教科版物理选修3-2电子题库-第1章第5节知能优化训练【答案解析版】.pdf

《教科版物理选修3-2电子题库-第1章第5节知能优化训练【答案解析版】.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《教科版物理选修3-2电子题库-第1章第5节知能优化训练【答案解析版】.pdf（12页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、1给电动机接通电源，线圈受安培力的作用转动起来由于线圈要切割磁感线，因此必有感应电动势产生，感应电流方向与原电流方向相反，就此问题，下列说法正确的是()A电动机中出现的感应电动势为反电动势，反电动势会阻碍线圈的运动B如果电动机正常工作，反电动势会加快电动机的转动C如果电动机工作中由于机械阻力过大而停止转动，就没了反电动势，线圈中的电流就会很大，很容易烧毁电动机D如果电动机工作电压低于正常电压，电动机也不会转动，此时尽管没有反电动势，但由于电压低也不容易烧毁电动机解析：选 AC.根据反电动势的特点可知选项 A、C 正确2(2011 年高考江苏物理卷)如图 159 所示，固定的水平长直导线中通有电

2、流 I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行线框由静止释放，在下落过程中()图 159A穿过线框的磁通量保持不变B线框中感应电流方向保持不变C线框所受安培力的合力为零D线框的机械能不断增大解析：选 B.直线电流的磁场离导线越远，磁感应越稀，故线圈在下落过程中磁通量一直减小，A 错；由于上、下两边电流相等，上边磁场较强，线框所受合力不为零，C 错；由于电磁感应，一部分机械能转化为电能，机械能减小，D 错故 B 对3圆形导体环用一根轻质细杆悬挂在 O 点，导体环可以在竖直平面内来回摆动，空气阻力和摩擦力均可忽略不计在图 1510 所示的正方形区域，有匀强磁场垂直纸面向里下列说法正确的是

3、()图 1510A此摆开始进入磁场前机械能不守恒B导体环进入磁场和离开磁场时，环中感应电流的方向肯定相反C导体环通过最低位置时，环中感应电流最大D最后此摆在匀强磁场中振动时，机械能守恒解析：选 BD.导体环在进、出磁场阶段，导体环有一部分在做切割磁感线运动，电路中有感应电流产生，机械能转化为电能，且由楞次定律知这两种情况下感应电流方向相反环全部进入磁场后，穿过导体环的磁通量不变，无感应电流图 15114(2010 年高考课标全国卷)如图 1511 所示，两个端面半径同为 R 的圆柱形铁芯同轴水平放置，相对的端面之间有一缝隙，铁芯上绕导线并与电源连接，在缝隙中形成一匀强磁场一铜质细直棒 ab 水

4、平置于缝隙中，且与圆柱轴线等高、垂直让铜棒从静止开始自由下落，铜棒下落距离为 0.2R 时铜棒中电动势大小为 E1，下落距离为 0.8R 时电动势大小为 E2，忽略涡流损耗和边缘效应关于 E1、E2的大小和铜棒离开磁场前两端的极性，下列判断正确的是()AE1E2，a 端为正BE1E2，b 端为正CE1E2，a 端为正DE1E2，b 端为正解析：选 D.将立体图转化为平面图如图所示，由几何关系计算有效切割长度 LL1222RR2h2 1R20.2R20.96L2222RR2h2 2R20.8R20.36由机械能守恒定律计算切割速度 v，即：mgh mv2，得 v，则：122ghv1，2g 0.2

5、R0.4gRv22g 0.8R1.6gR根据 EBLv，E1B2R，E2B2R，可见 E1” “”或“”)(提示：从能否产生感应电流的角度思考)图 1522解析：若磁场为匀强磁场，则小金属环中无感应电流，所以小金属环的机械能守恒；若磁场为非匀强磁场，则小金属环中磁通量发生变化，产生感应电流，所以小金属环的机械能部分转化为电能答案：11(2011 年宝鸡高二检测)如图 1523 所示，小灯泡的规格为“2V4W” ，接在光滑水平导轨上，轨距 0.1m，电阻不计金属棒 ab 垂直搁置在导轨上，电阻为 1.整个装置处于磁感应强度 B1T 的匀强磁场中求：图 1523(1)为使小灯泡正常发光，ab 的滑

6、行速度多大？(2)拉动金属杆 ab 的外力的功率为多大？解析：要使小灯泡正常发光，灯两端电压应等于其额定值 2V，这个电压是由于金属棒滑动时产生的感应电动势提供的金属棒移动时，外力的功率转化为电路上的总电功率(1)小灯泡的额定电流和电阻分别为 I 2A，R1，设金属棒滑行速度为 v，PUU2P它产生的感应电流为 I感，式中 r 为棒的电阻由 I感I，即I，得 vBLvRrBLvRrm/s40m/s.IRrBL2 111 0.1(2)根据能的转化，外力的机械功率等于整个电路中的电功率，所以拉动 ab 做切割运动的功率为 P机P电I2(Rr)22(11)W8W.答案：(1)40m/s(2)8W12

7、(2011 年杭州教学质检)如图 1524 甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ 固定在同一水平面上，两导轨间距 L0.30m导轨电阻忽略不计，其间连接有固定电阻 R0.40.导轨上停放一质量 m0.10kg、电阻 r0.20 的金属杆 ab，整个装置处于磁感应强度 B0.50T 的匀强磁场中，磁场方向竖直向下用一外力 F 沿水平方向拉金属杆 ab，使之由静止开始运动，电压传感器可将 R 两端的电压 U 即时采集并输入电脑，获得电压 U 随时间 t 变化的关系如图乙所示(1)利用上述条件证明金属杆做匀加速直线运动，并计算加速度的大小；(2)求第 2s 末外力 F 的瞬时功率；(3)如果

8、水平外力从静止开始拉动杆 2s 所做的功 W0.35J，求金属杆上产生的焦耳热图 1524解析：(1)设路端电压为 U，金属杆的运动速度为 v，则感应电动势 EBLv通过电阻 R 的电流 IERr电阻 R 两端的电压 UIRBLvRRr由图乙可得 Ukt，k0.10V/s解得 vtkRrBLR因为速度与时间成正比，所以金属杆做匀加速运动，加速度 a1.0m/s2kRrBLR(用其他方法证明也可以)(2)在 2s 末，速度 v2at2.0m/s电动势 EBLv2通过金属杆的电流 IERr金属杆受安培力 F安BILBL2v2Rr解得：F安7.5102N设 2s 末外力大小为 F2，由牛顿第二定律得F2F安ma解得：F21.75101N故 2s 末时 F 的瞬时功率 PF2v20.35W.(3)设回路产生的焦耳热为 Q，由能量守恒定律，WQ mv122 2解得：Q0.15J电阻 R 与金属杆的电阻 r 串联，产生焦耳热与电阻成正比所以，QRQrRr运用合比定理，而 QRQrQQRQrQrRrr故在金属杆上产生的焦耳热 QQrRr解得：Qr5.0102J.答案：(1)见解析(2)0.35W(3)5.0102J