.高二物理选修3-2模块测试 4

高二物理选修3-2模块测试

一、本题共10小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。(每小题4分，共40分)

1.在物理学史上，奥斯特首先发现电流周围存在磁场。随后，物理学家提出“磁生电”的闪光思想。很多科学家为证实这种思想进行了十多年的艰苦研究，首先成功发现“磁生电”的物理学家是

A.牛顿

B.爱因斯坦

C.法拉第

D.霍金

2.一圆线圈位于垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示。下列操作中始终保证线圈在磁场中，能使线圈中产生

感应电流的是

A.把线圈向右拉动

B.把线圈向上拉动

C.垂直纸面向外运动

D.以圆线圈的任意直径为轴转动

3.如图所示，长直导线旁边同一平面内有一矩形线圈abcd，导线中通有竖直向上的电流。下列

操作瞬间，能在线圈中产生沿adcba方向电流的是

A.线圈向右平动

B.线圈竖直向下平动

C.线圈以ab边为轴转动

D.线圈向左平动

4.要使变压器副线圈两端电压为零，变压器原线圈两端的电压随时间的变化应是

5.如图所示电路中AB两端加交流电压u＝141sin157t V时，小灯泡发光。若AB间电压

变换为如下四种情况时(小灯泡都没有被烧毁)，可以使小灯泡亮度增加的是

A.直流电压141V

B.直流电压100V

C.交流电压u＝141sin100t V

D.交流电压u＝141sin314t V

6.如图所示电路中，线圈L与灯泡A并联，当合上开关S后灯A正常发光。已知，线圈L

的电阻远小于灯泡A的电阻。则下列现象可能发生的是

A.当断开S时，灯泡A立即熄灭

B.当断开S时，灯泡A突然闪亮一下，然后逐渐熄灭

C.若把线圈L换成电阻，断开S时，灯泡A逐渐熄灭

D.若把线圈L换成电阻，断开S时，灯泡A突然闪亮一下，然后逐渐熄灭

7.下图是某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系图象。如果其他条件不变，仅

使线圈的转速变为原来的二倍，则交流电动势的最大值和周期分别变为

A.400V，0.02s

B.200V，0.02s

C.400V，0.08s

D.200V，0.08s

8.有一个n匝的圆形线圈，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈平面与磁感线成30°角，磁感应强度均匀变化，线圈导线的规格不变，下列方法可使线圈中的感应电流增加一倍的是

A.将线圈匝数增加一倍

B.将线圈面积增加一倍

C.将线圈半径增加一倍

D.将线圈平面转至跟磁感线垂直的位置

9.如图所示为理想变压器原线圈所接正弦交流电源两端的电压－时间图象。原、副线圈匝数比n1∶n2＝10∶1，串联在原线圈电路中交流电流表的示数为1A，则

A.变压器原线圈所接交流电压的有效值为220V

B.变压器输出端所接电压表的示数为222V

C.变压器输出端交变电流的频率为50Hz

D.变压器的输出功率为2202W

10.如图所示，电阻为R，其他电阻均可忽略，ef是一电阻不计的水平放置的导体棒，质量为m，棒的两端分别与ab、cd保持良好的接触，又能沿框架无摩擦下滑，整个装置放在与框架垂直的匀强磁场中，当ef从静止下

滑经一段时间后闭合S，则S闭合后

A.ef的加速度可能大于g

B.ef的加速度一定小于g

C.ef最终速度随S闭合时刻的不同而不同

D.ef的机械能与回路内产生的电能之和一定不变

三、填空题(每小题4分，共16分)

11.如图所示，使闭合矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，在线圈中就会产

生交流电。已知磁场的磁感应强度为B，线圈abcd面积为S，线圈转动的角速度为 。当线圈转

到如图位置时，线圈中的感应电动势为______；当线圈从图示位置转过90°时，线圈中的感应电

动势为______。

12.某发电厂输出的功率为200kW，输出电压为11kV。若采用220kV的高压输电，那么，升压变压器(不计变压器能量损失)的原线圈和副线圈的匝数比为____；输电电流为______A。

13.在研究产生感应电流条件的实验中，如下图甲所示，把条形磁铁插入或者拔出闭合线圈的过程，线圈的面积尽管没有变化，但是线圈内的磁场强弱发生了变化，此时闭合线圈中______感应电流(填“有”或“无”)。继续做如下图乙所示的实验，当导体棒做切割磁感线运动时，尽管磁场的强弱没有变化，但是闭合回路的面积发生了变化，此时回路中______感应电流(填“有”或“无”)。因为不管是磁场强弱发生变化，还是回路面积发生变化，都是穿过线圈所围面积的磁通量发生了变化。这种观察总结的方法是物理学中重要的研究方法，即归纳法。

14.如图所示，水平面中的平行导轨P、Q相距L，它们的右端与电容为C的电容器的两极板分别相连，直导线ab放在P、Q上与导轨垂直相交并且沿导轨滑动，磁感应强度为B的匀强磁场竖直向下穿过导轨面。闭合开关S，若发现与导轨P相连的电容器极板上带负电荷，则ab向______沿导轨滑动(填“左”、“右”)；如电容器的带电荷量为q，则ab滑动的速度v＝______。

三、计算题(共34分)

解题要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。

15.(8分)如图所示，光滑的金属导轨放在磁感应强度B＝0.2T的匀强磁场中。平行导轨的宽度d＝0.3m，定值电阻R＝0.5Ω。在外力F作用下，导体棒ab以v＝20m/s的速度沿着导轨向左匀速运动。导体棒和导轨的电阻不计。求：

(1)通过R的感应电流大小和方向；

(2)外力F的大小。

16.(9分)内蒙古拥有得天独厚的风力资源，是我国北部的风能富集区。在2008年奥运会之前分两期兴建了总装机容量为12万千瓦的风力发电厂。建成后，若采用110kV电压向北京输电。已知从内蒙古到北京的输电线电阻为1Ω。

(1)求输电导线损耗的功率；

(2)若为了降低损耗，把输电电压提高为220kV，求提高输电电压后比原来少损耗的功率。

(3)为了进一步节约能源，请你为输电环节提出一条以上改进措施。

17.(8分)如图所示，用导线绕成面积为S＝0.5m2的圆环，圆环与某种半导体材料制成的光敏电阻R连接成闭合回路。圆环全部处于按如图2所示的变化磁场中。P为一圆盘，由形状相同、透光率不同的三个扇形a、b和c构成，它可绕垂直于盘面的中心轴转动。当细光束通过扇形a、b、c照射光敏电阻R时，R的阻值分别为10Ω、20Ω、40Ω。不计回路中导线和开关的电阻。

(1)求线圈中中感应电动势的大小；

(2)在t＝0.03s时，圆盘刚好转到使细光束通过扇形b照射光敏电阻R，求此时光敏电阻的电功率大小。

18.(10分)图14甲所示，光滑且足够长的金属导轨MN 、PQ 平行地固定在同一水平面上，两导轨间距L ＝0.20 m ，电阻R ＝0.40 Ω，导轨上停放一质量m ＝0.10 kg 的金属杆ab ，位于两导轨之间的金属杆的电阻r ＝0.10 Ω，导轨的电阻可忽略不计．整个装置处于磁感应强度B ＝0.50 T 的匀强磁场中，磁场方向竖直向下．现用一水平外力F 水平向右拉金属杆，使之由静止开始运动，在整个运动过程中金属杆始终与导轨垂直并接触良好，若理想电压表的示数U 随时间t 变化的关系如图乙所示．从金属杆开始运动经t ＝5.0 s 时，求：

图14

(1)通过金属杆的感应电流的大小和方向； (2)金属杆的速度大小； (3)外力F 的瞬时功率．

附加题：如图所示，足够长的光滑平行金属导轨ef 和gh 水平放置且相距L ，在其左端各固定一个半径为r 的四分之三金属光滑圆环，两圆环面平行且竖直。在水平导轨和圆环上各放有一根质量为m ,电阻为R 与导轨垂直的金属杆ab 、cd ，其余电阻不计。整个装置处于磁感应强度大小为B 、方向竖直向上的匀强磁场中。当用水平向右的恒力mg F 3 拉细杆ab ，并最终达到匀速运动时，杆cd 恰好静止在圆环上某处，试求：

（1）杆ab 做匀速运动时，回路中的感应电流的大小和方向； （2）杆ab 做匀速运动时的速度；

（3）杆cd 静止的位置距圆环最低点的高度。

参考答案

模块测试

一、单项选择题

1.C

2.D

3.D

4.B

5.D

6.B

7.B

8.CD

9.A C 10.AC 14.AD 二、填空题

11.0，BS 12.1∶20，0.90 13.有，有 14.左，

BLC

q 三、计算题

15.2.4A 从b 到a ，0.144N 16.1V ，0.05W

17.1.2×103kW ，9.0×102kW ，适当增大输电线的横截面积或再把输电电压提高等

18. 答案 (1)1.0 A b →a (2)5.0 m/s (3)1.0 W 解析 (1)由图象可知，t ＝5.0 s 时的U ＝0.40 V

此时电路中的电流(即通过金属杆的电流)I ＝U

R ＝1.0 A

用右手定则判断出，此时电流的方向为由b 指向a (2)金属杆产生的感应电动势E ＝I (R ＋r )＝0.50 V 因E ＝BL v ，所以5.0 s 时金属杆的速度大小 v ＝E

BL

＝5.0 m/s (3)金属杆速度为v 时，电压表的示数应为U ＝R

R ＋r

BL v

由图象可知，U 与t 成正比，由于R 、r 、B 及L 均为不变量，所以v 与t 成正比，即金属杆应沿水平方向向右做初速度为零的匀加速直线运动．

金属杆运动的加速度a ＝v

t ＝1.0 m/s 2

根据牛顿第二定律，在5.0 s 末时对金属杆有 F －BIL ＝ma ，解得F ＝0.20 N 此时F 的瞬时功率P ＝F v ＝1.0 W