物理选修32第一章习题
物理选修3-2(第一、二章)试题
图3物理选修3-2(第一、二章)试题第Ⅰ卷 (选择题 共48分)一、不定项选择题(有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,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.电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系,根据这一发现,发明了许多电器设备,下列用电器中,哪个没有利用电磁感应原理( )A .电动机B .发电机C .磁带录音机D .电磁炉2.许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献,下列表述正确的是( ) A .奥斯特发现了电流的磁效应 B .法拉第发现了电磁感应现象C .安培提出了磁场对运动电荷的作用力公式D .楞次提出了关于感应电动势大小的规律3.关于电磁感应现象,下列说法中正确的是( )A .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B .只要电路的一部分作切割磁感线运动,电路中就一定有感应电流C .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D .线圈中电流变化越快,线圈中产生的自感电动势一定越大4. 如图1,闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的S 极朝下。
当磁铁向下运动时(但未插入线圈内部)( )A .线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互吸引B .线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互排斥C .线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互吸引D .线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互排斥5.如图2所示,接有灯泡L 的平行金属导轨水平放置在匀强磁场中,一导体杆与两导轨良好接触并做往复运动,其运动情况与弹簧振子做简谐运动的情况相同。
图中O 位置对应于弹簧振子的平衡位置,P 、Q 两位置对应于弹簧振子的最大位移处。
若两导轨的电阻不计,则( )A .杆由O 到P 的过程中,电路中电流变大B .杆由P 到Q 的过程中,电路中电流一直变大C .杆通过P 、Q 处时,电路中电流方向都将发生改变D .杆通过O 处时,电路中电流最大6.如下图6(a)所示,一个由导体制成的矩形线圈,以恒定速度v 运动,从无场区域进入匀强磁场区域,然后出来。
高二物理 选修3-2 第1章 电磁感应
高二物理 选修3-2 第1章 电磁感应班级__________ 座号___________ 姓名_____________一.选择题1.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 .闭合电路在磁场内作切割磁感线运动,电路内一定会产生感应电流D .穿过闭合线圈的磁通量发生变化,电路中一定有感应电流。
2.闭合线圈的匝数为n ,每匝线圈面积为S ,总电阻为R ,在t ∆时间内穿过每匝线圈的磁通量变化为∆Φ,则通过导线某一截面的电荷量为( )A .R ∆ΦB .R nS ∆ΦC .R n ∆ΦD .tRn ∆∆Φ3.如图所示,在光滑绝缘的水平桌面上放一弹性闭合导体环,在导体环轴线上方有一条形磁铁。
当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时,下列判断中正确的是( )A .导体环有收缩趋势B .导体环有扩张趋势C .导体环对桌面压力减小D .导体环对桌面压力增大4.闭合回路中的磁通量Φ随时间t 变化的图像分别如①②③④所示,关于回路中产生的感应电动势的下列说法正确的是( )A .图①的回路中感应电动势恒定不变B .图②的回路中感应电动势变大C .图③的回路中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D .图④ 的回路中感应电动势先变小再变大5.下图中所标的导体棒的长度为L ,处于磁感应强度为B 的匀强磁场中,棒运动的速度均为v ,产生的电动势为BLv 的是( )6.如图所示,用导线做成的圆形线圈与一直导线构成以下几种位置组合,当减少直导线中电流时,下列说法正确的是( )A .a 线圈中无感应电流产生B .b 线圈中将产生顺时针感应电流C .c 线圈中将产生顺时针感应电流D .d 线圈中可能有感应电流产生D B° v B L A L7.如图所示,d c b a 、、、四根相同的细铝杆,放在同一水平桌面上,其中b a 、固定,d c 、 可以在b a 、上无摩擦地滑动,O 点为回路的中心,把一条形磁铁的一端从O 点正上方向下迅速靠近回路时,则d c 、 两杆将( )A .分别向O 点靠拢B .分别远离O 点C .保持不动D .因不知磁铁极性,无法判断8.如图所示,有一回路处于竖直平面内,匀强磁场方向水平,且垂直于回路平面,当AC 无初速释放后,(回路由导体构成,两平行导轨足够长)则( )A .AC 受磁场阻力作用,以小于g 的加速度匀加速下落B .AC 加速下落,加速度逐渐减小趋向于零,速度逐渐增大趋向一个最大值C .AC 的加速度逐渐减小,通过R 的电流也逐渐减小,最后电流为零D .AC 受到的磁场力越来越大,最后趋向于与重力平衡9.如图所示,水平面上有两根相距0.5m 的足够长的平行金属导轨MN 和PQ ,它们的电阻可忽略不计,在M 和P 之间接有阻值为R 的定值电阻。
2020-2021学年高二人教版选修3—2物理同步测试 第一章第四节法拉第电磁感应定律
2020-2021学年高二人教版选修3—2物理同步测试第一章第四节法拉第电磁感应定律1.闭合电路中产生的感应电动势的大小,取决于穿过该回路的()A.磁通量 B.磁通量的变化量C.磁通量的变化率 D.磁场的强弱2.如图,间距为L的平行金属导轨上有一电阻为r的金属棒ab与导轨接触良好,导轨一端连接电阻R,其他电阻不计,磁感应强度为B,当金属棒ab速度v向右匀速运动时,下列说法正确的是( )A.电阻R两端的电压为BLvB.ab棒受到的安培力的方向向左C.ab棒中电流大小为/BLv RD.回路中电流为顺时针方向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.0~2sB.2~4sC.4~5sD.5~10s4.如图所示,闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度的大小随时间变化。
下列说法正确的是( )A.当磁感应强度增加时,线框中的感应电流可能减小B.当磁感应强度增加时,线框中的感应电流一定增大C.当磁感应强度减小时,线框中的感应电流一定增大D.当磁感应强度减小时,线框中的感应电流不可能不变5.如图所示,导体AB 的长为4R ,绕O 点以角速度ω匀速转动,OB 长为R ,且O B A 、、三点在一条直线上,有一匀强磁场磁感应强度为B ,充满转动平面且与转动平面垂直,那么A B 、两端的电势差为( )A.24B R ωB.220B R ωC.212B R ωD.210B R ω6.法拉第圆盘发电机的示意图如图所示.铜圆盘安装在竖直的铜轴上,两铜片P Q、分别与圆盘的边缘和铜轴接触,圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中.圆盘旋转时,关于流过电阻R的电流,下列说法正确的是( )A.若圆盘转动的角速度恒定,则电流大小恒定B.若从上向下看,圆盘顺时针转动,则电流方向由b到aC.若圆盘转动方向不变,角速度大小发生变化,则电流方向可能发生变化D.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍,则R消耗的热功率也变为原来的2倍7.未来航母上飞机弹射起飞将利用电磁驱动来实现.电磁驱动原理如图所示,当固定线圈上突然通过直流电流时,线圈端点的金属环被弹射出去.现在在固定线圈左侧同一位置,先后放上用横截面积相等的铜和铝导线制成.则闭合开关S的瞬间( ) 的形状、大小相同的两个闭合环,电阻率ρρ<铜铝A.电池正、负极调换后,金属环不能向左弹射B.从左侧看环中感应电流沿顺时针方向C.若将环放置在线圈右方,环将向左运动D.铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力8.如图中半径为r 的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B 中,绕O 轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动,则通过电阻R 的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计)( )A.由c 到d ,2/I Br R ω=B.由d 到c ,2/I Br R ω=C.由c 到d ,()2/2I Br R ω=D.由d 到c ,()2/2I Br R ω=9.穿过某闭合回路的磁通量ϕ随时间t 变化的图象分别如图①~④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B.图②产生的感应电动势一直在变大C.图③在0~1t 时间内产生的感应电动势大于12t t ~时间内产生的感应电动势D.图④产生的感应电动势先变大再变小10.下列关于反电动势的说法正确的是( )A.只要线圈在磁场中运动就能产生反电动势B.只要穿过线圈的磁通量变化,就产生反电动势C.电动机在转动时线圈内产生反电动势D.反电动势就是发电机产生的电动势11.一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,磁感应强度大小为若直升机螺旋桨叶片的长度为l,近轴端为a,远轴端为b,转动的频率为f,顺着地磁场的方向看,螺旋桨按顺时针方向转动。
教科版物理选修3-2:第1章章末综合检测
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,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.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 .奥斯特发现电磁感应现象 B .电流的磁效应就是电磁感应现象C .法拉第能够发现电磁感应现象,是因为他坚信各种自然现象是相互关联的D .以上说法都不对解析:选C.电磁感应现象是法拉第研究发现的,A 错.电流的磁效应现象是“电生磁”,电磁感应现象是“磁生电”,是两种不同的物理现象,B 错.法拉第在自然现象之间的相互联系和相互转化的信念支持下,研究了电与磁的相互关系,发现了电磁感应现象,C 对.故选C.2.关于闭合电路中的感应电动势E 、磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ以及磁通量的变化率ΔΦΔt 之间的关系,下列说法正确的是( ) A .Φ=0时,电动势E =0B.ΔΦΔt=0时,电动势E 可能不等于0 C .ΔΦ很大,电动势E 可能很小 D.ΔΦΔt很大,ΔΦ一定很大 解析:选C.根据E =ΔΦΔt ,所以Φ=0时,ΔΦΔt 不一定为0,A 项不正确;ΔΦΔt =0,E 一定为0,B 项错误;而ΔΦ很大,如果Δt 很长,E 可能很小,C 项正确;ΔΦΔt 很大但ΔΦ不一定大,D 项错误.3.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,且与竖直方向夹角为θ.在下列各过程中,一定能在轨道回路里产生感应电流的是( ) A .ab 向右运动,同时使θ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:选A.设此时回路面积为S ,据题意,磁通量Φ=BS cos θ,对A ,S 增大,θ减小,cos θ增大,则Φ增大,A 正确.对B ,B 减小,θ减小,cos θ增大,Φ可能不变,B 错.对C ,S 减小,B 增大,Φ可能不变,C 错.对D ,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.4.一个面积S =4×10-2 m 2、匝数n =100匝的线圈,放在匀强磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,磁感应强度B 随时间t 变化的规律如图所示,则下列判断正确的是( )A .在开始的2 s 内穿过线圈的磁通量的变化率等于-0.08 Wb/sB .在开始的2 s 内穿过线圈的磁通量的变化量等于零C .在开始的2 s 内线圈中产生的感应电动势等于-0.08 VD .在第3 s 末线圈中的感应电动势等于零 解析:选A.由E =n ΔΦΔt =n ΔBΔt ·S 得:在开始2 s 内线圈中产生的感应电动势 E =100×-42×4×10-2 V =-8 V 磁通量变化率:ΔΦΔt=-0.08 Wb/s第3 s 末虽然磁通量为零,但磁通量变化率为0.08 Wb/s ,所以选A.5.如图所示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,其中正确的是( )解析:选D.根据楞次定律可确定感应电流的方向:对C 选项,当磁铁向上运动时: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——减少;③感应电流产生的磁场方向——向上;④利用安培定则判断感应电流的方向——与图中箭头方向相反.故C 项错.同理分析可知A 、B 错,D 正确.6.如图所示,一根长导线弯成“n ”形,通以直流电I ,正中间用不计长度的一段绝缘线悬挂一金属环C ,环与导线处于同一竖直平面内,在电流I 增大的过程中,下列叙述正确的是( )A .金属环C 中无感应电流产生B .金属环C 中有沿逆时针方向的感应电流产生 C .悬挂金属环C 的竖直线拉力变大D .金属环C 仍能保持静止状态解析:选BCD.电流I 增大的过程中,穿过金属环C 的磁通量增大,环中出现逆时针的感应电流,故A 错,B 正确;可以将环等效成一个正方形线框,利用“同向电流相互吸引,异向电流相互排斥”得出环将受到向下的斥力且无转动,所以悬挂金属环C 的竖直拉力变大,环仍能保持静止状态,C 、D 正确.7.如图,EOF 和E ′O ′F ′为空间一匀强磁场的边界,其中EO ∥E ′O ′,FO ∥F ′O ′,且EO ⊥OF ;OO ′为∠EOF 的角平分线,OO ′间的距离为l ;磁场方向垂直于纸面向里.一边长为l 的正方形导线框沿O ′O 方向匀速通过磁场,t =0时刻恰好位于图示位置.规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正,则感应电流i 与时间t 的关系图线可能正确的是( )解析:选B.本题中四个选项都是i -t 关系图线,故可用排除法.因在第一个阶段内通过导线框的磁通量向里增大,由楞次定律可判定此过程中电流沿逆时针方向,故C 、D 错误.由于在穿过整个磁场区域的磁通量变化量ΔΦ=0,由q =ΔΦR可知整个过程中通过导线框的总电荷量也应为零,而在i -t 图像中图线与时间轴所围总面积为零,即时间轴的上下图形面积的绝对值相等.故A 错误B 正确.8.如图所示的电路中,电源电动势为E ,线圈L 的电阻不计.以下判断正确的是( )A .闭合S ,稳定后,电容器两端电压为零B .闭合S ,稳定后,电容器的a 极带负电C .断开S 的瞬间,电容器的a 极板将带正电D .断开S 的瞬间,电容器的a 极板将带负电解析:选AC.闭合S ,稳定后,由于线圈L 的直流电阻为零,所以线圈两端电压为零,又因为电容器与线圈并联,所以电容器两端电压也为零,电容器不带电,故A 正确,B 错误;断开S 的瞬间,线圈L 中电流减小,线圈中产生与原电流方向相同的自感电动势,并作用在电容器上,所以,此时电容器a 极板将带正电,b 极板将带负电,C 正确、D 错误.9.如图所示,将边长为l 的正方形闭合线圈以不同速度v1、v 2向右匀速拉出磁场时(v 1<v 2),下列结论不.正确的是( ) A .拉力所做的功W 2>W 1 B .拉力的功率P 2>P 1 C .流过线框的电荷量Q 2>Q 1 D .线框中的感应电流I 2>I 1解析:选C.F 拉=F 安=BIl =Bl ·Bl v R =B 2l 2v R ,W 拉=F 拉·l =B 2l 3vR,v 1<v 2,所以W 2>W 1,选项A 正确.P 拉=F 拉·v =B 2l 2v 2R ,P 2>P 1,选项B 正确.流过线框的电荷量Q =ΔΦR ,Q 1=Q 2,选项C 错误.电流I =Bl vR,I 2>I 1,选项D 正确.10.如图,足够长的U 型光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<θ<90°),其中MN 与PQ 平行且间距为L ,导轨平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直,导轨电阻不计.金属棒ab 由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且良好接触,ab 棒接入电路的电阻为R ,当流过ab 棒某一横截面的电量为q 时,棒的速度大小为v ,则金属棒ab 在这一过程中( ) A .运动的平均速度大小为12vB .下滑的位移大小为qR BLC .产生的焦耳热为qBL vD .受到的最大安培力大小为B 2L 2vR sin θ解析:选B.流过ab 棒某一截面的电量q =I ·t =B ΔS Rt ·t =BL ·s R ,ab 棒下滑的位移s =qRBL,其平均速度v =s t ,而棒下滑过程中做加速度减小的加速运动,故平均速度不等于12v ,A 错误B 正确;由能量守恒mgs sin θ=Q +12m v 2,产生的焦耳热Q =mgs sin θ-12m v 2=mg qRBL sinθ-12m v 2,C 错误;当mg sin θ=B 2L 2v R时v 最大,安培力最大,即F安m=mg sin θ,D 错误.二、填空、实验题(包括2小题,共12分.按题目要求作答) 11.(6分)如图为“研究电磁感应现象”的实验装置.(1)将图中所缺的导线补接完整.(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,那么合上电键后可能出现的情况有:A .将原线圈迅速插入副线圈时,灵敏电流计指针将________.B .原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,灵敏电流计指针将________. 解析:依照楞次定律及灵敏电流计的指针偏转方向与流过它的电流方向的关系来判定. 答案:(1)如图所示(2)向右偏转一下 向左偏转一下12.(6分)如图所示为电磁流量计的示意图,在非磁性材料制成的圆管所在的区域加一匀强磁场,当管中的导电流体流过此磁场区域时,测出管壁上ab 两点的电动势E 就可以知道管道中液体的电动势E ,就可以知道管道中液体的流量Q (单位时间内流过液体的体积),已知管的直径为D ,磁感应强度为B ,则流量Q 为__________,a 、b 两点中________点电势高.解析:当导电液体向左流动时,导体切割磁感线向左运动,因而在液体流的顶部(如a 点)与底部(如b 点)间产生了电势差,故感应电动势为E =BD v ,因此液体流动速度大小为v =E /(BD ).设液体流动时间为t ,则在t 时间内流动距离为l =v t =Et /(BD ).在t 时间内通过管道某截面的液体体积为V 体=l ·πD 24=πDEt 4B .所以液体流量为Q =V 体t =πDE4B.由右手定则知b 点电势高.答案:πDE4Bb三、计算题(本题共4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得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位) 13.(10分)如图所示,在磁感应强度为0.2 T 的匀强磁场中,有一长为0.5 m 、电阻为1.0 Ω的导体AB 在金属框架上以10 m/s 的速度向右滑动,R 1=R 2=2.0 Ω,其他电阻不计,求流过R 1的电流I 1. 解析:AB 切割磁感线相当于电源,其等效电路如图所示,E AB =Bl v =0.2×0.5×10 V =1 V(2分) 由闭合电路欧姆定律得I =ER +r(2分)R 1、R 2并联,由并联电路电阻关系得1R =1R 1+1R 2解得:R =R 1R 2R 1+R 2=1.0 Ω,I AB =I =0.5 A .(3分) 因为R 1=R 2,所以流过R 1的电流为I 1=I2=0.25 A .(3分)答案:0.25 A14.(12分)有一面积为S =100 cm 2,匝数为n =100匝的金属环,总电阻为R =0.1 Ω,环中有匀强磁场,方向垂直于圆环面,磁感应强度变化规律如图所示.求:(1)圆环中产生的感应电动势的大小;(2)在2~3 s 内流过导线横截面的电荷量. 解析:(1)由法拉第电磁感应定律知, E 感=n ΔΦΔt =n ΔB Δt·S (1分)式中ΔBΔt为题图中直线的斜率,即k =0.1 T/s(2分) 代入数据得:E 感=100×0.3-0.23-2×100×10-4 V =0.1 V .(3分)(2)因为q =I 感·Δt =E 感R ·Δt =n ·ΔΦΔt ·ΔtR=n ·ΔΦR =n ·ΔB ·SR.(3分) 得2~3 s 内流过导线横截面的电荷量为: q =100×0.1×100×10-40.1C =1 C .(3分)答案:(1)0.1 V (2)1 C 15.(12分)如图所示,线圈abcd 每边长l =0.20 m ,线圈质量m1=0.10 kg 、电阻R =0.10 Ω,砝码质量m 2=0.14 kg.线圈上方的匀强磁场磁感应强度B =0.5 T ,方向垂直线圈平面向里,磁场区域的宽度为h =l =0.20 m .砝码从某一位置下降,使ab 边进入磁场开始做匀速运动.求:(1)线圈做匀速运动的速度大小?(2)穿过磁场区域过程中线圈产生的总热量是多少?(设线圈穿过磁场过程中没有与滑轮相碰)解析:(1)该题的研究对象为线圈,线圈在匀速上升时受到的安培力F 安、绳子的拉力T 和重力m 1g 相互平衡,即T =F 安+m 1g .①(2分) 砝码受力也平衡:T =m 2g .②(2分)线圈匀速上升,在线圈中产生的感应电流I =Bl v /R ,③(2分) 因此线圈受到向下的安培力F 安=BIl .④(1分) 联解①②③④式得v =(m 2-m 1)gR /(B 2l 2)⑤(1分) 代入数据解得:v =4 m/s.⑥(1分)(2)线圈匀速上升,上升的时间为t =2hv ⑦(1分)由焦耳定律得Q =I 2Rt ⑧(1分)联解③⑥⑦⑧并代入数据得Q =0.16 J .(1分)答案:(1)4 m/s (2)0.16 J16.(14分)有人设计了一种可测速的跑步机,测速原理如图所示.该机底面固定有间距为L 、长度为d 的平行金属电极,电极间充满磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场,且接有电压表和电阻R .绝缘橡胶带上镀有间距为d 的平行细金属条,磁场中始终仅有一根金属条,且与电极接触良好,不计金属电阻.若橡胶带匀速运动时,电压表读数为U ,求:(1)橡胶带匀速运动的速率;(2)电阻R 消耗的电功率;(3)一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功. 解析:(1)设电动势为E ,橡胶带运动速率为v . 由:E =BL v ,E =U 得:v =UBL.(5分) (2)设电功率为P . P =U2R.(4分)(3)设电流为I ,安培力为F ,克服安培力做的功为W . 由:I =UR ,F =BIL ,W =Fd得:W =BLUdR.(5分) 答案:(1)U BL (2)U 2R (3)BLUdR。
《好题》初中高中物理选修三第一章《分子动理论》经典习题(含答案)
一、选择题1.下列说法中正确的是()A.气体对器壁的压强在数值上等于气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力B.气体压强是由气体分子间的相互排斥而产生的C.气体分子热运动的平均动能减小,气体的压强一定减小D.单位体积的气体分子数增加,气体的压强一定增大2.2020年3月3日,国家卫健委、国家中医药管理局印发《关于印发新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第七版)的通知》,指出新型冠状病毒的传播途径:经呼吸道飞沫和密切接触传播是主要的传播途径,在相对封闭的环境中长时间暴露于高浓度气溶胶情况下存在经气溶胶传播的可能。
气溶胶微粒是悬浮在大气中的肉眼不可见的微小颗粒。
关于封闭环境中的气溶胶微粒,下列说法正确的是()A.温度升高,气溶胶微粒运动会减慢B.气溶胶微粒在空气中的无规则运动可以看作布朗运动C.气溶胶微粒受到的空气分子作用力的合力始终为零D.气溶胶微粒越大,运动越明显3.有关理想气体的压强,下列说法正确的是()A.气体分子的平均速率增大,则气体的压强可能增大B.气体分子的密集程度增大,则气体的压强一定增大C.气体分子的平均动能减小,则气体的压强一定减小D.气体分子的内能减小,则气体的压强一定减小4.已知地球的半径为6.4×103km,水的摩尔质量为1.8×10-2kg/mol,阿伏加德罗常数为6.02×1023个/mol,设想将1g水均匀地分布在地球表面,估算1m2的地球表面上分布的水分数目约为()A.7×107个B.3×108个C.3×1011个D.7×1010个5.关于分子动理论,下列说法正确的是()A.相邻的两个分子之间的距离减小时,分子间的引力变小,斥力变大B.给自行车打气时,气筒压下后反弹是由分子斥力造成的C.用显微镜观察布朗运动,观察到的是液体分子的无规则运动D.当分子力表现为引力时,分子势能随分子间距离的增大而增大6.以下说法正确的是 ( )A.无论什么物质,只要它们的摩尔数相同就含有相同的分子数B.分子引力不等于分子斥力时,违背了牛顿第三定律C.lg氢气和1g氧气含有的分子数相同,都是6.02×1023个D.阳光从缝隙射入教室,从阳光中看到的尘埃的运动就是布郎运动7.一定质量的理想气体,经等温压缩,气体的压强增大,用分子动理论的观点分析,这是因为( )A.气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大B.单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多C.气体分子的总数增加D.单位体积内的分子数目不变8.2020年3月3日,国家卫健委、国家中医药管理局下发通知,指出新冠病毒存在经气溶胶传播的可能。
高中物理选修3-2第一章高效作业
A.BS
2.如下图所示,用导线做成的圆形回路与一直导线构成几种位置组合,哪些组合中,切断直导线中的电流时, 闭合回路中会有感应电流产生?(图 A、B、C 中直导线都与圆形线圈在同一平面内,O 点为线圈的圆心,D 图中直 导线与圆形线圈垂直,并与中心轴重合)( )
3.如图,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(如图所示),下列 操作及相应的结果可改!
1
只要顺着河流走,就可以发现大海!
华山中学高效课堂作业
黄河冲天走东海,万里写入胸怀间
凝聚产生力量,拼搏实现目标!
6.如图是法拉第最初研究电磁感应现象的装置,下列说法正确的是( A.当右边磁铁 S 极离开 B 端时,线圈中产生感应电流
)
B.当右边磁铁 S 极离开 B 端,并在 B 端附近运动时,线圈中产生感应电流 C.当磁铁保持图中状态不变时,线圈中有感应电流 D.当磁铁保持图中状态不变时,线圈中无感应电流
4.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
A.在科拉顿整个操作过程中,电流计不发生偏转 B.将磁铁投入螺线管瞬间,电流计发生偏转,但科拉顿跑过去观察时,电流计已不再偏转 C.科拉顿无法观察到电流计偏转的原因是当时电流计灵敏度不够 D.科拉顿无法观察到电流计偏转的原因是导线过长,电流过小
高中物理人教版选修3-2课后习题整理
高中物理人教版3-2各章节课后习题4.14.21.图4.2-8所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框。
在下列几种情况下,线框中是否产生感应电流?(1) 保持线框平面始终与磁感线垂直,线框在磁场中上下运动(图甲)。
(2) 保持线框平面始终与磁感线垂直,线框在磁场中左右运动(图乙)。
(3) 线框绕轴线 AB 转动(图丙)。
4.34.44.54.64.75.11. 让一个蹄形磁铁靠近白炽灯,观察灯丝,可以看到什么现象?这是什么原因造成的?2. 有人说,在图 5.1-3 中,线圈平面转到中性面的瞬间,穿过线圈的磁通量最大,因而线圈中的感应电动势最大;线圈平面跟中性面垂直的瞬间,穿过线圈的磁通量为零,因而感应电动势为零。
这种说法对不对?为什么?3. 图 5.1-3 中,设磁感应强度为 0.01 T,单匝线圈 AB 边长为 20 cm,宽 AD 为 10 cm,转速 n 为 50 r/s,求线圈转动时感应电动势的最大值。
4. 一台发电机在产生正弦式电流。
如果发电机电动势的峰值为E m = 400 V,线圈匀速转动的角速度为ω= 314 rad/s,试写出电动势瞬时值的表达式。
如果这个发电机的外电路只有电阻元件,总电阻为2 kΩ,电路中电流的峰值为多少?写出电流瞬时值的表达式。
5. 如图5.1-5所示,KLMN是一个竖直的矩形导线框,全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中,线框面积为S,KL边水平,线框绕某竖直固定轴以角速度ω匀速转动。
在 KL 边与磁场方向到达 30°角的时刻(图示位置),导线框中产生的瞬时电动势 e的大小是多少?标出线框此时电流的方向。
已知线框按俯视的逆时针方向转动。
5.21. 我国电网中交变电流的周期是 0.02 s,1 s内电流方向发生多少次改变?2. 一个电容器,当它的两个极板间的电压超过 10 V 时,其间的电介质就可能被破坏而不再绝缘,这个现象叫做电介质的击穿,这个电压叫做这个电容器的耐压值。
教科版 高中物理 选修3-2 第一章电磁感应 寒假复习题(解析版)
绝密★启用前教科版高中物理选修3-2 第一章电磁感应寒假复习题本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分,考试时间150分钟。
分卷I一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.如图所示,一沿水平方向的匀强磁场分布在宽度为2L的某矩形区域内(长度足够大),该区域的上、下边界MN、PS是水平的.有一边长为L的正方形导线框abcd从距离磁场上边界MN的某高处由静止释放下落并穿过该磁场区域,已知当线框的ab边到达MN时线框刚好做匀速直线运动(以此时开始计时),以MN处为坐标原点,取如图坐标轴x,并规定逆时针方向为感应电流的正方向,则关于线框中的感应电流与ab边的位置坐标x间的以下图线中,可能正确的是()A.B.C.D.【答案】D【解析】在第一个L内,线框匀速运动,电动势恒定,电流恒定;在第二个L内,线框只在重力作用下加速,速度增大;在第三个L内,安培力大于重力,线框减速运动,电动势减小,电流减小.这个过程加速度逐渐减小,速度是非线性变化的,电动势和电流都是非线性减小的,选项A、B均错误.安培力再减小,也不至于减小到小于第一段时的值,因为当安培力等于重力时,线框做匀速运动,选项C错误,D正确.2.如图所示,一个金属圆环水平放置在竖直向上的匀强磁场中,能使圆环中产生感应电流的做法是()A.使匀强磁场均匀减弱B.保持圆环水平并在磁场中上下移动C.保持圆环水平并在磁场中左右移动D.保持圆环水平并使圆环绕过圆心的竖直轴转动【答案】A【解析】使匀强磁场均匀减弱,穿过圆环的磁通量减小,产生感应电流,A正确;保持圆环水平并在磁场中上下移动时,穿过圆环的磁通量不变,不产生感应电流,B错误;保持圆环水平并在磁场中左右移动,穿过圆环的磁通量不变,不产生感应电流,C错误;保持圆环水平并使圆环绕过圆心的竖直轴转动,穿过圆环的磁通量不变,不产生感应电流,D错误.3.如图所示,两块水平放置的金属板间距离为d,用导线与一个n匝线圈连接,线圈置于方向竖直向上的磁场B中.两板间有一个质量为m、电荷量为+q的油滴恰好处于平衡状态,则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是()A.正在增强;=B.正在减弱;=C.正在减弱;=D.正在增强;=【答案】B【解析】油滴平衡有mg=q,U=,电容器上极板必带负电,那么螺线管下端相当于电源正极,由楞次定律知,磁场B正在减弱,又E=n,U=E,可得=.故选B.4.如图所示,有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域,其直角边长为L,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B.边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd,从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域.取沿a→b→c→d→a的感应电流为正,则表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图象正确的是()A.B.C.D.【答案】C【解析】据题意,由楞次定律得:正方形线框进入三角形磁场时,穿过线框的磁通量逐渐增加,线框中产生顺时针方向电流,为正方向,D选项可以排除;正方形线框离开三角形磁场时,穿过线框的磁通量减少,线框中的电流方向逆时针,为负方向,A选项可以排除;由于线框切割磁感线的有效长度为l=vt·tan 45°=vt,则线框产生的感应电动势为E=B·vt·v=Bv2t,而感应电流为I=,所以感应电流大小随着时间的增加而增加,只有C选项正确.5.两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中,在导轨上与导轨接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动.当AB在外力F作用下向右运动时,下列说法中正确的是()A.导体棒CD内有电流通过,方向是D→CB.导体棒CD内有电流通过,方向是C→DC.磁场对导体棒CD的作用力向左D.磁场对导体棒AB的作用力向右【答案】B【解析】两个导体棒与两根金属导轨构成闭合回路,AB向右运动,闭合回路磁通量增加,由安培定则判断回路中感应电流的方向是B→A→C→D→B.再根据左手定则,判定导体棒CD受到的磁场力向右;AB受到的磁场力向左.6.下列对物理学家的主要贡献的说法中正确的有()A.奥斯特发现了电磁感应现象,打开了研究电磁学的大门B.法拉第发现了磁生电的现象,从而为电气化的发展奠定了基础C.安培发现了电流的磁效应,并总结了电流方向与磁场方向关系的右手螺旋定则D.牛顿提出了分子电流假说,总结了一切磁场都是由运动电荷产生的【答案】B【解析】奥斯特发现了电流的磁效应,打开了研究电磁学的大门,选项A错误;法拉第发现了磁生电的现象,从而为电气化的发展奠定了基础,选项B正确;奥斯特发现了电流的磁效应,安培总结了电流方向与磁场方向关系的右手螺旋定则,选项C错误;安培提出了分子电流假说,总结了一切磁场都是由运动电荷产生的,选项D错误;故选B.7.如图所示,闭合线圈abcd从高处自由下落一段时间后垂直于磁场方向进入一有界磁场,从ab边刚进入磁场到cd边刚进入磁场的这段时间内,下列说法正确的是()A.a端的电势高于b端B.ab边所受安培力方向为水平向左C.线圈可能一直做匀速运动D.线圈可能一直做匀加速直线运动【答案】C【解析】此过程中ab边始终切割磁感线,ab边为电源,由右手定则可知电流为逆时针方向,由a 流向b,电源内部电流从低电势流向高电势,故a端的电势低于b端,选项A错误;由左手定则可知ab边所受安培力方向竖直向上,选项B错误;如果刚进入磁场时安培力等于重力,则一直匀速进入,如果安培力不等于重力,则mg-=ma,做变加速运动,选项C正确,D错误.8.图中L是绕在铁芯上的线圈,它与电阻R、R0及开关和电池E构成闭合回路.开关S1和S2开始都处在断开状态.设在t=0时刻,接通开关S1,经过一段时间,在t=t1时刻,再接通开关S2,则能较准确表示电阻R两端的电势差Uab随时间t变化的图线是()A.B.C.D.【答案】A【解析】闭合S1,由于线圈会阻碍电流的突然变大,Uab不会突然变大,D错误;达到稳定后,再闭合S2,由于线圈的作用,原有电流慢慢变小,Uab也从原来的数值慢慢减小,故选A.9.如图所示,一个闭合的矩形金属框abcd与一根绝缘轻杆B相连,轻杆上端O点是一个固定转轴,转轴与线框平面垂直,线框静止时恰位于蹄形磁铁的正中央,线框平面与磁感线垂直.现将线框从静止释放,在左右摆动过程中,线框受到磁场力的方向是()A.向左摆动的过程中,受力方向向左;向右摆动的过程中,受力方向向右B.向左摆动的过程中,受力方向向右;向右摆动的过程中,受力方向向左C.向左摆动的过程中,受力方向先向左后向右;向右摆动的过程中,受力方向先向右后向左D.摆动过程中始终不受力【答案】B【解析】从阻碍相对运动的角度来看,由于磁通量的变化是由线框和磁场做相对运动引起的,因此感应电流的磁场总是阻碍线框相对磁场的运动.要阻碍相对运动,磁场对线框因产生感应电流而产生的作用力——安培力,一定和相对运动的方向相反,即线框向左摆动时受力方向向右,线框向右摆动时受力方向向左.B正确.10.如图所示,为两个同心圆环,当一有界匀强磁场恰好完全垂直穿过A环面时,A环面磁通量为Φ1,此时B环磁通量为Φ2,有关磁通量的大小说法正确是()A.Φ1<Φ2B.Φ1=Φ2C.Φ1>Φ2D.不确定【答案】B【解析】磁通量Φ=BS,S为通过环的有效面积,因A、B环面所包含的有效面积相等,所以Φ1=Φ2故选B.二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)如图所示是用涡流金属探测器探测地下金属物的示意图,下列说法中正确的是()A.探测器内的探测线圈会产生交变磁场B.只有有磁性的金属物才会被探测器探测到C.探测到地下的金属是因为探头中产生了涡流D.探测到地下的金属物是因为金属物中产生了涡流【答案】AD【解析】金属探测器利用电磁感应的原理,利用有交流电通过的线圈,产生迅速变化的磁场.这个磁场能在金属物体内部产生涡电流.涡电流又会产生磁场,倒过来影响原来的磁场,引发探测器发出鸣声.故选AD.12.如图所示,闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度随时间变化,下列说法正确的是()A.当磁感应强度增加时,线框中的感应电流可能减小B.当磁感应强度增加时,线框中的感应电流一定增大C.当磁感应强度减小时,线框中的感应电流一定增大D.当磁感应强度减小时,线框中的感应电流可能不变【答案】AD【解析】由法拉第电磁感应定律可知,感应电流的大小取决于磁通量的变化率,与磁感应强度的增与减无关,选项A、D正确.13.(多选)如下图所示是等腰直角三棱柱,其中abcd面为正方形,边长为L,它们按图示方式放置于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B,下面说法中正确的是()A.通过abcd面的磁通量大小为L2·BB.通过dcfe面的磁通量大小为L2·BC.通过abfe面的磁通量大小为零D.通过bcf面的磁通量为零【答案】BCD【解析】通过abcd面的磁通量大小为L2B,A错误;dcfe面是abcd面在垂直磁场方向上的投影,所以磁通量大小为L2B,B正确;abfe面与bcf面和磁场平行,所以磁通量为零,C、D正确.故选B、C、D.14.(多选)高频焊接原理示意图如图所示,线圈通以高频交流电,金属工件的焊缝中就产生大量焦耳热,将焊缝融化焊接,要使焊接处产生的热量较大可采用()A.增大交变电流的电压B.增大交变电流的频率C.增大焊接缝的接触电阻D.减小焊接缝的接触电阻【答案】ABC【解析】当增大交变电流的电压,则线圈中交变电流增大,那么磁通量变化率增大,因此产生感应电动势增大,感应电流也增大,那么焊接时产生的热量也增大,故A正确;高频焊接利用高频交变电流产生高频交变磁场,在焊接的金属工件中就产生感应电流,根据法拉第电磁感应定律分析可知,电流变化的频率越高,磁通量变化频率越高,产生的感应电动势越大,感应电流越大,焊缝处的温度升高的越快,故B正确;增大电阻,在相同电流下,焊缝处热功率大,温度升的更高,故C正确,D错误.分卷II三、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)15.在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示:①电流表,②直流电源,③带铁芯的线圈A,④线圈B,⑤电键,⑥滑动变阻器(用来控制电流以改变磁场强弱).试按实验的要求在实物图上连线(图中已连接好一根导线).若连接滑动变阻器的两根导线接在接线柱C和D上,而在电键刚闭合时电流表指针右偏,则电键闭合后滑动变阻器的滑动触头向接线柱C移动时,电流表指针将________.(填“左偏”“右偏”或“不偏”)【答案】实物图连线如图所示左偏【解析】电键闭合瞬间,电路中电流变大,穿过B中的磁通量增大,由题干可知指针向右偏转,因此可以得出电流增大,指针向右偏,电流变小,指针向左偏的结论.电键向C移动时,电路中电流变小,穿过B的磁通量减小,所以指针向左偏转.三、计算题(共3小题,每小题10.0分,共30分)16.磁悬浮列车是一种高速低耗的新型交通工具.它的驱动系统简化为如下模型,固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电阻金属框,电阻为R,金属框置于xOy平面内,长边MN长为l平行于y轴,宽为d的NP边平行于x轴,如图甲所示.列车轨道沿Ox方向,轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场,磁感应强度B沿Oz方向按正弦规律分布,其空间波长为λ,最大值为B0,如图乙所示,金属框同一长边上各处的磁感应强度相同,整个磁场以速度v0沿Ox方向匀速平移.设在短暂时间内,MN、PQ边所在位置的磁感应强度随时间的变化可以忽略,并忽略一切阻力.列车在驱动系统作用下沿Ox方向加速行驶,某时刻速度为v(v<v0).(1)简要叙述列车运行中获得驱动力的原理;(2)为使列车获得最大驱动力,写出MN、PQ边应处于磁场中的什么位置及λ与d之间应满足的关系式;(3)计算在满足第(2)问的条件下列车速度为v时驱动力的大小.【答案】(1)见解析(2)位置见解析d=(2k+1)或λ=(k∈N)(3)【解析】(1)由于列车速度与磁场平移速度不同,导致穿过金属框的磁通量发生变化,由于电磁感应,金属框中会产生感应电流,该电流受到的安培力即为驱动力.(2)为使列车获得最大驱动力,MN、PQ应位于磁场中磁感应强度同为最大值且反向的地方,这会使得金属框所围面积的磁通量变化率最大,使金属框中电流最强,从而使得金属框长边中电流受到的安培力最大.因此,d应为的奇数倍,即d=(2k+1)或λ=(k∈N)①(3)由于满足第(2)问条件,则MN、PQ边所在处的磁感应强度大小均为B0且方向总相反,经短暂的时间Δt,磁场沿Ox方向平移的距离为v0Δt,同时,金属框沿Ox方向移动的距离为vΔt.因为v0>v,所以在Δt时间内MN边扫过磁场的面积S=(v0-v)lΔt,在此Δt时间内,MN边左侧的磁感线移进金属框而引起框内磁通量变化ΔΦMN=B0l(v0-v)Δt②同理,该Δt时间内,PQ边右侧的磁感线移出金属框引起框内磁通量变化ΔΦPQ=B0l(v0-v)Δt③故在Δt内金属框所围面积的磁通量变化ΔΦ=ΔΦMN+ΔΦPQ④根据法拉第电磁感应定律,金属框中的感应电动势大小E=⑤根据闭合电路欧姆定律有I=⑥根据安培力公式,MN边所受的安培力FMN=B0IlPQ边所受的安培力FPQ=B0Il,根据左手定则,MN、PQ边所受的安培力方向相同,此时列车驱动力的大小F=FMN+FPQ=2B0Il⑦联立解得F=17.如图所示,光滑导轨立在竖直平面内,匀强磁场的方向垂直于导轨平面,磁感应强度B=0.5 T.电源的电动势为1.5 V,内阻不计.当电键K拨向a时,导体棒(电阻为R)PQ恰能静止.当K 拨向b后,导体棒PQ在1 s内扫过的最大面积为多少?(导轨电阻不计)【答案】3 m2【解析】设导体棒PQ长为L,电阻为R,电键接a时,电路中电流I=,导体棒PQ静止时mg=B()L电键K接b,导体棒PQ从静止下落,切割磁感线产生感应电流,同时PQ受安培力作用,导体棒向下做加速运动,速度增大,而加速度减小,最后以v m做匀速运动.此时mg=F安=,有:=,v m=.PQ达到最大速度后,单位时间内扫过的面积最大,故PQ在1 s内扫过的最大面积:S m=v m·L·t==m2=3 m2.18.如图甲所示,一个电阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路.线圈的半径为r1.在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示.图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0.导线的电阻不计.求0至t1时间内:(1)通过电阻R1的电流大小和方向;(2)通过电阻R1的电荷量q及电阻R1产生的热量.【答案】(1)方向从b到a(2).【解析】(1)由图象分析可知,0至t1时间内=由法拉第电磁感应定律有E=n=n S,而S=πr由闭合回路欧姆定律有I1=联立以上各式解得通过电阻R1的电流大小为I1=由楞次定律可判断通过电阻R1的电流方向为从b到a. (2)通过电阻R1的电荷量q=I1t1=通过电阻R1产生的热量Q=I R1t1=.。
广东省清远市英德市第五中学2020-2021学年高二下学期物理粤教版选修3-2第一章电磁感应复习题
电磁感应复习题一、单选题1.高频焊接原理示意图如图所示,线圈通以高频交流电,金属工件的焊缝中就产生大量焦耳热,将焊缝融化焊接,要使焊接处产生的热量较大,下列措施不可采用是()A.减小焊接缝的接触电阻B.增大焊接缝的接触电阻C.增大交变电流的电压D.增大交变电流的频率2.如图所示,在粗糙绝缘水平面上,固定两条相互平行的直导线,导线中通有大小和方向都相同的电流,在两条导线的中间位置放置一正方形线框,导线、线框均关于虚线对称,当导线中电流发生变化时,线框始终静止。
已知导线周围某点的磁感应强度与导线中的电流大小成正比,与到导线的距离成反比。
则下列对导线中电流变化后线框所受摩擦力的方向的判断正确的是()A.a、b中电流同步增加,摩擦力方向向左B.a、b中电流同步减小,摩擦力方向向左C.a中电流减小,b中电流增大,摩擦力方向向右D.a中电流减小,b中电流不变,摩擦力方向向左3.如图所示,用轻绳将一条形磁铁竖直悬挂于O点,在其正下方的水平绝缘桌面上放置一铜质圆环。
现将磁铁从A处由静止释放,经过B、C到达最低处D,再摆到左侧最高处E,圆环始终保持静止,则磁铁()A.从B到C的过程中,圆环中产生逆时针方向的电流(从上往下看)B.摆到D处时,圆环给桌面的压力小于圆环受到的重力C.从A到D和从D到E的过程中,圆环受到摩擦力方向相同D.在A、E两处的重力势能相等4.如图甲所示,一个匝数为n的圆形线圈(图中只画了2匝),面积为S,线圈的电阻为R,在线圈外接一个阻值为R的电阻和一个理想电压表,将线圈放入垂直纸面向里的磁场中,磁感应强度随时间变化规律如图乙所示,下列说法错误的是()A .0~t 1时间内P 端电势高于Q 端电势B .0~t 1时间内电压表的读数为101n B -B St ()C .t 1~t 2时间内R 上的电流为121S2-nB t t R()D .t 1~t 2时间内P 端电势低于Q 端电势5.如图,导体轨道OPQS 固定,其中PQS 是半圆弧,Q 为半圆弧的中点,O 为圆心.轨道的电阻忽略不计.OM 是有一定电阻、可绕O 转动的金属杆,M 端位于PQS 上,OM 与轨道接触良好.空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B .现使OM 从OQ 位置以恒定的角速度逆时针转到OS 位置并固定(过程Ⅰ);再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B 增加到B ′(过程Ⅰ).在过程Ⅰ、Ⅰ中,流过OM 的电荷量相等,则'B B等于( )A .54B .32C .74D .2二、多选题6.图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图,L 1和L 2为电感线圈,A 1、A 2、A 3都是规格相同的灯泡。
(必考题)初中高中物理选修三第一章《分子动理论》习题(答案解析)
一、选择题1.密闭在钢瓶中的理想气体,温度升高时压强增大,该气体在温度T 1、T 2时的分子速率分布图像如图所示,则T 1( )T 2。
A .大于B .等于C .小于D .无法比较2.下列说法正确的是( ) A .给自行车的轮胎打气越来越困难,说明分子间存在斥力B .把两块纯净的铅压紧后会“粘”在一起,说明分子之间存在引力C .一定质量的某种气体,温度升高时压强一定增大D .气体压强的大小只与温度和气体分子的总数有关3.在国际单位制中,阿伏加德罗常数是N A ,铜的摩尔质量是μ,密度是ρ,则下列说法正确的是( )A .一个铜原子的质量为A N μB .一个铜原子所占的体积为μρC .1m 3铜中所含的原子数为A N μD .m kg 铜所含有的原子数为m N A4.以M 表示水的摩尔质量,m V 表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积,ρ为在标准状态下水蒸气的密度,A N 为阿伏加德罗常数,m 、v 分别表示每个水分子的质量和体积,四个关系式:①A m V N m ρ=,②A M N v ρ=,③AM m N =,④m A V v N =.则下列判断中正确的是( ).A .①和②都是正确的B .①和③都是正确的C .②和④都是正确的D .①和④都是正确的 5.已知铜的摩尔质量为M ,密度为ρ,阿伏加德罗常数为N ,下列说法中正确的是( ) A .1个铜原子的质量为M NB.1个铜原子的质量为N MC.1个铜原子所占的体积为MN ND.1个铜原子所占的体积为ρM N6.根据分子动理论,物质分子之间的距离为某一个值0r时,分子所受的斥力和引力相等,则此时( )A.分子具有最大势能B.分子具有最小势能C.引力和斥力都是最大值D.引力和斥力都是最小值7.如图所示,两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来,下面的铅柱不脱落,主要原因是()A.铅分子做无规则热运动B.铅柱受到大气压力作用C.铅柱间存在万有引力作用D.铅柱间存在分子引力作用8.分子动理论较好地解释了物质的宏观热力学性质.据此可判断下列说法中错误的是A.显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停的作无规则运动,这反映了液体分子运动的无规则性B.分子间的相互作用力随着分子间距离的增大,一定先减小后增大C.分子势能随着分子间距离的增大,可能先减小后增大D.在真空、高温条件下,可以利用分子扩散向半导体材料掺入其它元素9.关于布朗运动,如下说法中不正确的是A.布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动B.布朗运动是液体分子无规则运动的反映C.悬浮微粒越小,布朗运动越显著D.液体温度越高,布朗运动越显著10.儿童的肺活量约为2L,在标准状态下,空气的摩尔体积为22.4L/mol。
教科版高中物理选修3-2练习:第一章电磁感应第6节
第6节 自感 日光灯1.由于导体线圈本身的电流发生变化而引起的电磁感应现象,叫做自感现象,在自感现象中产生的电动势叫做自感电动势.2.自感电动势E L 跟电流的变化率ΔI Δt 成正比,即E L =L ΔI Δt.其中L 叫线圈的自感系数,线圈的横截面积越大,匝数越多,它的自感系数就越大,有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时要大得多.3.普通日光灯,由灯管、镇流器、启动器、导线和开关组成.灯管中气体导电发出紫外线,涂在管壁上的荧光粉在紫外线的照射下发出可见光.启动器的作用为自动开关.镇流器在启动器动静触片断开后,提供瞬时高压点燃灯管,之后起到降压限流的作用.4.通过一个线圈的电流在均匀增大时,则这个线圈的( )A .自感系数也将均匀增大B .自感电动势也将均匀增大C .磁通量也将均匀增大D .自感系数和自感电动势不变答案 CD解析 线圈的磁通量与电流大小有关,电流增大,磁通量增大,故C 项正确;而自感系数由线圈本身决定,与电流大小无关;自感电动势E L =L ΔI Δt,与自感系数和电流变化率有关,对于给定的线圈,L 一定,已知电流均匀增大,说明电流变化率恒定,故自感电动势不变,D 项正确.5.关于线圈自感系数的说法,错误的是( )A .自感电动势越大,自感系数也越大B .把线圈中的铁芯抽出一些,自感系数减小C .把线圈匝数增加一些,自感系数变大D .电感是自感系数的简称答案 A解析 自感系数是由线圈本身的特性决定的.线圈越长,单位长度上的匝数越多,横截面积越大,它的自感系数就越大.另外,有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时要大得多.6.如下图所示,S为启动器,L为镇流器,其中日光灯的接线图正确的是()答案A解析根据日光灯的工作原理,要想使日光灯发光,灯丝需预热发出电子,灯管两端应有瞬时高压,这两个条件缺一不可.当动、静触片分离后,选项B中灯管和电源断开,选项B错误;选项C中镇流器与灯管断开,无法将瞬时高压加在灯管两端,选项C错误;选项D中灯丝左、右端分别被短接,无法预热放出电子,不能使灯管中气体导电,选项D错误;只有选项A是正确的.【概念规律练】知识点一对自感现象的理解1.关于自感现象,正确的说法是()A.感应电流一定和原来的电流方向相反B.对于同一线圈,当电流变化越大时,线圈产生的自感电动势也越大C.对于同一线圈,当电流变化越快时,线圈的自感系数也越大D.对于同一线圈,当电流变化越快时,线圈中的自感电动势也越大答案D解析当电流增加时,自感电动势的方向与原来的电流反向,当电流减小时与原来的电流同向,故选项A错误;自感电动势的大小,与电流变化快慢有关,与电流变化大小无关,故选项B错误;自感系数只取决于线圈的本身因素,与电流变化情况无关.故选项C错误;结合选项B的错误原因可知,选项D正确.点评自感的实质仍然是电磁感应现象,电流的强弱决定其周围磁场的强弱,当电流变化时引起电流周围的磁场发生变化,就会在线圈中产生感应电动势.2.关于线圈的自感系数、自感电动势下列说法中正确的是()A.线圈中电流变化越大,线圈自感系数越大B.对于某一线圈,自感电动势正比于电流的变化量C.一个线圈的电流均匀增大,这个线圈自感系数、自感电动势都不变D .自感电动势总与原电流方向相反答案 C解析 线圈的自感系数由线圈本身的因素决定.E 自∝ΔI Δt,而不是E 自∝ΔI ,C 对,A 、B 错.线圈中电流减小时,自感电动势方向与原电流方向相同,电流增大时,自感电动势方向与原电流方向相反,D 错.点评 电流的变化量ΔI 不等同于电流的变化率ΔI Δt ,E ∝ΔI Δt而不是E ∝ΔI .自感系数仅和线圈本身有关.知识点二 通电自感和断电自感3.如图1所示电路中,A 、B 是完全相同的灯泡,L 是电阻不计的电感线圈,下列说法中正确的是( )图1A .当开关S 闭合时,A 灯先亮,B 灯后亮B .当开关S 闭合时,B 灯先亮,A 灯后亮C .当开关S 闭合时,A 、B 灯同时亮,以后B 灯更亮,A 灯熄灭D .当开关S 闭合时,A 、B 灯同时亮,以后亮度不变答案 C解析 当开关S 闭合时,电路中电流增加,由于线圈的自感作用,其中产生一自感电动势阻碍电流的增加,此时A 、B 二灯相当于串联,同时亮;之后线圈相当于一段导线,将A 灯短路,A 灯熄灭,因B 灯所加电压增加而变得更亮.点评 开关闭合时,线圈自感电动势与电源电动势方向相反,若自感系数足够大,瞬间可以认为断路,随即变缓直至消失.4.在如图2所示的电路中,带铁芯的、电阻较小的线圈L 与灯A 并联,当合上开关S 后灯A 正常发光.则下列说法中正确的是( )图2A.当断开S时,灯A立即熄灭B.当断开S时,灯A突然闪亮后熄灭C.用阻值与灯A相同的线圈取代L接入电路,当断开S时,灯A逐渐熄灭D.用阻值与线圈L相同的电阻取代L接入电路,当断开S时,灯A突然闪亮后熄灭答案BC解析在S断开的瞬间,L与A构成闭合回路,灯A不会立即熄灭.问题是“小灯泡在熄灭之前是否更亮一下”这一点如何确定.根据P=I2R可知,灯A能否闪亮,取决于S 断开的瞬间,流过A的电流是否更大一些.在断开S的瞬间,灯A中原来的电流I A立即消失.但灯A和线圈L组成一闭合回路,由于线圈L的自感作用,其中的电流I L不会立即消失,它还要通过回路维持短暂的时间.如果I L>I A,则灯A熄灭之前要闪亮一下;如果I L≤I A,则灯A是逐渐熄灭而不闪亮一下.至于I L和I A的大小关系,由R A和R L的大小关系决定:若R A>R L,则I A<I L,灯将闪亮一下;若R A≤R L,则I A≥I L,灯将逐渐熄灭.点评开关断开时,原电源不提供电流,若线圈形成回路,则自感电动势会通过回路形成电流,因此断电时线圈起到瞬间电源的作用.知识点三日光灯5.在日光灯电路中接有启动器、镇流器和日光灯管,下列说法中正确的是()A.镇流器在点燃灯管时产生瞬时高压,点燃后起降压限流作用B.日光灯点燃后,镇流器、启动器都不能起作用C.日光灯点燃后,启动器不再起作用,可以将启动器去掉D.日光灯点燃后,使镇流器短路,日光灯仍能正常发光,并能降低电能的消耗答案AC解析镇流器在日光灯点燃时产生一个瞬时高压,点燃后起到降压限流作用,故A对;点燃后,镇流器仍有用,降压限流,而启动器就不起作用了,可以将启动器去掉,故B错,C对;日光灯灯管电阻很小,电流不能太大,灯管发光后,由于通入了交流电,使线圈产生了自感作用,阻碍了电流的变化,镇流器起降压限流的作用,若使镇流器短路日光灯就不能正常工作了,故D错.点评日光灯管在点燃和正常发光时的工作状态:日光灯管在点燃时需要500 V~700 V 的瞬时高压,这个高压是由镇流器产生的自感电动势与电源电压叠加后产生的.当灯管点燃后,它的电阻变得很小,只允许通过较小的电流,需要加在它两端的电压较小,镇流器这时又起到给灯管降压限流的作用.6.启动器是由电容和氖管两大部分组成,其中氖管中充有氖气,内部有静触片和U形动触片.通常动、静触片不接触,有一个小缝隙,则下列说法中正确的是()A.当电源的电压加在启动器两极时,氖气放电并产生热量,导致U形动触片受热膨胀B.当电源的电压加在启动器两极后,启动器的两个触片才接触,使电路有电流通过C.电源的电压加在启动器两极前,启动器的两个触片就接触着,电路就已经有电流通过D.当电路通电后,两个触片冷却,两个触片重新分离答案ABD解析依据日光灯的工作原理可知,电源把电压加在启动器的两极之间,使氖气放电而发出辉光.辉光产生热量使U形动触片膨胀伸展,跟静触片接触把电路接通.电路接通后,启动器的氖气停止放电,U形动触片冷却收缩,两个触片分开,电路自动断开.点评启动器利用氖管的辉光放电,U形动触片膨胀伸展,与静触片接触,自动把电路接通,电路接通后,氖气停止放电,U形动触片冷却收缩,两个触片分离电路断开,电路断开时镇流器产生瞬时高电压点亮日光灯.【方法技巧练】断电自感中灯泡亮度变化的分析技巧7.在图3甲、乙电路中,电阻R和电感线圈L的电阻都很小.接通S,使电路达到稳定,灯泡A发光,则()图3A.在电路甲中,断开S,A将渐渐变暗B.在电路甲中,断开S,A将先变得更亮,然后渐渐变暗C.在电路乙中,断开S,A将渐渐变暗D.在电路乙中,断开S,A将先变得更亮,然后渐渐变暗答案AD解析甲图中,灯泡A与电感线圈L在同一个支路中,流过的电流相同,断开开关S 时,线圈L中的自感电动势要维持原电流不变,所以,开关断开的瞬间,灯泡A的电流不变,以后电流渐渐变小.因此,灯泡渐渐变暗.乙图中,灯泡A所在支路的电流比电感线圈所在支路的电流要小(因为电感线圈的电阻很小),断开开关S时电感线圈的自感电动势要阻碍电流的变小,电感线圈相当于一个电源给灯A供电,因此在这一短暂的时间内,反向流过A的电流是从I L开始逐渐变小的,所以灯泡要先亮一下,然后渐渐变暗,故选项A、D正确.方法总结在开关断开时,电感线圈的自感电动势要阻碍原电流的减小,此时电感线圈在电路中相当于一个电源,表现为两个方面:一是自感电动势所对应的电流方向与原电流方向一致;二是在断电瞬间,自感电动势所对应的电流大小与原电流的大小相等,以后电流开始缓慢减小到零,断开开关后,灯泡是否瞬间变得更亮,取决于当初两支路中电流大小的关系.8.如图4所示的电路中,S闭合且稳定后流过电感线圈的电流2 A,流过灯泡的电流是1 A,将S突然断开,S断开前后,能正确反映流过灯泡的电流I随时间t变化关系的图象是()图4答案D解析开关S断开前,通过灯泡D的电流是稳定的,其值为1 A.开关S断开瞬间,灯泡支路的电流立即减为零,但是自感线圈的支路由于自感现象会产生与线圈中原电流方向相同的感应电动势,使线圈中的电流从原来的2 A逐渐减小,方向不变,且同灯泡D构成回路,通过灯泡D的电流和线圈L中的电流相同,也应该是从2 A逐渐减小为零,但是方向与原来通过灯泡D的电流方向相反,D对.方法总结解图象问题时,先要搞清楚研究什么元件上的电流随时间的变化关系;其次要根据线圈的自感电动势引起的感应电流的方向与原来电流的方向是相同还是相反、大小如何变化等因素来确定图象.1.关于自感电动势的大小和方向,下列说法中正确的是()A.在自感系数一定的条件下,通过导体的电流越大,产生的自感电动势越大B.在自感系数一定的条件下,通过导体的电流变化越快,产生的自感电动势越大C.自感电动势的方向总与原电流的方向相反D.当通过导体的电流减小时,自感电动势的方向与原电流方向相同答案BD图52.某线圈通有如图5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末答案BD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,当原电流增加时,自感电动势与原电流方向相反.在0~1 s内原电流正方向减小,所以自感电动势的方向是正方向,在1 s~2 s内原电流负方向增加,所以自感电动势与其方向相反,即沿正方向;同理分析2 s~3 s、3 s~4 s内可得正确选项为B、D.3.关于日光灯管内气体导电的说法中,正确的是()A.点燃日光灯时,激发气体导电的电压比220 V低得多B.点燃日光灯时,激发气体导电的电压比220 V高得多C.日光灯正常发光后,加在灯管两端的电压比220 V低D.日光灯正常发光后,加在灯管两端的电压比220 V高答案BC4.在日光灯的连接线路中,关于启动器的作用,以下说法正确的是()A.日光灯启动时,为灯管提供瞬时高压B.日光灯正常工作时,起降压限流的作用C.起到一个自动开关的作用,实际上可用一个弹片开关代替(按下接通,放手断开)D.以上说法均不正确答案C5.如图6所示是演示自感现象的实验电路图.下列说法中正确的是()图6A.在断开开关S后的一段短暂时间里,A中仍有电流通过,方向为a→bB.在断开开关S后的一段短暂时间里,L中仍有电流通过,方向为a→bC.在断开开关S后,存储在线圈内的大部分磁场能将转化为电能D.在断开开关S后,存储在线圈内的大部分磁场能将转化为化学能答案BC b,在灯A中为b→b,在灯A中为b→a;断开开关后,灯泡要逐渐熄灭,电流减小,磁场能转化为电能.6.如图7所示,对于原来闭合的开关S突然断开的瞬间,会看到灯A更亮的闪一下再熄灭.设S闭合时,灯中电流为I灯,线圈L中电流为I L,断开瞬间灯A中电流为I灯′,线圈L中电流为I L′,则()图7A.I灯<I灯′,I L≥I L′B.I灯=I灯′,I L≤I L′C.I灯<I灯′,I L<I L′D.I灯>I灯′,I L≤I L′答案A解析本题的关键是要认清产生自感现象的根本原因,断开S的瞬间,因为I L的减小才产生自感电动势,自感电动势阻碍I L的减小,因此流过线圈L的电流只能是减小而不能是增大,断开瞬间有I L≥I L′,这时L和灯A组成的闭合回路是串联的,在自感电动势的作用下使I L′流过灯A,故I灯′=I L′.虽然I L′是减小的,但在开始断开的一小段时间内还是比灯A原来的电流I灯大,则有I灯<I灯′,使灯A在S断开瞬间闪亮一下才熄灭.7.如图8所示的电路,可用来测定自感系数较大的线圈的直流电阻,线圈两端并联一个电压表,用来测量自感线圈两端的直流电压,在实验完毕后,将电路拆开时应()图8A.先断开开关S1B.先断开开关S2C.先拆去电流表D.先拆去电阻R答案B解析b,表右端为“+”,左端为“-”,指针正向偏转,若先断开S1或先拆表或先拆去电阻R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.→b,表右端为“+”,左端为“-”,指针正向偏转,若先断开S1或先拆表或先拆去电阻R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S2.8.如图9所示,A、B、C是相同的白炽灯,L是自感系数很大、电阻很小的自感线圈.现将S闭合,下面说法正确的是()图9A.B、C灯同时亮,A灯后亮B.A、B、C灯同时亮,然后A灯逐渐变暗,最后熄灭C.A灯一直不亮,只有B灯和C灯亮D.A、B、C灯同时亮,并且亮暗没有变化答案B9.如图10所示,灯泡A、B与固定电阻的阻值均为R,L是自感系数很大的线圈.当S1闭合,S2断开且电路稳定时,A,B亮度相同,再闭合S2,待电路稳定后将S1断开,下列说法中正确的是()图10A.B灯立即熄灭B.A灯将比原来更亮一下后再熄灭C. 有电流通过B灯,方向为c→dD. 有电流通过A灯,方向为b→a答案AD解析S2断开而只闭合S1,稳定时,A,B两灯一样亮,可知线圈L的电阻也是R。
新课标高中物理选修3-2课后习题答案
高中物理3.2课后习题答案第4章第1节划时代的发现1.奥斯特实验,电磁感应等.2.电路是闭合的.导体切割磁感线运动.第2节探究电磁感应的产生条件1. 〔1〕不产生感应电流〔2〕不产生感应电流〔3〕产生感应电流2.答:由于弹簧线圈收缩时,面积减小,磁通量减小,所以产生感应电流.3.答:在线圈进入磁场的过程中,由于穿过线圈的磁通量增大,所以线圈中产生感应电流;在线圈离开磁场的过程中,由于穿过线圈的磁通量减小,所以线圈中产生感应电流;当个线圈都在磁场中时,由于穿过线圈的磁通量不变,所以线圈中不产生感应电流.4.答:当线圈远离导线移动时,由于线圈所在位置的磁感应强度不断减弱,所以穿过线圈的磁通量不断减小,线圈中产生感应电流.当导线中的电流逐渐增大或减小时,线圈所在位置的磁感应强度也逐渐增大或减小,穿过线圈的磁通量也随之逐渐增大或减小,所以线圈中产生感应电流.5.答:如果使铜环沿匀强磁场的方向移动,由于穿过铜环的磁通量不发生变化,所以,铜环中没有感应电流;如果使铜环在不均匀磁场中移动,由于穿过铜环的磁通量发生变化,所以,铜环中有感应电流.6.答:乙、丙、丁三种情况下,可以在线圈B中观察到感应电流.由于甲所表示的电流是稳恒电流,那么,由这个电流产生的磁场就是不变的.穿过线圈B的磁通量不变,不产生感应电7.流•乙、丙、丁三种情况所表示的电流是随时间变化的电流,那么,由这样的电流产生的磁场也是变化的,穿过线圈B的磁通量变化,产生感应电流.2 8.为了使MN中不广生感应电流,必须要求DENM 构成的闭合电路的磁通量不变,即BS = B0IS=〔l +vt〕l ,所以,从t=0开始,磁感应强度B随时间t的变化规律是B = —0-l vt第3节楞次定律1.答:在条形磁铁移入线圈的过程中,有向左的磁感线穿过线圈,而且线圈的磁通量增大.根据楞次定律可知,线圈中感应电流磁场方向应该向右,再根据右手定那么,判断出感应电流的方向,即从左侧看, 感应电流沿顺时针方向.2.答:当闭合开关时,导线AB中电流由左向右,它在上面的闭合线框中引起垂直于纸面向外的磁通量增加.根据楞次定律,闭合线框中产生感应电流的磁场,要阻碍它的增加,所以感应电流的磁场在闭合线框内的方向是垂直纸面向里,再根据右手定那么可知感应电流的方向是由D向C.当断开开关时, 垂直于纸面向外的磁通量减少.根据楞次定律,闭合线框中产生感应电流的磁场,要阻碍原磁场磁通量的减少,所以感应电流的磁场在闭合线框内的方向是垂直纸面内外,再根据右手定那么可知感应电流的方向是由C向D.3.答:当导体AB向右移动时,线框ABCD中垂直于纸面向内的磁通量减少.根据楞次定律,它产生感应电流的磁场要阻碍磁通量减少,即感应电流的磁场与原磁场方向相同.垂直于纸面向内,所以感应电流的方向是A - B-C-D.此时,线框ABFE中垂直纸面向内的磁通量增加,根据楞次定律,它产生的磁场要阻碍磁通量的增加,即感应电流的磁场与原磁场方向相反,垂直于纸面向外.所以,感应电流的方向是A-B-F-E.所以,我们用这两个线框中的任意一个都可以判定导体AB中感应电流的方向.说明:此题对导体AB中的电流方向的判定也可用右手定那么来确定.4.答:由于线圈在条形磁铁的N极附近,所以可以认为从A到B的过程中,线圈中向上的磁通量减小, 根据楞次定律,线圈中产生的感应电流的磁场要阻碍磁通量的减少,即感应电流的磁场与原磁场方向相同,再根据右手螺旋定那么可知感应电流的方向,从上向下看为逆时针方向.从B到C的过程中,线圈中向下的磁通量增加,根据楞次定律,线圈中产生的感应电流的磁场要阻碍磁通量的增加,即感应电流的磁场与原磁场方向相反, 再根据右手螺旋定那么可知感应电流的方向, 从上向下看为逆时针方向.5.答:〔1〕有感应电流〔2〕没有感应电流;〔3〕有感应电流;〔4〕当合上开关S的一瞬间,线圈P的左端为N极;当翻开开关S的上瞬间,线圈P的右端为N极.6.答:用磁铁的任一极〔如N极〕接近A球时,穿过A环中的磁通量增加,根据楞次定律, A环中将产生感应电流,阻碍磁铁与A环接近,A环将远离磁铁;同理,当磁铁远离发A球时,A球中产生感应电流的方向将阻碍A环与磁铁远离,A环将靠近磁铁.由于B环是断开的,无论磁极移近或远离B环, 都不会在B 环中形成感应电流,所以B环将不移动.7.答:〔1〕如下图.圆盘中任意一根半径CD都在切割磁感线,这半径可以看成一个电源,根据右手定那么可以判断,D点的电势比C点高,也就是说,圆盘边缘上的电势比圆心电势高, 〔2〕根据右手定那么判断,D点电势比C点高,所以流过电阻R的电流方向自下向上.说明:此题可拓展为求CD间的感应电动势.设半径为r,转盘匀速转动的角速度②,匀强磁场的磁感应强度为B,求圆盘转动时的感应电动势的大小.具体答案是 E =1 Br% .第4节法拉第电磁感应定律1.正确的选项是D.0.09—0.02 V = 175V ;2.解:根据法拉第电磁感应定律,线圈中感应电动势为 E =n般=1000 m根t 0.4 据闭合电路欧姆定律可得,通过电热器的电流为I = =」75c A=0.175AR r 990 103.解:根据导线切割磁感线产生感应电动势的公式£ = 8卜得:缆绳中的感应电动势_ _5 4 3 3E =4.6 10 2.05 10 7.6 10 V=7.2 10 V4.答:可以.声音使纸盒振动,线圈切割磁感线,产生感应电流.5.答:由于线圈绕OO'轴转动时,线圈长L2的边切割磁感线的速度变化,感应电动势因而变化.根据公式E =Blvsin8 和v =^r 有E = BL1L2缶sin .由于S = L1L2,8=90*,所以,E = BS..2 E A2线圈中感应电动势E=n^ = n^BnR2,所以,T=[ = 4.(2) :t t E B2 1 6.答:〔1〕根据法拉第电磁感应定律,根据闭合电路欧姆定律,可得通过线圈的电流I =5=口斐"2 2n=n4BTSR,所以,R 」t : 2 R 」t 2:S7 .答:管中有导电液体流过时, 相当于一段长为d 的导体在切割磁感线, 产生的感应电动势 E = Bdv .液2体的流量Q=vn 〔2〕,即液体的流量与电动势 E 的关系为Q=4dE.第5节 电磁感应定律的应用1 .解:根据导线切割磁感线产生感应电动势的公式£ = Bl v,该机两翼尖间的电势差为5E =4.7x10 x 12.7 x 0.7 x340V=0.142V ,根据右手定那么可知,从驾驶员角度来说,左侧机翼电势高.说明:该题的难点之上在于学生的空间想象力往往比拟弱,对此,可用简单图形〔图 4-12 〕帮助 理解;另外,该题可补充一问,即当飞机从西向东飞行时,哪侧机翼电势高?分析可得仍为左侧机翼电势高.〔1〕根据法拉第电磁感应定律,线圈中感应电动势为E = n 与R .根据G-t 图象可知,」t华■=0.5Wb/s .电压表的读数为 E =n 竽■=100M0.5V=50V . 〔2〕感应电场的方向为逆时针方 ・ :t .:t向,如下图.〔3〕 A 端的电势比B 端高,所以A 端应该与电压表标的接线柱连接.答:〔1〕等效电路如下图.〔2〕通过R 的电流方向从上到下.根据导线切割磁感线产生感应电动势的公式E = Blv, MN 、PQ 的电动势都为E=1M1M1V .根据电池的并联和闭合电路欧姆定律,通过MN 的电流方向为自 N 到M ;过PQ 的电流方向为自 N 到M ;过PQ 的电流方向为Q 到P . 为2:1.〔2〕线圈以速度 v 匀速进入磁场,当 CD 边在磁场中时,CD 边受安培力最大,最大值为2. 3. R 电流 I =E = 1A=1A . (3)通过R 14. 〔1〕线圈以速度v 匀速进入磁场,当CD 边在磁场中时,线圈中感应电动势 E I = BI I V ,其中1I 为CD 边的长度.此时线圈中的感应电流为 I I 二且 _ BI I V ,其中R 为线圈的总电阻.同理,线圈以速度 2v匀速进入磁场时,线圈中的感应电流最大值为 12旦 2Bl 1V.第二次与第一次线圈中最大电流之比 2,F I =BI I I I B 11 v O 由于线圈做匀速运动,所以此时外力也最大,且外力大小等于安培力大小,此时 2,外力的功率为P =Fy = B 11 v .同理,线圈以速度2v 进入磁场时,外力的最大功率为 P 2 = 4B I 1 v第二次与第一次外力做功的最大功率之比为 4:1.〔3〕线圈以v 匀速进入磁场,线圈中的感应电流为,巳 Bl 1V 、一 一 . . ______ . ,、一 . 12 ............................... .............. ....... ..................I 1 =-R- =—R-,设AD 边长为12,那么线圈经过时间t ■完全进入磁场,此后线圈中不再有感应电流.2, 2 22, 21 可进一步分析并说明,在这一过程中,外力克服安培力所做的功与感应电流所做的功是相等的.第6节互感和自感1 . 〔1〕当开关S 断开后,使线圈 A 中的电流减小并消失时,穿过线圈 B 的磁通量减小,肉而在线圈 B中将产生感应电流,根据楞次定律,感应电流的磁场要阻碍原磁场的减小,这样就使铁芯中磁场减弱得慢些,即在开关 S 断开后一段时间内,铁芯中还有逐渐减弱的磁场,这个磁场对衔铁 D 依然有力作 用,因此,弹簧 K 不能立即将衔铁拉起.〔2〕如果线圈B 不闭合,不会对延时效果产生影响.在开关S 断开时,线圈A 中电流减小并很快消失,线圈 B 中只有感应电动势而无感应电流,铁芯中的磁场很快消失,磁场对衔铁 D 的作用力也很快消失,弹簧 K 将很快将衔铁拉起.2 .答:当李辉把多用表的表笔与被测线圈断开时,线圈中的电流将减小,发生自感现象.会产生较大的自感电动势,两只表笔间有较高电压, “电〞 了刘伟一下,所以刘伟惊叫起来,当李辉再摸多用表的表 笔时,由于时间经历的较长,自感现象根本“消失〞3 .答:〔1〕当开关S 由断开变为闭合,A 灯由亮变得更为明亮,B 灯由亮变暗,直到不亮.〔2〕当开关S 由闭合变为断开,A 灯不亮,B 灯由亮变暗,直到不亮.第7节 涡流 电磁阻尼和电磁驱动 1 .答:当铜盘在磁极间运动时,由于发生电磁感应现象,在铜盘中主生感应电流,使铜盘受到安培力作用,而安培力的方向阻碍导体的运动,所以铜盘很快就停了下来.2 .当条形磁铁的N 极靠近线圈时,线圈中向下的磁通量增加,根据楞次定律可得,线圈中感应电流的磁场应该向上,再根据右手螺旋定那么,判断出线圈中的感应电流方向为逆时针方向〔自上而下看〕 .感应 所以第一次线圈中产生的热量为 O 同理,线圈以速度 2v 匀速进入 磁场时,线圈中产生的热量为 Q 2 = 2B 211212.第二次与第一次线圈中产生的热量之比为 2:1.说明:N极远离线圈时, 电流的磁场对条形磁铁N极的作用力向上,阻碍条形磁铁向下运动.当条形磁铁的线圈中向下的磁通量减小,根据楞次定律可得,线圈中感应电流的磁场应该向下,再根据右手螺旋定那么,判断出线圈中的感应电流方向为顺时针方向〔自上而下看〕.感应电流的磁场对条形磁铁N极的作用力向下,阻碍条形磁铁向上运动.因此,无论条形磁铁怎样运动,都将受到线圈中感应电流磁场的阻碍作用,所以条形磁铁较快地停了下来,在此过程中,弹簧和磁铁的机械能均转化为线圈中的电能.3.答:在磁性很强的小圆片下落的过程中,没有缺口的铝管中的磁通量发生变化〔小圆片上方铝管中的磁通量减小,下方的铝管中的磁通量增大〕,所以铝管中将产生感应电流,感应电流的磁场对下落的小圆片产生阻力作用,小圆片在铝管中缓慢下落;如果小圆片在有缺口的铝管中下落,尽管铝管中也会产生感应电流,感应电流的磁场将对下落的也产生阻力作用,但这时的阻力非常小,所以小圆片在铝管中下落比拟快.4.答:这些微弱的感应电流,将使卫星受到地磁场的安培力作用.由于克服安培力作用,卫星的一局部运动转化为电能,这样卫星机械能减小,运动轨道离地面高度会逐渐降低.5.答:当条形磁铁向右移动时,金属圆环中的磁通量减小,圆环中将产生感应电流,金属圆环将受到条形磁铁向右的作用力.这个力实际上就是条形磁铁的磁场对感应电流的安培力.这个安培力将驱使金属圆环向右运动.第五章交变电流第1节交变电流1.答:磁铁靠近白炽灯,发现灯丝颤抖.由于通交变电流的灯丝处在磁场中要受到力的作用,灯丝受到的磁场力的大小、方向都随时间做周期性变化,因而灯丝颤抖.A<L2.答:这种说法不对.根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小与磁通量的变化率号淳成正比,而t与磁通量中没有必然的联系.假定线圈的面积为S,所在磁场的磁感应强度为B,线圈以角速度切绕垂直于磁感线的轴匀速转动,线圈在中性面时开始计时,那么磁通量①随时间变化的关系为:G = BDcosd,其图象如下图.线圈平面转到中性面瞬间( t=0, t=T),穿过线圈的磁通量 ①虽然最大,但是,曲线的斜率为 0,即,磁通量的变化率 皎 =0,感应电动势为0;而线圈平面转到L t跟中性面垂直时(t =1T , t = 3丁),穿过线圈的磁通量 中为0,但是曲线的斜率最大,即磁通量的 4 4变化率 竽最大,感应电动势最大.△t 3 .解:单匝线圈转到线圈平面与磁场平行位置时, 即教科书图5.1—3中乙和丁图时,感应电动势最大.即E 2BL AB V = 2BL AB ,%=BL AD L AB . =0.01 0.20 0.10 2二 50V=6.3 10-2V AB AB AD AB4 .解:假定发电机线圈平面仅次于中性面开始计时,感应电动势瞬时值表达式e = E m Sin 6 t =400sin(314t).不计发电机线圈的内阻,电路中电流的峰值5 .解:KL 边与磁场方向呈30 °时,线圈平面与中性面夹角为60°,此时感应电动势为:e = E m Sin^t =BSosin603 = §BS .,电流方向为第2节描述交变电流的物理量 1 .解:交变电流1周期内,电流方向变化两次,所以 1s 内电流方向变化的次数为 二 父2次=100次.0.022 .解:不能把这个电容器接在交流电压是10V 的电路两端.由于,这里的 10V 的电压是指交流电压的 有效值.在电压变化过程中的最大值大于 10V,超过了电容器的耐压,电容器会被击穿.3 .解:灯泡正常工作时,通过灯丝电流的有效值I = "P = T 40 A = ;2 A .电流的峰值 U 220 11I m =^2I=2:2A=0.26A . m 114 .根据图象,读出交变电流的周期 T=0.2s,电流的峰值I m=10A,频率f =;=02Hz=5Hz .电流的有效值I =仔二 =5"2A =7.1A2 U 5.解:该电热器消耗的功率p=y,其中U 为电压的有效值U = 一芦,所以, R 、2第3节 电感和电容对交变电流的影响I m『勰A =0.2A 电流的瞬时值表达式i =I m sincot=0.2sin(314t).KNMLK .(U 2 T 2R =-3U1 W =967W2 501 •答:三个电流表A i、A2、A3所在支路分别为:纯电容电路、纯电感电路、纯电阻电路.改换电源后,交流电压峰值没有变化,而频率增加了.对于纯电容电路,交流电压峰值不变,那么电路两端电压的有效值不变.电容大小C未变,交变电流频率增大,那么感抗变小,电流有效值增大,那么容抗变小,电流有效值增大,即A读数增大.对于纯电感电路,交流电压峰值不变,那么电路两端电压的有效值不变. 电感大小L未变,交流频率增大,那么感抗变大,电流有效值减小,即A2读数减小.对于纯电阻电路,交流电压峰值不变,那么电路两端电压的有效值不变.虽然交变电流频率增大,但是对电阻大小没有影响, 电阻大小未变,那么电流有效值不变,即A3读数不变.2.答:由于电容串联在前级和后级之间,前级输出的直流成分不能通过电容器,而流成分可以通过电容器被输送到后级装置中,输入后级的成分中不含有前级的直流成分,所以两级的直流工作状态相互不影响.3.答:电容器对高频成分的容抗小,对低频成分的容抗大,根据教科书图 5.3-8的连接,高频成分就通过“旁边〞的电容器,而使低频成分输送到下一级装置.第4节变压器1.答:恒定电流的电压加在变压器的原线圈上时,通过原线圈的电流是恒定电流,即电流的大小和方向不变,它产生的磁场通过副线圈的磁通量不变.因此在副线圈中不会产生感应电动势,副线圈两端也没有电压,所以变压器不能改变恒定电流的电压.2.解:根据题目条件可知, U i=380V, U2=36V, n〔=1140,求:电=选啜,国暇n〞卡=1081=400, U〔=220V, U2=55V,求:n[=3.解:根据题目条件可知,Ut ^卡=16..4 .答:降压变压器的副线圈应当用较粗的导线. 根据理想变压器的输出功率等于输入功率即I1U1 = I 2U 2 ,降压变压器的U2 <U1 ,因而,它的I2A I1,即副线圈的电流大于原线圈的电流,所以,相比之下,副线圈应用较粗的导线.5 .答:假定理想变压器的原线圈输入的电压 U i 一定,V i 示数不变;当用户的用电器增加时,相当于 Rn i 器输入功率等于输出功率,有:p =|21 = F2 = I 2U 2, U i 、U 2的值 不变,I 2增大,那么I i 增大,A i示数增大.第5节电能的输送 i .在不考虑电抗的影响时,电功率P= IU ,所以I =§■ .当U =ii0K V 时,导线中的电流3 3 I =4800 ]%=4 3. 6A 当 U =ii0V 时,导线中的电流 I = 4800X 10 A=43.6X i03A .i i 0 i0 ii02.公式p 损=UI 和U=Ir 都是错误的,U 是输电电压,而非输电线上的电压降.正确的推导应该是:设输2 2 电电压为U,输送的电功率为 P.a=I r , I =;,那么P 损二与 r ,由此式可知,要减小功率损失, U U 2 就应当用高压送电和减小输电线的电阻 r.3 3.解:⑴用110V 电压输电,输电线上电流I 1 =UP = Z .*:0 A 定i.8M103A ,输电线上由电阻造成3 的电压损失U i =I i R = i.8Mi0 M0.05V=90V , (2)用11KV 电压输电,输电线上电流I 2=_P_』0 0 31A M 8A 输电线上由电阻造成的电压损失U 2 = I 2R=18M0.05V=0.9V .两者U 2 i i i 0比拟,可以看出,用高压输电可使输电线上的电压损失减少许多. 4 .解:输送的电功率为 P,输电电压为U ,输电线上的功率损失为灯P,导线的横截面积为 S,那么 砰=I 2R=(UP)2P,由于P 、U 、AP 、L 、P 各量都是相同的, 所以横截面积为 S 与输电电压U 的二次方成反比,所以有 切=匕 =(11"0)=2.5父103. . n 2.减小,副线圈电压 U 2=-2U i 不变,V 2本数不变国;由于 R 减小,所以A 2本数增大;由于理想变压△P ,导线长度为L,导线的电阻亮红S 2 U i 22202 输电导线上的功率损失用 户 得 到 的 功 率 500V 的电压输电,输电导线上的功率损失用 户 得 到 的 功 率 5 .解:(1)假设用 250V 的电压输电 PP =(P)2R =(22|003)2M0.5kW=3.2kW6 =P - P =20kW -3.2kW =i6.8kW (2)假设用3 P =(P )2R =(2 0.5kW=0.8kW品=P — P =20kW -0.8kW =19.2kW .6.解:输电原理如图5-16 所示.(1)降压变压器输出电流,也就是用户得到的电流I 用95 1032204.32 102A 2由于,PP = 12 r ,输电线上通过的电流25 103\ 8 A=25A . (2)输电线上损失的电压U-U r = Lr =25父8V=200V ,由于升压变压器为理想变压器,输入功率=输出功率,所以升压变压器输出的电压U2计算如下:由于, P2=I2U2=P1,所以,U2 =2=100父103 V=4父103V. (3)升压变压器的匝数之比I225n1 _ U1 n2 U 2 至0 =± .降压变压器的匝数之比4000 16n3 _ U3 _ U2 -U1 = 4000 一200 二1903 一U 用一U 用一220 - 11第六章传感器第1节传感器及其工作原理。
教科版物理选修3-2:第1章1.5知能演练轻松闯关
1.关于线圈的自感系数、自感电动势下列说法中正确的是( )A .线圈中电流变化越大,线圈自感系数越大B .对于某一线圈,自感电动势正比于电流的变化量C .一个线圈的电流均匀增大,这个线圈自感系数、自感电动势都不变D .自感电动势总与原电流方向相反解析:选C.线圈的自感系数由线圈本身的因素决定.E 自∝ΔI Δt,而不是E 自∝ΔI ,C 对,A 、B 错,线圈中电流减小时,自感电动势方向与原电流方向相同,电流增大时,自感电动势方向与原电流方向相反,D 错.2.如图所示四个日光灯的接线图中(S 为起辉器,L 为镇流器),正确的是( )解析:选A.本题可依据各选项所提供的电路图,分析各自的工作情况来判定能使日光灯正常发光的选项.D 选项中灯丝被短路,显然日光灯不能正常发光;C 选项中S 和L 串联在一条支路上,S 断开时,L 中能产生自感电动势,但不能给灯管提供瞬时高压(因为此时S 断开);B 选项中由于S 和灯管串联,所以当S 断开时,只有L 上的自感电动势加在灯管上,电源电压没能加在上面.3.(2011·高考北京卷)某同学为了验证断电自感现象,自己找来带铁心的线圈L ,小灯泡A ,开关S 和电池组E ,用导线将它们连接成如图所示的电路.检查电路后,闭合开关S ,小灯泡发光;再断开开关S ,小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象.虽经多次重复,仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象,他冥思苦想找不出原因,你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是 ( )A .电源的内阻较大B .小灯泡电阻偏大C .线圈电阻偏大D .线圈的自感系数较大解析:选C.由自感规律可知在开关断开的瞬间造成灯泡闪亮以及延时的原因是在线圈中产生了与原电流同向的自感电流且大于稳定时通过灯泡的原电流.由图可知灯泡和线圈构成闭合的自感回路,与电源无关,故A错;造成不闪亮的原因是自感电流不大于稳定时通过灯泡的原电流,当线圈电阻小于灯泡电阻时才会出现闪亮现象,故B错C正确.自感系数越大,则产生的自感电流越大,灯泡更亮,故D错.4.在如图所示的电路中,两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁心的电感线圈L和一个滑动变阻器R.闭合开关S后,调整R,使L1和L2发光的亮度一样,此时流过两个灯泡的电流为I.然后,断开S.若t′时刻再闭合S,则在t′前后的一小段时间内,正确反映流过L1的电流i1、流过L2的电流i2随时间t变化的图像是()解析:选B.闭合开关S后,调整R,使两个小灯泡L1、L2发光的亮度一样,电流为I,说明R L=R.若t′时刻再闭合S,流过电感线圈L和灯泡L1的电流迅速增大,使电感线圈L产生自感电动势,阻碍了流过L1的电流i1增大,直至到达电流为I,故A错误,B正确;而对于t′时刻再闭合S,流过灯泡L2的电流i2立即达到电流为I,故C、D错误.一、选择题1.关于自感现象,下列说法中正确的是()A.自感现象是线圈自身的电流变化而引起的电磁感应现象B.自感电动势总是阻止原电流的变化C.自感电动势的方向总与原电流方向相反D.自感电动势的方向总与原电流方向相同解析:选A.自感现象是线圈自身的电流变化而引起的电磁感应现象,在自感现象中自感电动势总是阻碍原电流的变化,不是阻止,所以选项B错.当原电流减小时,自感电动势与原电流的方向相同,当原电流增加时,自感电动势与原电流的方向相反,所以选项C、D错.2.下列说法正确的是()A.当线圈中电流不变时,线圈中没有自感电动势B.当线圈中电流反向时,线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反C.当线圈中电流增大时,线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反D.当线圈中电流减小时,线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反解析:选AC.当线圈中的电流不变时,由楞次定律可知,线圈中就不会产生自感电动势,所以A正确.判断线圈中的自感电动势的方向与原电流的方向的关系时,是要看原电流的大小的变化,当原电流增大时,线圈中的自感电动势的方向与原电流方向相反,当原电流减小时,线圈中的自感电动势的方向与原电流方向相同,所以C选项正确,B、D错误.3.关于线圈自感系数的说法,正确的是()A.自感电动势越大,自感系数也越大B.把线圈中的铁心抽出一些,自感系数减小C.把线圈匝数增加一些,自感系数变大D.电感是自感系数的简称解析:选BCD.自感系数的大小是由线圈的匝数、材料、粗细、有无铁心等决定的,与电流大小、自感电动势大小无关,匝数越多,自感系数越大,有铁心时,自感系数显著增大,故A选项错,B、C选项正确;同时,自感系数简称为电感,故D选项也正确.4.(2012·宁夏固原高二检测)关于线圈中自感电动势的大小,下列说法中正确的是() A.电感一定时,电流变化越大,电动势越大B.电感一定时,电流变化越快,电动势越大C.通过线圈的电流为零的瞬间,电动势为零D.通过线圈的电流为最大值的瞬间,电动势最大解析:选 B.自感电动势的大小取决于穿过线圈的磁通量的变化快慢,而穿过线圈的磁通量取决于线圈的电流产生的磁场,电流变化越快,穿过线圈的磁通量的变化越快,自感电动势越大,故只有B正确.5.日光灯镇流器的作用有()A.起辉器动、静触片接触时,镇流器产生瞬时高压B.正常工作时,镇流器降压限流保证日光灯正常工作C.正常工作时,使日光灯管两端的电压稳定在220 VD.正常工作时,不准电流通过日光灯管解析:选 B.当起辉器的动、静触片分离,即电路断开时,镇流器能产生瞬时高压,与电源电压一起加在灯管两端,使灯管中的气体导电,日光灯开始发光;在日光灯正常发光时,由于交变电流通过镇流器的线圈,线圈中产生自感电动势,总是阻碍电流的变化,起着降压(低于220 V)限流的作用,保证日光灯的正常工作.6.起辉器是由电容器和氖管两大部分组成,其中氖管中充有氖气,内部有静触片和U形动触片.通常动、静触片不接触,有一小缝隙.则下列说法正确的是()A.当电源的电压加在起辉器两端时,氖气放电发出辉光并产生热量,导致双金属片受热膨胀B.当电源的电压加在启辉器两极后,动、静触片间辉光放电,受热膨胀两触片接触而不分离C.起辉器中U形动触片是由单金属片制成D.当动、静两触片接触后,氖气停止放电、温度降低,两触片分离解析:选AD.起辉器U形动触片是由膨胀系数不同的双金属片压制而成.故C项错.电源把电压加在起辉器两极间,使氖气放电而发出辉光,辉光产生热量使U形动触片膨胀伸展,跟静触片接触把电路接通.电路接通后,起辉器的氖气停止放电,U形动触片冷却收缩,两个触片分开,电路自动断开.故B错,A、D正确.7.(2012·汉中市高二检测)如图所示的(a)、(b)两个电路中,电阻R和自感线圈L的电阻值都小,且小于灯泡A的电阻,接通开关S,使电路达到稳定,灯泡A发光,则()A.在电路(a)中,断开S后,A将逐渐变暗B.在电路(a)中,断开S后,A将先变得更亮,然后逐渐变暗C.在电路(b)中,断开S后,A将逐渐变暗D.在电路(b)中,断开S后,A将先变得更亮,然后逐渐变暗解析:选AD.在电路断开时,电感线圈的自感电动势阻碍原电流的减小,此时电感线圈在电路中相当于一个电源,表现在两个方面:一是自感电动势所对应的电流方向与原电流方向一致;二是在断电瞬间,自感电动势所对应的电流大小与原电流的大小相等,以后以此电流开始缓慢减小到零.题图(a)中,灯A与电感线圈L在同一个支路中,流过的电流相同,当断开开关S时,灯A 将逐渐变暗;题图(b)中,断开S时,A中的电流立即为零,但由于自感,电感L中将维持本身的电流不变,且I L>I A,所以灯A亮一下才逐渐熄灭,综上所述选A、D.8.(2012·西安市高二检测)如图所示,L为一自感系数很大的有铁心的线圈,电压表与线圈并联接入电路,在下列哪种情况下,有可能使电压表损坏(电压表量程为3 V)()A.开关S闭合的瞬间B.开关S闭合电路稳定时C.开关S断开的瞬间D.以上情况都有可能损坏电压表解析:选C.开关S闭合瞬间,L在电路中相当于断路,电压表两端的电压为3 V,所以A错;S闭合电路稳定时,L在电路中相当于短路,电压表两端的电压几乎为0,所以B错;开关S断开的瞬间,两端产生很高的电动势,可能损坏电压表.所以C正确.9.如图所示是日光灯的结构示意图,若按图示的电路连接,关于日光灯发光的情况,下列叙述中正确的是()A.S1接通,S2、S3断开,日光灯就能正常发光B.S1、S2接通,S3断开,日光灯就能正常发光C.S3断开,接通S1、S2后,再断开S2,日光灯就能正常发光D.当日光灯正常发光后,再接通S3,日光灯仍能正常发光解析:选C.当S1接通,S2、S3断开时,电源电压(220 V)直接加在灯管两端,达不到灯管启动的瞬时高压值,日光灯不能发光,选项A错误.当S1、S2接通,S3断开时,灯管两端被短路,电压为零,日光灯不能发光,选项B错误.当日光灯正常发光后,再接通S3,则镇流器被短路,灯管两端电压过高,会损坏灯管,选项D错误.只有当S1、S2接通,再断开S2,镇流器中产生很大的自感电动势,和原电压一起加在灯管两端,使灯管内气体电离,日光灯正常发光,选项C正确.10.如图所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,电感L的电阻不计,电阻R的阻值大于灯泡D的阻值,在t=0时刻闭合开关S,经过一段时间后,在t=t1时刻断开S,下列表示A、B两点间电压U AB随时间t变化的图像中,正确的是()解析:选 B.开关闭合时,由于线圈的自感阻碍作用,可看做电阻,线圈电阻逐渐减小,并联电路电阻逐渐减小,路端电压U AB逐渐减小;开关闭合后再断开时,线圈的感应电流与原电流方向相同,形成回路,灯泡的电流与原来相反,并逐渐减小到0,路端电压U AB逐渐减小到零,U AB为负值.A图像开关闭合时,U AB增大,不符合题意,错误;B图像电压U AB 的变化规律符合题意,正确;C图像的电压U AB先增大后减小,且方向不变,错误;D图像在两过程中电压U AB始终方向不变,不正确.二、非选择题11.一个线圈的电流在0.001 s内有0.02 A的变化,产生50 V的自感电动势,求线圈的自感系数.如果这个电路中电流的变化率变为40 A/s,自感电动势又有多大?解析:(1)由E =L ΔI Δt 得L =E Δt ΔI =50×0.0010.02H =2.5 H. (2)E =L ΔI Δt2.5×40 V =100 V . 答案:2.5 H 100 V12.如图所示,小灯泡电阻R 1=12 Ω,线圈L 的直流电阻为4 Ω,电源电动势E =4 V ,电源内阻r =1 Ω,当电路开关S 闭合且稳定时小灯泡两端电压为U 1,断开S 的瞬间,小灯泡两端电压为U 2.(1)试求:U 1∶U 2;(2)说明开关S 断开时灯泡的亮度怎样变化(假设灯泡未被烧坏).解析:(1)S 闭合稳定后,R 外=R 1R L R 1+R L =12×412+4Ω=3 Ω. 由闭合电路欧姆定律知I =E R 外+r =43+1A =1 A. 小灯泡两端电压U 1=I ·R 1外=1×3 V =3 V .断开S 的瞬间,L 、R 组成闭合回路I R =I L =U 1R L =34A. U 2=I R ·R 1=34×12 V =9 V .所以U 1U 2=39=13. (2)开关S 断开的瞬时,由于加在小灯泡两端的电压(或通过小灯泡的电流)突然变大,所以,小灯泡会闪亮一下逐渐熄灭.答案:(1)1∶3(2)闪亮一下逐渐熄灭自感现象的分析思路1.明确通过自感线圈的电流的变化情况(增大还是减小).2.判断自感电动势方向,电流增强时(如通电时),自感电动势方向与电流方向相反;电流减小时(如断电时),自感电动势方向与电流方向相同.3.分析线圈中电流变化情况,电流增强时(如通电时),由于自感电动势方向与原电流方向相反,阻碍增加,电流逐渐增大;电流减小时(如断电时),由于自感电动势方向与原电流方向相同,阻碍减小,线圈中电流方向不变,电流逐渐减小.4.明确电路中元件与自感线圈的连接方式,若元件与自感线圈串联,元件中的电流与线圈中电流有相同的变化规律;若元件与自感线圈并联,元件上的电压与线圈上的电压有相同的变化规律;若元件与自感线圈构成临时回路,元件成为自感线圈的临时外电路,元件中的电流大小与线圈中电流大小有相同的变化规律.。
【教科版】2019年高中物理选修3-2学案 第一章 电磁感应5习题课:楞次定律的应用 含答案
学案5习题课:楞次定律的应用[学习目标定位] 1.学习应用楞次定律的推论判断感应电流的方向.2.理解安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律的区别.1.应用楞次定律判断感应电流方向的一般步骤是:(1)明确所研究的闭合电路,判断原磁场的方向;(2)判断闭合电路内原磁场的磁通量的变化情况;(3)由楞次定律判断感应电流的磁场方向;(4)由安培定则根据感应电流的磁场方向,判断出感应电流的方向.2.安培定则(右手螺旋定则)、右手定则、左手定则(1)判断电流产生的磁场方向用安培定则.(2)判断磁场对通电导体及运动电荷的作用力方向用左手定则.(3)判断导体切割磁感线运动产生的感应电流方向用右手定则.一、“增反减同”法感应电流的磁场,总是阻碍引起感应电流的磁通量(原磁场磁通量)的变化.(1)当原磁场磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,(2)当原磁场磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同.口诀记为“增反减同”.例1如图1所示,一水平放置的矩形闭合线圈abcd在细长磁铁的N极附近竖直下落,保持bc边在纸处,ab边在纸内,由图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和位置Ⅲ都很接近位置Ⅱ,这个过程中线圈的感应电流()图1A.沿abcd流动B.沿dcba流动C.先沿abcd流动,后沿dcba流动D.先沿dcba流动,后沿abcd流动解析本题考查用楞次定律判断感应电流的方向,关键要分析清楚矩形线圈由位置Ⅰ到位置Ⅱ和由位置Ⅱ到位置Ⅲ两过程中,穿过线圈的磁感线方向相反.由条形磁铁的磁场可知,线圈在位置Ⅱ时穿过闭合线圈的磁通量最小为零,线圈从位置Ⅰ到位置Ⅱ,从下向上穿过线圈的磁通量在减少,线圈从位置Ⅱ到位置Ⅲ,从上向下穿过线圈的磁通量在增加,根据楞次定律可知感应电流的方向是abcd.答案 A二、“来拒去留”法由于磁场与导体的相对运动产生电磁感应现象时,产生的感应电流与磁场间有力的作用,这种力的作用会“阻碍”相对运动,简称口诀“来拒去留”.例2如图2所示,当磁铁突然向铜环运动时,铜环的运动情况是()图2A.向右摆动B.向左摆动C.静止D.无法判定解析本题可由两种方法来解决:方法1:画出磁铁的磁感线分布,如图甲所示,当磁铁向铜环运动时,穿过铜环的磁通量增加,由楞次定律判断出铜环中的感应电流方向如图甲所示.分析铜环受安培力作用而运动时,可把铜环中的电流等效为多段直线电流元.取上、下两小段电流元作为研究对象,由左手定则确定两段电流元的受力,由此可推断出整个铜环所受合力向右,故A正确.甲乙方法2(等效法):磁铁向右运动,使铜环产生的感应电流可等效为图乙所示的条形磁铁,两磁铁有排斥作用,故A正确.答案 A三、“增缩减扩”法当闭合电路中有感应电流产生时,电路的各部分导线就会受到安培力作用,会使电路的面积有变化(或有变化趋势).(1)若原磁通量增加,则通过减小有效面积起到阻碍的作用.(2)若原磁通量减小,则通过增大有效面积起到阻碍的作用.口诀记为“增缩减扩”.例3如图3所示,在载流直导线旁固定有两平行光滑导轨A、B,导轨与直导线平行且在同一水平面内,在导轨上有两可自由滑动的导体ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐增强时,导体ab和cd的运动情况是()图3A.一起向左运动B.一起向右运动C.ab和cd相向运动,相互靠近D.ab和cd相背运动,相互远离解析由于在闭合回路abcd中,ab和cd电流方向相反,所以两导体运动方向一定相反,排除A、B;当载流直导线中的电流逐渐增强时,穿过闭合回路的磁通量增大,根据楞次定律,感应电流总是阻碍穿过回路磁通量的变化,所以两导体相互靠近,减小面积,达到阻碍磁通量增大的目的.故选C.答案 C四、“增离减靠”法发生电磁感应现象时,通过什么方式来“阻碍”原磁通量的变化要根据具体情况而定.可能是阻碍导体的相对运动,也可能是改变线圈的有效面积,还可能是通过远离或靠近变化的磁场源来阻碍原磁通量的变化.即:(1)若原磁通量增加,则通过远离磁场源起到阻碍的作用.(2)若原磁通量减小,则通过靠近磁场源起到阻碍的作用.口诀记为“增离减靠”.例4一长直铁芯上绕有一固定线圈M,铁芯右端与一木质圆柱密接,木质圆柱上套有一闭合金属环N,N可在木质圆柱上无摩擦移动,M连接在如图4所示的电路中,其中R为滑动变阻器,E1和E2为直流电源,S为单刀双掷开关,下列情况中,可观测到N向左运动的是()图4A.在S断开的情况下,S向a闭合的瞬间B.在S断开的情况下,S向b闭合的瞬间C.在S已向a闭合的情况下,将R的滑片向c端移动时D.在S已向a闭合的情况下,将R的滑片向d端移动时解析金属环N向左运动,说明穿过N的磁通量在减小,说明线圈M中的电流在减小,只有选项C符合题意.答案 C五、安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的区别应用1.右手定则是楞次定律的特殊情况(1)楞次定律的研究对象为整个闭合导体回路,适用于磁通量变化引起感应电流的各种情况.(2)右手定则的研究对象为闭合导体回路的一部分,适用于一段导线在磁场中做切割磁感线运动.2.区别安培定则、左手定则、右手定则的关键是抓住因果关系(1)因电而生磁(I→B)→安培定则.(判断电流周围磁感线的方向)(2)因动而生电(v、B→I感)→右手定则.(导体切割磁感线产生感应电流)(3)因电而受力(I、B→F安)→左手定则.(磁场对电流有作用力)例5如图5所示,导轨间的磁场方向垂直于纸面向里.圆形金属环B正对磁铁A当导线MN在导轨上向右加速滑动时,下列说法正确的是()图5A.MN中电流方向N→M,B被A吸引B.MN中电流方向N→M,B被A排斥C.MN中电流方向M→N,B被A吸引D.MN中电流方向M→N,B被A排斥解析MN向右加速滑动,根据右手定则,MN中的电流方向从N→M,且大小在逐渐变大,根据安培定则知,电磁铁A的磁场方向向左,且大小逐渐增强,根据楞次定律知,B环中的感应电流产生的磁场方向向右,B被A排斥,B正确,A、C、D错误.答案 B1.(“来拒去留”法)如图6所示,螺线管CD的导线绕法不明,当磁铁AB插入螺线管时,闭合电路中有图示方向的感应电流产生,下列关于螺线管磁场极性的判断,正确的是()图6A.C端一定是N极B.D端一定是N极C.C端的极性一定与磁铁B端的极性相同D.因螺线管的绕法不明,故无法判断极性答案 C解析由“来拒去留”得磁铁与螺线管之间产生相斥的作用,即螺线管的C端一定与磁铁的B端极性相同,与螺线管的绕法无关.但因为磁铁AB的N、S极性不明,所以螺线管CD 两端的极性也不能确定,所以A、B、D错,C对.2.(“增缩减扩”法及“来拒去留”法)如图7所示,水平桌面上放有一个闭合铝环,在铝环轴线上方有一个条形磁铁.当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时,下列判断正确的是()图7A.铝环有收缩趋势,对桌面压力减小B.铝环有收缩趋势,对桌面压力增大C.铝环有扩张趋势,对桌面压力减小D.铝环有扩张趋势,对桌面压力增大答案 B解析根据楞次定律可知:当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时,闭合铝环内的磁通量增大,因此铝环面积应有收缩的趋势,同时将远离磁铁,故增大了和桌面的挤压程度,从而使铝环对桌面压力增大,故B项正确.3.(“增离减靠”法)如图8是某电磁冲击钻的原理图,若突然发现钻头M向右运动,则可能是()图8A.开关S闭合瞬间B.开关S由闭合到断开的瞬间C.开关S已经是闭合的,滑动变阻器滑片P向左迅速滑动D.开关S已经是闭合的,滑动变阻器滑片P向右迅速滑动答案AC解析当开关突然闭合时,左线圈上有了电流,产生磁场,而对于右线圈来说,磁通量增加,产生感应电流,使钻头M向右运动,故A项正确;当开关S已经是闭合时,只有左侧线圈电流增大才会导致钻头M向右运动,故C项正确.4.(安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的区别运用)如图9所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN,当PQ在外力的作用下运动时,MN在磁场力的作用下向右运动,则PQ所做的运动可能是()图9A.向右加速运动B.向左加速运动C.向右减速运动D.向左减速运动答案BC解析当PQ向右运动时,用右手定则可判定PQ中感应电流的方向是由Q→P,由安培定则可知穿过L1的磁场方向是自下而上的;若PQ向右加速运动,则穿过L1的磁通量增加,用楞次定律可以判断流过MN的感应电流是从N→M的,用左手定则可判定MN受到向左的安培力,将向左运动,可见选项A错误;若PQ向右减速运动,流过MN的感应电流方向、MN所受的安培力的方向均将反向,MN向右运动,所以选项C正确;同理可判断选项B正确,选项D错误.题组一“来拒去留”法1.如图1所示,线圈两端与电阻相连构成闭合回路,在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的N极朝下.在磁铁的N极向下靠近线圈的过程中()图1A.通过电阻的感应电流方向由a到b,线圈与磁铁相互排斥B.通过电阻的感应电流方向由b到a,线圈与磁铁相互排斥C.通过电阻的感应电流方向由a到b,线圈与磁铁相互吸引D.通过电阻的感应电流方向由b到a,线圈与磁铁相互吸引答案 B解析根据楞次定律,感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化,因此阻碍条形磁铁的下落,即来拒去留,同名磁极相斥,所以线圈上端为N极,根据安培定则判断线圈电流方向向下,线圈下端为正极,上端为负极,电流方向从下端由b经电阻到a再回到线圈负极,B对.2.如图2所示,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,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()图2A.T1>mg,T2>mg B.T1<mg,T2<mgC.T1>mg,T2<mg D.T1<mg,T2>mg答案 A解析当环经过磁铁上端,穿过环的磁通量增加,圆环中的感应电流的磁场要阻碍其磁通量增加,所以磁铁对线圈有向上的斥力作用,由牛顿第三定律,环对磁铁有向下的斥力作用,使得细线对磁铁的拉力大于磁铁的重力,即T1>mg;同理,当圆环经过磁铁下端时,穿过环的磁通量减小,圆环中的感应电流的磁场要阻碍其磁通量减小,所以磁铁对环有向上的吸引力作用,由牛顿第三定律,则环对磁铁有向下的吸引力作用,使得细线对磁铁的拉力大于磁铁的重力,即T2>mg,选项A正确.3.如图3所示,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈.当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方快速经过时,若线圈始终不动,则关于线圈受到的支持力N及在水平方向运动趋势的正确判断是()图3A.N先小于mg后大于mg,运动趋势向左B.N先大于mg后小于mg,运动趋势向左C.N先小于mg后大于mg,运动趋势向右D.N先大于mg后小于mg,运动趋势向右答案 D解析条形磁铁从线圈正上方由左向右运动的过程中,线圈中的磁通量先增大后减小,根据楞次定律的第二种描述:“来拒去留”可知,线圈先有向下和向右的趋势,后有向上和向右的趋势;故线圈受到的支持力先大于重力后小于重力;运动趋势向右.故选D.4.如图4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()图4A.同时向左运动,间距变大B.同时向左运动,间距变小C.同时向右运动,间距变小D.同时向右运动,间距变大答案 B解析磁铁向左运动,穿过两环的磁通量均增加.根据楞次定律,感应电流的磁场将阻碍原磁通量增加,所以两者都向左运动.另外,两环产生的感应电流方向相同,依据安培定则和左手定则可以判断两个环之间是相互吸引的,所以选项A、C、D错误,B正确.题组二“增缩减扩”法5.如图5所示,在水平面上有一固定的导轨,导轨为U形金属框架,框架上放置一金属杆ab,不计摩擦,在竖直方向上有匀强磁场,则()图5A.若磁场方向竖直向上并增强时,杆ab将向右移动B.若磁场方向竖直向上并减弱时,杆ab将向右移动C.若磁场方向竖直向下并增强时,杆ab将向右移动D.若磁场方向竖直向下并减弱时,杆ab将向右移动答案BD解析不管磁场方向竖直向上还是竖直向下,当磁感应强度增大时,回路中磁通量变大,由楞次定律知杆ab将向左移动,反之,杆ab将向右移动,选项B、D正确.6.如图6所示,光滑固定金属导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放在导轨上,形成闭合回路.当一条形磁铁从上方向下迅速接近回路时,可动的两导体棒P、Q将()图6A.保持不动B.相互远离C.相互靠近D.无法判断答案 C解析效果法:四根导体组成闭合回路,当磁铁迅速接近回路时,不管是N极向下还是S 极向下,穿过回路的磁通量都增加,闭合回路中产生感应电流,感应电流将“阻碍”原磁通量的增加,怎样来阻碍增加呢?可动的两根导体只能用减小回路面积的方法来阻碍原磁通量的增加,得到的结论是P、Q相互靠近,选项C正确.还可以用常规法,根据导体受磁场力的方向来判断.7.如图7所示,ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导线框,当滑动变阻器R 的滑片自左向右滑动时,线框ab的运动情况是()图7A.保持静止不动B.逆时针转动C.顺时针转动D.发生转动,但电源极性不明,无法确定转动的方向答案 C解析根据题图所示电路,线框ab所处位置的磁场是水平方向的,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,电路中电阻增大,电流减弱,则穿过闭合导线框ab的磁通量将减少.Φ=BS sin θ,θ为线圈平面与磁场方向的夹角,根据楞次定律,感应电流的磁场将阻碍原来磁场的变化,则线框ab只有顺时针旋转使θ角增大,而使穿过线圈的磁通量增加,则C正确.注意此题并不需要明确电源的极性.题组三“增离减靠”法8.如图8所示,一个有弹性的金属线圈被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方,直导线与线圈在同一竖直面内,当通电直导线中电流增大时,弹性线圈的面积S和橡皮绳的长度l将()图8A.S增大,l变长B.S减小,l变短C.S增大,l变短D.S减小,l变长答案 D解析当通电直导线中电流增大时,穿过金属线圈的磁通量增大,金属线圈中产生感应电流,根据楞次定律,感应电流要阻碍原磁通量的增大:一是用缩小面积的方式进行阻碍;二是用远离直导线的方法进行阻碍,故D正确.9.如图9所示,A为水平放置的胶木圆盘,在其侧面均匀分布着负电荷,在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B,使B的环面水平且与圆盘面平行,其轴线与胶木盘A的轴线OO′重合,现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动,则()图9A.金属环B的面积有扩大的趋势,丝线受到的拉力增大B.金属环B的面积有缩小的趋势,丝线受到的拉力减小C.金属环B的面积有扩大的趋势,丝线受到的拉力减小D.金属环B的面积有缩小的趋势,丝线受到的拉力增大答案 B解析胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动,形成环形电流,环形电流的大小增大,根据右手螺旋定则知,通过B的磁通量向下,且增大,根据楞次定律的另一种表述,引起的效果阻碍原磁通量的增大,知金属环的面积有缩小的趋势,且有向上的运动趋势,所以丝线的拉力减小.故B正确,A、C、D错误.10.如图10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()图10A .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,但因电流正负极未知,无法具体判断D .同时被推开或同时向螺线管靠拢,但因电源正负极未知,无法具体判断 答案 A解析 当电键S 接通瞬间,小铜环中磁通量从无到有,根据楞次定律,感应电流的磁场要阻碍磁通量的增加,则两环将向两侧运动.故A 正确.题组四 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的区别运用11.如图11所示,导体AB 、CD 可在水平轨道上自由滑动,当导体棒AB 向左移动时 ( )图11A .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 向右移动答案 AD解析 由右手定则可判断AB 中感应电流方向为A →B ,CD 中电流方向为C →D ,由左手定则可判定CD 受到向右的安培力作用而向右运动.12.如图12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T 2~T 时间内,线框中感应电流的方向与所受安培力的方向是 ( )图12A .感应电流方向为顺时针,线框所受安培力的合力方向向左B .感应电流方向为逆时针,线框所受安培力的合力方向向右C .感应电流方向为顺时针,线框所受安培力的合力方向向右D .感应电流方向为逆时针,线框所受安培力的合力方向向左答案 C解析 在T 2~T 时间内,直导线电流方向向下,根据安培定则,知直导线右侧磁场的方向垂直纸面向外,电流逐渐增大,则磁场逐渐增强,根据楞次定律,金属线框中产生顺时针方向的感应电流.根据左手定则,知金属框左边受到的安培力方向水平向右,右边受到的安培力方向水平向左,离导线越近,磁场越强,则左边受到的安培力大于右边受到的安培力,所以金属框所受安培力的合力水平方向向右,故C正确,A、B、D错误.13.如图13所示,在匀强磁场中放有平行铜导轨,它与大线圈M相连接,要使小导线圈N 获得顺时针方向的感应电流,则放在导轨上的金属棒ab的运动情况(两线圈共面放置)是()图13A.向右匀速运动B.向左加速运动C.向右减速运动D.向右加速运动答案BC。
高中物理 必修一 必修二 选修3-1 选修 3-2 课后习题完美答案 新课标人教版
必修一第一章:第一节:1、“一江春水向东流”是水相对地面(岸)的运动,“地球的公转”是说地球相对太阳的运动,“钟表时、分、秒针都在运动”是说时、分、秒针相对钟表表面的运动,“太阳东升西落”是太阳相对地面的运动。
2、诗中描写船的运动,前两句诗写景,诗人在船上,卧看云动是以船为参考系。
云与我俱东是说以两岸为参考系,云与船均向东运动,可认为云相对船不动。
3、x A=-0.44 m,x B=0.36 m第二节:1.A.8点42分指时刻,8分钟指一段时间。
B.“早”指时刻,“等了很久”指一段时间。
C.“前3秒钟”、“最后3秒钟”、“第3秒钟”指一段时间,“3秒末”指时刻。
2.公里指的是路程,汽车的行驶路线一般不是直线。
3.(1)路程是100 m,位移大小是100 m。
(2)路程是800 m,对起跑点和终点相同的运动员,位移大小为0;其他运动员起跑点各不相同而终点相同,他们的位移大小、方向也不同。
4.解答3 m 8 m 0 5 m -8 m -3 m0 5 m -3 m 5 m -8 m -3 m 第三节:1.(1)1光年=365×24×3600×3.0×108 m=9.5×1015 m。
(2)需要时间为16154.010 4.2 9.510⨯=⨯年2.(1)前1 s平均速度v1=9 m/s前2 s平均速度v2=8 m/s前3 s平均速度v3=7 m/s前4 s平均速度v4=6 m/s全程的平均速度v5=5 m/sv1最接近汽车关闭油门时的瞬时速度,v1小于关闭油门时的瞬时速度。
(2)1 m/s,03.(1)24.9 m/s,(2)36.6 m/s,(3)0第四节:1.电磁打点记时器引起的误差较大。
因为电磁打点记时器打点瞬时要阻碍纸带的运动。
2.(1)纸带左端与重物相连。
(2)A点和右方邻近一点的距离Δx=7.0×10-3 m,时间Δt=0.02 s,Δt很小,可以认为A点速度v=xt∆∆=0.35 m/s3.解(1)甲物体有一定的初速度,乙物体初速度为0。
【教科版】2019年高中物理选修3-2学案 第一章 电磁感应1电磁感应的发现 感应电流产生的条件 含答案
学案1电磁感应的发现感应电流产生的条件[学习目标定位] 1.能理解什么是电磁感应现象.2.能记住产生感应电流的条件.3.会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验.4.能说出磁通量变化的含义.5.会利用电磁感应产生的条件解决实际问题.1.磁通量的计算公式Φ=BS的适用条件是匀强磁场且磁感线与平面垂直.若在匀强磁场B 中,磁感线与平面不垂直,公式Φ=BS中的S应为平面在垂直于磁场方向上的投影面积.2.磁通量是标量,但有正、负之分.一般来说,如果磁感线从线圈的正面穿入,线圈的磁通量就为“+”,磁感线从线圈的反面穿入,线圈的磁通量就为“-”.3.由Φ=BS可知,磁通量的变化有三种情况:(1)磁感应强度B不变,有效面积S变化;(2)磁感应强度B变化,有效面积S不变;(3)磁感应强度B和有效面积S同时变化.一、奥斯特实验的启迪1820年,奥斯特从实验中发现了电流的磁效应,不少物理学家根据对称性的思考,提出既然电能产生磁,是否也存在逆效应,即磁产生电呢?二、电磁感应现象的发现1831年,英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象.他将“磁生电”现象分为五类:(1)变化中的电流;(2)变化中的磁场;(3)运动中的恒定电流;(4)运动中的磁铁;(5)运动中的导线.三、电磁感应规律的发现及其对社会发展的意义1.电磁感应的发现,使人们发明了发电机,把机械能转化成电能;使人们发明了变压器,解决了电能远距离传输中能量大量损耗的问题;使人们制造出了结构简单的感应电动机,反过来把电能转化成机械能.2.法拉第在研究电磁感应等电磁现象中,从磁性存在的空间分布逐渐凝聚出“场”的科学创新思想.在此基础上,麦克斯韦建立了电磁场理论,并预言了电磁波的存在.四、产生感应电流的条件穿过闭合电路的磁通量发生变化时,这个闭合电路中就有感应电流产生.一、磁通量及其变化[问题设计]如图1所示,框架的面积为S ,匀强磁场的磁感应强度为B .试求:图1(1)框架平面与磁感应强度B 垂直时,穿过框架平面的磁通量为多少?(2)若框架绕OO ′转过60°,则穿过框架平面的磁通量为多少?(3)若从图示位置转过90°,则穿过框架平面的磁通量的变化量为多少?(4)若从图示位置转过180°,则穿过框架平面的磁通量变化量为多少?答案 (1)BS (2)12BS (3)-BS (4)-2BS [要点提炼]1.磁通量的计算(1)公式:Φ=BS(2)适用条件:①匀强磁场,②磁场方向和平面垂直.(3)B 与S 不垂直时:Φ=BS ⊥,S ⊥为平面在垂直磁场方向上的投影面积,在应用时可将S 投影到与B 垂直的方向上,如图2所示Φ=BS sin_θ.图2(4)磁通量与线圈的匝数无关. 2.磁通量的变化量ΔΦ(1)当B 不变,有效面积S 变化时,ΔΦ=B ·ΔS .(2)当B 变化,S 不变时,ΔΦ=ΔB ·S .(3)B和S同时变化,则ΔΦ=Φ2-Φ1,但此时ΔΦ≠ΔB·ΔS.特别提醒计算穿过某面的磁通量变化量时,要注意前、后磁通量的正、负值,如原磁通量Φ1=BS,当平面转过180°后,磁通量Φ2=-BS,磁通量的变化量ΔΦ=-2BS.二、感应电流产生的条件[问题设计]实验1(导体在磁场中做切割磁感线的运动):如图3所示,导体AB垂直磁感线运动时,线路中有电流产生,而导体AB沿着磁感线运动时,线路中无电流产生(填“有”或“无”).图3实验2(通过闭合电路的磁场发生变化):如图4所示,将小螺线管A插入大螺线管B中不动,当开关S接通或断开时,电流表中有电流通过;若开关S一直闭合,当改变滑动变阻器的阻值时,电流表中有电流通过;而开关一直闭合,滑动变阻器的滑动触头不动时,电流表中无电流产生.若将螺线管A放在螺线管B的正上方,并使两者的轴线互相垂直,则不管进行什么操作,电流表中均无电流产生(填“有”或“无”).图41.实验2中并没有导体在磁场中做切割磁感线的运动,但在接通或断开电源的瞬间及改变滑动变阻器的阻值时,B线圈却出现感应电流,这说明什么?答案说明导体在磁场中做切割磁感线运动不是产生感应电流的本质原因,通过闭合电路的磁场变化也可以产生感应电流.2.当实验2中开关闭合后,A线圈电流稳定时,B线圈中也存在磁场,但不出现感应电流,这说明什么?答案说明感应电流的产生,不在于闭合回路中是否有磁场.3.实验2中同样的磁场变化,螺线管B套在螺线管A外边时,能产生感应电流,而两个线圈相互垂直放置时不能产生感应电流,这又说明什么?试总结产生感应电流的条件.答案说明感应电流的产生,不在于磁场是否变化.总结实验1中,磁场是稳定的,但在导体切割磁感线运动时,通过回路的磁通量发生变化,回路中产生了感应电流;实验2通过改变电流从而改变磁场强弱,进而改变了磁通量,从而产生了感应电流,所以可以将产生感应电流的条件描述为“只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生感应电流”.[要点提炼]1.产生感应电流的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化.2.特例:闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动.在利用“切割”来讨论和判断有无感应电流时,应该注意:(1)导体是否将磁感线“割断”,如果没有“割断”就不能说切割.如图5所示,甲、乙两图中,导线是真“切割”,而图丙中,导体没有切割磁感线.图5(2)是否仅是闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动,如图丁.如果由切割不容易判断,则要回归到磁通量是否变化上去.[延伸思考]电路不闭合时,磁通量发生变化是否能产生电磁感应现象?答案当电路不闭合时,没有感应电流,但有感应电动势,只产生感应电动势的现象也可以称为电磁感应现象.一、磁通量Φ及其变化量ΔΦ的理解与计算例1如图6所示的线框,面积为S,处于磁感应强度为B的匀强磁场中,B的方向与线框平面成θ角,当线框转过90°到如图6所示的虚线位置时,试求:图6(1)初、末位置穿过线框的磁通量的大小Φ1和Φ2;(2)磁通量的变化量ΔΦ.解析(1)解法一:在初始位置,把面积向垂直于磁场方向进行投影,可得垂直于磁场方向的面积为S⊥=S sin θ,所以Φ1=BS sin θ.在末位置,把面积向垂直于磁场方向进行投影,可得垂直于磁场方向的面积为S⊥′=S cos θ.由于磁感线从反面穿入,所以Φ2=-BS cos θ. 解法二:如图所示,把磁感应强度B沿垂直于面积S和平行于面积S进行分解,得B上=B sin θ,B左=B cos θ所以Φ1=B上S=BS sin θ,Φ2=-B左S=-BS cos θ.(2)开始时B与线框平面成θ角,穿过线框的磁通量Φ1=BS sin θ;当线框平面按顺时针方向转动时,穿过线框的磁通量减少,当转动θ时,穿过线框的磁通量减少为零,继续转动至90°时,磁感线从另一面穿过,磁通量变为“负”值,Φ2=-BS cos θ.所以,此过程中磁通量的变化量为ΔΦ=Φ2-Φ1=-BS cos θ-BS sin θ=-BS(cos θ+sin θ).答案(1)BS sin θ-BS cos θ(2)-BS(cos θ+sin θ)二、产生感应电流的分析判断及实验探究例2如图7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.这两条金属棒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()图7A.v1>v2B.v1<v2C.v1=v2D.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.故选项A、B正确.答案AB例3在研究电磁感应现象的实验中所用器材如图8所示.它们是①电流表、②直流电源、③带铁芯的线圈A、④线圈B、⑤开关、⑥滑动变阻器(用来控制电流以改变磁场强弱).试按实验的要求在实物图上连线(图中已连好一根导线).图8答案连接电路如图所示1.(对电磁感应现象的认识)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.磁铁吸引小磁针答案 C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以及磁铁吸引小磁针,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.2.(对磁通量Φ及其变化量ΔΦ的理解)如图9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) ()图9A.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,然后再减少答案 D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 错误,D正确,故选D.3.(产生感应电流的分析判断)如图10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,下列办法中可行的是()图10A.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°)答案ABC解析将线框向左拉出磁场的过程中,线框的bc部分切割磁感线,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(小于90°)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内会产生感应电流.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).4.(产生感应电流的分析判断)如图11所示,绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路,在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A,下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是()图11A.线圈中通以恒定的电流B.通电时,使滑动变阻器的滑片P做匀速移动C.通电时,使滑动变阻器的滑片P做加速移动D.将电键突然断开的瞬间答案 A解析只要通电时滑动变阻器的滑片P移动,电路中的电流就会发生变化,变化的电流产生变化的磁场,铜环A中磁通量发生变化,有感应电流;同样,将电键断开瞬间,电路中电流从有到无,仍会在铜环A中产生感应电流.题组一对磁通量Φ及其变化量ΔΦ的理解与计算1.关于磁通量,下列叙述正确的是()A.在匀强磁场中,穿过一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积B.在匀强磁场中,a线圈的面积比b线圈的大,则穿过a线圈的磁通量一定比穿过b线圈的磁通量大C.把一个线圈放在M、N两处,若放在M处时穿过线圈的磁通量比放在N处时大,则M 处的磁感应强度一定比N处大D.同一线圈放在磁感应强度大处,穿过线圈的磁通量不一定大答案 D解析磁通量等于磁感应强度与垂直磁场方向上的投影面积的乘积,A错误;线圈面积大,但投影面积不一定大,B错误;磁通量大,磁感应强度不一定大,C错误、D正确.2.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越大B.磁感应强度越大,线圈面积越大,则磁通量越大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答案 C解析根据磁通量的定义,Φ=B·S·sin θ,因此A、B选项错误;穿过线圈的磁通量为零时,磁感应强度不一定为零;磁通量发生变化,可能是面积变化引起的,也可能是磁场变化引起的,D错.3.如图1所示,半径为R的圆形线圈共有n匝,其中心位置处半径为r的范围内有匀强磁场,磁场方向垂直线圈平面,若磁感应强度为B,则穿过线圈的磁通量为()图1A.πBR2B.πBr2C.nπBR2D.nπBr2答案 B解析由磁通量的定义式知Φ=BS=πBr2;故B正确.题组二产生感应电流的分析判断4.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,电路中就一定有感应电流产生答案 C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.5.下图中能产生感应电流的是()答案 B解析根据产生感应电流的条件:A中,电路没闭合,无感应电流;B中,面积增大,闭合电路的磁通量增大,有感应电流;C中,穿过线圈的磁感线相互抵消,Φ恒为零,无感应电流;D中,磁通量不发生变化,无感应电流.6.下列情况中都是线框在磁场中做切割磁感线运动,其中线框从开始进入到完全离开磁场的时间中有感应电流的是()答案BC解析A中虽然导体“切割”了磁感线,但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 中虽然与A 近似,但由于是非匀强磁场,运动过程中,穿过线框的磁感线条数增加,线框中有感应电流.D 中线框尽管是部分切割,但磁感线条数不变,无感应电流,故选B 、C.7.如图2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 ,则导线框从开始进入到完全离开磁场的过程中无感应电流的时间等于( )图2A.d vB.L vC.d -L vD.d -2L v答案 C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.8.如图3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( )图3A .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 转动答案 C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.9.为观察电磁感应现象,某学生将电流表、螺线管A 和B 、蓄电池、开关用导线连接成如图4所示的实验电路.当接通和断开开关时,电流表的指针都没有偏转,其原因是( )图4A.开关位置接错B.电流表的正、负极接反C.线圈B的3、4接头接反D.蓄电池的正、负极接反答案 A解析本题考查了感应电流产生的条件.因感应电流产生的条件是闭合电路中的磁通量发生变化,由电路图可知,把开关接在B与电流表之间,因与1、2接头相连的电路在接通和断开开关时,电流不改变,所以不可能有感应电流,电流表也不可能偏转,开关应接在A与电源之间.10.如图5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()图5A.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,滑动触头不动答案ABC解析开关S闭合或断开的瞬间;开关S闭合,滑动触头向左滑或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.因此本题的正确选项应为A、B、C.11.如图6所示,线圈Ⅰ与电源、开关、滑动变阻器相连,线圈Ⅱ与电流计相连,线圈Ⅰ与线圈Ⅱ绕在同一个铁芯上,在下列情况下,电流计中是否有示数?图6(1)开关闭合瞬间;(2)开关闭合稳定后;(3)开关闭合稳定后,来回移动滑动变阻器的滑片;(4)开关断开瞬间.答案 (1)有 (2)无 (3)有 (4)有解析 本题主要考查闭合电路中,电流变化导致磁场变化从而产生感应电流的情况.(1)开关闭合时线圈Ⅰ中电流从无到有,电流的磁场也从无到有,穿过线圈Ⅱ的磁通量也从无到有,线圈Ⅱ中产生感应电流,电流计有示数.(2)开关闭合稳定后,线圈Ⅰ中电流稳定不变,电流的磁场不变,此时线圈Ⅱ中虽有磁通量但磁通量稳定不变,线圈Ⅱ中无感应电流产生,电流计无示数. (3)开关闭合稳定后,来回移动滑动变阻器的滑片,电阻变化,线圈Ⅰ中的电流变化,电流形成的磁场也发生变化,穿过线圈Ⅱ的磁通量也发生变化,线圈Ⅱ中有感应电流产生,电流计有示数.(4)开关断开瞬间,线圈Ⅰ中电流从有到无,电流的磁场也从有到无,穿过线圈Ⅱ的磁通量也从有到无,线圈Ⅱ中有感应电流产生,电流计有示数. 12.如图7所示,固定于水平面上的金属架MDEN 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B 0,此时MN 到达的位置使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 应怎样随时间t 变化?请推导出这种情况下B 与t 的关系式.图7答案 B =B 0l l +v t解析 要使MN 棒中不产生感应电流,应使穿过线圈平面的磁通量不发生变化 在t =0时刻,穿过线圈平面的磁通量Φ1=B 0S =B 0l 2设t 时刻的磁感应强度为B ,此时磁通量为Φ2=Bl (l +v t )由Φ1=Φ2得B =B 0l l +v t.。
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。
物理选修3-2-第一章-电磁感应知识点总结及例题剖析
第一章电磁感应知识点总结一、电磁感应现象1、电磁感应现象与感应电流 .(1)利用磁场产生电流的现象,叫做电磁感应现象。
(2)由电磁感应现象产生的电流,叫做感应电流。
二、产生感应电流的条件1、产生感应电流的条件:闭合电路.......。
....中磁通量发生变化2、产生感应电流的方法.(1)磁铁运动。
(2)闭合电路一部分运动。
(3)磁场强度B变化或有效面积S变化。
注:第(1)(2)种方法产生的电流叫“动生电流”,第(3)种方法产生的电流叫“感生电流”。
不管是动生电流还是感生电流,我们都统称为“感应电流”。
3、对“磁通量变化”需注意的两点.(1)磁通量有正负之分,求磁通量时要按代数和(标量计算法则)的方法求总的磁通量(穿过平面的磁感线的净条数)。
(2)“运动不一定切割,切割不一定生电”。
导体切割磁感线,不是在导体中产生感应电流的充要条件,归根结底还要看穿过闭合电路的磁通量是否发生变化。
4、分析是否产生感应电流的思路方法.(1)判断是否产生感应电流,关键是抓住两个条件:①回路是闭合导体回路。
②穿过闭合回路的磁通量发生变化。
注意:第②点强调的是磁通量“变化”,如果穿过闭合导体回路的磁通量很大但不变化,那么不论低通量有多大,也不会产生感应电流。
(2)分析磁通量是否变化时,既要弄清楚磁场的磁感线分布,又要注意引起磁通量变化的三种情况:①穿过闭合回路的磁场的磁感应强度B发生变化。
②闭合回路的面积S发生变化。
③磁感应强度B和面积S的夹角发生变化。
三、感应电流的方向1、楞次定律.(1)内容:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
①凡是由磁通量的增加引起的感应电流,它所激发的磁场阻碍原来磁通量的增加。
②凡是由磁通量的减少引起的感应电流,它所激发的磁场阻碍原来磁通量的减少。
(2)楞次定律的因果关系:闭合导体电路中磁通量的变化是产生感应电流的原因,而感应电流的磁场的出现是感应电流存在的结果,简要地说,只有当闭合电路中的磁通量发生变化时,才会有感应电流的磁场出现。
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划时代的发现探究感应电流的产生条件基础夯实1. (2011 •杭州外国语学校高二检测)发电的基本原理之一是电磁感应,发现电磁感应现象的科学家是()A. 安培B.赫兹D .麦克斯韦C.法拉第2. 1825年,瑞士物理学家德拉里夫的助手科拉顿将一个螺线管与电流计相连. 为了避免强磁性磁铁影响,他把电流计放在另外一个房间,当他把磁铁投入螺线管中后,立即跑到另一个房间去观察,关于科拉顿进行的实验.下列说法正确的是()A .在科拉顿整个操作过程中,电流计不发生偏转B. 将磁铁投入螺线管瞬间,电流计发生偏转,但科拉顿跑过去观察时,电流计已不再偏转C. 科拉顿无法观察到电流计偏转的原因是当时电流计灵敏度不够D .科拉顿无法观察到电流计偏转的原因是导线过长,电流过小3. (2010-惠阳高二检测)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4. (2011 •诸城高二检测)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-1 -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5. 如下图所示,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,下列方法中不可行的是().A •将线框向左拉出磁场ab边为轴转动(小于90B.以。
)ad边为轴转动(小于.以60°) Cbc边为轴转动(小于60°)D .以abed边的右半段在做切割磁感线的运动,或边为轴转动时,线框的当线框以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.ad边为轴转动(小于60当线框以° )时,穿过线框的磁通量在减小,所以在这be 边将进入无磁场°,60个过程中线框中会产生感应电流,如果转过的角度超过区,那么线框中将不产生感应电流(60°〜300°).be边为轴转动时,如果转动的角度小于60当线框以°,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).-2 -6.如图是法拉第最初研究电磁感应现象的装置,下列说法正确的是SB端时,线圈中产生感应电流.当右边磁铁极离开ASBB端附近运动时,线圈中产生感应电流端,并在B.当右边磁铁极离开C.当磁铁保持图中状态不变时,线圈中有感应电流D .当磁铁保持图中状态不变时,线圈中无感应电流AB、蓄电池、开7.某学生做观察电磁感应现象的实验,将电流表、线圈和关用导线连接成如图所示的实验电路,当它接通、断开开关时,电流表的指针都没有偏转,其原因是__________________________________________ ..8.如图所示,把一条大约10m长电线的两端连在一个灵敏电流表的两个接线柱上,形成闭合电路,两个同学迅速摇动这条电线,可以发电吗?简述你的理由.-3 -你认为两个同学沿哪个方向站立时,发电的可能性比较大?试一试. 能力提升abed 放置在水平面)如图所示,矩形导体线框1. (2010・福州市高二期中联考4B oS a =,回路面积为内.磁场方向与水平方向成,磁感应强度为角,已知sin 5)(则通过的磁通量为A/S4BSBSB.A. 533BSBS C.D.路与一直导线构成几种位置组合,哪些电流时,闭合回路中会有感应电流产生?形线圈在同一平面内,点为线圈的圆心, 45.如下图所示,用导线做成的圆形回2CAB中、、图组合中,切断直导线中的(DO图中直导线与圆形线直导线都与圆-4 -圈垂直,并与中心轴重合)()+BABAB中接有电源,回路、S3如图,,且回路、两回路中各有一开关 d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()SS的瞬间,电流计指针偏转,后闭合①先闭合12SSS的瞬间,电流计指针偏转闭合后,在断开②,212SS的瞬间,电流计指针偏转,后闭合③先闭合21SSS的瞬间,电流计指针偏转,闭合后,在断开④11A •①② B •②③D •③④C •①④4.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abcdabcd的运动速度分别,这两个导电棒有两条可沿导轨自由移动的导电棒、vvab棒上有感应电流通过,则一定有(、为,如图所示,)21- 5 -vvvv .. <>B A221WW .= C.M D2211在闭合铁芯上绕有一组线圈,线圈与滑动变阻器、)(2011 •威海高三检测5. cba三个闭合金属电池构成电路,假定线圈产生的磁感线全部集中在铁芯内,,,圆环位置如图所示,当滑动变阻器的滑片左右滑动时,能产生感应电流的圆环是)cbba , B两环 .两环Acabac,三个环两环,D . C. , vMN开始向右沿导轨滑动如图所示,当导体棒.6(2011 •淄博质检)以速度o),下列说法正确的是导轨间有磁场,方向垂直纸面向里的瞬间()(-6 -A .导体棒和导轨组成的闭合回路中有感应电流B .导体棒和导轨组成的闭合回路中没有感应电流B .圆形金属环C中有感应电流B D .圆形金属环中没有感应电流.如图所示是研究电磁感应现象实验所需的器材,用实线将带有铁芯的线圈7A、电源、滑动变阻器和开关连接成B连接成副线圈回路.并列举出实验中原线圈回路,将小量程电流计和线圈改变副线圈回路的磁通量,使副线圈回路产生感应电流的三种方式:aV V V_______________________ ;①:②③如图所示,一闭合金属环从上而下通过通电螺线管,•永安高二检测).8(2011cbba为螺线管的中点,金属环通过、、三处时,能产生感应电流吗? -7 -答案基础夯实答案:C1B答案:2科拉顿将磁铁放入螺线管时,穿过线圈的磁通量变化,回路中产生感解析:应电流,电流计偏转,之后,穿过线圈的磁通量保持不变,回路中无感应电流,电流计不偏转,由于科拉顿放完磁铁后跑到另一室观察,需一定时间,所以他观项正确.察不到偏转.只有BC答案:3穿过闭合回路的磁通量大小取决于磁感应强度、回路所围面积以及两解析:、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 者夹角三个因素,D项正确,CB项错误;同样由磁通量的特点,也无法判断其中一个因素的情况,项错误.A答案:4静止的线圈放于通有稳恒电流的静止导线附近,线圈中的磁通量不变,解析:不正确;通有恒定电流的导线只要与闭合线圈有相对运故不会感应出电流,故A 正确;运动的导体在磁铁附近做切割磁感线运D 动,线圈中就会感应出电流,B、A.正确.故选动时,会产生感应电动势,C- 85 答案:Dbe部分做切割磁感线的运动,将线框向左拉出磁场的过程中,线框的解析: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.6 答案:ABDBB 端附近运动时,线圈所处位置磁场变化,穿过当磁铁离开端或在解析:线圈的磁通量变化,产生感应电流,A、B 正确;当磁铁保持图中状态不变时,穿过线圈的磁通量不变,线圈中无感应电流, C 错, D 对.7 答案:开关位置接错解析:图中所示开关的连接不能控制含有电源的电路中电流的通断.而本实 B 内磁场变化,进而产生验的内容之一就是用来研究在开关通断瞬间,导致线圈感应电流的情况,但图中的接法却达不到目的.8解析:我们知道,闭合电路的部分导体切割磁感线时,闭合电路中有感应电流产生,摇绳发电的实质是,闭合电路的部分导体切割地磁场的磁感线,故绳运动方向与地磁场平行时无感应电流,而运动方向与地磁场垂直时,产生的感应电流最大,地磁场是南北方向的,故摇绳的两位同学沿东西方向站立时,发电的可能性最大.能力提升1答案:B4 ① BSoBS.==sin解析:52答案:BCA而言,因为通电直导线位于环形导线所在平面内,且与直径(1)对图解析:重合,因此通过圆环的磁通量为零,所以当切断直导线中的电流时,磁通量在整个变化过程中必为零,所以闭合回路中不会有感应电流产生;B而言,因为磁通量为大小两个部分磁感线条数之差,当切断直导线(2)对图中的电流时,磁通量为零,即此过程中磁通量有变化,故闭合回路中会有感应电流产生;-9 -C中也有感应电流产生;同理分析可得图(3)D而言,因为环形导线与直导线产生的磁场的磁感线平行,故磁通量(4)对图为零.当切断直导线中的电流时,磁通量在整个变化过程中皆为零,所以闭合回B、能产生感应电流的有所以当切断直导线中的电流时,路中不会有感应电流产生,C两种情况.3答案:DSS断开或闭合的瞬间由于电磁感应,解析:先闭合形成闭合电路,然后将i石中产生感应电流,而使电流计指针偏转. 在4答案:Cab导电棒上有电流通对于由导轨和导电棒组成的闭合电路来说,要使解析:过, 则通过此闭合电路的磁通量必发生变化.①BS,根据题中条件,仅当穿过闭合电路中•对于匀强磁场来说,磁通量二S① vv,所以只有选项C因此应有正磁场的有效面积发生变化时才有工的变化.21确.5答案:A解析:当滑动变阻器的滑片左右滑动时,引起电路中电流变化,从而引起闭ab 两圆环中的磁通量必定随之变化,引起感应电流的合铁芯中的磁通量变化,,c环中有两股铁芯同时穿过,穿入和穿出的磁通量始终相等,合磁通量产生,而c 中不能产生感应电流.故选为零,所以 A.6答案:ACMN开始向右滑动瞬间,导体棒和导轨组成的闭合回路里磁通量导线解析:AB 中产生的磁通量在圆形金属环正确;电磁铁发生变化,有感应电流产生,AB中一定产生感应电流,C从零开始增加,金属环正确.7答案:实物连接如图所示.-io -)开关瞬间①合上(或断开②将原线圈插入副线圈或从副线圈中取出③将原线圈插入副线圈中并移动滑动变阻器的滑动片bac处时产生感应电流;通过处时不产生感应电流.8答案:金属环通过、a处时,穿过金属环的磁解析:根据螺线管产生的磁场的特点,金属环通过b处时,穿过金属环的磁通量瞬间不变,通量变大,能产生感应电流,金属环通过c不产生感应电流,金属环通过处时,穿过金属环的磁通量变小,产生感应电流. 法拉第电磁感应定律基础夯实))下列几种说法中正确的是(•南京六中期中1.(2010 •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AB .线圈中磁通量越大,产生的感应电动势一定越大.线圈放在磁场越强的位置,产生的感应电动势一定越大CBIv).如图所示的几种情况中,金属导体中产生的感应电动势为2的是(-11 -B. 乙和丁 .甲、乙、丁A .甲、乙、丙、丁 D .只有乙Ct①变化的图象分别如图甲、乙、丙、丁所3.穿过闭合回路的磁通量随时间)示,下列关于回路中产生的感应电动势的论述,正确的是(..图甲中回路产生的感应电动势恒定不变AB.图乙中回路产生的感应电动势一直在变大ttt时间内产生的感2〜〜.图丙中回路在C0时间内产生的感应电动势大于000应电动势-12 -D .图丁回路产生的感应电动势可能恒定不变lab、的平行直导轨(2011 •河南大学附中高二期末)如图所示,两根相距为4. cdbdRMNabcd上的一,,导轨电阻可忽略不计.、和间连有一固定电阻为放在abR垂直,其电阻也为导体杆,与整个装置处于匀强磁场中,磁感应强度的大小BMN施力使它沿导轨.现对(指向图中纸面内为),磁场方向垂直于导轨所在平面vUMN两端的电压的大小,贝U (方向以速度)做匀速运动.令表示lUBIvRbd =到,流过固定电阻A.的感应电流由21UBIvRdb,流过固定电阻B.的感应电流由=到2UBIvRbd .二的感应电流由,流过固定电阻到CUBIvRdb,流过固定电阻的感应电流由D .二到rB的匀.如图所示,将一半径为的金属圆环在垂直于环面的磁感应强度为5R,”字型,并使上、下两圆半径相等.如果环的电阻为强磁场中用力握中间成“ 8则此过程中流过环的电荷量为()■-13 -rBrB22n B. A. RR2rB2n3D. C. 0 R46. (2010・唐山二中高二期中)如图所示,足够长的U型光滑导体框架的两个LR B,,导轨间连有定值电阻平行导轨间距为,框架平面与水平面之间的夹角为不计导体框架的电阻. 整个装置处于匀强磁场中,磁场方向垂直于框架平面向上,Babm,电阻不计,垂直放在导轨上并由静止磁感应强度大小为的质量为•导体棒g.求:释放,重力加速ab下滑的最大速度;(1)导体棒ab以最大速度下滑时定值电阻消耗的电功率. ⑵导体棒nd=40cm匝,直径=200,线圈匝数如图.7(金华十校高二期末)(1)所示,i rRd= 20cm= 6Q的电阻相连.在线圈的中心有一个直径Q,线圈与阻值电阻= 2的有界圆形匀强磁场,磁感应强度按图(2)所示规律变化,试求:-14 -R通过电阻的电流方向和大小;(1)电压表的示数.(2)能力提升I,左如图所示,水平放置的平行金属导轨间距为.(2010-潍坊市高二期中)1BR金属端与一电阻.相连.导轨间有竖直向下的匀强磁场,磁场的磁感应强度为 abrab 施加向右的拉 力,,杆与导轨间无摩擦.垂直于两导轨放置,电阻为现对杆 vab)(使杆匀速运动,则向右以速度ba A .金属杆中的电流由到ba 端的电势高于.金属杆B 端的电势vBMF = C .拉b —XR[] xXd —X X K* XVX XBIvRPR )D •二上消耗的功率(_ rR+ abed为串有电流表、电压、、是两条平行金属导轨,而2.在匀强磁场中,表的两金属棒,如图所示,两棒以相同的速度向右匀速运动,则以下结论正确的是()A .电压表有读数,电流表没有读数B. 电压表有读数,电流表也有读数C. 电压表无读数,电流表有读数D. 电压表无读数,电流表也无读数Bt变化的关系如图乙如图甲所示.)若磁感应强度随时间(20113 •天水模拟所示,那么第3s内线圈中感应电流的大小与其各处所受安培力的方向是()A .大小恒定,沿顺时针方向与圆相切B. 大小恒定,沿着圆半径指向圆心C. 逐渐增加,沿着圆半径离开圆心-16 -D .逐渐增加,沿逆时针方向与圆相切4.粗细均匀的电阻丝围成的正方形框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行.现使线框以同样大小的速度沿四个不ab两点间电势差绝同方向平移出磁场,如下图所示,贝U在移出过程中线框的一边对值最大的是()a的圆环电阻不计,放置在垂直于纸面)如图所示,半径为.(2011 •银川模拟5Br, 可以绕环匀速的匀强磁场中,环内有一导体棒,电阻为向里,磁感应强度为RO 端,将电容器极板水平放置,两极连接在环上和棒的,开关S转动•将电阻dRSqmOM试判断质量为断开,极板间有一带正电的粒子恰好静止,、(1)开关的转动方向和角速度的大小.1gRr的几倍?闭合时,该带电粒子以是的加速度向下运动,贝U (2)当S 4ad= 5已知X 10.如图所示,矩形线圈在0.01s内由原始位置I转落至位置U .6abBRRRR2 3Q=1 = 2T X,m = 2010m,匀强磁场的磁感应强度列亠17 -求:BlXX(1) 平均感应电动势;(2) 转落时,通过各电阻的平均电流.(线圈的电阻忽略不计)D •线圈中磁通量变化越快,线圈中产生的感应电动势越大答案基础夯实1答案:D解析:感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,磁通量的变化率是表征磁通量变化快慢的物理量,磁通量变化越快,磁通量变化率越大,感应电动势越大,D选项对;感应电动势大小与磁通量变化的大小、磁通量的大小及线圈所在处的磁场强弱均无直接关系,ABC选项错.2答案:B 3答案:C①AEnEE为恒量,B错;图乙中错;图=0,解析:根据=A可知:图甲中t A EttEE为变量,D错.〜2时间内的,C丙中0〜时间内的大于正确;图丁中201004 答案:ABlvR和导体杆形成一个串导体杆向右匀速运动产生的感应电动势为,解析:BlvlURBIv,由右手定则可判断出感应电流方向由=•=联电路,由分压原理得■. . RR2+ NMbd,所以A选项正确.—-18 -5答案:B解析:通过环横截面的电荷量只与磁通量的变化量和环的电阻有关,与时间①rB2 n A r ①BrBBrq222= ===,电荷量nn—2 X .等其他量无关,因此,An,, , , , RR222 mgR(mg (R2sinsin ■J X X Xi X X XP (2)6 答案:(1) LLBB222BLvmgR82sin m mg0BILv =得=解析:(1).vmg FPv.sin= = Q =• • F , LB mm22T AB 答案:(1)A 方向由流向7 4V(2)1.5T AB流向解析:⑴电流方向从△ d A B2T2EnEn 可得由tt △ 4nd ABE? n 2AI . = = = rRr ARt44+ +UIRUV. €)== 1.5,解得:能力提升BD答案:1Fbaab= B对;端,解析:由右手定则判定电流方向由A一错,端电势高于BIVBIV22BIIPIRR22, D)错;=对. =(,二 C rRrR+ + 2答案:D abcd四根导线围成的回路为研究对象,在两棒匀速运动时,、解析:以、中没有电流产生,均无读数.回路没有磁通量变化,故?B3答案:B逐渐增大,变化率恒定,根据法拉第由图乙知,第解析:3s内磁感应强sin=LRBm^in 乂”度-19 -电磁感应定律知感应电动势、感应电流的大小恒定.再由楞次定律知,线圈面积有缩小的趋势,故线圈各处所受安培力的方向沿半径指向圆心. B选项正确.4答案:BE),回路电阻均为上述四个图中,切割边所产生的电动势大小均相等(解析:ErrlBab为电源,故,只有),则电路中的电流亦相等,即图中,4二(每边电阻为r431UlrEUIrE,故B •=选项正确..其他情况下,== =• 3 aba44mgd2OOM 点逆时针转动5答案:(1)应绕⑵3qBs20M应由于粒子带正电,故电容器上极板为负极,根据右手定则,解析:(1)0 点逆时针方向转动. 绕Umgq粒子受力平衡,贝d1EBa^2 = 2UE,二当S断开时,mgd2g解得:= qBaS闭合时,根据牛顿第二定律:(2)当U' 1mgqmg = —•d4ERU •'=, rR+ R 解得:=3.r6 答案:(1)1V (2)0.25A①发生变化,线圈由位置I转落至位置U的过程中,穿过线圈的磁通量解析:即产生感应电动势,视这一线圈为一等效电源,线圈内部为内电路,线圈外部为-20外电路,然后根据闭合电路欧姆定律求解.①,线圈在位置U时,穿过它的磁设线圈在位置I时,穿过它的磁通量为(1》①, 有通量为2①BS①-22—Wb, 2101XX 10Wb, = = sin30°= 21 ①①©2Wb.10所以△ = =1 —X 12①-210A I X E= = V = 1V.根据电磁感应定律可得_ _ t0.01A(2)将具有感应电动势的线圈等效为电源,其外电路的总电阻RR1 + + 321R=Q = =2Q. ___ __22根据闭合电路欧姆定律得总电流E1I0.5A. A= = = rR02++ I0.25A.通过各电阻的电流,二楞次定律基础夯实1 •根据楞次定律知,感应电流的磁场一定是()A •与引起感应电流的磁场反向B.加快引起感应电流的磁通量变化C•阻碍引起感应电流的磁通量变化D .使电路磁通量的变化有时加快,有时减慢,有时为零2. (2011-韶关模拟)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()-21 -U形)(2011 -济南市重点中学高二期末如图所示,在水平面上有一固定的3. ab,在垂直纸面方向有一匀强磁场,下面情况可能金属框架,框架上置一金属杆)的是(ab •若磁场方向垂直纸面向外,并且磁感应强度增大时,杆将向右移动Aab将向右移动B •若磁场方向垂直纸面向外,并且磁感应强度减小时,杆ab •若磁场方向垂直纸面向里,并且磁感应强度增大时,杆C将向右移动ab •若磁场方向垂直纸面向里,并且磁感应强度减小时,杆将向右移动DNabM,两上,挂有两个金属环和.如图所示,在水平放置的光滑绝缘杆4环套在一个通电密绕长螺线管的中部,螺线管中部区域的管外磁场可以忽略,当)变阻器的滑动触头向左移动时,两环将怎样运动(-22 -.两环一起向左移动 A .两环一起向右移动B .两环互相靠近C .两环互相离开DBA 都是很轻的铝环,分别吊在绝、.(2010・南京六中高二期中)如图所示,5BA若环是断开的.是闭合的,环杆可绕竖直轴在水平面内转动,缘细杆的两端,)(用磁铁分别靠近这两个圆环,则下面说法正确的是AA环时,环被吸引,而后被推开NA .图中磁铁极接近AA环时,图中磁铁BN极远离环被排斥,而后随磁铁运动BB N极接近环被推斥,远离磁铁运动环时,C.用磁铁AA环时,环均被排斥D .用磁铁的任意一磁极接近QPNM平行放于导水平放置,两根导体棒、6.如图所示,光滑固定导轨、)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(-23 -QP、A•将相互靠拢QP、B •将相互远离g •磁铁的加速度仍为Cg •磁铁的加速度小于D在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导•绵阳南山中学高二期中)7. (201(bbM,磁感线垂直于导轨轨,导轨跟大线圈相接,如图所示•导轨上放一根导线NMab产生的感应电流加速向右运动时,所在平面.当导线所包围的小闭合线圈)方向及所具有的形变趋势是A•顺时针方向,有收缩的趋势B•顺时针方向,有扩张的趋势•逆时针方向,有收缩的趋势C .逆时针方向,有扩张的趋势DBAB将线圈8.如图所示,在一根较长的铁钉上,用漆包线绕两个线圈和.CDCD试与小磁针平行.的两端与NA电流稳定后,小磁针又怎极的偏转情况?线圈判断合上开关的瞬间,小磁针样偏直导线相连,使平放在静止的小磁针的正上方, -24 -转?能力提升1. (2010・营口高二检测)如图所示,通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环,铜S 接通瞬间,两铜环的运动情况是()环平面与螺线管截面平行.当电键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2.(2011 •庆阳模拟)现代汽车中有一种先进的制动机构,可保证车轮在制动时不是完全刹死滑行,而是让车轮仍有一定的滚动.经研究这种方法可以更有效地制动,它有一个自动检测车速的装置,用来控制车轮的转动,其原理如图所示,PM 是一个电流检测器•右端有一个绕有线圈的磁体,当铁质齿轮与车轮同步转动,车轮带动齿轮转动时,线圈中会有电流,这是由于齿靠近线圈时被磁化,使磁场增强,齿离开线圈时磁场减弱,磁通量变化使线圈中产生了感应电流. 将这个电-25 -a转过虚线位置流放大后去控制制动机构,可有效地防止车轮被制动刹死•在齿M中感应电流的说法正确的是()的过程中,关于M中的感应电流方向一直向左. AM中的感应电流方向一直向右. BM中先有自右向左、后有自左向右的感应电流. CM中先有自左向右、后有自右向左的感应电流D . 3.在圆形线圈开口处接一平行板电容器,线圈的一部分置于周期性变化的磁BB随时间变化的图象如下图场中,设向里为磁感应强度的正方向,整个装置及所示.电容器中一电子的重力不计,且电子运动时未碰上电容器的极板,则在0〜T这段时间内电子加速度方向的变化情况依次是()。