选择性必修第二册综合复习题 一、选择题 1．自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。 我们了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。以 下符合事实的是( )。 A．楞次发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕； B．法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系； C．麦克斯韦发现了电流的热效应，定量给出了电能和热能之间的转换关系； D．赫兹在理论上预言了电磁波的存在，并通过实验证实了电磁波的存在。 2．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是( )。 A．电磁波和机械波都要通过弹性介质向外传播； B．只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波； C．通过振荡电路发射电磁波的过程，就是向外传递能量的过程； D．电磁波从真空进入介质，频率要变小。 3．(多选)如图所示，闭合导体环固定。条形磁铁 S 极向下以初速度 0 沿过导体环圆心的竖直线下 落过程，从上向下看，关于导体环中的感应电流方向和线圈对磁铁作用力，下列说法正确的是( )。 A．感应电流先顺时针后逆时针； B．感应电流先逆时针后顺时针； C．线圈对磁铁先排斥后吸引； D．线圈对磁铁先吸引后排斥。 4．如图所示的交流电路中，灯 L1、L2 和 L3 均发光，如果保持交变电源两端电压的有效值不变， 但频率减小，各灯的亮、暗变化情况为( )。 A．灯 L1、L2 均变亮，灯 L3 变暗； B．灯 L1、L2、L3 均变暗； C．灯 L1 不变，灯 L2 变暗，灯 L3 变亮； D．灯 L1 不变，灯 L2 变亮，灯 L3 变暗。 5．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．线框所受安掊力的合力为零； D．线框的机械能不断增大。 6．(多选)如图所示，理想变压器原线圈匝数 n1＝1 100 匝，副线圈匝数 n2＝220 匝，交流电源的电 压 u＝220 2 sin 100 πt V，电阻 R＝44 Ω，电表均为理想交流电表。则下列说法中正确的是( )。 A．交流电的频率为 50 Hz； B．电流表 A1 的示数为 0.2 A； C．变压器的输入功率为 88 W； D．电压表的示数为 44 V。 7．如图所示是磁流体发电机的示意图，两平行金属板 P、Q 之间有一个很强的磁场。一束等离子 体(即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子)沿垂直于磁场的方向喷入磁场。把 P、Q 与电 阻 R 相连接。下列说法正确的是( )。 A．Q 板的电势高于 P 板的电势； B．R 中有由 b 向 a 方向的电流； C．若只改变磁场强弱，R 中电流保持不变； D．若只增大粒子入射速度，R 中电流增大。 8．在探究变压器的两个线圈的电压关系时，某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上， 如图所示。线圈 a 作为原线圈连接到学生电源的交流输出端，线圈 b 接小灯泡。他所用的线圈电 阻忽略不计。当闭合学生电源的开关时，他发现电源过载(电流过大，超过学生电源允许的最大 值)。如果仅从解决电源过载问题的角度考虑，下列采取的措施中，最可能有效的是( A．增大电源电压； B．适当增加原线圈 a 的匝数； C．换一个电阻更小的灯泡； D．将线圈 a 改接在学生电源直流输出端。 )。 9．如图所示，abcd 是一个质量为 m，边长为 L 的正方形金属线框。如从图示位置自由下落，在下 落 h 后进入磁感应强度为 B 的磁场，恰好做匀速直线运动，该磁场的宽度也为 L。在这个磁场的正 下方 h＋L 处还有一个未知磁场，金属线框 abcd 在穿过这个磁场时也恰好做匀速直线运动，则下 列说法正确的是( )。 A．未知磁场的磁感应强度是 2B； B．未知磁场的磁感应强度是 2 ❑ √ ❑ B； C．线框在穿过这两个磁场的过程中产生的电能为 4mgL； D．线框在穿过这两个磁场的过程中产生的电能为 2mgL。 10．如图所示，A 是一边长为 L 的正方形导线框。虚线框内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁 场宽度为 3L。线框的 bc 边与磁场左右边界平行且与磁场左边界的距离为 L。现维持线框以恒定的 速度 沿 x 轴正方向运动。规定磁场对线框作用力沿 x 轴正方向为正， 且在图示位置时为计时起点，则在线框穿过磁场的过程中，磁场对线 框的作用力随时间变化的图像正确的是( A )。 B C D 11．如图所示，足够长的 U 形光滑金属导轨平面与水平面成 θ 角(0＜θ＜90°)，其中 MN 与 PQ 平行且间距为 L，导轨平面与磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒 ab 由静止 开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab 棒接入电路的电阻为 R，当流过 ab 棒 某一横截面的电荷量为 q 时，棒 ab 的速度大小为 ，则棒 ab 在这一过程中( 1 v A．运动的平均速度大小为 2 ； qR B．下滑位移大小为 BL ； C．产生的焦耳热为 qBL ； )。 B 2 L2 v D．受到的最大安培力大小为 R sin θ。 12．某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁心的线圈 L，小灯泡 A，开关 S 和电池组 E，用 导线将它们连接成如图所示的电路。检查电路后，闭合开关 S，小灯泡发光；再断开开关 S，小灯 泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥 思苦想找不出原因。你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是( )。 A．电源的内阻较大； B．小灯泡电阻偏大； C．线圈电阻偏大； D．线圈的自感系数较大。 二、画图题 13．光电管在各种自动化装置中有很多应用，其中就可用于街道的路灯自动控制开关。如图为模 拟电路，其中 A 为光控管，B 为电磁继电器，C 为照明电路，D 为路灯，请连接成为正确的电路， 达到日出灯熄，日落灯亮的效果。 三、解答题 14．如图所示，两根平行光滑金属导轨 MN 和 PQ 放置在水平面内，其间距 L＝0.2 m，磁感应强度 B＝0.5 T 的匀强磁场垂直轨道平面向下，两导轨之间连接的电阻 R＝4.8 Ω，在导轨上有一金属棒 ab，其电阻 r＝0.2 Ω，金属棒与导轨垂直且接触良好，如图所示，在 ab 棒上施加水平拉力使其以 速度 ＝0.5 m/s 向右匀速运动，设金属导轨足够长。求： (1)金属棒 ab 产生的感应电动势； (2)通过电阻 R 的电流大小和方向； (3)金属棒 a、b 两点间的电势差。 15．长 L＝60 cm，质量为 m＝6.0×10－2 kg，粗细均匀的金属棒，两端用完全相同的弹簧挂起，放 在磁感强度为 B＝0.40 T，方向为垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示，若不计弹簧重力。 (1)要使弹簧不伸长，求金属棒中电流的大小和方向？ (2)如在金属中通入自左向右、大小为 I＝0.20 A 的电流，金属棒下降 x1＝1.0 cm，若通入金属 棒中的电流仍为 0.20 A，但方向相反，这时金属棒下降了多少？(g 取 10 m/s2) 16．人们利用发电机把天然存在的各种形式的能 (水流能、风能、煤等燃烧的化学能……)转化为 电能。为了合理的利用这些能源，发电站要修建在靠近这些天然资源的地方。但是，用电的地方 往往很远。因此，需要高压输送线路把电能输送到远方。 某发电机输出功率是 100 kW，输出电压 是 250 V，从发电机到用户间的输电线总电阻为 8 Ω，要使输电线上的功率损失为 5%，而用户得 到的电压正好为 220 V，求升压变压器和降压变压器原、副线圈匝数比各是多少？ 17．如图所示，交流发电机的矩形金属线圈 abcd 的边长 ab＝cd＝50 cm，bc＝ad＝30 cm，匝数 n ＝100，线圈的总电阻 r＝10 Ω，线圈位于磁感应强度 B＝0.050 T 的匀强磁场中，线圈平面与磁场 方向平行。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环 E、F(集流环)焊接在一起，并通过电刷与 阻值 R＝90 Ω 的定值电阻连接。现使线圈绕过 bc 和 ad 边中点、且垂直于磁场的转轴 OOˊ 以角速 度 ω＝400 rad/s 匀速转动。电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。求： (1)线圈中感应电流的最大值； (2)线圈转动过程中电阻 R 的发热功率； 1 (3)从线圈经过图示位置开始计时，经过 4 周期时间通过电阻 R 的电荷量。 18．在科学研究中，可以通过施加适当的电场和磁场来实现对带电粒子运动的控制。如图所示， 某时刻在 xOy 平面内的第Ⅱ、Ⅲ象限中施加沿 y 轴负方向、电场强度为 E 的匀强电场，在第Ⅰ、 Ⅳ象限中施加垂直于 xOy 坐标平面向里、磁感应强度为 B 的匀强磁场。一质量为 m，电荷量为 q 的带正电的粒子从 M 点以速度 0 沿垂直于 y 轴方向射入该匀强电场中，粒子仅在电场力作用下运 动到坐标原点 O 且沿 OP 方向进入第Ⅳ象限。在粒子到达坐标原点 O 时撤去匀强电场(不计撤去电 场对磁场及带电粒子运动的影响)，粒子经过原点 O 进入匀强磁场中，并仅在磁场力作用下，运动 一段时间从 y 轴上的 N 点射出磁场。已知 OP 与 x 轴正方向夹角 ＝60°，带电粒子所受重力及空气阻力均可忽略不计，求： (1)M、O 两点间的电势差 U； (2)坐标原点 O 与 N 点之间的距离 d； (3)粒子从 M 点运动到 N 点的总时间 t。 α 参考答案 一、选择题 1．B。 解析：奥斯特发现电流的磁效应，故 A 错误。法拉第发现了电磁感应现象，故 B 正确。焦耳 发现了电流热效应的规律，故 C 错误。麦克斯韦在理论上预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证 实了电磁波的存在，故 D 错误。故选 B。 2．C。 解析：电磁波可以在真空中传播，不需要介质，故 A 错误。空间电场或磁场发生周期性变化， 才会在其周围产生电磁波；如果是均匀变化的(电)磁场产生恒定的(磁)电场，不会激发电磁波，故 B 错误。发射电磁波的过程，就是向外传递能量的过程，故 C 正确。电磁波从真空进入介质，频 率不变，速度减小，波长减小，故 D 错误。故选 C。 3．AC。 解析：从“阻碍磁通量变化”来看，当条形磁铁的中心恰好位于线圈 M 所在的水平面时，磁铁 内部向上的磁感线都穿过了线圈，而磁铁外部向下穿过线圈的磁通量最少，所以此时刻穿过线圈 M 的磁通量最大。因此全过程中原磁场方向向上，先增后减，感应电流磁场方向先下后上，感应 电流先顺时针后逆时针。 从“