高二物理选修3-2感应电动势及其应用达标检测试题(含答案和解释)

精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创1/10高二物理选修32感应电动势及其应用达标检测试题含答案和解释滚动检测二感应电动势及其应用时间60分钟满分100分一、选择题本题共8小题，每小题7分，共56分在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项符合题目要求，全选对的得7分，选对但不全的得4分，有选错的得0分1闭合的金属环处于随时间均匀变化的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆环平面，则A环中产生的感应电动势均匀变化B环中产生的感应电流均匀变化C环中产生的感应电动势保持不变D环上某一小段导体所受的安培力保持不变解析磁场均匀变化，也就是说BTK，根据感应电动势的定义式，ETSBTKS，其中K是一个常量，所以圆环中产生的感应电动势的数值是一个常量，所以圆环中产生的感应电动势的数值是一个常量，产生的感应电流也不变化，而环上某一小段导体受安培力FILB要发生变化答案C2无线电力传输目前取得重大突破，在日本展出了一种非精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创2/10接触式电源供应系统，这种系统基于电磁感应原理可无线传输电力两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置，原理示意图如图1所示下列说法正确的是图1A若A线圈中输入电流，B线圈中就会产生感应电动势B只有A线圈中输入变化的电流，B线圈中才会产生感应电动势CA中电流越大，B中感应电动势越大DA中电流变化越快，B中感应电动势越大解析根据产生感应电动势的条件，只有处于变化的磁场中，B线圈才能产生感应电动势，A错，B对；根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小取决于磁通量变化率，所以C错，D对答案BD3矩形导线框ABCD固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图2所示若规定顺时针方向为感应电流I的正方向，则导线框中的感应电流图象正确的是精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创3/10图2解析01S内磁感应强度均匀增加，由楞次定律知感应电流方向为逆时针，即感应电流方向与规定的正方向相反，为负值，又由法拉第电磁感应定律ENT及闭合电路欧姆定律知，感应电流I为定值；12S内磁感应强度均匀减小，同理可判断感应电流为顺时针方向，大小不变；23S内磁感应强度反方向均匀增加，同理可判断感应电流为顺时针方向，大小不变；34S内磁场方向垂直纸面向外，且均匀减小，同理可判断感应电流为逆时针方向，大小不变，故选项D正确答案D4环形线圈放在匀强磁场中，设在第1S内磁场方向垂直于线圈平面向里，如图3甲所示若磁感应强度随时间T的变化关系如图3乙所示，那么在第2S内，线圈中感应电流的大小和方向是图3A大小恒定，逆时针方向B大小恒定，顺时针方向C大小逐渐增加，顺时针方向D大小逐渐减小，逆时针方向精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创4/10解析由题图乙可知，第2S内BT为定值，由ETBTS知，线圈中感应电动势为定值，所以感应电流大小恒定第2S内磁场方向向外，穿过线圈的磁通量减少，由楞次定律判断知感应电流为逆时针方向，A项正确B、C、D错误答案A5图4中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为L，磁场方向垂直纸面向里，ABCD是位于纸面内的梯形线圈，AD与BC间的距离也为LT0时刻，BC边与磁场区域边界重合如图现令线圈以恒定的速度V沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域取沿ABCDA的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间T变化的图线可能是图4解析线圈进入时，BC边切割磁感线，随进入的增多，AB边、CD边导体部分切割磁感线，且切割的有效长度增加，由右手定则可知电流的方向与规定的正方向相反，线框穿出磁场时，电流反向，且切割的有效长度增加，故选项B正确精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创5/10答案B6如图5所示，先后两次将同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、通过导线截面的电荷量为Q1，第二次线圈短边与磁场边界平行，将线圈全部拉出磁场区域，拉力做功为W2、通过导线截面的电荷量为Q2，则图5AW1W2，Q1Q2BW1W2，Q1Q2CW1W2，Q1Q2DW1W2，Q1Q2解析设矩形线圈的长边为A，短边为B，电阻为R，速度大小为V，则W1BI1BABBAVRBA，W2BI2ABBBBVRAB，因为AB，所以W1W2，通过导体截面的电荷量Q1I1T1BAVRBVQ2故选项A正确答案A7如图6所示，两个互连的金属圆环，粗金属环的电阻是细金属环电阻的12磁场垂直穿过粗金属环所在区域，当磁感应强度随时间均匀变化时，在粗环内产生的感应电动势为E，则A、B两点间的电势差为精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创6/10图6A12EB13EC23EDE解析设粗环电阻为R，则细环电阻为2R，由于磁感应强度随时间均匀变化，故闭合电路中产生的感应电动势E恒定，由闭合电路欧姆定律得电路中感应电流IE3R，由欧姆定律得A、B两点电势差细环两端电压UI2R23E答案C8如图7甲所示，一个电阻为R，面积为S的矩形导线框ABCD，水平放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，方向与AD边垂直并与线框平面成45角，O、O分别是AB边和CD边的中点现将线框右半边OBCO绕OO逆时针旋转90到图7乙所示位置，在这一过程中，导线中通过的电荷量是图7A2BS2RB2BSRCBSRD0解析线框左半边不动，磁通量不变，穿过右半边的磁通量112BSSIN4524BS，旋转90时，2124BS，但因磁感线穿入方向变化，故磁通量变化应是1222BS，线框产生的平均电动势精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创7/10ET，IER，通过的电荷量QITTRTR2BS2R，A正确答案A二、非选择题本题共4小题，共44分计算题要求有必要的文字叙述，列出必要的方程和演算步骤98分为了探测海洋中水的运动，科学家有时依靠水流通过地磁场产生的感应电动势测水的流速假设某处地磁场的竖直分量为05104T，两个电极插入相距20M的水流中，且两电极所在的直线与水流方向垂直，如果与两极相连的灵敏电压表示数为50105V，求水流的速度解析海水中含有各种导电物质，相当于导电液流过两极之间切割磁感线产生感应电动势，由EBLV得VEBL5105051042M/S05M/S答案05M/S1012分如图8所示，水平放置的平行轨道M、N间接一阻值为R0128的电阻，轨道宽为L08M轨道上搭一金属棒AB，其质量M04KG，AB与轨道间动摩擦因数为05，除R外其余电阻不计垂直于轨道面的匀强磁场磁感应强度为B2T，AB在一电动机牵引下由静止开始运动，经过2S，AB运动了12M并达到最大速度此过程中电动机平均输出功率为8W，最大输出功率为144W求该过程精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创8/10中电阻R上消耗的电能取G10M/S2图8解析当电动机拉力等于导体棒所受安培力与滑动摩擦力之和时，速度最大为VMAX，由题知此时电动机输出功率最大故有FPMAXVMAXMGB2L2VMAXR将已知数据代入得10V2MAXVMAX720解得VMAX08M/S全过程由能量转化和守恒定律PTQMGX12MV2MAX代入已知数据得Q13472J答案13472J11图912分如图9所示，均匀导线制成的单匝正方形闭合线框ABCD，每边长为L，总电阻为R，总质量为M将其置于磁感应强度为B的水平匀强磁场上方H处，如图所示线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且CD边始终与水平的磁场边界平行当CD边刚进入磁场时精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创9/101求线框中产生的感应电动势大小；2求CD两点间的电势差大小；3若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度H所应满足的条件解析1CD边刚进入磁场时，线框速度V2GH线框中产生的感应电动势EBLVBL2GH2此时线框中电流IER，CD两点间的电势差UI34R34BL2GH3安培力FBILB2L22GHR根据牛顿第二定律MGFMA，由A0，解得下落高度满足HM2GR22B4L4答案1BL2GH234BL2GH3HM2GR22B4L41212分如图10甲所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距L020M，电阻R10有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B05T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道向下现用一外力F沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，测得力F与时间T的关系如图10乙所示求杆的质量M和加速度A图10解析导体杆在轨道上做初速度为零的匀加速直线运