人教版高中物理选修3-2同步测试卷,单元测试卷：高中同步测试卷(七) Word版含解析
高中同步测试卷(七)专题二电磁感应中的图象和能量问题(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)1．环形线圈放在匀强磁场中，设在第1 s内磁场方向垂直于线圈平面向里，如图甲所示．若磁感应强度随时间t的变化关系如图乙所示，那么在第2 s内，线圈中感应电流的大小和方向是()A．大小恒定，逆时针方向B．大小恒定，顺时针方向C．大小逐渐增加，顺时针方向D．大小逐渐减小，逆时针方向2.如图所示，边长为L的正方形线框，从图示位置开始沿光滑斜面向下滑动，中途穿越垂直纸面向里、有理想边界的匀强磁场区域．磁场的宽度大于L，以i表示导线框中的感应电流，从线框刚进入磁场开始计时，取逆时针方向为电流正方向，以下i－t关系图象，可能正确的是()3．如图所示的电路中，开关S闭合，电路达到稳定状态时，流过灯泡A的电流为i1，流过线圈L的电流为i2，且i1<i2.在t1时刻将开关S断开，那么流过灯泡A的电流随时间的变化图象是()4.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()5.闭合线圈与匀强磁场垂直，现将线圈拉出磁场，第一次拉出速度为v1，第二次拉出速度为第一次的两倍，则()A．两次拉力做的功一样多B．两次所需拉力一样大C．两次拉力的功率一样大D．两次通过线圈的电荷量一样多6.水平放置的光滑导轨上放置一根长为L、质量为m的导体棒ab，ab处在磁感应强度大小为B、方向如图所示的匀强磁场中，导轨的一端接一阻值为R的电阻，导轨及导体棒电阻不计．现使ab在水平恒力F作用下由静止沿垂直于磁场的方向运动，当通过位移为x时，ab达到最大速度v m.此时撤去外力，最后ab 静止在导轨上．在ab运动的整个过程中，下列说法正确的是()A．撤去外力后，ab做匀减速运动B．合力对ab做的功为FxC．R上释放的热量为Fx＋12m v2mD．R上释放的热量为Fx7．如图甲，R0为定值电阻，两金属圆环固定在同一绝缘平面内．左端连接在一周期为T0的正弦交流电源上，经二极管整流后，通过R0的电流i始终向左，其大小按图乙所示规律变化．规定内圆环a端电势高于b端时，a、b间的电压u ab为正，下列u ab－t图象可能正确的是()甲乙A B C D二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意．)8.(2016·高考四川卷)如图所示，电阻不计、间距为l的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻R.质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上，受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动，外力F与金属棒速度v的关系是F＝F0＋k v(F0、k是常量)，金属棒与导轨始终垂直且接触良好．金属棒中感应电流为i，受到的安培力大小为F A，电阻R两端的电压为U R，感应电流的功率为P，它们随时间t变化图象可能正确的有()9．如图所示电路，两根光滑金属导轨平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨下端接有电阻R，导轨电阻不计，斜面处在垂直斜面向上的匀强磁场中，电阻可忽略不计的金属棒ab质量为m，受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用．金属棒沿导轨匀速下滑，则它在下滑高度h的过程中，以下说法正确的是()A．作用在金属棒上各力的合力做功为零B．重力做的功等于系统产生的电能C．金属棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热D．金属棒克服恒力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热10．如图所示，倾斜的平行导轨处在匀强磁场中，导轨上、下两边的电阻分别为R1＝3 Ω和R2＝6 Ω，金属棒ab的电阻R3＝4 Ω，其余电阻不计．则金属棒ab沿着粗糙的导轨加速下滑的过程中()A．安培力对金属棒做的功等于金属棒机械能的减少量B．重力和安培力对金属棒做功之和大于金属棒动能的增量C．R1和R2发热功率之比P1∶P2＝1∶2D．R1、R2和R3产生的焦耳热之比Q1∶Q2∶Q3＝2∶1∶611.如图所示，ABCD为固定的水平光滑矩形金属导轨，处在方向竖直向下，磁感应强度为B的匀强磁场中，AB间距为L，左右两端均接有阻值为R的电阻，质量为m、长为L 且不计电阻的导体棒MN放在导轨上，与导轨接触良好，并与轻质弹簧组成弹簧振动系统．开始时，弹簧处于自然长度，导体棒MN具有水平向左的初速率v0，经过一段时间，导体棒MN第一次运动到最右端，这一过程中AB间R上产生的焦耳热为Q，则()A ．初始时刻棒所受的安培力大小为2B 2L 2v 0RB ．当棒再一次回到初始位置时，AB 间电阻的热功率为B 2L 2v 20RC ．当棒第一次到达最右端时，弹簧具有的弹性势能为12m v 20－2QD ．当棒第一次到达最右端时，弹簧具有的弹性势能为12m v 20－6Q12．如图所示，两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计．绝缘轻绳一端固定，另一端系于导体棒a 的中点，轻绳保持竖直．将导体棒b 由边界水平的匀强磁场上方某一高度处静止释放．匀强磁场的宽度一定，方向与导轨平面垂直，两导体棒电阻均为R 且与导轨始终保持良好接触．下列说法正确的是( )A ．b 进入磁场后，a 中的电流方向向左B ．b 进入磁场后，轻绳对a 的拉力增大C ．b 进入磁场后，重力做功的瞬时功率可能增大D ．b 由静止释放到穿出磁场的过程中，a 中产生的焦耳热等于b 减少的机械能演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)13．(10分)如图甲所示，由均匀电阻丝做成的正方形线框abcd 的电阻为R ，边长为l ，现将线框以与ab 垂直的速度v 匀速穿过一宽度为2l 、磁感应强度为B 的匀强磁场区域，整个过程中ab 、cd 两边始终保持与边界平行，令线框的cd 边刚与磁场左边界重合时t ＝0，电流沿abcda 流动的方向为正．(1)求此过程中线框产生的焦耳热；(2)在图乙中画出线框中感应电流随时间变化的图象．14．(10分)如图所示，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，磁场方向垂直轨道面向下．现有一外力F沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，测得力F与时间t的关系如图所示．求杆的质量m和加速度a.15.(10分)如图甲所示，在水平面上固定有长为L＝2 m、宽为d＝1 m的金属“U”型导轨，在“U”型导轨右侧l＝0.5 m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示．在t＝0时刻，质量为m＝0.1 kg的导体棒以v0＝1 m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ＝0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为λ＝0.1 Ω/m，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响(取g＝10 m/s2)．(1)通过计算分析4 s内导体棒的运动情况；(2)计算4 s内回路中电流的大小，并判断电流方向；(3)计算4 s内回路产生的焦耳热．16．(12分)如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距l ＝0.5 m ，左端接有阻值R ＝0.3 Ω的电阻．一质量m ＝0.1 kg ，电阻r ＝0.1 Ω的金属棒MN 放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B ＝0.4 T ．棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a ＝2 m/s 2的加速度做匀加速运动，当棒的位移x ＝9 m 时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q 1∶Q 2＝2∶1.导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触．求：(1)金属棒在匀加速运动过程中，通过电阻R 的电荷量q ； (2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q 2； (3)外力做的功W F .参考答案与解析1．[导学号26020097] 【解析】选A.由题图乙可知，第2 s 内ΔB Δt 为定值，由E ＝ΔΦΔt ＝ΔBΔtS 知，线圈中感应电动势为定值，所以感应电流大小恒定．第2 s 内磁场方向向外，穿过线圈的磁通量减少，由楞次定律判断知感应电流为逆时针方向，A 项正确．B 、C 、D 错误．2．[导学号26020098] 【解析】选B.边长为L 的正方形线框，从图示位置开始沿光滑斜面向下滑动，若进入磁场时所受安培力与重力沿斜面方向的分力平衡，则线框做匀速直线运动，感应电流为一恒定值；完全进入后磁通量不变，感应电流为零，线框做匀加速直线运动；从磁场中出来时，感应电流方向相反，所受安培力大于重力沿斜面方向的分力，线框做减速运动，感应电流减小．所以选项B 正确．3．[导学号26020099] 【解析】选C.S 闭合电路达到稳定时，流过小灯泡的电流是稳定的，大小为i 1，方向向右；S 断开时，i 1立即减为0，i 2减小，L 中产生自感电动势，阻碍i 2的减小，L 与A 组成闭合回路，流经A 中的电流从i 2开始逐渐减小到0，方向向左，所以C 正确．4．[导学号26020100] 【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感应电流沿逆时针方向，故C 、D 错误．由于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 图象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应相等，故A 错误B 正确．5．[导学号26020101] 【解析】选D.设线圈的电阻为R ，由E ＝BL v ，I ＝ER ，F ＝BIL＝B 2L 2v R ，线圈匀速被拉出，则F ＝F 拉，F 拉和v 成正比，B 错误；两次拉出过程中，位移L相同，运动时间t ＝Lv ，由W ＝FL cos α得，两次拉力做功不同，A 错误；功率P ＝F v ，F 、v 不同，功率不同，C 错误；q ＝It ＝E R t ＝BL v R t ＝BL 2R，所以电荷量q 一样多，D 正确．6．[导学号26020102] 【解析】选D.撤去外力后，导体棒水平方向只受安培力作用，而F 安＝B 2L 2vR ，F 安随v 的变化而变化，故棒做加速度变化的变速运动，A 错；对整个过程由动能定理得W 合＝ΔE k ＝0，B 错；由能量守恒定律知，外力做的功等于整个回路产生的电能，电能又转化为R 上释放的热量，即Q ＝Fx ，C 错，D 正确．7．[导学号26020103] 【解析】选C.由题图乙知，0～0.25T 0，外圆环电流逐渐增大且Δi Δt 逐渐减小，根据安培定则，外圆环内部磁场方向垂直纸面向里，磁场逐渐增强且ΔBΔt 逐渐减小，根据楞次定律知内圆环a 端电势高，所以u ab >0，根据法拉第电磁感应定律u ab ＝ΔΦΔt ＝ΔBS Δt 知，u ab 逐渐减小；t ＝0.25T 0时，Δi Δt ＝0，所以ΔBΔt ＝0，u ab ＝0；同理可知0.25T 0<t <0.5T 0时，u ab <0，且|u ab |逐渐增大；0.5T 0～T 0内重复0～0.5T 0的变化规律．故选项C 正确．8．[导学号26020104] 【解析】选BC.设某时刻金属棒的速度为v ，根据牛顿第二定律F －F A ＝ma ，即F 0＋k v －B 2l 2v R ＋r ＝ma ，即F 0＋⎝⎛⎭⎫k －B 2l 2R ＋r v ＝ma ，如果k >B 2l 2R ＋r ，则加速度与速度成线性关系，且随着速度增大，加速度越来越大，即金属棒运动的v －t 图象的切线斜率也越来越大，由于F A ＝B 2l 2v R ＋r ，F A －t 图象的切线斜率也越来越大，感应电流(i ＝Bl vR ＋r )、电阻两端的电压(U R ＝BlR v R ＋r )及感应电流的功率(P ＝B 2l 2v 2R ＋r )也会随时间变化得越来越快，B 项正确；如果k ＝B 2l 2R ＋r ，则金属棒做匀加速直线运动，电动势随时间均匀增大，感应电流、电阻两端的电压、安培力均随时间均匀增大，感应电流的功率与时间的二次方成正比，没有选项符合；如果k <B 2l 2R ＋r ，则金属棒做加速度越来越小的加速运动，感应电流、电阻两端的电压、安培力均增加得越来越慢，最后恒定，感应电流的功率最后也恒定，C 项正确．9．[导学号26020105] 【解析】选AC.根据动能定理，合力做的功等于动能的增量，故A 对；重力做的功等于重力势能的减少量，重力做的功等于克服F 所做的功与产生的电能之和，而克服安培力做的功等于电阻R 上产生的焦耳热，所以B 、D 错，C 对．10．[导学号26020106] 【解析】选BD.由能量守恒定律，安培力对金属棒做功小于金属棒机械能的减少量，选项A 错误；由动能定理可知，重力和安培力对金属棒做功之和大于金属棒动能的增量，选项B 正确；导轨上、下两边的电阻属于并联关系，两者电压相等，R 1和R 2发热功率之比P 1∶P 2＝2∶1，选项C 错误；R 1和R 2并联等效电阻为2 Ω，ab 中电流等于R 1和R 2二者中电流之和，金属棒ab 的电阻R 3产生的焦耳热是R 1和R 2并联等效电阻产生焦耳热的2倍，选项D 正确．故答案选BD.11．[导学号26020107] 【解析】选AC.据导体棒切割磁感线产生的电动势E ＝BL v 0，导体棒中经过的电流I ＝E R 并和并联总电阻R 并＝R2，以及导体棒所受安培力F ＝BIL ，得到安培力F ＝2B 2L 2v 0R，所以A 选项正确；由于安培力做负功，当导体棒再次回到初始位置时，安培力F <2B 2L 2v 0R ，此时安培力的功率P <2B 2L 2v 20R ，则AB 间的电阻热功率也小于B 2L 2v 2R，所以B 选项错误；当导体棒从初位置到第一次到达最右端时，由动能定理得：－W F －W 弹＝0－m v 202，而W F ＝2Q ，所以此过程弹簧具有的弹性势能为：W 弹＝m v 202－W F ＝m v 202－2Q ，C 选项正确，D 选项错误．12．[导学号26020108] 【解析】选AC.b 进入磁场后，b 中电流方向向右，a 中的电流方向向左，选项A 正确；b 进入磁场后，由于a 、b 二者电流方向相反，二者相斥，轻绳对a 的拉力减小，选项B 错误；b 进入磁场后，所受安培力可能小于重力，继续加速运动，重力做功的瞬时功率可能增大，选项C 正确；b 由静止释放到穿出磁场的过程中，a 和b 中产生的焦耳热等于b 减少的机械能，选项D 错误．13．[导学号26020109] 【解析】(1)ab 或cd 切割磁感线所产生的感应电动势为E ＝Bl v(1分) 对应的感应电流为I ＝E R ＝Bl v R(1分) ab 或cd 所受的安培力F ＝BIl ＝B 2l 2vR(1分) 外力所做的功为W ＝2Fl ＝2B 2l 3vR(1分)由能的转化和守恒定律可知，线框匀速拉出过程中所产生的焦耳热应与外力所做的功相等，即Q ＝W ＝2B 2l 3v R.(1分)(2)令I 0＝Bl vR，画出的图象分为三段，如图所示．(5分)t ＝0～lv ，i ＝－I 0 t ＝l v ～2lv ，i ＝0 t ＝2l v ～3lv ，i ＝I 0.【答案】(1)2B 2l 3vR(2)见解析图14．[导学号26020110] 【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 ，(2分) 闭合回路中的感应电流为I ＝ER ，(2分)由安培力公式和牛顿第二定律得： F －IlB ＝ma (2分) 得：F ＝ma ＋B 2l 2Rat .(2分) 在图象上取两点：(0，1)、(30，4)代入解方程组得： a ＝10 m/s 2，m ＝0.1 kg. (2分) 【答案】0.1 kg 10 m/s 215．[导学号26020111] 【解析】(1)导体棒先在无磁场区域做匀减速运动，有 －μmg ＝ma ，v t ＝v 0＋at ，x ＝v 0t ＋12at 2，代入数据解得：t ＝1 s 时，v t ＝0，x ＝0.5 m ，所以导体棒没有进入磁场区域．(3分) 导体棒在1 s 末已停止运动，以后一直保持静止，静止时离左端距离为x ＝0.5 m ．(1分)(2)由图乙可知：前2 s 磁通量不变，回路电动势和电流分别为E ＝0，I ＝0，后2 s 回路产生的电动势为E ＝ΔΦΔt ＝ld ΔBΔt＝0.1 V ．此时回路的总长度为5 m ，因此回路的总电阻为R ＝5λ＝0.5 Ω，电流为I ＝ER ＝0.2 A(3分) 根据楞次定律，回路中的电流方向是顺时针方向． (1分)(3)前2 s 电流为零，后2 s 有恒定电流， 焦耳热为Q ＝I 2Rt ＝0.04 J ．(2分) 【答案】(1)前1 s ：匀减速直线运动，后3 s ：静止在离左端0.5 m 的位置(2)前2 s ：I ＝0，后2 s ：I ＝0.2 A 电流方向是顺时针方向 (3)0.04 J16．[导学号26020112] 【解析】(1)设金属棒匀加速运动的时间为Δt ，回路的磁通量变化量为ΔΦ，回路中的平均感应电动势为E ，由法拉第电磁感应定律得：E ＝ΔΦΔt ①其中ΔΦ＝Blx②(1分)设回路中的平均电流为I ，由闭合电路的欧姆定律得 I ＝E R ＋r③(1分) 则通过电阻R 的电荷量为 q ＝I Δt④(1分) 联立①②③④式，得q ＝BlxR ＋r(1分) 代入数据得q ＝4.5 C ．(1分)(2)设撤去外力时棒的速度为v ，对棒的匀加速运动过程，由运动学公式得 v 2＝2ax⑤(1分)设棒在撤去外力后的运动过程中安培力做功为W ，由动能定理得 W ＝0－12m v 2⑥(1分) 撤去外力后回路中产生的焦耳热 Q 2＝－W⑦(1分) 联立⑤⑥⑦式，代入数据得 Q 2＝1.8 J ．⑧(1分) (3)由题意知，撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q 1∶Q 2＝2∶1，可得Q 1＝3.6 J⑨(1分)在棒运动的整个过程中，由功能关系可知 W F ＝Q 1＋Q 2○10(1分) 由⑧⑨⑩式得W F ＝5.4 J ．(1分)【答案】(1)4.5 C (2)1.8 J (3)5.4 J。
高中同步测试卷人教物理选修3-2高中同Word版含解析43
高中同步测试卷(七)专题二电磁感应中的图象和能量问题(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)1．环形线圈放在匀强磁场中，设在第1 s内磁场方向垂直于线圈平面向里，如图甲所示．若磁感应强度随时间t的变化关系如图乙所示，那么在第2 s内，线圈中感应电流的大小和方向是()A．大小恒定，逆时针方向B．大小恒定，顺时针方向C．大小逐渐增加，顺时针方向D．大小逐渐减小，逆时针方向2.如图所示，边长为L的正方形线框，从图示位置开始沿光滑斜面向下滑动，中途穿越垂直纸面向里、有理想边界的匀强磁场区域．磁场的宽度大于L，以i表示导线框中的感应电流，从线框刚进入磁场开始计时，取逆时针方向为电流正方向，以下i－t关系图象，可能正确的是()3．如图所示的电路中，开关S闭合，电路达到稳定状态时，流过灯泡A的电流为i1，流过线圈L的电流为i2，且i1<i2.在t1时刻将开关S断开，那么流过灯泡A的电流随时间的变化图象是()4.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()5.闭合线圈与匀强磁场垂直，现将线圈拉出磁场，第一次拉出速度为v1，第二次拉出速度为第一次的两倍，则()A．两次拉力做的功一样多B．两次所需拉力一样大C．两次拉力的功率一样大D．两次通过线圈的电荷量一样多6.水平放置的光滑导轨上放置一根长为L、质量为m的导体棒ab，ab处在磁感应强度大小为B、方向如图所示的匀强磁场中，导轨的一端接一阻值为R的电阻，导轨及导体棒电阻不计．现使ab在水平恒力F作用下由静止沿垂直于磁场的方向运动，当通过位移为x时，ab达到最大速度v m.此时撤去外力，最后ab 静止在导轨上．在ab运动的整个过程中，下列说法正确的是()A．撤去外力后，ab做匀减速运动B．合力对ab做的功为FxC．R上释放的热量为Fx＋12m v2mD．R上释放的热量为Fx7．如图甲，R0为定值电阻，两金属圆环固定在同一绝缘平面内．左端连接在一周期为T0的正弦交流电源上，经二极管整流后，通过R0的电流i始终向左，其大小按图乙所示规律变化．规定内圆环a端电势高于b端时，a、b间的电压u ab为正，下列u ab－t图象可能正确的是()甲乙A B C D二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意．)8.(2016·高考四川卷)如图所示，电阻不计、间距为l的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻R.质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上，受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动，外力F与金属棒速度v的关系是F＝F0＋k v(F0、k是常量)，金属棒与导轨始终垂直且接触良好．金属棒中感应电流为i，受到的安培力大小为F A，电阻R两端的电压为U R，感应电流的功率为P，它们随时间t变化图象可能正确的有()9．如图所示电路，两根光滑金属导轨平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨下端接有电阻R，导轨电阻不计，斜面处在垂直斜面向上的匀强磁场中，电阻可忽略不计的金属棒ab质量为m，受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用．金属棒沿导轨匀速下滑，则它在下滑高度h的过程中，以下说法正确的是()A．作用在金属棒上各力的合力做功为零B．重力做的功等于系统产生的电能C．金属棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热D．金属棒克服恒力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热10．如图所示，倾斜的平行导轨处在匀强磁场中，导轨上、下两边的电阻分别为R1＝3 Ω和R2＝6 Ω，金属棒ab的电阻R3＝4 Ω，其余电阻不计．则金属棒ab沿着粗糙的导轨加速下滑的过程中()A．安培力对金属棒做的功等于金属棒机械能的减少量B．重力和安培力对金属棒做功之和大于金属棒动能的增量C．R1和R2发热功率之比P1∶P2＝1∶2D．R1、R2和R3产生的焦耳热之比Q1∶Q2∶Q3＝2∶1∶611.如图所示，ABCD为固定的水平光滑矩形金属导轨，处在方向竖直向下，磁感应强度为B的匀强磁场中，AB间距为L，左右两端均接有阻值为R的电阻，质量为m、长为L 且不计电阻的导体棒MN放在导轨上，与导轨接触良好，并与轻质弹簧组成弹簧振动系统．开始时，弹簧处于自然长度，导体棒MN具有水平向左的初速率v0，经过一段时间，导体棒MN第一次运动到最右端，这一过程中AB间R上产生的焦耳热为Q，则()A ．初始时刻棒所受的安培力大小为2B 2L 2v 0RB ．当棒再一次回到初始位置时，AB 间电阻的热功率为B 2L 2v 20RC ．当棒第一次到达最右端时，弹簧具有的弹性势能为12m v 20－2QD ．当棒第一次到达最右端时，弹簧具有的弹性势能为12m v 20－6Q12．如图所示，两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计．绝缘轻绳一端固定，另一端系于导体棒a 的中点，轻绳保持竖直．将导体棒b 由边界水平的匀强磁场上方某一高度处静止释放．匀强磁场的宽度一定，方向与导轨平面垂直，两导体棒电阻均为R 且与导轨始终保持良好接触．下列说法正确的是( )A ．b 进入磁场后，a 中的电流方向向左B ．b 进入磁场后，轻绳对a 的拉力增大C ．b 进入磁场后，重力做功的瞬时功率可能增大D ．b 由静止释放到穿出磁场的过程中，a 中产生的焦耳热等于b 减少的机械能题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案三、计算题(本题共4小题，共42分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)13．(10分)如图甲所示，由均匀电阻丝做成的正方形线框abcd 的电阻为R ，边长为l ，现将线框以与ab 垂直的速度v 匀速穿过一宽度为2l 、磁感应强度为B 的匀强磁场区域，整个过程中ab 、cd 两边始终保持与边界平行，令线框的cd 边刚与磁场左边界重合时t ＝0，电流沿abcda 流动的方向为正．(1)求此过程中线框产生的焦耳热；(2)在图乙中画出线框中感应电流随时间变化的图象．14．(10分)如图所示，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，磁场方向垂直轨道面向下．现有一外力F沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，测得力F与时间t的关系如图所示．求杆的质量m和加速度a.15.(10分)如图甲所示，在水平面上固定有长为L＝2 m、宽为d＝1 m的金属“U”型导轨，在“U”型导轨右侧l＝0.5 m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示．在t＝0时刻，质量为m＝0.1 kg的导体棒以v0＝1 m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ＝0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为λ＝0.1 Ω/m，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响(取g＝10 m/s2)．(1)通过计算分析4 s内导体棒的运动情况；(2)计算4 s内回路中电流的大小，并判断电流方向；(3)计算4 s内回路产生的焦耳热．16．(12分)如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距l ＝0.5 m ，左端接有阻值R ＝0.3 Ω的电阻．一质量m ＝0.1 kg ，电阻r ＝0.1 Ω的金属棒MN 放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B ＝0.4 T ．棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a ＝2 m/s 2的加速度做匀加速运动，当棒的位移x ＝9 m 时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q 1∶Q 2＝2∶1.导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触．求：(1)金属棒在匀加速运动过程中，通过电阻R 的电荷量q ； (2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q 2； (3)外力做的功W F .参考答案与解析1．[导学号26020097] 【解析】选A.由题图乙可知，第2 s 内ΔB Δt 为定值，由E ＝ΔΦΔt ＝ΔBΔtS 知，线圈中感应电动势为定值，所以感应电流大小恒定．第2 s 内磁场方向向外，穿过线圈的磁通量减少，由楞次定律判断知感应电流为逆时针方向，A 项正确．B 、C 、D 错误．2．[导学号26020098] 【解析】选B.边长为L 的正方形线框，从图示位置开始沿光滑斜面向下滑动，若进入磁场时所受安培力与重力沿斜面方向的分力平衡，则线框做匀速直线运动，感应电流为一恒定值；完全进入后磁通量不变，感应电流为零，线框做匀加速直线运动；从磁场中出来时，感应电流方向相反，所受安培力大于重力沿斜面方向的分力，线框做减速运动，感应电流减小．所以选项B 正确．3．[导学号26020099] 【解析】选C.S 闭合电路达到稳定时，流过小灯泡的电流是稳定的，大小为i 1，方向向右；S 断开时，i 1立即减为0，i 2减小，L 中产生自感电动势，阻碍i 2的减小，L 与A 组成闭合回路，流经A 中的电流从i 2开始逐渐减小到0，方向向左，所以C 正确．4．[导学号26020100] 【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感应电流沿逆时针方向，故C 、D 错误．由于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 图象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应相等，故A 错误B 正确．5．[导学号26020101] 【解析】选D.设线圈的电阻为R ，由E ＝BL v ，I ＝ER ，F ＝BIL＝B 2L 2v R ，线圈匀速被拉出，则F ＝F 拉，F 拉和v 成正比，B 错误；两次拉出过程中，位移L相同，运动时间t ＝Lv ，由W ＝FL cos α得，两次拉力做功不同，A 错误；功率P ＝F v ，F 、v 不同，功率不同，C 错误；q ＝It ＝E R t ＝BL v R t ＝BL 2R，所以电荷量q 一样多，D 正确．6．[导学号26020102] 【解析】选D.撤去外力后，导体棒水平方向只受安培力作用，而F 安＝B 2L 2vR ，F 安随v 的变化而变化，故棒做加速度变化的变速运动，A 错；对整个过程由动能定理得W 合＝ΔE k ＝0，B 错；由能量守恒定律知，外力做的功等于整个回路产生的电能，电能又转化为R 上释放的热量，即Q ＝Fx ，C 错，D 正确．7．[导学号26020103] 【解析】选C.由题图乙知，0～0.25T 0，外圆环电流逐渐增大且Δi Δt 逐渐减小，根据安培定则，外圆环内部磁场方向垂直纸面向里，磁场逐渐增强且ΔBΔt 逐渐减小，根据楞次定律知内圆环a 端电势高，所以u ab >0，根据法拉第电磁感应定律u ab ＝ΔΦΔt ＝ΔBS Δt 知，u ab 逐渐减小；t ＝0.25T 0时，Δi Δt ＝0，所以ΔBΔt ＝0，u ab ＝0；同理可知0.25T 0<t <0.5T 0时，u ab <0，且|u ab |逐渐增大；0.5T 0～T 0内重复0～0.5T 0的变化规律．故选项C 正确．8．[导学号26020104] 【解析】选BC.设某时刻金属棒的速度为v ，根据牛顿第二定律F －F A ＝ma ，即F 0＋k v －B 2l 2v R ＋r ＝ma ，即F 0＋⎝⎛⎭⎫k －B 2l 2R ＋r v ＝ma ，如果k >B 2l 2R ＋r ，则加速度与速度成线性关系，且随着速度增大，加速度越来越大，即金属棒运动的v －t 图象的切线斜率也越来越大，由于F A ＝B 2l 2v R ＋r ，F A －t 图象的切线斜率也越来越大，感应电流(i ＝Bl vR ＋r )、电阻两端的电压(U R ＝BlR v R ＋r )及感应电流的功率(P ＝B 2l 2v 2R ＋r )也会随时间变化得越来越快，B 项正确；如果k ＝B 2l 2R ＋r ，则金属棒做匀加速直线运动，电动势随时间均匀增大，感应电流、电阻两端的电压、安培力均随时间均匀增大，感应电流的功率与时间的二次方成正比，没有选项符合；如果k <B 2l 2R ＋r ，则金属棒做加速度越来越小的加速运动，感应电流、电阻两端的电压、安培力均增加得越来越慢，最后恒定，感应电流的功率最后也恒定，C 项正确．9．[导学号26020105] 【解析】选AC.根据动能定理，合力做的功等于动能的增量，故A 对；重力做的功等于重力势能的减少量，重力做的功等于克服F 所做的功与产生的电能之和，而克服安培力做的功等于电阻R 上产生的焦耳热，所以B 、D 错，C 对．10．[导学号26020106] 【解析】选BD.由能量守恒定律，安培力对金属棒做功小于金属棒机械能的减少量，选项A 错误；由动能定理可知，重力和安培力对金属棒做功之和大于金属棒动能的增量，选项B 正确；导轨上、下两边的电阻属于并联关系，两者电压相等，R 1和R 2发热功率之比P 1∶P 2＝2∶1，选项C 错误；R 1和R 2并联等效电阻为2 Ω，ab 中电流等于R 1和R 2二者中电流之和，金属棒ab 的电阻R 3产生的焦耳热是R 1和R 2并联等效电阻产生焦耳热的2倍，选项D 正确．故答案选BD.11．[导学号26020107] 【解析】选AC.据导体棒切割磁感线产生的电动势E ＝BL v 0，导体棒中经过的电流I ＝E R 并和并联总电阻R 并＝R2，以及导体棒所受安培力F ＝BIL ，得到安培力F ＝2B 2L 2v 0R，所以A 选项正确；由于安培力做负功，当导体棒再次回到初始位置时，安培力F <2B 2L 2v 0R ，此时安培力的功率P <2B 2L 2v 20R ，则AB 间的电阻热功率也小于B 2L 2v 2R，所以B 选项错误；当导体棒从初位置到第一次到达最右端时，由动能定理得：－W F －W 弹＝0－m v 202，而W F ＝2Q ，所以此过程弹簧具有的弹性势能为：W 弹＝m v 202－W F ＝m v 202－2Q ，C 选项正确，D 选项错误．12．[导学号26020108] 【解析】选AC.b 进入磁场后，b 中电流方向向右，a 中的电流方向向左，选项A 正确；b 进入磁场后，由于a 、b 二者电流方向相反，二者相斥，轻绳对a 的拉力减小，选项B 错误；b 进入磁场后，所受安培力可能小于重力，继续加速运动，重力做功的瞬时功率可能增大，选项C 正确；b 由静止释放到穿出磁场的过程中，a 和b 中产生的焦耳热等于b 减少的机械能，选项D 错误．13．[导学号26020109] 【解析】(1)ab 或cd 切割磁感线所产生的感应电动势为E ＝Bl v(1分) 对应的感应电流为I ＝E R ＝Bl v R(1分) ab 或cd 所受的安培力F ＝BIl ＝B 2l 2vR(1分) 外力所做的功为W ＝2Fl ＝2B 2l 3vR(1分)由能的转化和守恒定律可知，线框匀速拉出过程中所产生的焦耳热应与外力所做的功相等，即Q ＝W ＝2B 2l 3v R.(1分)(2)令I 0＝Bl vR，画出的图象分为三段，如图所示．(5分)t ＝0～lv ，i ＝－I 0 t ＝l v ～2lv ，i ＝0 t ＝2l v ～3lv ，i ＝I 0.【答案】(1)2B 2l 3vR(2)见解析图14．[导学号26020110] 【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 ，(2分) 闭合回路中的感应电流为I ＝ER ，(2分)由安培力公式和牛顿第二定律得： F －IlB ＝ma (2分) 得：F ＝ma ＋B 2l 2Rat .(2分) 在图象上取两点：(0，1)、(30，4)代入解方程组得： a ＝10 m/s 2，m ＝0.1 kg. (2分) 【答案】0.1 kg 10 m/s 215．[导学号26020111] 【解析】(1)导体棒先在无磁场区域做匀减速运动，有 －μmg ＝ma ，v t ＝v 0＋at ，x ＝v 0t ＋12at 2，代入数据解得：t ＝1 s 时，v t ＝0，x ＝0.5 m ，所以导体棒没有进入磁场区域．(3分) 导体棒在1 s 末已停止运动，以后一直保持静止，静止时离左端距离为x ＝0.5 m ．(1分)(2)由图乙可知：前2 s 磁通量不变，回路电动势和电流分别为E ＝0，I ＝0，后2 s 回路产生的电动势为E ＝ΔΦΔt ＝ld ΔBΔt＝0.1 V ．此时回路的总长度为5 m ，因此回路的总电阻为R ＝5λ＝0.5 Ω，电流为I ＝ER ＝0.2 A(3分) 根据楞次定律，回路中的电流方向是顺时针方向． (1分)(3)前2 s 电流为零，后2 s 有恒定电流， 焦耳热为Q ＝I 2Rt ＝0.04 J ．(2分) 【答案】(1)前1 s ：匀减速直线运动，后3 s ：静止在离左端0.5 m 的位置 (2)前2 s ：I ＝0，后2 s ：I ＝0.2 A 电流方向是顺时针方向 (3)0.04 J16．[导学号26020112] 【解析】(1)设金属棒匀加速运动的时间为Δt ，回路的磁通量变化量为ΔΦ，回路中的平均感应电动势为E ，由法拉第电磁感应定律得：E ＝ΔΦΔt ①其中ΔΦ＝Blx②(1分)设回路中的平均电流为I ，由闭合电路的欧姆定律得 I ＝E R ＋r③(1分) 则通过电阻R 的电荷量为 q ＝I Δt④(1分) 联立①②③④式，得q ＝BlxR ＋r(1分) 代入数据得q ＝4.5 C ．(1分)(2)设撤去外力时棒的速度为v ，对棒的匀加速运动过程，由运动学公式得 v 2＝2ax⑤(1分)设棒在撤去外力后的运动过程中安培力做功为W ，由动能定理得 W ＝0－12m v 2⑥(1分) 撤去外力后回路中产生的焦耳热 Q 2＝－W⑦(1分) 联立⑤⑥⑦式，代入数据得 Q 2＝1.8 J ．⑧(1分) (3)由题意知，撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q 1∶Q 2＝2∶1，可得Q 1＝3.6 J⑨(1分)在棒运动的整个过程中，由功能关系可知 W F ＝Q 1＋Q 2○10(1分) 由⑧⑨⑩式得W F ＝5.4 J ．(1分)【答案】(1)4.5 C (2)1.8 J (3)5.4 J。
最新人教物理选修3-3：高中同步测试卷(七) 含解析
最新人教版物理精品资料高中同步测试卷(七)第七单元热力学第一定律能量守恒(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分．)1．金属制成的汽缸中装有柴油与空气的混合物，有可能使汽缸中柴油达到燃点的过程是()A．迅速向里推活塞B．迅速向外拉活塞C．缓慢向里推活塞D．缓慢向外拉活塞2．在给自行车轮胎打气时，会发现胎内气体温度升高，这是因为()A．胎内气体压强不断增大，而容积不变B．轮胎从外界吸热C．外界空气温度本来就高于胎内气体温度D．打气时，外界不断对胎内气体做功3．行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流．上述不同现象中所包含的相同的物理过程是()A．物体克服阻力做功B．物体的动能转化为其他形式的能量C．物体的势能转化为其他形式的能量D．物体的机械能转化为其他形式的能量4.如图，内壁光滑、导热良好的汽缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体．当环境温度升高时，缸内气体()A．内能增加B．对外做功C．压强增大D．分子间的引力和斥力都增大5．一定质量的气体在保持压强恒等于1.0×105 Pa的状况下，体积从20 L膨胀到30 L，这一过程中气体从外界吸热4×103 J，则气体内能的变化为()A．增加了5×103 J B．减少了5×103 JC．增加了3×103 J D．减少了3×103 J6．重庆出租车常以天然气作为燃料．加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体(可视为理想气体)() A．压强增大，内能减小B．吸收热量，内能增大C．压强减小，分子平均动能增大D．对外做功，分子平均动能减小7．一定质量的理想气体由状态Ⅰ(p1，V1，T1)被压缩至状态Ⅱ(p2，V2，T2)，已知T2>T1，则该过程中()A．气体的内能一定是增加的B．气体可能向外界放热C．气体可能从外界吸收热量D．气体对外界做正功8.如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞．今对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小．若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体()A．温度升高，压强增大，内能减少B．温度降低，压强增大，内能减少C．温度升高，压强增大，内能增加D．温度降低，压强减小，内能增加9.如图为某种椅子升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的理想气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中()A．外界对气体做功，气体内能增加B．外界对气体做功，气体内能减少C．气体对外界做功，气体内能增加D．气体对外界做功，气体内能减少10．如图所示，A、B两点表示一定质量的某种理想气体的两个状态，当气体从状态A 变化到状态B时()A．体积必然变大B．有可能经过体积减小的过程C．外界必然对气体做功D．气体必然从外界吸热11.一物理实验爱好者开展探究性课外活动研究气体压强、体积、温度三量间的变化关系．导热良好的汽缸开口向下，内有理想气体(即分子势能可忽略的气体)，汽缸固定不动，缸内活塞可自由滑动且不漏气．一温度计通过缸底小孔插入缸内，插口处密封良好，活塞下挂一个沙桶，沙桶装满沙子时，活塞恰好静止．现给沙桶底部钻一个小洞，细沙慢慢漏出，外部环境温度恒定，则()A．绳的拉力对沙桶做正功，所以气体对外界做功B．外界对气体做功，温度计示数不变C．气体体积减小，同时从外界吸热D．外界对气体做功，温度计示数增加12.如图，水平放置的密封汽缸内被一竖直隔板分隔为左右两部分，隔板可在汽缸内无摩擦滑动，右侧气体内有一电热丝．汽缸壁和隔板均绝热．初始时隔板静止，左右两边气体温度相等．现给电热丝提供一微弱电流，通电一段时间后切断电源，当缸内气体再次达到平衡时，与初始状态相比()A．右边气体温度升高，左边气体温度不变B．左右两边气体温度都升高C．左边气体压强增大D．右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量题号123456789101112答案的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)13.(10分)如图所示p－V图中，一定质量的理想气体由状态A经过ACB过程至状态B，气体对外做功280 J，吸收热量410 J；气体又从状态B经BDA过程回到状态A，这一过程中外界对气体做功200 J．求：(1)ACB过程中气体的内能是增加还是减少？变化量是多少？(2)BDA过程中气体是吸热还是放热？吸收或放出的热量是多少？14.(10分)如图所示是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，开始时封闭的空气柱长度为22 cm，现在用竖直向下的外力F压缩气体，使封闭空气柱长度变为2 cm，人对活塞做功100 J，大气压强为p0＝1×105 Pa，不计活塞重力．问：(1)若用足够长的时间缓慢压缩气体，求压缩后气体的压强为多大？(2)若以适当的速度压缩气体，向外散失的热量为20 J，则气体的内能增加多少？(活塞的横截面积S＝1 cm2)15.(10分)如图所示，一导热汽缸放在水平面上，其内封闭一定质量的某种理想气体，活塞通过定滑轮与一重物连接，并保持平衡，已知汽缸高度为h，开始时活塞在汽缸中央，初始温度为t摄氏度，活塞面积为S，大气压强为p0.物体重力为G，活塞质量及一切摩擦不计，缓慢升高环境温度，使活塞上升Δx，封闭气体吸收了Q的热量．(汽缸始终未离开地面)求：(1)环境温度升高了多少度？(2)气体的内能如何变化？变化了多少？16．(10分)某同学想要估测每秒钟太阳辐射到地球表面上的能量，他用一个横截面积S ＝3.2 dm2的保温圆筒，筒内装有质量为m＝0.4 kg的水，让太阳光垂直照射t＝3 min，水升高的温度Δt＝2.2 °C，已知水的比热容c＝4.2×103 J/(kg·℃)，地球半径为R＝6 400 km，试求出太阳向地球表面辐射能量的功率．参考答案与解析1．[导学号：65430099]解析：选A.迅速向里推活塞压缩气体时，对气体做功，使气体内能急剧增加，气体来不及向外传热，温度很快升高，达到柴油的着火点，使之燃烧起来．2．[导学号：65430100]解析：选D.给自行车轮胎打气，外界对胎内气体做功，气体内能增加，温度升高，D正确．3．[导学号：65430101]解析：选AD.这四个现象中物体运动过程都受到阻力作用，汽车主要是受制动阻力，流星、降落伞受空气阻力，条形磁铁下落受磁场阻力，因而物体都克服阻力做功，A项正确．四个物体运动过程中，汽车是动能转化成了其他形式的能，流星、降落伞、条形磁铁是重力势能转化成其他形式的能，总之是机械能转化为其他形式的能，D 项正确．4．[导学号：65430102]解析：选AB.当环境温度升高时，压强不变，缸内气体膨胀对外做功，理想气体不考虑分子力，内能仅由物质的量和温度决定，温度升高，气体的内能增加，正确选项为A、B.5．[导学号：65430103]解析：选C.气体等压膨胀过程对外做功W＝pΔV＝1.0×105 Pa×(30－20)×10－3 m3＝1.0×103 J．这一过程气体从外界吸热Q＝4×103 J．由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，由于气体对外做功，W应取负值，则可得ΔU＝－1.0×103 J＋4.0×103 J ＝3.0×103 J，即气体内能增加了3×103 J．故选项C正确．6．[导学号：65430104]解析：选B.温度是分子平均动能的宏观标志，故天然气的温度升高过程中，分子平均动能增大，又天然气可视为理想气体，不需要考虑分子势能，而气体质量不变，气罐内天然气分子数不变，所以气体分子总动能增大，故内能增大，A、D项错；由热力学第一定律可知，气体体积不变，内能增大，则一定从外界吸收热量，B项对；天然气体积不变，随温度升高，气体压强增大，C项错．7．[导学号：65430105]解析：选ABC.理想气体内能只考虑分子动能，T2>T1，故分子动能增加，内能一定是增加的，ΔU取正值．根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，理想气体被压缩，外界对气体做功，W取正值，但不知W与ΔU数值，Q可正可负．8．[导学号：65430106]解析：选C.向下压活塞，对气体做功，气体的内能增加，温度升高，对活塞受力分析可得出气体的压强增大，故C选项正确．9．[导学号：65430107]解析：选A.M筒向下滑动的过程中压缩气体，对气体做功，又由于气体不与外界发生热交换，根据热力学第一定律可知气体的内能增加，选项A正确．10．[导学号：65430108]解析：选ABD.连接OA、OB，得到两条等容线，故有V B>V A，所以A正确．由于没有限制自状态A变化到状态B的过程，所以可先从A状态减小气体的体积再增大气体的体积到B状态，故B正确．因为气体体积增大，所以是气体对外界做功，C错误．因为气体对外界做功，而气体的温度又升高，内能增大，由热力学第一定律知气体一定从外界吸热，D正确．11．[导学号：65430109]解析：选B.汽缸导热良好，细沙慢慢漏出，故活塞缓慢上升，有足够的时间与外界进行热交换，故温度不变，而压强变大．由理想气体状态方程可得体积减小，外界对气体做功，而内能又不变，故向外界放热，B项正确．12．[导学号：65430110]解析：选BC.通电后，右边气体吸收热量，温度升高，压强增大，推动隔板，对左边气体做功，由热力学第一定律可知左边气体温度升高，内能增加，压强变大，A项错误，B、C项正确；由于右边气体吸热的同时，膨胀对左边气体做功，所以内能的增加小于电热丝放出的热量，D项错误．13．[导学号：65430111]解析：(1)ACB过程内能增加，ACB过程中W1＝－280 J，Q1＝410 J由热力学第一定律U B－U A＝W1＋Q1＝130 J气体内能的变化量为130 J.(2)BDA过程中气体放热因为一定质量理想气体的内能只是温度的函数，BDA过程中气体内能变化量U A－U B＝－130 J又因外界对气体做功200 J由热力学第一定律U A－U B＝W2＋Q2，Q2＝－330 J放出热量330 J.答案：(1)增加130 J(2)放热330 J14．[导学号：65430112]解析：(1)设压缩后气体的压强为p，活塞的横截面积为S，l0＝22 cm，l＝2 cm，V0＝l0S，V＝lS缓慢压缩气体温度不变，由玻意耳定律得：p0V0＝pV，解得：p＝1.1×106Pa.(2)大气压力对活塞做功：W1＝p0S(l0－l)＝2 J人做功W2＝100 J，由热力学第一定律得：ΔU＝W1＋W2＋Q，将Q＝－20 J代入解得ΔU＝82 J.答案：(1)1.1×106 Pa(2)82 J15．[导学号：65430113]解析：(1)活塞缓慢移动，任意时刻都处于平衡状态，故气体做等压变化，由盖－吕萨克定律可知：V T＝ΔVΔT得ΔT＝2Δxh(273＋t)K.(2)气体温度升高，内能增加．设汽缸内压强为p，由平衡条件得：pS＝p0S－G，封闭气体对外做功W＝pSΔx＝(p0S－G)Δx，由热力学第一定律得：ΔU＝Q＋(－W)＝Q－(p0S－G)Δx.答案：见解析16．[导学号：65430114]解析：水吸收的能量：Q＝cmΔt＝4.2×103×0.4×2.2 J＝3 696 J太阳光在1 s内垂直照射到S0＝1 m2面积上的功率：P＝QSt＝3 6963.2×10－2×3×60W＝6.4×102W太阳辐射到地球表面上能量的功率：P ′＝P ×πR 2S 0＝6.4×102×3.14×(6 400×103)2W ＝8.2×1016W.答案：8.2×1016W。
(人教版)物理高中选修(3-2)课后习题+单元检测卷 (全书完整版)
（人教版）高中物理选修（3-2）课后习题+单元检测卷汇总第四章电磁感应1 划时代的发现2 探究感应电流的产生条件课时演练·促提升A组1.如图所示,一个矩形线圈与两条通有相同大小电流的平行直导线处于同一平面,并且处在两导线的中央,则()A.两导线电流同向时,穿过线圈的磁通量为零B.两导线电流反向时,穿过线圈的磁通量为零C.两导线电流同向或反向,穿过线圈的磁通量都相等D.两导线电流产生的磁场是不均匀的,不能判定穿过线圈的磁通量是否为零解析:根据安培定则,两导线电流同向时,它们在线圈处产生的磁场反向,穿过线圈的磁通量为零;两导线电流反向时,它们在线圈处产生的磁场同向,穿过线圈的磁通量不为零,故选项A正确.答案:A2.如图所示,条形磁铁正上方放置一矩形线框,线框平面水平且与条形磁铁平行. 则线框由N极端匀速平移到S极端的过程中,线框中的感应电流的情况是()A.线框中始终无感应电流B.线框中始终有感应电流C.线框中开始有感应电流,当线框运动到磁铁中部时无感应电流,过中部后又有感应电流D.线框中开始无感应电流,当线框运动到磁铁中部时有感应电流,过中部后又无感应电流解析:先画出条形磁铁的磁场分布情况,然后分析线圈在平移过程中,穿过线框的磁通量的变化情况,可知,穿过线圈的磁通量始终在变化,故B正确.答案:B3.如图所示,矩形线框在磁场内做的各种运动中,能够产生感应电流的是()解析:产生感应电流的条件是穿过线圈的磁通量发生变化,选项B符合要求.答案:B4.如图所示,竖直放置的长直导线通以图示方向的电流,有一矩形金属线框abcd与导线处在同一平面内,下列情况下,矩形线框中不会产生感应电流的是()A.导线中电流变大B.线框向右平动C.线框向下平动D.线框以ab边为轴转动解析:导线中电流变大,则周围的磁感应强度增强,线框中磁通量增大,可以产生感应电流;线框向右平动时,线框中的磁感应强度减小,磁通量减小,可以产生感应电流;线框向下平动时,线框中的磁感应强度不变,磁通量不变,不会产生感应电流;线框以ad边为轴转动时,线框中的磁通量发生变化,会产生感应电流,故选项A、B、D不合题意,选项C符合题意.答案:C5.如图所示,一通电螺线管b放在闭合金属线圈a内,螺线管的中心线恰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.使螺线管在线圈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垂直的直径为轴转动解析:图示位置,线圈a所在平面与磁感线平行,穿过线圈的磁通量为零,当按A、B、C所述方式变化时,线圈a所在平面仍与磁感线平行,磁通量不变,不产生感应电流;按D所述方式变化时,由于线圈与磁场夹角变化引起磁通量变化,能够产生感应电流,故选D.答案:D6.(多选)如图所示是截面为等腰直角形的三棱柱,其侧面abcd为正方形,边长为L,将它按图示位置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平面的磁通量大小为B·L2B.通过dcfe平面的磁通量大小为B·L2C.通过abfe平面的磁通量大小为B·L2D.通过整个三棱柱的磁通量为零解析:由公式Φ=BS cos θ可以得出通过侧面abcd的磁通量Φ1=BL2cos 45°=BL2,A错误;通过平面dcfe的磁通量Φ2=BL·L,B正确;通过平面abfe的磁通量Φ3=B·L2cos 90°=0,C错误;而整个三棱柱表面是个闭合曲面,穿入与穿出的磁感线条数相等,即穿过它的净磁感线的条数是0,故穿过整个三棱柱的磁通量为零,D正确.答案:BD7.(多选)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,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,产生的磁场发生变化,从而使穿过回路B的磁通量发生变化,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:AD8.如图所示为法拉第研究“磁生电”现象的实验装置原理图. 两个线圈分别绕在一个铁环上,线圈A接直流电源,线圈B接灵敏电流表,下列哪种情况不可能使线圈B中产生感应电流()A.开关S闭合或断开瞬间B.开关S闭合一段时间之后C.开关S闭合后,改变滑动变阻器滑片的位置时D.拿走铁环,再做这个实验,开关S闭合或断开的瞬间解析:根据法拉第对产生感应电流的五类概括,选项A、C、D符合变化的电流(变化的磁场)产生感应电流的现象. 而开关S闭合一段时间之后,A线圈中是恒定电流,产生恒定的磁场,B 线圈中磁通量稳定不变,故不能使B线圈中产生感应电流,故选项B符合题意.答案:B9.要研究电磁感应现象实验,为了能明显地观察到实验现象,请在如图所示的实验器材中,选择必要的器材,在图中用实线接成相应的实物电路图.答案:实物电路图如图所示.B组1.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.打开和闭合都可以B.应打开C.打开和闭合都不行D.应闭合解析:若开关打开,导线运动时,闭合回路abdc中磁通量不变,不产生感应电流;若开关闭合,导线运动时,闭合回路abNM中磁通量变化,产生感应电流. 所以,应选D选项.答案:D2.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,由于垂直纸面向外的和垂直纸面向里的磁感线要抵消一部分,当弹簧线圈P的面积扩大时,垂直纸面向里的磁感线条数增加,而垂直纸面向外的磁感线条数是一定的,故穿过P的磁通量将减小,回路中会有感应电流产生.答案:C3.(多选)2013年12月2日1时30分,我国嫦娥三号搭载月球车“玉兔号”从西昌卫星发射中心顺利升空,正式开始探月之旅. 假如月球车登月后要探测一下月球表面是否有磁场,应该怎样进行实验()A.直接将电流表放于月球表面,看是否有示数来判断磁场有无B.将电流表与线圈组成闭合电路,使线圈沿某一方向运动,若电流表无示数,则判断月球表面无磁场C.将电流表与线圈组成闭合电路,使线圈沿某一方向运动,若电流表有示数,则判断月球表面有磁场D.将电流表与线圈组成闭合电路,使线圈分别绕两个互相垂直的轴转动,月球表面若有磁场,则电流表至少有一次示数不为零解析:只要线圈中能产生感应电流,电流表有示数,就说明月球上一定有磁场. 如果没有电流,只能说明线圈中的磁通量没有发生变化,需要变换转动轴或运动方向再试. 如果线圈分别绕两个互相垂直的轴转动,当空间有磁场时,至少会有一次产生感应电流,C、D正确.答案:CD4.(多选)下列说法中正确的是()A.只要导体相对磁场运动,导体中就一定会产生感应电流B.闭合导体回路在磁场中做切割磁感线运动,导体回路中不一定会产生感应电流C.只要穿过闭合导体回路的磁通量不为零,导体回路中就一定会产生感应电流D.只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化,导体回路中就一定会产生感应电流解析:产生感应电流要有两个条件:一是导体回路要闭合;二是穿过导体回路的磁通量要发生变化,故D正确;如果导体没有构成闭合回路或构成闭合回路但沿磁感线运动,导体中就没有感应电流,故A错误;如果闭合导体回路在与回路平面垂直的磁场中运动,两边都切割磁感线,但闭合导体回路的磁通量仍没有发生变化,也不产生感应电流,故B正确;穿过闭合导体回路的磁通量不为零,但如果磁通量没有变化,回路中就没有感应电流,故C错误.答案:BD5.如图所示,矩形线圈abcd左半边处在匀强磁场中,右半边在磁场外,磁感应强度为B,线圈一半的面积为S,初始时磁场垂直于线圈平面,求下列情况中线圈中磁通量的变化量:(1)以ab边为轴线圈转过90°.(2)以ab边为轴线圈转过60°.(3)以中线ef为轴线圈转过180°.解析:(1)线圈初始磁通量Φ1=BS,转过90°后,Φ2=0,所以ΔΦ=Φ2-Φ1=-BS,大小为BS.(2)当线圈以ab边为轴边转过60°时,矩形线圈恰好全部进入磁场,Φ2=B·2S cos 60°=BS,所以ΔΦ=Φ2-Φ1=0,说明磁通量未发生变化.(3)当线圈绕中线转过180°时,因为Φ1=BS,磁感线是垂直于线圈的正前面向里穿过的,当线圈绕中线转过180°时,线圈的正后面转到正前面,磁感线是从原正后面向里穿过的,故Φ2=-BS,所以ΔΦ=Φ2-Φ1=-2BS,大小为2BS.答案:见解析.6.如图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A、电源、滑动变阻器和开关连接成原线圈回路,将小量程电流表和线圈B连接成副线圈回路,并列举出在实验中能够改变副线圈回路磁通量,使副线圈中产生感应电流的三种方法:(1).(2).(3).答案:实线连接,如图所示.(1)A线圈在B线圈中,合上(或断开)开关瞬间(2)将原线圈插入副线圈或从副线圈中抽出的过程中(3)A线圈在B线圈中,移动滑动变阻器的滑片时3 楞次定律课时演练·促提升A组1.关于电磁感应现象,下列说法中正确的是()A.感应电流的磁场总是与原磁场方向相反B.闭合线圈放在变化的磁场中就一定能产生感应电流C.闭合线圈放在匀强磁场中做切割磁感线运动时,一定能产生感应电流D.感应电流的磁场总是阻碍原磁场的磁通量的变化解析:电磁感应现象中,若磁通量减小,则感应电流的磁场与原磁场方向相同,选项A错误;若闭合线圈平面与磁场方向平行,则无论磁场强弱如何变化,穿过线圈的磁通量始终为零,不产生感应电流,选项B错误;若线圈切割磁感线时,穿过线圈的磁通量不发生变化,则不能产生感应电流,选项C错误;只有选项D正确.答案:D2.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,当线圈第一次通过位置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时(位置Ⅱ正好是细杆竖直位置),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位置是顺时针方向解析:线圈由初始位置向Ⅰ位置运动过程中,沿磁场方向的磁通量逐渐增大,根据楞次定律,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,从右向左穿过线圈,根据安培定则,Ⅰ位置时感应电流的方向(沿磁感线方向看去)是逆时针方向;在Ⅱ位置时由左向右穿过线圈的磁通量最大,由Ⅱ位置向Ⅲ位置运动时,向右穿过线圈的磁通量减少,根据楞次定律,感应电流的磁场方向向右,阻碍它的减少,根据安培定则可判定Ⅲ位置的电流方向(沿磁感线方向看去)是顺时针方向,且知Ⅱ位置时感应电流为零. 故选D.答案:D3.闭合线圈abcd运动到如图所示的位置时,bc边所受到的磁场力方向向下,那么线圈的运动情况是()A.向左平动进入磁场B.向右平动出磁场C.向上平动D.向下平动解析:当bc受力向下时,说明感应电流方向由b指向c,当向左进入磁场时,磁通量增加,感应电流的磁场方向应该与原磁场方向相反,垂直纸面向里,用右手螺旋定则可以判断感应电流方向为顺时针方向.答案:A4.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.始终有感应电流自a向b流过电流表GB.始终有感应电流自b向a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解析:条形磁铁从左边进入螺线管的过程中,在螺线管内产生的磁场方向向右,且穿过螺线管的磁通量不断增加,根据楞次定律,产生的感应电流的方向是a→G→b;条形磁铁从螺线管中向右穿出的过程中,在螺线管中产生的磁场方向仍向右,穿过螺线管的磁通量不断减小,根据楞次定律,产生的感应电流的方向是b→G→a,故C正确.答案:C5.如图所示,磁铁垂直于铜环所在平面,当磁铁突然向铜环运动时,铜环的运动情况是()A.向右摆动B.向左摆动C.静止D.转动解析:铜环只有向右运动,才能阻碍穿过铜环的磁通量的增加.答案:A6.如图所示,矩形线框与长直导线在同一平面内,当矩形线框从直导线的左侧平移到右侧的过程中线框内感应电流的方向为()A.先顺时针,后逆时针B.先逆时针,后顺时针C.先顺时针,后逆时针,再顺时针D.先逆时针,后顺时针,再逆时针解析:直线电流产生的磁场在右侧垂直纸面向里,在左侧垂直线面向外,线框从左向右平移时,磁通量是先从垂直纸面向外的增强到减弱(线框通过导线时),当线框正通过直线电流的中间时,磁通量为零,继续向右运动时磁通量从垂直纸面向里的增强又到减弱,根据楞次定律和右手定则,感应电流的方向先为顺时针,后为逆时针,再顺时针.答案:C7.如图所示,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F T1和F T2,重力加速度大小为g,则()A.F T1>mg,F T2>mgB.F T1<mg,F T2<mgC.F T1>mg,F T2<mgD.F T1<mg,F T2>mg解析:当圆环经过磁铁上端时,磁通量增大,根据楞次定律可知磁铁要把圆环向上推,又由牛顿第三定律可知圆环给磁铁一个向下的磁场力,因此有F T1>mg;当圆环经过磁铁下端时,磁通量减小,根据楞次定律可知磁铁要把圆环向上吸,同理圆环要给磁铁一个向下的磁场力,因此有F T2>mg,所以只有A正确.答案:A8.(多选)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:如对C图分析,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,C、D正确.答案:CDB组1.如图所示,固定的水平长直导线中通有直流I,矩形线框与导线在同一竖直平面内,且一边与导线平行. 线框由静止释放,在下落过程中()A.穿过线框的磁通量保持不变B.线框中感应电流方向保持不变C.线框所受安培力的合力为零D.线框的机械能不断增大解析:线框下落过程中,穿过线框的磁通量减小,选项A错误;由楞次定律可判断出感应电流方向一直沿顺时针方向,选项B正确;线框受到的安培力的合力竖直向上,但小于重力,则合力不为零,选项C错误;在下落过程中,安培力对线框做负功,则其机械能减小,选项D错误. 答案:B2.如图所示,当导线ab在电阻不计的金属导轨上滑动时,线圈c向右摆动,则ab的运动情况是()A.向左或向右匀速运动B.向左或向右减速运动C.向左或向右加速运动D.只能向右匀加速运动解析:当导线ab在导轨上滑行时,线圈c向右运动,说明穿过线圈的磁通量正在减少,即右侧回路中的感应电流减小,导线正在减速运动,与方向无关,故A、C、D错误,B正确.答案:B3.如图所示,螺线管CD的导线绕向不明,当磁铁AB插入螺线管时,电路中有图示方向的电流产生,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端一定是S极C.C端的极性一定与磁铁B端的极性相同D.无法判断极性,因螺线管的绕法不明解析:AB的插入使螺线管磁通量增大而产生感应电流,根据楞次定律知,感应电流的磁场阻碍AB插入,因此,C端极性一定和B端极性相同.答案:C4.如图所示,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正上方等高快速经过时,若线圈始终不动,则关于线圈受到的支持力F N及在水平方向运动趋势的正确判断是()A.F N先小于mg后大于mg,运动趋势向左B.F N先大于mg后小于mg,运动趋势向左C.F N先小于mg后大于mg,运动趋势向右D.F N先大于mg后小于mg,运动趋势向右解析:当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时,线圈中向下的磁通量先增加后减小,由楞次定律可知,线圈中先产生逆时针方向的感应电流,后产生顺时针方向的感应电流,线圈的感应电流磁场阻碍磁铁的运动,故靠近时磁铁与线圈相互排斥,线圈受排斥力向右下方,F N大于mg,线圈有水平向右运动的趋势;离开时磁铁与线圈相互吸引,线圈受到吸引力向右上方,F N小于mg,线圈有水平向右运动的趋势. 所以正确选项是D.答案:D5.(多选)如图所示,导体AB、CD可在水平轨道上自由滑动,且两水平轨道在中央交叉处互不相通. 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:由右手定则可判断导体AB中感应电流方向为A→B,由左手定则可判断导体CD受到向右的安培力作用而向右运动.答案:AD6.(多选)如图所示,在匀强磁场中放有平行铜导轨,它与大线圈M相连,要使线圈N获得顺时针方向的感应电流,则放在导轨上的裸金属棒ab的运动情况是(两线圈共面放置)()A.向右匀速运动B.向左加速运动C.向右减速运动D.向右加速运动解析:欲使线圈N产生顺时针方向的感应电流,则感应电流的磁场方向应为垂直纸面向里,由楞次定律可知有两种情况:一是M中有顺时针方向逐渐减小的电流,使其在N中的磁场方向向里,且磁通量在减小;二是M中有逆时针方向逐渐增大的电流,使其在N中的磁场方向向外,且磁通量在增大. 因此,对于前者,应使ab减速向右运动;对于后者,则应使ab加速向左运动. 故应选B、C. (注意匀速运动只能产生恒定电流;匀变速运动产生均匀变化的电流)答案:BC4 法拉第电磁感应定律课时演练·促提升A组1.闭合电路中产生的感应电动势的大小,跟穿过这一闭合电路的下列哪个物理量成正比()A.磁通量B.磁感应强度C.磁通量的变化率D.磁通量的变化量解析:根据法拉第电磁感应定律表达式E=n知,闭合电路中感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,而与磁通量Φ、磁感应强度B、磁通量的变化量ΔΦ无关,所以选项A、B、D 错误,选项C正确.答案:C2.穿过一个单匝线圈的磁通量,始终以每秒均匀地增加2 Wb,则()A.线圈中的感应电动势每秒增大2 VB.线圈中的感应电动势每秒减小2 VC.线圈中的感应电动势始终为2 VD.线圈中不产生感应电动势解析:根据题意,穿过线圈的磁通量始终每秒均匀增加2 Wb,即穿过线圈的磁通量的变化率=2 Wb/s,由法拉第电磁感应定律知E=n=2 V,所以选C.答案:C3.如图所示,有一匝接在电容器C两端的圆形导线回路,垂直于回路平面以内存在着向里的匀强磁场B,已知圆的半径r=5 cm,电容C=20 μF,当磁场B以4×10-2 T/s的变化率均匀增加时,则()A.电容器a板带正电,电荷量为2π×10-9 CB.电容器a板带负电,电荷量为2π×10-9 CC.电容器b板带正电,电荷量为4π×10-9 CD.电容器b板带负电,电荷量为4π×10-9 C解析:根据楞次定律可判断a板带正电,线圈中产生的感应电动势E=πr2=π×10-4 V,板上带电荷量Q=CE=2π×10-9 C,选项A正确.答案:A4.(多选)如图所示为地磁场磁感线的示意图,在北半球地磁场的竖直分量向下. 飞机在我国上空匀速巡航,机翼保持水平,飞行高度保持不变. 由于地磁场的作用,金属机翼上有电势差. 设飞行员左方机翼末端处的电势为φ1,右方机翼末端处的电势为φ2,则()A.若飞机从西往东飞,φ1比φ2高B.若飞机从东往西飞,φ2比φ1高C.若飞机从南往北飞,φ1比φ2高D.若飞机从北往南飞,φ2比φ1高解析:由右手定则可知机翼左端电势比右端电势高,即φ1>φ2,A、C项正确.答案:AC5.(多选)在北半球,地磁场的竖直分量向下. 飞机在我国上空匀速巡航,机翼保持水平,飞行高度不变,由于地磁场的作用,金属机翼上有电势差,设飞行员左方机翼末端处的电势为φ1,右方机翼末端处电势为φ2,则()A.若飞机从西往东飞,φ1比φ2高B.若飞机从东往西飞,φ2比φ1高C.若飞机从南往北飞,φ1比φ2高D.若飞机从北往南飞,φ2比φ1高解析:该题中飞机两翼是金属材料,可视为一垂直于飞行方向切割竖直向下的磁感线的导体棒,磁场水平分量对产生电动势无作用. 对选项A,磁场竖直分量向下,手心向上,拇指指向飞机飞行方向,四指指向左翼末端,故φ1>φ2,选项A正确. 同理,飞机从东往西飞,仍是φ1>φ2,选项B错误. 从南往北、从北往南飞,都是φ1>φ2,故选项C正确,选项D错误.答案:AC6.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v0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:棒ab水平抛出后,其速度越来越大,但只有水平分速度v0切割磁感线产生感应电动势,故E=Bl v0保持不变.答案:C7.将一段导线绕成图甲所示的闭合回路,并固定在水平面(纸面)内. 回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中. 回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ,以向里为磁场Ⅱ的正方向,其磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示. 用F表示ab边受到的安培力,以水平向右为F的正方向,能正确反映F随时间t变化的图象是()。
最新人教版高中物理选修3-2单元测试题含答案全套
最新人教版高中物理选修3--2单元测试题含答案全套第四章《电磁感应》单元测试题一、单选题(每小题只有一个正确答案)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2.如图所示，在正方形线圈的内部有一条形磁铁，线圈与磁铁在同一平面内，两者有共同的中心轴线OO′，关于线圈中产生感应电流的下列说法中，正确的是()A．当磁铁向纸面外平移时，线圈中产生感应电流B．当磁铁向上平移时，线圈中产生感应电流C．当磁铁向下平移时，线圈中产生感应电流D．当磁铁N极向纸外，S极向纸里绕OO′轴转动时，线圈中产生感应电流3.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Ba、Bb、Bc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．Ba＝Bb＝Bc，Φa＝Φb＝ΦcB．Ba>Bb>Bc，Φa<Φb<ΦcC．Ba>Bb>Bc，Φa>Φb>ΦcD．Ba>Bb>Bc，Φa＝Φb＝Φc4.如图所示是研究通电自感实验的电路图，A1、A2是两个规格相同的小灯泡，闭合开关调节滑动变阻器R 的滑动触头，使两个灯泡的亮度相同，调节滑动变阻器R1的滑动触头，使它们都正常发光，然后断开开关S.重新闭合开关S，则()A．闭合瞬间，A1立刻变亮，A2逐渐变亮B．闭合瞬间，A1、A2均立刻变亮C．稳定后，L和R两端的电势差一定相同D．稳定后，A1和A2两端的电势差不相同5.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＝B0＋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成正比C．带正电，电荷量是D．带负电，电荷量是6.如图所示，匀强磁场方向竖直向下，磁感应强度为B.正方形金属框abcd可绕光滑轴OO′转动，边长为L，总电阻为R，ab边质量为m，其他三边质量不计，现将abcd拉至水平位置，并由静止释放，经时间t到达竖直位置，产生热量为Q，若重力加速度为g，则ab边在最低位置所受安培力大小等于()A．B．BLC．D．7.如图所示，L为一根无限长的通电直导线，M为一金属环，L通过M的圆心并与M所在的平面垂直，且通以向上的电流I，则()A．当L中的I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L与M保持垂直，则以上几种情况，环中均无感应电流8.如图所示，一矩形线框以竖直向上的初速度进入只有一条水平边界的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，进入磁场后上升一段高度又落下离开磁场，运动中线框只受重力和安培力作用，线框在向上、向下经过图中1、2位置时的速率按时间顺序依次为v1、v2、v3和v4，则可以确定()A．v1＜v2B．v2＜v3C．v3＜v4D．v4＜v19.圆形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如下图所示的电路．若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是()A．线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流B．穿过线圈a的磁通量变小C．线圈a有扩张的趋势D．线圈a对水平桌面的压力F N将增大10.如图所示，在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中，有一个矩形闭合线圈abcd，线圈平面与磁场垂直，O1O2是线圈的对称轴，应使线圈怎样运动才能使线圈中的磁通量发生变化？()A．向左或向右平动B．向上或向下平动C．绕O1O2转动D．平行于纸面向里运动11.一矩形线圈abcd位于一随时间变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面向里(如图甲所示)，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示．以I表示线圈中的感应电流(图甲中线圈上箭头方向为电流的正方向)，下图中能正确表示线圈中电流I随时间t变化规律的是()A．B．C．D．12.如图所示，导体棒ab长为4L，匀强磁场的磁感应强度为B，导体绕过O点垂直纸面的轴以角速度ω匀速转动，a与O的距离很近．则a端和b端的电势差Uab的大小等于()A．2BL2ωB．4BL2ωC．6BL2ωD．8BL2ω13.磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈．当以速度v0刷卡时，在线圈中产生感应电动势，其E－t关系如图所示．如果只将刷卡速度改为，线圈中的E－t关系图可能是()A．B．C．D．14.下列实验现象，属于电磁感应现象的是()A．导线通电后，其下方的小磁针偏转B．通电导线AB在磁场中运动C．金属杆切割磁感线时，电流表指针偏转D．通电线圈在磁场中转动15.如图所示，小螺线管与音乐播放器相连，大螺线管直接与音箱相连．当把小螺线管插入大螺线管中时音乐就会从音箱中响起来，大小螺线管之间发生的物理现象是()A．自感B．静电感应C．互感D．直接导电二、多选题(每小题至少有两个正确答案)16.(多选)在光滑的水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场，如图．PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大．一个边长为a、质量为m、电阻为R的金属正方形线框，以速度v垂直磁场方向从如图实线(Ⅰ)位置开始向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中的如图(Ⅱ)位置时，线框的速度为v，则下列说法正确的是()2A．图(Ⅱ)时线框中的电功率为B．此过程中回路产生的电能为3mv28C．图(Ⅱ)时线框的加速度为D．此过程中通过线框横截面的电荷量为17.(多选)如图所示，金属棒ab、cd与足够长的水平光滑金属导轨垂直且接触良好，匀强磁场的方向竖直向下．则ab棒在恒力F作用下向右运动的过程中，有()A．安培力对ab棒做正功B．安培力对cd棒做正功C．abdca回路的磁通量先增加后减少D．F做的功等于回路产生的总热量和系统动能的增量之和18.如下图所示，光滑平行金属导轨PP′和QQ′都处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中．现在将垂直于导轨放置一根导体棒MN，用一水平向右的力F拉动导体棒MN，以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是()A．感应电流方向是N→MB．感应电流方向是M→NC．安培力水平向左D．安培力水平向右19.(多选)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以如图所示的方向绕中心轴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20.(多选)如图所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑、但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度．两个相同的磁性小球，同时从A、B管上端的管口无初速度释放，穿过A管比穿过B管的小球先落到地面．下面对于两管的描述中可能正确的是()A．A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的B．A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的C．A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的D．A管是用胶木制成的，B管是用铝制成的三、实验题21.在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示．它们是：①电流计②直流电源③带铁芯(图中未画出)的线圈A④线圈B⑤开关⑥滑动变阻器(1)按实验的要求在实物图上连线(图中已连好一根导线)．(2)怎样才能使线圈B中有感应电流产生？试举出两种方法：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________.22.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)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：①将小线圈迅速插入大线圈时，灵敏电流计指针将向________(填“左”或“右”)偏一下；②小线圈插入大线圈后，将滑动变阻器的阻值调大时，灵敏电流计指针将向________(填“左”或“右”)偏一下．四、计算题23.如图所示，足够长的平行光滑U形导轨倾斜放置，所在平面倾角θ＝37°，导轨间的距离L＝1.0 m，下端连接R＝1.6 Ω的电阻，导轨电阻不计，所在空间均存在磁感应强度B＝1.0 T、方向垂直于导轨平面的匀强磁场，质量m＝0.5 kg、电阻r＝0.4 Ω的金属棒ab垂直置于导轨上，现用沿轨道平面且垂直于金属棒、大小F＝5.0 N的恒力使金属棒ab从静止起沿导轨向上滑行，当金属棒滑行2.8 m后速度保持不变．求：(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2)(1)金属棒匀速运动时的速度大小v；(2)当金属棒沿导轨向上滑行的速度v′＝2 m/s时，其加速度的大小a.五、填空题24.磁电式仪表的线圈通常用铝框作骨架，把线圈绕在铝框上，这样做的目的是________(填“防止”或“利用”)涡流而设计的，起________(填“电磁阻尼”或“电磁驱动”)的作用．25.某同学利用假期进行实验复习，验证电磁感应产生的条件．他通过如图所示实验，观察到以下实验现象：①把磁铁插入线圈时，线圈中有感应电流；②把磁铁放在线圈内不动，线圈中无感应电流；③把磁铁从线圈中拔出，线圈中有感应电流．这次实验表明，穿过闭合线圈的磁通量________(选填“变化”或“不变化”)，线圈中就有感应电流．26.(1)实验装置如图(a)所示，合上电键S时发现电流表指针向右偏，填写下表空格：(2)如图(b)所示，A、B为原、副线圈的俯视图，已知副线圈中产生顺时针方向的感应电流，根据图(a)可判知可能的情况是()A．原线圈中电流为顺时针方向，变阻器滑动片P在右移B．原线圈中电流为顺时针方向，正从副线圈中拔出铁芯C．原线圈中电流为逆时针方向，正把铁芯插入原线圈中D．原线圈中电流为逆时针方向，电键S正断开时27.一个200匝、面积为20 cm2的线圈，放在匀强磁场中，磁场方向与线圈平面成30°角，磁感应强度B＝0.5 T，在0.05 s内线圈转到与磁场方向垂直的位置，在此过程中，线圈中的平均感应电动势＝________V.28.一个直径为d的圆形线圈，垂直放置在磁感强度为B的匀强磁场中，现使线圈绕其直径转过30°角，如图所示，则穿过线圈的磁通量的变化为________．六、简答题29.如图所示，导体棒运动过程中产生感应电流，试分析电路中的能量转化情况．答案解析1.【答案】A【解析】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A对、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方向相反，所以选项C、D错．2.【答案】D【解析】由条形磁铁周围磁感线的分布特点可知，当磁铁平动时，穿过正方形线圈的磁通量始终为零不发生变化，故线圈中不产生感应电流，故A、B、C错；当磁铁转动时，穿过正方形线圈的磁通量发生变化，线圈中产生感应电流，D对．3.【答案】C【解析】靠近螺线管的地方磁场强，由题图知，a、b、c三点的磁感应强度Ba、Bb、Bc的大小关系为Ba>Bb>Bc；三个小圆环的面积相同，根据磁通量的定义可知，Φa>Φb>Φc，所以A、B、D错误；C正确．4.【答案】C【解析】由题可知，闭合开关调节滑动变阻器R的滑动触头，使两个灯泡的亮度相同，说明此时滑动变阻器R接入电路的阻值与线圈L的电阻一样大，断开开关再重新闭合的瞬间，根据自感原理可判断，A2立刻变亮，而A1逐渐变亮，A、B均错误；稳定后，自感现象消失，由题知，线圈L和R两端的电势差一定相同，A1和A2两端的电势差也相同，所以C正确，D错误．5.【答案】D【解析】磁感应强度以B＝B0＋kt(k>0)随时间变化，由法拉第电磁感应定律得：E＝＝S＝kS，而S ＝，经时间t电容器P板所带电荷量Q＝EC＝；由楞次定律知电容器P板带负电，D选项正确．6.【答案】Dmv2①【解析】由能量守恒得：mgL＝Q＋12F＝BIL②I＝③由①②③得：F＝，故选项D正确．7.【答案】D【解析】由安培定则可知导线L中电流产生的磁场方向与金属环面平行，即穿过M的磁通量始终为零，保持不变，故只要L与M保持垂直，A、B、C三种情况均不能产生感应电流．8.【答案】D【解析】由能量守恒定律可知，线框从进入磁场到离开磁场的过程中，有部分机械能转化为焦耳热，即机械能减小，则v4＜v1，D正确；而线框完全在磁场中运动时，由于磁通量不变，没有感应电流，故线框只受重力作用，机械能守恒，则v2＝v3，B错误；由楞次定律可知，线框进入磁场时受到的安培力方向竖直向下，重力方向竖直向下，因而做减速运动，故v1＞v2，A错误；线框离开磁场时受到的安培力方向竖直向上，重力方向竖直向下，二者大小关系不能确定，故v3、v4大小关系也不能确定，C错误．故选D.9.【答案】D【解析】通过螺线管b的电流如图所示，根据右手螺旋定则判断出螺线管b所产生的磁场方向竖直向下，滑片P向下滑动，接入电路的电阻减小，电流增大，所产生的磁场的磁感应强度增大，根据楞次定律可知，a线圈中所产生的感应电流产生的感应磁场方向竖直向上，再由右手螺旋定则可得线圈a中的电流方向为俯视逆时针方向，A错误；由于螺线管b中的电流增大，所产生的磁感应强度增大，线圈a中的磁通量应变大，B错误；根据楞次定律可知，线圈a有缩小的趋势，线圈a对水平桌面的压力增大，C错误，D正确．10.【答案】C【解析】线圈向左或向右平动，Φ＝BS，不变，A错误；线圈向上或向下平动，Φ＝BS，不变，B错误；线圈绕O1O2转动，根据公式Φ＝BS sinθ，磁通量不断改变，C正确；线圈平行于纸面向里运动，Φ＝BS，不变，D错误．11.【答案】C×，所以线圈中的感应电流取决于磁感应强度【解析】由电磁感应定律和欧姆定律得I＝＝＝SRB随t的变化率．由图乙可知，0～1 s时间内，B增大，Φ增大，感应磁场与原磁场方向相反(感应磁场的磁感应强度的方向向外)，由右手定则知感应电流是逆时针的，因而是负值．可判断：1～2 s为正的恒值；2～3 s为零；3～4 s为负的恒值；4～5 s为零；5～6 s为正的恒值．故C正确，A、B、D错误．12.【答案】Dωl＝ω【解析】由E＝Blv，切割磁感线的总长度为4L，切割磁感线的平均速度v＝12即：Uab＝E＝B·4L·2Lω＝8BL2ω，D正确．13.【答案】D【解析】由公式E＝Blv可知，当刷卡速度减半时，线圈中的感应电动势最大值减半，且刷卡所用时间加倍，故正确选项为D.14.【答案】C【解析】导线通电后，其下方的小磁针受到磁场的作用力而发生偏转，说明电流能产生磁场，是电流的磁效应现象，不是电磁感应现象，故A错误；通电导线AB在磁场中受到安培力作用而运动，不是电磁感应现象，故B错误；金属杆切割磁感线时，电路中产生感应电流，是电磁感应现象，故C正确；通电线圈在磁场中受到安培力作用而发生转动，不是电磁感应现象，故D错误．15.【答案】C【解析】小螺线管与音乐播放器相连，小线圈中输入了音频信号；当把小螺线管插入大螺线管中时音乐就会从音箱中响起来，说明大线圈中激发出了感应电流，是互感现象．16.【答案】AB【解析】回路中产生感应电动势为E＝2Ba2v感应电流为I＝＝，此时线框中的电功率P＝I2R＝，故A正确．根据能量守恒定律得到，此过程回路产生的电能为Q＝12mv2－1 2m(2v)2＝38mv2，故B正确．左右两边所受安培力大小为F＝BIa＝，则加速度为a＝＝，故C错误．此过程通过线框横截面的电荷量为q＝＝，故D错误．故选A、B.17.【答案】BD【解析】ab棒向右运动产生感应电流，电流通过cd棒，cd棒受向右的安培力作用随之向右运动．设ab、cd棒的速度分别为v1、v2，运动刚开始时，v1>v2，回路的电动势E＝，电流为逆时针方向，ab、cd棒所受的安培力方向分别向左、向右，安培力分别对ab、cd棒做负功、正功，选项A错误，B正确；金属棒最后做加速度相同、速度不同的匀加速运动，且v1>v2，abdca回路的磁通量一直增加，选项C错误；对系统，由动能定理可知，F做的功和安培力对系统做的功的代数和等于系统动能的增量，而安培力对系统做的功等于回路中产生的总热量，选项D正确．18.【答案】AC【解析】由右手定则知，MN中感应电流方向是N→M，再由左手定则可知，MN所受安培力方向垂直导体棒水平向左，C正确，故选A、C.19.【答案】BC【解析】选取A环研究，若A环带正电，且转速增大，则使穿过环面的磁通量向里增加，由楞次定律知，B环中感应电流的磁场方向向外，故B正确，A错误；若A环带负电，且转速增大，则使穿过环面的磁通量向外增加，由楞次定律知，B环中感应电流的磁场方向向里，B环中感应电流的方向应为顺时针方向，故D错误，C正确．故选B、C.20.【答案】AD【解析】由题意可知，小球在B管中下落的速度要小于A管中的下落速度，故说明小球在B管时受到阻力作用．其原因是金属导体切割磁感线，从而使闭合的导体中产生感应电流，由于磁极间的相互作用而使小球受向上的阻力．故B管应为金属导体，如铜、铝、铁等，而A管应为绝缘体，如塑料、胶木等，故AD 正确．21.【答案】(1)实物电路图如图所示：(2)①断开或闭合开关②闭合开关后移动滑动变阻器的滑片．【解析】(1)实物电路图如图所示：(2)断开或闭合开关的过程中或闭合开关后移动滑片的过程中，穿过线圈B的磁通量发生，线圈B中有感应电流产生．22.【答案】(1)如图：(2)①右②左【解析】(1)将电源、开关、滑动变阻器、小螺线管串联成一个回路，再将电流计与大螺线管串联成另一个回路，电路图如图所示．(2)闭合开关，磁通量增加，指针向右偏转，将原线圈迅速插入副线圈，磁通量增加，则灵敏电流计的指针将右偏．原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，电阻增大，则电流减小，穿过副线圈的磁通量减小，则灵敏电流计指针向左偏．23.【答案】(1)4 m/s(2)2 m/s2【解析】(1)金属棒匀速运动时产生的感应电流I m＝由平衡条件有F＝mg sinθ＋BI m L代入数据解得v＝4 m/s(2)此时金属棒受到的安培力F安＝由牛顿第二定律有F－mg sinθ－F安＝ma解得a＝2 m/s2.24.【答案】利用电磁阻尼【解析】磁电式仪表的线圈通常用铝框作骨架，把线圈绕在铝框上，这样做的目的是利用涡流而设计的，当线圈转动时，产生感应电流，受到安培力，使指针迅速稳定，起电磁阻尼的作用．25.【答案】变化【解析】产生感应电流的条件为：只要穿过闭合线圈的磁通量发生变化就有感应电流产生．26.【答案】(1)右右左(2)BC【解析】(1)因合上电键S时，电流增大，穿过线圈的磁通量增加，此时电流表指针向右偏，则当滑片P右移时，电阻减小，电流增加，故此时电流表指针向右偏；在原线圈中插入软铁棒时，穿过线圈的磁通量增加，则此时电流表指针向右偏；拔出原线圈时，穿过线圈的磁通量减小，则此时电流表指针向左偏；(2)因副线圈中产生顺时针方向的感应电流，故穿过A的磁通量为向里的减小或者向外的增加；若原线圈中电流为顺时针方向，变阻器滑片P在右移，则电流增大，磁通量为向里增加，选项A错误；原线圈中电流为顺时针方向，正从副线圈中拔出铁芯，则磁通量为向里减小，选项B正确；原线圈中电流为逆时针方向，正把铁芯插入原线圈中，则磁通量为向外增加，选项C正确；原线圈中电流为逆时针方向，电键S正断开时，则磁通量为向外减小，选项D错误；故选B、C.27.【答案】2或6【解析】磁场方向与线圈平面成30°角，磁感应强度B＝0.5 T，在0.05 s内线圈转到与磁场方向垂直的位置，由于没有明确线圈转动方向，所以分为顺时针和逆时针转动，(1)顺时针转动：穿过线圈的磁通量变化量是：ΔΦ＝Φ2－Φ1＝BS－BS·sin 30°＝5×10－4Wb则线圈中感应电动势大小为：E＝N＝2 V(2)逆时针转动：穿过线圈的磁通量变化量是：ΔΦ′＝Φ2＋Φ1＝BS＋BS·sin 30°＝1.5×10－3Wb则线圈中感应电动势大小为：E′＝N＝6 V.28.【答案】πBd2【解析】在匀强磁场中，当磁场与线圈平面垂直时，穿过线圈平面的磁通量Φ＝BS；磁通量的变化ΔΦ＝Φ2－Φ1.当磁场与线圈平面垂直时，穿过线圈平面的磁通量Φ1＝BS＝Bπ2；现使线圈绕其直径转过30°角，磁通量的大小为Φ2＝BS cos 30°＝Bπ2＝πBd2；则穿过线圈的磁通量的变化为ΔΦ＝Φ2－Φ1＝πBd2－14πBd 2＝πBd2.29.【答案】导体棒中的电流受到安培力作用，安培力的方向与运动方向相反，阻碍导体棒的运动，导体棒要克服安培力做功，将机械能转化为电能．【解析】导体棒中的电流受到安培力作用，安培力的方向与运动方向相反，阻碍导体棒的运动，导体棒要克服安培力做功，将机械能转化为电能．第五章《交变电流》单元测试题一、单选题(每小题只有一个正确答案)1.某变压器原、副线圈匝数比为55∶9，原线圈所接电源电压按如图所示规律变化，副线圈接有负载．下列判断正确的是()A．输出电压的最大值为36 VB．原、副线圈中电流之比为55∶9C．变压器输入、输出功率之比为55∶9D．交流电源有效值为220 V，频率为50 Hz2.用220 V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V，通过负载的电流图象如图所示，则()A．输出电压的最大值是110 VB．变压器输入功率约为3.9 WC．变压器原、副线圈匝数比是1∶2D．负载电流的函数表达式i＝0.05sin (100πt＋)A23.如图为理想变压器原线圈所接电源电压波形，原、副线圈匝数比为n1∶n2＝10∶1，串联在原线圈电路中的电流表示数为1 A，下列说法正确的是()A．变压器输出端所接电压表的示数为20VB．变压器输出功率为100 WC．变压器输出的交流电的频率为100 HzD．若n1＝100匝，则副线圈处穿过每匝线圈的磁通量变化率的最大值为2Wb/s4.某水电站，用总电阻为5 Ω的输电线给940 km外的用户送电，其输出电功率是3×106kW.现用500 kV电压输电，则下列说法正确的是()A．输电线上输送的电流大小为1×105AB．输电线上损失电压为30 kVC．该输电系统的输电效率为95%D．若改用10 kV电压输电，则输电线上损失的功率为4.5×108kW5.如图所示，L1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()A．2.2×103WB．2.2×10－2WC．2.2×108WD．2.2×104W6.在远距离输电中，输电线电阻一定，输送电功率一定，如果将输电电压提高到原来的10倍，则输电线上消耗的功率减小到原来的()A．10倍B．C．100倍D．7.在图中L为电感线圈，C为电容，A、B为两只相同的灯泡，将它们接在电压为u的交流电源上，两只灯泡的亮度一样．若保持电源电压不变，而将电源频率增大，下列说法中正确的是()A．两灯泡的亮度不变B．A灯泡亮度不变，B灯泡变亮C．A灯泡变暗，B灯泡变亮D．A灯泡变亮，B灯泡变暗8.如图所示，在A、B间接入正弦交流电U1＝220 V，通过理想变压器和二极管D1、D2给阻值R＝20 Ω的纯电阻负载供电，已知D1、D2为相同的理想二极管，正向电阻为0，反向电阻无穷大，变压器原线圈n1＝110匝，副线圈n2＝20匝，Q为副线圈正中央抽头，为保证安全，二极管的反向耐压值至少为U0，设电阻R上消耗热功率为P，则有()A．U0＝40V，P＝80 WB．U0＝40 V，P＝80 WC．U0＝40V，P＝20 WD．U0＝40 V，P＝20 W9.一正弦交流电的电流随时间变化规律图象如图所示，由图可知()A．用电流表测该电流其示数为14.1 AB．该交流电流的频率为100 HzC．该交流电流通过10 Ω电阻时，电阻消耗的电功率为1 000 WD．该交流电流瞬时值表达式为i＝10sin 628t(A)10.一台发电机的结构示意图如图所示，其中N、S是永久磁铁的两个磁极，它们的表面呈半圆柱面形状．M 是圆柱形铁芯，铁芯外套有一矩形线圈，线圈绕铁芯M中心的固定转轴匀速转动．磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径的辐向磁场．若从图示位置开始计时电动势为正值，下列图象中能正确反映线圈中感应电动势e随时间t变化规律的是()A．B．C．D．11.随着社会经济的发展，人们对能源的需求也日益扩大，节能变得越来越重要．某发电厂采用升压变压器。
人教版高中物理选修3-3同步测试卷,单元测试卷、期末测试题：高中同步测试卷(七) Word版含解析
高中同步测试卷(七)第七单元热力学第一定律能量守恒(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分．)1．金属制成的汽缸中装有柴油与空气的混合物，有可能使汽缸中柴油达到燃点的过程是()A．迅速向里推活塞B．迅速向外拉活塞C．缓慢向里推活塞D．缓慢向外拉活塞2．在给自行车轮胎打气时，会发现胎内气体温度升高，这是因为()A．胎内气体压强不断增大，而容积不变B．轮胎从外界吸热C．外界空气温度本来就高于胎内气体温度D．打气时，外界不断对胎内气体做功3．行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流．上述不同现象中所包含的相同的物理过程是()A．物体克服阻力做功B．物体的动能转化为其他形式的能量C．物体的势能转化为其他形式的能量D．物体的机械能转化为其他形式的能量4.如图，内壁光滑、导热良好的汽缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体．当环境温度升高时，缸内气体()A．内能增加B．对外做功C．压强增大D．分子间的引力和斥力都增大5．一定质量的气体在保持压强恒等于1.0×105 Pa的状况下，体积从20 L膨胀到30 L，这一过程中气体从外界吸热4×103 J，则气体内能的变化为()A．增加了5×103 J B．减少了5×103 JC．增加了3×103 J D．减少了3×103 J6．重庆出租车常以天然气作为燃料．加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体(可视为理想气体)() A．压强增大，内能减小B．吸收热量，内能增大C．压强减小，分子平均动能增大D．对外做功，分子平均动能减小7．一定质量的理想气体由状态Ⅰ(p1，V1，T1)被压缩至状态Ⅱ(p2，V2，T2)，已知T2>T1，则该过程中()A．气体的内能一定是增加的B．气体可能向外界放热C．气体可能从外界吸收热量D．气体对外界做正功8.如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞．今对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小．若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体()A．温度升高，压强增大，内能减少B．温度降低，压强增大，内能减少C．温度升高，压强增大，内能增加D．温度降低，压强减小，内能增加9.如图为某种椅子升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的理想气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中()A．外界对气体做功，气体内能增加B．外界对气体做功，气体内能减少C．气体对外界做功，气体内能增加D．气体对外界做功，气体内能减少10．如图所示，A、B两点表示一定质量的某种理想气体的两个状态，当气体从状态A 变化到状态B时()A．体积必然变大B．有可能经过体积减小的过程C．外界必然对气体做功D．气体必然从外界吸热11.一物理实验爱好者开展探究性课外活动研究气体压强、体积、温度三量间的变化关系．导热良好的汽缸开口向下，内有理想气体(即分子势能可忽略的气体)，汽缸固定不动，缸内活塞可自由滑动且不漏气．一温度计通过缸底小孔插入缸内，插口处密封良好，活塞下挂一个沙桶，沙桶装满沙子时，活塞恰好静止．现给沙桶底部钻一个小洞，细沙慢慢漏出，外部环境温度恒定，则()A．绳的拉力对沙桶做正功，所以气体对外界做功B．外界对气体做功，温度计示数不变C．气体体积减小，同时从外界吸热D．外界对气体做功，温度计示数增加12.如图，水平放置的密封汽缸内被一竖直隔板分隔为左右两部分，隔板可在汽缸内无摩擦滑动，右侧气体内有一电热丝．汽缸壁和隔板均绝热．初始时隔板静止，左右两边气体温度相等．现给电热丝提供一微弱电流，通电一段时间后切断电源，当缸内气体再次达到平衡时，与初始状态相比()A．右边气体温度升高，左边气体温度不变B．左右两边气体温度都升高C．左边气体压强增大D．右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)13.(10分)如图所示p－V图中，一定质量的理想气体由状态A经过ACB过程至状态B，气体对外做功280 J，吸收热量410 J；气体又从状态B经BDA过程回到状态A，这一过程中外界对气体做功200 J．求：(1)ACB过程中气体的内能是增加还是减少？变化量是多少？(2)BDA过程中气体是吸热还是放热？吸收或放出的热量是多少？14.(10分)如图所示是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，开始时封闭的空气柱长度为22 cm，现在用竖直向下的外力F压缩气体，使封闭空气柱长度变为2 cm，人对活塞做功100 J，大气压强为p0＝1×105 Pa，不计活塞重力．问：(1)若用足够长的时间缓慢压缩气体，求压缩后气体的压强为多大？(2)若以适当的速度压缩气体，向外散失的热量为20 J，则气体的内能增加多少？(活塞的横截面积S＝1 cm2)15.(10分)如图所示，一导热汽缸放在水平面上，其内封闭一定质量的某种理想气体，活塞通过定滑轮与一重物连接，并保持平衡，已知汽缸高度为h，开始时活塞在汽缸中央，初始温度为t摄氏度，活塞面积为S，大气压强为p0.物体重力为G，活塞质量及一切摩擦不计，缓慢升高环境温度，使活塞上升Δx，封闭气体吸收了Q的热量．(汽缸始终未离开地面)求：(1)环境温度升高了多少度？(2)气体的内能如何变化？变化了多少？16．(10分)某同学想要估测每秒钟太阳辐射到地球表面上的能量，他用一个横截面积S ＝3.2 dm2的保温圆筒，筒内装有质量为m＝0.4 kg的水，让太阳光垂直照射t＝3 min，水升高的温度Δt＝2.2 °C，已知水的比热容c＝4.2×103 J/(kg·℃)，地球半径为R＝6 400 km，试求出太阳向地球表面辐射能量的功率．参考答案与解析1．[导学号：65430099]解析：选A.迅速向里推活塞压缩气体时，对气体做功，使气体内能急剧增加，气体来不及向外传热，温度很快升高，达到柴油的着火点，使之燃烧起来．2．[导学号：65430100]解析：选D.给自行车轮胎打气，外界对胎内气体做功，气体内能增加，温度升高，D正确．3．[导学号：65430101]解析：选AD.这四个现象中物体运动过程都受到阻力作用，汽车主要是受制动阻力，流星、降落伞受空气阻力，条形磁铁下落受磁场阻力，因而物体都克服阻力做功，A项正确．四个物体运动过程中，汽车是动能转化成了其他形式的能，流星、降落伞、条形磁铁是重力势能转化成其他形式的能，总之是机械能转化为其他形式的能，D 项正确．4．[导学号：65430102]解析：选AB.当环境温度升高时，压强不变，缸内气体膨胀对外做功，理想气体不考虑分子力，内能仅由物质的量和温度决定，温度升高，气体的内能增加，正确选项为A、B.5．[导学号：65430103]解析：选C.气体等压膨胀过程对外做功W＝pΔV＝1.0×105 Pa×(30－20)×10－3 m3＝1.0×103 J．这一过程气体从外界吸热Q＝4×103 J．由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，由于气体对外做功，W应取负值，则可得ΔU＝－1.0×103 J＋4.0×103 J ＝3.0×103 J，即气体内能增加了3×103 J．故选项C正确．6．[导学号：65430104]解析：选B.温度是分子平均动能的宏观标志，故天然气的温度升高过程中，分子平均动能增大，又天然气可视为理想气体，不需要考虑分子势能，而气体质量不变，气罐内天然气分子数不变，所以气体分子总动能增大，故内能增大，A、D项错；由热力学第一定律可知，气体体积不变，内能增大，则一定从外界吸收热量，B项对；天然气体积不变，随温度升高，气体压强增大，C项错．7．[导学号：65430105]解析：选ABC.理想气体内能只考虑分子动能，T2>T1，故分子动能增加，内能一定是增加的，ΔU取正值．根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，理想气体被压缩，外界对气体做功，W取正值，但不知W与ΔU数值，Q可正可负．8．[导学号：65430106]解析：选C.向下压活塞，对气体做功，气体的内能增加，温度升高，对活塞受力分析可得出气体的压强增大，故C选项正确．9．[导学号：65430107]解析：选A.M筒向下滑动的过程中压缩气体，对气体做功，又由于气体不与外界发生热交换，根据热力学第一定律可知气体的内能增加，选项A正确．10．[导学号：65430108]解析：选ABD.连接OA、OB，得到两条等容线，故有V B>V A，所以A正确．由于没有限制自状态A变化到状态B的过程，所以可先从A状态减小气体的体积再增大气体的体积到B状态，故B正确．因为气体体积增大，所以是气体对外界做功，C错误．因为气体对外界做功，而气体的温度又升高，内能增大，由热力学第一定律知气体一定从外界吸热，D正确．11．[导学号：65430109]解析：选B.汽缸导热良好，细沙慢慢漏出，故活塞缓慢上升，有足够的时间与外界进行热交换，故温度不变，而压强变大．由理想气体状态方程可得体积减小，外界对气体做功，而内能又不变，故向外界放热，B项正确．12．[导学号：65430110]解析：选BC.通电后，右边气体吸收热量，温度升高，压强增大，推动隔板，对左边气体做功，由热力学第一定律可知左边气体温度升高，内能增加，压强变大，A项错误，B、C项正确；由于右边气体吸热的同时，膨胀对左边气体做功，所以内能的增加小于电热丝放出的热量，D项错误．13．[导学号：65430111]解析：(1)ACB过程内能增加，ACB过程中W1＝－280 J，Q1＝410 J由热力学第一定律U B－U A＝W1＋Q1＝130 J气体内能的变化量为130 J.(2)BDA 过程中气体放热因为一定质量理想气体的内能只是温度的函数，BDA 过程中气体内能变化量 U A －U B ＝－130 J 又因外界对气体做功200 J由热力学第一定律U A －U B ＝W 2＋Q 2，Q 2＝－330 J 放出热量330 J.答案：(1)增加 130 J (2)放热 330 J14．[导学号：65430112] 解析：(1)设压缩后气体的压强为p ，活塞的横截面积为S ，l 0＝22 cm ，l ＝2 cm ，V 0＝l 0S ，V ＝lS缓慢压缩气体温度不变，由玻意耳定律得： p 0V 0＝pV ，解得：p ＝1.1×106Pa.(2)大气压力对活塞做功：W 1＝p 0S (l 0－l )＝2 J 人做功W 2＝100 J ， 由热力学第一定律得： ΔU ＝W 1＋W 2＋Q ，将Q ＝－20 J 代入解得ΔU ＝82 J. 答案：(1)1.1×106 Pa (2)82 J15．[导学号：65430113] 解析：(1)活塞缓慢移动，任意时刻都处于平衡状态，故气体做等压变化，由盖－吕萨克定律可知：V T ＝ΔV ΔT 得ΔT ＝2Δx h (273＋t )K. (2)气体温度升高，内能增加．设汽缸内压强为p ，由平衡条件得：pS ＝p 0S －G ，封闭气体对外做功W ＝pS Δx ＝(p 0S －G )Δx ，由热力学第一定律得：ΔU ＝Q ＋(－W )＝Q －(p 0S －G )Δx .答案：见解析16．[导学号：65430114] 解析：水吸收的能量： Q ＝cm Δt ＝4.2×103×0.4×2.2 J ＝3 696 J太阳光在1 s 内垂直照射到S 0＝1 m 2面积上的功率： P ＝Q St ＝ 3 6963.2×10－2×3×60W ＝6.4×102W 太阳辐射到地球表面上能量的功率：P ′＝P ×πR 2S 0＝6.4×102×3.14×(6 400×103)2W ＝8.2×1016W.答案：8.2×1016W。
高中物理选修3-2同步检测：模块综合测试卷
．感应电流方向相同，感应电流所受作用力的方向相同．感应电流方向相反，感应电流所受作用力的方向相反．感应电流方向相反，感应电流所受作用力的方向相同电流表的指针发生偏转．下列说法正确的是()．回路中电流大小变化，方向不变．回路中电流大小不变，方向变化．回路中电流的大小和方向都周期性变化．回路中电流方向不变，从b导线流进电流表圆盘在磁场中切割磁感线产生恒定的感应电动势【解析】输电线中电流I＝P/U，输电线上损失功率P′＝I2R线＝P2R线/U2＝1 kW.选项A正确．【答案】 A4．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图甲所示的电路中，电流表示数变化如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是()A．0～t1时间内，升降机一定匀速运动B．0～t1时间内，升降机可能减速上升C．t1～t2时间内，升降机可能匀速上升D．t1～t2时间内，升降机可能匀加速上升【解析】在0～t1时间内，电流恒定，表明压敏电阻的阻值恒定，则重物对压敏电阻压力恒定，则升降机可能处于静止、匀速运动或匀变速直线运动，故A选项错误，B选项正确．t1～t2时间内，电流在增加，表明压敏电阻的阻值在减小，则重物对压敏电阻的压力在增大，故不可能做匀速运动或匀加速运动，C、D两项都错．【答案】 B5．在生产实际中，有些高压直流电路中含有自感系数很大的线圈，当电路中的开关S 由闭合到断开时，线圈会产生很高的自感电动势，使开关S处产生电弧，危及操作人员的人身安全．为了避免电弧的产生，可在线圈处并联一个元件，在如图所示的方案中可行的是()【答案】 B6．如图，A为螺线管，B为铁芯，C为套在铁芯B上的绝缘磁环．现将A、B、C放置在天平的左盘上，当A中通有电流I时，C悬停在A的上方，天平保持平衡；当调节滑动变阻器，使A中的电流增大时，绝缘磁环C将向上运动，在绝缘磁环C上升到最高点的过程中，若不考虑摩擦及空气阻力的影响，下列说法中正确的是()A．天平仍然保持平衡B．天平左盘先下降后上升C．天平左盘先上升后下降D．绝缘磁环速度最大时，加速度也最大【答案】 B7．如图所示，一矩形线框以竖直向上的初速度进入只有一条水平边界的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，进入磁场后上升一段高度又落下离开磁场，运动过程中线框只受重力和安培力作用，线框在向上、向下经过图中1、2位置时的速率按时间顺序依次为v1、v2、v3和v4，则可以确定()A．v1<v2B．v2<v3C．v3<v4D．v4<v1【解析】由能量守恒定律可知，线框从进入磁场到离开磁场的过程中，有部分机械能转化为焦耳热，即机械能减小，则v4<v1，D正确；而线框完全在磁场中运动时，由于磁通量不变，没有感应电流，故线框只受重力作用，机械能守恒，则v2＝v3，B错误；由楞次定律可知，线框进入磁场时受到的安培力方向竖直向下，重力方向竖直向下，因而做减速运动，则v1>v2，A错误；线框离开磁场时受到的安培力方向竖直向上，重力方向竖直向下，二者大小关系不能确定，故v3、v4大小关系也不能确定，C错误．【答案】 D8.如图所示的电路中，电容C和电感L的值都很大，L的电阻不计，A、B是完全相同的灯泡，当电键K闭合时，下面所叙述的情况中正确的是()A．A灯比B灯先亮，然后A灯熄灭B．B灯比A灯先亮，然后B灯熄灭C．A灯、B灯一起亮，然后A灯熄灭D．A灯、B灯一起亮，然后B灯熄灭【解析】因A灯串接了一个电感L，由于电感阻碍电流的变化，故A灯后亮；而B 灯串接了一个电容C，故B灯亮一下即熄灭，故B正确．【答案】 B9．如图所示，甲图中两导轨不平行，而乙图中两导轨平行，其余物理条件都相同，金属棒MN正在导轨上向右匀速运动，在金属棒运动过程中，将观察到()A．L1、L2都发光，只是亮度不同B．L1、L2都不发光C．L2发光，L1不发光D．L1发光，L2不发光【解析】甲图右侧线圈中感应电动势的大小时刻变化，乙图右侧线圈中感应电动势恒定．据变压器只能改变交变电压可知L1发光，L2不发光．【答案】 D10.如右图所示电路，L为自感系数很大的电感线圈，N为试电笔中的氖管(启辉电压约70 V)，电源电动势约为10 V．已知直流电使氖管启辉时辉光只产生在负极周围，则() A．S接通时，氖管不会亮B．S接通时启辉，辉光在a端C．S接通后迅速切断时启辉，辉光在a端D．条件同C，辉光在b端【答案】AD11．如图所示，一台理想变压器的原、副线圈的匝数比为n1：n2＝：1，在副线圈两端接有“6 V40 W”的电灯泡．若灯泡正常发光，则下列说法中正确的是()A．在原、副线圈中，通过每匝线圈的磁通量时时刻刻都相同B．通过原、副线圈的交变电流的频率相同C．变压器输入电压的最大值为240 VD．变压器的输入功率为40 W【解析】由变压器基本原理可知，理想变压器原、副线圈中通过每匝线圈的磁通量都相等，通过原、副线圈的交变电流的频率相同，所以选项A、B正确；因为灯泡正常发光，所以变压器输出电压的有效值为6 V，由电压关系可知，原线圈输入电压的有效值为240 V，不是最大值，所以选项C错误；理想变压器的输入功率与输出功率相等，所以变压器的输入功率为40 W，选项D正确．【答案】ABD12．远距离输电装置如图所示，升压变压器和降压变压器均是理想变压器．当S由2改接为1时，下列说法正确的是()A．电压表读数变大B．电流表读数变大C．电流表读数变小接有一理想二极管(正向电阻为零，反向电阻为无穷大线圈的匝数比为：1.，电阻R 上电流的有效值为________A.210℃左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的40 kΩ，R t 为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图时，电压鉴别器会令开关S 接通，恒温箱内的电热丝发热，时，电压鉴别器使S 断开，停止加热，恒温箱内的温度恒定在设电路两端电压为U ，当U ab ＝0时，有U R 1＋R 2R 1＝UR 3＋R 20 kΩ时，t ＝35℃.小题，共37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，L2额定功率为6 W．试求：该变压器的原、副线圈匝数比．两灯均工作时原线圈的电流以及只有L1工作时原线圈中的电流．两灯均工作时，由能量守恒得灯工作时，由能量守恒得拉力随时间变化的关系式；x＝4.5 m处时撤掉拉力，此时导体棒两端的电压，此后电阻经时间t导体棒的速度v＝at，位移x＝12at2产生的感应电动势为E＝BL v，产生的感应电流为I＝ER＋r如图所示，光滑平行金属导轨相距30 cm ，电阻不计．沿导轨滑动．与导轨相连的平行金属板A 、B 相距6 cm ，电阻v 向右匀速运动时，一带电微粒在试求速率v 的大小．，平行板AB 间距为d ，0.1＝14Bl v板间能做匀速圆周运动，则mg ＝Eq ＝BL v 2q 4dgBq ＝L v 24dg10×0.020.3m/s ＝0.4 m/s.。
最新人教版高中物理选修3-2测试题及答案全套
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测试题含答案解析全册
人教版高中物理选修3-2测试题及答案解析全册共13套专题培优练（一）电磁感应中的“一定律三定则”问题1.如图1所示，两个相同的铝环穿在一根光滑杆上，将一根条形磁铁向左插入铝环的过程中，两环的运动情况是()图1A．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：选C将一根条形磁铁向左插入铝环的过程中，两个环中均产生感应电流。
根据楞次定律，感应电流将阻碍与磁体间的相对运动，所以两环均向左运动。
靠近磁铁的环所受的安培力大于另一个，又可判断两环在靠近。
选项C正确。
2.如图2所示，闭合螺线管固定在置于光滑水平面上的小车上，现将一条形磁铁从左向右插入螺线管中的过程中，则()图2A．小车将向右运动B．使条形磁铁向右插入时外力所做的功全部转变为电能，最终转化为螺线管的内能C．条形磁铁会受到向右的力D．小车会受到向左的力解析：选A磁铁向右插入螺线管中，根据楞次定律的扩展含义“来拒去留”，磁铁与小车相互排斥，小车在光滑水平面上受力向右运动，所以选项A正确，选项C、D错误。
电磁感应现象中满足能量守恒，由于小车动能增加，外力做的功转化为小车的动能和螺线管中的内能，所以选项B错误。
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正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力F N及在水平方向运动趋势的正确判断是()图3A．F N先小于mg后大于mg，运动趋势向左B．F N先大于mg后小于mg，运动趋势向左C．F N先小于mg后大于mg，运动趋势向右D．F N先大于mg后小于mg，运动趋势向右解析：选D根据楞次定律的另一种表述判断，磁铁靠近线圈时两者排斥，F N大于mg，磁铁远离线圈时两者吸引，F N小于mg，由于安培力阻碍两者间的相对运动，所以线圈一直有向右运动的趋势。
故选D。
4. (多选)如图4所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时()图4A．P、Q将相互靠拢B．P、Q将相互远离C．磁铁的加速度仍为gD．磁铁的加速度小于g解析：选AD本题考查用楞次定律判断物体的运动情况。
人教版高中物理选修3-2全册同步练习测试解析版[92页]
知能综合检测(A 卷)................................................................. 64 知能综合检测(B 卷) ................................................................. 68 第6章 第 1 节........................................................................ 73
A．Ba＝Bb＝Bc，Φa＝Φb＝Φc C．Ba＞Bb＞Bc，Φa＞Φb＞Φc
B．Ba＞Bb＞Bc，Φa＜Φb＜Φc D．Ba＞Bb＞Bc，Φa＝Φb＝Φc
解析： 根据通电螺线管产生的磁场特点，Ba＞Bb＞Bc，由 Φ＝BS，可得 Φa＞Φb＞Φc， 故 C 正确． 答案： C 4． (2011·永安高二检测)如图所示， 有一正方形闭合线圈， 在足够大的匀强磁场中运动． 下
人教版高中物理选修 3-2 全册 同步练习解析版 目 录
第4章 第4章 第4章 第4章 第4章 第 1、2 节 ................................................................... 1 第 3 节.......................................................................... 5 第 4 节........................................................................ 10 第 6 节........................................................................ 16 第 7 节........................................................................ 21
人教版高中物理选修3-2高二上学期同步测试.docx
高中物理学习材料桑水制作10-11学年高二上学期同步测试物理：选修3-2（教科版）命题范围：选修3-2全卷满分100分，用时90分钟。
第Ⅰ卷（共40分）一、选择题（10个小题，共40分，每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确选对的得4分，选错的得0分）1．一矩形线圈在匀强磁场中匀速旋转，所产生的交流电电动势瞬时值的表达式e=220sin10πtV，则下列说法正确的是（）A．该交流电的频率是10πHzB．该交流电动势的有效值是220VC．当t=1/20s时，线圈的磁力矩最大D．当t=0时，穿过线圈的磁通量为零2．矩形线圈绕垂直于匀强磁场的对称轴作匀速转动时，则（）A．当线圈平面处于中性面时，穿过线圈平面的磁通量最大，感应电动势最大B．当线圈平面处于中性面时，穿过线圈平面的磁通量最大,感应电动势为零C．当线圈平面与磁感线平行瞬间，穿过线圈平面的磁通量为零，感应电动势为零D．线圈转动一周，感应电流的方向改变一次3．如图所示，正方形线框abcd的边长为d，向右通过宽为L的匀强磁场，且d<L，则在线框通过磁场的过程中，线框中的感应电流（）A．一直为顺时针方向B．一直为逆时针方向C．先为逆时针方向，中间无感应电流，后为顺时针方向D．先为顺时针方向，中间无感应电流，后为逆时针方向RL 1 L 2S~第6题图NR Ca b第7题图 a d c b第8题图4．如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，有一根水平放置的金属棒沿水平方向抛出，初速度方向和棒垂直，则棒两端产生的 感应电动势将 （ ） A ．随时间增大 B ．随时间减小 C ．不随时间变化 D ．难以确定5．如图所示，矩形线框abcd 可以在两根平行的金属导轨MN ．PQ 上滑动，把它们放在磁场中，当线框向右滑动时，下列说法哪个正确？ （ ） A ．因为ac 、bd 切割磁感线，所以MP 中有方向向下的感应电流B ．因为ac 、bd 切割磁感线，所以MP 中有方向向上的感应电流C ．因为ac 、bd 切割磁感线产生的感应电流相互抵消，所以MP 中没有感应电流D ．虽然ac 、bd 切割磁感线，但通过abcd 闭合回路的磁通量不变，所以MP 中没有感应电流 6．用电高峰期，电灯往往会变暗，其原理可简化为如下物理问题．如图所示，理想变压器的副线圈上，通过 输电线连接两只相同的灯泡L 1和L 2 ，输电线的等效电阻为R ，原线圈输入有效值恒定的交流电压，当开 关S 闭合时，以下说法中正确的是 （ ）A ．原线圈中电流减小B ．原线圈输入功率减小C ．副线圈输出电压减小D ．R 两端的电压增大7．电阻R ．电容C 与一线圈连成闭合电路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N 极朝下，如图所示．现使磁铁开 始自由下落，在N 极接近线圈上端的过程中，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8．如图所示，下列情况下线圈中不能产生感应电流的是（ ）A ．导线中的电流增加B ．线圈向右平动C ．线圈向下平动D ．线圈以ab 边为轴转动9．绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上，铁芯上套着一个铝环，线圈与电源．电键相连，如图所示．线圈上端与电源正极相连，闭合电键的瞬间，铝环向上跳起．若保持电键闭合，则 （ ） 线圈铁芯铝电源+-2A34 B1 A．铝环不断升高B．铝环停留在某一高度C．铝环跳起到某一高度后将回落D．如果电源的正．负极对调，闭合电键，观察到的现象改变10．在图所示的电路中，两个灵敏电流表G1和G2的零点都在刻度盘中央，当电流从“+”接线柱流入时，指针向右摆；电流从“-”接线柱流入时，指针向左摆，在电路接通后在断开的瞬间，下面哪个说法符合实际？（）A．G1指针向左摆，G2指针向右摆B．G1指针向右摆，G2指针向左摆C．G1、G2指针都向左摆D．G1、G2指针都向右摆第Ⅱ卷（共60分）二、本题共2小题，共14分。