物理選修3-2第一章習(xí)題

1、劃時代的發(fā)現(xiàn)探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件基礎(chǔ)夯實1 （2011 杭州外國語學(xué)校高二檢測）發(fā)電的基本原理之一是電磁感應(yīng)，發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的科學(xué)家是（ ）a.安培b.赫茲c.法拉第d.麥克斯韋2 1825 年，瑞士物理學(xué)家德拉里夫的助手科拉頓將一個螺線管與電流計相連為了避免強(qiáng)磁性磁鐵影響，他把電流計放在另外一個房間，當(dāng)他把磁鐵投入螺線管中后，立即跑到另一個房間去觀察，關(guān)于科拉頓進(jìn)行的實驗下列說法正確的是 （ ）a 在科拉頓整個操作過程中，電流計不發(fā)生偏轉(zhuǎn)b.將磁鐵投入螺線管瞬間，電流計發(fā)生偏轉(zhuǎn)，但科拉頓跑過去觀察時，電流計已不再偏轉(zhuǎn)c.科拉頓無法觀察到電流計偏轉(zhuǎn)的原因是當(dāng)時電流計靈敏度不夠d 科拉頓無法

2、觀察到電流計偏轉(zhuǎn)的原因是導(dǎo)線過長，電流過小3. （2010惠陽高二檢測）關(guān)于磁通量的概念，以下說法中正確的是（）a 磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，穿過閉合回路的磁通量也越大b.磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，線圈面積越大，則磁通量也越大c.穿過線圈的磁通量為零，但磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零d 磁通量發(fā)生變化，一定是磁場發(fā)生變化引起的4. （2011 諸城高二檢測）法拉第通過精心設(shè)計的一系列實驗，發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律，將歷史上認(rèn)為各自獨立的學(xué)科“電學(xué)”與“磁學(xué)”聯(lián)系起來在下面幾個典型的實驗設(shè)計思想中，所作的推論后來被實驗否定的是（ ）a 既然磁鐵可使近旁的鐵塊帶磁，靜電荷可使近旁的導(dǎo)體表面感應(yīng)出電荷，那么靜止導(dǎo)線上的穩(wěn)恒電流也可在近

3、旁靜止的線圈中感應(yīng)出電流b.既然磁鐵可在近旁運(yùn)動的導(dǎo)體中感應(yīng)出電動勢，那么穩(wěn)恒電流也可在近旁運(yùn)動的線圈中感應(yīng)出電流c.既然運(yùn)動的磁鐵可在近旁靜止的線圈中感應(yīng)出電流，那么靜止的磁鐵也可 在近旁運(yùn)動的導(dǎo)體中感應(yīng)出電動勢d.既然運(yùn)動的磁鐵可在近旁的導(dǎo)體中感應(yīng)出電動勢，那么運(yùn)動導(dǎo)線上的穩(wěn)恒電流也可在近旁的線圈中感應(yīng)出電流5. 如下圖所示，開始時矩形線框與勻強(qiáng)磁場的方向垂直，且一半在磁場內(nèi)， 一半在磁場外，若要使線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，下列方法中不可行的是（）:xxa :b:xx：xxd1乂乂 。：八aa.將線框向左拉出磁場b.以ab邊為軸轉(zhuǎn)動（小于90 ）c .以ad邊為軸轉(zhuǎn)動（小于60 ）d .以bc邊

4、為軸轉(zhuǎn)動（小于60 ）當(dāng)線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動時，線框的cd邊的右半段在做切割磁感線的運(yùn)動， 或 者說穿過線框的磁通量在發(fā)生變化，所以線框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流.當(dāng)線框以ad邊為軸轉(zhuǎn)動（小于60 ）時，穿過線框的磁通量在減小，所以在這 個過程中線框中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，如果轉(zhuǎn)過的角度超過60 , bc邊將進(jìn)入無磁場區(qū)，那么線框中將不產(chǎn)生感應(yīng)電流（60300 ）.當(dāng)線框以bc邊為軸轉(zhuǎn)動時，如果轉(zhuǎn)動的角度小于 60 ,則穿過線框的磁通量 始終保持不變（其值為磁感應(yīng)強(qiáng)度與矩形面積的一半的乘積）.6 .如圖是法拉第最初研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的裝置，下列說法正確的是（）a.當(dāng)右邊磁鐵s極離開b端時，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流b.

5、當(dāng)右邊磁鐵s極離開b端，并在b端附近運(yùn)動時，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流c.當(dāng)磁鐵保持圖中狀態(tài)不變時，線圈中有感應(yīng)電流d.當(dāng)磁鐵保持圖中狀態(tài)不變時，線圈中無感應(yīng)電流7 .某學(xué)生做觀察電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗，將電流表、線圈 a和b、蓄電池、開關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖所示的實驗電路，當(dāng)它接通、斷開開關(guān)時，電流表的指針都 沒有偏轉(zhuǎn)，其原因是8 .如圖所示，把一條大約10m長電線的兩端連在一個靈敏電流表的兩個接線 柱上，形成閉合電路，兩個同學(xué)迅速搖動這條電線，可以發(fā)電嗎？簡述你的理由.你認(rèn)為兩個同學(xué)沿哪個方向站立時，發(fā)電的可能性比較大？試一試.能力提升1 . （2010福州市高二期中聯(lián)考）如圖所示，矩形導(dǎo)體線框abcd放

6、置在水平面內(nèi).磁場方向與水平方向成 相，已知sin 4,回路面積為s,磁感應(yīng)強(qiáng)度為b,5則通過的磁通量為（）- 44 -a. bs4 b-bs53 c-bs52 .如下圖所示，用導(dǎo)線做成的圓形回路與一直導(dǎo)線構(gòu)成幾種位置組合，哪些組合中，切斷直導(dǎo)線中的電流時，閉合回路中會有感應(yīng)電流產(chǎn)生？（圖a、b、c中直導(dǎo)線都與圓形線圈在同一平面內(nèi)， 。點為線圈的圓心，d圖中直導(dǎo)線與圓形線圈垂直，并與中心軸重合）（）03.如圖，a、b兩回路中各有一開關(guān) s、且回路a中接有電源，回路b中接有靈敏電流計（如圖所示），下列操作及相應(yīng)的結(jié)果可能實現(xiàn)的是（）先閉合s2,后閉合s的瞬間，電流計指針偏轉(zhuǎn)s, s2閉合后，在斷

7、開的瞬間，電流計指針偏轉(zhuǎn)先閉合s1,后閉合&的瞬間，電流計指針偏轉(zhuǎn)s, &閉合后，在斷開s1的瞬間，電流計指針偏轉(zhuǎn)a.d.4.在勻強(qiáng)磁場中有兩條平行的金屬導(dǎo)軌，磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，導(dǎo)軌上有兩條可沿導(dǎo)軌自由移動的導(dǎo)電棒 ab、cd,這兩個導(dǎo)電棒ab cd的運(yùn)動速度分別為vi、v2,如圖所示，ab棒上有感應(yīng)電流通過，則一定有（）sv2b. v1bi； b開始在磁感應(yīng)強(qiáng)度為bi的磁場中做勻速圓周運(yùn)動，然后磁場逐漸增加到 b2.則a、b兩粒子的動能將（）a. a不變，b增大b. a不變，b變小c. a、b都變大d. a、b都不變bbcdef為線框中的電動勢e的正方向，以下四個e t關(guān)系示意圖中正確

8、的是（）圖甲*圖乙4 .把一個矩形線圈從有理想邊界的勻強(qiáng)磁場中勻速拉出（如圖），第一次速度wi為vi,第二次速度為v2,且v2 = 2vi,則兩情況下拉力的功之比pi力的功率之比s=p2vw2qi,線圈中產(chǎn)生的焦耳熱之比q2xxxxdx cxxxxxxxxxxxxxbf5 . （2011 安陽高二檢測）如圖甲所示，豎直面上有兩電阻不計的光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距d為0.5m,上端通過導(dǎo)線與阻值為2q的電阻r連接，下端 通過導(dǎo)線與阻值為4q的小燈泡l連接，在cdfe矩形區(qū)域內(nèi)有水平向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度b隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示，ce長為2m.在t=0時，電阻為 2q的金屬棒以某一初速

9、度從ab位置緊貼導(dǎo)軌向下運(yùn)動，當(dāng)金屬棒從ab位置運(yùn)動 到ef位置過程中，小燈泡的亮度沒有發(fā)生變化， g取10m/s2.求：(1)通過小燈泡的電流強(qiáng)度；(2)金屬棒的質(zhì)量；(3)t= 0.25s時金屬棒兩端的電勢差.6 .如圖所示，p、q為水平面內(nèi)平行放置的光滑金屬長直導(dǎo)軌，間距為li,處在豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 bi的勻強(qiáng)磁場中，一導(dǎo)體桿ef垂直于p、q放 在導(dǎo)軌上，在外力作用下向左做勻速直線運(yùn)動.質(zhì)量為m、每邊電阻均為r、邊長為l2的正方形金屬框abcd置于豎直平面內(nèi)，兩頂點 a b通過細(xì)導(dǎo)線與導(dǎo)軌相連， 磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b2的勻強(qiáng)磁場垂直金屬框向里，金屬框恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，不計其余電阻

10、和細(xì)導(dǎo)線對 a、b點的作用力.通過ab邊的電流 路是多大？(2)導(dǎo)體桿ef的運(yùn)動速度v是多大？q基礎(chǔ)夯實1答案：ac解析：假設(shè)存在圓形閉合回路，回路中應(yīng)產(chǎn)生與電場同向的感應(yīng)電流，由安 培定則可知，感應(yīng)電流的磁場向下，所以根據(jù)楞次定律，引起感應(yīng)電流的應(yīng)是方 向向下的磁場迅速減弱或方向向上的磁場迅速增強(qiáng)，故 a、c正確.2答案：c3答案：a解析：a粒子一直在恒定的磁場中運(yùn)動，受到的洛倫茲力不做功，動能不變； b粒子在變化的磁場中運(yùn)動，由于變化的磁場要產(chǎn)生感生電場， 感生電場會對它做 正功，所以，a選項是正確的.4答案：c解析：鴿子兩翅展開可達(dá) 30cm左右，所以e = blv = 0.5x 10

11、4x0.3x 20v= 0.3mv.5答案：cd解析：因為向里的磁場為正方向，對 a開始時是負(fù)的逐漸增大，即向外逐漸 增大，根據(jù)楞次定律知電流方向是順時針，由法拉第電磁感應(yīng)定律，電動勢是不 變的，即電流是恒定值且為正值，而要產(chǎn)生開始時是負(fù)的電流，故 a錯誤；對b 來說開始時是向外并逐漸減小，由楞次定律得電流是逆時針為負(fù)，且為恒定值， 但01s都是負(fù)的恒定值，b錯誤；對于c開始時是向里并逐漸增大，由楞次定律 知電流為逆時針為負(fù)，并且 00.5s時為負(fù)，0.51.5s時磁場已由向里開始減小， 電流方向變成順時針為正.故 c正確；對于d開始時向里并逐漸增大產(chǎn)生負(fù)方向 的電流，0.5s1.5s磁場變成

12、正方向逐漸減小，電流方向變?yōu)轫槙r針，故 d正確.6答案：1w解析：由(乙)圖中可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻變化，那么在(甲)圖的線圈中會產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動勢.由(乙)圖可知，磁感應(yīng)弓度的變化率a b/n=2t/s,由法拉第電磁感應(yīng)定律可 得螺線管中感應(yīng)電動勢 e = na/ n = nsab/ n=1500x20x 10 4x2v = 6v.電路中的感應(yīng)電流 i = e/( r+ r1 + r2) = 6/(1.5 + 3.5+ 25)a= 0.2a.r2 消耗的電功率 p=i2r2=0.22x25w= 1w.7 答案：(1)2.8j (2)0.55j解析：(1)金屬棒ab機(jī)械能的減少量：12a

13、e = mgh2mv =2.8j.(2)速度最大時金屬棒ab產(chǎn)生的電動勢：e = blv產(chǎn)生的電流：i=e/(r+r/2)此時的安培力：f=bil由題意可知，所受摩擦力：ff= mgsin300 f由能量守恒得,損失的機(jī)械能等于金屬棒ab克服摩擦力做功和產(chǎn)生的電熱之和，電熱：q= aeffh/sin30上端電阻r中產(chǎn)生的熱量：qr= q/4聯(lián)立以上幾式得：qr= 0.55j.能力提升1答案：cd解析：變化的磁場將產(chǎn)生感生電場，這種感生電場由于其電場線是閉合的，也稱為渦旋電場，具場強(qiáng)方向可借助電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電流方向的判定方法， 使用楞次定律判斷.當(dāng)磁場增強(qiáng)時，會產(chǎn)生順時針方向的渦旋電場，電場

14、力先對 小球做負(fù)功使其速度減為零，后對小球做正功使其沿順時針方向做加速運(yùn)動，所 以c正確；磁場力始終與小球運(yùn)動方向垂直，因此始終對小球不做功，d正確；小球在水平面內(nèi)沿半徑方向受兩個力作用：環(huán)的壓力fn和磁場的洛倫茲力f,這兩個力的合力充當(dāng)小球做圓周運(yùn)動的向心力，其中f = bqv,磁場在增強(qiáng)，球速先v2減小，后增大，所以洛倫茲力不一定總在增大；向心力 f向 = m；,其大小隨速度 先減小后增大，因此壓力fn也不一定始終增大.故正確答案為 c、d.2答案：a解析：由b t圖象知第2s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度b大小均勻減小，方向向內(nèi)，第 3s 內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度b大小均勻增大，方向向外，由楞次定律和安培定則知圓環(huán)內(nèi)

15、的電 流為順時針方向，所以下極板為負(fù)，上極板為正，a正確，b錯.第1s內(nèi)b均勻增加，極板間電場方向與第2s內(nèi)、第3s內(nèi)電場方向相反，第1s內(nèi)電荷q從靜止 做勻加速直線運(yùn)動，第2s內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動，加速度大小不變，所以第 2s末微a粒不會回到原來位置，c錯.第2s內(nèi)感應(yīng)電動勢大小u=|二1| =0.1步，電場強(qiáng)度 e的大小 = ：=01, d錯.d d3答案：c解析：由右手定則和e=blv判定水平位移從0l時e=blv,水平位移 從 l21 時，e = 0,從 2l 31 時 e = 3blv,從 3141 時 e = 2blv,可知圖 c 正 確.本題考查右手定則、楞次定律及 e = b1v

16、的應(yīng)用.重點在于對不同階段感應(yīng)電 動勢大小和方向的判斷，要求學(xué)生能正確建立圖象，試題難度較大.w11pl 1 q1 1 4 4nm w2 2 p2 4 q2 2解析：設(shè)線圈的ab邊長為l、bc邊長為l,整個線圈的電阻為 r.把a(bǔ)b拉出磁場時，cd邊以速度v勻速運(yùn)動切割磁感線產(chǎn)生動生電動勢 e=blv,其電流方向從c指向d,線圈中形成的感應(yīng)電流i= = f，r rb212vcd邊所受的安培力 f = i1b =一丁.r為了維持線圈勻速運(yùn)動，所需外力大小為b212vf = f =f f r .b21t因此拉出線圈時外力的功 w= fl =v.(即w8v) rb2lo外力的功率p= fv=v2.(即

17、pxv2)r線圈中產(chǎn)生的焦耳熱b212v2q=i2rt = -rr 1b21t=v = w. r- 58 -即 q0cv.由上面得出的w、p、q的表達(dá)式可知，兩情況拉力的功、功率，線圈中的焦wi vi 1 pl v2 1 qi wi 1 耳熱之比分別為位=2； p2=v2= 4； q;=w2=25 答案：(1)0.4a (2)0.024kg (3)1.6vas出0.4解析：金屬棒未進(jìn)入磁場時,ei=w=w=0.5x 2x02v = 2vr 總=rl + r= (4+i)q=5q , il =號=|a = 0.4a.2r總 5(2)因燈泡亮度不變，故0.2s末金屬棒進(jìn)入磁場時剛好勻速運(yùn)動,ilr

18、l、，人口,口i=il+ir= ll + -z-=i.2a, 6 = 5安=8歷=0.242 所以金屬棒的質(zhì)量 m = g/g r=0.024kge2 =73=20m/s bdrrl(3)金屬棒在磁場中運(yùn)動時電動勢 e2=i(r + ；7m) = 4v, vr十rlce 2金屬棒從cd運(yùn)動到ef過程的時間為12=7 = 2?= 0.1s，在這段時間內(nèi)u =ilrl = 0.4x 4v= 1.6v,所以t= 0.25s時金屬棒兩端的電勢差為 1.6v.6 答案：（1）iab3mg3mgr=4b2l2 (2)v = 4b1b2l1l2解析：（1）設(shè)通過正方形金屬框的總電流為i, ab邊的電流為la

19、b, dc邊的電流3為 idc,有 lab= 4i11 dc= 41金屬框受重力和安培力，處于靜止?fàn)顟B(tài)，有mg= b2i atb-2+ b2i dcl2由，解得lab_ 3mg= 4b2-2mg由(1)可彳3l=-b2l2設(shè)導(dǎo)體桿切割磁感線產(chǎn)生的電動勢為e,有e=biliv3設(shè)ad、de、cb三邊電阻串聯(lián)后與ab邊電阻并聯(lián)的總電阻為r,則r = 4re根據(jù)閉合電路歐姆定律，有i=sr由，解得v3mgr= 4b1b2-1-2本題綜合了平衡、電路、電磁感應(yīng)等問題，但思路并不曲折，屬于容易題.互感和自感基礎(chǔ)夯實1.關(guān)于線圈的自感系數(shù)、自感電動勢的下列說法正確的是 （）a.線圈中電流變化越大，線圈自感系數(shù)越大b.對于某一線圈，自感電動勢正比于電流的變化量c. 一個線圈的電流均勻增大，這個線圈自感系數(shù)、自感電動勢都不變d .自感電動勢與原電流方向相反2.在制造精密電阻時，為消除電阻使用過程中由于電流變化而引起的自感現(xiàn) 象，采取了雙線繞法，如圖所示，其道理是 （）a.當(dāng)電路中電流變化時，兩股導(dǎo)線中產(chǎn)生的自感電動勢互相抵消b.當(dāng)電路中電流變化時，兩股導(dǎo)線中產(chǎn)生的感應(yīng)電流互相抵消c.當(dāng)電路中電流變化時，兩股導(dǎo)線中產(chǎn)生的磁通量互相抵消d.以上說法均不正確3. （2011 江門模擬）如圖所示，電路中a、b是完全相同的燈泡，l是一帶鐵 芯的線圈.