2017届高三物理课本改编题选修3-2.docx

图1
选修3－2
1.(改编自人教版选修3－2第14页“问题与练习”第6题)如图1所示，a、b都是较轻的铝环，a环闭合，b环断开，横梁可以绕中间支点自由转动，开始时整个装置静止.下列说法中正确的是(　　)
A.条形磁铁插入a环时，横梁不会发生转动
B.只有当条形磁铁N极拔出铝环时，横梁才会转动
C.条形磁铁用相同方式分别插入a、b环时，两环转动情况相同
D.铝环a产生的感应电流总是阻碍铝环与磁铁间的相对运动
图2
答案　D.解析　当条形磁铁向a环靠近时，穿过a环的磁通量增加，a环闭合，产生感应电流，磁铁对a环产生安培力，阻碍两者相对运动，因此a环阻碍磁铁靠近，出现转动现象；当条形磁铁向b环靠近时，b环中不产生感应电流，磁铁对b环没有安培力作用，b环将静止不动.故A、B、C错误.根据楞次定律可知，环a产生的感应电流总是阻碍铝环与磁铁间的相对运动，故D正确.故选D.
2.(改编自人教版选修3－2第7页“做一做”)如图2所示，几位同学在做“摇绳发电”实验：把一条长导线的两端连在一个灵敏电流计的两个接线柱上，形成闭合回路.两个同学迅速摇动AB这段“绳”.假设图中情景发生在赤道，地磁场方向与地面平行，由南指向北.图中摇“绳”同学是沿东西方向站立的，甲同学站在西边，手握导线的A点，乙同学站在东边，手握导线的B点.则下列说法正确的是(　　)
A.当“绳”摇到最高点时，“绳”中电流最大
B.当“绳”摇到最低点时，“绳”受到的安培力最大
C.当“绳”向下运动时，“绳”中电流从A流向B
D.在摇“绳”过程中，A点电势总是比B点电势高
答案　C.解析　地球的周围存在磁场，且磁感线的方向是从地理的南极指向地理的北极，当两个同学在迅速摇动电线时，总有一部分导线做切割磁感线运动，电路中就产生了感应电流，根据绳子转动方向与地磁场方向的关系，判断感应电动势和感应电流的大小，从而判断安培力的大小，由右手定则判断感应电流的方向和电势高低.当“绳”摇到最高点时，绳转动的速度与地磁场方向平行，不切割磁感线，感应电流最小，故A错误.当“绳”摇到最低点时，绳转动的速度与地磁场方向平行，不切割磁感线，感应电流最小，绳受到的安培力也最小，故B错误.当“绳”向下运动时，地磁场向北，根据右手定则判断可知，“绳”中电流从A流向B.故C正确.在摇“绳”过程中，当“绳”向下运动时，“绳”中电流从A流向B，A点相当于电源的负极，B点相当于电源正极，则A点电势比B点电势低；当“绳”向上运动时，“绳”中电流从B流向A，B点相当于电源的负极，A点相当于电源正极，则B点电势比A点电势低；故D错误.
图3
3.(改编自人教版选修3－2第19页“例题”)某同学设计了一利用涡旋电场加速带电粒子的装置，基本原理如图3甲所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，带电粒子在
真空室内做圆周运动，电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化，产生的感生电场使粒子加速，图甲上部分为侧视图，下部分为俯视图，若粒子质量为m，电荷量为q，初速度为零，圆形轨道的半径为R，穿过粒子圆形轨道面积的磁通量Φ随时间t的变化关系如图乙所示，在t0时刻后，粒子所在轨道处的磁感应强度为B，粒子加速过程中忽略相对论效应，不计粒子的重力，下列说法正确的是(　　)
A.若被加速的粒子为电子，沿如图所示逆时针方向加速，则应在线圈中通以由a到b的电流
B.若被加速的粒子为正电子，沿如图所示逆时针方向加速，则应在线圈中通以由a到b的电流
C.在t0时刻后，粒子运动的速度大小为
D.在t0时刻前，粒子每加速一周增加的动能为
图4
答案　ACD.解析　电子带负电，它在电场中受力的方向与电场方向相反.电子逆时针方向加速，产生的感生电场沿顺时针方向，结合题图知线圈中应通以由a到b的电流，故A正确；同理可知B错误；在 t0时刻后，粒子所在轨道处的磁感应强度为B，粒子在磁场中做匀速圆周运动，所受洛伦兹力等于向心力qvB＝，v＝，故C正确；感生电场的感应电动势E感＝，粒子加速运动一周获得的能量为W＝qE感＝，故D正确.
4.(改编自人教版选修3－2第26页“涡流”)如图4所示是一种冶炼金属的感应炉的示意图，此种感应炉应接怎样的电源(　　)
A.直流低压 B.直流高压 C.低频交流电 D.高频交流电
答案　D.解析　线圈中电流做周期性的变化，在附近的导体中产生感应电流，从而在导体中产生大量的热，涡流现象也是电磁感应；而交流电的频率越大，产生的热量越多.故D正确，A、B、C错误；故选D.
5.(改编自人教版选修3－2第6页“演示实验”)如图5为“研究电磁感应现象”的实验装置.
图5
(1)将图中所缺的导线补接完整.
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：
A.将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将向________偏转.
B.原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉动时，灵敏电流计指针将向____偏转.(填“左”或“右”).
答案　(1)见解析图　(2)右　左
解析　(1)连线如图所示.
图6
(2)在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，此时穿过线圈的磁通量增加，将原线圈迅速插入副线圈时，穿过线圈的磁通量也是增加的，故灵敏电流计指针也将向右偏转；原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉动时，此时滑动变阻器的阻值变大，电流减小，磁通量减小，故灵敏电流计指针将向左偏转.
6.(改编自人教版选修3－2第25页“问题与练习”第3题)如图6所示，线圈L的自感系数很大，且其直流电阻可以忽略不计，L1、L2是两个完全相同的小灯泡，开关S闭合和断开的过程中，灯L1、L2的亮度变化情况是(灯丝不会断)(　D　)
A.S闭合，L1亮度不变，L2亮度逐渐变亮，最后两灯一样亮；S断开，L2立即熄灭，L1逐渐变亮
B.S闭合，L1不亮，L2很亮；S断开，L1、L2立即熄灭
C.S闭合，L1、L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2亮度不变；S断开，L2立即熄灭，L1亮一下才熄灭
D.S闭合，L1、L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2则逐渐变得更亮；S断开，L2立即熄灭，L1亮一下才熄灭
图7
7.(改编自人教版选修3－2第8页“问题与练习”第6题)某实验装置如图7所示，在铁芯P上绕着两个线圈A和B，如果线圈A中电流i与时间t的关系有如图所示的A、B、C、D共四种情况.在t1～t2这段时间内，哪种情况可以观察到在线圈B中有感应电流？(　BCD　)
图8
8.(改编自人教版选修3－2第14页“问题与练习”第7题)如图8所示为法拉第圆盘发电机.半径为r的导体圆盘绕竖直轴以角速度ω旋转，匀强磁场B竖直向上，电刷a与圆盘表面接触，接触点距圆心为，电刷b与圆盘边缘接触，两电刷间接有阻值为R的电阻，忽略圆盘电阻与接触电阻，则(BD)
A.ab两点间的电势差为Brω2 B.通过电阻R的电流强度为
C.通过电阻R的电流强度为从上到下 D.圆盘在ab连线上所受的安培力与ab连线垂直，与转向相反
图9
9.(改编自人教版选修3－2第28页“问题与练习”第1题)如图9所示，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动，现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速.在圆盘减速过程中，以下说法正确的是(　ABD　)
A.处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高 B.所加磁场越强越易使圆盘停止转动
图10
C.若所加磁场反向，圆盘将加速转动 D.若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动
10.(改编自人教版选修3－2第25页“问题与练习”第3题)如图10所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为零.A和B是两个完全相同的小灯泡(　D　)
A.当开关S由断开变为闭合时，A灯的亮度始终不变
B.当开关S由断开变为闭合时，B灯由亮变为更明亮
C.当开关S由闭合变为断开时，A灯由亮逐渐变暗，直至熄灭
D.当开关S由闭合变为断开时，B灯突然变亮，后逐渐变暗，直至熄灭　
图11
11.(改编自人教版选修3－2第44页“问题与练习”第5题)如图11是街头变压器通过降压给用户供电的示意图.变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动(可视为不变).输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的电阻用R1表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻，当电器增加时，相当于R的阻值减小(滑动片向下移).如果变压器上的能量损失可忽略，当用户的用电器增加时，图中各表的读数变化正确的是(　C　)
A.电流表A1的读数变小 B.电流表A2的读数变小
C.电压表V3的读数变小 D.电压表V2的读数变小　
图12
12.(改编自人教版选修3－2第9页“问题与练习”第7题)如图12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，框架间距为l，EF间有电阻R1＝6R和R2＝3R.金属棒MN长也为l，电阻为R，沿框架以速度v从靠近EF的位置开始，向右匀速运动.除了电阻R1、R2和金属棒MN外，其余电阻不计.开始磁感应强度大小为B0，求：
(1)金属棒MN的感应电动势多大？回路EFMN的电流大小和方向如何？
2)电阻R1消耗的电功率多大？当运动到金属棒MN与边EF相距为d时，流过R1的电荷量为多少？
(3)当金属棒MN运动到与边EF相距为d时，记为t＝0时刻，保持导体棒的速度不变.为使MN棒中不产生感应电流，磁感应强度B随时间t发生变化，请推导B与t的关系式.
答案　(1)B0lv　，方向为逆时针方向
(2)　　(3)B＝
解析　(1)感应电动势：E＝B0lv， 外电路电阻：R外＝＝2R， 电路电流：I＝＝，
由右手定则可知，回路EFMN感应电流方向：沿逆时针方向；
(2)电阻R1两端电压：U1＝IR并＝
电阻R1消耗的电功率：P1＝＝，
通过R1的电流：I1＝＝，
时间：t＝，通过R1的电荷量：q＝I1t＝；
(3)穿过回路的磁通量不变时不产生感应电流，即：B0ld＝Bl(d＋vt)，解得：B＝.