第二章 电磁感应 课程阶段总结（二）-【正禾一本通】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修2同步课堂高效讲义配套课件（人教版）

物理 选择性必修第二册（人教） 第二章 课程阶段总结（二） 阶段过关检测卷（二） 　知识体系建构·关键理清 　学科素养提升·整合培优 一、“防抱死”装置 [例1] 现代汽车利用一种较为先进的“防抱死”装置，可更加安全、有效地制动。“防抱死”装置的原理如图所示，金属齿轮P与车轮同步转动，其旁边有一绕有线圈的磁体，M是一个电流放大器。当车轮转动时，被磁化的齿会使线圈中的磁通量变化，从而产生感应电流，电流经过M后被放大，放大了的电流对车轮的转动有很强的阻碍作用，既可有效制动，又可以防止车轮被制动抱死。如图所示，在齿a转过虚线位置的过程中，关于M中感应电流方向的说法正确的是(　　 ) A．始终向左 B．始终向右 C．先向右，后向左 D．先向左，后向右 解析：选C。齿a靠近虚线过程中，磁场增大，线圈左端相当于感应电动势正极，右端相当于负极，通过M的电流向右，当a远离虚线位置时，磁场减小，此时线圈左端相当于感应电动势负极，右端相当于正极，通过M的电流向左，故C项正确，A、B、D错误。 二、无线充电 [例2] 图甲为电动汽车无线充电原理图，M为受电线圈，N为送电线圈。图乙为受电线圈M的示意图，磁场平行于线圈轴线方向穿过线圈。下列说法正确的是(　　 ) A．当线圈N中电流恒定时，a、b两端产生恒定电压 B.当线圈N中电流随时间均匀变大时，a、b两端产生恒定电压 C．当线圈N中电流随时间均匀变小时，a、b两端电压变小 D．当线圈N中电流为正弦交流电且电流为零时，a、b两端电压为零 解析：选B。当线圈N中电流恒定时，产生的磁场不变化，受电线圈M中的磁通量没有发生变化，故a、b两端无电压，A错误；当线圈N中电流随时间均匀变大时，线圈M中的磁通量均匀变大，a、b两端产生恒定电压，B正确；当线圈N中电流随时间均匀变小时，线圈M中的磁通量均匀变小，a、b两端产生恒定电压，C错误；当线圈N中电流为正弦交流电且电流为零时，a、b两端电压最大，D错误。 三、摇绳发电 [例3] 如图，沿东西方向站立的两同学(左西右东)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(零刻度在表盘中央)的两个接线柱上，形成闭合回路，然后迅速摇动MN这段“绳”。假设图中情景发生在赤道，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，N点电势比M点电势高 D．摇“绳”过程中，灵敏电流计指针的偏转方向不变 解析：选C。当“绳”摇到最高点时，绳转动的速度方向与地磁场方向平行，不切割磁感线，感应电流最小，选项A错误；当“绳”摇到最低点时，绳转动的速度方向与地磁场方向平行，不切割磁感线，感应电流最小，绳受到的安培力也最小，选项B错误；当“绳”向下运动时，地磁场方向向北，根据右手定则判断可知，“绳”中N点电势比M点电势高，选项C正确；在摇“绳”过程中，当“绳”向下运动和向上运动时，“绳”切割磁感线的方向变化，则感应电流的方向变化，即灵敏电流计指针的偏转方向改变，选项D错误。 四、舰载机电磁弹射 [例4] 舰载机电磁弹射是现在航母最先进的弹射技术，我国在这一领域已达到世界先进水平。某兴趣小组开展电磁弹射系统的设计研究，如图1所示，用于推动模型飞机的动子(图中未画出)与线圈绝缘并固定，线圈带动动子，可在水平导轨上无摩擦滑动。线圈位于导轨间的辐向磁场中，其所在处的磁感应强度大小均为B，开关S与1接通，恒流源与线圈连接，动子从静止开始推动飞机加速，飞机达到起飞速度时与动子脱离，此时S掷向2接通定值电阻R0，同时施加回撤力F，在F和磁场力作用下，动子恰好返回初始位置停下。若动子从静止开始至返回过程的v ­t图如图2所示，在t1至t3时间内F＝(800－10 v)N，t3时撤去F。已知起飞速度v1＝80 m/s，t1＝1.5 s，线圈匝数n＝100匝，每匝周长l＝1 m，动子和线圈的总质量m＝5 kg，飞机质量M＝10 kg，R0＝9.5 Ω，B＝0.1 T，不计空气阻力和飞机起飞对动子运动 速度的影响，求： (1)恒流源的电流I； (2)线圈电阻R； (3)时刻t3。 解析：(1)由题意可知接通恒流源时安培力F安＝nIlB， 动子和线圈在0～t1时间段内做匀加速直线运动，运动的加速度a＝ eq \f(v1,t1) ， 根据牛顿第二定律有F安＝ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(M＋m)) a， 代入数据联立解得I＝ eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(m＋M))v1,nlBt1) ＝80 A； (2)当S掷向2接通定值电阻R0时，感应电流I′＝ eq \f(nBlv,R0＋R) ， 此时安培力F安