2018_2019学年高中物理模块学业测评(一)新人教版选修3_2

合集下载

2018-2019学年人教版高中物理选修3-2：模块综合检测(一)

2018-2019学年人教版高中物理选修3-2：模块综合检测(一)一、单选题1. 机器人装有作为眼睛的“传感器”，犹如大脑的“控制器”，以及可以行走的“执行器”，在它碰到障碍物前会自动避让并及时转弯．下列有关该机)器人“眼睛”的说法中正确的是(A．力传感器B．温度传感器C．光传感器D．声音传感器2. 法拉第是英国物理学家、化学家，也是著名的自学成才的科学家，在物理学领域，法拉第有“电学之父”的美誉．下列陈述不符合历史事实的是( )A．法拉第首先引入“场”的概念来研究电和磁的现象B．法拉第首先引入电场线和磁感线来描述电场和磁场C．法拉第首先发现电磁感应现象D．法拉第首先发现电流的磁效应3. 对于如图所示的电流i随时间t做周期性变化的图象，下列说法中正确的是( )A．电流大小变化，方向不变，是直流电B．电流大小、方向都变化，是交流电C．电流的周期是0.02 s，最大值是0.2 AD．电流做周期性变化，是交流电4. 我国发射的“玉兔号”月球车成功着陆月球，不久的将来中国人将真正实现飞天梦，进入那神秘的广寒宫．假如有一宇航员登月后，想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断正确的是( )A．直接将电流表放于月球表面，看是否有示数来判断磁场的有无B．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场C．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表有示数，则可判断月球表面有磁场D．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈在某一平面内沿各个方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场5. 两根通电直导线M、N都垂直纸面固定放置，通过它们的电流方向如图所示，线圈L的平面跟纸面平行，现将线圈从位置A沿M、N连线的中垂线迅速平移到位置B，则在平移过程中，线圈中的感应电流( )A．沿顺时针方向，且越来越小B．沿逆时针方向，且越来越大C．始终为零D．先顺时针，后逆时针6. 如图所示，电源的电动势为E，内阻为r不可忽略．A、B是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数较大的线圈．关于这个电路的说法中正确的是二、多选题A ．闭合开关，A 灯立刻亮，而后逐渐变暗，最后亮度稳定B ．闭合开关，B 灯立刻亮，而后逐渐变暗，最后亮度稳定C ．开关由闭合至断开，在断开瞬间，A 灯闪亮一下再熄灭D ．开关由闭合至断开，在断开瞬间，电流自左向右通过A 灯7. 如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数均可调节，原线圈两端接一正弦交变电流，为了使变压器输入功率增大，可以采取的措施有()A ．只增加原线圈的匝数B ．只减少副线圈的匝数n 2C ．只减小负载电阻R 的阻值D ．只增大负载电阻R 的阻值8. 如图所示，图线a 是线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时所产生正弦式交变电流的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦式交变电流的图象如图线b所示，下列关于这两个正弦式交变电流的说法正确的是A ．在图中t ＝0时刻穿过线圈的磁通量均为0B ．线圈先后两次转速之比为3∶2C ．交变电流a 的峰值为10 VD ．交变电流b 的峰值为5 V9. 电吉他之所以能以其独特的魅力吸引众多的音乐爱好者，是因为它的每一根琴弦下面都安装了一种叫作“拾音器”的装置，能将琴弦的振动转化为电信号，电信号经扩音器放大，再经过扬声器就能播出优美的音乐．如下图是“拾音器”的结构示意图，多匝绕制的线圈置于永久磁铁与钢质的琴弦之间，当琴弦沿着线圈振动时，线圈中就会产生感应电流，关于感应电流以下说法正确的是()三、解答题A ．琴弦振动时，线圈中产生的感应电流是变化的B ．琴弦振动时，线圈中产生的感应电流大小变化，方向不变C ．琴弦振动时，线圈中产生的感应电流大小和方向都会发生变化D ．琴弦振动时，线圈中产生的感应电流大小不变，方向变化10. 如图是远距离输电的示意图，则电压U 1、U 2、U 3、U 4之间的关系是()A ．U 1<U 2B ．U 2>U 3C ．U 3>U 4D ．U 3＝U 1＋U 211. 在如图所示的虚线框内有匀强磁场，设图示磁场方向为正，磁感应强度随时间变化规律如图所示．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 ，则下列说法正确的是()A ．磁感应强度B ．线框中感应电流为C ．线框cd 边的发热功率为PD ．a 端电势高于b 端电势12. 半径为r 、电阻为R 的n 匝圆形线圈在边长为l 的正方形abcd 外，匀强磁场充满并垂直穿过该正方形区域，如图所示．当磁场随时间的变化规律如图所示时，则：(2)t 0时刻线圈中产生的感应电流为多大？(1)穿过圆形线圈磁通量的变化率为多少？13. 如图所示，一能承受最大拉力为16 N的轻绳吊一质量为m＝0.8 kg ，边长为L＝ m正方形线圈ABCD，已知线圈总电阻为R 总＝0.5 Ω，在线圈上半部分分布着垂直于线圈平面向里，大小随时间变化的磁场，如图所示，已知t1时刻轻绳刚好被拉断，g取10 m/s2，求：(1)在轻绳被拉断前线圈感应电动势大小及感应电流的方向；(2)t＝0时AB边受到的安培力的大小；(3)t1的大小．14. U 形金属导轨 abcd 原来静止放在光滑绝缘的水平桌面上，范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场穿过导轨平面，一根与 bc 等长的金属棒 P Q 平行 bc 放在导轨上，棒左边靠着绝缘的固定竖直立柱 e、f.已知磁感应强度 B＝0.8 T，导轨质量 M＝2 kg，其中 bc 段长 0.5 m、电阻 r＝0.4Ω，其余部分电阻不计，金属棒 PQ 质量 m＝0.6 kg、电阻 R＝ 0.2 Ω、与导轨间的摩擦因数μ＝0.2.若向导轨施加方向向左、大小为 F＝2 N 的水平拉力，如图所示．求：导轨的最大加速度、最大电流和最大速度(设导轨足够长，g 取 10 m/s2)．15. 如图所示，两根光滑固定导轨相距0.4 m竖直放置，导轨电阻不计，在导轨末端P、Q两点用两根等长的细导线悬挂金属棒cd.棒cd的质量为0.0 1 kg，长为0.2 m，处于磁感应强度为B0＝0.5 T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向里．相距0.2 m的水平虚线MN和JK之间的区域内存在着垂直于导轨平面向里的匀强磁场，且磁感应强度B随时间变化的规律如图所示．在t＝0时刻，质量为0.02 kg、阻值为0.3 Ω的金属棒ab从虚线M N上方0.2 m高度处，由静止开始释放，下落过程中保持水平，且与导轨接触良好，结果棒ab在t1时刻从上边界MN进入磁场，并在磁场中做匀速运动，在t2时刻从下边界JK离开磁场，g取10 m/s2.求：(1)在0～t1时间内，电路中感应电动势的大小；(2)在t1～t2时间内，棒cd受到细导线的总拉力为多大；(3)棒cd在0～t2时间内产生的焦耳热．。

人教版高中物理选修3-2模块检测.docx

高中物理学习材料（鼎尚**整理制作）模块检测(时间:60分钟满分:100分)【测控导航】知识点题号1.电磁感应现象12.楞次定律23.交变电流的描述3、134.自感现象4、55.传感器7、116.变压器97.法拉第电磁感应定律8、138.远距离输电10、129.互感器6一、选择题(每小题6分,共60分)1.关于电磁感应现象,下列说法中正确的是( D )A.只要有磁感线穿过电路,电路中就有感应电流B.只要闭合电路在做切割磁感线运动,电路中就有感应电流C.只要穿过闭合电路的磁通量足够大,电路中就有感应电流D.只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中就有感应电流解析:产生感应电流的条件:一是电路闭合,二是穿过电路的磁通量发生变化,两者必须同时满足,A、C项错误,D 项正确;闭合电路切割磁感线时,穿过其中的磁通量不一定变化,也不一定产生感应电流,B错误.2.如图所示螺线管中感应电流的方向是( A )A.如图中箭头所示B.与图中箭头方向相反C.无感应电流D.与条形磁铁运动加速还是减速有关,故无法判断解析:当条形磁铁靠近线圈时,线圈内的磁通量增加,根据楞次定律可知A正确.3.一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动.在转动过程中,线框中的最大磁通量为Φm,最大感应电动势为E m.下列说法中正确的是( BD )A.当磁通量为零时,感应电动势为零B.当磁通量减小时,感应电动势在增大C.当磁通量等于0.5Φm时,感应电动势等于0.5 E mD.角速度ω等于E m/Φm解析:线框在匀强磁场中绕垂直磁场方向的转轴匀速转动时,磁通量为零时,磁通量的变化率最大,感应电动势最大,A错;根据Φ=Φm cos ωt时,e=E m sin ωt,磁通量减小时,感应电动势增大,B正确;Φ=0.5Φm时,e=E m,C错误;根据正弦式电流的产生及其变化规律(设从中性面开始),e=E m sin ωt=BSω·sin ωt=Φm·ωsin ωt可知D是正确的.4.(2012年吉林省东北师大附中高二上学期期末)一个称为“千人震”的趣味物理小实验,实验是用一节电动势为1.5 V的新干电池、几根导线、开关和一个用于日光灯上的镇流器(自感线圈).几位做实验的同学手拉手连成一排,另一位同学将电池、镇流器、开关用导线将它们和首、尾两位同学的手相连,如图所示,在开关闭合或断开时就会使连成一排的同学都有触电感觉,则( AC )A.该实验的原理是镇流器的自感现象B.该实验的原理是1.5 V的电压让人感到触电C.人有触电感觉是在开关断开的瞬间D.人有触电感觉是在开关闭合的瞬间解析:在开关闭合或断开时,通过镇流器的电流发生变化,使得镇流器产生自感电动势阻碍电路中电流的变化.在开关闭合的瞬间,电路中电流几乎为零,不会有触电感觉,而在开关断开瞬间,镇流器会产生很强的自感电动势,从而会使连成一排的同学都有触电感觉.5.如图所示,电阻R和电感L的值很大,电源内阻不可不计,A、B是完全相同的两只灯泡,当开关S闭合时,下列判断正确的是( B )A.灯A比灯B先亮,然后灯A熄灭B.灯B比灯A先亮,然后灯B逐渐变暗C.灯A与灯B一起亮,而后灯A熄灭D.灯A与灯B一起亮,而后灯B熄灭解析:开关S闭合时,B灯立即亮,A灯由于电感L的自感作用,将逐渐变亮,由于总电流逐渐变大,路端电压变小,B灯逐渐变暗,选项B符合要求.6.(2012年福建省大田一中、德化一中高二第二学期阶段联考)如图所示,L1和L2是输电线,甲是电压互感器,乙是电流互感器.若已知变压比为1 000∶1,变流比为100∶1,并且知道电压表两端实际电压为220 V,电流表所通过的实际电流为10 A,则输电线的输送功率为( C )A.2.2×103 WB.2.2×10-2 WC.2.2×108 WD.2.2×104 W解析:设输电线两端电压为U,输电线中电流为I,则U∶220=1 000∶1,I∶10=100∶1,得U=2.2×105 V,I=103 A,则输电线的输送功率P=UI=2.2×108 W.利用=和I1n1=I2n2互感器可分别用于测高电压和强电流.7.如图(甲)是录音机的录音电路原理图,(乙)是研究自感现象的实验电路图,(丙)是光电传感的火灾报警器的部分电路图,(丁)是电容式话筒的电路原理图,下列说法中正确的是( AC )A.(甲)图中录音机录音时,由于话筒的声电转换,线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场B.(乙)图电路开关断开瞬间,灯泡会突然闪亮一下,并在开关处产生电火花C.(丙)图电路中,当有烟雾进入罩内时,光电三极管上就会因烟雾的散射而有光的照射,表现出电阻的变化D.(丁)图电路中,根据电磁感应的原理,声波的振动会在电路中产生变化的电流解析:(甲)图中声波的振动由话筒转换为变化的电流,通过线圈在磁头缝隙处产生变化的磁场,A正确;(乙)图电路开关断开瞬间,线圈中产生很高的自感电动势,但由于电路不能构成回路,所以不会产生感应电流,灯泡不会突然闪亮一下,选项B错误;(丙)图是火灾报警器主要元件,是通过烟雾进入罩内,对光的散射作用,使部分光线照射到光电三极管上改变电阻而报警的,C正确;(丁)图电路中,声波的振动会改变M、N间的距离,从而改变了电容值大小,在电路中产生变化的充放电电流,选项D错误.8.如图所示,导体棒ab长为4L,匀强磁场的磁感应强度为B,导体绕过O点垂直纸面的轴以角速度ω匀速转动,aO=L.则a端和b端的电势差U ab的大小等于( B )A.2BL2ωB.4BL2ωC.6BL2ωD.8BL2ω解析:导体棒旋转切割磁场线而产生的感应电动势由公式得:U ab=U aO+U O b=-Bω·L2+Bω·(3L)2=4B ω·L2.9.图(甲)为一理想自耦变压器,输入端接交流稳压电源,其电压随时间变化关系如图(乙)所示.已知n1、n2的比值为2∶1,负载电阻R的阻值为5 Ω,下面正确的说法有( AB )A.通过负载电阻R的电流的最大值为31.1 AB.通过负载电阻R的电流的有效值为22 AC.通过负载电阻R的电流的频率为100 HzD.通过负载电阻R的电流的频率为25 Hz解析:由图象可知电压最大值U m=311 V,故其有效值U=U m=220 V,周期T=0.02 s,频率f==50Hz;由=得U2=110 V,由欧姆定律I2==22 A,最大值I m2=22 A=31.1 A,A、B正确;变压器只改变电压、电流,不改变交流电的频率和功率,C、D错.10.某电站用11 kV交变电压输电,输送功率一定,输电线的电阻为R,现若用变压器将电压升高到330 kV送电,下面哪个选项正确( BD )A.因I=,所以输电线上的电流增为原来的30倍B.因I=,所以输电线上的电流减为原来的1/30C.因P=,所以输电线上损失的功率为原来的900倍D.若要使输电线上损失的功率不变,可将输电线的半径减为原来的1/30解析:输送功率P=UI一定,电压升高后,电流变为原来的=,A错误,B正确;由P损=I2·R得,损失功率变为原来的()2=,P=,其中U不是输送电压,是损失电压,C错误;半径变为原来的,根据公式R=ρ,电阻变为原来的900倍,P损=I2·R,功率保持不变,D正确.二、填空题(8分)11.电流传感器可以像电流表一样测量电流,它的优点是反应非常快,可以捕捉到瞬间的电流变化,还可以与计算机相连,能在很短的时间内画出电流随时间变化的图象.按图(甲)连接电路,提供8 V直流电源,先使开关S与1相连,电源向电容器充电,这个过程可在瞬间完成,然后把开关S掷向2,电容器通过电阻R放电,传感器将电流信息传入计算机,屏上显示出电流随时间变化的I t曲线,如图(乙)所示.(1)图(乙)中画出的竖直狭长矩形(图乙最左端),其面积表示的物理意义是;(2)估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量是 C;(3)根据以上数据估算,电容器的电容是F.解析:(1)图象纵坐标为电流I,横坐标为时间t,由公式q=It可知,矩形面积为放电电荷量.(2)每个小方格的面积代表放电电荷量q0=0.08×10-3C,共有75格,则放电电荷量Q=75q0=6.0×10-3C.(3)由Q=CU可知C==7.5×10-4F.答案:(1)0.1 s内的放电电荷量(2)6.0×10-3(3)7.5×10-4三、计算题(共32分)12.(2012年福建省大田一中、德化一中高二第二学期阶段联考)(14分)某小水电站,输出功率P1=40 kW,输出电压U1=500 V,向远处输电,导线总电阻R=5 Ω,升压变压器匝数比为1∶5,降压变压器匝数比为11∶1,向用户供电.求:(1)用户得到的电压;(2)此输电过程的效率有多高?解析:输电电路如图所示:(1)升压过程:U1=500 V,I1=P1/U1=80 AU2=n2U1/n1=2 500 V,I2=n1I1/n2=16 A电压损耗U R=I2R=16×5 V=80 V功率损耗P R=R=162×5 W=1.28 kW降压过程:U3=U2-U R=(2 500-80)V=2 420 VU4=U3=×2 420 V=220 V.(2)根据η=P有/P总===0.968=96.8%.答案:(1)220 V (2)96.8%在远距离输送电能的过程中,由电能的转化和守恒定律可知,发电机的总功率应等于线路上损失的热功率和用户得到的功率之和.13.(2012年浙江省嘉兴市第一中学高二第二学期第一次月考)(18分)如图(甲)所示,长、宽分别为L1、L2的矩形金属线框位于竖直平面内,其匝数为n,总电阻为r,可绕其竖直中心轴O1O2转动.线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D(集流环)焊接在一起,并通过电刷和定值电阻R相连.线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场,磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图(乙)所示,其中B0、B1和t1均为已知.在0~t1的时间内,线框保持静止,且线框平面和磁场垂直;t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω匀速转动.求:(1)0~t1时间内通过电阻R的电流大小;(2)线框匀速转动后,在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量;(3)线框匀速转动后,从图(甲)所示位置转过90°的过程中,通过电阻R的电荷量.解析:(1)0~t1时间内,线框中的感应电动势E=n=根据闭合电路欧姆定律可知,通过电阻R的电流I==.(2)t1时刻后,线框产生感应电动势的最大值E m=nB1L1L2ω感应电动势的有效值E=nB1L1L2ω通过电阻R的电流的有效值I=线框转动一周所需的时间t=此过程中,电阻R产生的热量Q=I2Rt=πRω()2.(3)线框从图(甲)所示位置转过90°的过程中,平均感应电动势=n=平均感应电流=通过电阻R的电荷量q=Δt=.答案:(1)(2)πRω()2(3)交变电流问题是电磁感应的具体应用,求解平均值时要用到法拉第电磁感应定律,求解产生的热量时要用到有效值.。

人教版高中物理选修3-2模块综合检测卷.docx

高中物理学习材料唐玲收集整理物理·选修3－2(人教版)模块综合检测卷(测试时间：50分钟评价分值：120分)一、单项选择题(本题共4小题，每题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)1．鼠标器使用的是( )A．压力传感器 B．温度传感器C．光传感器 D．红外线传感器答案：D2．根据楞次定律知感应电流的磁场一定( )A．阻碍引起感应电流的磁通量 B．与引起感应电流的磁场反向C ．阻碍引起感应电流的磁通量的变化D ．与引起感应电流的磁场方向相同解析：感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量的变化，因此它与原磁场方向可能相同，也可能相反．答案：C3．将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直．关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是( )A ．感应电动势的大小与线圈的匝数无关B ．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C ．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D ．感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同解析：根据法拉第电磁感应定律 E ＝N ΔΦΔt ，感应电动势的大小与线圈的匝数、磁通量的变化率(磁通量变化的快慢)成正比，所以A 、B 选项错误，C 选项正确；因不知原磁场变化趋势(增强或减弱)，故无法用楞次定律确定感应电流产生的磁场的方向，D 选项错误．答案：C4. 如图，理想变压器原、副线圈匝数比n 1∶n2＝2∶1，和均为理想电表，灯泡电阻R L＝6 Ω，AB端电压u1＝ 122sin 100πt(V)．下列说法正确的是( )A．电流频率为100 Hz B.的读数为24 VC.的读数为0.5 A D．变压器输入功率为6 W解析：A.AB端电压u1＝122sin 100πt(V)，电流频率为f＝100π2πHz＝50 Hz，故A错误；B.电压表的示数为电路的有效电压的大小，根据电压与匝数成正比，可知，U2＝6 V，故B错误；C.I2＝U2 R L＝1 A，的读数为1 A，故C错误；D. P 1＝P2＝U2I2＝6 W，故D正确．故选D.答案：D二、双项选择题(本题共5小题，每题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中有两个选项正确，漏选得3分，错选或不选得0分．)5．某小型发电机产生的交变电动势为e＝50sin 100πt(V)，对此电动势，下列表述正确的有( )A．最大值是50 2 V B．频率是100 HzC．有效值是25 2 V D．周期是0.02 s解析：根据交变电动势的表达式有最大值为50 V, ω＝100 π，所以有效值为252V ，T ＝2πω＝0.02 s ，频率50 Hz ，故选C 、D.答案：CD 6．在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有( )A ．升压变压器的输出电压增大B ．降压变压器的输出电压增大C ．输电线上损耗的功率增大D ．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大解析：变压器作用是变压，发电厂的输出电压不变，升压变压器输出的电压U 2应不变，A 错误．由于输电线电流 I ＝PU 2，输电线电压损失 U 损＝IR ，降压变压器的初级电压U 3＝U 2－U 损，因P 变大，I 变大，所以U 损变大，所以降压变压器初级电压U 3变小，B 错误．输电线功率损失 P 损＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 22R ，因P 变大，所以P 损变大，C 正确；P 损P ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 22R P＝PRU 22，因P 变大，所以比值变大，D 正确．答案：CD7．为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L 1、L 2，电路中分别接了理想交流电压表V 1、V 2和理想交流电流表A 1、A 2，导线电阻不计，如图所示．当开关S 闭合后( )A ．A 1示数变大，A 1与A 2示数的比值不变B ．A 1示数变大，A 1与A 2示数的比值变大C ．V 2示数变小，V 1与V 2示数的比值变大D ．V 2示数不变，V 1与V 2示数的比值不变解析：由于理想变压器原线圈接到电压有效值不变，则副线圈电压不变，V 2示数不变，V 1与V 2示数的比值不变，C 错误、D 正确．开关S 闭合后，变压器副线圈的负载电阻减小，V 2不变，由欧姆定律可得A 1示数变大，由于理想变压器P 2＝P 1，V 1与V 2示数的比值不变，所以A 1与A 2示数的比值不变，A 正确、B 错误．正确选项A 、D.答案：AD8．如图甲所示，矩形导线框ABCD 固定在垂直于纸面的磁场；规定磁场向里为正，感应电流顺时针为正．要产生如图乙所示的感应电流，则Bt 图象可能为( )解析：因为每一段时间内的电流为一定值，根据法拉第电磁感应定律 E ＝N ΔBS Δt ，知磁感应强度是均匀变化的.0到 t 0内的电流方向顺时针方向，根据楞次定律知，0到t 0内的磁场方向为垂直纸面向里且减小，或垂直纸面向外且增大；t 0到 2t 0内的磁场方向为垂直纸面向里且增大，或垂直纸面向外且减小．故A 、D 错误，B 、C 正确．答案：BC 9．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从静止下滑一段时间后闭合S，则S闭合后( )A．ef的加速度大小可能大于gB．ef的加速度大小一定小于gC．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保持不变解析：A、B.当ef从静止下滑一段时间后闭合S，ef将切割磁感线产生感应电流，受到竖直向上的安培力，若安培力大于2mg，则由牛顿第二定律得知，ef的加速度大小可能大于g.若安培力小于mg，则ef的加速度大小可能小于g.故A正确，B错误；C.棒达到稳定速度时一定做匀速运动，由mg＝B2L2vR，则得v＝mgRB2L2，可见稳定时速度v与开关闭合的先后无关．故C错误；D.在整个过程中，只有重力与安培力做功，因此棒的机械能与电路中产生的电能是守恒的．故D 正确；故选AD.答案：AD三、非选择题(本大题4小题，共54分．按题目要求作答．解答题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) 10．(6分)如图所示，导线环面积为10 cm2，环中接入一个电容器，C＝10 μF，线圈放在均匀变化的磁场中，磁感线垂直线圈平面．若磁感应强度以0.01 T/s的速度均匀减小，则电容器极板所带电荷量为________，其中带正电荷的是________板．解析：导线环内产生的感应电动势为 E ＝ΔΦΔt ＝0.01×10－3 V ＝10－5 V电容器的带电荷量Q ＝CE ＝10－5×10－5 C ＝10－10 C根据楞次定律可判断知b 板带正电．答案：10－10C b11．(14分)如图甲所示，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R 1连接成闭合回路．线圈的半径为r 1，在线圈中半径为r 2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乙所示．图线与横、纵轴的截距分别为t 0和B 0，导线的电阻不计．求0至t 1时间内：(1)通过电阻R 1上的电流大小和方向；(2)通过电阻R 1上的电荷量q 及电阻R 1上产生的热量．解析：(1)由图象分析可知，0至t 1时间内ΔB Δt ＝B 0t 0由法拉第电磁感应定律有 E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔB Δt S ，而 S ＝πr 22 由闭合电路欧姆定律有 I 1＝ER 1＋R联立以上各式解得通过电阻R 1上的电流大小为I 1＝nB 0πr 223Rt 0由楞次定律可判断通过电阻R 1上的电流方向为从b 到a .(2)通过电阻R 1上的电荷量q ＝I 1t 1＝nB 0πr 22t 13Rt 0电阻R 1上产生的热量 Q ＝I 21R 1t 1＝2n 2B 20π2r 42t 19Rt 2. 答案：见解析12．(16分)如图所示，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为L，电阻不计．在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡．整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直．现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放．金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好．已知某时刻后两灯泡保持正常发光．重力加速度为g.求：(1)磁感应强度的大小；(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率．解析：(1)设小灯泡的额定电流为I0，有P＝I20R①由题意，在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后，小灯泡保持正常发光，流经MN的电流为：I＝2I0②此时金属棒MN所受的重力和安培力相等，下落的速度达到最大值，有：mg＝BLI③联立①②③式得：B＝mg2LRP. ④(2)设灯泡正常发光时，导体棒的速率为v，由电磁感应定律与欧姆定律得：E＝BLv⑤E＝RI0⑥联立①②③④⑤⑥式得：v＝2P mg.答案：见解析13.(18分)如下图所示，电阻不计的平行金属导轨MN和OP放置在水平面内，MO间接有阻值为R＝3 Ω的电阻，导轨相距d＝1 m，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感强度B＝0.5 T．质量为m＝0.1 kg，电阻为r＝1 Ω的导体棒CD垂直于导轨放置，并接触良好，现用平行于MN的恒力F＝1 N向右拉动CD，CD受摩擦阻力f恒为0.5 N．求：(1) CD运动的最大速度是多少？(2) 当CD达到最大速度后，电阻R消耗的电功率是多少？(3) 当CD的速度为最大速度的一半时，CD的加速度是多少？解析：(1)对于导体棒CD，其受到的安培力：F0＝BId，根据法拉第电磁感应定律有：E＝Bdv，在闭合回路CDOM 中，由闭合电路欧姆定律得：I ＝E R ＋ r . 当v ＝v max 时，有：F ＝F 0 ＋ f ，由以上各式可解得：v m ＝(F －f )(R ＋r )B 2d 2＝8 m/s. (2)当CD 达到最大速度时有E ＝Bdv max ，则可得I max ＝E max R ＋ r ，由电功率公式可得：P max ＝I 2max R ，由以上各式可得电阻R 消耗的电功率是：P max ＝B 2d 2v 2m R (R ＋r )2＝3 W. (3)当CD 的速度为最大速度的一半时：E ′＝Bd v m 2，回路中电流为：I ′＝E ′R ＋ r， CD 受到的安培力大小F ′＝BI ′d ，由牛顿第二定律得：F 合＝F －F ′－f ＝ma ，代入数据可解得：a ＝2.5 m/s 2.答案：见解析。

最新【通用版】19高中物理：模块综合试卷新人教版选修3-2(含答案).doc

模块综合试卷(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共计48分.1～7题为单选题，8～12题为多选题，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．如图1所示，线圈L的电感很大，电源内阻不可忽略，A、B是完全相同的两只灯泡，当开关S闭合时，下列判断正确的是()图1A．A灯比B灯先亮，然后A灯熄灭B．B灯比A灯先亮，然后B灯逐渐变暗C．A灯与B灯一起亮，而后A灯熄灭D．A灯与B灯一起亮，而后B灯熄灭答案 B2.如图2所示，光滑水平面上存在有界匀强磁场，金属圆环直径与磁场宽度相同．若圆环以一定的初速度沿垂直于磁场边界的水平虚线，从位置1到位置2匀速通过磁场，在必要的时间段内施加必要的水平拉力保证其匀速前进，以下说法正确的是()图2A．金属圆环内感应电流方向先顺时针再逆时针B．金属圆环内感应电流经历两次先增大后减小C．水平拉力的方向先向右后向左D．金属圆环受到的安培力的方向先向左后向右答案 B3．如图3甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，A、V均为理想电表，R为光敏电阻(其阻值随光强增大而减小)，L1和L2是两个完全相同的灯泡．原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u，下列说法正确的是()图3A．电压u的频率为100 HzB．电压表V的示数为22 VC．当光强增大时，变压器的输入功率变大D．当L1的灯丝烧断后，V示数变小答案 C4．如图4甲所示，矩形线圈abcd固定于方向相反的两个磁场中，两磁场的分界线OO′恰好把线圈分成对称的左右两部分，两磁场的磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示，规定磁场垂直纸面向内为正，线圈中感应电流逆时针方向为正．则线圈感应电流随时间的变化图象为()图4答案 A解析因磁场是均匀变化的，由法拉第电磁感应定律和欧姆定律知，感应电流的大小不变，故C、D项错误；在开始阶段OO′左侧磁场增强，OO′右侧磁场减弱，由楞次定律可知线圈中有逆时针方向的感应电流，A项正确，B项错误．5．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5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5A．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产生的感应电动势的一半，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＝BLv·3r4r＝3BLv4，U b＝BLv·5r6r＝5BLv6，U c＝B·2Lv·6r8r＝3BLv2，U d＝B·2Lv·4r6r＝4Blv3，故A、C、D错误，B正确．6．如图6所示，10匝矩形线框在磁感应强度B＝2 10T的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴OO′以角速度ω＝100 rad/s匀速转动，线框电阻不计，面积为S＝0.3 m2，线框通过滑环与一理想变压器的原线圈相连，副线圈接有两只灯泡L1(规格为“0.3 W,30 Ω”)和L2，开关闭合时两灯泡正常发光，且原线圈中电流表示数为0.04 A，则下列说法不正确的是()图6A．若从图示线框位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为302cos (100t) VB．理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1C．灯泡L2的额定功率为0.9 WD．若开关S断开，电流表的示数将增大答案 D解析变压器的输入电压的最大值为U m ＝nBS ω＝10×210×0.3×100 V ＝30 2 V ；从垂直中性面位置开始计时，故线框中感应电动势的瞬时值为u ＝U m cos ωt ＝302cos (100t ) V ，故A 正确．变压器输入电压的有效值为U 1＝U m2＝30 V ．开关闭合时两灯泡均正常发光，所以U 2＝PR＝0.3×30 V ＝3 V ，所以n 1n 2＝U 1U 2＝30 V 3 V ＝101，故B 正确．原线圈的输入功率为P 1＝U 1I 1＝30×0.04 W ＝1.2 W ．由于原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，所以P L2＝P 1－P L1＝1.2 W －0.3 W ＝0.9 W ，故C 正确．若开关S 断开，输出电压不变，输出端电阻增大，输出电流减小，故输入电流也减小，电流表的示数减小，D 错误．7．如图7甲所示的电路中，螺线管匝数n ＝1 500，横截面积S ＝20 cm 2，螺线管导线电阻r ＝1.0 Ω，其余导线电阻不计，R 1＝4.0 Ω，R 2＝5.0 Ω，电容器电容C ＝30 μF.在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B随时间t 按图乙所示的规律变化．则下列说法中正确的是()图7A．螺线管中产生的感应电动势为1.5 VB．闭合开关，电路中的电流稳定后电容器上极板带正电C．电路中的电流稳定后，电阻R1的电功率为5×10－2 W D．开关断开，流经电阻R2的电荷量为1.8×10－5 C答案 D解析根据法拉第电磁感应定律：E＝n ΔΦΔt＝nSΔBΔt，代入数据可求出：E＝1.2 V，故A错误；根据楞次定律可知，螺线管下端相当于电源正极，则电流稳定后电容器下极板带正电，故B错误；根据闭合电路欧姆定律，有：I＝ER1＋R2＋r＝0.12 A，P1＝I2R1＝5.76×10－2W，故C错误；开关断开，流经R2的电荷量即为开关闭合时电容器上所带的电荷量Q，电容器两端的电压：U2＝IR2＝0.6 V，流经R2的电荷量Q＝CU2＝1.8×10－5 C，故D正确；故选D.8．如图8所示，在匀强磁场中匀速转动的圆形线圈周期为T，匝数为10匝，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈总电阻为2 Ω，从线圈平面与磁场方向垂直时开始计时，线圈转过30°时的电流为1 A，下列说法中正确的是()图8A．线圈中电流的最大值为 2 AB．线圈消耗的电功率为4 WC．任意时刻线圈中的感应电流为i＝2sin (2πT t) AD．任意时刻线圈中的感应电流为i＝2cos (2πT t) A答案BC解析从线圈平面与磁场方向垂直时开始计时，感应电动势的表达式为e＝E m sin ωt，则感应电流i＝eR＝E mR sin ωt，由题给条件有：1 A＝E m2 Ω×12，解得E m＝4 V，则I m＝2 A，I有效＝ 2 A，线圈消耗的电功率P＝I2有效R＝4 W，选项A错误，选项B正确．i＝I m sin ωt＝2sin (2πT t) A，故选项C正确，D错误．9．如图9甲所示是某燃气炉点火装置的原理图．转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，为交流电压表．当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 000 V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体．以下判断正确的是()图9 A．电压表的示数等于5 VB．电压表的示数等于522VC．实现点火的条件是n2n1>1 000D．实现点火的条件是n2n1<1 000答案BC解析由U－t图象知，交变电压的最大值U m＝5 V，所以电压表的示数U＝U m2＝522V，故选项A错误，B正确；根据U1U2＝n1n2得n2n1＝U2U1，变压器副线圈电压的最大值U2m＝5 000 V时，有效值U2＝U2m2＝2 500 2 V，所以点火的条件是n 2n 1>2 500 2 V 522 V＝1 000，故选项C 正确，D 错误． 10．两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直．边长为0.1 m 、总电阻为0.005 Ω的正方形导线框abcd 位于纸面内，cd 边与磁场边界平行，如图10(a)所示．已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd 边于t＝0时刻进入磁场．线框中感应电动势随时间变化的图线如图(b)所示(感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正)．下列说法正确的是( )图10A ．磁感应强度的大小为0.5 TB ．导线框运动速度的大小为0.5 m/sC ．磁感应强度的方向垂直于纸面向外D ．在t ＝0.4 s 至t ＝0.6 s 这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1 N 答案BC解析导线框运动的速度v＝Lt1＝0.10.2m/s＝0.5 m/s，根据E＝BLv＝0.01 V可知，B＝0.2 T，A错误，B正确；根据楞次定律可知，磁感应强度的方向垂直于纸面向外，C 正确；在t＝0.4 s至t＝0.6 s这段时间内，导线框中的感应电流I＝ER＝0.010.005A＝2 A，安培力大小为F＝BIL＝0.04N，D错误．11．一理想变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2＝55∶3，原线圈输入电压u随时间t的变化规律为u＝2202sin (100πt) V．理想交流电压表V、理想交流电流表A按如图11所示方式连接，副线圈接入一个R＝6 Ω的电阻，则()图11A．经过1分钟电阻R产生的热量是1 440 JB．与电阻R并联的电压表的示数约为20 VC．电流表A的示数约为0.11 AD．当再将一个电阻与电阻R并联时，变压器的输出电压减小答案AC解析变压器原线圈电压有效值为220 V，则副线圈电压为U2＝n2n1U1＝355×220 V＝12 V，则电压表读数为12 V，经过1分钟电阻R产生的焦耳热为：Q＝U22R t＝1226×60 J＝1 440 J，选项A正确，B错误；电流表A的读数：I1＝n2 n1I2＝355×126A＝655A≈0.11 A，选项C正确；变压器输出电压只与原线圈电压和匝数比有关，与负载电阻无关，故选项D错误；故选A、C.12．如图12所示，两电阻可忽略不计的光滑平行长金属导轨相距为d，导轨与水平面的夹角为30°，上端ab处接有阻值为R的定值电阻，磁感应强度为B的匀强磁场垂直轨道平面向上．现有质量为m、电阻为R的金属杆从轨道上端ab处静止释放，向下运动的距离为x时达到最大速度，则下列说法正确的是()图12A．金属杆运动的最大速度为mgR B2d2B．金属杆从静止释放到达到最大速度过程中，通过电阻R的电荷量为Bdx RC．金属杆从静止释放到达到最大速度过程中，电阻R上产生的热量为mgx2－m3g2R22B4d4D．金属杆运动的最大加速度为g 2答案AD解析金属杆刚刚释放时只受重力和支持力，其加速度最大，由mg sin 30°＝ma得，a＝g2，D项正确；对金属杆受力分析可得，mg sin 30°－F安＝ma′，金属杆的加速度为零时，金属杆运动的速度最大，此时的感应电动势E＝Bdv，感应电流I＝E2R，金属杆受到的安培力F安＝BId，则金属杆运动的最大速度v＝mgRB2d2，A项正确；金属杆从静止释放到达到最大速度过程中，由法拉第电磁感应定律得，通过电阻R的电荷量为q＝ΔΦ2R＝Bdx2R，B项错误；金属杆从静止释放到达到最大速度过程中，由能量守恒可得，mgx sin30°＝12mv2＋2Q，解得，Q＝mgx4－m3g2R24B4d4，C项错误．二、非选择题(本题共5小题，共计52分)13．(6分)在研究电磁感应现象的实验中．(1)为了能明显地观察到实验现象，请在如图13所示的实验器材中选择必要的器材，在图中用实线连接成相应的实物电路图．图13(2)将原线圈插入副线圈中，闭合开关，副线圈中的感应电流方向与原线圈中电流的绕行方向________(填“相同”或“相反”)．(3)将原线圈拔出时，副线圈中的感应电流与原线圈中电流的绕行方向________(填“相同”或“相反”)．答案(1)见解析图(2)相反(3)相同解析(1)实物电路图如图所示．(2)因闭合开关时，穿过副线圈的磁通量增大，由楞次定律知，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，故电流绕行方向相反．(3)将原线圈拔出时，穿过副线圈的磁通量减小，由楞次定律知，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，故电流绕行方向相同．14．(10分)如图14所示，质量m＝0.1 kg，电阻R1＝0.3 Ω，长度l＝0.4 m的导体棒ab横放在U形光滑金属框架上．框架固定在绝缘水平面上，相距0.4 m的MM′、NN′相互平行，电阻不计且足够长．电阻R2＝0.1 Ω的MN垂直于MM′.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝1.0 T．现垂直于ab施加F＝2 N的水平恒力，使棒ab从静止开始运动，棒始终与MM′、NN′保持良好接触．图14(1)求棒ab能达到的最大速度的大小；(2)若棒ab从静止到刚好达到最大速度的过程中，导体棒ab上产生的热量Q R1＝1.2 J，求该过程中棒ab的位移大小．答案(1)5 m/s(2)1.425 m解析(1)ab棒做加速度逐渐减小的加速运动，当a＝0时，达到最大速度v mF＝F安＝BIlI＝E R1＋R2E＝Blv m得v m＝F(R1＋R2)B2l2＝5 m/s.(2)棒ab从静止到刚好达到v m的过程中，设闭合电路产生的总热量为Q总，Q总Q R1＝R1＋R2 R1对整个电路由功能关系得Fx＝Q总＋12mv2m解得x＝1.425 m.15．(10分)如图15所示，某小型水电站发电机的输出功率为10 kW，输出电压为400 V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用2 kV高压输电，最后用户得到220 V、9.5 kW的电力，变压器可视为理想变压器，求：图15(1)升压变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2；(2)输电线路导线的总电阻R；(3)降压变压器原、副线圈的匝数比n3∶n4. 答案(1)1∶5(2)20 Ω(3)95∶11解析(1)升压变压器原、副线圈的匝数比n1n2＝U1U2＝15.(2)输电线损失的功率ΔP＝0.5 kW＝I22R 又P1＝P2＝U2I2所以I2＝5 A，R＝20 Ω.(3)降压变压器原线圈电压U3＝U2－I2R降压变压器原、副线圈匝数比n3n4＝U3U4解得n3n4＝9511.16.(12分)如图16所示是一个交流发电机的示意图，线圈abcd处于匀强磁场中，已知ab、bc边长都为l＝20 cm，匀强磁场的磁感应强度B＝ 2 T，线圈的匝数N＝10，线圈的总电阻r＝5 Ω，外电路负载电阻R＝15 Ω，线圈以ω＝100 rad/s的角速度绕垂直磁场的轴匀速转动，电表是理想电表．求：图16(1)两个电表的示数；(2)从图示位置开始转过45°过程中通过R的电荷量；(3)线圈匀速转动一周外力所做的功．答案(1)电压表示数为30 V，电流表示数为 2 A (2)0.02 C(3)5 J解析(1)设正弦交流电源的电压峰值为E m，有效值为E 有E m＝NBSω＝NBl2ω＝40 2 VE有＝E m2＝40 V由闭合电路欧姆定律得电流表示数I＝E有R＋r＝2 A电压表示数为U＝IR＝30 V.(2)设线圈在这一过程所用时间为Δt，流过R的电荷量为qq＝IΔtI＝E R＋rE＝NΔΦΔtΔΦ＝Φ2－Φ1＝BS sin 45°－0＝Bl2sin 45°由以上各式求得q＝NΔΦR＋r＝N Bl2sin 45°R＋r＝0.02 C(3)转动一周所用时间为T＝2πω＝π50s外力所做的功等于闭合电路一个周期内产生的热量即W＝Q＝E2有R＋r T.解得W≈5 J.17．(14分)如图17所示，两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ间距为l＝0.5 m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角．完全相同的两金属棒ab、cd 分别垂直导轨放置，两棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒的质量均为0.02 kg，电阻均为R＝0.1 Ω，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B ＝0.2 T，棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能保持静止．取g＝10 m/s2，问：图17(1)通过cd棒的电流I是多少，方向如何？(2)棒ab受到的力F多大？(3)棒cd每产生Q＝0.1 J的热量，力F做的功W是多少？答案(1)1 A方向由d到c(2)0.2 N(3)0.4 J解析(1)棒cd受到的安培力F cd＝IlB棒cd在共点力作用下平衡，则F cd＝mg sin 30°联立并代入数据解得I＝1 A，方向由d到c. (2)棒ab与棒cd受到的安培力大小相等F ab＝F cd 对棒ab由共点力平衡有F＝mg sin 30°＋IlB代入数据解得F＝0.2 N(3)设在时间t内棒cd产生Q＝0.1 J热量，由焦耳定律可知Q＝I2Rt设ab棒匀速运动的速度大小为v，则产生的感应电动势E＝Blv由闭合电路欧姆定律知I＝E 2R由运动学公式知，在时间t内，棒ab沿导轨的位移x＝vt力F做的功W＝Fx综合上述各式，代入数据解得W＝0.4 J.。

2018_2019学年高中物理综合质量评估一新人教版选修3_2

综合质量评估(一)(90分钟100分)一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。

其中1～7小题为单选题,8～12小题为多选题)1.(2018·榆林高二检测)如图所示,在通电长直导线的下方放有一闭合导线框abcd,不能使abcd中产生感应电流的情况是( )A.长直导线中通以变化的电流B.长直导线中通以恒定的电流,线圈左右平移C.长直导线中通以恒定的电流,线圈上下平移D.长直导线中通以恒定的电流,线圈绕ad边转动【解析】选B。

长直导线中通以变化的电流时,产生的磁场变化,穿过线框的磁通量变化,将产生感应电流;长直导线中通以恒定的电流,周围产生恒定的磁场,导线框左右移动时,虽然在切割磁感线,但磁通量没有变化,因此也不会产生感应电流;长直导线中通以恒定的电流,周围产生恒定的磁场,线圈上下平移时,穿过线框的磁通量增加或减小,将产生感应电流;长直导线中通以恒定的电流,周围产生恒定的磁场,线圈绕ad边转动时,穿过线框的磁通量减小,将产生感应电流。

故选B。

2.如图所示,空间某区域中有一匀强磁场,磁感应强度方向水平,且垂直于纸面向里,磁场上边界b和下边界d水平。

在竖直面内有一矩形金属线圈,线圈上下边的距离很短,下边水平。

线圈从水平面a开始下落。

已知磁场上、下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离。

若线圈下边刚通过水平面b、c(位于磁场中)和d时,线圈所受到的磁场力的大小分别为F b、F c和F d,则( )A.F d>F c>F bB.F c<F d<F bC.F c>F b>F dD.F c<F b<F d【解析】选D。

线圈从a到b做自由落体运动,在b处开始进入磁场切割磁感线,产生感应电流,受到安培力作用,由于线圈的上下边的距离很短,所以经历很短的变速运动而完全进入磁场,在c处线圈中磁通量不变不产生感应电流,不受安培力作用,但线圈在重力作用下依然加速,因此线圈在d处离开磁场切割磁感线时,产生的感应电流较大,故该处所受安培力必然大于b处。

人教版高中物理选修3-2模块综合检测.docx

高中物理学习材料唐玲收集整理模块综合检测(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分)1．如图1所示，电阻和面积一定的圆形线圈垂直放入匀强磁场中，磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度随时间的变化规律为B＝B0sin ωt.下列说法正确的是( )图1A．线圈中产生的是交流电B．当t＝π/2ω时，线圈中的感应电流最大C．若增大ω，则产生的感应电流的频率随之增大D．若增大ω，则产生的感应电流的功率随之增大2．两个完全相同的灵敏电流计A、B，按图2所示的连接方式，用导线连接起来，当把电流计A的指针向左边拨动的过程中，电流计B的指针将( )图2A．向左摆动B．向右摆动C．静止不动D．发生摆动，由于不知道电流计的内部结构情况，故无法确定摆动方向3．如图3甲所示，一矩形线圈放在随时间变化的匀强磁场内．以垂直线圈平面向里的磁场为正，磁场的变化情况如图乙所示，规定线圈中逆时针方向的感应电流为正，则线圈中感应电流的图象应为( )图34．如图4所示，在光滑绝缘水平面上，有一铝质圆形金属球以一定的初速度通过有界匀强磁场，则从球开始进入磁场到完全穿出磁场的过程中(磁场宽度大于金属球的直径)，则小球( )图4A．整个过程匀速运动B．进入磁场的过程中球做减速运动，穿出过程做加速运动C．整个过程都做匀减速运动D．穿出时的速度一定小于初速度5. 线框在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动(由上向下看是逆时针方向)，当转到如图5所示位置时，磁通量和感应电动势大小的变化情况是( )图5A．磁通量和感应电动势都在变大B．磁通量和感应电动势都在变小C．磁通量在变小，感应电动势在变大D．磁通量在变大，感应电动势在变小6.如图6所示的电路中，变压器是理想变压器．原线圈匝数n1＝600匝，装有0.5 A的保险丝，副线圈的匝数n2＝120匝，要使整个电路正常工作，当原线圈接在180 V的正弦交变电源上时，下列判断正确的是( )A．副线圈可接耐压值为36 V的电容器B．副线圈可接“36 V,40 W”的安全灯两盏C．副线圈可接电阻为14 Ω的电烙铁D．副线圈可以串联一个量程为3 A的电流表，去测量电路中的总电流7．一交变电流的i－t图象如图7所示，由图可知( )A．用电流表测该电流示数为10 2 AB．该交变电流的频率为100 HzC．该交变电流通过10 Ω的电阻时，电阻消耗的电功率为2 000 WD．该交变电流的电流瞬时值表达式为i＝102sin 628t A8．图8是测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路，L两端并联一只电压表，用来测量自感线圈的直流电压，在测量完毕后，将电路解体时应( )A．先断开S1 B．先断开S2C．先拆除电流表D．先拆除电阻R9．如图9所示的电路中，L为自感系数很大的电感线圈，N为试电笔中的氖管(启辉电压约70 V)，电源电动势约为10 V．已知直流电使氖管启辉时辉光只产生在负极周围，则( ) A．S接通时，氖管不会亮B．S接通时启辉，辉光在a端C．S接通后迅速切断时启辉，辉光在a端D．条件同C，辉光在b端10．如图10所示是一种延时开关，当S1闭合时，电磁铁将衔铁吸下，将C线路接通，当S1断开时，由于电磁作用，D将延迟一段时间才被释放，则( )A．由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用B．由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用C．如果断开B线圈的开关S2，无延时作用D．如果断开B线圈的开关S2，延时将变长图6 图7图8 图9 图10题12345678910 号答案二、填空题(本题共2小题，共20分)11．(5分)如图11所示，是一交流电压随时间变化的图象，此交流电压的有效值等于________V.图1112．(15分)硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件，某同学用图12所示的电路探究硅光电池的路端电压U与总电流I的关系，图中R0为定值电阻且阻值的大小已知，电压表视为理想电压表．(1)请根据图12，将图13中的实验器材连接成实验电路．图12 图13图14姓名：________班级：________学号：________得分：________(2)若电压表V2的读数为U0，则I＝________.(3)实验一：用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的U —I曲线a，见图14.由此可知电池内阻________(选填“是”或“不是”)常数，短路电流为______ mA，电动势为________ V.(4)实验二：减小实验一中光的强度，重复实验，测得U—I曲线b，见图14.当滑动变阻器的电阻为某值时，实验一中的路端电压为 1.5 V，则实验二中外电路消耗的电功率为________ mW(计算结果保留两位有效数字)三、计算题(本题共4小题，共40分)13．(8分)如图15所示，理想变压器原线圈Ⅰ接到220 V的交流电源上，副线圈Ⅱ的匝数为30，与一标有“12 V，12 W”的灯泡连接，灯泡正常发光．副线圈Ⅲ的输出电压为110 V，电流为0.4 A．求：图15(1)副线圈Ⅲ的匝数；(2)原线圈Ⅰ的匝数以及通过原线圈的电流．14．(10分)某发电站的输出功率为104 kW，输出电压为4 kV，通过理想变压器升压后向80 km远处的用户供电．已知输电线的电阻率为ρ＝2.4×10－8Ω·m，导线横截面积为1.5×10－4 m2，输电线路损失的功率为输出功率的4%.求：(1)升压变压器的输出电压；(2)输电线路上的电压损失．15．(8分)如图16所示，光滑导轨MN 、PQ 在同一水平面内平行固定放置，其间距d ＝1 m ，右端通过导线与阻值R L ＝8 Ω的小灯泡L 相连，CDEF 矩形区域内有方向竖直向下、磁感应强度B ＝1 T 的匀强磁场，一质量m ＝50 g 、阻值为R ＝2 Ω的金属棒在恒力F 作用下从静止开始运动s ＝2 m 后进入磁场恰好做匀速直线运动．(不考虑导轨的电阻，金属棒始终与导轨垂直并保持良好接触)．求：图16(1)恒力F 的大小；(2)小灯泡发光时的电功率．16．(14分)如图17所示，在坐标xOy 平面内存在B ＝2.0 T 的匀强磁场，OA 与OCA 为置于竖直平面内的光滑金属导轨，其中OCA 满足曲线方程x ＝0.50sin π5y m ，C 为导轨的最右端，导轨OA 与OCA 相交处的O 点和A 点分别接有体积可忽略的定值电阻R 1和R 2，其中R 1＝4.0 Ω、R 2＝12.0 Ω.现有一足够长、质量m ＝0.10 kg 的金属棒MN 在竖直向上的外力F 作用下，以v ＝3.0 m/s 的速度向上匀速运动，设棒与两导轨接触良好，除电阻R 1、R 2外其余电阻不计，g 取10 m/s 2，求：图17(1)金属棒MN 在导轨上运动时感应电流的最大值； (2)外力F 的最大值；(3)金属棒MN 滑过导轨OC 段，整个回路产生的热量．模块综合检测答案1．ACD [线圈中产生的感应电流的规律和线圈在匀强磁场中匀速运动时一样，都是正(余)弦交变电流．由规律类比可知A 、C 、D 正确．]2．B [因两表的结构完全相同，对A 来说就是由于拨动指针带动线圈切割磁感线产生感应电流，电流方向应用右手定则判断；对B 表来说是线圈受安培力作用带动指针偏转，偏转方向应由左手定则判断，研究两表的接线可知，两表串联，故可判定电流计B 的指针向右摆动．]3．B [0～t 1时间内，磁场均匀增强，穿过线圈的磁通量均匀增大，产生的感应电流大小不变，由楞次定律知电流方向为逆时针；同理，t 1～t 2时间内无电流，t 2～t 4时间内有顺时针大小不变的电流．]4．D [小球进出磁场时，有涡流产生，要受到阻力，故穿出时的速度一定小于初速度．] 5．D [由题图可知，Φ＝Φm cos θ，e ＝E m sin θ，所以磁通量变大，感应电动势变小．]6．BD [根据输入电压与匝数关系，有U 1U 2＝n 1n 2，解得U 2＝n 2n 1U 1＝120600×180 V ＝36 V ．根据保险丝熔断电流，有P 2＝P 1＝I 1U 1＝0.5×180 W ＝90 W ．根据正弦交变电流有效值与最大值间的关系，有U 2m ＝2U 2＝36 2 V ．允许副线圈通过的最大电流有效值为I 2＝n 1n 2I 1＝600120×0.5 A ＝2.5 A ．负载电阻是最小值R ＝U 2I 2＝362.5Ω＝14.4 Ω.根据以上数据，得B 、D 正确．]7．BD8．B [S 1断开瞬间，L 中产生很大的自感电动势，若此时S 2闭合，则可能将电压表烧坏，故应先断开S 2.]9．AD [接通时电压不足以使氖管发光，迅速切断S 时，L 中产生很高的自感电动势，会使氖管发光，b 为负极，辉光在b 端．故A 、D 项正确．]10．BC [如果断开B 线圈的开关S 2，那么在S 1断开时，该线圈中会产生感应电动势，但没有感应电流，所以无延时作用．]11．50 2解析题图中给出的是一方波交流电，周期T ＝0.3 s ，前T 3时间内U 1＝100 V ，后2T3时间内U 2＝－50 V ．设该交流电压的有效值为U ，根据有效值的定义，有U 2R T ＝U 21R ·⎝ ⎛⎭⎪⎫T 3＋U 22R ·⎝ ⎛⎭⎪⎫23T ，代入已知数据，解得U ＝50 2 V.12．(1)实验电路如下图所示(2)U 0R 0(3)不是 0.295(0.293～0.297) 2.67(2.64～2.70) (4)0.068(0.060～0.070)解析 (1)略．(2)根据欧姆定律可知I ＝U 0R 0(3)路端电压U ＝E －Ir ，若r 为常数，则U —I 图为一条不过原点的直线，由曲线a 可知电池内阻不是常数；当U ＝0时的电流为短路电流，约为295 μA ＝0.295 mA ；当电流I ＝0时路端电压等于电源电动势E 、约为2.67 V.(4)实验一中的路端电压为U 1＝1.5 V 时电路中电流为I 1＝0.21 mA ，连接a 中点(0.21mA,1.5 V)和坐标原点，此直线为此时对应滑动变阻器阻值的外电路电阻(定值电阻)的U —I 图，和图线b 的交点为实验二中的路端电压和电路电流，如下图，电流和电压分别为I ＝97 μA ，U ＝0.7 V ，则外电路消耗功率为P ＝UI ＝0.068 mW.13．(1)275匝 (2)550匝 0.25 A解析理想变压器原线圈两端电压跟每个副线圈两端电压之比都等于原、副线圈匝数之比．由于有两个副线圈，原、副线圈中的电流跟它们的匝数并不成反比，但输入功率等于输出的总功率．(1)已知U 2＝12 V ，n 2＝30；U 3＝110 V由U 2U 3＝n 2n 3，得n 3＝U 3U 2n 2＝275匝；(2)由U 1＝220 V ，根据U 1U 2＝n 1n 2，得n 1＝U 1U 2n 2＝550匝由P 1＝P 2＋P 3＝P 2＋I 3U 3＝56 W ，得I 1＝P 1U 1＝0.25 A14．(1)8×104V (2)3.2×103V解析 (1)导线电阻r ＝ρ2l S ＝2.4×10－8×2×80×1031.5×10－4Ω＝25.6 Ω 输电线路上损失的功率为输出功率的4%，则4%P ＝I 2r 代入数据得I ＝125 A由理想变压器P 入＝P 出及P ＝UI 得输出电压U ＝P I ＝107125V ＝8×104V(2)输电线路上的电压损失U ′＝Ir ＝125×25.6 V ＝3.2×103 V 15．(1)0.8 N (2)5.12 W解析 (1)对导体棒由动能定理得Fs ＝12mv 2因为导体棒进入磁场时恰好做匀速直线运动所以F ＝BId ＝BBdvR ＋R Ld 代入数据，根据以上两式方程可解得：F ＝0.8 N ，v ＝8 m/s (2)小灯泡发光时的功率P L ＝⎝⎛⎭⎪⎫Bdv R ＋R L 2·R L＝5.12 W16．(1)1.0 A (2)2.0 N (3)1.25 J解析 (1)金属棒MN 沿导轨竖直向上运动，进入磁场中切割磁感线产生感应电动势．当金属棒MN 匀速运动到C 点时，电路中感应电动势最大，产生的感应电流最大．金属棒MN 接入电路的有效长度为导轨OCA 形状满足的曲线方程中的x 值．因此接入电路的金属棒的有效长度为L ＝x ＝0.5sin π5y ，L m ＝x m ＝0.5 m ，由E m ＝BL m v ，得E m ＝3.0 V ，I m ＝E m R 并，且R 并＝R 1R 2R 1＋R 2，解得I m ＝1.0 A(2)金属棒MN 匀速运动的过程中受重力mg 、安培力F 安、外力F 外作用，金属棒MN 运动到C 点时，所受安培力有最大值，此时外力F 有最大值，则F 安m ＝I m L m B ，F 安m ＝1.0 N ， F 外m ＝F 安m ＋mg ，F 外m ＝2.0 N.(3)金属棒MN 在运动过程中，产生的感应电动势e ＝3.0sin π5y ，有效值为E 有＝E m2.金属棒MN 滑过导轨OC 段的时间为t t ＝y Oc v ，y ＝52 m ，t ＝56s滑过OC 段产生的热量：Q ＝E 2有R 并t ，Q ＝1.25 J.。

2018-2019学年高二物理人教版选修3-2模块综合检测 Word版含解析

模块综合检测(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。

在每小题给出的四个选项中,第1~6题只有一项符合题目要求,第7~10题有多项符合题目要求。

全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)1.一圆形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,始终保证整个线圈在磁场中,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解析:只有以圆线圈的任意直径为轴转动时线圈的磁通量才有变化,有感应电流,其他情况下磁通量都不变化,不能产生感应电流,选项D正确。

答案:D2.如图所示是观察电阻值随温度变化情况的示意图。

现在把杯中的水由冷水变为热水,关于欧姆表的读数变化情况正确的是()A.如果R为金属热电阻,读数变大,且变化非常明显B.如果R为金属热电阻,读数变小,且变化不明显C.如果R为热敏电阻(用半导体材料制作),读数变化非常明显D.如果R为热敏电阻(用半导体材料制作),读数变化不明显解析:金属热电阻的电阻随温度升高而变大,变化不明显,而半导体热敏电阻的阻值随温度升高而变小,非常明显,选项C正确。

答案:C3.三角形导线框abc固定在匀强磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直,规定磁场的正方向垂直纸面向里,磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示。

规定线框中感应电流i沿顺时针方向为正方向,下列i-t图象中正确的是()解析:磁通量均匀变化,所以产生恒定的感应电流,因为第1s内向里的磁通量增加,由楞次定律可判断感应电流方向为逆时针方向,即规定的负方向,1~3s时间内感应电流方向为顺时针方向,即规定的正方向,选项B正确。

答案:B4.如图所示,闭合金属线框从一定高度自由下落进入匀强磁场中,磁场足够大,从ab边开始进入磁场到cd边刚进入磁场的这段时间内,线框运动的v-t图象不可能是()解析:当ab边刚进入磁场时,若线框所受安培力等于重力,则线框在从ab边开始进入磁场到cd边刚进入磁场前做匀速运动,故A是可能的;当ab边刚进入磁场时,若线框所受安培力小于重力,则线框做加速度逐渐减小的加速运动,最后可能做匀速运动,故C情况也可能;当ab边刚进入磁场时,若线框所受安培力大于重力,则线框做加速度逐渐减小的减速运动,最后可能做匀速运动,故D可能;线框在磁场中不可能做匀变速运动,故B项是不可能的,应选B。

2018_2019学年高中物理模块学业测评(一)新人教版

模块学业测评(一)本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.第Ⅰ卷40分,第Ⅱ卷60分,共100分,考试时间90分钟.第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分.1~7小题只有一个选项符合题意,8~10小题有多个选项符合题意,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,选错或不答的得0分) ❶在电磁学建立和发展的过程中,许多物理学家做出了重要贡献.下列说法符合史实的是()A.法拉第首先提出正电荷、负电荷的概念B.库仑首先提出电荷周围存在电场的观点C.奥斯特首先发现电流的磁效应D.洛伦兹提出了分子电流假说❷如图M1-1所示,甲、乙两个矩形线圈同处于纸面内,甲的ab边与乙的cd边平行且靠得较近,甲、乙两线圈分别处于垂直纸面方向的匀强磁场中,穿过甲的磁场的磁感应强度为B1,方向指向纸面内,穿过乙的磁场的磁感应强度为B2,方向指向纸面外,两个磁场可同时变化.当发现ab边和cd边之间有排斥力时,磁场的变化情况可能是 ()图M1-1A.B1变小,B2变大B.B1变大,B2变大C.B1变小,B2变小D.B1不变,B2变小❸唱卡拉OK用的话筒内有传感器,它的工作原理是在话筒内的弹性膜片后面粘接一个轻小线圈,线圈处于永磁体的磁场中,当声波使膜片前后振动时,就将声音信号转变为电信号,下列说法正确的是()A.该传感器是根据电流的磁效应工作的B.该传感器是根据电磁感应原理工作的C.膜片振动时,穿过金属线圈的磁通量不变D.膜片振动时,金属线圈中不会产生感应电动势❹在如图M1-2所示的电路中,电源两端的电压恒定,L为小灯泡,R为光敏电阻,LED为发光二极管(电流越大,发出的光越强),且R与LED间距不变,下列说法中正确的是()图M1-2A.当滑动变阻器的滑片P向左移动时,L消耗的功率增大B.当滑动变阻器的滑片P向左移动时,L消耗的功率减小C.当滑动变阻器的滑片P向右移动时,L消耗的功率可能不变D.无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,L消耗的功率都不变❺如图M1-3所示,选项A、B、C、D是四种亮度可调的台灯的电路示意图,它们所用的白炽灯泡相同,规格都为“220V40W”,当灯泡所消耗的功率都调到20W时,台灯消耗的功率最小的是()图M1-3❻[2017·东北师大附中期末]如图M1-4所示,两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ平行放置,导轨平面与水平面的夹角为θ,导轨的下端接有电阻.当导轨所在空间没有磁场时,使导体棒ab以平行于导轨平面的初速度v0冲上导轨平面,ab上升的最大高度为H;当导轨所在空间存在方向与导轨平面垂直的匀强磁场时,再次使ab以相同的初速度从同一位置冲上导轨平面,ab上升的最大高度为h.两次运动中ab始终与两导轨垂直且接触良好.关于上述情景,下列说法中正确的是()图M1-4A.两次上升的最大高度比较,有H=hB.两次上升的最大高度比较,有H<hC.无磁场时,导轨下端的电阻中有电热产生D.有磁场时,导轨下端的电阻中有电热产生❼[2017·河北邯郸高二质检]如图M1-5所示,一正方形闭合线圈由静止开始下落一定高度后,穿越一个有界的匀强磁场区域,线圈上、下边始终与磁场边界平行.从线圈开始下落到完全穿越磁场区域的过程中,线圈中的感应电流I、受到的安培力F及速度v随时间t变化的关系可能正确的是图M1-6中的 ()图M1-5图M1-6❽[2017·陕西汉中高二质检]如图M1-7甲所示,左侧的调压装置可视为理想变压器,负载电路中R=50Ω,A、V为理想电流表和电压表.若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压,电压表的示数为110V,则下列说法正确的是()图M1-7A.电流表的示数为2.2AB.原、副线圈匝数之比为1∶2C.电压表的示数为电压的有效值D.原线圈中交变电压的频率为100Hz❾如图M1-8所示的电路中,匝数为n、横截面积为S、电阻为r的线圈处于一个均匀增强的匀强磁场中,磁场的磁感应强度随时间的变化率为k,磁场方向水平向右且与线圈平面垂直,电容器的电容为C,两个电阻的阻值分别为r和2r.由此可知,下列说法正确的是()图M1-8A.电容器所带的电荷量为B.电容器所带的电荷量为C.电容器上极板带正电D.电容器下极板带正电半导体中参与导电的电流载体称为载流子.N型半导体的载流子是电子,P型半导体的载流子是带正电的“空穴”.一块厚度为d、底面边长为l的长方体半导体样品置于方向如图M1-9所示、磁感应强度大小为B的匀强磁场中,当半导体样品中通以方向如图所示、大小为I的恒定电流时,样品上、下表面出现恒定电势差U,且上表面带正电、下表面带负电.设半导体样品中每个载流子带电荷量为q,半导体样品中载流子的密度(单位体积内载流子的个数)用n表示,则下列关于样品材料类型和其中载流子密度n的大小的判断正确的是()图M1-9A.是N型半导体B.是P型半导体C.n=D.n=第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、实验题(本题共2小题,11题6分,12题9分,共15分)图M1-10为利用光电脉冲测量实验小车的车速和行程的装置示意图,A为光源,B为光电接收器,A、B均固定在车身上,C为小车的车轮,D为与C同轴相连的齿轮,车轮转动时,A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后就变成脉冲光信号,被B接收并转换成电信号,再由电子电路记录和显示.若实验显示单位时间内的脉冲数为n,累计脉冲数为N,则要测出小车的速度和行程,还必须测量的物理量或数据是,小车速度v的表达式为,行程s的表达式为.图M1-10要研究光敏电阻的阻值与光照强弱的关系,需进行如下实验操作:(1)将多用电表的选择开关置于挡;(2)将红表笔插入(选填“+”或“-”)插孔;(3)将光敏电阻接在多用电表的两表笔上,用光照射光敏电阻时,指针的偏角为θ,现用手掌挡住部分光线,指针的偏角变为θ',则可判断θ(选填“<”“=”或“>”)θ';(4)测量后应将选择开关置于挡.三、计算题(本题共4小题,13题10分,14题10分,15题12分,16题13分,共45分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分) 交流发电机的原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动.一个小型发电机的线圈共220匝,线圈面积S=0.05m2,线圈转动的频率为50Hz,线圈内阻不计,磁场的磁感应强度B=T.为了用此发电机发出的交流电带动两个标有“220V11kW”的电动机正常工作,需在发电机的输出端a、b与电动机之间接一个理想变压器,电路如图M1-11所示.求:(1)发电机的输出电压;(2)变压器原、副线圈的匝数之比;(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数.图M1-11[2017·河南周口高二期末]如图M1-12所示,倾角θ=30°的光滑倾斜导体轨道(足够长)与光滑水平导体轨道连接,两轨道宽度均为L=1m,电阻忽略不计.匀强磁场Ⅰ仅分布在水平轨道平面所在区域,方向水平向右,磁感应强度大小B1=1T;匀强磁场Ⅱ仅分布在倾斜轨道平面所在区域,方向垂直于倾斜轨道平面向下,磁感应强度大小B2=1T.现将两质量均为m=0.2kg、电阻均为R=0.5Ω的相同导体棒ab和cd垂直于轨道分别置于水平轨道上和倾斜轨道上,并同时由静止释放.g取10m/s2.(1)求导体棒cd沿倾斜轨道下滑的最大速度的大小.(2)若已知从开始运动至cd棒达到最大速度的过程中,ab棒产生的焦耳热Q=0.45J,求该过程中通过cd棒横截面的电荷量.图M1-12如图M1-13所示,两条足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面的夹角θ=30°,导轨电阻不计.磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上,长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为m、电阻为R.金属导轨的上端连接右侧电路,灯泡的电阻R L=4R,定值电阻R1=2R,电阻箱的电阻调到R2=12R,重力加速度为g.现闭合开关S,将金属棒由静止释放.(1)金属棒下滑的最大速度为多大?(2)当金属棒下滑距离为x时,速度恰好达到最大,在金属棒由静止开始下滑距离2x的过程中,整个电路产生的热量为多少?图M1-13一个有界匀强磁场区域如图M1-14甲所示,有一个质量为m、电阻为R的矩形线圈abcd,线圈的ab、bc边的边长分别为L和2L,线圈一半在磁场内,一半在磁场外,开始时磁场的磁感应强度为B.t=0时刻磁场开始均匀减小,线圈中产生感应电流,线圈仅在安培力作用下运动,其v-t图像如图乙所示,图中斜向虚线为过O点的速度图像的切线,数据由图中给出,不考虑重力影响,求:(1)磁场的磁感应强度的变化率;(2)t2时刻回路的电功率.甲乙图M1-141.C[解析]富兰克林首先提出正电荷、负电荷的概念,法拉第首先提出电荷周围存在电场的观点,奥斯特首先发现电流的磁效应,安培提出了分子电流假说,选项C正确.2.A[解析]ab边与cd边之间有排斥力,则通过两边的电流方向一定相反.由楞次定律可知,当B1变小而B2变大时,ab边与cd边中的电流方向相反,选项A正确.3.B[解析]当声波使膜片前后振动时,膜片后的金属线圈就跟着振动,从而使处于永磁体的磁场中的线圈切割磁感线,穿过线圈的磁通量发生改变,产生感应电流,从而将声音信号转变为电信号.可见利用的是电磁感应原理,选项B正确.4.A[解析]根据电路图,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,滑动变阻器连入电路的阻值减小,流过LED的电流增大,LED发出的光增强,使得光敏电阻R的阻值减小,通过L的电流增大,L消耗的功率增大,选项A正确,选项B、D错误;同理,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,L消耗的功率减小,选项C错误.5.C[解析]利用变阻器调节到灯泡消耗功率为20W时,除灯泡消耗电能外,变阻器由于热效应也要消耗一部分电能,使台灯消耗的功率大于20W;利用理想变压器调节时,变压器的输入功率等于输出功率,变压器本身不消耗电能,所以选项C中台灯消耗的功率最小.6.D[解析]没有磁场时,只有重力做功,机械能守恒,没有电热产生,C错误.有磁场时,ab切割磁感线,重力和安培力均做负功,机械能减小,有电热产生,故ab上升的最大高度变小,A、B错误,D正确.7.A[解析]当线圈刚进入磁场时,若安培力等于重力,则做匀速直线运动,感应电流I恒定,全部进入磁场后做匀加速运动,出磁场时,安培力大于重力,做减速运动,感应电流减小,做加速度减小的减速运动,故A正确,D错误;线圈进、出磁场过程,受到的安培力始终向上,故B错误;当线圈进入磁场时,若安培力大于重力,则先做减速运动,加速度减小,完全进入磁场后做匀加速运动,出磁场时,安培力一定大于重力,仍然做减速运动,C错误.8.AC[解析]根据电路图可知,电阻R两端的电压为110V,所以通过电阻R的电流I= 0A=2.2A,故A正确;由图像可知,输入电压的有效值为220V,电压表的示数为110V,即输 0出电压为110V,根据电压与匝数成正比可得,原、副线圈匝数之比为2∶1,故B错误;电压表、电流表的示数都是有效值,故C正确;根据图像可知,原线圈中交变电压的频率为f=Hz=50Hz,故D错误.0 09.BC [解析]线圈与阻值为r 的电阻形成闭合回路,线圈中产生的感应电动势为E=nS=nSk ,电容器两端的电压U= = ,电容器所带的电荷量为Q=CU=,选项A 错误,选项B 正确;根据楞次定律可判断,感应电流从线圈的右端流到左端,线圈的左端电势高,故电容器上极板带正电,选项D 错误,选项C 正确.10.BD [解析]若载流子为电子,则可判断电子受向上的洛伦兹力而向上表面运动,故上表面带负电.现在上表面带正电,故此材料为P 型半导体,选项B 正确.根据I=nqSv=nqdlv ,且载流子所受洛伦兹力与电场力平衡,即q =q B ,解得n=,选项D 正确. 11.D 的齿数p 和C 的半径R v=s=[解析]D 转动的角速度与单位时间内的脉冲数n 及D 的齿数有关,设D 的齿数为p ,则D 的角速度ω=2π,小车速度v 与C 边缘的线速度相等,即v=ωR=;累计脉冲数N 经历的时间t=,小车的行程s=vt=.12.(1)欧姆 (2)+ (3)> (4)OFF 或交流电压最高[解析]用手掌挡住部分光线,电阻变大,多用电表的指针偏角变小. 13.(1)1100V (2)5∶1 (3)20A [解析](1)发电机产生的最大感应电动势E m =NBS ω=2πNBSf=2π×220××0.05×50V=1100 V发电机的输出电压U 1==1100V .(2)变压器原、副线圈的匝数之比= = 00 0 =. (3)副线圈的总电流为I 2==03A =100A由 = 得,交流电流表的示数I 1=I 2=×100A=20A . 14.(1)1m/s (2)1C[解析](1)cd 棒匀速运动时速度最大,设为v m ,棒中感应电动势为E ,电流为I ,则E=B 2Lv m ,I=由平衡条件得mg sin θ=B 2IL解得v m=1m/s.(2)设cd棒从开始运动至达到最大速度的过程中经过的时间为t,通过的距离为x,cd棒中平均感应电动势为E1,平均电流为I1,通过cd棒横截面的电荷量为q.由能量守恒定律得mgx sinθ=m+2QE1=I1=q=I1t解得q=1C.15.(1)3(2)mgx-3[解析](1)当金属棒匀速下滑时,速度最大,设最大速度为v m,由平衡条件有mg sinθ=F安其中F安=BIL,I=,R总=R+R1+=6R总解得v m=3.(2)由能量守恒定律得,整个电路产生的热量Q=mg·2x sinθ-m=mgx-3.(2)0或016.(1)03[解析](1)由v-t图像可知,t=0时刻,线圈的加速度为a=0线圈中的感应电动势E==感应电流I=线圈所受的安培力F=BIL由牛顿第二定律有F=ma.解得磁感应强度的变化率=03(2)线圈在t2时刻开始做匀速直线运动,有两种可能:①线圈没有完全进入磁场,磁场就消失,所以没有感应电流,回路的电功率P=0.②磁场没有消失,线圈完全进入磁场,尽管有感应电流,但线圈所受的合力为零,同样做匀速直线运动,此时E1==·,回路的电功率P==0.。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。