机冀电叭ci >根1«伏拉第电殆密应运押・线圈申AS 直电站携为卜0怕根据血F 圉舉町如・^-0.5 Wli/s.肌压农的请敕为E F 聲 100X0.5 V 50 V h£2)够应电场的方向为逆时豺方向・B 】HH 区所屮c :n A 端的电勢比B WH A 端縫谏q 电压我标“卜”岀|门 的按线住述接iti[附i r3*霽E⑴尊效电豁咖08 4 11師仇⑵通过出的电说方向从I PIT.槻掀导线切割磁剧纯严咔播说电劝悴的金式F:=H®・MN、FQ的堆谕棒郁为E IXlX i V i V 粮据电池的井联和RI合咆跖狀螂毎H仁適过用前电:二\ A-I AnC3)適过MN的电就序向为H N列过PQ的电眦加诃为F」Q列化4* )Ficu 圈曦速陵卩匀建进人锻场.嗎厂门心花锻场屮时.线掲中搏应电劫恰总I的… 加|q为("边的K丿叭此时峨阍中的櫃应电流为J ? 營、井申氏为纯圈的总电阳“ 同韓.线溜以谑血肌匀建逬人磁沟时.线圈屮的螺应也迪赧大腔沟「% 耶二机与馆次线圈中故嵐电说之比为z«k(2>线圈型14厦1^速进人班如十「"边件圈场屮I叭「”迪覺安埒力址大,域大值为N ft v/■■ 旳止[;! “ iii-mwtte匀速运功・所以此附外力也用大.口外山大小爭于雄胡力丸小,此时外力的功牢为几F®■'當°同他绷《以連度加邁人感场||瓠外力的汕丸功率为凡二坐評.弟二次与第-次外力融功的加大功华之比为1U.⑶ 线圈股蝴心迷边人魁场・线圈屮的矗星电O h 隼铁:设片”边氏为!汕则线1«绘过时间扌=虫完金进人磁场.JK馬鳗・中不再仃險应壯海.新V帅次线剛严L的热"伊尺?用少.同理.*15BIHW2vijaJ进人确场时.线圈申产农的热加为Q ・明二出9第秋约圈中产生前熬応之配为恥1.iftifl: >4进•步外析丼说明.ft ii iJW'l1・卄力克IK璽培力81做的功与姙应惟说所馳的功址州等的.斛洋与说明・h ?¥i("呀开JEStfJF®. fmfflA中的电流减小幷消块时,郢过fam B的盛逋川减小.从而在线JMH 屮楼产主感应电说・JR据梅次逆握炖HiML的伍场軽肌珂脈瞪场的减小・这样就便铁芯申憊场减弱得慢整,即右开笑S斷开后我时间内、铁芯中述仃谗箭隊轲的送场、这个琏场对常枝1)依然布力件用•因此・牌(K芥昵辽即梓衔铁礼遇・⑵ 如腔划81"爪闭件不金时延貯效裂产生影响,在开关S騎歼时.线醐人中电流破小片》!快iH失"线BBH中貝有悠应电谢峥而无感应电诫*铁芯中前磁场ft!快91尖.殺场対fff 铁u的作川jjdUHtftim>弾I»K将IB拉起.瓷答孑出僭牌把客用衷的蛊電塚楝测红圖撕片时.线圖中的电瀝將號小.廉主自"唯较大的自感电动如悶只義乜间右较高电“皆『刘伟一八所圳刘箱惊叫包花呷学Iff评按零HI 凌ill F时间经历的较“前矢J缶Si⑴ 琦幵关百由斷片变为斶诈・A灯血亮蜜得犯为明亮.B灯由屣噫眛r倒不壷⑵ 呷肝比”由闭合奄勿断开・A灯不茫.R灯ill亮变肖剁駁克」H^VtHI-祥:%铜盘在磯悔阿远动吋■由『•发吃电視挤应现稅.低嗣旣中产牛陋曲电说•使»4 fit受列蚩堵力作用.而賞培力的方崗陨碍导怵的运动.昕以钢盘叫快就停厂F来”2.賂愕条解推铁的兀极菲近线團时*线觀中向下的嚴讷於吊棘ftl辦務次宦律町初线圈■I嗯闻电譏的礁场应蟻向is ifpaw-fi T«旋定則,洲斷出毀m申的擁用电辄方向为iOMi方向打I IWfiX 感应电淹的昭场对皋带倉快的作川力冋|:・釉即第耀比挾向F运动.丹条彩16铁的Mttliffi离线1*财*纓期屮向卜的鏗迪讹诫小* «1制榜次定挥町讯・线圈中膊城也锻的雜场应谈向乩再根据右『端鉅宦则・判斷出蜿■申tuna唱竄舟向为霍时针片向F饒曲下看人羸应电抚的N|g的作用力向破铁向上语瓠S 比.尤论杀幣粧铁忑样运切*攜林爻到找囲中逍应电机懑场的用醐件用•所以祈曲瞇恢较快地r?r f Jt,庄此过就中・懈貧和戰铁的机械健沟将转化为线圈"谢电能・溟测丄做这牛实》8时・为r现缺明显•⑷汁线圈应十鰹用鞍觅*辍甲・M内栓较小的制环欢悄幷・这样⑷以产牛较侵的繆応itiift・并li^rattt产生较人的作川力.二Si在磁性握强的小WI片F幣的过程中*没有簌口的钳管屮的破通fit底生蹩化(4B9 HJ方剛竹中SMS通秋Mt权丁方的粥袴中的您通h阳大》,所以铝席屮禅产牛舞应电址.感应电前的備场将对卜體的小岡片产生61力作用・小阀片在钳營屮缓慢F落I如耶小囿片往右缺□的错许中卜蒲•闻竹俐背中适合产牛;搖痢HL«b攜应粗流的E场将时卜落的小脚片也产生皿力竹川,川这旳怕毗丿川估小・所以小岡片任站鹉申尸蒂询比轻快.h S E这曲徹猫的価应电癥.将便卫陋愦到地峨场的左培力fi'JIL N/i也服盘W5力作用.I加的+部分动繼轴化为电能.这杆卫用机幅能si小,函动轨迢帶离地制鳥世介连渐酯低■.蜜豪増號向右善动时.&MM环中的VttiftM小’側环吐桁严生炼应电流・金属関歼将覺到羞形破快晦柿的惟川H,这卜力实關I .就足泵形瞪铁的雜场理JR应电置的4J音力。
最新人教版高中物理选修3-2综合测试题及答案2套(2)
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最新人教版高中物理选修3-2综合测试题及答案2套(2)最新人教版高中物理选修3-2综合测试题及答案2套本册综合学业质量标准检测(A)本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分100分,时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,第1~6小题只有一个选项符合题目要求,第7~10小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)1.如图所示,甲图是录音机的录音电路原理图,乙图是研究自感现象的实验电路图,丙图是光电传感的火灾报警器的部分电路图,丁图是电容式话筒的电路原理图,下列说法错误的是 ( B )A.甲图中录音机录音时,由于话筒的声电转换,线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场B.乙图电路中,开关断开瞬间,灯泡会突然闪亮一下,并在开关处产生电火花C.丙图电路中,当有烟雾进入罩内时,光电三极管上就会因烟雾的散射而有光的照射,表现出电阻的变化D.丁图电路中,当声波使膜片振动时,电容发生变化,会在电路中产生变化的电流解析:磁带录音机的录音原理是:录音时,将电信号转换为磁信号,故A正确。
乙图电路中,开关断开瞬间,灯泡立即熄灭,故B错误。
光电三极管也是一种晶体管,它有三个电极,当光照强弱变化时,电极之间的电阻会随之变化。
当有烟雾进入罩内时,光电三极管上就会因烟雾的散射而有光的照射,表现出电阻的变化,故C正确。
电容话筒利用振膜接受空气振动信号,振膜与固定的平面电极之间形成一个电容,两者之间的距离变化会导致其电容容量的变化,在电容两端施加固定频率及大小的电压,通过电容的电流就会变化,故D正确。
本题选错误的,故选B。
2.如下图(甲)所示,打开电流和电压传感器,将磁铁置于螺线管正上方距海绵垫高为h处静止释放,磁铁穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止。
若磁铁下落过程中受到的磁阻力远小于磁铁重力,且不发生转动,不计线圈电阻。
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
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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全册同步练习测试解析版
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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1、2节 (1)第4章第3节 (5)第4章第4节 (10)第4章第6节 (16)第4章第7节 (21)第4章全章训练 (25)第5章第1节 (39)第5章第2节 (44)第5章第3节 (49)第5章第4节 (54)第5章第5节 (59)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)知能综合检测(A卷) (77)知能综合检测(B卷) (82)第4章第1、2节一、选择题1.在电磁学发展过程中,许多科学家做出了贡献,下列说法正确的是()A.奥斯特发现了电流磁效应;法拉第发现了电磁感应现象B.麦克斯韦预言了电磁感应现象,奥斯特发现了电磁感应现象C.库仑发现了点电荷的相互作用规律;密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值D.安培发现了磁场对运动电荷的作用规律;洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律解析:麦克斯韦预言了电磁波并没有预言电磁感应现象,发现电磁感应现象的是法拉第,选项B错误;洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律,安培发现了磁场对电流的作用规律,选项D错误.答案:AC2.(2011-宿迁高二检测)在电磁感应现象中,下列说法正确的是()A.导体相对磁场运动,导体内一定会产生感应电流B.导体做切割磁感线运动,导体内一定会产生感应电流C.穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路内一定会产生感应电流D.闭合电路在磁场内做切割磁感线运动,导体内一定会产生感应电流解析:导体处于闭合回路中,且做切割磁感线运动引起磁通量变化时,产生感应电流,A、B项不正确;闭合电路在磁场内做切割磁感线运动时,穿过回路的磁通量不一定变化,不一定产生感应电流,D错误;根据感应电流的产生条件可知,C正确.答案:C3.如右图所示,通电螺线管水平固定,OO'为其轴线,“、力、c三点在该轴线上,在这三点处各放一个完全相同的小圆环,且各圆环平面垂直于O。
'轴.则关于这三点的磁感应强度Bb、及的大小关系及穿过三个小圆环的磁通量瓦、瓦、瓦的大小关系,下列判断正确的是()-•HPA.Ba~~Bfy~~Be,~~~~B.Bb'^'Be,⑦⑦cC.Ba>Bb>Bc,D.B a>B b>B c,ea=Cb=m解析:根据通电螺线管产生的磁场特点,B u>B b>B c,由ABS,可得瓦〉血,>血,故C正确.答案:C4.(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.下列四个图中能产生感应电流的是()解析: A 、C 图中穿过线圈的磁通量始终为零,不产生感应电流;B 图中穿过线圈的 磁通量保持不变,不产生感应电流;D 图中由于线圈与磁感线的夹角变化引起磁通量变化, 产生感应电流.答案:D5.在纸面内放有一条形磁铁和一个位于磁铁正上方的圆形线圈(如右图所示),下列情况中能使线圈中产生感应电流的是()A.将磁铁在纸面内向上平移C.将磁铁绕垂直纸面的轴转动 B.将磁铁在纸面内向右平移D.将磁铁的N 极向纸外转,S 极向纸内转解析: 将磁铁向上平移、向右平移或绕垂直纸面的轴转动,线圈始终与磁感线平行, 磁通量始终为零,没有变化,不产生感应电流.所以A 、B 、C 均不正确.将磁铁的N 极向 纸外转,S 极向纸内转,磁通量增加,线圈中产生感应电流,所以D 项正确.答案:D6.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.C.D.穿过ABC 面和BOC 面的磁通量相等穿过AOC 面的磁通量为零穿过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.勾强磁场沿Qx 方向没有磁感线穿 过面、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ABC.答案:ABC7.如右图所示,匕为一根无限长的通电直导线,M 为一金属环,匕通过M 的圆心并与M所在的平面垂直,且通以向上的电流/,贝M )A.当匕中的电流发生变化时,环中有感应电流B.当M 左右平移时,环中有感应电流C.当M 保持水平,在竖直方向上下移动时环中有感应电流D.只要匕与M 保持垂直,则以上几种情况,环中均无感应电流解析: 图中金属环所在平面与磁感线平行,穿过金属环的磁通量为零.无论/变化,还是Af 上下移动或左右平移,金属环所在平面一直保持与磁感线平行,磁通量一直为零,不产生感应电流,D 正确.答案:D8.一磁感应强度为B 的匀强磁场方向水平向右,一面积为S 的矩形线圈abed 如右图所示放置,平面沥cd 与竖直方向成<9角.将沥cd 绕ad 轴转180。
人教版高中物理选修3-2同步练测:第五章4变压器
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高中物理学习材料(马鸣风萧萧**整理制作)4 变压器建议用时实际用时满分实际得分45分钟100分一、选择题(本题包括10小题,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,有选错或不选的得0分,共40分)1.对理想变压器可作出的判断是( )A.高压线圈匝数多、电流大、导线粗B.低压线圈匝数少、电流小、导线细C.高压线圈匝数多、电流大、导线细D.低压线圈匝数少、电流大、导线粗2.一台理想变压器的副线圈有100 匝,输出电压为10 V,则铁芯中磁通量的变化率的最大值为( )A.10 Wb/s B.14.1 Wb/sC.0.14 Wb/s D.28.2 Wb/s3.(2010年高考重庆卷)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1所示,然后将原线圈接到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( )图1A.1100,360 B.1100,180C.2200,180 D.2200,3604.如图2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2A.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=05.(2011年湛江市模拟)如图3所示,理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1,原线圈接正弦式交流电源,副线圈接入“220 V,60 W”灯泡一只,且灯泡正常发光.则( )A.电流表的示数为3√2220AB.电源输出功率为1200 WC.电流表的示数为3220AD.原线圈两端电压为11 V 图36.(2011年湛江高二检测)有一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表,副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节,如图4所示,在副线圈两输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R,在原线圈上加一电压为U的交流电,则( )图4A.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表的读数变大B.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表的读数变小C.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表的读数变大D.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表的读数变小7.(2011年芜湖高二检测)如图5所示,电路中有四个完全相同的灯泡,额定电压均为U,变压器为理想变压器,现在四个灯泡都正常发光,则变压器的匝数比n1∶n2和电源电压U1分别为( )图5A.1∶2 2U B.1∶2 4UC.2∶1 4U D.2∶1 2U8.如图6甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图,下列说法中正确的是( )图6A.线圈匝数n1<n2,n3<n4B.线圈匝数n1>n2,n3<n4C.甲图中的电表是电压表,输出端不可以短路D.乙图中的电表是电流表,输出端不可以断路9.(2009年四川高考)如图7甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,R1=20 Ω,R2=30 Ω,C为电容器.已知通过R1的正弦式交流电如图乙所示,则()图7A.交流电的频率为0.02 HzB.原线圈输入电压的最大值为200√2 VC.电阻R2的电功率约为6.67 WD.通过R3的电流始终为零10.如图8所示,理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2,输电线的等效电阻为R.开始时,开关S断开.当S接通时,以下说法中正确的是( )图8A.副线圈两端M、N的输出电压减小B.副线圈输电线等效电阻R上的电压增大C.通过灯泡L1的电流减小D.原线圈中的电流增大二、填空题(本题共2小题,每小题6分,共12分.请将正确的答案填到横线上)11.如图9所示,自耦变压器输入端A、B接交流电源,其电压有效值U AB=100 V,R0=40 Ω,当滑动片处于线圈中点位置时,C、D两端电压的有效值U CD为________V,通过电阻R0的电流有效值为________A.图9 图1012.如图10所示的理想变压器,它的初级线圈接在交流电源上,次级线圈接一个标有“12 V 100 W”的灯泡,已知变压器初、次级线圈的匝数比为18∶1,那么小灯泡正常工作时,图中的电压表的读数为__________ V,电流表的读数为__________ A.三、计算题(本题共3小题,共48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.(16分)如图11所示,一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220 V的市电上,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11(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?14.(16分)黑光灯是利用物理方法灭蛾杀虫的一种环保型设备,它发出的紫外线能够引诱害虫飞近黑光灯,然后被黑光灯周围的交流高压电网“击毙”.图12如图12是高压电网的工作电路,高压电网是利用变压器将有效值为220 V的交流电压变成高压,高压电网相邻两极间距离为0.5 cm,已知空气在常温常压下的击穿电压为6220 V/cm,为防止空气被击穿而造成短路,变压器的次、初级线圈匝数比不得超过多少?15.(16分)如图13所示理想变压器输入的交流电压U1=220 V,有两组副线圈,其中n2=36匝,标有“6 V9 W”、“12 V12 W”的电灯分别接在两副线圈上均正常发光,求:图13(1)原线圈的匝数n1和另一副线圈的匝数n3;(2)原线圈中电流I1.4 变压器得分:一、选择题二、填空题11. 12.三、计算题13.14.15.4 变压器参考答案一、选择题1.D 解析:由变压规律U1U2=n1n2知高压线圈匝数多,由变流规律I1I2=n2n1,匝数多的电流小,导线细;匝数少的电流大,导线粗,故选D.2.C 解析:由E=nΔΦΔt 知ΔΦΔt=1nE m=1100×10√2 Wb/s=0.14 Wb/s.3.B 解析:对新绕线圈的理想变压器,根据变压比公式得n1=n3U1U3=5×2201=1100,同理,变压器烧坏前,n2=n1U2 U1=1100×36220=180,B正确.4.BCD 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,A错,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D选项也正确.5.C 解析:副线圈电压U2=220 V,电流I2=PU2=311A,则原线圈两端电压U1=201×U2=4 400 V,电流I1=1 20×I2=3220A,所以电流表示数为3220A,选项A、D错误,C正确.电源输出功率为60 W,选项B错误.6.BC 解析:保持Q的位置不动,副线圈匝数不变,由U1U2=n1n2知U2不变,当P向上滑动时,由I2=U2R0+R知I2减小,故电流表的读数变小,B正确,A错误;保持P的位置不动,将Q向上滑动时,副线圈的匝数增多,由U1U2=n1n2知,U2增大,由I2=U2R0+R知I2增大,故I1增大,C正确,D错误.7.C 解析:设灯泡正常发光时的电流为I,则I1=I,I2=2I.由n1n2=I2I1得n1n2=21.由U1′U2=n1n2得U1′=n1n2U2=2U.故U1=4U,C正确.8.BCD 解析:甲图中原线圈并联在电路中,应为电压互感器,为降压变压器,n1>n2,甲图中的电表为电压表;乙图中原线圈串联在电路中,为电流互感器,是升压变压器,n3<n4,乙图中电表为电流表,故选项B、C、D正确.9.C 解析:由图象可知该交流电的周期为0.02 s,所以频率为50 Hz,A错误;因为变压器输出电压最大值为20×1 V=20 V,所以变压器原线圈电压的最大值为20×10 V=200 V,B错误;R2的功率P2=U2R2=(√2)230W=6.67 W,C正确;因为电容器可以通过交流电,所以电阻R3中的电流不是始终为零,D错误.10.BCD 解析:由于输入电压不变,所以当S接通时,理想变压器副线圈M、N两端输出电压不变.并联灯泡L2,总电阻变小,由欧姆定律知,流过R的电流增大,电阻上的电压U R=IR增大.副线圈输出电流增大,根据输入功率等于输出功率I1U1=I2U2得,I2增大,原线圈输入电流I1也增大.U MN不变,U R变大,所以U L1变小,流过灯泡L1的电流减小.二、填空题11.200 5解析:当滑片处于线圈中点时由变压比公式得,U CD=2U AB=200 V,通过R0的电流I=U CDR0=5 A.12.216 0.46三、计算题13.(1)0.98 A(2)180 W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,有U1I1=U2I2,当I2=12 mA时,I1即为熔断电流,代入数据得I1=0.98 A.(2)设副线圈中的电流为I2′=10 mA时,变压器的输入功率为P1,根据理想变压器的输入功率等于输出功率,有P1=I2′U2,代入数据,得P1=180 W.14.10∶1解析:电网两极间电场可看做匀强电场U m=E m d由题意,空气被击穿时E m=6220 V/cm由理想变压器电压关系U1mU2m =n1n2由峰值与有效值关系U1m=√2U1由以上各式:得n1n2=110.所以次、初级线圈匝数比不得超过10∶1.15.(1)1320匝72匝(2)0.095 A解析:(1)由于两灯泡均正常发光,所以有U2=6 V,U3=12 V根据原、副线圈电压与匝数的关系,由U1U2=n1n2,U2U3=n2n3得n1=U1U2n2=2206×36=1320(匝),n3=U3U2n2=126×36=72(匝).(2)由于P入=P出,P出=P2+P3,所以P入=P2+P3,即I1U1=P2+P3,则I1=P2+P3U1=9+12220A≈0.095 A.。
【人教版】物理高中选修3-2课时同步练习 (全书完整版)
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(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( )。
高中物理人教版选修3-2同步训练:5.5变压器
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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
人教版高中物理选修3-2测试题及答案解析全套
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人教版高中物理选修3-2测试题及答案解析全套含模块综合测试题,共4套第四章电磁感应(时间:50分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分,第1~5小题中只有一个选项符合题意,第6~8小题中有多个选项符合题意,全选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.如图1所示,大圆导线环A中通有电流,方向如图所示,另在导线环所在的平面画一个圆B,它的一半面积在A环内,另一半面积在A环外。
则B圆内的磁通量()图1A.为零B.垂直纸面向里C.垂直纸面向外D.条件不足,无法判断解析:选B根据右手螺旋定则可知,A产生的磁场在A线圈内部垂直纸面向里,在外部垂直纸面向外,由于磁感线是闭合的曲线,所以A内部的磁感线一定比A外部的磁感线要密一些,所以B项正确。
2.如图2所示,a为圆形金属环,b为直导线,且b垂直环面穿过圆环中心()图2A.若直导线b中通入恒定电流,金属环a中会产生感应电流B.若直导线b中通入交变电流,金属环a中会产生感生电流C.若直导线b中通入恒定电流,同时让直导线b绕过圆环中心的水平轴在竖直平面内转动,金属环a中会产生感应电流D.以上三种说法均不对解析:选D产生感应电流的条件是闭合回路中磁通量发生变化,不管b中通入什么样的电流,穿过a 中的磁通量始终为0,D 对。
3.半径为r 带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置,在圆环的缺口两端引出两根导线,分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接,两板间距为d ,如图3甲所示。
有一变化的磁场垂直于纸面,规定向内为正,变化规律如图乙所示。
在t =0时刻平板之间中心有一重力不计,电荷量为q 的静止微粒。
则以下说法正确的是( )图3A .第2秒内上极板为正极B .第3秒内上极板为负极C .第2秒末微粒回到了原来位置D .第2秒末两极板之间的电场强度大小为0.2 πr 2/d解析:选A 根据楞次定律,结合图像可以判断:在0~1 s 内,下极板为正极,上极板为负极;第2秒内上极板为正极,下极板为负极;第3秒内上极板为正极,下极板为负极;第4秒内上极板为负极,下极板为正极,故A 选项正确,B 选项错误。
人教版高中物理选修3-2基础过关+对点训练(全册3单元15课时) Word版含解析
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人教版高中物理选修3-2基础过关+对点训练第四章电磁感应4.1 划时代的发现4.2 探究感应电流的产生条件记一记划时代的发现、探究感应电流的产生条件知识体系1个实验——奥斯特的电流磁效应实验1个条件——感应电流产生条件3种情形——磁通量变化的三种情形辨一辨1.电流的磁效应说明电能生磁.(√)2.奥斯特发现了电流的磁效应;法拉第发现了电磁感应现象.(√)3.闭合线路中有感应电流时,则通过线路的磁通量一定发生变化.(√)4.导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中一定产生感应电流.(×)5.小磁针在通电导线附近发生偏转的现象是电磁感应现象.(×)想一想1.哪些情况可以引起磁通量Φ的变化?提示:磁通量的变化有三种情况,由Φ=BS可知:(1)是磁感应强度B不变,有效面积S变化;(2)是磁感应强度B变化,有效面积S不变;(3)是磁感应强度B和有效面积S同时发生变化.2.如何判断是否是电磁感应现象呢?提示:(1)由磁生电的现象都是电磁感应现象;(2)所有的电磁感应现象都与变化和运动相联系.3.只要磁通量发生变化,电路中就一定有感应电流吗?提示:产生感应电流的条件有两个:一是电路闭合;二是磁通量发生变化,两者缺一不可.当电路不闭合时,即使磁通量发生变化,电路中也没有感应电流产生.4.磁通量有正负,其正负号表示方向吗?提示:磁通量是标量,但有正负,其正负分别表示磁感线穿入的方向与规定的方向相同还是相反.思考感悟:练一练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:穿过闭合回路的磁通量大小取决于磁感应强度、闭合回路所围面积以及两者夹角三个因素,所以只了解其中一个或两个因素无法确定磁通量的变化情况,A、B两项错误;同样仅由磁通量的情况,也无法确定某个因素的情况,C项正确,D项错误.答案:C2.(多选)下列说法中正确的是( )A.发现电磁感应现象的科学家是奥斯特,发现电流磁效应的科学家是法拉第B.奥斯特的思维和实践没有突破当时人类对电和磁的认识C.产生感应电流的原因都与变化或运动有关D.电磁感应现象的发现使人们找到了“磁生电”的方法,开辟了人类的电气化时代解析:发现电流磁效应的科学家是奥斯特,发现电磁感应现象的科学家是法拉第;产生感应电流的原因都与变化或运动有关;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.综上所述,C、D两项正确.答案:CD3.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.以上说法都不正确解析:对闭合电路而言,磁通量必须变化,闭合电路中才有感应电流,仅有磁通量但不变化,是不会产生感应电流的,故A 项错误;如果线圈(或螺线管)不闭合,即使穿过它的磁通量发生变化,线圈中也不会有感应电流,故B、D项错误;C项正确.答案:C4.下图中能产生感应电流的是( )解析:根据产生感应电流的条件:A项中,电路没闭合,无感应电流;B项中,面积增大,闭合电路的磁通量增大,有感应电流;C项中,穿过线圈的磁感线相互抵消,磁通量恒为零,无感应电流;D项中,磁通量不发生变化,无感应电流.答案:B要点一磁通量及其变化1.关于磁通量,下列说法中正确的是( )A.磁通量不仅有大小,而且有方向,所以是矢量B.磁通量越大,磁感应强度越大C.通过某一平面的磁通量为零,该处磁感应强度不一定为零D.磁通量就是磁感应强度解析:磁通量是标量,故A项错误;由Φ=BS⊥可知Φ由B和S⊥两个因素决定,Φ较大,有可能是由于S⊥较大,故B项错误;由Φ=BS⊥可知,当线圈平面与磁场方向平行时,S⊥=0,Φ=0,但磁感应强度B不为零,故C项正确;磁通量和磁感应强度是两个不同的物理量,故D项错误.答案:C2.如图所示,两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r.圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合,则穿过a、b两线圈的磁通量之比为( )A.1:1B.1:2C.1:4D.4:1解析:由题图可知,穿过a、b两个线圈的磁通量均为Φ=B·πr2,因此磁通量之比为1:1,A项正确.答案:A3.如图所示,水平放置的扁平条形磁铁,在磁铁的左端正上方有一金属线框,线框平面与磁铁垂直,当线框从左端正上方沿水平方向平移到右端正上方的过程中,穿过它的磁通量的变化情况是( )A.先减小后增大 B.始终减小C.始终增大 D.先增大后减小解析:线框在磁铁两端的正上方时穿过该线框磁通量最大,在磁铁中央时穿过该线框的磁通量最小,所以该过程中的磁通量先减小后增大,故A项正确.答案:A要点二产生感应电流的条件4.(多选)下列情况能产生感应电流的是( )A.如图甲所示,导体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:题图甲中导体AB顺着磁感线运动,穿过闭合电路的磁通量没有发生变化,无感应电流,故A项错误;题图乙中条形磁铁插入线圈时线圈中的磁通量增加,拔出时线圈中的磁通量减少,都能产生感应电流,故B项正确;题图丙中开关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,不产生感应电流,故C项错误;题图丙中开关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的磁场变化,螺线管B中磁通量变化,能产生感应电流,故D项正确.答案:BD5.一个闭合线圈中没有感应电流产生,由此可以得出( )A.此时此地一定没有磁场B.此时此地一定没有磁场的变化C.穿过线圈平面的磁感线条数一定没有变化D.穿过线圈平面的磁通量一定没有变化解析:由产生感应电流的条件易知,闭合线圈中没有感应电流产生,则穿过线圈平面的磁通量一定没有变化,D项正确.答案:D6.(多选)如图所示装置,在下列各种情况中,能使悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈A中产生感应电流的是( ) A.开关S接通的瞬间B.开关S接通后,电路中电流稳定时C.开关S接通后,滑动变阻器触头滑动的瞬间D.开关S断开的瞬间解析:将开关突然接通的瞬间,螺线管产生的磁场从无到有,穿过铜线圈A的磁通量增大,产生感应电流,故A项正确;螺线管中通以恒定的电流时,螺线管产生稳恒的磁场,穿过铜线圈A的磁通量不变,没有感应电流产生,故B项错误;开关接通后,使变阻器的滑片P滑动时,变阻器接入电路的电阻变化,回路中电流变化,螺线管产生的磁场变化,穿过铜线圈A的磁通量变化,产生感应电流,故C项正确;将开关突然断开的瞬间,螺线管产生的磁场从有到无,穿过铜线圈A的磁通量减小,产生感应电流,故D项正确.答案:ACD7.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,如果电流表无示数,则可判断月球表面无磁场解析:当闭合回路的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C项正确.答案:C8.(多选)如图所示,在匀强磁场中有两条平行的金属导轨,磁场方向与导轨平面垂直.导轨上有两条可沿导轨自由移动的金属棒ab、cd,与导轨接触良好.金属棒ab、cd的运动速度分别是v1、v2,且井字形回路中有感应电流通过,则可能( ) A.v1>v2 B.v1<v2C.v1=v2 D.无法确定解析:只要金属棒ab、cd的运动速度不相等,穿过井字形回路的磁通量就发生变化,闭合回路中就会产生感应电流,故A、B 两项正确.答案:AB基础达标1.(多选)下列现象中,能表明电和磁有联系的是( )A.摩擦起电B.两块磁铁相互吸引或排斥C.小磁针靠近通电导线时偏转D.磁铁插入闭合线圈过程中,线圈中产生感应电流解析:摩擦起电是静电现象;两块磁铁相互吸引或排斥是磁现象;小磁针靠近通电导线时偏转,说明“电生磁”;磁铁插入闭合线圈过程中,线圈中产生感应电流,说明“磁生电”.C、D表明电和磁有联系.答案:CD2.1820年4月的一天,丹麦科学家奥斯特在上课时,无意中让通电导线靠近小磁针,突然发现小磁针偏转.这个现象并没有引起在场其他人的注意,而奥斯特却是个有心人,他非常兴奋,紧紧抓住这个现象,接连三个月深入地研究,反复做了几十次实验,关于奥斯特的实验,如图所示,下列操作中一定能够观察到小磁针偏转的是( )A.通电导线AB东西放置,小磁针放在导线正下方,闭合开关B.通电导线AB南北放置,小磁针放在导线正下方,闭合开关C.通电导线AB东西放置,小磁针放在导线正下方,改变电流方向D.通电导线AB南北放置,小磁针放在AB的延长线上,改变电流大小解析:奥斯特发现电流周围存在磁场,对小磁针有磁场力作用,但地磁场(指向南北)也对小磁针有磁场力作用,所以为了减小地磁场的影响,应将导线南北放置.根据通电导线周围磁场的分布情况可知,小磁针应放在通电导线的下方或上方,不能放在通电导线的延长线上.此时小磁针若偏转,则说明是通电导线的磁场引起的,故选项B正确.答案:B3.均匀带负电的塑料圆环绕垂直于圆环平面且过圆心的轴旋转,在环的圆心处有一闭合小线圈,小线圈和圆环在同一平面,则( )A.只要圆环在转动,小线圈内就一定有感应电流B.不管圆环怎样转动,小线圈内都没有感应电流C.圆环在做变速转动时,小线圈内一定有感应电流D.圆环在做匀速转动时,小线圈内有感应电流解析:带负电的圆环转动时,形成电流.当圆环匀速转动时,等效电流为恒定值,根据电流的磁效应,它产生恒定的磁场,因此通过小线圈的磁通量不变,故小线圈内无感应电流产生,A、D 两项错误;当圆环变速转动时,产生的等效电流不恒定,产生的磁场也是变化的,通过小线圈的磁通量不断发生变化,则小线圈内一定有感应电流,B项错误,C项正确.答案:C4.如图所示,三个线圈放在匀强磁场中,面积S1<S2<S3,穿过三个线圈的磁通量分别为Φ1、Φ2和Φ3,下列判断正确的是( )A.Φ1=Φ2B.Φ2=Φ3C.Φ1>Φ2 D.Φ3>Φ2解析:根据公式Φ=BS,由题知面积S1<S2<S3,所以线圈S3穿过的磁感线条数最多,所以磁通量最大,线圈S1穿过的磁感线条数最小,所以磁通量最小.故A、B、C三项错误,D项正确.答案:D5.在如图所示的实验中,能在线圈中产生感应电流的是( )A.磁铁N极停在线圈中B.磁铁S极停在线圈中C.磁铁从线圈内抽出的过程D.磁铁静止在线圈左侧解析:磁铁停在线圈中,穿过线圈的磁通量不变,不能产生感应电流.故A、B两项错误;磁铁从线圈内抽出的过程,穿过线圈的磁通量减小,能产生感应电流.故C项正确;磁铁静止在线圈左侧,穿过线圈的磁通量不变,不能产生感应电流.故D项错误.答案:C6.如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,有一闭合导体环,环面与磁场垂直.当导体环在磁场中完成下述运动时,可能产生感应电流的是( )A.导体环保持水平且在磁场中向上或向下运动B.导体环保持水平向左或向右加速平动C.导体环以垂直环面、通过环心的轴转动D.导体环以一条直径为轴,在磁场中转动解析:只要导体环保持水平,无论它如何运动,穿过环的磁通量都不变,都不会产生感应电流,只有导体环的有效面积改变时,穿过环的磁通量改变,才会产生感应电流,D项正确.答案:D7.如图所示,ab是闭合电路的一部分,处在垂直于纸面向外的匀强磁场中( )A.当ab垂直于纸面向外平动时,ab中有感应电流B.当ab垂直于纸面向里平动时,ab中有感应电流C.当ab垂直于磁感线向右平动时,ab中有感应电流D.当ab垂直于磁感线向左平动时,ab中无感应电流解析:闭合电路的部分导体做切割磁感线运动时,回路中一定有感应电流,当ab垂直于纸面向外、向里平动时都不切割磁感线,故ab中都没有感应电流,故A、B两项错误.当ab垂直于磁感线向右、向左平动时都切割磁感线,ab中都有感应电流,故C 项正确、D项错误.答案:C8.如图所示,在条形磁铁的外面套着一个闭合金属弹簧线圈P,现用力从四周拉弹簧线圈,使线圈包围的面积变大,则下列关于穿过弹簧线圈磁通量的变化以及线圈中是否有感应电流产生的说法中,正确的是( )A.磁通量增大,有感应电流产生B.磁通量增大,无感应电流产生C.磁通量减小,有感应电流产生D.磁通量减小,无感应电流产生解析:本题中条形磁铁磁感线的分布如图所示(从上向下看).磁通量是指穿过一个面的磁感线的多少,由于竖直向上的和竖直向下的磁感线要抵消一部分,当弹簧线圈P的面积扩大时,竖直向下的磁感线条数增加,而竖直向上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.答案:C9.如图所示,一矩形线框从abcd位置移到a′b′c′d′位置的过程中,关于穿过线框的磁通量情况,下列叙述正确的是(线框平行于纸面移动)( )A.一直增加B.一直减少C.先增加后减少D.先增加,再减少直到零,然后再增加,然后再减少解析:离导线越近,磁场越强,当线框从左向右靠近导线的过程中,穿过线框的磁通量增大,当线框跨在导线上向右运动时,磁通量减小,当导线在线框正中央时,磁通量为零,从该位置向右,磁通量又增大,当线框离开导线向右运动的过程中,磁通量又减小;故A、B、C三项错误,D项正确.答案:D10.如图所示,在匀强磁场中,MN、PQ是两根平行的金属导轨,而ab、cd为串有电压表和电流表的两根金属棒,同时以相同速度向右运动时,下列说法正确的有( )A.电压表有读数,电流表有读数B.电压表无读数,电流表有读数C.电压表无读数,电流表无读数D.电压表有读数,电流表无读数解析:两棒以相同速度向右运动时,因穿过abcd的磁通量不变,回路中没有感应电流,电流表和电压表均不会有读数,C项正确.答案:C11.(多选)下列情况中都是闭合线框在磁场中做切割磁感线运动,其中线框中有感应电流的是( )解析:A中穿过闭合线框的磁通量并没有发生变化,没有感应电流.B中闭合线框的一部分导体“切割”了磁感线,穿过线框的磁感线条数越来越少,线框中有感应电流.C中闭合线框是在非匀强磁场中运动,穿过线框的磁感线条数增加,线框中有感应电流.D 中穿过闭合线框磁感线条数不变,无感应电流,故B、C两项正确.答案:BC能力达标12.如图所示,通电直导线下边有一个矩形线框,线框平面与直导线共面.若使线框逐渐远离(平动)通电导线,则穿过线框的磁通量将( )A.逐渐增大 B.逐渐减小C.保持不变 D.不能确定解析:当矩形线框在线框与直导线决定的平面内逐渐远离平动通电导线时,由于距离导线越远,磁场越弱,而线框的面积不变,则穿过线框的磁通量将减小,所以B项正确.答案:B13.(多选)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的直线为轴旋转解析:选项A中,线圈的面积变化,磁通量变化,故A项正确;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项错误;选项C、D中,线圈中的磁通量发生变化,故C、D两项正确.答案:ACD14.为观察电磁感应现象,某学生将电流表、螺线管A和B、电池组、滑动变阻器、电键接成如图所示的实验电路:(1)该同学将线圈B放置在线圈A中,闭合、断开电键时,电流表指针都没有偏转,其原因是________.A.电键的位置接错B.电流表的正、负接线柱上导线接反C.线圈B的两个接线柱上导线接反D.蓄电池的正、负极接反(2)电路连接的错误改正后,通过实验得出产生感应电流的条件是____________________________________________.解析:(1)该同学将线圈B放置在线圈A中,再闭合、断开电键,磁通量不变,无感应电流,故电流表指针不偏转;应改为电键闭合后,再将线圈B放置在线圈A中;或者将电键接在B线圈所在回路中,故选A.(2)通过实验得出产生感应电流的条件是:当闭合电路磁通量发生变化时会产生感应电流.答案:(1)A (2)闭合电路磁通量发生变化15.如图所示,有一个垂直纸面向里的匀强磁场B=0.8 T,磁场有明显的圆形边界,圆心为O,半径为1 cm.现于纸面内先后放上圆形线圈,圆心均在O处,A线圈半径为1 cm,10匝;D线圈半径为2 cm,1匝;C线圈半径为0.5 cm,1匝;问:(1)在磁感应强度B减少为0.4 T的过程中,A和D中的磁通量改变了多少?(2)当磁场转过30°角的过程中,C中的磁通量改变了多少?解析:(1)对A线圈,Φ1=B1πr2A,Φ2=B2πr2A.故磁通量减少量:|Φ2-Φ1|=(0.8-0.4)×3.14×(1×10-2)2 Wb=1.256×10-4 Wb.对D线圈,|Φ2-Φ1|=1.256×10-4 Wb.(2)对C线圈,Φ1=Bπr2C,磁场转过30°,线圈面积在垂直磁场方向上的投影为πr2C cos 30°,则Φ2=Bπr2C cos 30°.故磁通量减少量:|Φ2-Φ1|=Bπr2C(1-cos 30°)≈8.4×10-6 Wb.答案:(1)减少1.256×10-4 Wb 减少1.256×10-4 Wb (2)减少8.4×10-6 Wb4.3 楞次定律记一记楞次定律知识体系辨一辨1.感应电流的磁场总与原磁场方向相反.(×)2.感应电流的磁场总是阻碍原磁场的磁通量.(×)3.右手定则即右手螺旋定则.(×)4.导体棒不垂直切割磁感线时,也可以用右手定则判断感应电流方向.(√)5.凡可以用右手定则判断感应电流方向的,均能用楞次定律判断.(√)6.只要闭合回路中的一部分导体在磁场中运动,就一定会产生感应电流.(×)想一想1.“阻碍”与“阻止”的意义相同吗?提示:不相同,“阻碍”不是“阻止”,二者之间的程度不同.阻碍是使事情不能顺利发展,但还是向原来的方向发展了;阻止是使事情停止了,不再向原来的方向发展了.2.从因果关系区分三个定则提示:(1)因电而生磁(I→B),用安培定则;(2)因动而生电(v、B→I安),用右手定则;(3)因电而受力(I、B→F安),用左手定则.3.右手定则只能判断导体棒速度方向与磁场垂直的情况吗?提示:不是,不管导体棒速度方向与磁场是否垂直,均可用右手定则判断感应电流的方向,即在应用右手定则时,磁感线不一定垂直穿入掌心.思考感悟:练一练1.下列关于电磁感应现象的说法中正确的是( )A.电磁感应现象是由奥斯特发现的B.电磁感应现象中,感应电流的磁场方向总与引起感应电流的磁场方向相同C.电磁感应现象中,感应电流的磁场方向总与引起感应电流的磁场方向相反D.电磁感应现象中,感应电流的磁场方向可能与引起感应电流的磁场方向相同,也可能相反解析:电磁感应现象是由法拉第发现的;在电磁感应现象中,感应电流的磁场总阻碍引起感应电流的磁通量的变化,磁通量增加时,感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反,磁通量减少时,两者方向相同.因此,A、B、C说法错误,D项正确.答案:D2.如图所示,闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在匀强磁场中,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.环在磁场中运动时,就已经有感应电流了解析:将环拉出时,穿过圆环的磁通量减少,由楞次定律即可判断出感应电流的方向.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沿顺时针方向的,B项正确,A、C两项错误;另外,圆环在磁场中运动时,穿过圆环的磁通量没有改变,该情况无感应电流,故D项错误.答案:B3.(多选)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,如图所示,能正确表示磁感应强度B的方向、导体运动速度方向与产生的感应电流方向间关系的是( )解析:图A中导体不切割磁感线,导体中无电流;由右手定则可以判断B、C两项正确;D图中感应电流方向应垂直纸面向外.答案:BC4.下列图中表示闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动的情景,导体ab上的感应电流方向为a→b的是( )解析:在导体ab上,A中电流方向为a→b,B中电流方向为b→a,C中电流方向为b→a,D中电流方向为b→a,故A项正确.答案:A要点一楞次定律1.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线圈中能得到逆时针方向的感应电流,磁铁的运动方式应是( ) A.N极向纸内,S极向纸外,使磁铁绕O点转动B.N极向纸外,S极向纸内,使磁铁绕O点转动C.磁铁在线圈平面内顺时针转动D.磁铁在线圈平面内逆时针转动解析:当N极向纸内,S极向纸外转动时,穿过线圈的磁场由无到有并向里,感应电流的磁场应向外,电流方向为逆时针,A 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,感应电流方向为顺时针,B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两项错误.答案:A2.如图所示,一线圈用细杆悬于P点,开始时细杆处于水平位置,释放后让它在匀强磁场中运动,已知线圈平面始终与纸面垂直,当线圈第一次通过Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ位置时(Ⅱ位置正好是细杆竖直的位置),线圈内的感应电流方向(顺着磁场方向看去)是( ) A.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ位置均是顺时针方向B.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ位置均是逆时针方向C.Ⅰ位置是顺时针方向,Ⅱ位置为零,Ⅲ位置是逆时针方向D.Ⅰ位置是逆时针方向,Ⅱ位置为零,Ⅲ位置是顺时针方向。
最新人教版高中物理选修3-2测试题及答案全套
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最新人教版高中物理选修3-2测试题及答案全套单元测评(一)电磁感应(时间:90分钟满分:100分)第Ⅰ卷(选择题,共48分)一、选择题(本题有12小题,每小题4分,共48分.)1.下列现象中,属于电磁感应现象的是()A.小磁针在通电导线附近发生偏转B.通电线圈在磁场中转动C.因闭合线圈在磁场中运动而产生的电流D.磁铁吸引小磁针解析:电磁感应是指“磁生电”的现象,而小磁针和通电线圈在磁场中转动,反映了磁场力的性质,所以A、B、D项不是电磁感应现象,C项是电磁感应现象.答案:C如图所示,开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直,且一半在磁场内,一半在磁场外,若要使线框中产生感应电流,下列办法中不可行的是() A.将线框向左拉出磁场B.以ab边为轴转动(小于90°)C.以ad边为轴转动(小于60°)D.以bc边为轴转动(小于60°)解析:将线框向左拉出磁场的过程中,线框的bc部分做切割磁感线运动,或者说穿过线框的磁通量减少,所以线框中将产生感应电流.当线框以ab边为轴转动时,线框的cd边的右半段在做切割磁感线运动,或者说穿过线框的磁通量在发生变化,所以线框中将产生感应电流.当线框以ad边为轴转动(小于60°)时,穿过线框的磁通量在减小,所以在这个过程中线框中会产生感应电流.如果转过的角度超过60°(60°~300°),bc 边将进入无磁场区,那么线框中将不产生感应电流.当线框以bc边为轴转动时,如果转动的角度小于60°,则穿过线框的磁通量始终保持不变(其值为磁感应强度与矩形线框面积的一半的乘积).答案:D如图所示,通电螺线管水平固定,OO′为其轴线,a、b、c三点在该轴线上,在这三点处各放一个完全相同的小圆环,且各圆环平面垂直于OO′轴.则关于这三点的磁感应强度B a、B b、B c的大小关系及穿过三个小圆环的磁通量Φa、Φb、Φc的大小关系,下列判断正确的是()A.B a=B b=B c,Φa=Φb=ΦcB.B a>B b>B c,Φa<Φb<ΦcC.B a>B b>B c,Φa>Φb>ΦcD.B a>B b>B c,Φa=Φb=Φc解析:根据通电螺线管产生的磁场特点可知B a>B b>B c,由Φ=BS可得Φa >Φb>Φc,故C项正确.答案:C如图所示,一均匀的扁平条形磁铁的轴线与圆形线圈在同一平面内,磁铁中心与圆心重合,为了在磁铁开始运动时在线圈中得到逆时针方向的感应电流,磁铁的运动方式应是()A.N极向纸内,S极向纸外,使磁铁绕O点转动B.N极向纸外,S极向纸内,使磁铁绕O点转动C.磁铁在线圈平面内顺时针转动D.磁铁在线圈平面内逆时针转动解析:当N极向纸内、S极向纸外转动时,穿过线圈的磁场由无到有并向里,感应电流的磁场应向外,电流方向为逆时针,A选项正确;当N极向纸外、S极向纸内转动时,穿过线圈的磁场向外并增加,电流方向为顺时针,B选项错误;当磁铁在线圈平面内绕O点转动时,穿过线圈的磁通量始终为零,因而不产生感应电流,C、D选项错误.答案:A5.穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象分别如图所示,下列关于回路中产生的感应电动势的论述,正确的是()①②③④A.图①中回路产生的感应电动势恒定不变B.图②中回路产生的感应电动势一直在变大C.图③中回路在0~t1时间内产生的感应电动势小于在t1~t2时间内产生的感应电动势D.图④中回路产生的感应电动势先变小再变大解析:图④中磁通量的变化率先变小后变大,因此,回路产生的感应电动势先变小再变大.答案:D6.(多选题)变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的,而不是采用一整块硅钢,这是因为()A.增大涡流,提高变压器的效率B.减小涡流,提高变压器的效率C.增大铁芯中的电阻,以产生更多的热量D.增大铁芯中的电阻,以减小发热量解析:不使用整块硅钢而是采用很薄的硅钢片,这样做的目的是增大铁芯中的电阻,阻断涡流回路,来减少电能转化成铁芯的内能,提高效率是防止涡流而采取的措施.本题正确选项是BD.答案:BD7.(多选题如图所示,电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上,两相同的金属导体棒a、b垂直于导轨静止放置,且与导轨接触良好,匀强磁场垂直穿过导轨平面.现用一平行于导轨的恒力F作用在a的中点,使其向上运动.若b始终保持静止,则它所受摩擦力可能()A.变为0B.先减小后不变C.等于F D.先增大再减小解析:导体棒a在恒力F作用下加速运动,最后匀速运动,闭合回路中产生感应电流,导体棒b受到安培力方向应沿斜面向上,且逐渐增大,最后不变.由力平衡可知,导体棒b受到的摩擦力先沿斜面向上逐渐减小,最后不变,所以选项A、B正确,选项C、D错误.答案:AB8.如图所示,两条平行虚线之间存在匀强磁场,虚线间的距离为l,磁场方向垂直纸面向里,abcd是位于纸面内的梯形线圈,ad与bc间的距离也为l,t=0时刻,bc边与磁场区域左边界重合.现令线圈以向右的恒定速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域,取沿a→b→c→d→a方向的感应电流为正,则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流I随时间t的变化的图线是图中的()A BC D解析:0~lv段,由右手定则判断感应电流方向为a→d→c→b→a,大小逐渐增大;lv~2lv段,由右手定则判断感应电流方向为a→b→c→d→a,大小逐渐增大,故B选项正确.答案:B9.(多选题)如图所示,水平放置的平行金属导轨左边接有电阻R,轨道所在处有竖直向下的匀强磁场,金属棒ab横跨导轨,它在外力的作用下向右匀速运动,速度为v.若将金属棒的运动速度变为2v,(除R外,其余电阻不计,导轨光滑)则() A.作用在ab上的外力应增大到原来的2倍B.感应电动势将增大为原来的4倍C.感应电流的功率将增大为原来的2倍D.外力的功率将增大为原来的4倍解析:由平衡条件可知,F=B2L2Rv,可见,将金属棒的运动速度变为2v时,作用在ab上的外力应增大到原来的2倍,外力的功率将增大为原来的4倍.答案:AD10.(多选题)如图所示,E为电池,L是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈,D1、D2是两个规格相同且额定电压足够大的灯泡,S是控制电路的开关.对于这个电路,下列说法正确的是()A.刚闭合开关S的瞬间,通过D1、D2的电流大小相等B.刚闭合开关S的瞬间,通过D1、D2的电流大小不相等C.闭合开关S待电路达到稳定,D2熄灭,D1比原来更亮D.闭合开关S待电路达到稳定,再将S断开的瞬间,D2立即熄灭,D1闪亮一下再熄灭解析:由于线圈的电阻可忽略不计、自感系数足够大,在开关S闭合的瞬间线圈的阻碍作用很大,线圈中的电流为零,所以通过D1、D2的电流大小相等,A项正确、B项错误;闭合开关S待电路达到稳定时线圈短路,D1中电流为零,回路电阻减小,D2比原来更亮,C项错误;闭合开关S待电路达到稳定,再将S断开瞬间,D2立即熄灭,线圈和D1形成回路,D1闪亮一下再熄灭,D项正确.答案:AD如图所示,矩形线圈放置在水平薄木板上,有两块相同的蹄形磁铁,四个磁极之间的距离相等,当两块磁铁匀速向右通过线圈时,线圈仍静止不动,那么线圈受到木板的摩擦力方向是()A.先向左,后向右B.先向左、后向右、再向左C.一直向右D.一直向左解析:当两块磁铁匀速向右通过线圈时,线圈内产生感应电流,线圈受到的安培力阻碍线圈相对磁铁的向左运动,故线圈有相对木板向右运动的趋势,故受到的静摩擦力总是向左.选项D正确,A、B、C项错误.答案:D光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线,如图所示,抛物线的方程为y =x 2,其下半部处在一个水平方向的匀强磁场中,磁场的上边界是y =a 的直线(如图中的虚线所示).一个小金属块从抛物线上y =b (b >a )处以速度v 沿抛物线下滑,假设曲面足够长,则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量是( )A .mgbB.12m v 2 C .mg (b -a ) D .mg (b -a )+12m v 2 解析:金属块进出磁场时,会产生涡流,部分机械能转化成焦耳热,所能达到的最高位置越来越低,当最高位置y =a 时,由于金属块中的磁通量不再发生变化,金属块中不再产生涡流,机械能也不再损失,金属块会在磁场中往复运动,此时的机械能为mga ,整个过程中减少的机械能为mg (b -a )+12m v 2,全部转化为内能,所以D 项正确.答案:D第Ⅱ卷(非选择题,共52分)二、实验题(本题有2小题,共14分.请按题目要求作答)13.(6分)如图所示,在一根较长的铁钉上,用漆包线绕两个线圈A 和B .将线圈B 的两端与漆包线CD 相连,使CD 平放在静止的小磁针的正上方,与小磁针平行.试判断合上开关的瞬间,小磁针N 极的偏转情况?线圈A 中电流稳定后,小磁针又怎样偏转?解析:在开关合上的瞬间,线圈A内有了由小变大的电流,根据安培定则可判断出此时线圈A在铁钉内产生了一个由小变大的向右的磁场.由楞次定律可知,线圈B内感应电流的磁场应该阻碍铁钉内的磁场在线圈B内的磁通量的增加,即线圈B内感应电流的磁场方向是向左的.由安培定则可判断出线圈B 内感应电流流经CD时的方向是由C到D.再由安培定则可以知道直导线CD内电流所产生的磁场在其正下方垂直于纸面向里,因此,小磁针N极应该向纸内偏转.线圈A内电流稳定后,CD内不再有感应电流,所以,小磁针又回到原来位置.答案:在开关合上的瞬间,小磁针的N极向纸内偏转.(3分)当线圈A内的电流稳定以后,小磁针又回到原来的位置(3分)14.(8分)如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置,部分导线已连接.(1)用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好.(2)如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么闭合电键后,将原线圈迅速插入副线圈的过程中,电流计指针将向________偏;原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器滑片迅速向右移动时,电流计指针将向________偏.答案:(1)如图所示.(4分)(2)右(2分)左(2分)三、计算题(本题有3小题,共38分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)15.(10分)匀强磁场的磁感应强度B=0.8 T,矩形线圈abcd的面积S=0.5 m2,共10匝,开始B与S垂直且线圈有一半在磁场中,如图所示.(1)当线圈绕ab边转过60°时,线圈的磁通量以及此过程中磁通量的改变量为多少?(2)当线圈绕dc边转过60°时,求线圈中的磁通量以及此过程中磁通量的改变量.解析:(1)当线圈绕ab转过60°时,Φ=BS⊥=BS cos 60°=0.8×0.5×12Wb=0.2 Wb(此时的S⊥正好全部处在磁场中).在此过程中S⊥没变,穿过线圈的磁感线条数没变,故磁通量变化量ΔΦ=0. (5分)(2)当线圈绕dc 边转过60°时,Φ=BS ⊥, 此时没有磁场穿过S ⊥,所以Φ=0; 不转时Φ1=B ·S2=0.2 Wb ,转动后Φ2=0,ΔΦ=Φ2-Φ1=-0.2 Wb , 故磁通量改变了0.2 Wb. (5分) 答案:(1)0 (2)0.2 Wb16.(14分)两根光滑的长直金属导轨MN 、M ′N ′平行置于同一水平面内,导轨间距为l ,电阻不计,M 、M ′处接有如图20所示的电路,电路中各电阻的阻值均为R ,电容器的电容为C .长度也为l 、阻值同为R 的金属棒ab 垂直于导轨放置,导轨处于磁感应强度为B 、方向竖直向下的匀强磁场中.ab 在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触,在ab 运动距离为x 的过程中,整个回路中产生的焦耳热为Q .求:(1)ab 运动速度v 的大小; (2)电容器所带的电荷量q .解析 (1)设ab 上产生的感应电动势为E ,回路中的电流为I ,ab 运动距离为x ,所用时间为t ,则有E =Bl v (2分) I =E4R(2分) t =xv (2分) Q =I 2(4R )t (2分)由上述方程得v =4QRB 2l 2x (2分)(2)设电容器两极板间的电势差为U ,则有U =IR ,电容器所带电荷量q =CU ,(2分) 解得q =CQRBlx (2分) 答案:(1)4QR B 2l 2x(2)CQRBlx17.(14分)如图所示,两足够长的光滑金属导轨竖直放置,相距为L ,一理想电流表与两导轨相连,匀强磁场与导轨平面垂直.一质量为m 、有效电阻为R 的导体棒在距磁场上边界h 处静止释放.导体棒进入磁场后,流经电流表的电流逐渐减小,最终稳定为I .整个运动过程中,导体棒与导轨接触良好,且始终保持水平,不计导轨的电阻.求:(1)磁感应强度的大小B ;(2)电流稳定后,导体棒运动速度的大小v ; (3)流经电流表电流的最大值I m .解析:(1)电流稳定后,导体棒做匀速运动,受力平衡, 有F 安=G ,即BIL =mg ①(2分)解得B =mgIL ②(2分)(2)由法拉第电磁感应定律得导体棒产生的感应电动势 E =BL v ③(1分)闭合电路中产生的感应电流I =ER ④(1分) 由②③④式解得v =I 2Rmg (2分)(3)由题意知,导体棒刚进入磁场时的速度最大,设为v m , 由机械能守恒定律得12m v 2m =mgh (2分)感应电动势的最大值E m =Bl v m (1分) 感应电流的最大值I m =E mR (1分) 解得I m =mg 2ghIR .(2分)答案:(1)mgIL (2)I 2R mg (3)mg 2gh IR单元测评(二) 交变电流(时间:90分钟 满分:100分) 第Ⅰ卷(选择题,共48分)一、选择题(本题有12小题,每小题4分,共48分.) 1.在下图中,不能产生交变电流的是( )ABCD解析:矩形线圈绕着垂直于磁场方向的转轴做匀速圆周运动就产生交流电,而A图中的转轴与磁场方向平行,线圈中无电流产生,所以选A.答案:A2.闭合线圈在匀强磁场中匀速转动时,产生的正弦式交变电流i=I m sin ωt.若保持其他条件不变,使线圈的匝数和转速各增加1倍,则电流的变化规律为()A.i′=I m sin ωt B.i′=I m sin 2ωtC.i′=2I m sin ωt D.i′=2I m sin 2ωt解析:由电动势的最大值知,最大电动势与角速度成正比,与匝数成正比,所以电动势最大值为4E m,匝数加倍后,其电阻也应该加倍,此时线圈的电阻为2R,根据欧姆定律可得电流的最大值为I m′=4E m2R=2I m,因此,电流的变化规律为i′=2I m sin 2ωt.答案:D3.(多选题)如图是某种正弦式交变电压的波形图,由图可确定该电压的()A .周期是0.01 sB .最大值是311 VC .有效值是220 VD .表达式为u =220sin 100πt (V)解析:由波形图可知:周期T =0.02 s ,电压最大值U m =311 V ,所以有效值U =U m 2=220 V ,表达式为u =U m sin 2πT t (V)=311sin100πt (V),故选项B 、C正确,选项A 、D 错误.答案:BC4.(多选题)如图所示,变频交变电源的频率可在20 Hz 到20 kHz 之间调节,在某一频率时,L 1、L 2两只灯泡的炽热程度相同.则下列说法中正确的是 ( )A .如果将频率增大,L 1炽热程度减弱、L 2炽热程度加强B .如果将频率增大,L 1炽热程度加强、L 2炽热程度减弱C .如果将频率减小,L 1炽热程度减弱、L 2炽热程度加强D .如果将频率减小,L 1炽热程度加强、L 2炽热程度减弱解析:某一频率时,两只灯泡炽热程度相同,应有两灯泡消耗的功率相同,频率增大时,感抗增大,而容抗减小,故通过A1的电流增大,通过A2的电流减小,故B项正确;同理可得C项正确,故选B、C.答案:BC5.(多选题)如图所示,在远距离输电过程中,若保持原线圈的输入功率不变,下列说法正确的是()A.升高U1会减小输电电流I2B.升高U1会增大线路的功率损耗C.升高U1会增大线路的电压损耗D.升高U1会提高电能的利用率解析:提高输电电压U1,由于输入功率不变,则I1将减小,又因为I2=n1n2I1,所以I2将减小,故A项对;线路功率损耗P损=I22R,因此功率损耗在减小,电压损失减小,故B项、C项错误;因线路损耗功率减小,因此利用率将升高,D项正确.答案:AD6.如图甲所示,a、b为两个并排放置的共轴线圈,a中通有如图乙所示的交变电流,则下列判断错误的是()甲乙A.在t1到t2时间内,a、b相吸B.在t2到t3时间内,a、b相斥C.t1时刻两线圈间作用力为零D.t2时刻两线圈间吸引力最大解析:t1到t2时间内,a中电流减小,a中的磁场穿过b且减小,因此b中产生与a同向的磁场,故a、b相吸,A选项正确;同理B选项正确;t1时刻a 中电流最大,但变化率为零,b中无感应电流,故两线圈的作用力为零,故C 选项正确;t2时刻a中电流为零,但此时电流的变化率最大,b中的感应电流最大,但相互作用力为零,故D选项错误.因此,错误的应是D.答案:D7.如图所示是四种亮度可调的台灯的电路示意图,它们所用的白炽灯泡相同,且都是“220 V40 W”,当灯泡所消耗的功率都调到20 W时,消耗功率最小的台灯是()ABCD解析:利用变阻器调节到20 W时,除电灯消耗电能外,变阻器由于热效应也要消耗一部分电能,使台灯消耗的功率大于20 W,利用变压器调节时,变压器的输入功率等于输出功率,本身不消耗电能,所以C中台灯消耗的功率最小.答案:C8.一电阻接一直流电源,通过4 A的电流时热功率为P,若换接一正弦交流电源,它的热功率变为P2,则该交流电电流的最大值为()A.4 A B.6 A C.2 A D.4 2 A解析:由P=I2R得R=PI2=P16,接交流电时,P2=I′2P16,2I′2=16,I′=42A,所以I m=2I′=4 A.应选A.答案:A9.(多选题)如图所示为两个互感器,在图中圆圈内a、b表示电表,已知电压比为100∶1,电流比为10∶1,电压表的示数为220 V,电流表的示数为10 A,则()A.a为电流表,b为电压表B.a为电压表,b为电流表C.线路输送电功率是2 200 WD.线路输送电功率是2.2×106 W解析:电压互感器应并联在电路中,并且是降压变压器,即图中a为电压互感器,由其读数知,输电线上的电压为22 000 V,同理可知输电线上的电流为100 A.答案:BD10.水电站向小山村输电,输送电功率为50 kW ,若以1 100 V 送电,则线路损失为10 kW ,若以3 300 V 送电,则线路损失可降为( )A .3.3 kWB .1.1 kWC .30 kWD .11 kW解析:由P =UI ,ΔP =I 2R 可得:ΔP =P2U2R ,所以当输送电压增大为原来3倍时,线路损失变为原来的19,即ΔP =1.1 kW.答案:B11.如图所示,理想变压器的原、副线圈的匝数比n 1∶n 2=2∶1,原线圈接正弦式交流电,副线圈接电动机,电动机线圈电阻为R ,当输入端接通电源后,电流表读数为I ,电动机带动一质量为m 的重物以速度v 匀速上升,若电动机因摩擦造成的能量损失不计,则图中电压表的读数为( )A .4IR +mg vI B.mg v I C .4IRD.14IR +mg v I 解析:根据电流与匝数的关系知变压器的输出电流为2I ,电动机消耗的总功率为P 2=mg v +4IR ,又变压器的输入功率P 1=UI =P 2=mg v +4I 2R ,则U =mg vI +4IR ,故A 项正确.答案:A12.(多选题)如图所示,M是一小型理想变压器,接线柱a、b接在电压u =311sin 314t (V)的正弦交流电源上,变压器右侧部分为一火警报警系统原理图,其中R2是半导体热敏传感器(温度升高时R2的电阻减小),电流表A2安装在值班室,显示通过R1的电流,电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出),R3为一定值电阻.当传感器R2所在处出现火警时,以下说法中正确的是()A.A1的示数增大,A2的示数减小B.A1的示数不变,A2的示数增大C.V1的示数不变,V2的示数减小D.V1的示数增大,V2的示数增大解析:传感器R2所在处出现火警,温度升高,则R2电阻减小,副线圈负载电阻减小.因输出电压不变,所以副线圈电流增大,则电阻R3两端电压增大,电压表V2的示数减小,电流表A2的示数减小.副线圈电流增大,则原线圈电流增大,但输入电压不变,即电流表A1的示数增大,电压表V1的示数不变.答案:AC第Ⅱ卷(非选择题,共52分)二、计算题(本题有4小题,共52分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)13.(12分)一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动,线圈匝数n=100匝.穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化,如图甲所示.发电机内阻r=5.0 Ω,外电路电阻R=95 Ω.已知感应电动势的最大值E m=nωΦm,其中Φm为穿过每匝线圈磁通量的最大值.求串联在外电路中的交流电流表(内阻不计)的读数.甲乙解析:从Φ-t图线看出Φm=1.0×10-2Wb,T=3.14×10-2s.(2分) 已知感应电动势的最大值E m=nωΦm,又ω=2πT.(3分)故电路中电流最大值I m=E mR+r=n·2π·ΦmT(R+r)=100×2×3.14×1.0×10-23.14×(95+5.0)×10-2A=2 A(4分)交流电流表读数是交变电流的有效值,即I=I m2=1.4 A.(3分)答案:1.4 A14.(12分)有一个电子元件,当它两端的电压的瞬时值高于u=110 2 V 时则导电,低于u=110 2 V时不导电,若把这个电子元件接到220 V、50 Hz的正弦式交变电流的两端,则它在1 s 内导电多少次?每个周期内的导电时间为多少?解析:由题意知,加在电子元件两端电压随时间变化的图象如图所示,表达式为u =2202sin ωt V .(2分)其中ω=2πf ,f =50 Hz ,T =1f =0.02 s ,得u =2202sin100πt V .(2分)把u ′=110 2 V 代入上述表达式得到t 1=1600 s ,t 2=5600s(2分) 所以每个周期内的通电时间为Δt =2(t 2-t 1)=4300 s =175s .(3分) 由所画的u -t 图象知,一个周期内导电两次,所以1 s 内导电的次数为n =2t T =100.(3分)答案:100次 175s 15.(14分)如图所示,变压器原线圈输入电压为220 V ,副线圈输出电压为36 V ,两只灯泡的额定电压均为36 V ,L 1额定功率为12 W ,L 2额定功率为6 W .求:(1)该变压器的原、副线圈匝数比.(2)两灯均工作时原线圈的电流以及只有L 1工作时原线圈中的电流.解析:(1)由变压比公式得U 1U 2=n 1n 2(2分) n 1n 2=22036=559.(2分) (2)两灯均工作时,由能量守恒得P 1+P 2=U 1I 1(3分)I 1=P 1+P 2U 1=12+6220A =0.082 A(2分) 只有L 1灯工作时,由能量守恒得P 1=U 1I ′1(3分)解得I ′1=P 1U 1=12220A =0.055 A .(2分) 答案:(1)55∶9 (2)0.082 A 0.055 A16.(14分)某村在较远的地方建立了一座小型水电站,发电机的输出功率为100 kW ,输出电压为500 V ,输电导线的总电阻为10 Ω,导线上损耗的电功率为4 kW ,该村的用电电压是220 V .(1)输电电路如图所示,求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比;(2)如果该村某工厂用电功率为60 kW ,则该村还可以装“220 V ,40 W”的电灯多少盏?解析:(1)因为P损=I22R线(2分)所以I2=P损R线=4×10310A=20 A(1分)I1=PU1=100×103500A=200 A(2分)则n1n2=I2I1=20200=110(1分)U3=U2-I2R线=(500×10-20×10) V=4 800 V(2分)则n3n4=U3U4=4 800220=24011.(1分)(2)设还可装灯n盏,据功率相等有P3=P4(1分)其中P4=(n×40+60×103) W(1分)P3=(100-4) kW=96 kW(1分)所以n=900.(2分)答案:(1)1∶10240∶11(2)900盏单元测评(三)传感器(时间:90分钟满分:100分)第Ⅰ卷(选择题,共48分)一、选择题(本题有12小题,每小题4分,共48分.)1.关于干簧管,下列说法正确的是()A.干簧管接入电路中相当于电阻的作用B.干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的C.干簧管接入电路中相当于开关的作用D.干簧管是作为电控元件以实现自动控制的答案:C2.(多选题)为了保护电脑元件不受损害,在电脑内部有很多传感器,其中最重要的就是温度传感器,常用的温度传感器有两种,一种是用金属做的热电阻,另一种是用半导体做的热敏电阻.关于这两种温度传感器的特点说法正确的是()A.金属做的热电阻随着温度的升高电阻变大B.金属做的热电阻随着温度的升高电阻变小C.用半导体做的热敏电阻随着温度的升高电阻变大D.用半导体做的热敏电阻随着温度的升高电阻变小解析:金属的电阻率随着温度的升高而变大,半导体在温度升高时电阻会变小.答案:AD3.街旁的路灯、江海里的航标都要求在夜晚亮、白天熄,利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置,实现了自动控制,这是利用半导体的() A.压敏性B.光敏性C.热敏性D.三种特性都利用答案:B4.(多选题)有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件,将这三只元件分别接入如图所示电路中的A、B两点后,用黑纸包住元件或者把元件置入热水中,观察欧姆表的示数,下列说法中正确的是()A.置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数变化较大,这只元件一定是热敏电阻B.置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数不变化,这只元件一定是定值电阻C.用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比,欧姆表示数变化较大,这只元件一定是光敏电阻D.用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比,欧姆表示数相同,这只元件一定是定值电阻解析:热敏电阻的阻值随温度变化而变化,定值电阻和光敏电阻不随温度变化;光敏电阻的阻值随光照变化而变化,定值电阻和热敏电阻不随之变化.答案:AC5.传感器是一种采集信息的重要器件,如图是由电容器作为传感器来测定压力变化的电路,当待测压力作用于膜片电极上时,下列说法中正确的是()①若F向下压膜片电极,电路中有从a到b的电流②若F向下压膜片电极,电路中有从b到a的电流③若F向下压膜片电极,电路中不会有电流产生④若电流表有示数,说明压力F发生变化⑤若电流表有示数,说明压力F不会发生变化A.②④B.①④C.③⑤D.①⑤解析:当下压时,因为C=εr S4πkd,d减小,C增大,在U不变时,因为C=QU,Q增大,从b向a有电流流过,②正确;当F变化时,电容器两板的间距变化,电容变化,电容器上的带电量发生变化,电路中有电流,④正确,故选A.答案:A6.如图所示,R1为定值电阻,R2为负温度系数的热敏电阻,当温度降低时,电阻变大,L为小灯泡,当温度降低时()。
人教版高中物理选修3-2课后习题参考答案
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人教版高中物理选修3-2课后习题参考答案课后练习一第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。
物理选修3-2人教版全套教学同步练习及-高二训练4-002
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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全册同步检测试题解析版
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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3-23-2同步测试.docx
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高中物理学习材料桑水制作大杨树三中物理3-2同步测试一.选择题(1-6题为单选,7-10为不定项选择,少选得2分,多选或错选均不得分,每小题4分,共40分)1.有一台使用交流电的电冰箱上标有额定电压为“220 V ”的字样,这“220 V ”是指 ( ) A .交流电电压的瞬时值 B .交流电电压的最大值C .交流电电压的平均值D .交流电电压的有效值2.穿过一个电阻为2 的闭合线圈的磁通量每秒均匀减小0.4Wb ,则线圈中( )A 、感应电动势为0.4VB 、感应电动势每秒减小0.4VC 、感应电流恒为0.2AD 、感应电流每秒减小0.2A 3.有两个电容分别为C 1=5uF 和C 2=3uF 的电容器,分别加在峰值一定的交流电源上,在下列各情况下,那一种情况通过电容器的电流最大( )A.在C 1上所加交变电流频率为50HzB.在C 2上所加交变电流频率为50HzC.在C 1上所加交变电流频率为60HzD.在C 2上所加交变电流频率为60Hz4.如图1所示,平行导体滑轨MM ’、NN ’水平放置,固定在匀强磁场中.磁场的方向与水平面垂直向下.滑线AB 、CD 横放其上静止,形成一个闭合电路.当AB 向右滑动的瞬间,电路中感应 电流的方向及滑线CD 受到的磁场力的方向分别为( )A .电流方向沿ABCD ;受力方向向右B .电流方向沿ABCD ;受力方向向左C .电流方向沿ADCB ;受力方向向右D .电流方向沿ABCD ; 受力方向向左 5.图2中矩形线圈abcd 在匀强磁场中以ad 边为轴匀速转动,产生的电动势瞬时值为e = 5sin20t V ,则以下判断正确的是 ( ) A .此交流电的频率为10/πHzB .当线圈平面与中性面重合时,线圈中的感应电动势为5VM M ’ N D AB C左 右N ’ 图1图2abcd BC .当线圈平面与中性面垂直时,线圈中的感应电流为0D .线圈转动一周,感应电流的方向改变一次6.一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,线圈中产生的电动势为e =εm sin ωt .若将线圈的转速加倍,其它条件不变,则产生的电动势为 ( ) A .εm sin2ωt B .2εm sin ωt C .2εm sin2ωt D .2εm sin2ωt 7.理想变压器正常工作时,若原线圈电压和原、副线圈匝数都不变,接在副线圈两端的负载电阻减小,则 ( )A .副线圈中电流增大B .副线圈输出的电功率减小C .原线圈中电流减小D .原线圈输入的电功率增大 8.如图3所示的电路电路中,A 1和A 2是完全相同的灯泡, 线圈L 的电阻可以忽略,下列说法中正确的是:( )A 、合上开关S 接通电路时,A 2先亮A 1后亮,最后一样亮。
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(人教版)高中物理选修3-2(全册)同步练习第四单元电磁感应5 电磁感应现象的两类情况A级抓基础1.(多选)如图所示,一个闭合电路静止于磁场中,由于磁场强弱的变化,而使电路中产生了感应电动势,下列说法中正确的是()A.磁场变化时,会在空间激发一个电场B.使电荷定向移动形成电流的力是磁场力C.使电荷定向移动形成电流的力是电场力D.以上说法都不对解析:磁场变化时,会在空间产生感生电场,感生电场的电场力使电荷定向移动形成电流,故A、C正确.答案:AC2.(多选)如图所示,内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内,有一直径略小于圆环直径的带正电的小球,以速率v0沿逆时针方向匀速转动(俯视),若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间成正比例增加的变化磁场.设运动过程中小球带电荷量不变,那么()A .小球对玻璃圆环的压力一定不断增大B .小球所受的磁场力一定不断增大C .小球先沿逆时针方向减速运动,过一段时间后沿顺时针方向加速运动D .磁场力对小球一直不做功解析:变化的磁场将产生感生电场,这种感生电场由于其电场线是闭合的,也称为涡旋电场,其场强方向可借助电磁感应现象中感应电流方向的判定方法,使用楞次定律判断.当磁场增强时,会产生顺时针方向的涡旋电场,电场力先对小球做负功使其速度减为零,后对小球做正功使其沿顺时针方向做加速运动,所以C 正确;磁场力始终与小球运动方向垂直,因此始终对小球不做功,D 正确;小球在水平面内沿半径方向受两个力作用:环的压力F N 和磁场的洛伦兹力f ,这两个力的合力充当小球做圆周运动的向心力,其中f =Bq v ,磁场在增强,球速先减小,后增大,所以洛伦兹力不一定总在增大;向心力F 向=m v 2r,其大小随速度先减小后增大,因此压力F N 也不一定始终增大.故正确答案为C 、D.答案:CD3.一直升机停在南半球的地磁极上空.该处地磁场的方向竖直向上,磁感应强度为B.直升机螺旋桨叶片的长度为l,螺旋桨转动的频率为f,顺着地磁场的方向看螺旋桨,螺旋桨按顺时针方向转动,螺旋桨叶片的近轴端为a,远轴端为b,如图所示,如果忽略a到转轴中心线的距离,用E表示每个叶片中的感应电动势,则()A.E=πfl2B,且a点电势低于b点电势B.E=2πfl2B,且a点电势低于b点电势C.E=πfl2B,且a点电势高于b点电势D.E=2πfl2B,且a点电势高于b点电势解析:解这道题要考虑两个问题:一是感应电动势大小,E=Bl v=Bl×2πf×l2=Bl2πf;二是感应电动势的方向,由右手定则可以判断出感应电动势的方向是由a→b,因此a点电势低.答案:A4.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,下列说法中正确的是()A.穿过线框的磁通量不变化,MN间无感应电动势B.MN这段导体做切割磁感线运动,MN间有电势差C.MN间有电势差,所以电压表有示数D.因为有电流通过电压表,所以电压表有示数解析:穿过线框的磁通量不变化,线框中无感应电流,但ab、MN、dc都切割磁感线,它们都有感应电动势,故A错,B对;无电流通过电压表,电压表无示数,C、D错.答案:B5.在匀强磁场中,ab、cd两根导体棒沿两根导轨分别以速度v1、v2滑动,如图所示,下列情况中,能使电容器获得最多电荷量且左边极板带正电的是()A.v1=v2,方向都向右B.v1=v2,方向都向左C.v1>v2,v1向右,v2向左D.v1>v2,v1向左,v2向右解析:当ab棒和cd棒分别向右和向左运动时,两棒均相当于电源,且串联,电路中有最大电动势,对应最大的顺时针方向的电流,电阻上有最高电压,所以电容器上有最多电荷量,左极板带正电.C 正确.答案:C6.如图所示,在竖直平面内有两根平行金属导轨,上端与电阻R 相连,磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面.一质量为m的金属棒以初速度v0沿导轨竖直向上运动,上升到某一高度后又返回到原处,整个过程金属棒与导轨接触良好,导轨与棒的电阻不计.下列说法正确的是()A.回到出发点的速度v大于初速度v0B.通过R的最大电流,上升过程小于下落过程C.电阻R上产生的热量,上升过程大于下落过程D.所用时间上升过程大于下落过程解析:金属棒切割磁感线运动,由右手定则和法拉第电磁感应定律、安培力公式可知金属棒下行和上行时的受力情况,由能量守恒定律可知,金属棒在运动过程中,机械能不断转化为热能,所以回到出发点的速度v小于初速度v0,选项A错误;设金属棒运动的速度为v,长度为l,那么感应电动势E=Bl v,通过R的电流I=E R=Bl v R,可见,当金属棒运动速度v大时,通过R的电流大,因为金属棒在运动过程中,机械能不断转化为热能,所以运动到同一高度处,上升时的速度大于下降时的速度,所以通过R的最大电流上升过程大于下落过程,选项B错误;同一高度处金属棒上升时受到的安培力大于下降时受到的安培力,由于上升和下降的高度相同,所以上升过程克服安培力所做的功大于下降时克服安培力做的功,故电阻R上产生的热量上升过程大于下落过程,C正确;研究金属棒的上升过程时,可以采取逆向思维法,把上升过程看作金属棒从最高点自由下落,显然,下落的加速度a1>g>a2,其中a2为金属棒返回下落时的加速度,显然,下落相同高度,t1<t2,选项D错误.答案:CB级提能力7.如图,在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒ab、ac和MN,其中ab、ac在a点接触,构成“V”字形导轨.空间存在垂直于纸面的均匀磁场.用力使MN向右匀速运动,从图示位置开始计时,运动中MN始终与∠bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触.下列关于回路中电流i与时间t的关系图线,可能正确的是()解析:设∠bac =2θ,单位长度电阻为R 0则MN 切割磁感线产生电动势:E =BL v =B v ·2v t ×tan θ=2B v 2t ·tan θ,回路总电阻为:R =⎝⎛⎭⎪⎫2v t ·tan θ+2v t cos θR 0=v tR 0⎝ ⎛⎭⎪⎫2tan θ+2cos θ. 由闭合电路欧姆定律得:i =E R =2B v 2t ·tan θv tR 0⎝ ⎛⎭⎪⎫2tan θ+2cos θ=2B v tan θR 0⎝ ⎛⎭⎪⎫2tan θ+2cos θ, i 与时间无关,是一定值,故A 正确,B 、C 、D 错误.答案:A8.如图所示,L 1=0.5 m ,L 2=0.8 m ,回路总电阻为R =0.2 Ω,M =0.04 kg ,导轨光滑,开始时磁场B 0=1 T ,现使磁感应强度以ΔB Δt=0.2 T/s 的变化率均匀地增大,试求:当t 为多少时,M 刚离开地面(g 取10 m/s 2)?解析:回路中原磁场方向向下,且磁通量增加,由楞次定律可以判知,感应电流的磁场方向向上,根据安培定则可以判知,ab 中的感应电流的方向是a→b,由左手定则可知,ab所受安培力的方向水平向左,从而向上拉起重物,设ab中电流为I时M刚好离开地面,此时有F B=BIL1=Mg,①I=E R,②E=ΔΦΔt=L1L2·ΔBΔt=0.08(V),③B=Mg IL,④联立①②③④,解得:F B=0.4 N,I=0.4 A,B=2 T,t=5 s.9.如图所示,AB、CD是两根足够长的固定平行金属导轨,两导轨间的距离为L,导轨平面与水平面的夹角是θ,在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场,磁感应强度为B.在导轨的AC端连接一个阻值为R的电阻,导轨的电阻不计.一根垂直于导轨放置的金属棒ab,电阻为r质量为m,从静止开始沿导轨下滑,下滑高度为H时达到最大速度.不计摩擦,求在此过程中:(1)ab棒的最大速度;(2)通过电阻R的热量;(3)通过电阻R的电量.解析:(1)金属棒向下做加速度减小的加速运动,当加速度a=0时,速度达到最大.有mg sin θ=F A,F A=BIL,I=ER+r=BL v mR+r,联立三式得,mg sin θ=B2L2v m R+r,所以v m=mg(R+r)sin θB2L2.(2)根据能量守恒得:mgH=12m v2m+Q总,所以整个回路产生的热量Q总=mgH-12m v2m,则通过电阻R的热量:Q R=RR+rQ总=mgH-12m⎣⎢⎡⎦⎥⎤mg(R+r)sin θB2L22RR+r.(3)下滑高度为H的过程中磁通量的增加量为ΔΦ=BLH sin θ.通过电阻R的电量q=IΔt=ΔΦR总=BLH(R+r)sin θ.10.如图甲所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距l=0.20 m,电阻R=1.0 Ω;有一导体杆静止地放在轨道上,与两轨道垂直,杆及轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处于磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道向下,现用一外力F沿轨道方向拉杆,使之做匀加速运动,测得力F与时间t的关系如图乙所示.求杆的加速度a和质量m.解析:导体杆在轨道上做初速度为零的匀加速直线运动,用v 表示瞬时速度,t表示时间,则杆切割磁感线产生的感应电动势为E=Bl v=Blat,①闭合回路中的感应电流为:I=E R,②由安培力公式和牛顿第二定律得:F-IlB=ma,③将①②式代入③式整理得:F=ma+B2l2R at.④在乙图象上取两点t1=0,F1=1 N;t2=30 s,F2=4 N代入④式,联立方程解得a=10 m/s2,m=0.1 kg.11.如图所示,质量为M的导体棒ab,垂直放在相距为l的平行光滑金属导轨上,导轨平面与水平面的夹角为θ,并处于磁感应强度大小为B方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,左侧是水平放置间距为d的平行金属板,R和R x分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值,不计其他电阻.(1)调节R x=R,释放导体棒,当棒沿导轨匀速下滑时,求通过棒的电流I及棒的速率v;(2)改变R x,待棒沿导轨再次匀速下滑后,将质量为m带电量为+q的微粒水平射入金属板间,若它能匀速通过,求此时的R x.解析:(1)当棒沿导轨匀速下滑时,棒所受合力为零,沿斜面方向,则有:Mg sin θ=BIl;解得通过棒的电流为:I =Mg sin θBl. 由闭合电路的欧姆定律有棒切割磁感线产生的电动势为E 0=I (R +R x ).而E 0=Bl v ;R x =R ;解得:v =2MgR sin θB 2l 2.(2)棒再次沿导轨匀速下滑时,对棒同样有:Mg sin θ=BIl .带电微粒匀速通过平行金属板,则有:qU x d =mg ,而U x =IR x , 解得:R x =U x I =mdBlqM sin θ.第四章电磁感应1 划时代的发现2 探究感应电流的产生条件A级抓基础1.下列现象中,属于电磁感应现象的是()A.小磁针在通电导线附近发生偏转B.通电线圈在磁场中转动C.因闭合线圈在磁场中运动而产生的电流D.磁铁吸引小磁针解析:电磁感应是指“磁生电”的现象,而小磁针和通电线圈在磁场中转动,反映了磁场力的性质,所以A、B、D不是电磁感应现象,C是电磁感应现象.答案:C2.关于电磁感应现象,下列说法中正确的是()A.闭合线圈放在变化的磁场中,必然有感应电流产生B.闭合正方形线圈在匀强磁场中垂直磁感线运动,必然产生感应电流C.穿过闭合线圈的磁通量变化时,线圈中有感应电流D.只要穿过电路的磁通量发生变化,电路中一定有感应电流产生解析:产生感应电流的条件:(1)闭合电路;(2)磁通量Φ发生变化,两个条件缺一不可.答案:C3.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,所做的推论后来被实验否定的是() A.既然磁铁可使近旁的铁块带磁,静电荷可使近旁的导体表面感应出电荷,那么静止导线上的稳恒电流也可在近旁静止的线圈中感应出电流B.既然磁铁可在近旁运动的导体中感应出电动势,那么稳恒电流也可在近旁运动的线圈中感应出电流C.既然运动的磁铁可在近旁静止的线圈中感应出电流,那么静止的磁铁也可在近旁运动的导体中感应出电动势D.既然运动的磁铁可在近旁的导体中感应出电动势,那么运动导线上的稳恒电流也可在近旁的线圈中感应出电流解析: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.答案:A4.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: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.答案:C5.如图所示,一通电螺线管b放在闭合金属线圈a内,螺线管的中心线正好和线圈的一条直径MN重合.要使线圈a中产生感应电流,可采用的方法有()A.将螺线管在线圈a所在平面内转动B.使螺线管上的电流发生变化C.使线圈以MN为轴转动D.使线圈以与MN垂直的一条直径为轴转动解析:A、B、C中线圈a中磁通量始终为零,没有发生变化,无法产生感应电流.答案:D6.如图所示,一有限范围的匀强磁场宽度为d,若将一个边长为L的正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区域,已知d>L,则导线框中无感应电流的时间等于()A.d vB.L vC.d -L vD.d -2L v解析:只有导线框完全在磁场里面运动时,导线框中才无感应电流.答案:CB 级 提能力7.如图所示,在匀强磁场中的U 形导轨上,有两根等长的平行导线ab 和cd ,以相同的速度v 匀速向右滑动.为使ab 中有感应电流产生,对开关S 来说( )A.断开和闭合都可以B.应断开C.断开和闭合都不行D.应闭合解析:ab、cd杆以相同的速度同向运动,相对静止,即abcd闭合回路的面积不变,磁通量不变,只有当开关闭合后,构成abNM闭合回路的磁通量发生变化,ab中才能产生感应电流.故A、B、C错,D正确.答案:D8.如图所示,在同一铁芯上有A和C两个线圈,其中A线圈与滑动变阻器、电源、开关相连,C线圈两端与灵敏电流计相连,在以下采取的做法中,不能使灵敏电流计指针偏转的是()A.开关S闭合的瞬间B.开关S闭合后,变阻器滑片P向右滑动C.开关S闭合后,变阻器滑片P保持不动D.开关S断开的瞬间解析:开关S闭合瞬间,A线圈中电流迅速变化,A内磁通量变化,使C线圈磁通量变化,产生感应电流,灵敏电流计指针偏转.开关S闭合后,变阻器滑片P向右滑动时,闭合电路的总电阻减小,电流增大,A线圈中电流增大,磁通量增大,使C线圈中磁通量增大,产生感应电流,灵敏电流计指针偏转,开关S闭合后,变阻器滑片P保持不动,闭合电路中电流恒定,A线圈中磁通量不变,C线圈中磁通量不变,无感应电流,灵敏电流计指针不偏转.开关S断开瞬间,A线圈中电流变化,磁通量也变化,C线圈中磁通量变化,产生感应电流,灵敏电流计指针偏转.答案:C9.(多选)我国已经制订了登月计划,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是否存在磁场.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)的磁通量的变化率不为零,故至少有一次电流计有示数.C、D正确.答案:CD10.如图所示,固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动,t=0时,磁感应强度为B0,此时MN到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为l的正方形,为使MN棒中不产生感应电流,从t=0开始,磁感应强度B应随时间t怎样变化?请推导这种情况下B与t的关系式.解析:要使MN棒中不产生感应电流,则闭合回路MNED中的磁通量Φ必须保持不变.否则Φ一旦变化,则MN中就会产生感生感应电流.Φ=BS,而整个过程中磁通量Φ保持不变,则Φ=B0l2=B·(l2+l v t),解得:B=B0l l+v t.11.磁感应强度为B的匀强磁场仅存在于边长为2l的正方形范围内,有一个电阻为R,边长为l的正方形导线框abcd,沿垂直于磁感线方向,以速度v匀速通过磁场区域,如图所示,从ab进入磁场开始计时.(1)画出穿过线框的磁通量随时间变化的图象;(2)判断线框中有无感应电流.解析:线框穿过磁场的过程可分为三个阶段:进入磁场阶段(只有ab边在磁场中)、在磁场中运动阶段(ab、cd两边均在磁场中)、离开磁场阶段(只有cd边在磁场中).(1)①线框进入磁场阶段:t为0~lv,线框进入磁场中的面积与时间成正比,即S=l vΔt1故Φ=BS=Bl vΔt1,Δt1=lv时,Φ=Bl2.②线框在磁场中运动阶段:t为lv~2lv,线框中的磁通量为Φ=Bl2,保持不变,此过程Δt2=l v.③线框离开磁场阶段:t为2lv~3lv,线框中的磁通量均匀减小,即Φ=Bl(l-vΔt3)=Bl2-Bl vΔt3当t=3lv时,Δt3=lv,Φ=0.因此,穿过线框的磁通量随时间的变化图象如图所示.(2)线框进入磁场阶段,穿过线框的磁通量增加,线框中产生感应电流.线框在磁场中运动阶段,穿过线框的磁通量保持不变,无感应电流产生.线框离开磁场阶段,穿过线框的磁通量减小,线框中产生感应电流.第四章电磁感应3 楞次定律A级抓基础1.(多选)关于决定感应电流方向的因素,以下说法中正确的是()A.回路所包围的引起感应电流的磁场的方向B.回路外磁场的方向C.回路所包围的磁通量的大小D.回路所包围的磁通量的变化情况答案:AD2.根据楞次定律知: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方向相反C.阻碍引起感应电流的磁通量的变化D.与引起感应电流的磁场方向相同答案:C3.(多选)关于楞次定律,下列说法中正确的是()A.感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相反B.感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相同C.感应电流的磁场方向与磁通量增大还是减小有关D.感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化答案:CD4.如图所示,一个U形金属导轨水平放置,其上放有一个金属导体棒ab,有一个磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面,且与竖直方向的夹角为θ.在下列各过程中,一定能在轨道回路中产生感应电流的是()A.ab向右运动,同时使θ角减小B.使磁感应强度B减小,θ角同时也减小C.ab向左运动,同时增大磁感应强度BD.ab向右运动,同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°) 解析:设此时回路面积为S,据题意,磁通量Φ=BS cos θ.S增大,θ减小,cos θ增大,则Φ增大,A正确,B减小,θ减小,cos θ增大,Φ可能不变,B错误,S减小,B增大,Φ可能不变,C错误,S增大,B增大,θ增大,cos θ减小,Φ可能不变,D错.故只有A正确.答案:A5.如图所示,一对大磁极,中间处可视为匀强磁场,上、下边缘处为非匀强磁场,一矩形导线框abcd保持水平,从两磁极间中心上方某处开始下落,并穿过磁场,则()A.线框中有感应电流,方向是先a→b→c→d→a后d→c→b→a →dB.线框中有感应电流,方向是先d→c→b→a→d后a→b→c→d →aC.受磁场的作用,线框要发生转动D.线框中始终没有感应电流解析:由于线框从两极间中心上方某处开始下落,根据对称性知,下落过程中穿过线框abcd的磁通量始终是零,没有变化,所以始终没有感应电流,因此不会受磁场的作用.故选项D正确.答案:DB级提能力6.如图所示,匀强磁场垂直于圆形线圈指向纸里,a、b、c、d 为圆形线圈上等距离的四点,现用外力作用在上述四点,将线圈拉成正方形.设线圈导线不可伸长,且线圈仍处于原先所在的平面内,则在线圈发生形变的过程中()A.线圈中将产生abcd方向的感应电流B.线圈中将产生adcb方向的感应电流C.线圈中产生感应电流的方向先是abcd,后是adcbD.线圈中无感应电流产生解析:由几何知识知,周长相等的几何图形中,圆的面积最大,当由圆形变成正方形时磁通量变小.根据楞次定律知在线圈中将产生abcda方向的感应电流,故选A.答案:A7.如图所示,闭合金属铜环从高为h的曲面滚下,沿曲面的另一侧上升,设闭合环初速度为零,不计摩擦,则()A.若是匀强磁场,环上升的高度小于hB.若是匀强磁场,环上升的高度大于hC.若是非匀强磁场,环上升的高度等于hD.若是非匀强磁场,环上升的高度小于h解析:若是匀强磁场,闭合环的磁通量不发生变化,无感应电流产生,环也就不受磁场力,所以环仍保持机械能守恒,上升的高度等于h.若是非匀强磁场,闭合环的磁通量发生变化,有感应电流产生,环受到磁场力作用去阻碍环与磁场间的相对运动,使环损失的一部分机械能转化为电能,所以环上升的高度小于h.答案:D8.如图所示,两个相同的铝环套在一根光滑杆上,将一条形磁铁向左插入铝环的过程中两环的运动情况是()A.同时向左运动,间距增大B.同时向左运动,间距不变C.同时向左运动,间距变小D.同时向右运动,间距增大解析:在条形磁铁插入铝环过程中,穿过铝环的磁通量增加,两环为了阻碍磁通量的增加,应朝条形磁铁左端运动,由于两环上感应电流方向相同,故将相互吸引,而使间距变小.答案:C9.(多选)如图所示,两块金属板水平放置,与左侧水平放置的线圈通过开关K用导线连接.压力传感器上表面绝缘,位于两金属板间,带正电的小球静置于压力传感器上,均匀变化的磁场沿线圈的轴向穿过线圈.K未接通时传感器时的示数为1 N,K闭合后传感器的示数变为2 N.则磁场的变化情况可能是()A.向上均匀增大B.向上均匀减小C.向下均匀减小D.向下均匀增大解析:K闭合后,向上均匀增大或向下均匀减小磁场都能使上金属板带正电,下金属板带负电,带正电的小球受竖直向下的电场力,传感器示数变大.答案:AC10.如图,一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金属圆环中穿过.现将环从位置Ⅰ释放,环经过磁铁到达位置Ⅱ.设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2,重力加速度大小为g,则()A.T1>mg,T2>mg B.T1<mg,T2<mgC.T1>mg,T2<mg D.T1<mg,T2>mg解析:金属圆环从位置Ⅰ到位置Ⅱ过程中,由楞次定律知,金属圆环在磁铁上端时受力向上,在磁铁下端时受力也向上,则金属圆环对磁铁的作用力始终向下,对磁铁受力分析可知T1>mg,T2>mg.选项A正确.答案:A第四章电磁感应4 法拉第电磁感应定律A 级 抓基础1.穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加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少2 VC .线圈中感应电动势始终为2 VD .线圈中感应电动势始终为一个确定值,但由于线圈有电阻,电动势小于2 V解析:由E =n ΔΦΔt 知:ΔΦΔt恒定,n =1,所以E =2 V . 答案:C2.将闭合多匝线圈置于磁感应强度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。