当前位置:首页 >> 理化生 >>

高中物理选修3-2课后习题


课后练习一
第 1 讲 电磁感应和楞次定律 1.如图 17-13 所示,金属导轨上的导体棒 ab 在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时,线圈 c中 将有感应电流产生 ( A.向右做匀速运动 C.向右做减速运动 答案:CD ) B.向左做匀速运动 D.向右做加速运动
c b 图 17-13 a B

详解:导体棒做匀速运动,磁通量的变化率是一个

常数,产生稳恒电流,那么被线圈缠绕的 磁铁将产生稳定的磁场,该磁场通过线圈 c 不会产生感应电流;做加速运动则可以;

2.磁单极子”是指只有 S 极或 N 极的磁性物质,其磁感线分布类似于点电荷的电场线分布。 物理学家们长期以来一直用实验试图证实自然界中存在磁单极子,如题图 4 所示的实验就是 用于检测磁单极子的实验之一,abcd 为用超导材料围成的闭合回路,该回路旋转在防磁装置 中,可认为不受周围其它磁场的作用。设想有一个 S 极磁单极子沿 abcd 的轴线从左向右穿 过超导回路,那么在回路中可能发生的现象是: A. 回路中无感应电流; B. 回路中形成持续的 abcda 流向的感应电流; C. 回路中形成持续的 adcba 流向的感应电流; D. 回路中形成先 abcda 流向而后 adcba 流向的感应电流

答案:C 详解:参考点电荷的分析方法,S 磁单极子相当于负电荷,那么它通过超导回路,相当于向 左的磁感线通过回路,右手定则判断,回路中会产生持续的 adcba 向的感应电流;

3 .如图 3 所示装置中,线圈 A 的一端接在变阻器中点,当变 器滑片由 a 滑至 b 端的过程 中,通过电阻 R 的感应电流的方向( A.由 c 流向 d C.由 d 流向 c )
a

A

B



B.先由 c 流向 d,后由 d 流向 c D.先由 d 流向 c,后由 c 流向 d

b

c R d 图3

答案:A 详解:滑片从 a 滑动到变阻器中点的过程,通过 A 线圈的电流从滑片流入,从固定接口流

出,产生向右的磁场,而且滑动过程中,电阻变大,电流变小,所以磁场逐渐变小,所以此 时 B 线圈要产生向右的磁场来阻止这通过 A 线圈的电流从滑片流入,从固定接口流出种变 化,此时通过 R 点电流由 c 流向 d;从中点滑动到 b 的过程,通过 A 线圈的电流从固定接 口流入,从滑片流出,产生向左的磁场,在滑动过程中,电阻变小,电流变大,所以磁场逐 渐变大,所以此时 B 线圈要产生向右的磁场来阻止这种变化,通过 R 的电流仍从 c 流向 d。 4.金属圆环的圆心为 O,金属棒 Oa、Ob 可绕 O 在环上转动,如题图所示。当外力使 Oa 逆时针方向转动时,Ob 将: A. 不动 B. 逆时针转动; C. 顺时针转动; D. 无法确定。

答案:B 详解:aob 是一个闭合回路,oa 逆时针运动,通过回路的磁通量会发生变化,为了阻止这种 变化,ob 会随着 oa 运动;

5.M 和 N 是绕在一个矩形铁心上的两个线圈,绕法和线路如图 12-5 所示。现将开关 K 从 a 处断开,然后合向 b 处.在此过程中,通过电阻 R 2 的电流方向是( ) (A)先由 c 流向 d,后又由 c 流向 d (B)先由 c 流向 d,后由 d 流向 c (C)先由 d 流向 c,后又由 d 流向 c (D)先由 d 流向 c,后由 c 流向 d

答案:A 详解:开关在 a 时,通过上方的磁感线指向右,开关断开,上方的磁场要消失,它要阻止这 种变化,就要产生向右的磁场来弥补,这时通过 R2 的电流从 c 指向 d;开关合到 b 上时,通 过上方线圈的磁场方向向左,它要阻止这种变化,就要产生向右的磁场来抵消,这时通过 R2 的电流仍从 c 指向 d; 6.图 12-13 为地磁场磁感线的示意图。在北半球地磁场的 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 U1 , 右方机翼末端处的电 势为 U2 ( ) A、若飞机从西往东飞,U1 比 U2 高 B、若飞机从东往西飞, U2 比 U1 高 C、若飞机从南往北飞,U1 比 U2 高 D、若飞机从北往南飞,U2 比 U1 高
图 12-13

答案:AC 详解:注意地理南北极与地磁南北极恰好相反,用右手定则判断即可。 0(大纲版)高二物理同步复习课程 第 4 讲 电磁感应中的功与能 主讲人:徐建烽 1.下列说法中正确的是( ) (A)ab 下落过程中,机械能守恒 (B) ab 达到稳定速度以前,其减少的重力势能全部转化为电阻增加的内能 (C)ab 达到稳定速度以前,其减少的重力势能转化为其增加的动能和电阻增加的内能 (D)ab 达到稳定速度以后,其重力势能的减少全部转化为电阻增加的内能

答案:C、D 详解:ab 下落过程中,要克服安培力做功,机械能不守恒,速度达到稳定之前其减少的重 力势能转化为其增加的动能和电阻增加的内能,速度达到稳定后,动能不再变化,其重力势 能的减少全部转化为电阻增加的内能。选 CD 2.如题图 3 所示,先后两次将一个矩形线圈由匀强磁场中拉出,两次拉动的速度相同。第 一次线圈长边与磁场边界平行,将线圈全部拉出磁场区,拉力做功 W1 ,第二次线圈短边与 磁场边界平行,将线圈全部拉出磁场区,拉力做功 W2 ,则: A.W1 > W2 B.W1 = W2 C.W1 < W2 D.条件不足,无法比较

答案:A 详解:E=BLv

I=E/R=BLv/R F=BIL=B^2L^2v/R

W=Fd=B^2L^2dv/R=B^2SLv/R,选 A

3.如图所示,竖直放置的平行金属导轨的一端跨接电阻 R,质量一定的金属棒 ab 紧贴导轨

无摩擦地自由滑动,在整个装置的空间加有垂直于导轨的匀强磁场,若导轨足够长,则在 ab 从静止开始下滑过程中,下列说法中正确的是( ) (A)ab 将作自由落体运动 (B) ab 的加速度将逐渐减小为零 (C)下滑过程中重力做功的功率逐渐增大到某一定值 (D)下滑过程中电阻 R 上消耗的功率将逐渐减小为零

答案:B、 C 详解:开始重力大于安培力,ab 做加速运动,随着速度的增大,安培力增大,当安培力等 于重力时,加速度为零;当速度稳定时达到最大,重力的功率为重力乘以速度,也在此时达 到最大,最终结果是安培力等于重力,安培力不为 0,热损耗也不为 0.选 BC 4.如图所示。足够长 U 形导体框架的宽度 l = 0.5m,电阻忽略不 计,其所在平面与水平面成α =37°角,磁感应强度 B =0.8T 的匀 强磁场方向垂直于导体框平面,一根质量为 m = 0.2kg、有效电阻 R =2Ω 的导体棒 MN 垂直跨放在 U 形框架上,该导体棒与框架间 的动摩擦因数μ = 0.5。导体棒由静止开始沿框架下滑到刚开始匀 速运动时通过导体棒截面的电量为 Q =2C。求: (1)导体棒做匀速运动时的速度。 (2)导体棒从开始下滑到刚开始匀速运动时这一过程中,导体棒 的有效电阻消耗的电功。 (sin37 = 0.6,cos37 = 0.8)
o o

M

B α


N

答案: (1)5m/s 。 (2)1.5J 。 详解: (1)导体棒做匀速运动时,重力沿斜面向下的分量等于安培力与摩擦力的和,即

mg sin ? ? BIl ? mg cos ?? ?

B 2l 2 v (mg sin ? ? mg cos ?? ) R ? mg cos ?? ? v ? ? 5m / s R B 2l 2

由动能定理mgs sin ? ? ? cos ? s ? w安 ?

?? E ?? Bls (2) 电量Q ? I ? ?t ? ?t ? ?t ?t ? ? ? s ? 10m R R R R 所以Q热 ? w安 ? 1.5 J
5.如题图 8 所示的线圈 A 通有交变电流,图 8—1 为线圈 A 中电流随时间的变化图线。在 线圈 A 左侧固定放置一个闭合金属圆环 B,设电流由 a 端流入、b 端流出为正,那么 t=0 开 始计时的第二个半周期内,B 环中感应电流 i 和 B 环受到安培力 F 的变 化正确的是: ①i 大小不变,F 先变小后变大; ②i 先变大后变小,F 先变小后变大; ③i 的方向改变,F 的方向不变; ④i 的方向不变,F 的方向改变。

1 2 mv 2

A.①④

B.②④ C.①③

D.②③

答案:A 详解:因为第二个半周期内,电流是均匀变化的,所以通过 B 的磁通量也是均匀变化的,它 产生的感应电流不变,B 中电流的大小方向均不变,但是 A 中的电流发生了变化,所以 F 的 方向发生了改变。选 A

6 .如图 11 所示,一个矩形导线框有一部分置于磁场中且其平面与磁场方向垂直,已知磁感 强度 B =0.10T ,导线框 ab=0.50m,ad=1.0m,当导线框以 速度 v =6.0m/s 向右匀速运动时,导线框中的感应电动势 ________V。若导线框每米长的电阻为 0.1Ω , 则线框中的 感应电流为________A。
b 图 11 a B c d v

答案:0.3,1.0 详解: (1) 感应电动势? ?

?? B?S ? ? Blab v ? 0.3V ?t ?t

(2)导线框每米长的电阻为 0.1Ω ,则导线总电阻为 0.3Ω ,感应电流 I=

? /R=1.0A

7.如图 16 所示,宽为 l、光滑的导电轨道的弧形部分处于磁场外,轨道的水平部分处于垂 直轨道平面向上、磁感强度为 B 的匀强磁场中,质量为 2m 的金属杆 cd 静止在水平轨道上, 另一质量为 m 的金属杆 ab,从弧形轨道上 h 高处由静止开 始下滑。设 ab 杆和 cd 杆始终与轨道垂直,且接触良好,ab 杆与 cd 杆不会相碰,ab 和 cd 杆的电阻均为 R ,轨道电阻不 计。求: (1)回路 abcd 内电流的最大值。 (2)在 ab 杆运动 的整个过程中可产生的热量。
b a h d 图 16 B c

答案: (1)

Bl 2 gh 2 , (2) mgh 3 2R

详解:设杆 ab 刚刚滑到水平轨道时的速度为 v0 ,由机械能守恒得:

1 2 mv0 ? mgh 2
两杆儿在水平轨道上运动时,两杆儿组成的系统动量守恒,设最终达到共同速度为 v ,有

mv0 ? (m ? 2m)v
由上述两式得: v ?

1 2 gh 3

由于两杆儿的电阻相等,电流强度时刻相等,因此产生热量相等,设每根杆儿上产生的热量 为 Q,根据能量守恒,有

1 2Q ? mgh ? (m ? 2m)v 2 2 1 解得: Q ? mgh 3

8. 如图所示, 一矩形线框竖直向上进入有水平边界的 匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,线框在磁场中运 动时只受重力和磁场力,线框平面始终与磁场方向垂 直。向上经过图中 1、2、3 位置时的速率按时间依次 为 v1 、v2 、v3 ,向下经过图中 2、1 位置时的速率按时 间依次为 v4 、v5 ,下列说法中一定正确的是( ) A.v1 >v2 B.v2 =v3 C.v2 =v4 D.v4 <v5

v3 v2 v1

3 2 1

v4 v5

答案:AC 详解:从 1 到 2,只受阻力,一定有 v1 >v2 ,2 到 3,受重力, v2 <v3 ,从 2 到 3 再到 4,重力 做功为 0, 不受安培力, 所以 v2 =v4 , 4 到 5 的过程, 由于不知道重力与安培力的大小关系, 所以不能判断谁大谁小。选 AC 9. 固定在匀强磁场中的正方形导线框 abcd, 各边长为 l, 其中 ab 是一段电阻为 R 的均匀电阻丝, 其余三边均为 电阻可忽略的铜线.磁场的磁感应强度为 B ,方向垂直 纸面向里.现有一与 ab 段的材料、粗细、长度都相同的 电阻丝 PQ 架在导线框上(如图 12-19),以恒定的速度 v 从 ad 滑向 bc。当 PQ 滑过 l 的距离时, 通过 a P 段 电阻丝的电流强度是多大?方向如何?
图 12-19

a P

b

v
Q d

1 3

B

c

6 Blv ,由 P 流向 a. 11R 详解:此时感应电动势为 E ? Blv ,电路为 ap 段电阻与 bp 段电阻并联,并联电路总电阻为
答案: I ap ?

2E 2 2 R ,所以并联电路分压为 E , I ap ? 11 R 9 11 3

?

6 Blv ,方向由 P 流向 a 11R

10(大纲版)高二物理同步复习课程

第 5 讲

电磁感应现象在现实生活中的应用

主讲人:徐建烽 1.如图所示,A、 B 为两个相同的环形线圈,共轴并靠近放置. A 线圈中通有如图(a)所示 的交流电 i,则: A. 在 t1 到 t2 时间内 A、B 两线圈相吸 B. 在 t2 到 t3 时间内 A、B 两线圈相斥 C. t1 时刻两线圈间作用力为零 D. t2 时刻两线圈间作用力最大

答案:ABC 详解:在 t1 到 t2 时间内,正方向的电流减小,向右的磁场减小,通过 B 的磁场与 A 同方向, 为力阻止磁场的减小,B 要产生同方向的磁场来补偿,通过右手定则判定,B 线圈的感应电 流与 A 线圈一致,电流同向,线圈相吸;同理可以判断 B 正确;t1 时刻, A 的电流变化率 为 0,B 中没有感应电流,作用力为 0;t2 时刻 A 的电流为 0,作用力也为 0;选 ABC 2. 如图 11-9 所示, 一个 U 形导体框架, 其宽度 L=1m, 框架所在平面与水平面的夹用 α=30° 。 其电阻可忽略不计。设匀强磁场与 U 形框架的平面垂直。匀强磁场的磁感强度 B=0.2T 。今 有一条形导体 ab,其质量为 m=0.5kg, 有效电阻 R=0.1Ω,跨接在 U 形框架上, 并且能无摩擦地滑动,求: (1)由静止释放导体,导体 ab 下滑的 最大速度 vm; (2)在最大速度 vm 时,在 ab 上释放的 电功率。 (g=10m/s 2 ) 答案: (1)2.5 m/s (2) 2.5 W 详解: (1)导体 ab 受 G 和框架的支持力 N,而做加速运动由牛顿第二定律 mgsin30°= ma a = gsin30°= 5(m/s2 ) 但是导体从静止开始运动后,就会产生感应电动势,回路中就会有感应电流,感应电流 使得导体受到磁场的安培力的作用。设安培力为 FA

随着速度 v 的增加,加速度 a 逐渐减小。当 a=0 时,速度 v 有最大值

(2)在导体 ab 的速度达到最大值时,电阻上释放的电功率

3.如图所示,挂在弹簧下端的条形磁铁在闭合线圈内振动,如果空气阻力不计,则 ( ) A.磁铁的振幅不变 B.磁铁做阻尼振动 C.线圈中有逐渐变弱的直流电 D.线圈中逐渐变弱的交流电

答案:B 详解:1、磁铁上下振动,使闭合线圈中的磁通量发生周期性变化,所以产生交流电流; 2、交流电流产生感应磁场,会阻碍磁铁的振动,所以振动幅度逐渐减弱,即磁铁做阻尼振 动; 3、由于磁铁振动减弱,所以磁通量的变化变弱,所以产生的感应电流也变弱。 4.图 12-1 中 T 是绕有两组线圈的闭合铁心, 线圈的绕向如图所示,D 是理想的二极管,金 属棒 ab 可在两条平行的金属导轨上沿导轨滑行,磁场方向垂直纸面向里 , 若电流计 G 中有

电流通过, 则 ab 棒的运动可能是( (A)向左匀速运动 (C)向左匀加速运动

) (B)向右匀速运动 (D)向右匀加速运动

答案:C 详解:匀速运动时,右边线圈产生磁场是稳定的,通过左边线圈的磁场也是稳定的不能产生 电流,AB 错;向左匀加速运动时,右边线圈产生磁场向下,且增大,那么通过左边线圈的 磁场也增大,产生感应电流刚好通过二极管,C 对,D 错;

5.如图所示,L1、L2、L3、L4 是四根足够长的相同的光滑导体 棒,它们彼此接触,正好构成一个正方形闭合电路,匀强磁场的 磁感应强度为 B ,方向垂直于纸面向外,现设法使四根导体棒分 别按图示方向以相同大小的加速度 a' 同时从静止开始做匀速平 动.若从开始运动时计时且开始计时时 abcd 回路边长为 l,求开 始运动后经时间 t 回路的总感应电动势.

答案:4B (l+a' t2)a' t 详解:经时间 t 后,4 根导体棒又构成边长为 l' = l +a' t2 的正方形闭合电路,每根导体 棒产生的感应电动势为 e1=Bl' vt,式中 vt =a't.题中所求的总电动势 e 总=4e1=4B(l+a't2)a't.

6.图所示,甲中两条轨道不平行而乙中的两条轨道是平行的,其余物理条件都相同,金属 棒 MN 都正在轨道上向右匀速平动,在棒运动的过程中,将观察到:

A. L1 、L2 小电珠都发光,只是亮度不同 C. L2 发光,L1 不发光

B. L1 、L2 都不发光 D. L1 发光,L2 不发光

答案:D 详解:乙中右边闭合回路的磁通量变化是稳定的,所以导体棒产生的电流是恒定的,在左边 的线圈不能产生感应电流,L2 不发光,甲中右边闭合回路的磁通量变化率是变化的,导体 棒产生的电流也是变化的,所以在左边的线圈能够产生感应电流,L1 能发光。选 D

7.一根质量为 m 的条形磁铁,在光滑的水平塑料板上向右运动, 穿过一个固定着的金属环,如题图 10 所示,如果它通过位置 A 时 的速度是 v1 ,通过位置 B 时的速度是 v 2 ,那么在磁铁经过 AB 这段 路程的时间内, 金属环中电流产生的热量为 。

答案:

1 2 1 2 mv1 ? mv 2 2 2 1 2 1 2 mv1 ? mv 2 2 2

详解:根据能量守恒判断,金属环中产生的热量等于初动能减去末动能,即

10(大纲版)高二物理同步复习课程 第 6 讲 自感与互感 主讲人:徐建烽

1.如图,甲乙电路中,电阻 R 和自感线圈 L 的电阻值都很小,使电路达到稳定,灯泡 S 发 光。下面说法中正确的是( ) A. 在电路甲中,断开 K,S 将渐渐变暗。 B. 在电路甲中,断开 K,S 将先变亮,然后渐渐变暗。 C. 在电路乙中,断开 K,S 将渐渐变暗。 D. 在电路乙中,断开 K,S 将先变亮,然后渐渐变暗。 L L

s R K 乙

s R K



答案:AD 详解:断开 K 时,电路(a)中线圈 L 产生自感电动势,与电阻 R 和灯 S 组成回路,使回路 中电流 I1 逐渐减小至零。所以灯 S 是渐渐变暗的。电路(b)中,K 断开时,线圈 L 中产生 的自感电动势要阻碍原来的电流 I 1 减小,它与灯 S 和电阻组成闭合回路,回路中电流方向 是顺时针的,电流从 I 1 渐渐减小为零。可见,断开 K 后,电路(b)中原来通过灯 S 的电 流 I 2 立刻消失,而由自感电动势提供的电流 I 1 从右至左流过灯 S,然后再逐渐减小为零, 所以灯 S 是先变亮(闪亮) ,后变暗。

2.如题图 7 所示,A、B 是两盏完全相同的白炽灯,L 是电阻不计的电感线圈,如果断开开 关 S1 ,接通 S2 ,A、B 两灯都能同样发光。最初 S1 是接通的,S2 是断开的。那么,可能出现 的情况是: ( ) ① ② ③ ④ 刚一接通 S2 ,A 灯就立即亮, 而 B 灯则迟延一段时间才亮; 刚接通 S2 时,线圈 L 中的电流为零; 接通 S2 以后,A 灯变亮,B 灯由亮变暗; 断开 S2 时,A 灯立即熄灭,B 灯先亮一下然后熄灭。 A.②③ B.①③④ C.①②④ D.②③④

答案:D 详解:开始时 S1 接通,刚接通 S2 时 AB 都在回路中,所以 AB 都亮,由题设正常发光,A 错,这时对于电感而言电流从 0 到有,所以感抗极大,瞬间由于电感抑制作用过电感电流 为 0,故 B 对,接通瞬间相当于电感断路。 但是电感不阻止电流改变,所以一段时间后电流稳定,相当于电感吧 B 短路了,所以 C 对 断开 S2 之前 B 无电流通过,电流过 A 和 L,断开后,A 不在任何闭合回路中,立即灭,L 中原来有电流,由于抑制电流改变的作用(你也可以理解为本来 L 中的电流使 L 成为电磁 铁,电流有减小趋势,所以通过 L 的磁通量变化,电磁感应产生电动势,作用在 L 与 B 的 回路中产生电流)总之 B 有电流通过,断开瞬间过 B 的电流很大(就是稳定态过 L 的电流, 相当于只有一盏灯接在电路里的电流),所以 B 亮,但是后来电流还是会变小直至为 0,B 灭。

3.如图 3 所示的电路,可用来测定自感系数较大的线圈的直流 电阻,线圈两端并联一个电压表,用来测量自感线圈两端的直 流电压,在测实验完毕后,将电路拆去时应( ) A. 先断开开关 S1 C. 先拆去电流表 答案:B 详解:断开 S1,拆除电流表,拆除电阻,效果都是一样的,由于 L 的自感作用,它要阻止 电流的变化会产生 a 到 b 的感应电流,这时,如果 S2 没有断开,就会有电流反向流入电压 表,相当于电压表反接,会损坏电压表;所以要先断开 S2 4.如图所示,接通电路,待灯泡 A 正常发光,设此时刻为 t1 。然后断开电路,设断开瞬间 时刻为 t 2 ,最后电路在 t3 时刻达到稳定。请作出 t1 ?? ? t3 这段时间里线圈和灯泡中各自电 流的变化示意图。 B. 先断开开关 S2 D. 先拆去电阻 R

答案:

5.如图所示,两灯 D1、D2 完全相同,电感线与负载电阻及电灯电阻均为 R. (1)在电键 S 闭合的瞬间,较亮的灯是____ ; (2)电键 S 断开的瞬间,看到的现象是____ 。

答案: (1)D1 (2)D2 立刻熄灭,D1 逐渐变暗,直至熄灭。 详解: (1)在电键 S 闭合的瞬间,电流不能通过电感,流过 D1 的电流分流到 D2 和负载电 阻,所以通过 D1 的电流比通过 D2 的电流大,D1 较亮; (2)电键 S 断开的瞬间,电感会产生反向的电流,在 D1 与电感构成的回路中流动,所以 D1 会逐渐变暗,最终熄灭;而 D2 则立即熄灭;

6.图 12-16 为一演示实验电路图,图中 L 是一带铁心的线圈,A 是一灯泡,电键 K 处于闭 合状态,电路是接通的.现将电键 K 打开,则在电路切断的瞬间,通过灯泡 A 的电流方向 是从____端到____端.这个实验是用来演示____________现象的。
a L K A b

图 12-16

答案:b,a,自感 详解:在 S 断开前,自感线圈 L 中有向右的电流,断开 S 后瞬间,L 的电流要减小,于是 L 中产生自感电动势,阻碍自身电流的减小,但电流还是逐渐减小为零。原来跟 L 并联的灯 泡 A,由于电源的断开,向右的电流会立即消失。但此时它却与 L 形成了串联的回路,L 中 维持的正在减弱的电流恰好从灯泡 A 中流过,方向由 b 到 a。这就是自感现象; 7.如图所示,自感线圈的自感系数很大,电阻为零。电键 K 原来是合上的,在 K 断开后, 分析: (1)若 R 1 >R 2 ,灯泡的亮度怎样变化? (2)若 R 1 <R 2 ,灯泡的亮度怎样变化?

答案: (1)因 R 1 >R 2 ,即 I1 <I2 ,所以小灯泡在 K 断开后先突然变到某一较暗状态,再逐渐 变暗到最后熄灭。 (2)因 R 1 <R 2 ,即 I1 >I2 ,小灯泡在 K 断开后电流从原来的 I2 突变到 I1(方向相反) ,然后 再渐渐变小,最后为零,所以灯泡在 K 断开后先变得比原来更亮,再逐渐变暗到熄灭。 第 7 讲 交流电

主讲人:徐建烽 1.如图 4-7 甲所示,一线圈边长 L=ab=40cm,L′=bc=20cm,匝数 N=100,绕通过 ad 与 bc 的中点的轴 OO′以角速度 ω 逆时针方向转动,设匀强磁场的磁感强度 B=1.5T ,转动轴 OO′ 与磁感线垂直,矩形线圈的总电阻 r=1Ω,外电阻 R =1Ω。其它电阻不计。若已知线圈所受 到磁场力的最大力矩为 Mmax=7.2N· m,求: (1)感应电动势的最大值。 (2)线圈转动的角速度。 (3)线圈从图示位置转过 90° 时,感应电 动势的平均值。 (4)在线圈转动一周的过程中,电路所 产生的热功率。
a N b O′ 甲 图 4-7
ω

O d S R F

v

c

60°

F

B

v 乙

(5)当线圈平面与磁感线夹角为 60° 时(如图 4-7 乙所示) ,所受的磁力矩。 答案: (1)6V, (2)0.5rad/s , (3)3.8V, (4)1.8W, (5)1.8N?m。 详解:1)感应电动势的最大值为 6V, (2)线圈转动的角速度为 0.5rad/s , (3)线圈从图示位置转过 90°时,感应电动势的平均值为 3.8V, (4)在线圈转动一周的过程中,电路所产生的热功率为 1.8W, (5)当线圈平面与磁感线夹角为 60°时, 所受的磁力矩为 1.8N?m 2. 使右图 5 中所示的交流电通过 10Ω 的电阻 R,则 R 的发热功率为___________ 用交流电流表测量,此电流表 的读数为___________。

答案:45W,2.12A
2

图5

详解:交流电最大值为 3A,有效值为 2.12A,发热功率 Q ? I有效 R ? 4.5J 3.将硬导线中间一段折成不封闭的正方形,每边长为 l,它在磁感应强度为 B 、方向如图的 匀强磁场中匀速转动,转速为 n,导线在 a、b 两处通过电刷与外电路连接,外电路有额定 功率为 P 的小灯泡并正常发光,电路中除灯泡外,其 的电阻不计,灯泡的电阻应为( ) A. (2πl2 nB )2 /P B.2(πl2 nB )2 /P C.(l2 nB)2 /2P D.(l2 nB )2 /P 答案:B
2 2

余部分
a l b

B

详解:感应电动势最大值 ? ? Bl ? ? 2? nBl ,有效值为 ? ' ? ? / 2 ,灯泡的功率

P ? ? '2 / R ? R ? ? '2 / P ? 2(? nBl 2 )2 / P
4.钳形电流表的外形和结构如图 4(a)所示. 图 4(a)中电流表的读数为 1.2A . 图 4(b) 中用同一电缆线绕了 3 匝,则( ) A. 这种电流表能测直流电流,图 4(b)的读数为 2.4A B. 这种电流表能测交流电流,图 4(b)的读数为 0.4A C. 这种电流表能测交流电流,图 4(b)的读数为 3.6A D. 这种电流表既能测直流电流,又能测交流电流,图 4(b) 的读数为 3.6A
铁芯

A 图 4(a) 图 4(b)

答案:D 详解:钳形电流表的工作原理是利用电磁感应原理, 把电缆线中的高电流变成电流表是低电 流, 再用刻度来表示电缆线中的高电流, 因为电流表的量程有限. 它只能测交流电流. 设电缆线中的电流为 I, 电流表内线圈匝数为 N, 如图 4(a)中电流表的读数为 1. 2A, 则 I/1.2=N/1, 所以 N=I/1.2( 电流比等于匝数比的倒数) 图 4(b), 设电流表的读数为 I1, 则 I/I1=N/3=(I/1.2)/3=I/3.6, 所以 I1=3.6A

5.三峡水利枢纽工程是流域治理开发的关键工程,建成后将是中国规模最大的水利工程, 6 2 枢纽控制流域面积 1×10 km ,占长江流域面积的 56 %,坝址处年平均流量为 Q=4.51× 10 m .水利枢纽的主要任务包括防洪、发电、航运三方面,在发电方面,三峡电站安装水 轮发电机组 26 台, 总装机容量指 26 台发电机组同时工作时的总发电功率为 P=1.82×107 KW. 年平均发电约为 W=8.40×1010 kWh,该工程将于 2009 年全部竣工,电站主要向华中、华东 电网供电,以缓解这两个地区的供电紧张局面,阅读上述资料,解答下列问题(水的密度
11 3

?? =1.0×103 kg/m3 ,取重力加速度 g=10m/s 2 ) :
(1)若三峡电站上、下游水位差按 H=100m 计算,试推导三峡电站将水流的势能转化为 电能的效率? 的公式,并计算出效率?? 的数值. (2)若 26 台发电机组全部建成并发电, 要达到年发电量的要求, 每台发电机组平均年发 电时间 t 为多少天? (3)将该电站的电能输送到华中地区,送电功率为 P 1 =4.5×10 kW,采用超高压输电, 输电电压为 U=500kV,而发电机输出的电压约为 U0 =18kV,要使输电线上损耗的功率小于 输送电功率 5%,求:发电站的升压变压器原副线圈的匝数比和输电线路的总电阻.
6

答案: (1)67.1%

(2)t≈192.3 天

(3)9∶250, 2.78Ω

详解: (1)电站能量转化效率为: ? ?

W电 W年电 W ? ? W机 ? Vgh ?ghQ

8.40 ? 1010 ? 3600? 1000 代入数据: ? ? ≈67.1% 1.0 ? 103 ? 4.51? 1011 ? 10 ? 100
(2) t ?

W 8.4 ?1010 ? h ? 192天 P 1.82 ?107

n1 U 0 18?103 ? ? ? 9∶250 (3)升压变压器匝数比为: n2 U 500?103
据 P1 =IU 得 I=9.0×103 A 由 P损 ? I R ? 5%P 1
2

得:R=2.78Ω

6.在电能的输送过程中,若输送的电功率一定、输电线电阻一定时,对于在输电线上损失 的电功率,有如下四种判断 ①和输送电线上电压降的平方成反比 ③和输送电线上电压降的平方成正比 其中正确的是( A. ①和② ) B. ③和④ C. ①和④ D. ②和③ ②和输送电压的平方成正比 ④和输送电压的平方成反比

答案:B 详解:输电线上损失的电功率自然与输电线上的电压降的平方成正比;输送的电功率一定, 输送的电压增大,则电流减小,所以与输送电压的平方成反比;

7.矩形金属线圈共 10 匝,绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动,线圈中产生的交 流电动势 e 随时间 t 变化的情况如图所示. 下列说法中正确的是( ) A. 此交流电的频率为 0.2Hz B. 此交流电动势的有效值为 1V C. t=0.1s 时,线圈平面与磁场方向平行 D. 线圈在转动过程中穿过线圈的最大磁通量为
1 Wb 100?
1 O -1 e/V 0.1 t/s

0.2

0.3

答案:D 详解:从图中可以看出,周期为 0.2s ,频率为 50Hz,交流电动势的最大值为 1V,t=0.1s 时, 电动势为 0;选 D 8.如图,变压器的原线圈接到 220V 的交流电源上,副线 两个, 副线圈 2 的匝数 n2 =30 匝, 与一个标有“12V 12W” 泡组成闭合回路, 且灯泡 L 正常发光, 副线圈 3 的输出电压 110V,与电阻 R 组成闭合回路,通过电阻 R 的电流强度为 求: (1) 副线圈 3 的匝数 n3 =? (2) 原线圈匝数 n1 =?及流经它的电流强度 I1 =? (2) n1 =550 匝,I1 =0.255A 圈有 的灯 U3 = 0.4A,

答案:(1) 275 匝 详解: (1 )

n1 U1 U ? ? n1 ? 1 n2 ? 550 n2 U 2 U2

U n1 U1 ? ? n3 ? 3 n1 ? 275 匝 n3 U 3 U1

(2)由(1)可知 n1 ? 550 据输出功率等于输入功率,即 U1 I1 ? U 2 I 2 ? U 3 I 3 ? I1 ?

U 2 I 2 ? U3 I3 ? 0.255 A U1

10(新课标)高二物理同步复习课程 第 8 讲 传感器 主讲人:徐建烽 1. 传感器是一种采集信息的重要器件, 下图是由电容器作为传感器来测定压力变化的电路, 当待测压力为 F 作用于可动膜片电极上时,以下说法中正确的( ) A. 若 F 向上压膜片电极, 电路中有从 a 和 b 的电流 B. 若 F 向上压膜片电极,电路中有从 b 和 a 的电流 C. 若 F 向上压膜片电极,电路中不会出现电流 D. 若电流表有示数则说明压力 F 发生变化

答案:BD 详解:F 作用于可动膜片电极上的时候,膜片发生形变,使极板间距离 d 变小,电容变小, 而电压基本不变, 要放电, 所以会有短暂的电流通过电流表; 没有压力, 则电容不变, 不会放电; 2.如图所示电路,R3 是光敏电阻,光开关 S 闭合后, 在没有光照射时,a、b 两点等电势,当用光照射电阻 R3 时,则( ) A.R3 的电阻变小,a 点的电势高于 b 点电势 B. R3 的电阻变小,a 点的电势低于 b 点电势 C.R3 的电阻变大,a 点的电势高于 b 点电势 D.R3 的电阻变大,a 点的电势低于 b 点电势 答案:A 详解:光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小,所以 R3 阻止变小,那么通过 a 点所在支 路的电流变大,在 R4 上的压降变大,所以在 R3 上的压降变小,那么 a 点的电势要高于 b 点的电势;选 A

3.用如图示的电磁继电器设计一个高温报警器, 求是:正常情况绿灯亮,有险情时电铃报警。可 选择的器材如下:热敏电阻、绿灯泡、小电铃、 生用电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线。

要 供 学

答案:

4.1999 年 7 月 12 日,日本原子能公司所属敦贺湾电站由于水管破裂导致国徽冷却剂外流, 在检测此重大事故中应用了非电量变化 (冷却剂外泄使管中液面变化) 转换为电信号的自动 化测量技术. 如图所示是一种测定导电液体深度的装置; 包着一层电介质的金属棒与导电液 体形成一个电容器,电容量的变化能反映液面的升降情况,则下列叙述中正确的是( ) A.电容增大反映 h 增大 B.电容增大反映 h 减少 C.将金属棒间的电压和导电液体分别接电源 两极再断开后,液体深度变化时导电液与金属棒间 的电压增大反映 h 减小 D.将金属棒和导电液体分别接电源两极再断 开后,液体深度变化时导电液与金属棒间的电压增 大反映 h 增大

答案:AC 详解:插入越深,说明电容极板的面积越大,电容也越大。设将金属棒和导电液体分别接电 源两极再断开后,电容带电量为 Q,Q=UC,h 越小,Q 不变,说明 U 增大;选 AC

5.传感器可将非电学量转换为电学量,起自动控制作用.如计算机鼠标中有位移传感器, 电熨斗、电饭煲中有温度传感器,电机机、录像机、影碟机、 空调机中有光传感器…… 演示位移传感器的工作原理如图所 示,物体 M 在导轨上平移时,带动滑动变阻器的金属滑杆 P, 通过电压表显示的数据来反映物体位移的大小 X, 假设电压表 是理想的,则下列说法正确的是( ) A.物体 M 运动时,电源内的电流会发生变化 B.物体 M 运动时,电压表的示数为发生变化 C.物体 M 不动时,电路中没有电流 D.物体 M 不动时,电压表没有示数

答案:B 详解:当 M 运动时,会改变滑动变阻器的阻值,造成电压表读数的变化;既是 M 不动,任 然是一个回路,电路中有电流,M 也有读数;选 B

6.用遥控器调换电视机频道的过程,实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。下 列属于这类传感器的是( ) A、红外报警装置 C、自动洗衣机中的压力传感装置 B、走廊照明灯的声控开关 D、电饭煲中控制加热和保温的温控器

答案:A 详解:B 是将声音振动转化为电信号;C 是将压力转化为电信号;D 是将温度变化转化为电 信号;所以只有 A 是将红外线转化为电信号,选 A


相关文章:
高中物理选修3-2课后习题答案及解释
高中物理选修3-2课后习题答案及解释_高三理化生_理化生_高中教育_教育专区。...192.3 天 详解: (1)电站能量转化效率为: 代入数据: ≈67.1% (2) (3)...
高中物理 经典习题及答案 选修3-2
高中物理 经典习题及答案 选修3-2_高三理化生_理化生_高中教育_教育专区。选填...需要引起注意的是课本上强调:输电线上的电压损失,除了与输电线的电阻有关,还...
高中物理选修3-2综合测试题(含答案)
高中物理选修 3-2 综合测试题一、选择题(2×25=50 分) 1.如图所示,闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度的大小随时 间变化。下列...
高中物理选修3-2测试题及答案
高中物理选修3-2测试题及答案_理化生_高中教育_教育专区。高中物理选修 3-2 测试题第 I 卷(选择题 12 小题 共 36 分) 一选择题(本题包括 12 小题,每小...
高中物理选修3-2课后习题和答案以及解释
高中物理选修3-2课后习题和答案以及解释_互联网_IT/计算机_专业资料 暂无评价|0人阅读|0次下载|举报文档 高中物理选修3-2课后习题和答案以及解释_互联网_IT/...
高中物理选修3-3课本习题详细答案
高中物理选修3-3课本习题详细答案_高二理化生_理化生_高中教育_教育专区。高中...第七章:分子动理论 1 :物体是由大量分子组成的: -1- 2 :分子的热运动 -...
高中物理3.2课后习题答案
Φ = n ?B π R ,所以, 同理,线圈以速度 2v 匀速进入磁场时,线圈中的感应电流最大值为 I 2 = E2 2 Bl1v = 。第 R R 次与第一次线圈中最大...
人教版高中物理选修3-2期末试卷及解析
人教版高中物理选修3-2期末试卷及解析_理化生_高中教育_教育专区。2014 年 06...2014 年 06 月 27 日 1052013573 的高中物 理组卷一.选择题(共 8 小题) ...
高中物理选修3-2综合测试题(含答案)
高中物理选修3-2综合测试题(含答案)_高三理化生_理化生_高中教育_教育专区。1.如图所示,闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度的大小...
高中物理选修3-2交变电流习题
高中物理选修3-2交变电流习题_理化生_高中教育_教育专区。这是选修3-2第五章交变电流的一个全章各节整合练习题选修3-2 第五章 交变电流 1.在下图中,不能...
更多相关标签: