高中物理选修3-2全册练习题(整理)

1高中物理选修3-2全册练习题第四章电磁感应第Ⅰ课时电磁感应现象•楞次定律1、如图12－1－9所示，在同一平面内有四根彼此绝缘的直导线，分别通有大小相同方向如图的电流，要使由四根直导线所围成的面积内的磁通量增加，则应切断哪一根导线中的电流（）A、切断i1；B、切断i2；C、切断i3；D、切断i4．【解析】1i产生的的磁场在导线所围的面积内的磁感应强度的方向垂直纸面向里；2i产生的磁场在导线所围的面积内的磁感应强度的方向垂直纸面向里；3i产生的磁场在导线所围的面积内的磁感应强度的方向垂直纸面向里；4i产生的磁场在导线所围的面积内的磁感应强度的方向垂直纸面向外；所以四根导线产生的磁场叠加后在导线所围的面积内的磁场方向向里．故要使由四根直导线所围成的面积内的磁通量增加，只要将磁场方向相反的4i去除就可以了．【答案】D2、磁悬浮列车是在车辆底部安装电磁铁，在轨道两旁铺设一系列的铝环．当列车运行时，电磁铁产生的磁场相对铝环运动，列车凌空浮起，使车与轨道间的摩擦减小到很小，从而提高列车的速度．以下说法正确的是（）A、当列车通过铝环时，铝环中有感应电流，感应电流产生的磁场的方向与电磁铁产生的磁场的方向相同．B、当列车通过铝环时，铝环中有感应电流，感应电流产生的磁场的方向与电磁铁产生的磁场的方向相反．C、当列车通过铝环时，铝环中通有电流，铝环中电流产生的磁场的方向与电磁铁产生的磁场的方向相同．2D、当列车通过铝环时，铝环中通有电流，铝环中电流产生的磁场的方向与电磁铁产生的磁场的方向相反．【解析】列车通过铝环时，铝环中磁通量增大，铝环中产生感应电流，由楞次定律可知，铝环中感应电流的磁场方向与电磁铁的磁场方向相反，从而使电磁铁受到向上的力，使列车悬浮．【答案】B3、如图12－1－10所示，一闭合的金属环从静止开始由高处下落通过条形磁铁后继续下落，空气阻力不计，则在圆环运动过程中，下列说法正确的是（）A、圆环在磁铁的上方时，圆环的加速度小于g，在下方时大于gB、圆环在磁铁的上方时，圆环的加速度小于g，在下方时也小于gC、圆环在磁铁的上方时，圆环的加速度小于g，在下方时等于gD、圆环在磁铁的上方时，圆环的加速度大于g，在下方时小于g【解析】一闭合的金属环从静止开始由高处下落通过条形磁铁的过程中，闭合金属环的磁通量先增大，而后减小，根据楞次定律它增大时，不让它增大即阻碍它增大；它要减小时，不让它减小即阻碍它减小，所以下落时圆环在磁铁的上方和下方，圆环所受的安培力都向上，故加速度都小于g．【答案】B4、如图12－1－11所示，螺线管CD的导线绕法不明．当磁铁AB插入螺线管时，电路中有图示方向的感应电流产生．下列关于螺线管极性的判断正确的是（）A、C端一定是N极B、C端的极性一定与磁铁B端的极性相同C、C端一定是S极D、无法判断，因螺线管的绕法不明确【解析】磁铁AB插入螺线管时，在螺线管中产生感应电流，感应电流的磁场必定阻碍AB插入，故螺线管的C端和磁铁的B端极性相同．【答案】B35、如图12－1－12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向右滑动时，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ABCDA，受力方向向右；B、电流方向沿ABCDA，受力方向向左；C、电流方向沿ADCBA，受力方向向右；D、电流方向沿ADCBA，受力方向向左．【解析】本题用右手定则和楞次定律都可以解决，但用楞次定律比较快捷．由于AB滑线向右运动，ABCD所构成的回路面积将要增大，磁通量将增大，根据楞次定律要阻碍它增大，所以产生的感应电流方向沿ADCBA，CD滑线将向右滑动，故受力方向向右．【答案】C6、如图12－1－13所示，在绝缘圆筒上绕两个线圈P和Q，分别与电池E和电阻R构成闭合回路，然后将软铁棒迅速插入线圈P中，则在插入的过程中（）A、电阻R上有方向向左的电流B、电阻R上没有电流C、电阻R上有方向向右的电流D、条件不足，无法确定【解析】软铁棒被磁化，相当于插入一根跟P的磁场同向的条形磁铁，使P、Q线圈中的磁通量增加．由楞次定律得，在Q中产生的感应电流向右通过电阻R．【答案】C7、如图12－1－14所示，一有限范围的匀强磁场，宽度为d，将一个边长为L的正方形导线框以速度υ匀速地通过磁场区域，若dL，则在线框中不产生感应电流的时间应等于（）A、d/υ；B、L/υ；C、(d–L)/υ；D、(d–2L)/υ；【解析】线框中不产生感应电流，则要求线框所组成的闭合回路内的磁通量不发生变化，即线框全部在磁场中匀速运动时没有感应电流．所以线框从左边框进入磁场时开始到线框的右边框将要离开磁场时止，这个过程中回路中将没有感应电流．【答案】C8、如图12－1－15所示，边长为h的正方形金属导线框，从图示的位置由静止开4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，磁场区域宽度为H，上下边界如图中虚线所示，hH．从线框开始下落到完全穿过磁场区域的全过程中，以下判断正确的是（）①线框中总有感应电流存在②线框受到磁场力的合力方向有时向上有时向下③线框运动方向始终是向下的④线框速度的大小不一定总是在增加A、①②B、③④C、①④D、②③【解析】因hH，故可以分为三个过程：①从下边开始进入磁场到全部进入磁场；②从全部开始进入磁场到下边开始离开磁场；③下边开始离开磁场到全部离开磁场．再由楞次定律和左手定则可以判断知道．可能会使线框离开磁场时线框所受的安培力大于线框的重力，从而使线框的速度减小．【答案】B9、如图12－1－16所示，A、B是两个相互垂直的线框，两线框相交点恰是两线框的中点，两线框互相绝缘，A线框中有电流，当线框A的电流强度增大时，线框B中________感应电流．（填“有”、“无”）【解析】A线框中虽然有电流，并且产生了磁场，但磁感应强度的方向与A线框的平面相垂直，即与B线框平行．所以不管A线框中的电流如何变化，B线框中始终没有磁通量，即无磁通量变化．【答案】无10、与磁感应强度TB8.0垂直的线圈面积为205.0m，此时线圈的磁通量是多大？若这个线圈绕有50匝时，磁通量多大？线圈位置如果转过053时磁通量多大？【解析】根据磁通量的定义：磁感应强度B与面积S的乘积，叫做穿过这个面的磁通量，但要注意S是与磁感应强度B相垂直的那部分面积．即BS故：①WbWbBS21110405.08.0②线圈绕有50匝，但与磁感应强度B垂直的面积还是205.0m，故穿过这个面的磁感线条数不变．磁通量也可理解为穿过这个面的磁感线的条数．所以仍然为Wb22104③根据磁通量的定义：WbWbBS203104.26.005.08.053cos【答案】①Wb21104②Wb22104③Wb23104.25第Ⅱ课时法拉第电磁感应定律•自感1、如图12－2－12所示，粗细均匀的电阻为r的金属圆环，放在图示的匀强磁场中，磁感应强度为B，圆环直径为d，长为L，电阻为2r的金属棒ab放在圆环上，以速度0向左匀速运动，当ab棒运动到图示虚线位置时，金属棒两端电势差为（）A、0；B、0BL；C、021BL；D031BL．【解析】当金属棒ab以速度0向左运动到图示虚线位置时，根据公式可得产生的感应电动势为0BLE，而它相当于一个电源，并且其内阻为2r；金属棒两端电势差相当于外电路的端电压．外电路半个圆圈的电阻为2r，而这两个半个圆圈的电阻是并联关系，故外电路总的电阻为4r，所以外电路电压为03131BLEUba．【答案】D2、如图12－2－13所示，竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平的初速0抛出，设在整个过程中棒的取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】金属棒做切割磁感线的有效速度是与磁感应强度B垂直的那个分速度，由于金属棒做切割磁感线的水平分速度不变，故感应电动势不变．【答案】C3、（年杭州模拟题）如图12－2－14所示为日光灯的电路图，以下说法中正确的是（）①日光灯的启动器是装在专用插座上的，当日光灯正常发光后，取下启动器，不会影响灯管发光．②如果启动器丢失，作为应急措施，可以用一小段带绝缘外皮的导线启动日光灯．③日光灯正常发光后，灯管两端的电压为220V．④镇流器在日光灯启动时，产生瞬时高压A、①②B、③④C、①②④D、②③④【解析】日光灯正常发光后，由于镇流器的降压限流作用，灯管两端的电压要低于220V．【答案】C64、（全国高考卷）如图12－2－15中EF、GH为平行的金属导轨，其电阻可不计，R为电阻器，C为电容器，AB为可在EF和GH上滑动的导体横杆，有均匀磁场垂直于导轨平面．若用1I和2I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，01I，02IB、匀速滑动时01I，02IC、加速滑动时，01I，02ID、加速滑动时，01I，02I【解析】横杆匀速滑动时，由于BLE不变，故02I，01I．加速滑动时，由于BLE逐渐增大，电容器不断充电，故01I，02I．【答案】D5、如图12－2－16所示，线圈由A位置开始下落，若它在磁场中受到的磁场力总小于重力，则在A、B、C、D四个位置（B、D位置恰好线圈有一半在磁场中）时加速度的关系为（）A、AaBaCaDaB、Aa＝CaBaDaC、Aa＝CaDaBaD、Aa＝CaBa＝Da【解析】线框在A、C位置时只受重力作用，加速度Aa＝Ca＝g．线框在B、D位置时均受两个力的作用，其中安培力向上、重力向下．由于重力大于安培力，所以加速度向下，大小gmFga．（maRlBmg22）又线框在D点时速度大于B点时速度，即BDFF，所以BaDa．因此加速度的关系为Aa＝CaBaDa．【答案】B6、如图12－2－17所示，将长为1m的导线从中间折成约为0106的角，磁感应强度为0.5T的匀强磁场垂直于导线所在的平面．为使导线产生4V的感应电动势，则导线切割磁感线的最小速度约为_________．【解析】欲使导线获得4V的感应电动势，而导线的速度要求最小，根据BLE可知：E、B一定的情况下，L最大且与L垂直时速度最小．7故根据BLE得：smsmBLE/10/8.05.04min【答案】sm/107、如图12－2－18所示，匀强磁场的磁感应强度为0.4T，100R，FC100，ab长为20cm，当ab以sm/10的速度向右匀速运动时，电路中的电流为___________，电容器上板带________电，电荷量为_________C．【解析】感应电动势VVBLE8.0102.04.0，极板上的电荷量CCCEQ561088.010100．由于感应电动势一定，电容器的带电荷量一定，所以电路中无电流．【答案】零；正；C51088、（年北京高考试卷）如图12－2－19（1）所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上，两导轨间距为L．M、P两点间接有阻值为R的电阻．一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直．整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下．导轨和金属杆的电阻可忽略．让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦．(1)由b向a方向看到的装置如图12－2－19（2）所示，请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图；（2）在加速下滑的过程中，当ab杆的速度大小为时，求此时ab杆中的电流及其加速度的大小；（3）求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值．【解析】（1）ab杆受到一个竖直向下的重力；垂直斜面向上的支持力；根据楞次定律的“阻碍”作用可得所受的安培力沿斜面向上．(画图略)（2）当ab杆的速度大小为