高中物理 第五章 第1节 课时跟踪训练 选修32.doc

2013高二物理选修3-2：第五章 第1节 课时跟踪训练(时间30分钟，满分60分)一、选择题(本题共8小题，每小题5分，共40分。每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1如图1所示为演示交变电流的装置图，关于这个实验，正确的说法是()图1a线圈每转动一周，指针左右摆动两次b图示位置为中性面，线圈中无感应电流c图示位置，ab边的感应电流方向为由abd线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零解析：线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生周期性变化的交变电流，线圈经过中性面时电流改变方向，线圈每转动一周，有两次通过中性面，电流方向改变两次，指针左右摆动一次，故a错；线圈平面垂直于磁感线的位置称为中性面，显然图示位置不是中性面，所以b也不对；线圈处于图示位置时，ab边向右运动，由右手定则，ab边的感应电流方向为由ab；线圈平面与磁场方向平行时，ab、cd边垂直切割磁感线，线圈产生的电动势最大，也可以这样认为，线圈处于竖直位置时，磁通量为零，但磁通量的变化率最大。答案：c2.如图2所示，单匝矩形线圈的一半放在有界匀强磁场中，中心轴线oo与磁场边界重合，线圈绕中心轴线按图示方向(从上向下看逆时针方向)匀速转动，t0时刻线圈平面与磁场方向垂直，规定电流方向沿abcd为正方向，则图3中能表示线圈内感应电流随时间变化规律的是 () 图2图3解析：线圈从初始时刻至转过时间内，ab一侧的线框在磁场中绕oo转动产生正弦交流电，电流方向由楞次定律判断为dcba且越来越大。从转过至时间内，ab一侧线框在磁场外，而dc一侧线框又进入磁场产生交流电，电流方向为dcba且越来越小，以此类推，可知it图像正确的为b。答案：b3线圈在匀强磁场中转动产生电动势e10sin (20t) v，则下列说法正确的是()at0时，线圈平面位于中性面bt0时，穿过线圈的磁通量最大ct0时，导线切割磁感线的有效速率最大dt0.4 s时，e有最大值10 v解析：由电动势的瞬时值表达式，计时从线圈位于中性面时开始，所以t0时，线圈平面位于中性面，磁通量为最大，但此时导线速度方向与磁感线平行，切割磁感线的有效速率为零，a、b正确，c错误。当t0.4 s时，e10sin (20t)10sin (200.4) v0，d错误。答案：ab4如图4所示，甲、乙两个并排放置的共轴线圈，甲中通有如图丙所示的电流，则()图4a在t1到t2时间内，甲、乙相吸b在t2到t3时间内，甲、乙相斥ct1时刻两线圈间作用力为零dt2时刻两线圈间吸引力最大解析：甲回路电流减弱时，据楞次定律，乙回路将产生与甲同向环绕的感应电流。甲、乙电流之间通过磁场发生相互作用，甲、乙相吸。同理，当甲中电流增强时，甲、乙互相排斥。故选项a、b都正确。在t1时刻，甲中电流产生的磁场变化率为零，则乙线圈感生电流瞬时值为零，而t2时刻，虽然乙中感生电流最强，但此时甲中电流瞬时值为零，所以t1、t2时刻，甲、乙电流间相互作用都为零。答案：abc5一交流发电机的感应电动势eemsin t，如将线圈的匝数增加一倍，电枢的转速也增加一倍，其他条件不变，感应电动势的表达式将变为 ()ae2emsin 2tbe2emsin 4tce4emsin 2t de4emsin 4t解析：eemsin tnbs sin t，现n2n，2，则e4em，所以感应电动势的瞬时值表达式将变为e4emsin 2t。答案：c6长为a、宽为b的矩形线圈，在磁感应强度为b的匀强磁场中，绕垂直于磁场的oo轴以恒定的角速度旋转。设t0时，线圈平面与磁场方向平行，则此时的磁通量和磁通量的变化率分别是()a0,0b0，babc.，0 dbab，bab解析：实际上，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动时，产生交变电动势：eemcos tbabcos t。当t0时，cos t1，虽然磁通量0，但是电动势有最大值embab，根据法拉第电磁感应定律en，可知当电动势为最大值时，对应的磁通量的变化率也最大，即em()maxbab。综上所述，正确选项为b。答案：b7如图5甲所示，u形金属导轨水平放置，导轨上跨接一金属棒ab，与导轨构成闭合回路，并能在导轨上自由滑动，在导轨左侧与ab平行放置的导线cd中通以如图5乙所示的交变电流，规定电流方向自c向d为正，则ab棒受到向左的安培力的作用时间是()图5a0t1bt1t2ct2t3 dt3t4解析：0t1时间内，电流i由cd且逐渐增大，由安培定则知，穿过abef回路的磁感应强度垂直纸面向里，且逐渐增强，因此磁通量增大，由楞次定律判定金属棒ab中的电流方向由ab；再由左手定则可判定，此过程中ab棒所受安培力向左，选项a正确。同理，可判定出t1t2、t3t4时间内ab棒所受安培力向右，t2t3时间内ab棒所受安培力向左。答案：ac8.如图6所示，在水平匀强磁场中一矩形闭合线圈绕oo轴匀速转动，若要使线圈中的电流峰值减半，可行的方法是()a只将线圈的转速减半图6b只将线圈的匝数减半c只将匀强磁场的磁感应强度减半d只将线圈的边长减半解析：由im，emnbs，2n，得im，故a、c正确；又电阻r与匝数有关，当匝数减半时电阻r也随之减半，则im不变，故b错误；当边长减半时，面积s减为原来的，而电阻减为原来的，故d正确。答案：acd二、非选择题(本题共2小题，每小题10分，共20分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)9闭合线圈在匀强磁场中匀速转动，转速为240 r/min，若线圈平面转至与磁场平行时的电动势为2 v，求从中性面开始计时，(1)产生的交流电动势的表达式；(2)电动势的峰值；(3)从中性面起经 s，交流电动势的大小。解析：(1)当线圈平面与磁场平行时，感生电动势最大，为em2 v，又2n2 rad/s8 rad/s所以瞬时值表达式为：eemsin t2sin(8t) v。(2)电动势的峰值为em2 v。(3)当t s时，e2sin v1 v。答案：(1)e2sin (8t) v(2)2 v(3)1 v10发电机的转子是匝数为100，边长为20 cm的正方形线圈，将它置于磁感应强度b0.05 t的匀强磁场中，绕着垂直于磁场方向的轴以100 rad/s的角速度转动，当线圈平面跟磁场方向垂直时开始计时。线圈和外电