作业4《物理》选修3—2(附答案)

新课标2016高二物理寒假作业4《物理》选修3—2 一、选择题（本题共6道小题） 1.（单选）如图所示，电流表与螺线管组成闭合电路，以下不能使电流表指针偏转的是（）

A． 将磁铁插入螺线管的过程中 B． 磁铁放在螺线管中不动时 C． 将磁铁从螺线管中向上拉出的过程中 D． 将磁铁从螺线管中向下拉出的过程中 2.（单选）粗细均匀的电阻丝围成的正方形线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同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是（） A． B． C． D．

3.（单选）如图所示，直角坐标系Oxy的2、4象限有垂直坐标系向里的匀强磁场磁感应强度大小均为B，在第3象限有垂直坐标系向外的匀强磁场磁感应强度大小为2B，现将半径为R，圆心角为90°的扇形闭合导线框OPQ在外力作用下以恒定角速度绕O点在纸面内沿逆时针方向匀速转动．t=0时线框在图示位置，设电流逆时针方向为正方向．则下列关于导线框中的电流随时间变化关系正确的是（） A． B． C． D． 4.（单选）如图所示，两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻．将质量为m的金属棒悬挂在一个上端固定的绝缘轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，除电阻R外其余电阻不计，导轨所在平面与一匀强磁场垂直，静止时金属棒位于A处，此时弹簧的伸长量为△l．现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则（ ）

A． 释放瞬间金属棒的加速度小于g B． 电阻R中电流最大时，金属棒在A处下方的某个位置 C． 金属棒在最低处时弹簧的拉力一定小于2mg D． 从释放到金属棒最后静止的过程中，电阻R上产生的热量为mg△l 5.（多选）如图所示，平行且足够长的两条光滑金属导轨，相距L=0.4m，导轨所在平面与水平面的夹角为30°，其电阻不计．把完全相同的两金属棒（长度均为0.4m）ab、cd分别垂直于导轨放置，并使每棒两端都与导轨良好接触．已知两金属棒的质量均为m=0.1kg、电阻均为R=0.2Ω，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B=0.5T，当金属棒ab在平行于导轨向上的力F作用下沿导轨向上匀速运动时，金属棒cd恰好能保持静止．取g为10m/s2，则下列判断正确的是（ ）

A． F的大小为0.5N B． 金属棒ab产生的感应电动势为1.0V C． ab两端的电压为1.0V D． ab棒的速度为5.0m/s 6.（多选）下列对日常生活中应用的电器设备的物理原理说法正确的是 A．煤气灶电子点火一般是利用感应圈产生高压电火花完成的 B．家用电饭煲加热食物主要利用了电流的磁效应 C．为了消除静电现象，有金属外壳的家用电器要采用带保护接地的三孔插座 D．电磁炉是应用电磁感应原理进行加热工作的

7.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）图示位置时，闭合电键发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，那么合上电键稳定后可能出现的情况有： A.将A线圈迅速插入B线圈时，灵敏电流计指针将向_______偏转（填“左”或“右”）； B.A线圈插入B线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉动时，灵敏电流计指针将向 _______偏转（填“左”或“右”）。 8.如图（a）所示为某同学“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”的电路实物图，电流从接线柱A流入螺线管，从接线柱B流出螺线管．

二、实验题（本题共2道小题） （1）实验操作正确，得到螺线管中心轴线上的磁感应强度B的分布如图（b）中的图线1，从图中可以看出，螺线管中部的磁感应强度特点是 ． （2）该同学发现螺线管是由很细的导线紧密绕制而成，其右侧还有一个接线柱C．为了探究螺线管导线的绕线方式及其如何与三个接线柱A、B、C相连，他接着做了以下探究性实验：保持其它条件不变，仅使电流从接线柱A流入，从接线柱C流出螺线管，得到螺线管中心轴线上的磁感应强度分布如图（b）中的图线2，且发现图线2中间部分的磁感应强度比图线1中间部分的磁感强度的一半值略大些．保持其它条件不变，仅使电流从接线柱C流入，从接线柱B流出螺线管，得到螺线管中心轴线上的磁感应强度分布与图线2相似，请根据实验结果猜测螺线管绕线可能是图（c）中的 （选填“甲”、“乙”或“丙”）． （3）该同学通过理论分析，认为第2次实验结果中通电螺线管中心处的磁感强度应该是第1次实验结果的一半，而实际测量结果却存在差异，最可能的原因是 。 三、计算题（本题共3道小题） 9.如图1所示，一个匝数n=100的圆形线圈，面积S1=0.4m2，电阻r=1Ω。在线圈中存在面积S2=0.3m2、垂直线圈平面(指向纸外)的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图2所示。将其两端a、b与一个R=2Ω的电阻相连接，b端接地。试分析求解： (1)圆形线圈中产生的感应电动势E； (2)电阻R消耗的电功率； (3)a端的电势φa。 10.如图所示，在与水平面成θ角且连接电源的金属框架上，放一长为L，质量为M的金属杆ab，磁场的磁感应强度为B，方向垂直框架所在的平面，当金属杆中通有电流I时，它恰好沿金属框架向下匀速运动，求金属杆与金属框架之间的动摩擦因数．

11.如图甲所示，两根间距=1.0m、电阻不计的足够长平行金属导轨ab、cd水平放置，一端与阻值R=2.0Ω的电阻相连．质量m=0.2kg的导体棒ef在恒定外力F作用下由静止开始运动，已知导体棒与两根导轨间的最大静摩擦力和滑动摩擦力均为f=1.0N，导体棒电阻为r=10Ω，整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场B中，导体棒运动过程中加速度a与速度v的关系如图乙所示（取g=10m/s2）．求：

（1）当导体棒速度为v时，棒所受安培力F安的大小（用题中字母表示）． （2）磁场的磁感应强度B． （3）若ef棒由静止开始运动距离为S=6.9m时，速度已达v′=3m/s．求此过程中产生的焦耳热Q． 新课标2016高二物理寒假作业4《物理》选修3—2 试卷答案 1.B 解：只要是线圈中的磁通量不发生变化，回路中无感应电流，指针便不会偏转，在磁铁插入、拉出过程中线圈中的磁通量均发生变化，因此ACD错误； 磁铁放在螺线管中不动时，线圈中的磁通量不发生变化，无感应电流产生，故B正确． 2.B 解：磁场中切割磁感线的边相当于电源，外电路由三个相同电阻串联形成，ACD中a、b两点间电势差为外电路中一个电阻两端电压为：U==，

B图中a、b两点间电势差为路端电压为：U==，所以a、b两点间电势差绝对值最大的是B图所示； 3.B 解：在0﹣t时间内，线框从图示位置开始（t=0）转过90°的过程中，产生的感应电动势为： E1=ω•R2；由闭合电路欧姆定律得，回路电流为：I1==．根据楞次定律判断可知，线框中感应电流方向沿逆时针． 在t﹣2t时间内，线框进入第3象限的过程中，回路电流方向为顺时针．回路中产生的感应电动势为： E2=ω•R2+ω•R2=Bω•R2=3E1；感应电流为：I2=3I1； 在2t﹣3t时间内，线框进入第4象限的过程中，回路电流方向为逆时针．回路中产生的感应电动势为： E3=ω•R2+ω•R2=Bω•R2=3E1；感应电流为：I2=3I1； 在3t﹣4t时间内，线框出第4象限的过程中，回路电流方向为顺时针．回路中产生的感应电动势为： E4=ω•R2；由闭合电路欧姆定律得，回路电流为：I4=I1；故B正确．

4.C 解：A、释放瞬间金属棒的速度为零，没有产生感应电流，不受安培力，只受重力，则金属棒的加速度为g．故A错误． B、若没有磁场，金属棒回到A处时速度最大，有磁场时，由于电磁感应产生感应电流，金属棒将受到安培阻力作用，则在A处上方速度达到最大，此时感应电流最大．故B错误． C、若没有磁场，金属棒做简谐运动，根据对称性可知，金属棒在最低处时加速度大小等于g，方向竖直向上，由牛顿第二定律得知，金属棒在最低处时弹簧的拉力等于2mg． 有磁场时，金属棒还受到安培阻力作用，金属棒向下到达的最低位置比没有磁场时高，加速度应小于g，则弹簧的拉力一定小于2mg．故C正确． D、金属棒最后静止在A处，从释放到金属棒最后静止的过程中，其重力势能减小，转化成内能和弹簧的弹性势能，则电阻R上产生的热量小于mg△l．故D错误． 5.BD 解：A、以两棒组成的系统为研究的对象，由于金属棒ab在平行于导轨向上的力F作用下沿导轨向上匀速运动，金属棒cd恰好能保持静止，则系统处于平衡状态，受到的合力等于0，所以沿斜面的方向：F=2mgsin30°=2×0.1×10×0.5=1N．故A错误； B、以cd棒为研究的对象，cd受到的重力沿斜面向下的分力为：Gcd=mgsin30°=0.1×10×0.5=0.5N 由受力平衡则，Gcd=BIL， 所以：A 金属棒ab产生的感应电动势为：E=IR总=2.5×2×0.2=1.0V．故B正确； C、ab两端的电压是路端电压，即为：Uab=I•R=2.5×0.2=0.5V．故C错误；

D、棒ab将沿导轨向上匀速滑动，切割磁感线产生感应电动势，E=BLv 得：m/s．故D正确． 6.AD. 解析：它是由于感应圈中产生感应电流而形成火花，所以煤气灶电子点火一般是利用感应圈产生高压电火花完成的。Ａ对；家用电饭煲加热食物主要利用了电流的热效应，Ｂ错；在Ｃ中金属外壳的家用电器要采用带保护接地的三孔插座是防止家用电器带电，插入三孔插座，防止用电器漏电和触电事故的发生。不是消除静电现象，Ｃ错；电磁炉是应用电磁感应原理