高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册互感和自感精品同步练习题

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册互感和自感精品同步练习题，文件包含人教版高中物理选修二同步题型训练专题27电磁感应中的电路问题综合学生版docx、人教版高中物理选修二同步题型训练专题27电磁感应中的电路问题综合解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共32页， 欢迎下载使用。
TOC \ "1-3" \t "正文,1" \h
\l "_Tc6522" 【题型1 感生中的电路问题】
\l "_Tc10925" 【题型2 含有电容器的电路问题】
\l "_Tc2094" 【题型3 动生、感生综合的电路问题】
【题型1 感生中的电路问题】
【例1】(多选)如图甲，固定在光滑水平面上的正三角形金属线框，匝数n＝20，总电阻R＝2.5 Ω，边长L＝0.3 m，处在两个半径均为r＝eq \f(L,3)的圆形匀强磁场区域中．线框顶点与右侧圆心重合，线框底边中点与左侧圆心重合．磁感应强度B1垂直水平面向上，大小不变；B2垂直水平面向下，大小随时间变化．B1、B2的值如图乙所示，则( )
A．通过线框的感应电流方向为逆时针方向
B．t＝0时刻穿过线框的磁通量为0.1 Wb
C．在0.6 s内通过线框中的电荷量约为0.13 C
D．经过0.6 s线框中产生的热量约为0.07 J
答案 ACD
解析 磁感应强度B1垂直水平面向上，大小不变，B2垂直水平面向下，大小随时间增大，故线框向上的磁通量减小，由楞次定律可得，线框中感应电流方向为逆时针方向，选项A正确．t＝0时刻穿过线框的磁通量Φ＝B1×eq \f(1,2)πr2＋B2×eq \f(1,6)πr2≈－0.005 2 Wb，选项B错误．在0.6 s内通过线框的电荷量q＝neq \f(ΔΦ,R)＝eq \f(20×5－2×\f(1,6)π×0.12,2.5) C≈0.13 C，选项C正确．经过0.6 s线框中产生的热量Q＝I2RΔt＝eq \f(nΔΦ2,RΔt)≈0.07 J，选项D正确．
【变式1-1】(多选)如图(a)所示，一个电阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路．线圈的半径为r1.在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示．图线与横、纵轴的交点坐标分别为t0和B0.导线的电阻不计．在0至t1时间内，下列说法正确的是( )
A．R1中电流的方向由a到b通过R1
B．电流的大小为eq \f(nπB0r\\al( 2,2),3Rt0)
C．线圈两端的电压大小为eq \f(nπB0r\\al( 2,2),3t0)
D．通过电阻R1的电荷量为eq \f(nπB0r\\al( 2,2)t1,3Rt0)
答案 BD
解析 由图象分析可以知道，0至t1时间内由法拉第电磁感应定律有E＝neq \f(ΔΦ,Δt)＝neq \f(ΔB,Δt)S，面积为S＝πreq \\al( 2,2)，由闭合电路欧姆定律有I＝eq \f(E,R1＋R)，联立以上各式解得，通过电阻R1的电流大小为I＝eq \f(nπB0r\\al( 2,2),3Rt0)，由楞次定律可判断通过电阻R1的电流方向为从b到a，故A错误，B正确；线圈两端的电压大小为U＝I·2R＝eq \f(2nπB0r\\al( 2,2),3t0)，故C错误；通过电阻R1的电荷量为q＝It1＝eq \f(nπB0r\\al( 2,2)t1,3Rt0)，故D正确．
【变式1-2】(多选)如图(a)所示，半径为r的带缺口刚性金属圆环固定在水平面内，缺口两端引出两根导线，与电阻R构成闭合回路．若圆环内加一垂直于纸面的变化的磁场，变化规律如图(b)所示．规定磁场方向垂直纸面向里为正，不计金属圆环的电阻．以下说法正确的是( )
A．0～1 s内，流过电阻R的电流方向为b→R→a
B．2～3 s内，穿过金属圆环的磁通量在减小
C．t＝2 s时，流过电阻R的电流方向发生改变
D．t＝2 s时，Uab＝πr2B0(V)
答案 AD
解析 规定磁场方向垂直纸面向里为正，根据楞次定律，在0～1 s内，穿过金属圆环向里的磁通量增大，则金属圆环中产生逆时针方向的感应电流，那么流过电阻R的电流方向为b→R→a，故A正确；由题图(b)可知，在2～3 s内，穿过金属圆环的磁通量在增大，故B错误；1～2 s内，穿过金属圆环的磁通量向里减小，由楞次定律可知，产生的电流方向为a→R→b，2～3 s穿过金属圆环的磁通量增大，且磁场反向，由楞次定律可知，产生的电流方向为a→R→b，故C错误；当t＝2 s时，根据法拉第电磁感应定律E＝eq \f(ΔB,Δt)S＝πr2B0(V)，因不计金属圆环的电阻，因此Uab＝E＝πr2B0 (V)，故D正确．
【变式1-3】(多选)在如图甲所示的虚线框内有匀强磁场，设图甲所示磁场方向为正，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示．边长为l、电阻为R的正方形均匀线框abcd有一半处在磁场中，磁场方向垂直于线框平面，此时线框ab边的发热功率为P，则( )
A．线框中的感应电动势为eq \f(B0,l2T)
B．线框中感应电流为2eq \r(\f(P,R))
C．线框cd边的发热功率为eq \f(P,2)
D．c、d两端电势差Ucd＝eq \f(3B0l2,4T)
答案 BD
解析 由题图乙可知，在每个周期内磁感应强度随时间均匀变化，线框中产生大小恒定的感应电流，设感应电流为I，则对ab边有，P＝I2·eq \f(1,4)R，得I＝2eq \r(\f(P,R))，选项B正确；由闭合电路欧姆定律得，感应电动势为E＝IR＝2eq \r(PR)，根据法拉第电磁感应定律得E＝eq \f(ΔΦ,Δt)＝eq \f(ΔB,Δt)·eq \f(1,2)l2，由题图乙知，eq \f(ΔB,Δt)＝eq \f(2B0,T)，联立解得E＝eq \f(B0l2,T)，故选项A错误；线框的四边电阻相等，电流相等，则发热功率相等，都为P，故选项C错误；由楞次定律判断可知，线框中感应电流方向为逆时针，则c端电势高于d端电势，Ucd＝eq \f(3,4)E＝eq \f(3B0l2,4T)，故选项D正确．
【题型2 含有电容器的电路问题】
【例2】(多选)如图甲所示的电路中，电阻R1＝R，R2＝2R，单匝圆形金属线圈半径为r2，圆心为O，线圈的电阻为R，其余导线的电阻不计。半径为r1(r1