模块综合检测物理3-2
高中物理 模块综合检测(二)新人教版选修32
模块综合检测(二)(时间：90分钟分值：100分)一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求)1.如图所示，一个矩形线圈abcd放在垂直纸面向里的匀强磁场中，在进行下列操作时，整个线圈始终处于磁场之内，线圈中能产生感应电流的是( )A．线圈沿纸面向右移动B．线圈沿纸面向下移动C．线圈垂直纸面向外移动D．线圈以ab边为轴转动解析：产生感应电流的条件是：穿过闭合回路的磁通量发生变化．因此无论线圈如何运动，关键是看其磁通量是否变化，从而判断出是否有感应电流产生．由于磁场是匀强磁场，把线圈向右拉动，或向上拉动，或垂直纸面向外运动，其磁通量均不变化，均无感应电流产生，故A、B、C错误；当线圈绕ab边转动时，其磁通量发生变化，有感应电流产生，故D 正确．答案：D2．一矩形线圈在匀强磁场中转动，产生交变电流的电动势为e＝2202sin 100πt V，关于这个交变电流的说法正确的是( )A．交流电的频率为100 Hz，周期为0.01 sB．此交变电流电动势的有效值为220 VC．此交变电流电动势的峰值约为380 VD．t＝0时，线圈平面与中性面垂直，此时磁通量为零解析：由交流电的瞬时值表达式知最大值为220 2 V，故C错误；角速度ω＝100πrad/s，由频率f＝ω2π＝100π2πHz＝50 Hz，故A错误；t＝0时瞬时值e＝0知此时线圈与中性面重合，磁通量最大，故D错误．答案：B3．如图所示，理想变压器的原线圈接u ＝11 0002sin 100πt (V)的交变电压，副线圈通过电阻r ＝6Ω的导线对“220 V ，880 W ”的电器R L 供电，该电器正常工作．由此可知( )A ．原、副线圈的匝数比为50∶1B ．交变电压的频率为100 HzC ．副线圈中电流的有效值为4 AD ．变压器的输入功率为880 W解析：输入电压的有效值为11 000 V ，用电器的额定电压为220 V ，所以变压器的输出电压大于220 V ，原、副线圈的匝数比小于50∶1，故A 错误；由输入电压的表达式知，f ＝100π2π＝50 Hz ，故B 错误；副线圈中的电流与用电器中的电流相同，I ＝4 A ，故C 正确；变压器的输出功率为用电器的功率和导线电阻损耗的功率之和，大于880 W ，所以变压器的输入功率大于880 W ，故D 错误．答案：C4．如图所示，甲是闭合铜线框，乙是有缺口的铜线框，丙是闭合的塑料线框，它们的正下方都放置一薄强磁铁，现将甲、乙、丙拿至相同高度H 处同时释放(各线框下落过程中不翻转)，则以下说法正确的是( )A ．三者同时落地B ．甲、乙同时落地，丙后落地C ．甲、丙同时落地，乙后落地D ．乙、丙同时落地，甲后落地解析：甲是闭合铜线框，在下落过程中产生感应电流，所受的安培力阻碍它的下落，故所需的时间长；乙没有闭合回路，丙是塑料线框，故都不会产生感应电流，它们做自由落体运动，故D 正确．答案：D5．如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n 1＝800和n 2＝200的两个线圈，上线圈两端与u ＝51sin 314t (V)的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是( )A ．2.0 VB ．9.0 VC ．12.7 VD ．144.0 V解析：根据u ＝51sin 314t (V)可知交流电的最大值为U m ＝51 V ，则其有效值U 1＝512 V ＝5122 V ；由图可知线圈n 1是原线圈，线圈n 2是副线圈，如果变压器是理想变压器，那么输入电压和输出电压的关系有U 1U 2＝n 1n 2可得U 2＝n 2n 1U 1＝200800×512V ＝518 2 V ≈9 V ，因为交流电压表指示的是有效值，故如果是理想变压器则B 正确．但实际变压器存在漏磁现象，故通过原线圈的磁通量大于通过副线圈的磁通量，故实际副线圈的输出电压小于9 V ，故A 正确．答案：A6．如图所示，金属棒AB 原来处于静止状态(悬挂)．由于CD 棒的运动，导致AB 棒向右摆动，则CD 棒( )A ．向右平动B ．向左平动C ．向里平动D ．向外平动解析：AB 棒向右摆动，说明它受到的安培力方向向右，根据左手定则判断出AB 中的电流方向为B →A .这说明CD 棒的电流方向为D →C ，再根据右手定则判断出CD 棒的切割方向是向外，选项D 正确．答案：D7．如图所示甲、乙两电路中，当a 、b 两端与e 、f 两端分别加上220 V 的交流电压时，测得c 、d 间与g 、h 间的电压均为110 V ．若分别在c 、d 两端与g 、h 两端加上110 V 的交流电压，则a 、b 间与e 、f 间的电压分别为( )A．220 V，220 V B．220 V，110 VC．110 V，110 V D．220 V，0 V解析：首先要搞清楚变压器和分压器在改变电压原理上的本质不同．对于变压器，a、b 间与c、d间的电压比总是等于它们间线圈的匝数比，与哪一个是原线圈无关，故a、b间接220 V的交流电压，c、d间的电压为110 V，c、d间改接110 V的交流电压，则a、b间应输出电压为220 V；而对于分压器，当e、f间接220 V的电压时，电阻的e、g与f、g部分串联，g、h间电压仅是f、g部分电阻的电压，当g、h间接110 V的电压时，由于e、g部分无电流，e、g两点等电势，故e、f间的电压等于g、h间的电压，故只有选项B正确．答案：B8.交变电流电压的有效值为6 V，它和电阻R1、R2及电容器C、电压表一起连接成如图所示的电路，图中电压表的读数为U1，为了保证电容器C不被击穿，电容器的耐压值为U2，电容器在电路中正常工作，则( )A．U1＝6 2 V U2＝6 VB．U1＝6 V U2＝3 2 VC．U1＝6 2 V U2≥6 VD．U1＝6 V U2≥6 2 V解析：电压表读数为交流电压的有效值，所以电压表读数U1＝6 V，电容器耐压值应大于交流电压的最大值，U2≥6 2 V.答案：D9．如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2a，磁感应强度的大小为B.一边长为a、电阻为4R的正方形均匀导线框ABCD从图示位置开始沿水平向右方向以速度v匀速穿过磁场区域，在图乙中线框A、B两端电压U AB与线框移动距离的关系图象正确的是( )解析：进入磁场时，注意U AB 是路端电压，应该是电动势的四分之三，此时E ＝Bav ，所以U AB ＝3Bav 4；完全进入后，没有感应电流，但有感应电动势，大小为Bav ，穿出磁场时电压应该是电动势的四分之一，U AB ＝Bav 4，电势差方向始终相同，即ΦA >ΦB ，由以上分析可知选D.答案：D10．如图所示，甲、乙两图是两个与匀强磁场垂直放置的金属框架，乙图中除了一个电阻极小、自感系数为L 的线圈外，两图其他条件均相同．如果两图中AB 杆均以相同初速度、相同加速度向右运动相同的距离，外力对AB 杆做功的情况是( )A ．甲图中外力做功多B ．两图中外力做功相等C ．乙图中外力做功多D ．无法比较解析：两图中AB 杆均做加速运动，电流将增大，图乙中由于线圈自感的阻碍作用，感应电流较甲图小，安培阻力也较小， 又加速度相同，则外力较甲图小， 甲图中外力做功多，A 正确．答案：A二、多项选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分．在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求，全部选对得5分，漏选得3分，错选或不选得0分)11．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．下列说法正确的是( )A ．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系B ．欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系C ．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D．焦耳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解析：奥斯特发现的电流的磁效应表明了电能生磁，A正确．欧姆定律描述了电流与电阻、电压与电动势之间的关系，焦耳定律才揭示了热现象与电现象间的联系，B错误，D正确．法拉第发现的电磁感应现象表明了磁能生电，C正确．答案：ACD12．如图所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路．当一条形磁铁从高处下落接近回路时( )A．P、Q将互相靠拢B．P、Q将互相远离C．磁铁的加速度仍为g D．磁铁的加速度小于g解析：方法一设磁铁下端为N极，如图所示，根据楞次定律可判断出P、Q中的感应电流方向，根据左手定则可判断P、Q所受安培力的方向．可见，P、Q将互相靠拢．由于回路所受安培力的合力向下，由牛顿第三定律，磁铁将受到向上的反作用力，从而加速度小于g.当磁铁下端为S极时，根据类似的分析可得到相同的结果．所以，本题应选AD方法二根据楞次定律的另一表述——感应电流的效果，总要反抗产生感应电流的原因，本题中“原因”是回路中磁通量的增加，归根结底是磁铁靠近回路，“效果”便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近，所以，P、Q将互相靠近且磁铁的加速度小于g.答案：AD13．图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表．线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动．从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示．以下判断正确的是( )A．电流表的示数为10 AB．线圈转动的角速度为100π rad/sC．0.01 s时线圈平面与磁场方向平行D．0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左解析：由题图乙可知交流电电流的最大值是I m＝10 2 A，周期T＝0.02 s，由于电流表的示数为有效值，故示数I＝I m2＝10 A，选项A正确；角速度ω＝2πT＝100πrad/s，选项B正确；0.01 s时线圈中的感应电流达到最大，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快，磁通量为0，故线圈平面与磁场方向平行，选项C正确；由楞次定律可判断出0.02 s 时流过电阻的电流方向自左向右，选项D错误．答案：ABC14.(多选)如图所示，内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于圆环直径的带正电的小球，以速率v0沿逆时针方向匀速转动(俯视)，若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间成正比例增加的变化磁场．设运动过程中小球带电荷量不变，那么( )A．小球对玻璃圆环的压力一定不断增大B．小球所受的磁场力一定不断增大C．小球先沿逆时针方向减速运动，过一段时间后沿顺时针方向加速运动D．磁场力对小球一直不做功解析：变化的磁场将产生感生电场，这种感生电场由于其电场线是闭合的，也称为涡旋电场，其电场强度方向可借助电磁感应现象中感应电流方向的判定方法，使用楞次定律判断．当磁场增强时，会产生顺时针方向的涡旋电场，电场力先对小球做负功使其速度减为零，后对小球做正功使其沿顺时针方向做加速运动，所以C正确；磁场力始终与小球运动方向垂直，因此始终对小球不做功，D正确；小球在水平面内沿半径方向受两个力作用：环的压力F N和磁场的洛伦兹力f，这两个力的合力充当小球做圆周运动的向心力，其中f＝Bqv，磁场在增强，球速先减小，后增大，所以洛伦兹力不一定总在增大；向心力F 向＝m v 2r，其大小随速度先减小后增大，因此压力F N 也不一定始终增大．故正确答案为C 、D.答案：CD三、实验题(本题共2小题，共15分)15．(6分)在探究产生感应电流条件的实验中，实验室提供了下列器材：电源、开关、电流表、大小螺线管、铁芯、滑动变阻器、导线若干，如图所示．请按照实验的要求连好实验电路．解析：大螺线管和电流表组成闭合电路；带铁芯的小螺线管、滑动变阻器、电源、开关组成闭合回路．如图所示．16．(9分)如图所示，先后以速度v 1和v 2(v 1＝2v 2)，匀速地把同一线圈从同一位置拉出有界匀强磁场的过程中，在先后两种情况下：(1)线圈中的感应电流之比I 1∶I 2＝________．(2)线圈中产生的热量之比Q 1∶Q 2＝________．(3)拉力做功的功率之比P 1∶P 2＝________．答案：(1)2∶1 (2)2∶1 (3)4∶1四、计算题(本题共3小题，共35分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)17．(8分)如图甲所示，在周期性变化的匀强磁场区域内有垂直于磁场的半径为r ＝1 m 、电阻为R ＝3.14Ω的金属圆形线框，当磁场按图乙所示规律变化时，线框中有感应电流产生．(1)在图丙中画出感应电流随时间变化的i －t 图象(以逆时针方向为正)；(2)求出线框中感应电流的有效值．解析：(1)如图所示．(2)设电流的有效值为I ，则有：I 2RT ＝I 21R ·T 3＋I 22R ·2T 3， 得I ＝ 2 A.18．(12分)如图所示，一小型发电机内有N ＝100 匝的矩形线圈，线圈面积S ＝0.10 m 2，线圈电阻可忽略不计．在外力作用下矩形线圈在B ＝0.10 T 的匀强磁场中，以恒定的角速度ω＝100π rad/s 绕垂直于磁场方向的固定轴OO ′匀速转动，发电机线圈两端与R ＝100 Ω的电阻构成闭合回路．求：(1)线圈转动时产生感应电动势的最大值；(2)从线圈平面通过中性面时开始，线圈转为90°角的过程中通过电阻R 的电荷量；(3)线圈匀速转动10 s ，电流通过电阻R 产生的焦耳热．解析：(1)线圈中感应电动势的最大值E m ＝NBS ω＝3.14×102V(314 V ，100π V 也同样得分)．(2)设从线圈平面通过中性面时开始，线圈转过90°角所用时间为Δt ，线圈中的平均感应电动势E —＝n BSΔt，通过电阻R 的平均电流I —＝E R ＝nBS R Δt， 在Δt 时间内通过电阻的电荷量Q ＝I —Δt ＝nBS R＝1.0×10－2 C. (3)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生正弦式交变电流，电阻两端电压的有效值U ＝22E m ， 经过t ＝10 s ，电流通过电阻产生的焦耳热Q 热＝U 2Rt ， 解得Q 热＝4.9×103J.19．(13分)如图(a)所示，平行长直金属导轨水平放置，间距L ＝0.4 m ．导轨右端接有阻值R ＝1 Ω的电阻，导体棒垂直放置在导轨上，且接触良好，导体棒及导轨的电阻均不计，导轨间正方形区域abcd 内有方向竖直向下的匀强磁场，bd 连线与导轨垂直，长度也为L .从0时刻开始，磁感应强度B 的大小随时间t 变化，规律如图(b)所示；同一时刻，棒从导轨左端开始向右匀速运动，1 s 后刚好进入磁场，若使棒在导轨上始终以速度v ＝1 m/s 做直线运动，求：(a) (b)(1)棒进入磁场前，回路中的电动势E ；(2)棒在运动过程中受到的最大安培力F ，以及棒通过三角形abd 区域时电流i 与时间t 的关系式．解析：(1)正方形磁场的面积为S ，则S ＝L 22＝0.08 m 2.在棒进入磁场前，回路中的感应电动势是由于磁场的变化而产生的．由B-t 图象可知ΔB Δt ＝0.5 T/s ，根据E ＝n ΔΦΔt ，得回路中的感应电动势E ＝ΔB ΔtS ＝0.5×0.08 V ＝0.04 V. (2)当导体棒通过bd 位置时感应电动势、感应电流最大，导体棒受到的安培力最大．此时感应电动势E ′＝BLv ＝0.5×0.4×1 V ＝0.2 V ；回路中感应电流I ′＝E ′R ＝0.21A ＝0.2 A 导体棒受到的安培力F ＝BI ′L ＝0.5×0.2×0.4 N ＝0.04 N11 当导体棒通过三角形abd 区域时，导体棒切割磁感线的有效长度l ＝2v (t －1) (1 s ≤t ≤1.2 s)感应电动势e ＝Blv ＝2Bv 2(t －1)＝(t －1) V感应电流i ＝e R＝(t －1) A(1 s ≤t ≤1.2 s)。
高中物理鲁科版选修32+模块综合检测(2份)模块检测A
模块检测A(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本大题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得5分，选错或不答的得0分)1．关于传感器，下列说法正确的是()A．传感器能将非电学量按一定规律转换成电学量B．金属热电阻是一种可以将电学量转换为热学量的传感器C．干簧管是能够感知电场的传感器D．半导体热敏电阻的阻值随温度的升高而增大答案 A解析A项叙述符合传感器的定义，A正确；B项叙述说反了，B错误；干簧管是把磁场的强弱转化为电路的通断的传感器，C错；D项叙述也说反了，D错误．2．如图1所示，圆形线圈垂直放在匀强磁场里，第1秒内磁场方向指向纸里，如图乙．若磁感应强度大小随时间变化的关系如图甲，那么，下面关于线圈中感应电流的说法正确的是()图1A．在第1秒内感应电流增大，电流方向为逆时针B．在第2秒内感应电流大小不变，电流方向为顺时针C．在第3秒内感应电流减小，电流方向为顺时针D．在第4秒内感应电流大小不变，电流方向为顺时针答案 B3．用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图2所示．在每个线框进入磁场的过程中，M、N两点间的电压分别为U a、U b、U c和U d.下列判断正确的是()图2A．U a＜U b＜U c＜U d B．U a＜U b＜U d＜U cC．U a＝U b＜U c＝U d D．U b＜U a＜U d＜U c答案 B解析 线框进入磁场后切割磁感线，a 、b 产生的感应电动势是c 、d 电动势的一半，而不同的线框的电阻不同，设a 线框电阻为4r ，b 、c 、d 线框的电阻分别为6r 、8r 、6r 则有：U a ＝BL v ·3r 4r ＝3BL v 4，U b ＝BL v ·5r 6r ＝5BL v 6，U c ＝B 2L v ·6r 8r ＝3BL v 2，U d ＝B 2L v ·4r 6r ＝4Bl v3，故A 、C 、D 错误，B 正确．4．如图3所示，A 、B 是两个完全相同的灯泡，B 灯与电阻R 串联，A 灯与自感系数较大的线圈L 串联，线圈L 的直流电阻等于电阻R 的阻值．电源电压恒定不变，当电键K 闭合时，下列说法正确的是( )图3A ．A 比B 先亮，然后A 熄灭B ．B 比A 先亮，最后A 、B 同样亮C ．A 、B 同时亮，然后A 熄灭D ．A 、B 同时亮，然后A 逐渐变亮，B 的亮度不变 答案 B 5.图4如图4所示，一个由导体做成的矩形线圈，以恒定速率v 运动，从无场区进入匀强磁场区(磁场宽度大于bc 间距)，然后出来，若取逆时针方向为感应电流的正方向，那么下图中正确地表示回路中感应电流随时间变化关系的图象是( )答案 C6．如图5所示，把电阻R 、电感线圈L 、电容器C 并联接到一交流电源上，三个灯泡的亮度相同，若保持电源电压大小不变，而将频率增大，则关于三个灯的亮度变化说法正确的是( )图5A ．A 灯亮度不变，B 灯变暗，C 灯变亮 B ．A 灯亮度不变，B 灯变亮，C 灯变暗 C ．A 灯变暗，B 灯亮度不变，C 灯变亮D ．A 灯变亮，B 灯变暗，C 灯亮度不变答案 A二、多项选择题(本大题共4小题，每小题5分，共20分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)7．在电能输送过程中，若输送的电功率一定，则在输电线上损耗的功率()A．随输电线电阻的增大而增大B．和输送电压的平方成正比C．和输送电压的平方成反比D．和输电线上电流强度的平方成正比答案ACD8.图6如图6所示，半径为R的圆形线圈两端A、C接入一个平行板电容器，线圈放在随时间均匀变化的匀强磁场中，线圈所在平面与磁感线的方向垂直，要使电容器所带的电量增大，可采取的措施是()A．电容器的两极板靠近些B．增大磁感强度的变化率C．增大线圈的面积D．使线圈平面与磁场方向成60°角答案ABC9．一个按正弦规律变化的交流电的图象如图7所示，根据图象可以知道()图7A．该交流电流的频率是0.02 HzB．该交流电流的有效值是14.14 AC．该交流电流的瞬时值表示式是i＝20sin 0.02t(A)D．该交流电流的周期是0.02 s答案BD10．如图8所示，电路中的变压器为一理想变压器，S为单刀双掷开关，P是滑动变阻器的滑动触头，原线圈两端接电压恒定的交变电流，则能使原线圈的输入功率变大的是()图8A．保持P的位置不变，S由b切换到aB．保持P的位置不变，S由a切换到bC．S掷于b位置不动，P向上滑动D．S掷于b位置不动，P向下滑动答案AC三、填空题(本题共12分)11．(4分)两个电流随时间的变化关系如图9甲、乙所示，把它们通入相同的电阻中，则在1 s 内两电阻消耗的电能之比W a∶W b＝________．图9答案1∶212．(8分)如图10所示，先后以速度v1和v2(v1＝2v2)，匀速地把同一线圈从同一位置拉出有界匀强磁场的过程中，在先后两种情况下：图10(1)线圈中的感应电流之比I1∶I2＝________．(2)线圈中产生的热量之比Q1∶Q2＝________．(3)拉力做功的功率之比P1∶P2＝________．答案(1)2∶1(2)2∶1(3)4∶1四、解答题(本题共4小题，共38分．解答应写出必要的文字说明、只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13．(8分)如图11所示，边长为L、匝数为n的正方形金属线框，它的质量为m、电阻为R，用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘．金属框的上半部处于磁场内，下半部处于磁场外，磁场随时间的变化规律为B＝kt.求：图11(1)线框中的电流强度为多大？(2)t时刻线框受的安培力多大？答案 (1)nkL 22R (2)nk 2L 32Rt解析 (1)线框中的电动势E ＝n ΔΦΔt ＝nS ΔB Δt ＝12nL 2k ，电流为I ＝nkL 22R(2)安培力为F ＝BIL ＝kt nkL 22R L ＝nk 2L 32Rt14．(8分)如图12所示某电厂要将电能输送到较远的用户，输送的总功率为9.8×104 W ，电厂输出电压仅350 V ，为减少输送功率损失 ，先用一升压变压器将电压升高再输送，在输送途中，输电线路的总电阻为4 Ω，允许损失的功率为输送功率的5%，求用户所需电压为220 V 时，升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比各是多少？图12答案 1∶8 133∶11解析 损失的电功率ΔP ＝9.8×104×0.05＝4900 W输电线上的电流I ＝ΔPR＝35 A 输电线上的电压降ΔU ＝IR ＝140 V 输电电压U 2＝PI＝2800 V降压变压器的输入电压U 3＝U 2－ΔU ＝2660 V 升压变压器：n 1n 2＝U 1U 2＝3502800＝18降压变压器：n 3n 4＝U 3U 4＝2660220＝1331115．(10分)发电机转子是边长为0.2 m 的正方形，线圈匝数为100匝，内阻8 Ω，初始位置如图13所示，以ad 、bc 中点连线为轴以600 r/min 的转速在1π T 的匀强磁场中转动，灯泡电阻为24 Ω，则：图13(1)从图示位置开始计时，写出感应电动势的瞬时值表达式； (2)灯泡的实际消耗功率为多大？ 答案 (1)e ＝80 sin 20πt V (2)75 W解析 (1)线圈运动的角速度ω＝20π rad/s ，电动势最大值为E m ＝nBSω＝80 V 瞬时值方程e ＝80sin 20πt V (2)电动势有效值E ＝802＝40 2 V ，电流为I ＝E R ＋r＝40232 A ＝54 2 A电阻消耗的功率P ＝I 2R ＝75 W16．(12分)如图14所示，ef 、gh 为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距为L ＝1 m ，导轨左端连接一个R ＝3 Ω的电阻，一根电阻为1 Ω的金属棒cd 垂直地放置导轨上，与导轨接触良好，导轨的电阻不计，整个装置放在磁感应强度为B ＝2 T 的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上．现对金属棒施加4 N 的水平向右的拉力F ，使棒从静止开始向右运动，试解答以下问题：图14(1)金属棒达到的最大速度v 是多少？(2)金属棒达到最大速度后，R 上的发热功率为多大？ 答案 (1)4 m/s (2)12 W解析 (1)当金属棒速度最大时，拉力与安培力相等.B 2L 2v mR ＋r ＝F ，v m ＝F （R ＋r ）B 2L 2＝4 m/s(2)回路中电流为I ＝BL v mR ＋r ＝2 A ，电阻上的发热功率为P ＝I 2R ＝12 W。
高中物理新教材同步必修第三册期末检测 模块综合试卷(二)
模块综合试卷(二)(满分：100分)一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分)1．下列说法正确的是( )A ．根据磁感应强度定义式B ＝F Il，磁场中某点的磁感应强度B 与F 成正比，与Il 乘积成反比B ．磁感应强度的方向与小磁针N 极所受磁场力的方向相同C ．一小段通电直导线在某处不受磁场力作用，则该处的磁感应强度一定为零D ．磁感线总是从磁铁的N 极出发，到S 极终止答案 B解析 磁场中某点的磁感应强度是由磁场本身决定的物理量，与通电导线所受的安培力F 以及Il 乘积无关，选项A 错误；磁感应强度的方向与小磁针N 极所受磁场力的方向相同，选项B 正确；一小段通电直导线在某处不受磁场力作用，可能是导线与磁场方向平行，该处的磁感应强度不一定为零，选项C 错误；磁感线在磁体的外部从N 极到S 极，在磁体内部是从S 极到N 极，组成闭合的曲线，故D 错误．2．(2021·河北保定市高二期末)一个量程为0～15 V 的电压表，内阻为15 kΩ，把它与一个电阻R 串联后接在10 V 的恒压源上，此时电压表的读数是6 V ．则电阻R 的阻值为( )A ．200 ΩB ．10 kΩC ．20 kΩD ．240 Ω答案 B解析 串联电路电压的分配与电阻成正比，则有6 V 15 kΩ＝(10－6) V R，解得R ＝10 kΩ，故选B. 3．(2021·北京市期末)在研究电容器的充、放电实验中，把一个电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图1甲所示连接．先使开关S 与1端相连，电源向电容器充电；然后把开关S 掷向2端，电容器放电．电流传感器与计算机连接，记录这一过程中电流随时间变化的i －t 图像如图乙所示，图线1表示电容器的充电过程，图线2表示电容器的放电过程，下列选项正确的是( )图1A．电容器放电过程中流过电阻R的电流方向向右B．电容器充电过程中电源释放的电能全部转化为电容器中的电场能C．图乙中图线1与横轴所围的面积，表示电容器充电后所带电荷量的大小D．图乙中形成图线2的过程中，电容器两极板间电压降低的越来越快答案 C解析充电时电容器上极板带正电，放电时，电流由电容器的上极板流向下极板，所以流过电阻R的电流方向向左，A错误；电容器充电过程中电源释放的电能转化为电容器的电场能、电阻上的热能等，B错误；i－t图像与横轴所围的面积表示电荷量，所以图线1与横轴所围的面积表示电容器充电后所带电荷量的大小，C正确；由题图可知，放电过程中，电流的变化越来越慢，说明电压的变化也越来越慢，D错误．4.如图2所示，在两个等量异种点电荷的电场中有1、2、3、4、5、6各点，其中1、2之间的距离与2、3之间的距离相等，2、5之间的距离与2、6之间的距离相等，2位于两点电荷连线的中点，两条虚线互相垂直，那么关于各点电场强度和电势的叙述错误的是()图2A．1、3两点电势相等B．1、3两点电场强度相同C．4、5两点电势相等D．5、6两点电场强度相同答案 A5.在如图3所示的电路中，输入电压U恒为12 V，灯泡L标有“6 V12 W”字样，电动机线圈的电阻R M＝0.5 Ω.若灯泡恰能正常发光且电动机转动，以下说法中正确的是()图3A．电动机的输入功率是12 WB．电动机的输出功率是12 WC．电动机的热功率是12 WD．整个电路消耗的电功率是22 W答案 A解析 电动机两端的电压U M ＝U －U L ＝(12－6) V ＝6 V ，整个电路中的电流I ＝126A ＝2 A ，所以电动机的输入功率P ＝U M I ＝6×2 W ＝12 W ，故A 正确；电动机的热功率P 热＝I 2R M ＝22×0.5 W ＝2 W ，则电动机的输出功率P 2＝P －P 热＝(12－2) W ＝10 W ，故B 、C 错误；整个电路消耗的电功率P 总＝UI ＝12×2 W ＝24 W ，故D 错误．6.如图4所示，真空中A 、B 、C 三点构成一等边三角形，CD 为边AB 的高．电荷量为－q (q >0)的点电荷Q 1固定在A 点．将另一电荷量为＋q 的点电荷Q 2从无穷远处移到C 点，此过程中静电力做功为W ，再将点电荷Q 2从C 点移到B 点并固定．取无穷远处电势为零，则( )图4A ．点电荷Q 2移入以前，B 点的电势为W qB ．将点电荷Q 2从C 点移到B 点过程中，静电力做正功C ．点电荷Q 2固定后，将某一正试探电荷从C 点沿CD 移到D 点，该试探电荷所受静电力逐渐增大D ．点电荷Q 2固定后，将某一试探电荷从C 点沿CD 移到D 点，该试探电荷所具有的电势能先增加后减少答案 C解析 A 点的电荷为负电荷，因此，C 、B 的电势都为负，因为C 、B 到A 的距离相等，因此两点电势都为－W q，A 错误；C 、B 的电势相等，点电荷Q 2从C 点移到B 点过程中，静电力不做功，B 错误；Q 2固定后，CD 为等量异种电荷连线的中垂线，中垂线上的电场方向始终垂直于CD ，试探电荷从C 点沿CD 移到D 点，静电力不做功，试探电荷的电势能不变化，但是电场强度从C 点到D 点逐渐增大，即试探电荷所受静电力逐渐增大，D 错误，C 正确．7.两电荷量分别为q 1和q 2的点电荷固定在x 轴上的A 、B 两点，两点电荷连线上各点电势φ随坐标x 变化的关系图像如图5所示，其中P 点电势最高，且x AP <x PB ，则( )图5A ．q 1和q 2都是负电荷B ．q 1的电荷量大于q 2的电荷量C ．在A 、B 之间将一负点电荷沿x 轴从P 点左侧移到右侧，电势能先增大后减小D ．一点电荷只在电场力作用下沿x 轴从P 点运动到B 点，加速度逐渐变小答案 A解析 由题图知，越靠近两点电荷，电势越低，则q 1和q 2都是负电荷，故A 项正确；φ－x 图像的切线斜率表示电场强度，则P 点场强为零，据场强的叠加知两点电荷在P 处产生的场强等大反向，即k q 1x AP 2＝k q 2x BP2，又x AP <x PB ，所以q 1的电荷量小于q 2的电荷量，故B 项错误；由题图知，在A 、B 之间沿x 轴从P 点左侧到右侧，电势先增加后减小，则负点电荷的电势能先减小后增大，故C 项错误；φ－x 图像的切线斜率表示电场强度，则沿x 轴从P 点到B点场强逐渐增大；据a ＝qE m可知，点电荷只在电场力作用下沿x 轴从P 点运动到B 点，加速度逐渐增大，故D 项错误．8.(2020·安徽定远重点中学高二期末)如图6所示，M 、N 和P 是以MN 为直径的半圆弧上的三点，O 为半圆弧的圆心，∠MOP ＝60°，在M 、N 处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O 点的磁感应强度大小为B 0；若将M 处长直导线移至P 处，则O 点的磁感应强度大小为( )图6A.3B 0B.32B 0 C ．B 0D.12B 0 答案 B解析 依题意，每根导线在O 点产生的磁感应强度为12B 0，方向竖直向下，当将M 处长直导线移至P 处时，两根导线在O 点产生的磁场方向成60°角，则O 点合磁感应强度大小为B ＝2×12B 0×cos 30°＝32B 0，故B 正确． 二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分)9.电阻不变的三盏电灯A 、B 、C 连接在如图7所示的电路中，闭合开关S 后，三盏灯电功率相同，此后向上移动滑动变阻器R 的滑片，则可判断( )图7A ．三盏灯的电阻大小是RB >RC >R AB ．三盏灯的电阻大小是R A >R B >R CC ．A 、C 两灯变亮，B 灯变暗D ．A 、B 两灯变亮，C 灯变暗答案 BD解析 闭合开关S 后，A 灯的电压大于C 灯、B 灯的电压，而三灯的实际功率相等，由P ＝U 2R 可知：R A >R C ，R A >R B ，C 灯的电流大于B 灯的电流，它们的实际功率相等，由P ＝I 2R 可得：R C <R B ，则得：R A >R B >R C ，故A 错误，B 正确；当滑动变阻器R 的滑片向上移动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，外电阻增大，总电流减小，电源的内电压减小，路端电压增大，通过A 灯的电流增大，则A 灯变亮；由于总电流减小，而通过A 灯的电流增大，则通过C 灯的电流减小，C 灯变暗，C 灯的电压减小，而路端电压增大，则B 灯的电压增大，B 灯变亮，即A 、B 两灯变亮，C 灯变暗，故C 错误，D 正确．10.(2021·安徽省肥东县第二中学高二期末)如图8所示，d 处固定有负点电荷Q ，一个带电质点只在静电力作用下运动，射入此区域时的运动轨迹为图中曲线abc ，b 点是曲线上离点电荷Q 最远的点，a 、b 、c 、d 恰好是一正方形的四个顶点，则有( )图8A ．a 、b 、c 三点处电势高低关系是φa ＝φc >φbB ．质点由a 到b ，电势能增加C ．质点在a 、b 、c 三点处的加速度大小之比为2∶1∶2D ．质点在b 点电势能最小答案 BC解析 根据负点电荷的等势面的分布可知离负点电荷越近的电势越低，以点电荷为圆心的同一圆周上的电势相等，则a 、b 、c 三点处电势高低关系是φa ＝φc <φb ，A 错误；根据曲线运动合外力总是指向运动轨迹的凹侧，所以质点由a 到b ，静电力做负功，则电势能增加，质点在b 点电势能最大，B 正确，D 错误；由库仑定律可得k q 1q 2r2＝ma ，由上式可知加速度a 与r 2成反比，又由几何关系可得r a ∶r b ∶r c ＝1∶2∶1，则有r a 2∶r b 2∶r c 2＝1∶2∶1，所以质点在a 、b 、c 三点处的加速度大小之比为2∶1∶2，C 正确．11．如图9甲所示是有两个量程的电流表，当使用a 、b 两个端点时，量程为0～1 A ，当使用a 、c 两个端点时，量程为0～0.1 A ，已知电流表的内阻R g1＝200 Ω，满偏电流I g1＝2 mA ；如图乙所示是有两个量程的电压表，当使用d 、e 两个端点时，量程为0～10 V ，当使用d 、f 两个端点时，量程为0～100 V ．已知电流表的内阻R g2＝500 Ω，满偏电流I g2＝1 mA ，则电阻R 1、R 2、R 3、R 4分别为( )图9A ．R 1＝0.85 ΩB ．R 2＝3.67 ΩC ．R 3＝9 500 ΩD ．R 4＝95 000 Ω答案 BC12.如图10所示，带正电的粒子以一定的初速度v 0沿两板的中线进入水平放置的平行金属板内，恰好沿下板的边缘飞出，已知板长为L ，板间的距离为d ，板间电压为U ，带电粒子的电荷量为q ，粒子通过平行金属板的时间为t (不计粒子的重力)( )图10A ．在时间t 内，静电力对粒子做的功为qUB ．在后t 2时间内，静电力对粒子做的功为3qU 8C ．粒子的出射速度偏转角tan θ＝d LD ．在粒子下落前d 4和后d 4的过程中，运动时间之比为2∶1 答案 BC解析 在时间t 内，因入射点与出射点的电势差为U 2，可知静电力对粒子做的功为qU 2，选项A 错误；设粒子在前t 2时间内和在后t 2时间内竖直位移分别为y 1、y 2，则y 1∶y 2＝1∶3，则y 1＝d 8，y 2＝3d 8，则在后t 2时间内，静电力对粒子做的功为W 2＝q ·38U ＝38qU ，故B 正确；粒子的出射速度偏转角正切为tan θ＝v y v 0＝at v 0＝12at 212v 0t ＝12d 12L ＝d L ，故C 正确；粒子前d 4和后d 4的过程中，运动时间之比为1∶(2－1)，故D错误．三、非选择题(本题共6小题，共60分)13．(6分)小王和小李两位同学分别测量电压表V1的内阻．(1)先用调好的欧姆表“×1 k”挡粗测电压表V1的内阻，测量时欧姆表的黑表笔与电压表的________(选填“＋”或“－”)接线柱接触，测量结果如图11甲所示，则粗测电压表V1的内阻为________ kΩ.图11(2)为了精确测量电压表V1的内阻，小王同学用如图乙所示的电路，闭合开关S1前将滑动变阻器的滑片移到最________(选填“左”或“右”)端，电阻箱接入电路的电阻调到最________(选填“大”或“小”)，闭合开关S1，调节滑动变阻器和电阻箱，使两电压表指针的偏转角度都较大，读出电压表V1、V2的示数分别为U1、U2，电阻箱的示数为R0，则被测电压表V1的内阻R V1＝________.答案(1)＋(1分)9.0(1分)(2)左(1分)大(1分)U1R0U2－U1(2分)14．(8分)在“测定金属的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻R约为5 Ω，实验室备有下列实验器材：A．电压表(量程0～3 V，内阻约为15 kΩ)；B．电压表(量程0～15 V，内阻约为75 kΩ)；C．电流表(量程0～3 A，内阻约为0.2 Ω)；D．电流表(量程0～0.6 A，内阻约为1 Ω)；E．滑动变阻器R1(0～10 Ω，0.6 A)；F．滑动变阻器R2(0～2 000 Ω，0.1 A)；G．电池组E(电动势为3 V)；H．开关S，导线若干．(1)为减小实验误差，应选用的实验器材有________(填器材前面的序号)．(2)为减小实验误差，应选用如图12中________(选填“甲”或“乙”)为该实验的电路原理图，并按所选择的电路原理图把如图丙中的实物图用线连接起来．图12(3)若用毫米刻度尺测得金属丝长度为60.00 cm ，用螺旋测微器测得金属丝的直径及两电表的示数如图13所示，则金属丝的直径为________ mm ，电阻值为________ Ω.图13(4)该金属丝的电阻率为________ Ω·m.答案 (1)ADEGH(1分) (2)乙(1分) 见解析图(2分) (3)0.635(1分) 2.4(1分) (4)1.27× 10－6(2分)解析 (1)由于电源的电动势为3 V ，所以电压表应选A ；被测电阻约为5 Ω，电路中的最大电流约为I ＝E R x ＝35A ＝0.6 A ，电流表应选D ；根据滑动变阻器允许通过的最大电流可知，滑动变阻器应选E ；还要选用电池组和开关，导线若干，故应选用的实验器材有A 、D 、E 、G 、H.(2)由于R V R x ＞R x R A ，应采用电流表外接法，应选题图乙所示电路，实物连接如图所示．(3)从螺旋测微器可以读出金属丝直径为0.635 mm ，从电压表可以读出电阻两端电压为1.20 V ，从电流表可以读出流过电阻的电流为0.50 A ，被测金属丝的阻值为R x ＝U x I x ＝1.200.50Ω＝2.4 Ω.(4)由R x ＝ρL S，代入数据解得ρ≈1.27×10－6 Ω·m. 15.(8分)如图14所示，匀强电场的电场线与AC 平行，把10－8 C 的负电荷从A 点移到B 点，静电力做功6×10－8 J ，AB 长6 cm ，AB 与AC 成60°角．图14(1)求匀强电场的场强方向；(2)设B 处电势为1 V ，则A 处电势为多少？电子在A 处的电势能为多少？答案 (1)由C 指向A (2)－5 V 5 eV解析 (1)将负电荷从A 点移至B 点，静电力做正功，所以电荷所受静电力方向由A 指向C .又因为是负电荷，场强方向与负电荷受力方向相反，所以场强方向由C 指向A .(3分)(2)由W AB ＝E p A －E p B ＝q (φA －φB )得φA ＝W AB q ＋φB ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫6×10－8－10－8＋1 V ＝－5 V(3分) 则电子在A 点的电势能为E p A ＝qφA ＝(－e )×(－5 V)＝5 eV .(2分)16.(10分)如图15所示，电阻R 1＝2 Ω，小灯泡L 上标有“3 V 1.5 W ”，电源内阻r ＝1 Ω，滑动变阻器的最大阻值为R 0(大小未知)，当触头P 滑动到最上端a 时理想电流表的读数为1 A ，小灯泡L 恰好正常发光，求：图15(1)滑动变阻器的最大阻值R 0；(2)当触头P 滑动到最下端b 时，求电源的总功率及输出功率．答案 (1)6 Ω (2)12 W 8 W解析 (1)当触头P 滑动到最上端a 时，流过小灯泡L 的电流为：I L ＝P L U L＝0.5 A(1分) 流过滑动变阻器的电流：I 0＝I A －I L ＝0.5 A(2分)故：R 0＝U L I 0＝6 Ω(1分) (2)电源电动势为：E ＝U L ＋I A (R 1＋r )＝6 V(2分)当触头P 滑动到最下端b 时，滑动变阻器和小灯泡均被短路，电路中总电流为：I ＝E R 1＋r＝ 2 A(1分)故电源的总功率为：P 总＝EI ＝12 W(1分)输出功率为：P 出＝EI －I 2r ＝8 W ．(2分)17.(12分)(2021·安徽芜湖市高三期末)如图16所示，水平放置的平行板电容器，两极板间距为d ＝0.06 m ，极板长为L ＝0.3 m ，接在直流电源上，有一带电液滴以v 0＝0.5 m/s 的初速度从两极板左侧的正中央水平射入，恰好做匀速直线运动，当它运动到P 处时迅速将下极板向下平移Δd ＝0.02 m ，液滴最后恰好从极板的末端飞出， g 取10 m/s 2，求：图16(1)将下极板向下平移后，液滴的加速度大小；(2)液滴从射入电场开始计时，匀速运动到P 点所用的时间．答案 (1)2.5 m/s 2 (2)0.4 s解析 (1)带电液滴在板间受重力和竖直向上的静电力，因为液滴做匀速直线运动，则有q U d＝mg (2分) 当下极板向下平移后，d 增大，E 减小，静电力减小，故液滴向下偏转，在电场中做类平抛运动，此时液滴所受静电力F ′＝q U d ′＝mgd d ＋Δd(2分) 由牛顿第二定律可得a ＝mg －F ′m ＝g (1－d d ′)＝14g ＝2.5 m/s 2(2分) (2)因为液滴刚好从极板末端飞出，所以液滴在竖直方向上的位移是y ＝d 2＋Δd (1分) 设液滴从P 点开始在匀强电场中飞行的时间为t 2，则d 2＋Δd ＝12at 22(2分) 解得t 2＝0.2 s(1分)而液滴从刚进入电场到出电场的时间t ＝L v 0＝0.6 s(1分) 所以液滴从射入电场开始计时匀速运动到P 点所用的时间为t 1＝t －t 2＝0.4 s ．(1分)18．(16分)(2021·江西赣州市期末)如图17所示，水平绝缘轨道AC 由光滑段AB 与粗糙段BC 组成，它与竖直光滑半圆轨道CD 在C 点处平滑连接，其中AB 处于电场区内．一带电荷量为＋q 、质量为m 的可视为质点的滑块从A 处以水平初速度v 0进入电场区沿轨道运动，从B 点离开电场区继续沿轨道BC 运动，最后从圆轨道最高点D 处以水平速度v 离开圆轨道．已知：轨道BC 长l ＝1 m ，圆半径R ＝0.1 m ，m ＝0.01 kg ，q ＝5×10－5 C ，滑块与轨道BC 间的动摩擦因数μ＝0.2，重力加速度g 取10 m/s 2，设装置处于真空环境中．图17(1)若滑块到达圆轨道D 点时的速度v ＝1 m/s①在D 点处时，求滑块受到的弹力F N ；②求滑块从B 点离开电场时的速度大小v B ；(2)若v 0＝5 m/s ，为使滑块能到达圆轨道最高点D 处，且离开圆轨道后落在水平轨道BC 上，求A 、B 两点间电势差U AB 应满足的条件．答案 (1)①0 ②3 m/s (2)－1 600 V ≤U AB ≤800 V解析 (1)①根据牛顿第二定律和向心力公式得mg ＋F N ＝m v 2R(2分) 代入数据得F N ＝0(1分)②滑块由B 点运动到D 点的过程，根据动能定理有－μmgl －mg ·2R ＝12m v 2－12m v B 2(2分) 解得v B ＝3 m/s(1分)(2)当电势差U AB 最低时，滑块恰能经过最高点D ，此时v D ＝1 m/s(1分)全过程由动能定理得U AB q －μmgl －mg ·2R ＝12m v D 2－12m v 02(2分) 解得U AB ＝－1 600 V(1分)当电势差U AB 最高时，滑块经过最高点D 后做平抛运动，恰能落到B 点，则由平抛运动的规律，竖直方向：2R ＝12gt 2(1分) 水平方向：l ＝v D ′t (1分)全过程由动能定理得U AB ′q －μmgl －mg ·2R ＝12m v D ′2－12m v 02(2分) 解得U AB ′＝800 V(1分)则AB 间电势差满足的条件是－1 600 V ≤U AB ≤800 V ．(1分)。
高中物理必修三模块综合试卷(二)
模块综合试卷(二)(满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分)1．(2022·大埔县虎山中学高二期末)物理学的发展离不开物理学家的科学研究，以下符合史实的是()A．法拉第用电场线来形象描述电场，它是真实存在的B．普朗克提出了能量子假说，基于此他又提出了光子说C．奥斯特发现了电流的磁效应，使人们突破了对电与磁认识的局限性D．楞次发现了电磁感应现象，使人们对电与磁内在联系的认识更加完善2．(2022·金山中学高二阶段练习改编)2021年7月4日，航天员汤洪波走出离地面高约为400 km的中国空间站，航天员出舱的画面是通过电磁波传输到地面接收站，下列关于电磁波的说法正确的是()A．电磁波波长越长，其能量子的能量越大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．汤洪波出舱活动的画面从空间站传到地面接收站最少需要约0.014 sD．赫兹通过实验捕捉到电磁波，并证实了麦克斯韦的电磁场理论3．(2021·北京市期末)在研究电容器的充、放电实验中，把一个电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所示连接．先使开关S与1端相连，电源向电容器充电；然后把开关S掷向2端，电容器放电．电流传感器与计算机连接，记录这一过程中电流随时间变化的I－t图像如图乙所示，图线1表示电容器的充电过程，图线2表示电容器的放电过程，下列选项正确的是()A．电容器放电过程中流过电阻R的电流方向向右B．电容器充电过程中电源释放的电能全部转化为电容器中的电场能C．图乙中图线1与横轴所围的面积，表示电容器充电后所带电荷量的大小D．图乙中形成图线2的过程中，电容器两极板间电压降低的越来越快4．如图所示，在两个等量异种点电荷的电场中有1、2、3、4、5、6各点，其中1、2之间的距离与2、3之间的距离相等，2、5之间的距离与2、6之间的距离相等，2位于两点电荷连线的中点，两条虚线互相垂直，那么关于各点电场强度和电势的叙述错误的是( )A ．1、3两点电势相等B ．1、3两点电场强度相同C ．4、5两点电势相等D ．5、6两点电场强度相同5.在如图所示的电路中，输入电压U 恒为12 V ，灯泡L 标有“6 V 12 W ”字样，电动机线圈的电阻R M ＝0.5 Ω.若灯泡恰能正常发光且电动机转动，以下说法中正确的是( )A ．电动机的输入功率是12 WB ．电动机的输出功率是12 WC ．电动机的热功率是12 WD ．整个电路消耗的电功率是22 W6.如图所示，真空中A 、B 、C 三点构成一等边三角形，CD 为边AB 的高．电荷量为－q (q >0)的点电荷Q 1固定在A 点．将另一电荷量为＋q 的点电荷Q 2从无穷远处移到C 点，此过程中静电力做功为W ，再将点电荷Q 2从C 点移到B 点并固定．取无穷远处电势为零，则( )A ．点电荷Q 2移入以前，B 点的电势为WqB ．将点电荷Q 2从C 点移到B 点过程中，静电力做正功C ．点电荷Q 2固定后，将某一正试探电荷从C 点沿CD 移到D 点，该试探电荷所受静电力逐渐增大D ．点电荷Q 2固定后，将某一试探电荷从C 点沿CD 移到D 点，该试探电荷所具有的电势能先增加后减少7．两电荷量分别为q 1和q 2的点电荷固定在x 轴上的A 、B 两点，两点电荷连线上各点电势φ随坐标x 变化的关系图像如图所示，其中P 点电势最高，且x AP <x PB ，则( )A．q1和q2都是负电荷B．q1的电荷量大于q2的电荷量C．在A、B之间将一负点电荷沿x轴从P点左侧移到右侧，电势能先增大后减小D．一点电荷只在电场力作用下沿x轴从P点运动到B点，加速度逐渐变小二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分)8．电阻不变的三盏电灯A、B、C连接在如图所示的电路中，闭合电键S后，三盏灯电功率相同，此后向上移动滑动变阻器R的滑片，则可判断()A．三盏灯的电阻大小是R B>R C>R AB．三盏灯的电阻大小是R A>R B>R CC．A、C两盏灯变亮，B灯变暗D．A、B两灯变亮，C灯变暗9．如图甲所示是有两个量程的电流表，当使用a、b两个端点时，量程为0～1 A，当使用a、c两个端点时，量程为0～0.1 A，已知电流表的内阻R g1＝200 Ω，满偏电流I g1＝2 mA；如图乙所示是有两个量程的电压表，当使用d、e两个端点时，量程为0～10 V，当使用d、f两个端点时，量程为0～100 V．已知电流表的内阻R g2＝500 Ω，满偏电流I g2＝1 mA，则电阻R1、R2、R3、R4分别为()A．R1＝0.85 ΩB．R2＝3.67 ΩC．R3＝9 500 ΩD．R4＝95 000 Ω10．如图所示，带正电的粒子以一定的初速度v0沿两板的中线进入水平放置的平行金属板内，恰好沿下板的边缘飞出，已知板长为L，板间的距离为d，板间电压为U，带电粒子的电荷量为q，粒子通过平行金属板的时间为t(不计粒子的重力)()A ．在时间t 内，静电力对粒子做的功为qUB ．在后t 2时间内，静电力对粒子做的功为3qU8C ．粒子的出射速度偏转角tan θ＝dLD ．在粒子下落前d 4和后d4的过程中，运动时间之比为2∶1三、非选择题(本题共5小题，共54分)11．(7分)如图所示，在实验室里小王同学用电流传感器和电压传感器等实验器材测干电池的电动势和内电阻．改变电路的外电阻R ，通过电压传感器和电流传感器测量不同阻值下电源的路端电压和电流，输入计算机，自动生成U －I 图线，如图乙所示．(1)由图乙可得干电池的电动势为________ V ，干电池的内电阻为________ Ω.(2)现有一小灯泡，其U －I 曲线如图丙所示，若将此小灯泡接在上述干电池两端，小灯泡的实际功率是________ W.12．(9分)(2022·广州市高二期末)在测定某金属丝的电阻率实验中：(1)某学生进行了如下操作：①利用螺旋测微器测金属丝直径d ，如图甲所示，则d ＝________ mm ；②测量金属丝电阻R x的电路图如图乙所示，闭合开关S，先后将电压表右侧接线端P接a、b 点时，电压表和电流表示数如下表所示．该学生认真观察到两次测量中，电流表的读数几乎未变，发生这种现象的原因是________________，比较合理且较准确的金属丝电阻R测＝__________ Ω(保留两位有效数字)．U(V)I(A)接线端P接a 2.560.22接线端P接b 3.000.22(2)另一同学找来一恒压电源，按图丙的电路先后将接线端P分别接a处和b处，测得相关数据如下表所示，该同学利用该数据可算出R x的真实值为__________Ω.U(V)I(A)接线端P接a 2.560.22接线端P接b 3.000.2013.(10分)如图所示，匀强电场的电场线与AC平行，把带电荷量为10－8 C的负电荷从A点移到B点，静电力做功6×10－8 J，AB长6 cm，AB与AC成60°角．求：(1)匀强电场的场强方向；(2)设B处电势为1 V，则A处电势为多少？电子在A处的电势能为多少？14．(12分)在如图所示的电路中，电源的电动势E＝28 V，内阻r＝2 Ω，电阻R1＝12 Ω，R2＝R4＝4 Ω，R3＝8 Ω，C为平行板电容器，其电容C＝3.0 pF，虚线到两极板的距离相等，极板长L＝0.20 m，两极板的间距d＝1.0×10－3 m．(g取10 m/s2)(1)若开关S处于断开状态，则将其闭合后，流过R4的电荷量为多少？(2)若开关S断开时，有一个带电微粒沿虚线方向以v0＝2.0 m/s的初速度射入平行板电容器的两极板间，带电微粒刚好沿虚线匀速运动，问：当开关S闭合后，此带电微粒以相同的初速度沿虚线方向射入两极板间，能否从极板间射出？15．(16分)(2021·江西赣州市期末)如图所示，水平绝缘轨道AC由光滑段AB与粗糙段BC组成，它与竖直光滑半圆轨道CD在C点处平滑连接，其中AB处于电场区内．一带电荷量为＋q、质量为m的可视为质点的滑块从A处以水平初速度v0进入电场区沿轨道运动，从B点离开电场区继续沿轨道BC运动，最后从圆轨道最高点D处以水平速度v离开圆轨道．已知：轨道BC长l＝1 m，圆轨道半径R＝0.1 m，m＝0.01 kg，q＝5×10－5 C，滑块与轨道BC间的动摩擦因数μ＝0.2，重力加速度g取10 m/s2，设装置处于真空环境中．(1)若滑块到达圆轨道D点时的速度v＝1 m/s①在D点处时，求滑块受到的弹力F N；②求滑块从B点离开电场时的速度大小v B；(2)若v0＝5 m/s，为使滑块能到达圆轨道最高点D处，且离开圆轨道后落在水平轨道BC上，求A、B两点间电势差U AB应满足的条件．。
人教版高中物理必修第三册模块综合检测含答案
模块综合检测(时间:75分钟满分:100分)一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.可知,在电场中的同一点() 1.由电场强度的定义式E=FqA.电场强度E跟F成正比,跟q成反比,若q减半,则电场强度变为原来的2倍B.该点电场强度的方向与试探电荷的受力方向相同C.无论试探电荷的电荷量如何变化,F始终不变qD.在点电荷形成的电场中,沿电场线方向电场强度减小答案:C2.下列家用电器在正常工作时,将电能主要转化为机械能的是()A.电视机B.电饭锅C.电烤箱D.电风扇答案:D3.如图是奥斯特实验装置,导线和小磁针平行放置,小磁针放在导线下方.当导线中通有向左的电流时,小磁针偏转,说明小磁针受到力的作用,下列说法正确的是()A.小磁针的N极向内偏转B.把小磁针平移至图中导线的上方,小磁针的偏转方向不变C.小磁针位置不变,改变导线中电流的方向,小磁针偏转方向改变D.无论通电导线怎么放置,只要导线中有电流,小磁针就发生偏转答案:C4.空间中M、N两点分别固定不等量的异种点电荷(电性及N点位置未标出).一带负电的点电荷q仅在静电力作用下先后经过h、k两点,其运动轨迹如图所示,下列说法正确的是()A.M点的电荷量值小于N点的电荷量值B.从h点到k点的过程中q的速度越来越小C.h点的电势大于k点的电势D.q在h点的加速度比在k点的加速度大解析:带负电的电荷运动的轨迹几乎是椭圆,故可知N在一个焦点上,可知N带正电,M带负电,由于轨迹离N点越来越近,可知N点的电荷量值大于M点的电荷量值,故选项A正确;由图可知,从h点到k点的过程中静电力做正功,则q的速度越来越大,故选项B错误;N点电荷为正电荷,k点靠近N,则电势较高,故选项C错误;k离N点比h离N点更近,则在k点的静电力更大,故q在k点的加速度大于在h点的加速度,故选项D错误.答案:A5.如图所示,虚线圆的半径为R,AB是直径,O是圆心,D是圆周上的一点,C是AB 延长线上的一点,CD是虚线圆的切线,把电荷量均为q的正电荷(均视为点电荷)分别置于A、D两点,已知∠DAO=30°,静电力常量为k,下列说法正确的是()A.D点的点电荷在B点产生的电场强度大小为kq3R2B.D点的点电荷在C点产生的电场强度大小为kq4R2。
高中物理 模块综合检测 鲁科版选修32
模块综合检测(时间：90分钟 满分：110分)一、选择题(共14小题，每小题4分，共56分，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～14题有多项符合题目要求，全都选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系，根据这一发现，发明了许多电器设备。
下列用电器中，哪个没有利用电磁感应原理( )A ．电磁炉B ．白炽灯泡C ．磁带录音机D ．日光灯镇流器解析：选B 电磁炉是利用交变电流产生磁场，交变磁场在锅体内产生涡流，从而对食物加热；磁带录音机录音时，声音引起振动，产生感应电流，放音时，磁带上变化的磁场使放音磁头线圈中产生感应电流；日光灯镇流器是由于自感产生自感电动势。
只有B 选项中白炽灯泡没有利用电磁感应原理。
2．如图1所示，在铁芯P 上绕着两个线圈a 和b ，则( )图1A ．线圈a 输入正弦交变电流，线圈b 可输出恒定电流B ．线圈a 输入恒定电流，穿过线圈b 的磁通量一定为零C ．线圈b 输出的交变电流不对线圈a 的磁场造成影响D ．线圈a 的磁场变化时，线圈b 中一定有电场解析：选D 在同一铁芯上具有相同的ΔΦΔt ，a 中输入正弦交变电流时，ΔΦΔt按正弦规律变化，则b 中产生变化的电流，故A 错。
a 中输入恒定电流时，b 中磁通量恒定不为零，而ΔΦΔt 为零，故B 错。
线圈a 、b 中的电流都对铁芯上的ΔΦΔt产生影响，即按互感原理工作，故C 错。
a 中的磁场变化，即ΔΦΔt变化，b 中一定有电场产生，故D 正确。
3．北半球地磁场的竖直分量向下，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置边长为L 的正方形闭合导体线圈abcd ，线圈的ab 边沿南北方向，ad 边沿东西方向，如图2所示。
下列说法中正确的是( )图2A ．若使线圈向东平动，则a 点与b 点的电势相等B ．若使线圈向北平动，则a 点的电势比b 点的电势低C ．若以ab 为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a →b →c →d →aD ．若以ab 为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a →d →c →b →a解析：选C 线圈向东平动，ab 、cd 边切割磁感线相当于电源，由右手定则可判断b 、c 点电势比a 、d 点高，选项A 错误。
高中物理 模块综合检测 鲁科版选修32
模块综合检测(时间：90分钟 满分：110分)一、选择题(共14小题，每小题4分，共56分，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～14题有多项符合题目要求，全都选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系，根据这一发现，发明了许多电器设备。
下列用电器中，哪个没有利用电磁感应原理( )A ．电磁炉B ．白炽灯泡C ．磁带录音机D ．日光灯镇流器解析：选B 电磁炉是利用交变电流产生磁场，交变磁场在锅体内产生涡流，从而对食物加热；磁带录音机录音时，声音引起振动，产生感应电流，放音时，磁带上变化的磁场使放音磁头线圈中产生感应电流；日光灯镇流器是由于自感产生自感电动势。
只有B 选项中白炽灯泡没有利用电磁感应原理。
2．如图1所示，在铁芯P 上绕着两个线圈a 和b ，则( )图1A ．线圈a 输入正弦交变电流，线圈b 可输出恒定电流B ．线圈a 输入恒定电流，穿过线圈b 的磁通量一定为零C ．线圈b 输出的交变电流不对线圈a 的磁场造成影响D ．线圈a 的磁场变化时，线圈b 中一定有电场解析：选D 在同一铁芯上具有相同的ΔΦΔt ，a 中输入正弦交变电流时，ΔΦΔt按正弦规律变化，则b 中产生变化的电流，故A 错。
a 中输入恒定电流时，b 中磁通量恒定不为零，而ΔΦΔt 为零，故B 错。
线圈a 、b 中的电流都对铁芯上的ΔΦΔt产生影响，即按互感原理工作，故C 错。
a 中的磁场变化，即ΔΦΔt变化，b 中一定有电场产生，故D 正确。
3．北半球地磁场的竖直分量向下，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置边长为L 的正方形闭合导体线圈abcd ，线圈的ab 边沿南北方向，ad 边沿东西方向，如图2所示。
下列说法中正确的是( )图2A ．若使线圈向东平动，则a 点与b 点的电势相等B ．若使线圈向北平动，则a 点的电势比b 点的电势低C ．若以ab 为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a →b →c →d →aD ．若以ab 为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a →d →c →b →a解析：选C 线圈向东平动，ab 、cd 边切割磁感线相当于电源，由右手定则可判断b 、c 点电势比a 、d 点高，选项A 错误。
人教版高中物理选修3-2交变电流 单元检测题.docx
高中物理学习材料桑水制作交变电流 单元检测题不定项选择题（共60分）完全选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得零分。
1．关于交变电流，下述说法正确的是【 】A ．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向改变一次，感应电动势方向不变B ．线圈转动一周，感应电流方向改变一次C ．线圈平面每经过中性面一次，感应电动势和感应电流方向都改变一次D ．线圈转动一周，感应电动势和感应电流方向都改变一次2．一个电热器接在10 V 直流电源上，在t 秒内产生的焦耳热为Q 。
今将该电热器接在一交流电源上，它在2t 秒内产生的焦耳热也为Q ，则这一交流电源的电压最大值和有效值分别是【 】 A ．最大值10 2 V ，有效值是10 VB ．最大值10 V ，有效值是5 2 VC ．最大值5 2 V ，有效值是5 VD ．最大值20 V ，有效值是10 2 V3．（多选）如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L 1和L 2；输电线的等效电阻为R ，开始时，开关S 断开。
当S 接通时，以下说法正确的是【 】A ．副线圈两端MN 输出电压减小B ．副线圈输电线等效电阻R 上的电压增大C ．通过灯泡L 1的电流减小D ．原线圈中的电流增大4．如图所示，变压器输入电压U 一定，两个副线圈的匝数分别为n 2和n 3。
当把电热器接在a 、b 上，使c 、d 空载时，通过原线圈中的电流表的示数是I 0；当把同一电热器接在c 、d 上，使a 、b 空载时，电流表的示数为I′，则I 0/I ′为【 】A ．n 2:n 3B ．n 3:n 2C ．n 22:n 32D ．n 32:n 22 5．正弦交流电U =50sin 314t （V ），加在一氖管两端，已知氖管两端电压达到25 2 V 时才开始发光，则在给此氖管通电10min 内实际发光时间和发光的次数为【 】A ．5min ，3⨯104次B ．2min ，3⨯104次C ．5min ，6⨯104次D ．2min ，6⨯104～ M R L 1 A S N L 2 a A b c dn 1 n 2 n 36．用一理想变压器给一负载供电，负载电阻为R ，用下列哪种方法可以增加变压器的输入功率【 】A ．减小负载电阻R 的阻值B ．增加原线圈的匝数C ．减小副线圈的匝数D ．把原线圈的导线换成更粗的导线7．自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分。
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模块综合检测 (分值：100分 时间：60分钟) 一、选择题(本大题共8个小题，每小题6分，共计48分，每小题至少一个答案正确．) 1．(2012·延安高二检测)如图1所示，螺线管与电流表组成闭合电路，条形磁铁位于螺线管上方，下端为N极，则当螺线管中产生的感应电流( )
图1 A．方向与图示方向相同时，磁铁靠近螺线管 B．方向与图示方向相反时，磁铁靠近螺线管 C．方向与图示方向相同时，磁铁远离螺线管 D．方向与图示方向相反时，磁铁远离螺线管 【解析】 磁铁靠近螺线管时，根据楞次定律，螺线管中感应电流方向与图示方向相同，A对，B错；磁铁远离螺线管时，根据楞次定律，螺线管中感应电流方向与图示方向相反，C错，D对． 【答案】 AD 2．(2013·银川一中检测)如图2所示，在条形磁铁的中央位置的正上方水平固定一铜质圆环．以下判断中正确的是( )
图2 A．释放圆环，环下落时环的机械能守恒 B．释放圆环，环下落时磁铁对桌面的压力比磁铁受的重力大 C．给磁铁水平向右的初速度，磁铁滑出时做减速运动 D．给磁铁水平向右的初速度，圆环产生向左运动的趋势 【解析】 由条形磁铁磁场分布特点可知，穿过其中央位置正上方的圆环的合磁通量为零，所以在环下落的过程中，磁通量不变，没有感应电流，圆环只受重力，则环下落时机械能守恒，A对，B错；给磁铁水平向右的初速度，由楞次定律可知，圆环的运动总是阻碍自身磁通量的变化，所以环要受到向右的作用力，由牛顿第三定律可知，磁铁要受到向左的作用力而做减速运动(或据“总阻碍相对运动”的推论得出)，故C对，D错． 【答案】 AC 3．(2013·高新一中检测) 用一根横截面积为S、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的一条直径．如图所示，在ab的左侧存在一个均匀变化的匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图3，磁感应强度大
小随时间的变化率ΔBΔt＝k(k<0)，则( )
图3 A．圆环中产生逆时针方向的感应电流 B．圆环具有扩张的趋势
C．圆环中感应电流的大小为krS2ρ
D．图中a、b两点间的电势差Uab＝|14kπr2| 【解析】 根据楞次定律可知，磁通量减小，产生顺时针方向的感应电流，A选项不正确；圆环面积有扩张的趋势，B选项正确；产生的感应电动势为ΔΦ/Δt＝kπr2/2，则电流大小为|kSr4ρ|，C选项不正
确；Uab等于14kπr2的绝对值，D选项正确． 【答案】 BD 4．(2013·北京高考)如图4所示，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2.则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E1∶E2分别为( )
图4 A．c→a,2∶1 B．a→c,2∶1 C．a→c,1∶2 D．c→a,1∶2 【解析】 金属杆垂直平动切割磁感线产生的感应电动势E＝Blv，判断金属杆切割磁感线产生的感应电流方向可用右手定则． 由右手定则判断可得，电阻R上的电流方向为a→c，由E＝Blv知，E1＝Blv，E2＝2Blv，则E1∶E2＝1∶2，故选项C正确． 【答案】 C 5．下列四幅图是交流电的图象，其中能正确反映我国居民日常生活所用交流电的是( )
【解析】 我国居民日常生活所用的是正弦式交流电，其电压的有效值是220 V，最大值为311 V，周期为0.02 s，所以只有C正确． 【答案】 C 6．如图5所示的交流电u＝311sin(314 t＋π/6) V，接在阻值220 Ω的电阻两端，则( )
图5 A．电压表的读数为311 V B．电流表的读数为1.41 A C．该交流电的频率为50 Hz D．2 s内电阻产生的热量是440 J 【解析】 本题考查交流电的瞬时表达式、最大值、有效值．由u＝Umsin(ωt＋φ)可知：最大值是311 V，频率是50 Hz，故有效值是220 V，电压表、电流表的读数、计算电功率，用的都是有效值，电压表的读数为220 V，电流表的读数为1 A，故A、B错误． 【答案】 CD 7. (2013·新课标全国高考)如图6，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d(d>L)的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下．导线框以某一初速度向右运动．t＝0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域．下列v－t图象中，可能正确描述上述过程的是( ) 图6 【解析】 导体切割磁感线时产生感应电流，同时产生安培力阻碍导体运动，利用法拉第电磁感应定律、安培力公式及牛顿第二定律可确定线框在磁场中的运动特点．
线框进入和离开磁场时，安培力的作用都是阻碍线框运动，使线框速度减小，由E＝BLv、I＝ER及F＝BIL＝ma可知安培力减小，加速度减小，当线框完全进入磁场后穿过线框的磁通量不再变化，不产生感应电流，不再产生安培力，线框做匀速直线运动，故选项D正确． 【答案】 D 8．(2013·济南一中检测)如图7所示的电路中，A1、A2为相同的电流表，电阻R1、R2的阻值相同，线圈L的电阻不计．理想变压器原线圈接入u＝Umsin 2πft的交变电流后，电流表A1、A2的示数分别为I1、I2，则( )
图7 A．Um增大时，I1增大 B．f不变，Um增大时，I2减小 C．Um不变，f增大时，I1增大 D．Um不变，f增大时，I2减小
【解析】 根据理想变压器的变压比U1U2＝n1n2，当Um变大，则可知副线圈两端的电压也增大，根据欧姆定律可知I1增大，A对，B错；当交变电流的频率变大时，电感线圈的感抗增大，但是副线圈两端电压保持不变，故根据欧姆定律可判断I1不变，I2应变小，C错，D对． 【答案】 AD 二、非选择题(本大题共5个小题，共52分．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．) 9．(6分)由于国际空间站的运行轨道上各处的地磁场强弱及方向均有所不同，所以在运行过程中，穿过其外壳的地磁场的磁通量将不断变化，这样将会导致____________现象发生，从而消耗国际空间站的能量．为了减少这类消耗，国际空间站的外壳材料的电阻率应尽可能______________(填“大”或“小”)一些．
【解析】 电阻率较大，电阻也较大，同样的电磁感应现象，产生的电动势一定，由P＝U2R可知，电阻较大时，消耗的电功率较小，可以减少能量消耗． 【答案】 电磁感应 大 10．(6分)我国南方山区的小水库有丰富的水力资源，有一个水力交流发电机在正常工作时，电动势e＝310sin 50πt V，由于洪涝，水库水位暴涨，为加快泄洪，水轮带动发电机的转速增加0.4倍，若其他条件不变，则电动势e′＝__________. 【解析】 据Emax＝nBSω，ω＝2πn 当n增加0.4倍时，ω′＝1.4ω 所以Emax′＝1.4Emax＝1.4×310 V＝434 V 故e′＝434sin 70πt V. 【答案】 434sin 70πt V 11．(8分)我国的“嫦娥二号”探月卫星在发射1 533秒后进入近地点高度为200 km的地月转移轨道．假设卫星中有一边长为50 cm的正方形导线框，由于卫星的调整由水平方向转至竖直方向，此时地磁场磁感应强度B＝4×10－5 T，方向如图8所示．
图8 (1)该过程中磁通量的改变量是多少？ (2)该过程线框中有无感应电流？设线框电阻为R＝0.1 Ω，若有电流则通过线框的电量是多少？(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) 【解析】 (1)设线框在水平位置时法线n方向竖直向上，穿过线框的磁通量Φ1＝BScos 53°＝6.0×10－6 Wb. 当线框转至竖直位置时，线框平面的法线方向水平向右，与磁感线夹角θ＝143°，穿过线框的磁通量Φ2＝BScos 143°＝－8.0×10－6 Wb 该过程磁通量的改变量大小ΔΦ＝Φ1－Φ2＝1.4×10－5 Wb. (2)因为该过程穿过闭合线框的磁通量发生了变化， 所以一定有感应电流．根据电磁感应定律得，
I＝ER＝ΔΦRΔt.通过的电量为q＝IΔt＝ΔΦR＝1.4×10－4 C. 【答案】 (1)1.4×10－5 Wb (2)1.4×10－4 C 12．(12分)一台理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，原线圈接u＝100 2sin 100πt(V)的交变电压、副线圈两端用导线接规格为“6 V 12 W”的小灯．已知导线总电阻r＝0.5 Ω，试求：副线圈应接几盏小灯？这些小灯应如何连接才能使这些小灯都正常发光？
【解析】 由U1U2＝n1n2，副线圈两端电压的有效值 U2＝U1n2n1＝100×110 V＝10 V 导线上的电压U线＝10 V－6 V＝4 V 副线圈中的输出电流I2＝40.5 A＝8 A
每个小灯的额定电流I＝PU＝126 A＝2 A 应接小灯的盏数：n＝82＝4(盏) 连接方式为并联． 【答案】 4盏 并联 13．(12分)(2013·镇安中学检测)交流发电机的原理如图9甲所示，闭合的矩形线圈放在匀强磁场中，绕OO′轴匀速转动，在线圈中产生的交变电流随时间变化的图象如图9乙所示，已知线圈的电阻为R＝2.0 Ω，求：
甲 乙 图9 (1)通过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值是多少？ (2)矩形线圈转动的周期是多少？ (3)线圈电阻上产生的电热功率是多少？ (4)保持线圈匀速运动，1 min内外界对线圈做的功是多少？ 【解析】 (1)由i－t图可知通过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值Im＝2.0 A. (2)矩形线圈转动的周期T＝4.0×10－3 s.
(3)由有效值I＝Im2，线圈电阻上产生的电热功率为P＝I2R＝I2m2 R＝4 W. (4)外界对线圈做功转化成电能再转化成电热，1 min内外界对线圈做的功W＝Pt＝240 J. 【答案】 (1)2.0 A (2)4.0×10－3 s (3)4 W (4)240 J