高中同步测试卷_人教物理选修3-2：高中同步测试卷(二)Word版含解析

1、高中同步测试卷（二）第二单元法拉第电磁感应定律和楞次定律（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.（2016高考北京卷）如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环 a、b,磁场方向与圆环所在 平面垂直.磁感应强度 B随时间均匀增大.两圆环半径之比为 2 ： 1,圆环中产生的感应电 动势分别为Ea和Eb,不考虑两圆环间的相互影响.下列说法正确的是（ ）A. Ea ： Eb=4 ： 1,感应电流均沿逆时针方向B. Ea ： Eb=4 ： 1,感应电流均沿顺时针方向C. Ea ： Eb=2 ： 1,感应电流均沿逆

2、时针方向D. Ea ： Eb=2 ： 1,感应电流均沿顺时针方向2 .如图所示，闭合开关 S,两次将条形磁铁插入闭合线圈，第一次用时0.2s,第二次用时 0.4 s,并且两次条形磁铁的起始和终止位置相同，则 （）A.第二次线圈中的磁通量变化较快B.第一次电流表G的最大偏转角较大C.第二次电流表 G的最大偏转角较大D.若断开S,电流表G均不偏转，故两次线圈两端均无感应电动势3 .长直导线与次I形线框 abcd处在同一平面中静止不动，如图甲所示.长直导线中通以 大小和方向都随时间做周期性变化的电流，i t图象如图乙所示.规定沿长直导线向上的电A.由顺时针方向变为逆时针方向B.由逆时针方向变为顺时针

3、方向C.由顺时针方向变为逆时针方向，再变为顺时针方向D .由逆时针方向变为顺时针方向，再变为逆时针方向4.如图所示，一正方形线圈的匝数为n,边长为a,线圈平面与匀强磁X K X流为正方向.关于最初一个周期内矩形线框中感应电流的方向，下列说法正确的是场垂直，且一半处在磁场中.在At时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到2B.在此过程中，线圈中产生的感应电动势为（）A.骂nBa2C. "ITD 2nBa2.四5.如图所示，竖直平面内有一金属圆环，半径为a,总电阻为R（指拉直时两端的电阻）,磁感应强度为 B的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点A用钱链连接长度为 2a、电阻为R

4、的导体棒AB, AB由水平位置紧贴环面摆下,当摆到竖直位置时，B点的线速度为v,则这时AB两端的电压大小为Bav a.t 3BavB.-6-2BavC. 3D. Bav6.如图所示,虚线上方空间有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里,XXX么，下列图中能正确表示线框转动一周感应电流变化情况的是(门'框中感应电流的方向以逆时针为正，线框处于图示位置时为时间零点，那直角扇形导线框绕垂直于纸面的轴。以角速度3匀速逆时针转动.设线7 . （2016高考浙江卷）如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长la=3lb,图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均

5、匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则 （）A.两线圈内产生顺时针方向的感应电流B.a、b线圈中感应电动势之比为9： 1C.a、b线圈中感应电流之比为3： 4D.a、b线圈中电功率之比为3 ： 1二、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 .如图所示的匀强磁场中，MN、PQ是两条平行的金属导轨，AB、CD分别为串有电流表、电压表的两根金属棒，且与金属导轨接触良好.当两金属棒以相同速度向右运动时，卜列判断正确的是（）A.电流表示数为零,B.电流表示数不为零,C.电流表示数为零,D.电流表示数为零,A、B间有电势差，电压表示数为零A、B间

6、有电势差，电压表示数不为零A、C间无电势差，电压表示数为零A、C间有电势差，电压表示数不为零9 .在北半球上，地磁场竖直分量向下.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加，右方机翼末端处电势为陀，则（）A.若飞机从西往东飞，也比收高B.若飞机从东往西飞，电比C.若飞机从南往北飞，加比电高D.若飞机从北往南飞，电比10.如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上,线圈的绕向在图中已经标出.左线圈连着平行导轨M和N,导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒ab,金属棒处在垂直于纸面向外的匀强磁场中，下列说法中正确的是B

7、.当金属棒C.当金属棒abababab向右匀速运动时,向右匀速运动时,向右加速运动时,向右加速运动时,a点电势高于b点电势高于b点电势高于b点电势高于b点,a点,a点,a点,c点电势高于d点c点与d点等电势c点电势高于d点d点电势高于c点11.如图，圆形闭合线圈内存在方向垂直纸面向外的磁场,磁感应强度随时间变化如图,则下列说法正确的是（tiA. 01 s内线圈的磁通量不断增大B.第4 s末的感应电动势为 012.如图所示，匀强磁场的方向垂直于电路所在平面,导体棒ab与电C. 01 s内与24 s内的感应电流相等D. 01 s内感应电流方向为顺时针方向'/乂_A k I x X-Zb乂

8、X I X K路接触良好.当导体棒 ab在外力F作用下从左向右做匀加速直线运动时，若不计摩擦和导线的电阻，整个过程中，灯泡L未被烧毁，电容器 C未被击穿，则该过程中（）A.感应电动势将变大B.灯泡L的亮度变大C.电容器C的上极板带负电D.电容器两极板间的电场强度将减小题号123456789101112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）如图所示，一个圆形线圈的匝数n=1 000,线圈面积S= 200 cm2,线圈的电阻r=1 Q,线圈外接一个阻

9、值 R= 4 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，磁感应强度随时间变化规律如图所示.求:（1）前4 s内的感应电动势;（2）前5 s内的感应电动势.14. （10分）如图所示，PN与QM两平行金属导轨相距 l=1 m,电阻 不计，两端分别接有电阻 R1和 电，且R = 6 Q ab导体的电阻为 R= 2 Q 在导轨上可无摩擦地滑动，垂直穿过导轨平面的匀强磁场的磁感应强度B=1 T.现ab以恒定速度v=3 m/s匀速向右移动，这时 ab杆上消耗的电功率与R、R2消耗的电功率之和相等，求:R2的阻值；（2）R1与R2消耗的电功率分别为多少？拉ab杆的水平向右的外力 F为多大?15

10、 . (10分)如图，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率 w=k, k为负的常量.用电阻率为s横截面积为S的硬导线做成一边长为 l的方框.将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中.求：XXXXXDKit XXXK*XXXxJtXXKXXXXXxXXXK(1)导线中感应电流的大小；(2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率.16 .(12分)如图所示，足够长的U型光滑导体框架的两个平行导轨间距为L,导轨间连有定值电阻R,框架平面与水平面之间的夹角为。，不计导体框架的电阻.整个装置处于匀强磁场中， 磁场方向垂直于框架平面向上，磁感应强度大小为B.导体棒ab的质量为 m,电

11、阻不计，垂直放在导轨上并由静止释放，重力 加速度为g.求：(1)导体棒ab下滑的最大速度；(2)导体棒ab以最大速度下滑时定值电阻消耗的电功率.参考答案与解析一、,，一，、山A AB 。 AB、，巫1 .导学号26020017【解析】选B.由法拉第电磁感应定律 E = = WM，木为常 数，E与r2成正比，故Ea ： Eb=4 ： 1.磁感应强度B随时间均匀增大，故穿过圆环的磁通量 增大，由楞次定律知，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反，垂直纸面向里，由安培定则可知，感应电流均沿顺时针方向，故 B项正确.2 .导学号26020018【解析】选B.磁通量变化相同，第一次时间短，则第一次线圈

12、中磁通量变化较快，选项A错误；感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，磁通量的变化率大，感应电动势大，产生的感应电流也大，选项 B正确，选项C错误；断开开关， 电流表不偏转，可知感应电流为零，但感应电动势不为零，选项 D错误.3 .导学号26020019【解析】选D.将一个周期分为四个阶段，对全过程的分析列表 如下:时间段长直导线中电流线框中磁通量感应电流的磁场感应电流方向0 T/4向上，逐渐变大向纸里、变大垂直纸囿向外逆时针方向T/4 T/2向上，逐渐变小向纸里、变小垂直纸囿向里顺时针方向T/2 3T/4向卜，逐渐变大向纸外、变大垂直纸囿向里顺时针方向3T/4 T向卜，逐渐变小向纸外、变小垂

13、直纸囿向外逆时针方向看上表的最后一列，可知选项 D正确.一、一 . AAB4 .导学号26020020【解析】 选B.线圈中广生的感应电动势E=n五=nS=2B- B a2 nBa2n . At 5="2"ZT，选项 B 正确.5.导学号26020021【解析】 选A.摆到竖直位置时，AB切割磁感线的瞬时感应电 动势E = B 2a 1V = Bav.由闭合电路欧姆定律有 UAB=mEW R=1Bav,故选A.2R R 4 32 + 4一、,1一-,6 .导学号26020022【解析】选A.先经过4T才进入磁场，并无电流，排除 C、D选1 项；再经过4r由楞次定律知，垂直纸

14、面向里的磁通量增加，感应电流的方向为逆时针方 向，且扇形的半径边切割磁感线速率恒定，产生恒定的电流，排除B选项，A选项正确.7 .导学号26020023【解析】选B.由于磁感应强度随时间均匀增大，则根据楞次定 律知两线圈内产生的感应电流方向皆沿逆时针方向，则A项错误；根据法拉第电磁感应定律E=N噌=NS号，而磁感应强度均匀变化，即 晋恒定，则a、b线圈中的感应电动势之2比为ESlg,故B项正确；根据电阻定律 R=占,且L=4Nl,则RaV=3,由闭合 电路欧姆定律I=E,得a、b线圈中的感应电流之比为 7=Ea Rb=3,故C项错误；由功率 RI b Eb Ra2 、公式P=I2R知，a、b线

15、圈中的电功率之比为 詈=电晋=27,故D项错误.Pb Ib Rb8 .导学号26020024【解析】选AC.因为两金属棒以相同速度运动，回路面积不变， 所以感应电流为零， 根据电流表、电压表的工作原理可知电流表、电压表示数均为零， 选项B、D错误；因为两金属棒都向右运动切割磁感线，所以两金属棒都产生相同的电动势，极 性都为上正、下负，所以 A、B间有电势差，A、C间无电势差，选项 A、C正确.9 .导学号26020025【解析】选AC.本题中四指所指的方向是正电荷积累的方向， 该端电势高于另一端.对 A选项：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，故也 花，A选项

16、正确.同理，飞机从东往西飞，仍是 6花，B选项错误.从南往北、从北往南飞，都是加 国，故C选项正确，D选项错误.10 .导学号26020026【解析】 选BD.当金属棒ab向右匀速运动而切割磁感线时，金属棒中产生恒定的感应电动势，由右手定则判断电流方向由a-b.根据电流从电源（ab相当于电源）正极流出沿外电路回到电源负极的特点，可以判断b点电势高于a点.又左线圈中的感应电动势恒定， 则感应电流也恒定， 所以穿过右线圈的磁通量保持不变，不产生感应电流，c点与d点等电势.当金属棒ab向右做加速运动时，由右手定则可推断（jb（a,电流沿逆时针方向.由金属棒运动的速度增大，可知金属棒ab两端的电压不断

17、增大，那么左边电路中的感应电流也不断增大，由安培定则可判断它在铁芯中的磁感线方向是沿逆时针方向的，并且磁感应强度不断增强，所以右边的线圈中向上的磁通量不断增加.由楞次定律可判断右边电路中的感应电流的方向应沿逆时针方向，而在右线圈绕成的电路中，感应电动势仅产生在绕在铁芯上的那部分线圈上.把这个线圈看做电源，由于电流是从c沿内电路（即右线圈）流向d,所以d点电势高于c点.故选BD.11 .导学号26020027【解析】 选AD.根据图线可知。1 s内，磁感应强度 B逐渐增大，所以线圈的磁通量不断增大；第4s末磁感应强度 B的变化率不为零，所以感应电动势不为0; 01 s内与24 s内磁感应强度 B

18、的变化率不相等， 所以感应电动势不相等，感 应电流不相等；01 s内磁感应强度向外增加，根据楞次定律，则产生的感应电流方向为顺 时针方向.选项A、D正确.12 .导学号26020028【解析】选AB.当导体棒从左向右做匀加速直线运动时，根据 E=BLv,则感应电动势变大，灯泡 L的亮度变大，选项 A、B正确；由右手定则，电容器 C的上极板带正电，电容器两极板间的电场强度将增大，选项 C、D错误.13 .导学号26020029【解析】（1）前4秒内磁通量的变化 2 1=S（B2B1）=200X 10 4 X （0.4 0.2）Wb= 4X10 3 Wb（2 分）由法拉第电磁感应定律AE=n t=

19、 1 000 x4X 10 34V = 1 V.（3分）（2）前 5 秒内磁通量的变化A'=?'一1= S（B2'一 B1） = 200 X 10 4 X （0.2 - 0.2）Wb = 0（2分）由法拉第电磁感应定律 E '= n臂 =0.（3分）【答案】（1）1 V （2）014 .导学号26020030【解析】（1）内外功率相等，则内外电阻相等1 _1_1R1 + R2= R（2分）解得R2= 3 Q .（1分）（2）E= Blv= 1X1X3 V = 3 V（1分）E 3心电讯 I=RT4 A = 0.75 A（1分）路端电压 U = IR 外=0.75X2 V= 1.5 V（1分）P*=誓 W=0.375 WRi 6（1分