【优化方案】高中物理 第1章第3节知能优化训练 教科版选修3-2

用心 爱心 专心 1 1 1 关于感应电流和感应电动势的关系 下列叙述中正确的是 关于感应电流和感应电动势的关系 下列叙述中正确的是 A A 电路中有感应电流 不一定有感应电动势 电路中有感应电流 不一定有感应电动势 B B 电路中有感应电动势 不一定有感应电流 电路中有感应电动势 不一定有感应电流 C C 两个不同电路中 感应电动势大的其感应电流也大 两个不同电路中 感应电动势大的其感应电流也大 D D 两个不同电路中 感应电流大的其感应电动势也大 两个不同电路中 感应电流大的其感应电动势也大 解析 选解析 选 B B 有感应电流则磁通量一定变化 因此一定有感应电动势 选项有感应电流则磁通量一定变化 因此一定有感应电动势 选项 A A 错误 电路中有错误 电路中有 感应电动势 若电路不闭合 则无感应电流 故感应电动势 若电路不闭合 则无感应电流 故 B B 项正确 两个不同电路 总阻值不一定相项正确 两个不同电路 总阻值不一定相 等 由等 由I I 当 当E E大时 若总阻值大时 若总阻值R R r r很大 则电流很大 则电流I I可能较小 故可能较小 故 C C D D 两项均错 两项均错 E E R R r r 2 2 下列几种说法正确的是 下列几种说法正确的是 A 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 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 B 线圈中磁通量越大 产生的感应电动势一定越大 线圈中磁通量越大 产生的感应电动势一定越大 C C 线圈放在磁场越强的位置 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 D D 线圈中磁通量变化越快 线圈中产生的感应电动势越大 线圈中磁通量变化越快 线圈中产生的感应电动势越大 解析 选解析 选 D D 依据法拉第电磁感应定律可知 感应电动势与磁通量无关 与磁通量的变化量无依据法拉第电磁感应定律可知 感应电动势与磁通量无关 与磁通量的变化量无 关 与线圈匝数和磁通量的变化率成正比 因此 选项关 与线圈匝数和磁通量的变化率成正比 因此 选项 A A B B 都是错误的 感应电动势与磁都是错误的 感应电动势与磁 场的强弱也无关 所以 选项场的强弱也无关 所以 选项 C C 也是不对的 线圈中磁通量变化越快意味着线圈的磁通量的也是不对的 线圈中磁通量变化越快意味着线圈的磁通量的 变化率越大 依据法拉第电磁感应定律可知 选项变化率越大 依据法拉第电磁感应定律可知 选项 D D 是正确的 是正确的 3 3 一航天飞机下有一细金属杆 杆指向地心 若仅考虑地磁场的影响 则当航天飞机位于 一航天飞机下有一细金属杆 杆指向地心 若仅考虑地磁场的影响 则当航天飞机位于 赤道上空赤道上空 A A 由东向西水平飞行时 金属杆中感应电动势的方向一定由上向下 由东向西水平飞行时 金属杆中感应电动势的方向一定由上向下 B B 由西向东水平飞行时 金属杆中感应电动势的方向一定由上向下 由西向东水平飞行时 金属杆中感应电动势的方向一定由上向下 C C 沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时 金属杆中感应电动势的方向一定由下向 沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时 金属杆中感应电动势的方向一定由下向 上上 D D 沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时 金属杆中一定没有感应电动势 沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时 金属杆中一定没有感应电动势 解析 选解析 选 AD AD 赤道上方的地磁场方向由南指向北 根据右手定则 飞机由东向西水平飞行时 赤道上方的地磁场方向由南指向北 根据右手定则 飞机由东向西水平飞行时 下端电势高 故下端电势高 故 A A 对 对 B B 错 若飞机沿经线由南向北或由北向南水平飞行时 杆均不切割磁错 若飞机沿经线由南向北或由北向南水平飞行时 杆均不切割磁 感线 杆中不会产生感应电动势 故感线 杆中不会产生感应电动势 故 C C 错 错 D D 正确 正确 4 4 如图 如图 1 1 3 3 8 8 所示 平行导轨间距为所示 平行导轨间距为d d 其左端接一个电阻 其左端接一个电阻R R 匀强磁场的磁感应强度为匀强磁场的磁感应强度为 B 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 方向垂直于平行金属导轨所在平面 一根金属棒与导轨成 角放置 金属棒与导轨的电角放置 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阻均不计 当金属棒沿垂直于棒的方向以恒定的速度v v在导轨上滑行时 通过电阻在导轨上滑行时 通过电阻R R的电流的电流 强度是强度是 图图 1 1 3 3 8 8 A A B B B Bd dv v R R B Bd dv vs si in n R R C C D D B Bd dv vc co os s R R B Bd dv v R Rs si in n 解析 选解析 选 D D 金属棒金属棒MNMN垂直于磁场放置 运动速度垂直于磁场放置 运动速度v v与棒垂直 且与棒垂直 且v v B B 即已构成两两互相 即已构成两两互相 垂直关系 垂直关系 MNMN接入导轨间的长度为接入导轨间的长度为 所以 所以E E BLvBLv I I 故选项 故选项 D D d d s si in n B Bd dv v s si in n E E R R B Bd dv v R Rs si in n 用心 爱心 专心 2 正确 正确 5 5 2011 2011 年厦门高二月考年厦门高二月考 如图如图 1 1 3 3 9 9 甲所示 一个圆形线圈的匝数甲所示 一个圆形线圈的匝数n n 10001000 线圈面积 线圈面积 S S 200200 cmcm2 2 线圈的电阻 线圈的电阻r r 1 1 线圈外接一个阻值 线圈外接一个阻值R R 4 4 的电阻 把线圈放入一方向的电阻 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 1 1 2 2 1010 乙所示 求 乙所示 求 图图 1 1 3 3 9 9 1 1 前前 4 4 s s 内的感应电动势 内的感应电动势 2 2 前前 4 4 s s 内通过内通过R R的电荷量 的电荷量 解析 解析 1 1 由图像可知前由图像可知前 4 4 s s 内磁感应强度内磁感应强度B B的变化率的变化率 T sT s 0 050 05 T sT s B B t t 0 0 4 4 0 0 2 2 4 4 4 4 s s 内的平均感应电动势内的平均感应电动势 E E nSnS 1000 0 02 0 051000 0 02 0 05 V V 1 1 V V B B t t 2 2 电路中的平均感应电流电路中的平均感应电流 q q t t 又因为 又因为E E n n I I E E R R总总I I t t 所以所以q q n n 1 1 000 000 C C 0 80 8 C C R R总总 0 0 0 02 2 0 0 4 4 0 0 2 2 4 4 1 1 答案 答案 1 1 1 1 V V 2 0 8 2 0 8 C C 一 选择题一 选择题 1 1 决定闭合电路中感应电动势大小的因素是 决定闭合电路中感应电动势大小的因素是 A A 磁通量 磁通量 B B 磁感应强度 磁感应强度 C C 磁通量的变化率 磁通量的变化率 D D 磁通量的变化量 磁通量的变化量 解析 选解析 选 C C 根据电磁感应定律根据电磁感应定律E E n n 可知 可知 C C 正确 正确 t t 2 2 穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地减少 穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地减少 2 2 WbWb 则 则 A A 线圈中的感应电动势每秒钟增加 线圈中的感应电动势每秒钟增加 2 2 V V B B 线圈中的感应电动势每秒钟减少 线圈中的感应电动势每秒钟减少 2 2 V V C C 线圈中无感应电动势 线圈中无感应电动势 D D 线圈中感应电动势保持不变 线圈中感应电动势保持不变 解析 选解析 选 D D 由题意知 由题意知 2 2 Wb sWb s 故 故E E 2 2 V V 保持不变 保持不变 t t t t 3 3 将一磁铁缓慢或者迅速地插到闭合线圈中的同一位置处 不发生变化的物理量是 将一磁铁缓慢或者迅速地插到闭合线圈中的同一位置处 不发生变化的物理量是 磁通量的变化量磁通量的变化量 磁通量的变化率磁通量的变化率 感应电流的大小感应电流的大小 流过导体横截面的电荷量流过导体横截面的电荷量 A A B B C C D D 解析 选解析 选 B B 将磁铁插到同一位置 磁通量的变化量相同 而用时不同 所以磁通量的变化率将磁铁插到同一位置 磁通量的变化量相同 而用时不同 所以磁通量的变化率 不同 感应电动势的大小不同 感应电流的大小不同 由不同 感应电动势的大小不同 感应电流的大小不同 由q q I I t t t t t t E E R R t t R R 用心 爱心 专心 3 可知流过导体横截面的电荷量不变 故可知流过导体横截面的电荷量不变 故 正确 选正确 选 B B R R 4 4 一根直导线长 一根直导线长 0 10 1 m m 在磁感应强度为 在磁感应强度为 0 10 1 T T 的匀强磁场中以的匀强磁场中以 1010 m sm s 的速度匀速运动 的速度匀速运动 则对于导线中产生的感应电动势的说法中不正确的是则对于导线中产生的感应电动势的说法中不正确的是 A A 一定为 一定为 0 10 1 V V B B 可能为零 可能为零 C C 可能为 可能为 0 010 01 V V D D 最大值为 最大值为 0 10 1 V V 解析 选解析 选 A A 当当B B L L v v两两垂直 导线做垂直切割磁感线运动时感应电动势最大 两两垂直 导线做垂直切割磁感线运动时感应电动势最大 E Em m BLvBLv 0 1 0 1 100 1 0 1 10 V V 0 10 1 V V 当 当v v B B时 时 E E 0 0 所以所以 0 0 E E 0 1 0 1 V V B B C C D D 正确 正确 A A 错误 故选错误 故选 A A 5 5 一闭合线圈 放在随时间均匀变化的磁场中 线圈平面和磁场方向垂直 若想使线圈中 一闭合线圈 放在随时间均匀变化的磁场中 线圈平面和磁场方向垂直 若想使线圈中 感应电流增强一倍 下述哪些方法是可行的感应电流增强一倍 下述哪些方法是可行的 A A 使线圈匝数增加一倍 使线圈匝数增加一倍 B B 使线圈面积增加一倍 使线圈面积增加一倍 C C 使线圈匝数减少一半 使线圈匝数减少一半 D D 使磁感应强度的变化率增大一倍 使磁感应强度的变化率增大一倍 解析 选解析 选 D D 根据根据E E n n n nS S求电动势 要考虑到当求电动势 要考虑到当n n S S发生变化时导体的电阻也发发生变化时导体的电阻也发 t t B B t t 生了变化 若匝数增加一倍 电阻也增加一倍 感应电流不变 故生了变化 若匝数增加一倍 电阻也增加一倍 感应电流不变 故 A A 错 同理错 同理 C C 错 若面积错 若面积 增加一倍 长度为原来的增加一倍 长度为原来的倍 因此电阻为原来的倍 因此电阻为原来的倍 电流为原来的倍 电流为原来的倍 故倍 故 B B 错 正确错 正确 2 22 22 2 选项为选项为 D D 6 6 如图 如图 1 1 3 3 1010 所示 六根形状各异的导线处在匀强磁场中 端点的连线所示 六根形状各异的导线处在匀强磁场中 端点的连线MNMN PQPQ相互平相互平 行 若各导线运动的速度大小相同 方向沿虚线行 若各导线运动的速度大小相同 方向沿虚线 虚线与虚线与MNMN PQPQ平行平行 下列说法正确的是 下列说法正确的是 图图 1 1 3 3 1010 A A 因为 因为 号导线最短 所以感应电动势最小号导线最短 所以感应电动势最小 B B 号导线的感应电动势相同 但比号导线的感应电动势相同 但比 号小号小 C C 六根导线的感应电动势相同 六根导线的感应电动势相同 D D 号导线形状不规则 并超过端点 无法与其他四根导线产生的感应电动势进行比较号导线形状不规则 并超过端点 无法与其他四根导线产生的感应电动势进行比较 解析 选解析 选 C C 导线平动切割磁感线时产生的电动势导线平动切割磁感线时产生的电动势E E BLvBLv L L为有效长度 若为曲导线 应将为有效长度 若为曲导线 应将 始 末两端连接 然后再投影到垂直于速度的方向上 本题中六根导线的有效长度相同 因始 末两端连接 然后再投影到垂直于速度的方向上 本题中六根导线的有效长度相同 因 此此 C C 正确 正确 7 7 2010 2010 年高考江苏卷年高考江苏卷 一矩形线框置于匀强磁场中 线框平面与磁场方向垂直 先保持线一矩形线框置于匀强磁场中 线框平面与磁场方向垂直 先保持线 框的面积不变 将磁感应强度在框的面积不变 将磁感应强度在 1 1 s s 时间内均匀地增大到原来的两倍 接着保持增大后的磁时间内均匀地增大到原来的两倍 接着保持增大后的磁 感应强度不变 在感应强度不变 在 1 1 s s 时间内 再将线框的面积均匀地减小到原来的一半 先后两个过程中 时间内 再将线框的面积均匀地减小到原来的一半 先后两个过程中 线框中感应电动势的比值为线框中感应电动势的比值为 A A B B 1 1 1 1 2 2 C C 2 2 D D 4 4 解析 选解析 选 B B 先保持线框的面积不变 由法拉第电磁感应定律可知先保持线框的面积不变 由法拉第电磁感应定律可知E E1 1 S S S S B B t t 2 2B B B B t t B BS S t t 再保持增大后的磁感应强度不变 有再保持增大后的磁感应强度不变 有E E2 2 2 2B B 可见先后两个过程中产生的电动势 可见先后两个过程中产生的电动势 S S t t B BS S t t 的大小相等 两者的比值为的大小相等 两者的比值为 1 1 选项 选项 B B 正确 正确 8 8 一个面积 一个面积S S 4 104 10 2 2 m m2 2 匝数 匝数n n 100100 匝的线圈 放在匀强磁场中 磁场方向垂直于线匝的线圈 放在匀强磁场中 磁场方向垂直于线 圈平面 磁感应强度圈平面 磁感应强度B B随时间随时间t t变化的规律如图变化的规律如图 1 1 3 3 1111 所示 则下列判断正确的是所示 则下列判断正确的是 用心 爱心 专心 4 图图 1 1 3 3 1111 A A 在开始的 在开始的 2 2 s s 内穿过线圈的磁通量变化率等于 内穿过线圈的磁通量变化率等于 0 080 08 Wb sWb s B B 在开始的 在开始的 2 2 s s 内穿过线圈的磁通量的变化量等于零内穿过线圈的磁通量的变化量等于零 C C 在开始的 在开始的 2 2 s s 内线圈中产生的感应电动势等于 内线圈中产生的感应电动势等于 0 080 08 V V D D 在第 在第 3 3 s s 末线圈中的感应电动势等于零末线圈中的感应电动势等于零 解析 选解析 选 A A 由由E E n n n n S S得 得 t t B B t t 在开始在开始 2 2 s s 内线圈中产生的感应电动势内线圈中产生的感应电动势 E E 100 100 4 10 4 10 2 2 V V 8 8 V V 4 4 2 2 磁通量变化率磁通量变化率 0 080 08 Wb sWb s t t 第第 3 3 s s 末虽然磁通量为零 但磁通量变化率为末虽然磁通量为零 但磁通量变化率为 0 080 08 Wb sWb s 所以选 所以选 A A 图图 1 1 3 3 1212 9 9 如图 如图 1 1 3 3 1212 所示 导体棒所示 导体棒ABAB的长为的长为 2 2R R 绕 绕O O点以角速率点以角速率 匀速转动 匀速转动 OBOB为为R R 且 且 O O B B A A三点在一条直线上 有一磁感应强度为三点在一条直线上 有一磁感应强度为B B的匀强磁场充满转动平面且与转动平面垂的匀强磁场充满转动平面且与转动平面垂 直 那么直 那么ABAB两端的电势差为两端的电势差为 A A B RB R2 2 B B 2 2B RB R2 2 1 1 2 2 C C 4 4B RB R2 2 D D 6 6B RB R2 2 解析 选解析 选 C C A A点线速度点线速度v vA A 3 3R R B B点线速度点线速度v vB B R R ABAB棒切割磁感线的平均速度棒切割磁感线的平均速度 v v 2 2 R R 由 由E E BLvBLv得 得 ABAB两端的电势差为两端的电势差为E E B B 2 2R R 4 4B RB R2 2 C C 正确 正确 v vA A v vB B 2 2v v 1010 2011 2011 年高考江苏卷年高考江苏卷 如图如图 1 1 3 3 1313 所示 水平面内有一平行金属导轨 导轨光滑且电所示 水平面内有一平行金属导轨 导轨光滑且电 阻不计 匀强磁场与导轨平面垂直 阻值为阻不计 匀强磁场与导轨平面垂直 阻值为R R的导体棒垂直于导轨静止放置 且与导轨接触的导体棒垂直于导轨静止放置 且与导轨接触 良好 良好 t t 0 0 时 将开关时 将开关 S S 由由 1 1 掷到掷到 2 2 q q i i v v和和a a分别表示电容器所带的电荷量 棒中的电分别表示电容器所带的电荷量 棒中的电 流 棒的速度和加速度 下列图像正确的是流 棒的速度和加速度 下列图像正确的是 图图 1 1 3 3 1313 图图 1 1 3 3 1414 解析 选解析 选 D D 导体棒做加速度减小的加速运动 直至匀速 故导体棒做加速度减小的加速运动 直至匀速 故q q t t图像应如图甲所示 图像应如图甲所示 A A 错 错 用心 爱心 专心 5 i i t t图像应如图乙所示 图像应如图乙所示 B B 错 错 v v t t图像应如图丙所示 图像应如图丙所示 C C 错 错 D D 对 对 二 非选择题二 非选择题 1111 2011 2011 年通州市调研年通州市调研 如图如图 1 1 3 3 1515 甲所示 水平放置的线圈匝数甲所示 水平放置的线圈匝数n n 200200 匝 直径匝 直径 d d1 1 4040 cmcm 电阻 电阻r r 2 2 线圈与阻值 线圈与阻值R R 6 6 的电阻相连 在线圈的中心有一个直径的电阻相连 在线圈的中心有一个直径 d d2 2 2020 cmcm 的有界匀强磁场 磁感应强度按图乙所示规律变化 规定垂直纸面向里的磁感应的有界匀强磁场 磁感应强度按图乙所示规律变化 规定垂直纸面向里的磁感应 强度方向为正方向 试求 强度方向为正方向 试求 图图 1 1 3 3 1515 1 1 通过电阻通过电阻R R的电流方向 的电流方向 2 2 电压表的示数 电压表的示数 3 3 若撤去原磁场 在图中虚线的右侧空间加磁感应强度若撤去原磁场 在图中虚线的右侧空间加磁感应强度B B 0 50 5 T T 的匀强磁场 方向垂直纸的匀强磁场 方向垂直纸 面向里 试证明将线圈向左拉出磁场的过程中 通过电阻面向里 试证明将线圈向左拉出磁场的过程中 通过电阻R R上的电荷量为定值 并求出其上的电荷量为定值 并求出其 值 值 解析 解析 1 1 电流方向从电流方向从A A流向流向B B 2 2 由由E E n n可得 可得 E E n n E E I I R R r r U U IRIR t t d d2 2 2 2 B B 4 4 t t 解得 解得 U U 1 5 1 5 V V 4 74 7 V V 3 3 设线圈拉出磁场经历时间设线圈拉出磁场经历时间 t t n n 电荷量 电荷量q q t t E E t t n n d d2 2 1 1B B 4 4 t tI I E E R R r rI I 解得 解得 q q n n 与线圈运动的时间无关 即与运动的速度无关 代入数据得 与线圈运动的时间无关 即与运动的速度无关 代入数据得 d d2 2 1 1B B 4 4 R R r r q q 0 5 0 5 C C 1 571 57 C C 答案 答案 1 1 从从A A流向流向B B 2 4 7 2 4 7 V V 3 3 证明见解析证明见解析 1 571 57 C C 1212 如图 如图 1 1 3 3 1616 所示 一水平放置的平行导体框宽度所示 一水平放置的平行导