高三物理一轮复习练习 选修3291.docx
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高三物理一轮复习练习选修3291
1.如图所示,导轨间的磁场方向垂直于纸面向里,当导线MN在导轨上向右加速滑动时,正对电磁铁A的圆形金属环B中( )
A.有感应电流,且B被A吸引
B.无感应电流
C.可能有,也可能没有感应电流
D.有感应电流,且B被A排斥
解析:
MN向右加速滑动,根据右手定则,MN中的电流方向从N→M,且大小在逐渐变大,根据安培定则知,电磁铁A的左端为N极,且磁场强度逐渐增强,根据楞次定律知,B环中的感应电流产生的内部磁场方向向右,B被A排斥.故D正确.
答案:
D
2.(2012年高考海南卷)如图,一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金属圆环中穿过.现将环从位置Ⅰ释放,环经过磁铁到达位置Ⅱ.设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2,重力加速度大小为g,则( )
A.T1>mg,T2>mg B.T1 C.T1>mg,T2 解析: 金属圆环从位置Ⅰ到位置Ⅱ过程中,由楞次定律知,金属圆环在磁铁上端时受力向上,在磁铁下端时受力也向上,由牛顿第三定律知,金属圆环对磁铁的作用力始终向下,对磁铁受力分析可知T1>mg,T2>mg,A项正确. 答案: A 3.(2013年泉州质检)如图所示,固定的水平长直导线中通有电流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( ) A.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: 线框下落中距离直导线越来越远,磁场越来越弱,但磁场方向不变,所以磁通量越来越小,根据楞次定律可知感应电流的方向不变,A错,B对;线框左边和右边所受安培力总是大小相等,方向相反,但上下两边磁场强弱不同,安培力大小不同,合力不为零,C错;下落过程中机械能越来越小,D错. 答案: B 4.磁感应强度为B的匀强磁场仅存在于边长为2l的正方形范围内,有一个电阻为R,边长为l的正方形导线框abcd,沿垂直于磁感线方向,以速度v匀速通过磁场区域,如图所示,从ab进入磁场开始计时. (1)画出穿过线框的磁通量随时间变化的图象; (2)判断线框中有无感应电流.若有,请判断出感应电流的方向;若无,请说明理由. 解析: 线框穿过磁场的过程可分为三个阶段: 进入磁场阶段(只有ab边在磁场中)、在磁场中运动阶段(ab、cd两边均在磁场中)、离开磁场阶段(只有cd边在磁场中). (1)①线框进入磁场阶段: t为0~ ,线框进入磁场中的面积与时间成正比,即 S=lvΔt1 故Φ=BS=BlvΔt1 Δt1= 时,Φ=Bl2 ②线框在磁场中运动阶段: t为 ~ ,线框中的磁通量为Φ=Bl2,保持不变,此过程Δt2= . ③线框离开磁场阶段: t为 ~ ,线框中的磁通量均匀减小,即 Φ=Bl(l-vΔt3)=Bl2-BlvΔt3 当t= 时,Δt3= ,Φ=0. 因此,穿过线框的磁通量随时间的变化图象如图所示. (2)线框进入磁场阶段,穿过线框的磁通量增加,线框中产生感应电流,由楞次定律可知,感应电流方向为逆时针方向. 线框在磁场中运动阶段,穿过线框的磁通量保持不变,无感应电流产生. 线框离开磁场阶段,穿过线框的磁通量减小,线框中产生感应电流,由楞次定律可知,感应电流方向为顺时针方向. 答案: 见解析 [命题报告·教师用书独具] 知识点 题号 感应电流产生条件的应用 1、2、7、12 感应电流方向及电势高低的判断 3、8 楞次定律拓展应用 4、5、6 三定则的综合应用 9、10、11 一、选择题(本题共10小题,每小题7分,共70分,每小题至少有一个选项正确,把正确选项前的字母填在题后的括号内) 1.处在磁场中的一闭合线圈,若没有产生感应电流,则可以判定( ) A.线圈没有在磁场中运动 B.线圈没有做切割磁感线运动 C.磁场没有发生变化 D.穿过线圈的磁通量没有发生变化 解析: 要发生电磁感应现象,产生电流,必须是穿过线圈的磁通量发生变化,否则无感应电流.只有D项正确. 答案: D 2.如图所示,闭合圆导线圈放置在匀强磁场中,线圈平面与磁场平行,其中ac、bd分别是平行、垂直于磁场方向的两条直径.当线圈做如下运动时,能产生感应电流的是( ) A.使线圈在纸面内平动 B.使线圈平面沿垂直纸面方向向纸外平动 C.使线圈以ac为轴转动 D.使线圈以bd为轴转动 解析: 使线圈在纸面内平动,沿垂直纸面方向向纸外平动或以ac为轴转动,线圈中的磁通量始终为零,不变化,无感应电流产生;以bd为轴转动时,线圈中的磁通量不断变化,能产生感应电流.所以D选项正确. 答案: D 3.(原创题)我国新发明的J20隐形战机,2012年8月进一步试飞.由于地磁场的存在,飞机在我国上空一定高度水平飞行时,其机翼就会切割磁感线,机翼的两端之间会有一定的电势差.则从飞机员的角度看,机翼左端的电势比右端的电势( ) A.低B.高 C.相等D.以上情况都有可能 解析: 北半球的地磁场的竖直分量向下,由右手定则可判定飞机无论向哪个方向飞行,由飞行员的角度看均为左侧机翼电势较高. 答案: B 4.(2011年高考上海卷)如图,均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置,当a绕O点在其所在平面内旋转时,b中产生顺时针方向的感应电流,且具有收缩趋势,由此可知,圆环a( ) A.顺时针加速旋转B.顺时针减速旋转 C.逆时针加速旋转D.逆时针减速旋转 解析: 由楞次定律,欲使b中产生顺时针电流,则a环内磁场应向里减弱或向外增强,a环的旋转情况应该是顺时针减速或逆时针加速,由于b环又有收缩趋势,说明a环外部磁场向外,内部向里,故选B. 答案: B 5.(2013年福州模拟)甲、乙两个完全相同的铜环可绕固定轴OO′旋转,当它们以相同的角速度开始转动后,由于阻力,经相同的时间后便停止,若将两环置于磁感应强度为B的大小相同的匀强磁场中,乙环的转轴与磁场方向平行,甲环的转轴与磁场方向垂直,如图所示,当甲、乙两环同时以相同的角速度开始转动后,则下列判断中正确的是( ) A.甲环先停B.乙环先停 C.两环同时停下D.无法判断两环停止的先后 解析: 两环均在匀强磁场中以相同的角速度转动,由图可知: 甲环的磁通量会发生变化,有感应电流产生,甲环的动能要转化为电能,而乙环中无磁通量的变化,不会产生感应电流,故甲环先停下来.A选项正确. 答案: A 6.(2012年高考北京理综)物理课上,老师做了一个奇妙的“跳环实验”.如图,她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后,将一金属套环置于线圈L上,且使铁芯穿过套环.闭合开关S的瞬间,套环立刻跳起. 某同学另找来器材再探究此实验.他连接好电路,经重复试验,线圈上的套环均未动.对比老师演示的实验,下列四个选项中,导致套环未动的原因可能是( ) A.线圈接在了直流电源上 B.电源电压过高 C.所选线圈的匝数过多 D.所用套环的材料与老师的不同 解析: 闭合开关S,金属套环跳起,是因为S闭合瞬间,穿过套环的磁通量变化,环中产生感应电流的缘故.产生感应电流要具备两个条件: 回路闭合和穿过回路的磁通量变化.只要连接电路正确,闭合S瞬间,就会造成穿过套环磁通量变化,与电源的交直流性质、电压高低、线圈匝数多少均无关.该同学实验失败,可能是套环选用了非导电材料的缘故,故D选项正确. 答案: D 7.(2013年济南质检)现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及电键如图所示连接.下列说法中正确的是( ) A.电键闭合后,线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转 B.线圈A插入线圈B中后,电键闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转 C.电键闭合后,滑动变阻器的滑片P匀速滑动,会使电流计指针静止在中央零刻度 D.电键闭合后,只有滑动变阻器的滑片P加速滑动,电流计指针才能偏转 解析: 电键闭合后,线圈A插入或拔出都会引起穿过线圈B的磁通量发生变化,从而电流计指针偏转,选项A正确;线圈A插入线圈B中后,电键闭合和断开的瞬间,线圈B的磁通量会发生变化,电流计指针会偏转,选项B错误;电键闭合后,滑动变阻器的滑片P无论匀速滑动还是加速滑动,都会导致线圈A的电流发生变化,线圈B的磁通量变化,电流计指针都会发生偏转,选项C、D错误. 答案: A 8.北半球地磁场的竖直分量向下.如图所示,在北京某中学实验室的水平桌面上,放置边长为L的正方形闭合导体线圈abcd,线圈的ab边沿南北方向,ad边沿东西方向.下列说法中正确的是( ) A.若使线圈向东平动,则a点的电势比b点的电势低 B.若使线圈向北平动,则a点的电势比b点的电势低 C.若以ab为轴将线圈向上翻转,则线圈中感应电流方向为a→b→c→d→a D.若以ab为轴将线圈向上翻转,则线圈中感应电流方向为a→d→c→b→a 解析: 用楞次定律判断产生的感应电流的方向.线圈向东平动时,ba和cd两边切割磁感线,且两边切割磁感线产生的感应电动势大小相同,a点电势比b点电势低,A对;同理,线圈向北平动,则a、b电势相等,高于c、d两点电势,B错;以ab为轴将线圈翻转,向下的磁通量减小了,感应电流的磁场方向应该向下,再由右手螺旋定则知,感应电流的方向为a→b→c→d→a,则C对. 答案: AC 9.(2013年重庆检测)一长直铁芯上绕有一固定线圈M,铁芯右端与一木质圆柱密接,木质圆柱上套有一闭合金属环N,N可在木质圆柱上无摩擦移动.M连接在如图所示的电路中,其中R为滑动变阻器,E1和E2为直流电源,S为单刀双掷开关.下列情况中,可观测到N向左运动的是( ) A.在S断开的情况下,S向a闭合的瞬间 B.在S断开的情况下,S向b闭合的瞬间 C.在S已向a闭合的情况下,将R的滑动头向c端移动时 D.在S已向a闭合的情况下,将R的滑动头向d端移动时 解析: 由楞次定律可知: 只要线圈中电流增强,即穿过N的磁通量增加,则N受排斥而向右运动,只要线圈中电流减弱,即穿过N的磁通量减少,则N受吸引而向左运动.故C选项正确. 答案: C 10.如图所示,金属棒ab置于水平放置的金属导体框架cdef上,棒ab与框架接触良好.从某一时刻开始,给这个空间施加一个斜向上的匀强磁场,并且磁场均匀增加,ab棒仍静止,在磁场均匀增加的过程中,关于ab棒受到的摩擦力,下列说法正确的是( ) A.摩擦力大小不变,方向向右 B.摩擦力变大,方向向右 C.摩擦力变大,方向向左 D.摩擦力变小,方向向左 解析: 由法拉第电磁感应定律和安培定则知,ab中产生的电流的大小恒定,方向由b到a,由左手定则,ab受到的安培力方向向左下方.F=BIL,由于B均匀变大,F变大,F的水平分量Fx变大,静摩擦力Ff=Fx变大,方向向右,B正确. 答案: B 二、非选择题(本题共2小题,共30分,解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤,有数值计算的要注明单位) 11.(15分)如图所示,CDEF为闭合线圈,AB为电阻丝,当滑动变阻器的滑动触头向下滑动时,线圈CDEF中的感应电流在G处产生的磁感应强度的方向是“·”时,电源的哪一端是正极? 解析: 当线圈CDEF中的感应电流在G处产生的磁感应强度的方向是“·”时,它在线圈内部产生磁感应强度方向应是“×”,根据电路知识,电路中AB的电流是增大的,由楞次定律知,线圈CDEF中感应电流的磁场要和原磁场方向相反,AB中增强的电流在线圈内部产生的磁感应强度方向是“·”,所以,AB中电流的方向是由B流由A,故电源的下端为正极. 答案: 下端 12.(15分)如图所示,固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动.t=0时,磁感应强度为B0,此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形.为使MN棒中不产生感应电流,从t=0开始,磁感应强度B随时间t应怎样变化? 请推导出这种情况下B与t的关系式. 解析: 要使MN棒中不产生感应电流,应使穿过线圈平面的磁通量不发生变化 在t=0时刻,穿过线圈平面的磁通量 Φ1=B0S=B0l2 设t时刻的磁感应强度为B,此时磁通量为 Φ2=Bl(l+vt) 由Φ1=Φ2得B= . 答案: 见解析
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- 高三物理一轮复习练习 选修3291 物理 一轮 复习 练习 选修 3291