期末复习测试卷一（word答案含解析）—人教版高中物理选修3-2同步训练

人教版物理选修3-2期末复习测试卷一
一、单选题(共30分)
1．(本题3分)下列说法中正确的是（　　）
A．感应电动势的大小与穿过闭合电路的磁通量变化率有关
B．穿过闭合电路的磁通量越大，感应电动势越大
C．穿过闭合电路的磁通量变化越大，感应电动势越大
D．只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电流
2．(本题3分)电磁炉是利用电磁感应现象产生的涡流，使锅体发热从而加热食物。下列相关的说法中正确的是（　　）
A．电磁炉中通入电压足够高的直流电也能正常工作
B．锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关
C．金属或环保绝缘材料制成的锅体都可以利用电磁炉来烹饪食物
D．电磁炉的上表面一般都用金属材料制成，以加快热传递、减少热损耗
3．(本题3分)远距离输送一定功率的交流电，若输送电压提高到n倍，则（
）
A．输电线上的电压损失增大
B．输电线上的电能损失增大
C．输电线上的电压损失不变
D．输电线上的电功率损失减少到原来的
4．(本题3分)如图所示，在竖直平面内有一个两边平行相距为L的光滑导轨，导轨顶端接有一个电阻R，电阻两端并有一个理想电压表，导轨间存在一个垂直于纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，磁场宽度为2h，现有一个质量为m，电阻也为R的金属棒，从距磁场上边界为h处自由下落，导轨进入磁场后恰好做匀速直线运动并穿过匀强磁场．在从导轨自由下落到穿过磁场的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．导体棒在穿过磁场的过程中，电压表的示数为
B．导体棒在穿过磁场的过程中，电阻R产生的热量为mgh
C．导体棒在穿过磁场的过程中，通过电阻R的电荷量为10C
D．导体棒在穿过磁场的过程中，克服安培力做功为mgh
5．(本题3分)如图所示，电压表、电流表均为理想电表，正方形线框的边长为L，电容器的电容量为正方形线框的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中，当磁场以k的变化率均匀减弱时，则（　　）
A．电流表有读数
B．电压表有读数
C．b点的电势高于a点的电势
D．回路中产生的电动势为
6．(本题3分)如图中灯泡A1、A2完全相同，带铁芯的线圈L的电阻可忽略不计，则（　　）
A．S闭合瞬间，A1、A2同时发光，接着A1变暗A2变得更亮
B．S闭合瞬间，A1不亮A2立即亮
C．S闭合瞬间，A1、A2都不立即亮
D．稳定后再断开S瞬间，A1熄灭，A1灯亮且比A2更亮
7．(本题3分)如图为电动机模型图，左侧为N极，右侧为S极。电动机线框通过换向器连入电路中，线框abcd的面积为S，匝数为n，匀强磁场磁感应强度为B，线框平面与磁场平行。若此时闭合开关，则下列说法正确的是（　　）
A．从正前方看去，该线框将会逆时针转动
B．若同时调转电极和磁极方向，则线圈的转动方向改变
C．转动过程中线圈中电流方向变化，流过R的电流方向不变
D．线框转过时，穿过线框平面的磁通量最大，且为nBS
8．(本题3分)均匀导线制成的单匝正方形闭合线框，边长，线框电阻，将其置于磁感应强度的有界水平匀强磁场上方处，如图所示，线框由静止自由下落，线框平面始终与磁场方向垂直，且边始终与磁场的水平边界平行。取重力加速度，不计空气阻力，当边刚进入磁场时，下列说法正确的是（　　）
A．感应电动势大小为2V
B．线框两点间的电压是0.15V
C．边受到的安培力方向竖直向上、大小为0.2N
D．线框全部进入磁场的过程中，通过导线横截面的电荷量为0.2C
9．(本题3分)如图所示，理想变压器原线圈接正弦交流电，电表为理想电表，为热敏电阻（阻值随温度升高而减小），则（　　）
A．温度升高，电流表示数变大
B．温度升高，电压表的示数变小
C．开关由切换到，电压表示数不变
D．开关由切换到，电流表示数变大
10．(本题3分)如图所示，在纸面内有固定导线构成的回路，回路内部有垂直于线圈平面向外的匀强磁场（图中未画出），且磁场的磁感应强度随时间均匀增大，在边的正上方静止着一可自由转动的小磁针，闭合开关后（
）
A．小磁针的N极向纸面内偏转
B．小磁针不发生偏转
C．回路中产生的感应电流方向为，且电流均匀增大
D．回路中产生的感应电流方向为，且电流不变
二、多选题(共16分)
11．(本题4分)如图甲所示，理想变压器副线圈接有一额定电压为36V、额定电流为1A的灯泡和一电动机，原线圈串有一理想电流表，并接有如图乙所示的交变电压。灯泡和电动机均恰好正常工作，电流表的示数为1.8A。下列分析正确的是（　　）
A．变压器原、副线圈的匝数比为
B．电动机的内阻为3.6Ω
C．电动机的额定功率为360W
D．通过灯泡的电流方向每秒钟改变50次
12．(本题4分)如图甲所示，在MN、QP间存在一匀强磁场，t＝0时，一正方形光滑金属线框在水平向右的外力F作用下紧贴MN从静止开始做匀加速运动，外力F随时间t变化的图线如图乙所示，已知线框质量m＝1kg、电阻R＝2Ω，则（　　）
A．线框的加速度为1m/s2
B．磁场宽度为4m
C．匀强磁场的磁感应强度为2T
D．线框进入磁场过程中，通过线框横截面的电荷量为C
13．(本题4分)如图所示，光滑平行金属导轨PP′和QQ′都处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现垂直于导轨放置一根导体棒MN，用一水平向右的力F拉动导体棒MN，以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是（　　）
A．感应电流方向是N→M
B．感应电流方向是M→N
C．安培力方向水平向左
D．安培力方向水平向右
14．(本题4分)如图a，螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场图中箭头所示方向为其正方向。螺线管与导线框abcd相连，导线框内有一小金属圆环L，圆环与导线框在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度B随时间按图b所示规律变化时（　　）
A．在t1~t2时间内，L内有逆时针方向的感应电流
B．在t1~t2时间内，L有收缩趋势
C．在t2~t3时间内，L内有顺时针方向的感应电流
D．在t2~t3时间内，L有扩张趋势
三、解答题(共54分)
15．(本题13分)有一个1000匝的线圈，在0.3s内通过它的磁通量从0.02Wb增加到0.08Wb，求线圈中的感应电动势。如果线圈的电阻是10，把一个电阻是990的电热器连接在它的两端，求通过电热器的电流是多大？
16．(本题13分)如图甲所示，匝的线圈（图中只画了2匝），电阻，其两端与一个的电阻相连，线圈内有指向纸内方向的磁场。线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。
(1)求电阻R两端的电压U；
(2)若将电阻R换成一个的电容器，磁通量仍按此规律变化，求电容器上的电量q；
(3)再将电容器换成一个电动机，电动机的额定电压为18V，磁通量仍按此规律变化，此时，电动机恰正常工作，求此电动机的实际功率P。
17．(本题14分)如图所示，固定放置在水平面内的光滑平行金属导轨宽为，金属棒ab置于导轨上，并与导轨垂直，整个装置位于竖直向下，磁感强度的匀强磁场中，电阻，ab电阻为，导轨电阻忽略不计，当ab在水平向右的恒力F作用下以的速度向右匀速运动时，求：
(1)通过电阻R的电流大小和方向；
(2)电阻R上消耗的电功率；
(3)恒力F做功的功率。
18．(本题14分)如图所示，光滑固定的平行金属导轨平面与水平面的夹角，导轨间距为，上端接有的电阻，一垂直轨道平面向上、磁感应强度大小为的磁场区域宽度为。放在轨道上的一质量为、电阻为金属杆，从距磁场上边缘处由静止释放，金属杆进入磁场上边缘的速度。当金属杆运动至磁场中央之后可匀速穿过磁场，两轨道的电阻可忽略不计，杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，重力加速度取，求：
(1)金属杆距磁场上边缘的距离s；
(2)金属杆通过磁场区域的过程中通过的电量；
(3)金属杆通过磁场区域的过程中电阻上产生的焦耳热。
参考答案
答案含解析
1．A
【详解】
ABC．根据
可知，感应电动势的大小与穿过闭合电路的磁通量变化率有关，穿过闭合电路的磁通量越大，感应电动势不一定越大；穿过闭合电路的磁通量变化越大，感应电动势不一定越大，选项A正确，BC错误；
D．只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中才会有感应电流，选项D错误。
故选A。
2．B
【详解】
A．直流电不能产生变化的磁场，在锅体中不能产生感应电流，电磁炉不能使用直流电，A错误；
B．锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关，B正确；
C．锅体只能用铁磁性导体材料，不能使用绝缘材料制作锅体，C错误；
D．电磁炉的上表面如果用金属材料制成，使用电磁炉时，上表面材料发生电磁感应要损失电能，电磁炉上表面要用绝缘材料制作，D错误。
故选B。
3．D
【详解】
AC．在输送功率一定时，由
I
=
知，电压提高到n倍，则电流变为原来的，电压损失减为原来的，AC错误；
BD．由
P损
=
I2R
知，功率损失减为原来的，B错误、D正确。
故选D。
4．B
【详解】
A．导体棒下降h时的速度
导体棒在穿过磁场的过程中产生的电动势
电压表的示数为
故A错误。
B．导体棒在穿过磁场的过程中，重力做功转化为导体棒与电阻R上的焦耳热，因导体棒的电阻与电阻R的电阻值相等，所以电阻R上产生的热量
故B正确；
C．导体棒在穿过磁场的过程中，通过电阻R的电荷量为
因为具体的物理量不知道，所以通过R的电量不一定是10C．故C错误。
D．导体棒在穿过磁场的过程中，重力做功与安培力做功的和为0，所以导体棒克服安培力做功为2mgh。故D错误。
故选B。
5．B
【详解】
AD．由法拉第电磁感应定律得
即线圈产生恒定的感应电动势，电容器充电完毕后电路中没有电流，则电流表没有读数，AD错误；
BC．磁场是垂直纸面向里减弱，由楞次定律可知，产生的感应电流为顺时针，a端相当于正极，则a点的电势高于b
点的电势，则电压表有读数，故B正确，C错误。
故选B。
6．A
【详解】
当S闭合瞬间，L支路中的电流从无到有发生“变化”，因此，在L中产生自感电动势阻碍电流增加，由于自感系数很大，对电流的阻碍作用很强，所以S接通的极短时间内L中电流几乎为零，L并没有起到“短路”的作用，A1灯中有电流通过，A1、A2同时亮。由于L中电流从无到有很快稳定，感应电动势消失，上述那种对电流的阻碍作用不再存在，它对A1灯的短路作用形成，A1灯便熄灭，由于电路的电阻变小，A2灯便显得更亮。
故选A。
7．C
【详解】
A．根据电源正负极可知，从上往下看，电流为逆时针电流，根据左手安培定则可知，ab导体棒受力向上，cd导体棒受力向下，所以从正面看线框会顺时针转动，A错误。
B．同时调转电极和磁极方向，相当于同时改变磁场和电流方向，根据左手安培定则可知，线框受力方向不变，所以转动方向不会发生改变，B错误。
C．下面的电路为直流电流，电流的方向不发生改变，C正确。
D．根据磁通量的公式
可知，在计算磁通量的时候，不应该出现匝数，所以D错误。
故选C。
8．B
【详解】
A．设线框ab刚进磁场时的速度为v，根据机械能守恒定律得，解得：
感应电动势
E=BLv=0.2V
故A错误；
B．由闭合电路欧姆定律可知，线框ab两点间的电压
故B正确；
C．电流
由左手定则可知，ab边受到的安培力方向向上，大小为
F=BIL=0.10×0.1×0.20N=0.002N
故C错误；
D．线框全部进入磁场的过程中，通过导线横截面的电荷量为
故D错误。
故选B。
9．A
【详解】
AB．温度升高，电阻减小，理想变压器原副线圈线圈匝数不变，电压不变，可知此时电流变大，故电流表示数变大，电压表示数不变，A正确，B错误；
CD．开关由切换到，此时副线圈线圈匝数减小，在原线圈线圈匝数不变的情况下，副线圈两端电压变小，则当副线圈所在电路电阻不变的情况下，流经副线圈所在电路的电流变小，故电压表示数变小，电流表示数变小，故CD错误；
故选A。
10．D
【详解】
AB．导线ab中的电流为a流向b，因此在小磁针处产生的磁场向外，因为小磁针的N极受力方向与磁场方向一致，所以小磁针N极向纸面外偏转，选项AB错误；
CD．原磁通向外增加，因此感应电流产生的磁场向里，由楞次定律可判断感应电流的方向为，因磁感应强度均匀变化
所以感应电流恒定，选项C错误D正确。
故选D。
11．AC
【详解】
A．根据变压器的线圈匝数之比等于电压之比可得
故A正确；
B．由于电动机的输出功率未知，故电动机的内阻无法计算，故B错误；
C．根据变压器的线圈匝数之比等于电流的反比可得
解得，则通过电动机的电流为
所以电动机消耗的功率为
故C正确；
D．由图乙可知，电流的周期为0.02s，一个周期电流方向改变2次，则通过灯泡的电流方向每秒钟改变100次，故D错误。
故选AC。
12．BD
【详解】
A．当t＝0时线框的速度为零，没有感应电流，线框不受安培力，则线框的加速度为
故A错误；
B．磁场的宽度等于线框在0～2s内的位移
故B正确；
C．设线框的边长为L，则L等于线框在0～1s内的位移，即
当线框全部进入磁场的瞬间，有
而
式中F1＝4N，m＝1kg，v＝at＝2m/s，R＝2Ω
解得
故C错误；
D．线框进入磁场过程中，通过线框横截面的电荷量为
C
故D正确。
故选BD。
13．AC
【详解】
以导体棒MN为研究对象，所处位置磁场方向向下、运动方向向右。由右手定则可知，感应电流方向是N→M；再由左手定则可知，安培力方向水平向左。故BD错，AC对。
故选AC。
14．AB
【详解】
A．在t1~t2时间内，磁感应强度增加，根据增反减同可知，L内有逆时针方向的感应电流，A正确。
B．图线的斜率逐渐变大，经过导线中的电流变大，该电流激发出增大的磁场，该磁场通过圆环，在圆环内产生感应电动势和逆时针方向的感应电流，据结论“增缩减扩”可判断L有收缩趋势，B正确。
C．在t2~t3时间内，磁感应强度变化率一定，经过导线中的电流不变，故L磁通量没有变化，没有感应电流，C错误。
D．在t2~t3时间内，磁感应强度变化率一定，经过导线中的电流不变，故L磁通量没有变化，没有感应电流，L也就没有扩张的趋势，D错误。
故选AB。
15．200V，0.2A
【详解】
线圈中的感应电动势
通过电热器的电流
16．(1)19.2V；(2)1.0×10-3C；(3)18W
【详解】
(1)由法拉第电磁感应定律得
由闭合电路的欧姆定律得
又由部分电路的欧姆定律得
(2)电容器上的电量
(3)电动机电压恰好为18V，则线圈内阻降压2V，此时电路中电流为
电动机功率为
17．(1)5A，M→N；(2)2.25W；(3)2.5W
【详解】
(1)ab产生的感应电动势为
由闭合电路欧姆定律得感应电流的大小为
根据右手定则可知，电流的方向为：M→N
(2)R上的电功率为
(3)ab棒所受的安培力大小为
由于ab匀速运动，恒力F与安培力平衡，则得
则拉力的功率为
18．(1)0.1m；(2)0.16C；(3)0.12J
【详解】
(1)由能量守恒定律得
金属杆距磁场上边缘的距离
(2)由法拉第电磁感应定律
由闭合电路欧姆定律
金属杆通过磁场区域的过程中通过的电量
(3)设金属杆穿过磁场区域时速度为，则有
解得
则由动能定理可得
则有
则电阻上产生的焦耳热