人教版高二选修3-2核心素养专练

一、实验题

1. 难度：中等

在“探究电磁感应的产生条件”实验中，实验连线后如图1所示，感应线圈组的内外线圈的绕线方向如图2粗线所示．

（1）接通电源，闭合开关，G表指针会有大的偏转，几秒后G表指针停在中间不动．将滑动变阻器的触头迅速向右滑动时，G表指针____（“不动”、“右偏”、“左偏”、“不停振动”）；迅速抽出铁芯时，G表指针____（“不动”、“右偏”、“左偏”、“不停振动”）．

（2）断开开关和电源，将铁芯重新插入内线圈中，把直流输出改为交流输出，其他均不变．接通电源，闭合开关，G表指针____（“不动”、“右偏”、“左偏”、“不停振动”）．

（3）仅用一根导线，如何判断G表内部线圈是否断了？

________

二、单选题

2. 难度：中等

教学用发电机能够产生正弦式交变电流．利用该发电机内阻可忽略通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为若发电机线圈的转速变为原来的，则　　

A.R消耗的功率变为 B.电压表V的读数变为

C.电流表A的读数变为2I D.通过R的交变电流频率不变

三、多选题

3. 难度：困难

两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直．边长为、总电阻为的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图（a）所示．已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于时刻进入磁场．线框中感应电动势随时间变化的图线如图（b）所示(感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正)．下列说法正确的是（  ）

A.磁感应强度的大小为 T

B.导线框运动速度的大小为

C.磁感应强度的方向垂直于纸面向外

D.在至这段时间内，导线框所受的安培力大小为

四、单选题

4. 难度：中等

扫描隧道显微镜（STM）可用来探测样品表面原子尺度上的形貌，为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示，无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是

A.

B.

C.

D.

五、解答题

5. 难度：困难

发电机和电动机具有装置上的类似性 ，源于它们机理上的类似性.直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图1、图2所示的情景.

在竖直向下的磁感应强度为的匀强磁场中，两根光滑平等金属轨道、固定在水平面内，相距为，电阻不计.电阻为的金属导体棒垂直于、放在轨道上，与轨道接触良好，以速度（平行于）向右做匀速运动.

图1轨道端点间接有阻值为的电阻，导体棒受到水平向右的外力作用.图2轨道端点间接有直流电源，导体棒通过滑轮匀速提升重物，电路中的电流为.

（1）求在时间内，图1“发电机”产生的电能和图2“电动机”输出的机械能；

（2）从微观角度看，导体棒中的自由电荷所受洛伦兹在上述能量转化中起着重要作用.为了方便，可认为导体棒中的自由电荷为正电荷.

a.请在图3（图1的导体棒）、图4（图2的导体棒）中，分别画出自由电荷所受洛伦兹力的示意图.

b.我们知道，洛伦兹力对运动电荷不做功.那么，导体棒中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢？请以图2“电动机”为例，通过计算分析说明.

六、多选题

6. 难度：简单

如图，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨，两相同的光滑导体棒ab、cd静止在导轨上．t=0时，棒ab以初速度v₀向右滑动．运动过程中，ab、cd始终与导轨垂直并接触良好，两者速度分别用v₁、v₂表示，回路中的电流用I表示．下列图像中可能正确的是

A. B. C. D.

七、单选题

7. 难度：困难

如图，一无限长通电直导线固定在光滑水平面上，金属环质量为0.4kg，在该平面上以m/s、与导线成60°角的初速度运动，最后达到稳定状态，这一过程中

A.金属环受到的安培力与运动的方向相反

B.在平行于导线方向金属环做减速运动

C.金属环中最多能产生电能为0.8J

D.金属环动能减少量最多为0.6J

八、解答题

8. 难度：中等

如图所示，匀强磁场中有一个用软导线制成的单匝闭合线圈，线圈平面与磁场垂直．已知线圈的面积S=0.3m²、电阻R=0.6Ω，磁场的磁感应强度B=0.2T.现同时向两侧拉动线圈，线圈的两边在Δt=0.5s时间内合到一起．求线圈在上述过程中

（1）感应电动势的平均值E；

（2）感应电流的平均值I，并在图中标出电流方向；

（3）通过导线横截面的电荷量q．

9. 难度：困难

如图所示，竖直平面内有两个半径为r、光滑的圆弧形金属环，在M、N处分别与距离为2r、足够长的平行光滑金属导轨ME、NF相接，金属环最高点A处断开不接触.金属导轨ME、NF的最远端EF之间接有电阻为R的小灯泡L在MN上方及CD下方有垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ和Ⅱ，磁感应强度大小均为B，磁场Ⅰ和Ⅱ之间的距离为h.现有质量为m的导体棒ab，从金属环的最高点A处由静止下落，在下落过程中导体棒始终保持水平，与金属环及轨道接触良好。已知导体棒下落时向下的加速度为a。导体棒进入磁场Ⅱ后小灯泡亮度始终不变.重力加速度为g。导体棒、轨道、金属环的电阻均不计。求：

（1）导体棒从A处下落时的速度的大小；

（2）导体棒下落到MN处时的速度的大小；

（3）将磁场Ⅱ的CD边界下移一段距离，分析导体棒进入磁场Ⅱ后小灯泡的亮度变化情况，并说明原因。

九、多选题

10. 难度：简单

如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b．当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光．下列说法正确的是

A.原、副线圈匝数比为9:1

B.原、副线圈匝数比为1:9

C.此时a和b的电功率之比为9:1

D.此时a和b的电功率之比为1:9

11. 难度：中等

如图甲所示，一台线圈内阻的小型发电机外接一只电阻的灯泡，发电机内匀强磁场的磁感应强度，线圈的面积，发电机正常工作时通过灯泡的电流i随时间t变化的正弦规律图像如图乙所示，下列说法正确的是（    ）

          甲                                乙

A.时，穿过线圈的磁通量最大

B.时，理想交流电压表的示数为30 V

C.发电机线圈的匝数为240匝

D.发电机线圈内阻每秒产生的焦耳热为18 J

12. 难度：中等

一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头调节，如图所示，在副线圈两输出端连接了定值电阻R₀和滑动变阻器R，在原线圈上加一电压为U的交流电，则（    ）

A.保持Q位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大

B.保持Q位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小

C.保持P位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大

D.保持P位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小

十、单选题

13. 难度：中等

如图所示为远距离输送交流电的示意图，变压器均为理想变压器。随着用户负载增多，发电机F达到额定功率时，降压变压器输出功率仍然不足，用户的用电器不能正常工作.那么，在发电机以额定功率工作的情况下，为了适当提高用户的用电功率，可采取的措施是（    ）

A.适当增大输电线的电阻r

B.适当提高

C.适当提高的同时，降低

D.适当降低的同时，提高