(完整版)高中物理选修3-2综合测试题(含答案)
最新人教版高中物理选修3-2综合测试题及答案2套(2)
最新人教版高中物理选修3-2综合测试题及答案2套(2)最新人教版高中物理选修3-2综合测试题及答案2套本册综合学业质量标准检测(A)本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分100分，时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(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小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．如图所示，甲图是录音机的录音电路原理图，乙图是研究自感现象的实验电路图，丙图是光电传感的火灾报警器的部分电路图，丁图是电容式话筒的电路原理图，下列说法错误的是 ( B )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．乙图电路中，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，当声波使膜片振动时，电容发生变化，会在电路中产生变化的电流解析：磁带录音机的录音原理是：录音时，将电信号转换为磁信号，故A正确。
乙图电路中，开关断开瞬间，灯泡立即熄灭，故B错误。
光电三极管也是一种晶体管，它有三个电极，当光照强弱变化时，电极之间的电阻会随之变化。
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，故C正确。
电容话筒利用振膜接受空气振动信号，振膜与固定的平面电极之间形成一个电容，两者之间的距离变化会导致其电容容量的变化，在电容两端施加固定频率及大小的电压，通过电容的电流就会变化，故D正确。
本题选错误的，故选B。
2．如下图(甲)所示，打开电流和电压传感器，将磁铁置于螺线管正上方距海绵垫高为h处静止释放，磁铁穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止。
若磁铁下落过程中受到的磁阻力远小于磁铁重力，且不发生转动，不计线圈电阻。
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高中物理选修3-2综合测试一．选择题（每小题4分，56分，1~9题为单选，10~14题为多选）1.如图所示，一导线弯成半径为a 的半圆形闭合回路．虚线MN 右侧有磁感应强度为B 的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v 向右匀速进入磁场，直径CD 始终与MN 垂直．从D 点到达边界开始到C 点进入磁场为止，下列结论不正确的是（ ）A ．感应电流方向不变B ．CD 段直线始终不受安培力C ．感应电动势最大值E=BavD ．感应电动势平均值E =41πBav 2.如图所示，N 匝矩形导线框以角速度绕对称轴匀速转动，线框面积为S ，线框电阻，电杆均不计，在左侧有磁感应强度为B 的匀强磁场，外电路接有电阻R 和理想电流表A ，那么可以确定的是A. 从图示时刻起，线框产生的瞬时电动势为B. 电流表的示数C. R 两端电压有效值D. 一个周期内R 的发热量为3.如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。
将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。
下列说法正确的是A ．开关闭合后的瞬间，小磁针的N 极朝垂直纸面向外的方向转动B ．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N 极指向垂直纸面向里的方向C ．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N 极指向垂直纸面向外的方向D ．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N 极朝垂直纸面向外的方向转动4.一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的交变电流电动势如图所示，下面说法正确的是（ ） A. 交流电动势的有效值为20V B. 交流电动势的有效值为C. t=0.01s 线圈处于中性面D. 交流电动势的频率为50Hz5.如图所示，光滑弧形金属双轨与足够长的水平光滑双轨相连，间距为L ，在水平轨道空间充满竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B.乙金属棒静止在双轨上，而甲金属棒在h 高处由静止滑下，轨道电阻不计。
最新人教版高中物理选修3-2测试题全套及答案
最新人教版高中物理选修3-2测试题全套及答案章末综合测评(一)(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60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，全都选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．如图1所示，矩形闭合金属框abcd的平面与匀强磁场垂直，若ab边受竖直向上的磁场力作用，则可知金属框的运动情况是()图1A．向左平动进入磁场B．向右平动退出磁场C．沿竖直方向向上平动D．沿竖直方向向下平动【解析】因为ab边受到的安培力的方向竖直向上，所以由左手定则就可以判断出金属框中感应电流的方向是abcda，金属框中的电流是由ad边切割磁感线产生的．所以金属框向左平动进入磁场．【答案】 A2．环形线圈放在匀强磁场中，设在第1 s内磁场方向垂直于线圈平面向里，如图2甲所示．若磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，那么在第2 s 内，线圈中感应电流的大小和方向是()甲乙图2A ．大小恒定，逆时针方向B ．大小恒定，顺时针方向C ．大小逐渐增加，顺时针方向D ．大小逐渐减小，逆时针方向【解析】 由题图乙可知，第2 s 内ΔB Δt 为定值，由E ＝ΔΦΔt ＝ΔB Δt S 知，线圈中感应电动势为定值，所以感应电流大小恒定．第2 s 内磁场方向向外，穿过线圈的磁通量减少，由楞次定律判断知感应电流为逆时针方向，A 项正确．【答案】 A3．(2015·重庆高考)如图3为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n ，面积为S .若在t 1到t 2时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由B 1均匀增加到B 2，则该段时间线圈两端a 和b 之间的电势差φa －φb ( )图3A ．恒为nS (B 2－B 1)t 2－t 1B ．从0均匀变化到nS (B 2－B 1)t 2－t 1 C ．恒为－nS (B 2－B 1)t 2－t 1D ．从0均匀变化到－nS (B 2－B 1)t 2－t 1【解析】 根据法拉第电磁感应定律得，感应电动势E ＝nΔΦΔt ＝n (B 2－B 1)S t 2－t 1，由楞次定律和右手螺旋定则可判断b 点电势高于a 点电势，因磁场均匀变化，所以感应电动势恒定，因此a 、b 两点电势差恒为φa －φb ＝－n(B 2－B 1)S t 2－t 1，选项C 正确．【答案】 C4．如图4所示，L 是自感系数很大的理想线圈，a 、b 为两只完全相同的小灯泡，R0是一个定值电阻，则下列有关说法中正确的是()图4A．当S闭合瞬间，a灯比b灯亮B．当S闭合待电路稳定后，两灯亮度相同C．当S突然断开瞬间，a灯比b灯亮些D．当S突然断开瞬间，b灯立即熄灭【解析】S闭合瞬间，a、b同时亮，b比a亮；稳定后，a灯不亮；S断开瞬间，a灯比b灯亮．【答案】 C5．紧靠在一起的线圈A与B如图5甲所示，当给线圈A通以图乙所示的电流(规定由a进入b流出为电流正方向)时，则线圈cd两端的电势差应为图中的()图5【解析】0～1 s内，A线圈中电流均匀增大，产生向左均匀增大的磁场，由楞次定律可知，B线圈中外电路的感应电流方向由c到d，大小不变，c点电势高，所以选项A正确．【答案】 A6．如图6所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd，ab边长大于bc边长，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN.第一次ab边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面的电荷量为q1；第二次bc边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则()图6A．Q1>Q2，q1＝q2 B．Q1>Q2，q1>q2C．Q1＝Q2，q1＝q2D．Q1＝Q2，q1>q2【解析】根据法拉第电磁感应定律E＝Bl v、欧姆定律I＝ER和焦耳定律Q＝I2Rt，得线圈进入磁场产生的热量Q＝B2l2v2R·l′v＝B2Sl vR，因为l ab>l bc，所以Q1>Q2.根据E＝ΔΦΔt，I＝ER及q＝IΔt得q＝BSR，故q1＝q2.选项A正确，选项B、C、D错误．【答案】 A7．(2015·山东高考)如图7所示，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动．现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速．在圆盘减速过程中，以下说法正确的是()图7A．处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高B．所加磁场越强越易使圆盘停止转动C．若所加磁场反向，圆盘将加速转动D．若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动【解析】根据右手定则可判断靠近圆心处电势高，选项A正确；圆盘处在磁场中的部分转动切割磁感线，相当于电源，其他部分相当于外电路，根据左手定则，圆盘所受安培力与运动方向相反，磁场越强，安培力越大，故所加磁场越强越易使圆盘停止转动，选项B正确；磁场反向，安培力仍阻碍圆盘转动，选项C 错误；若所加磁场穿过整个圆盘，整个圆盘相当于电源，不存在外电路，没有电流，所以圆盘不受安培力而匀速转动，选项D 正确．【答案】 ABD8．如图8所示，线圈内有条形磁铁，将磁铁从线圈中拔出来时( )图8A ．φa >φbB ．φa <φbC ．电阻中电流方向由a 到bD ．电阻中电流方向由b 到a【解析】 线圈中磁场方向向右，磁铁从线圈中拔出时，磁通量减少，根据楞次定律，线圈中产生感应电动势，右端为正极，左端为负极，所以电阻中电流方向由b 到a ，故φb >φa .B 、D 项正确．【答案】 BD9．单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转动轴垂直于磁场．若线圈所围面积的磁通量随时间变化的规律如图9所示，则( )图9A ．线圈中0时刻感应电动势最小B ．线圈中C 时刻感应电动势为零C ．线圈中C 时刻感应电动势最大D ．线圈从0至C 时间内平均感应电动势为0.4 V【解析】 感应电动势E ＝ΔΦΔt ，而磁通量变化率是Φ-t 图线的切线斜率，当t＝0时Φ＝0，但ΔΦΔt≠0.若求平均感应电动势，则用ΔΦ与Δt的比值去求．【答案】BD10．(2016·宜昌高二检测)如图10所示，固定在水平绝缘平面上足够长的金属导轨不计电阻，但表面粗糙，导轨左端连接一个电阻R，质量为m的金属棒(电阻也不计)放在导轨上，并与导轨垂直，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直．用水平恒力F把ab棒从静止起向右拉动的过程中，下列说法正确的是()图10A．恒力F做的功等于电路产生的电能B．恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能C．克服安培力做的功等于电路中产生的电能D．恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能和棒获得的动能之和【解析】沿水平方向，ab棒受向右的恒力F、向左的摩擦力F f和安培力F安，随棒速度的增大，安培力增大，合力F－F f－F安减小，但速度在增大，最终可能达到最大速度．从功能关系来看，棒克服安培力做功等于其他形式的能转化成的电能，故A、B错误，C正确；由动能定理知，恒力F、安培力和摩擦力三者的合力做的功等于金属棒动能的增加量，D正确；也可从能量守恒角度进行判定，即恒力F做的功等于电路中产生的电能、因摩擦而产生的内能及棒动能的增加之和．【答案】CD二、计算题(本题共3小题，共40分)11．(12分)如图11所示，固定于水平桌面上的金属框架cdef处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动．此时adeb构成一个边长为l的正方形，棒的电阻为r，其余部分电阻不计．开始时磁感应强度为B0.图11(1)若从t ＝0时刻起，磁感应强度均匀增大，每秒增量为k ，同时保持棒静止．求棒中的感应电流．在图上标出感应电流的方向；(2)在上述(1)情况中，棒始终保持静止，当t ＝t 1 s 末时需加的垂直于棒的水平拉力为多少？(3)若从t ＝0时刻起，磁感应强度逐渐减小，当棒以恒定速度v 向右做匀速运动时，可使棒中不产生感应电流，则磁感应强度应怎样随时间变化？(写出B 与t 的关系式)【解析】 (1)据题意ΔB Δt ＝k ，在磁场均匀变化时，回路中产生的电动势为E＝ΔΦΔt ＝ΔB Δt ·S ＝kl 2，由闭合电路欧姆定律知，感应电流为I ＝E r ＝kl 2r .由楞次定律，判定感应电流为逆时针方向，图略．(2)t ＝t 1 s 末棒静止，水平方向受拉力F 外和安培力F 安，F 外＝F 安＝BIl ，又B＝B 0＋kt 1，故F 外＝(B 0＋kt 1)kl 3r .(3)因为不产生感应电流，由法拉第电磁感应定律E ＝ΔΦΔt ，知ΔΦ＝0也就是回路内总磁通量不变，即B 0l 2＝Bl (l ＋v t )，解得B ＝B 0l l ＋v t. 【答案】 (1)kl 2r 电流为逆时针方向(2)(B 0＋kt 1)kl 3r (3)B ＝B 0l l ＋v t12．(14分)某同学设计一个发电测速装置，工作原理如图12所示．一个半径为R ＝0.1 m 的圆形金属导轨固定在竖直平面上，一根长为R 的金属棒OA ，A 端与导轨接触良好，O 端固定在圆心处的转轴上．转轴的左端有一个半径为r ＝R 3的圆盘，圆盘和金属棒能随转轴一起转动．圆盘上绕有不可伸长的细线，下端挂着一个质量为m ＝0.5 kg 的铝块．在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5 T．a点与导轨相连，b点通过电刷与O端相连．测量a、b两点间的电势差U可算得铝块速度．铝块由静止释放，下落h＝0.3 m时，测得U＝0.15 V．(细线与圆盘间没有滑动，金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计，重力加速度g取10 m/s2)图12(1)测U时，与a点相接的是电压表的“正极”还是“负极”？(2)求此时铝块的速度大小；(3)求此下落过程中铝块机械能的损失．【解析】(1)正极．(2)由电磁感应定律得U＝E＝ΔΦΔtΔΦ＝12BR2ΔθU＝12BωR2v＝rω＝13ωR所以v＝2U3BR＝2 m/s.(3)ΔE＝mgh－12m v2ΔE＝0.5 J.【答案】(1)正极(2)2 m/s(3)0.5 J13．(14分)(2016·浙江高考)小明设计的电磁健身器的简化装置如图13所示，两根平行金属导轨相距l＝0.50 m，倾角θ＝53°，导轨上端串接一个R＝0.05 Ω的电阻．在导轨间长d＝0.56 m的区域内，存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度B＝2.0 T．质量m＝4.0 kg的金属棒CD水平置于导轨上，用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH相连．CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距s＝0.24 m．一位健身者用恒力F＝80 N拉动GH杆，CD棒由静止开始运动，上升过程中CD 棒始终保持与导轨垂直．当CD 棒到达磁场上边界时健身者松手，触发恢复装置使CD 棒回到初始位置(重力加速度g ＝10 m/s 2，sin 53°＝0.8，不计其他电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量)．求：图13(1)CD 棒进入磁场时速度v 的大小；(2)CD 棒进入磁场时所受的安培力F A 的大小；(3)在拉升CD 棒的过程中，健身者所做的功W 和电阻产生的焦耳热Q .【解析】 (1)由牛顿第二定律 a ＝F －mg sin θm＝12 m/s 2① 进入磁场时的速度 v ＝2as ＝2.4 m/s ②(2)感应电动势 E ＝Bl v ③感应电流 I ＝Bl v R ④安培力 F A ＝IBl ⑤代入得 F A ＝(Bl )2v R ＝48 N ．⑥(3)健身者做功 W ＝F (s ＋d )＝64 J ⑦由牛顿第二定律 F －mg sin θ－F A ＝0⑧CD 棒在磁场区做匀速运动在磁场中运动时间 t ＝d v ⑨焦耳热 Q ＝I 2Rt ＝26.88 J.○10 【答案】 (1)2.4 m/s (2)48 N (3)64 J 26.88 J章末综合测评(二)(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60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，全都选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．某交流发电机给灯泡供电，产生正弦式交变电流的图象如图1所示，下列说法中正确的是()图1A．交变电流的频率为0.02 HzB．交变电流的瞬时值表达式为i＝5cos 50πt AC．在t＝0.01 s时，穿过交流发电机线圈的磁通量最大D．若发电机线圈电阻为0.4 Ω，则其产生的热功率为5 W【解析】由图象知，交流电的周期为0.02 s，故频率为50 Hz，A错；转动的角速度ω＝2πT＝100π rad/s，故电流瞬时值表达式为i＝5cos 100πt A，B错；t＝0.01 s时，电流最大，此时线圈磁通量应为0，C错；交流电电流的有效值I＝I m2＝52A，故P＝I2R＝⎝⎛⎭⎪⎫522×0.4 W＝5 W，故D正确．【答案】 D2．根据交变电流瞬时值表达式i＝5sin 500t A可知，从开始计时起，第一次出现电流峰值所需要的时间是()A．2 ms B．1 msC．6.28 ms D．3.14 ms【解析】(方法一)由已知条件有2πT＝ω＝500 rad/s，则T＝2π/500，由表达式可知，从中性面开始计时，第一次出现电流峰值需Δt＝T/4＝2π/500×14s＝π1 000s＝3.14×10－3 s.(方法二)由交流电瞬时值表达式，当i为最大值时有sin(ωt)＝1，即500t＝π/2，则t＝π/1 000＝3.14×10－3 s．故选D.【答案】 D3．小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO′，线圈绕OO′匀速转动，如图2所示．矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压()图2A．峰值是e0B．峰值是2e0C．有效值是22Ne0D．有效值是2Ne0【解析】因每匝矩形线圈ab边和cd边产生的电动势的最大值都是e0，每匝中ab和cd串联，故每匝线圈产生的电动势的最大值为2e0.N匝线圈串联，整个线圈中感应电动势的最大值为2Ne0，因线圈中产生的是正弦交流电，则发电机输出电压的有效值E＝2Ne0，故选项D正确．【答案】 D4．如图3甲所示，变压器为理想变压器，其原线圈接到U1＝220 V的交流电源上，副线圈与阻值为R1的电阻接成闭合电路；图乙中阻值为R2的电阻直接接到电压为U1＝220 V的交流电源上，结果发现R1与R2消耗的电功率恰好相等，则变压器原、副线圈的匝数之比为()甲乙图3A.R1R2B．R2 R1C ．R 2R 1 D ．R 1R 2【解析】 对题图甲，U 1U 2＝n 1n 2，P 1＝U 22R 1对题图乙：P 2＝U 21R 2据题意有P 1＝P 2 联立以上各式解得：n 1n 2＝R 2R 1，故C 正确．【答案】 C5．如图4所示，理想变压器原线圈输入电压U ＝U m sin ωt ，副线圈电路中R 0为定值电阻，R 是滑动变阻器．V 1和V 2是理想交流电压表，示数分别用U 1和U 2表示；A 1和A 2是理想交流电流表，示数分别用I 1和I 2表示．下列说法正确的是( )图4A ．I 1和I 2表示电流的瞬间值B ．U 1和U 2表示电压的最大值C ．滑片P 向下滑动过程中，U 2不变、I 1变大D ．滑片P 向下滑动过程中，U 2变小、I 1变小【解析】 电压表V 1和V 2分别测量的变压器原、副线圈的输入、输出电压的有效值，电流表A 1和A 2分别测量的原、副线圈电路中电流的有效值，A 、B 项错误；滑动变阻器向下滑动时，接入电路的电阻变小，原副线圈输入、输出电压不变，由欧姆定律I ＝U R ＋R 0可知，副线圈电路中的电流变大，副线圈输出功率变大，由P 入＝P 出，得原线圈的输入功率变大，由P ＝IU 可知，原线圈电路中的电流变大，C 项正确，D 项错误．【答案】 C6．如图5所示的电路图中，变压器是理想变压器，原线圈匝数n 1＝600匝，装有熔断电流为0.5 A 的保险丝，副线圈的匝数n 2＝120匝．要使整个电路正常工作，当原线圈接在180 V的交流电源上时，副线圈()图5A．可接耐压值为36 V的电容器B．可接“36 V40 W”的安全灯两盏C．可接电阻为14 Ω的电烙铁D．可串联量程为0.6 A的电流表测量其电路的总电流【解析】根据U1U2＝n1n2得U2＝n2n1U1＝36 V，又由I1I2＝n2n1，在保险丝安全的条件下，副线圈中允许通过的最大电流为I2＝n1n2I1＝600120×0.5 A＝2.5 A，最大输出功率P m＝I2U2＝2.5×36 W＝90 W，B选项正确；而交流电压的最大值为36 2 V，所以A选项错误；接14 Ω的电阻时，流过电阻的电流将达到I2′＝3614A>2.5 A,C选项错误．若副线圈串联量程为0.6 A的电流表，则电流表可能会被烧坏，D 选项错误．【答案】 B7．如图6所示，变频交变电源的频率可在20 Hz到20 kHz之间调节，在某一频率时，L1、L2两只灯泡的炽热程度相同，则下列说法中正确的是()图6A．如果将频率增大，L1炽热程度减弱、L2炽热程度加强B．如果将频率增大，L1炽热程度加强、L2炽热程度减弱C．如果将频率减小，L1炽热程度减弱、L2炽热程度加强D．如果将频率减小，L1炽热程度加强、L2炽热程度减弱【解析】某一频率时，两只灯泡炽热程度相同，应有两灯泡消耗的功率相同，频率增大时，感抗增大，而容抗减小，故通过L1的电流增大，通过L2的电流减小，故B项正确，同理可得C项正确．故选B、C.【答案】 BC8．如图7所示的电路中要使电流表读数变大，可采用的方法有( )图7A ．将R 上的滑片向上移动B ．将R 上的滑片向下移动C ．将开关S 由1掷向2D ．将开关S 由1掷向3【解析】 在输入电压和原、副线圈匝数比n 1n 2一定的情况下，输出电压U 2是一定的，当R 减小时，由I 2＝U 2R 可知电流表读数变大，故应将R 上的滑片向下移动，选项B 正确；在输入电压U 1一定的条件下，减小原、副线圈匝数比n 1n 2，则输出电压U 2＝n 2n 1U 1增大，故I 2＝U 2R 增大，开关S 应掷向2，选项C 正确． 【答案】 BC9．如图8所示，在远距离输电过程中，若保持原线圈的输入功率不变，下列说法正确的是( )图8A ．升高U 1会减小输电电流I 2B ．升高U 1会增大线路的功率损耗C ．升高U 1会增大线路的电压损耗D ．升高U 1会提高电能的利用率【解析】 提高输电电压U 1，由于输入功率不变，则I 1将减小，又因为I 2＝n 1n 2I 1，所以I 2将减小，故A 正确；线路功率损耗P 损＝I 22R ，因此功率损耗也减小，由ΔU ＝I 2R 可知电压损耗减小，故B 、C 错误；因线路损耗功率减小，因此利用率将升高，D 正确．【答案】 AD10．在一阻值为R ＝10 Ω的定值电阻中通入如图9所示的交流电，则( )图9A ．此交流电的频率为0.5 HzB ．此交流电的有效值约为3.5 AC ．在2～4 s 内通过该电阻的电荷量为1 CD ．在0～2 s 内电阻产生的焦耳热为25 J【解析】 由图知，交流电的周期为2 s ，故频率f ＝1T ＝0.5 Hz ，A 正确；根据有效值的定义，由I 2RT ＝I 21R T 2＋I 22R T 2＝250 J 得，I ≈3.5 A ，B 正确，D 错误；在2～4 s 内通过该电阻的电荷量为Q ＝I 1T 2＋I 2T 2＝1 C ，C 正确．故选ABC. 【答案】 ABC二、计算题(本题共3小题，共40分．按题目要求作答)11．(13分)如图10所示，圆形线圈共100匝，半径为r ＝0.1 m ，在匀强磁场中绕过直径的轴OO ′匀速转动，磁感应强度B ＝0.1 T ，角速度为ω＝300πrad/s ，电阻为R ＝10 Ω，求：图10(1)线圈由图示位置转过90°时，线圈中的感应电流为多大？(2)写出线圈中电流的表达式(磁场方向如图所示，图示位置为t ＝0时刻)；(3)线圈转动过程中产生的热功率多大．【解析】 (1)当从图示位置转过90°时，线圈中有最大感应电流．最大感应电动势为E m ＝NBSω＝100×0.1×π×0.12×300π V ＝30 VI m ＝E m R ＝3 A.(2)由题意知i ＝I m sin ωt ，即i ＝3sin 300πt A.(3)感应电流的有效值I ＝I m 2＝32A. 发热功率P ＝I 2R ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫322×10 W ＝45 W. 【答案】 (1)3 A (2)i ＝3sin 300πt A (3)45 W12．(13分)(2016·济南高二检测)如图11所示，有一台小型发电机，其矩形线圈的匝数n ＝200匝，线圈面积S ＝0.01 m 2，线圈电阻r ＝0.5 Ω，磁场的磁感应强度B ＝62T 时，产生频率f ＝50 Hz 的单相正弦交变电流，供电给“220 V 2 200 W ”的电器让其正常工作．求：图11(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时表达式；(2)发动机输出端交流电压表的示数；(3)电阻R 的阻值．【解析】 (1)发电机产生的感生电动势的最大值：E m ＝nBSω＝nBS ·2πf ＝200×1.22/π×0.01×100π＝240 2 V感应电动势的瞬时表达式：e ＝2402sin 100π(V)．(2)电动势有效值E ＝240 V正常工作时的电流I ＝P /U ＝2 200/220 A ＝10 A输出端电压表的示数U ＝E －Ir ＝240 V －10×0.5 V ＝235 V .(3)电阻R 上的电压ΔU ＝235 V －220 V ＝15 V则线路电阻R ＝ΔU /I ＝15/10＝1.5 Ω.【答案】 (1)e ＝2402sin 100πt (V)(2)235 V(3)1.5 Ω13．(14分)(2016·黄冈高二检测)某发电厂通过升压变压器、输电线和降压变压器把电能输送给生产和照明组成的用户，发电机输出功率为100 kW ，输出电压是250 V ，升压变压器原、副线圈的匝数之比为1∶25，输电线上的功率损失为4%，用户所需要的电压为220 V ，则：(1)输电线的电阻和降压变压器的匝数比各为多少？画出输电线路示意图；(2)若有60 kW 分配给生产用电，其余电能用来照明，那么能装25 W 的电灯多少盏？【解析】 (1)根据匝数比与原、副线圈电流成反比确定输电线中的电流，由输电线上消耗的功率确定输电线的电阻，在电能的分配上，能量守恒．在处理变压器的关系时，一般将副线圈作为电源，原线圈作为用电设备来处理．输电线路示意图如图所示．升压变压器副线圈两端电压U 2＝n 2n 1U 1＝6.25 kV ， 输电线上的电流I ＝P U 2＝16 A ， 输电线上损失的功率为P R ＝4%P ＝I 2R ，则R ＝4%P I 2＝15.625 Ω.降压变压器原线圈两端的电压U ′1＝U 2－IR ＝(6.25×103－16×15.625) V ＝6.00×103 V .降压变压器原、副线圈的匝数之比n ′1n ′2＝U ′1U ′2＝6.00×103220≈27.31. (2)电路的能量分配为P ＝P R ＋P 生产＋P 照明，P 照明＝P －P R －P 生产＝36×103 W ，故可装25 W 的电灯盏数为N ＝P 照明P 灯＝1.44×103盏． 【答案】 (1)15.625 Ω 27.3∶1 图见解析(2)1.44×103盏章末综合测评(三)(时间：60分钟 满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分，在每小题给出的四选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．在街旁的路灯、江海里的航标都要求在夜晚亮、白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的( )A ．压敏性B ．光敏性C ．热敏性D ．三种特性都利用【解析】 街旁的路灯和江海里的航标，都是利用半导体的光敏性，夜晚电阻大，白天电阻小，控制电路的通断．【答案】 B2．下列仪器或装置不是利用传感器的是( )A ．汽车防盗报警器B ．宾馆房间内的火灾报警器C ．工兵用的地雷探测仪D ．用钥匙打开房门【解析】A、B、C三种仪器都是将非电学量转换成电学量的装置，都是利用了传感器，用钥匙打开房门是利用了机械原理，不是利用的传感器．【答案】 D3．某仪器内部电路如图1所示，其中M是一个质量较大的金属块，左右两端分别与金属丝制作的弹簧相连，并套在光滑水平细杆上，a、b、c三块金属片间隙很小(b固定在金属块上)，当金属块处于平衡状态时，两根弹簧均处于原长状态，若将该仪器固定在一辆汽车上，下列说法正确的是()图1A．当汽车加速前进时，甲灯亮B．当汽车加速前进时，乙灯亮C．当汽车刹车时，乙灯亮D．当汽车刹车时，甲、乙两灯均不亮【解析】汽车匀速时，a、b、c金属片不接触，所以甲、乙灯都不亮；当加速前进时，M受合外力向右，故b向后运动与a接触，乙灯亮；同理当刹车时，b向前运动与c接触，甲灯亮，故选B.【答案】 B4．演示位移传感器的工作原理如图2所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆P，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小s.假设电压表是理想的，则下列说法正确的是()图2A．物体M运动时，电源内的电流会发生变化B．物体M运动时，电压表的示数会发生变化C．物体M不动时，电路中没有电流D．物体M不动时，电压表没有示数【解析】电压表为理想电表，则电压表不分流，故触头移动时不会改变电路的电阻，也就不会改变电路中的电流，故A错误；电压表测的是触头P左侧电阻分得的电压，故示数随物体M的移动亦即触头的运动而变化，故B正确，C、D错误．【答案】 B5．传感器是一种采集信息的重要器件．如图3所示为测定压力的电容式传感器，A为固定电极，B为可动电极，组成一个电容大小可变的电容器．可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容．现已知该电容式传感器充电完毕且电荷量不变，将它与静电计相连，如图所示．当待测压力增大时()图3A．电容器的电容将增大，静电计指针偏角将增大B．电容器的电容将增大，静电计指针偏角将减小C．电容器的电容将减小，静电计指针偏角将减小D．电容器的电容将不变，静电计指针偏角不变【解析】本题考查电容器、传感器等有关知识．当压力增大时，平行板间距d减小，根据C＝εS4πkd可知，电容器的电容增大，电容器所带电荷量Q不变，根据C＝QU可知，电压减小，则静电计指针偏角减小，B正确．【答案】 B6．当前传感器被广泛应用于各种电器、电子产品之中，下述关于常用的几种家用电子器件所采用传感器说法中，正确的是()A．电视机对无线遥控信号的接收主要是采用了光电传感器B．电子体温计主要是采用了温度传感器C．电脑所用的光电鼠标主要是采用声波传感器D．电子秤主要是采用了力电传感器【解析】电视机对无线遥控信号的接收采用了红外线传感器，电脑所用的光电鼠标主要采用了光传感器，所以A、C项错误．【答案】BD7．有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这三只元件分别接入如图4所示电路中的A、B两点后，用黑纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是()图4A．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻B．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件一定是定值电阻C．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻D．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元件一定是定值电阻【解析】一般定值电阻的阻值不会随光照强度或温度的变化而变化太大；对于热敏电阻来说，热敏电阻的阻值会随温度的升高而逐渐变小，它对温度的反应是十分灵敏的；对于光敏电阻来说，它的阻值随光照强度的变化而变化，当光照强度增强时光敏电阻的电阻值会随之而减小．本题是采用用黑纸包裹和放入热水中两个条件来改变电阻周围的环境的．不管放入热水中还是用黑纸包裹，一般电阻的阻值都不会发生太大变化；若电阻是光敏电阻，则当用黑纸包裹电阻时欧姆表的示数会有明显的改变；而当电阻是热敏电阻时，当把电阻放在热水中时，电阻值会发生明显的变化．所以本题答案是A、C.【答案】AC8．振弦型频率传感器的结构如图5所示，它由钢弦和永磁铁两部分组成，。
人教版高中物理选修3-2 综合 测试含答案和详细解析
绝密★启用前人教版高中物理选修3-2 综合测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分第Ⅰ卷一、单选题(共15小题,每小题4.0分,共60分)1.如图所示，MN是一根固定的通电直导线，电流方向由N到M，今将一金属框abcd放在导线上，让线框的位置偏向导线的左边，两者彼此绝缘，当导线中的电流突然增大时，线框整体受力情况为()A．受力沿x轴正向B．受力沿x轴负向C．受力沿y轴正向D．受力沿y轴负向2.如图中画出的是穿过一个闭合线圈的磁通量随时间的变化规律，以下哪些认识是正确的()A．第0.6 s末线圈中的感应电动势是4 VB．第0.9 s末线圈中的瞬时电动势比0.2 s末的小C．第1 s末线圈的瞬时电动势为零D．第0.2 s末和0.4 s末的瞬时电动势的方向相同3.如图所示，两个闭合正方形线框A、B的中心重合，放在同一水平面内．当小线框A中通有不断增大的顺时针方向的电流时，对于线框B，下列说法中正确的是()A．有顺时针方向的电流且有收缩的趋势B．有顺时针方向的电流且有扩张的趋势C．有逆时针方向的电流且有收缩的趋势D．有逆时针方向的电流且有扩张的趋势4.如图所示，磁场垂直于纸面向外，磁场的磁感应强度随x按B＝B0＋kx(x＞0，B0、k为常量)的规律均匀增大．位于纸面内的正方形导线框abcd处于磁场中，在外力作用下始终保持dc边与x轴平行向右匀速运动．若规定电流沿a→b→c→d→a的方向为正方向，则从t＝0到t＝t1的时间间隔内，图中关于该导线框中产生的电流i随时间t变化的图象正确的是()A．B．C．D．5.1931年，英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只有一个磁极的粒子，即“磁单极子”.1982年，美国物理学家卡布莱拉设计了一个寻找磁单极子的实验．他设想，如果一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图所示的超导线圈，那么，从上向下看，超导线圈将出现()A．先有逆时针方向的感应电流，然后有顺时针方向的感应电流B．先有顺时针方向的感应电流，然后有逆时针方向的感应电流C．始终有顺时针方向持续流动的感应电流D．始终有逆时针方向持续流动的感应电流6.如图甲所示电路中，A1、A2、A3为相同的电流表，C为电容器，电阻R1、R2、R3的阻值相同，线圈L的电阻不计．在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示，则在t1～t2时间内()A．电流表A1的示数比A2的小B．电流表A2的示数比A3的小C．电流表A1和A2的示数相同D．电流表的示数都不为零7.如图为理想变压器原线圈所接电源电压波形，原、副线圈匝数比为n1∶n2＝10∶1，串联在原线圈电路中的电流表示数为1 A，下列说法正确的是()A．变压器输出端所接电压表的示数为20VB．变压器输出功率为100 WC．变压器输出的交流电的频率为100 HzD．若n1＝100匝，则副线圈处穿过每匝线圈的磁通量变化率的最大值为2Wb/s8.如图所示的电路中，正弦交流电源电压的有效值为220 V，则关于交流电压表的示数，以下说法中正确的是()A．等于220 VB．大于220 VC．小于220 VD．等于零9.一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为T.从中性面开始计时，当t＝T 时，线圈中感应电动势的瞬时值为2 V，则此交变电流的有效值为()A． 2VB． 2 VC．VD．V10.闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈中产生的交变电流的瞬时值表达式为i＝I m sinωt.保持其他条件不变，使线圈的匝数及转速都增加1倍，则电流的变化规律为()A．i＝2I m sin2ωtB．i＝4I m sin2ωtC．i＝2I m sinωtD．i＝4I m sinωt11.对于常见的可燃气体浓度的检测，现在一般用催化燃烧检测器．它的原理如下：传感器的核心为一惠斯通电桥，其中一桥臂上有催化剂，当与可燃气体接触时，可燃气体在有催化剂的电桥上燃烧，该桥臂的电阻发生明显变化，其余桥臂的电阻不变化，从而引起整个电路的输出发生变化，而该变化与可燃气体的浓度成比例，从而实现对可燃气体的检测．由此可推断有催化剂的桥臂上的电阻材料为()A．铜B．合金C．半导体D．绝缘体12.关于传感器，下列说法不正确的是()A．传感器是将非电学量转换成电学量的装置B．压力传感器是将力学量转换成电学量的装置C．话筒中的传感器将电信号转换成声音信号D．传感器广泛应用于信息采集系统13.如图甲所示是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体，在两极板间电压恒定的条件下，板极上所带电量Q将随待测物体的上下运动而变化，若Q随时间t 的变化关系为Q＝(a、b为大于零的常数)，其图象如图乙所示，那么图丙、图丁中反映极板间场强大小E和待测物体速度v随t变化的图线可能是()A．①和③B．①和④C．②和③D．②和④14.下列器件可作为传感器的有()A．热电阻B．干电池C．电键D．二极管15.许多楼道照明灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启；而在白天，即使有声音它也没有反应，它的控制电路中可能接入的传感器是()①温度传感器②光传感器③声音传感器④热传感器A．①②B．②③C．③④D．②④第Ⅱ卷二、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)16.如图是做探究电磁感应的产生条件实验的器材．(1)在图中用实线代替导线把它们连成实验电路．(2)由哪些操作可以使灵敏电流计的指针发生偏转()A．闭合开关B．断开开关C．保持开关一直闭合D．将线圈A从B中拔出(3)假设在开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向左偏转，则当螺线管A向上拔出的过程中，灵敏电流计的指针向______(填“左”或“右”)偏转．三、计算题(共3小题,每小题10.0分,共30分)17.如图所示，在竖直平面上有两根很长的平行竖直轨道，轨道间有垂直轨道平面交替排列的匀强磁场B1和B2，B1＝B2＝1.0 T，B1和B2的方向相反，两磁场始终竖直向上做匀速运动．垂直轨道有一金属框abcd，并且与之绝缘．已知金属框的总质量为4.75×103kg，运动时所受阻力f＝500 N，金属框垂直轨道的边长Lcd＝2.0 m，两磁场的宽度均与金属框的边长Lad相同，金属框整个回路的电阻R＝9.0×10－4Ω，g取10 m/s2.假如金属框以v1＝10 m/s的速度匀速上升，求：(1)金属框中感应电流的大小及图示时刻感应电流的方向；(2)磁场向上运动速度v0的大小．18.图甲所示为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的u－t图象如图乙所示，若只在ce间接一只Rce＝400 Ω的电阻，或只在de间接一只Rde＝225 Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.(1)请写出原线圈输入电压瞬时值Uab的表达式；(2)求只在ce间接400 Ω的电阻时，原线圈中的电流I1；(3)求ce和de间线圈的匝数比.19.用如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度．该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器．用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0 kg的滑块，滑块可无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上，其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出．现将装置沿运动方向固定在汽车上，传感器b在前，传感器a在后．汽车静止时，传感器a、b的示数均为10 N(取g＝10 m/s2)．(1)若传感器a的示数为14 N，b的示数为6.0 N，求此时汽车的加速度大小和方向．(2)当汽车以怎样的加速度运动时，传感器a的示数为零？答案解析1.【答案】A【解析】根据安培定则可得，MN右侧磁场方向为垂直纸面向里，左侧磁场方向垂直纸面向外，并且左侧磁通量大于右侧穿过金属框的磁通量，所以穿过线框整体磁通量垂直纸面向外增大，根据楞次定律，线圈要向右移动，才能阻碍原磁场磁通量的增大，故A正确．2.【答案】A【解析】由法拉第电磁感应定律知：感应电动势E＝可知：0．3～0.8 s：E＝＝＝－4 V，负号表示方向与正方向相反，A正确；图象的斜率表示电动势的大小，由图象知第0.9 s末线圈中的瞬时电动势比0.2 s末的大，B错误；第1 s末线圈的磁感强度为零，但磁通量的变化率不为零，电动势不为零，C错误；第0.2 s末和0.4 s末的图象斜率一正一负，瞬时电动势的方向相反，D错误．3.【答案】D【解析】根据右手螺旋定则可得，A中电流的磁场向里且逐渐增大，根据楞次定律可得，磁场增大，感应电流的磁场的方向向外，感应电流的方向为逆时针方向，线框A外的磁场的方向与线框A内的磁场的方向相反，当线框A内的磁场增强时，线框B具有面积扩展的趋势，故D正确．4.【答案】A【解析】线框abcd向右匀速运动，穿过线框的磁通量均匀增加，由法拉第电磁感应定律知线框中产生恒定电流，由楞次定律知产生顺时针方向的电流，选项A正确．5.【答案】D【解析】在磁单极子运动的过程中，当磁单极子位于超导线圈上方时，原磁场的方向向下，磁通量增加，则感应电流的磁场方向向上，由安培定则可知，产生逆时针(俯视)方向的感应电流；当磁单极子位于超导线圈下方时，原磁场的方向向上，磁通量减小，则感应电流的磁场方向向上，由安培定则可知，产生逆时针(俯视)方向的感应电流．故D正确．6.【答案】C【解析】理想变压器原线圈中的磁感应强度随时间均匀增加，穿过副线圈的磁通量也将随时间均匀增加，副线圈中产生恒定的感应电动势，副线圈中的电流为恒定电流，电感线圈对恒定电流无阻碍作用，因而电流表A1和A2的示数相同，C项正确，A项错误；恒定电流不能通过电容器，因而电流表A3的示数为零，B、D项错误．7.【答案】D【解析】由u－t图象可知，变压器原线圈所加交变电压的有效值U1＝200 V，将此值代入＝和＝，解得变压器输出端电压和电流分别为U2＝U1＝×200 V＝20 V，I2＝I1＝×1 A ＝10 A，故变压器输出端所接电压表的示数为20 V，输出功率为P2＝U2I2＝20×10 W＝200 W，选项A、B错误；由u－t图象知交变电流的周期T＝0.02 s，故其频率f＝＝Hz＝50 Hz，选项C错误；由法拉第电磁感应定律可得U2＝n2，则副线圈处穿过每匝线圈的磁通量变化率的最大值为＝＝×Wb/s＝2Wb/s，选项D正确．8.【答案】C【解析】虽然交变电流能通过电容器，但也受到阻碍作用，电容器与电阻串联，根据分压原理可知电阻两端的电压小于电源电压，电压表测的是电阻两端的电压，C正确．9.【答案】A【解析】先用代入法求出感应电动势的最大值：由e＝E m sinωt得2 V＝E m sin(×)，由此得E m ＝4 V，因此有效值为2V．选项A正确．10.【答案】A【解析】根据E m＝NBSω，ω＝2πn可得当线圈的匝数及转速都增加1倍时，该交流电的最大值变为4E m，线圈的电阻变为原来的2倍，角速度变为原来的2倍，所以电流的最大值变为I m′＝＝2I m，故电流变化表达式为i＝2I m sin 2ωt，故选A.11.【答案】C【解析】可燃气体燃烧后桥臂电阻发生变化的原因，是由于温度升高造成的，所以此电阻应属于热敏电阻，而能够随温度变化其电阻有较明显变化的材料只可能是选项中的半导体材料，故选C.12.【答案】C【解析】传感器是能够感受外界信息，并将其按照一定的规律转换成电信号的器件或装置，即将非电学量转换成电学量的元件，故A正确．压力传感器就是将力学量转换成电学量的装置，B正确．话筒中的传感器是声传感器，它将声音信号转换成电信号，而不是将电信号转换成声音信号，C错误．传感器广泛应用在自动测量和自动控制系统中，担负着信息采集和转化的任务，故D正确．13.【答案】C【解析】设两板间的距离为d.由C＝和C＝变形得d＝，又E＝，则得E＝，即E的变化和Q的变化一致，图丙中②正确．设下板经过时间t后d′＝，则其位移x＝d－d′＝(d－)－，由于U不变，则位移表达式满足匀速运动的位移表达式，图丁中③正确．故选C.14.【答案】A【解析】传感器是将非电学量转变成电学量的元件，如力传感器是将力学量转变成电学量；热敏电阻可以把温度转化为电学量，A正确；干电池是电源，能给两极提供电势差的设备，选项B错误；电键是个电子元件，不能作为传感器，C错误；二极管两极达到一定电压时就会正向导通，所以不是传感器．D错误．15.【答案】B【解析】楼道灯控制电路中安装有光声控延时开关，它装有光敏感元件，用于感知外界光线的强弱，还安装有声敏感元件用于感知外界声响．当白天外界光线较强时，光声控延时开关总处于断开状态，灯不亮；当夜晚光线较弱且有声响时光声控延时开关处于导通状态，灯亮，延时一段时间后，开关断开，灯熄灭．16.【答案】(1)见解析(2)ABD(3)右【解析】(1)将灵敏电流计与大线圈B组成闭合回路，电源、开关、小线圈A组成闭合回路，电路图如图所示．(2)将开关闭合或断开，导致穿过线圈的磁通量变化，产生感应电流，灵敏电流计指针偏转，故A、B正确；保持开关一直闭合，则穿过线圈B的磁通量不变，没有感应电流产生，灵敏电流计指针偏转，故C错误；将螺线管A插入(或拔出)螺线管B时穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈B中产生感应电流，灵敏电流计指针偏转，故D正确．(3)在开关闭合的瞬间，穿过线圈B的磁通量增大，灵敏电流计的指针向左偏转，则当螺线管A向上拔出的过程中，穿过线圈B的磁通量减小，灵敏电流计的指针向右偏转．17.【答案】(1)1.2×104A方向为逆时针(2)12.7 m/s【解析】(1)因金属框匀速运动，所以金属框受到的安培力等于重力与阻力之和，设金属框向上做匀速运动时，金属框中感应电流大小为I，则：F安＝mg＋f，F安＝2B1ILcd，联立可以得到金属框中感应电流I＝1.2×104A，方向为逆时针方向．(2)金属框中感应电动势E＝2B1Lcd(v0－v1)，则金属框中感应电流大小I＝联立可以得到：v0＝12.7 m/s.18.【答案】(1)Uab＝400sin 200πt V(2)0.28 A(3)【解析】(1)由题图可知，交变电流周期为T＝0.01 s，ω＝＝200π rad/s，电压最大值U m＝400 V，原线圈输入电压瞬时值Uab的表达式为Uab＝400sin 200πt V.(2)电压有效值U1＝200V，理想变压器P1＝P2，原线圈中电流I1＝，解得I1＝A≈0.28 A.(3)设ab间匝数为n1，＝，同理，＝，由题意可知，＝，解得＝，代入数据解得＝.19.【答案】(1)4.0 m/s2方向向右(2)汽车以方向向左、大小为10 m/s2的加速度运动【解析】(1)如图所示，依题意：左侧弹簧对滑块向右的推力F1＝14 N，右侧弹簧对滑块向左的推力F2＝6.0 N，滑块所受合力产生加速度a1，根据牛顿第二定律有F1－F2＝ma1，得：a1＝＝m/s2＝4 m/s2.a1与F1同方向，即向前(向右)．(2)a传感器的读数恰为零，即左侧弹簧的弹力F1′＝0，因两弹簧相同，左弹簧伸长多少，右弹簧就缩短多少，所以右侧弹簧的弹力变为F2′＝20 N.滑块所受合力产生加速度a2，由牛顿第二定律得F合＝F2′＝ma2，得a2＝＝10 m/s2，方向向左．。
最新人教版高中物理选修3-2模块综合测试卷【解析版】
人教版高中物理选修3-2模块综合测试卷（满分：100分时间：90分钟）一、选择题（每题4分，共40分）1．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。
在转动的过程中，线框中的最大磁通量为φm，最大感应电动势为Em，下列说法中正确的是（）A．当穿过线框的磁通量为零时，线框中感应电动势也为零B．当穿过线框的磁通量减小时，线框中感应电动势也减小C．当穿过线框的磁通量等于0.5φm时，线框中感应电动势不等于0.5EmD．线框转动的角速度等于Em /φm2．目前中国南极考察队队员正在地球南极考察，设想考察队队员在地球南极附近水平面上驾驶一辆冰车向前行进时，由于地磁场作用，冰车两端会有电势差，设驾驶员左方电势为U1，右方电势为U2，则以下说法正确的是( )A．向着南极点行进时，U1比U2高B．背着南极点行进时，U1比U2低C．在水平冰面上转圈时，U1比U2高D．无论怎样在水平冰面上行进，U1总是低于U23．将一个闭合金属环用丝线悬于O点，如图1所示。
虚线左边有垂直于纸面向外的匀强磁场，而右边没有磁场。
下列的现象能够发生的是（）图1A．金属环的摆动不会停下来，一直做等幅摆动B．金属环的摆动幅度越来越小，小到某一数值后做等幅摆动C．金属环的摆动会很快停下来D．金属环最后一次向左摆动时，最终停在平衡位置左侧某一点处4．如图2所示，光滑无电阻的金属框架MON竖直放置，水平方向的匀强磁场垂直MON平面，质量为m 的金属棒ab从∠abO=60°的位置由静止释放，两端沿框架在重力作用下滑动。
在棒由图示的位置滑动到处于水平位置的过程中，ab中感应电流的方向是（）图2A．由a到b B．由b到a C．先由a到b，再由b到a D．先由b到a，再由a到b5．在图3中，L为电阻很小的线圈，G1和G2为内阻可不计、零点在表盘中央的电流计。
当开关K处于闭合状态时，两表的指针皆偏向右方。
那么，当开关K断开时，将出现( )A ．G1和G2的指针都立即回到零点B ．G1的指针立即回到零点，而G2的指针缓慢地回到零点C ．G1的指针缓慢地回到零点，而G2的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点D ．G1的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点，而G2的指针缓慢地回到零点6．传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转化成电学量变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用，如图4所示，是一种测定液面高度的电容式传感器示意图，金属芯线与导电的液体形成一个电容器，从电容C 的大小变化就能反映导电液面的升降情况，两者的关系是( )A ．C 增大表示h 增大B ．C 增大表示h 减小C ．C 减小表示h 减小D ．C 减小表示h 增大 7．如图5所示为一正弦式电流通过一电子元件后的波形图，则下列说法正确的是（ ）A ．这也是一种交变电流B ．电流的变化周期是0.02sC ．电流的变化周期是0.01sD ．电流通过100Ω的电阻时，1s 内产生热量为100J8．如图6所示是一种热敏电阻（PTC 元件）的电阻R 随温度t 变化的关系图线，这种元件具有发热、控温双重功能．常见的电热灭蚊器中就使用这种元件来加温并控制温度．如果将该元件接到220V 恒定电压下，则A ．通电后，其电功率先增大后减小B ．通电后，其电功率先减小后增大C ．当其发热功率等于散热功率时，温度保持在t1不变D ．当其发热功率等于散热功率时，温度保持在t1 到t2之间的某一值不变图3图4图59．钳形电流表的外形和结构如图7（a ）所示。
最新人教版高中物理选修3-2综合测试题及答案2套
最新人教版高中物理选修3-2综合测试题及答案2套模块综合测评(一)(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分，在每小题给出的四选项中，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6分，选对但不全的得3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】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．【答案】 B2．在北半球，朝南的钢窗原来关着，今将它突然朝外推开，转过一个小于90°的角度，考虑到地球磁场的影响，则钢窗活动的一条边(西边)中() A．有自下而上的微弱电流B．有自上而下的微弱电流C．有微弱电流，方向是先自上而下，后自下而上D．有微弱电流，方向是先自下而上，后自上而下【解析】钢窗打开时，向北穿过钢窗的磁通量减小，根据楞次定律，钢窗的活动边产生自下而上的微弱电流，故A正确．【答案】 A3．如图1所示，用两根材料、粗细、长度完全相同的导线，绕成匝数分别为n1＝50和n2＝100的圆形闭合线圈A和B，两线圈平面与匀强磁场垂直．当磁感应强度随时间均匀变化时，两线圈中的感应电流之比I A∶I B为()图1A．2∶1 B．1∶2C．4∶1 D．1∶4【解析】由法拉第电磁感应定律得：E＝n ΔΦΔt＝nΔBΔtπR2，可知，感应电动势与半径的平方成正比．而根据电阻定律：线圈的电阻为r＝ρLS ＝ρn·2πRS，线圈中感应电流I＝Er，由上综合得到，感应电流与线圈半径成正比，即I A∶I B＝R A∶R B；因相同导线绕成匝数分别为n1和n2的圆形线圈，因此半径与匝数成反比，故I A∶I B＝n2∶n1＝2∶1，故A正确，B、C、D错误．【答案】 A4．如图2所示，在匀强磁场中有一个矩形单匝线圈abcd，ab边与磁场垂直，MN边始终与金属滑环K相连，PQ边始终与金属滑环L相连．金属滑环L、电流表A、定值电阻R、金属滑环K通过导线串联．使矩形线圈以恒定角速度绕过bc、ad中点的轴旋转．下列说法中不正确的是()图2A．线圈转动的角速度越大，电流表A的示数越大B．线圈平面与磁场平行时，流经定值电阻R的电流最大C．线圈平面与磁场垂直时，流经定值电阻R的电流最小D．电流表A的示数随时间按余弦规律变化【解析】令矩形单匝线圈abcd的电阻为r，根据法拉第电磁感应定律和交变电流的有效值定义得，交变电流的最大值为I m ＝BSωR ＋r ，电流表显示的是有效值I ＝I m 2＝BSω2(R ＋r )，所以，线圈转动的角速度越大，电流表A 的示数越大，A 对，D 错；线圈平面与磁场平行时，此时产生的感应电动势最大，故流经定值电阻R 的电流最大，线圈平面与磁场垂直时，产生的感应电动势最小，故电流最小，B 、C 对．【答案】 D5．如图3所示是一交变电流的i -t 图象，则该交变电流的有效值为 ( )图3A ．4 AB ．22A C.83 A D ．2303 A【解析】 此交变电流的前T 3为正弦交变电流，有效值I 1＝42A ，后23 T 为恒定电流，有效值I 2＝4 A ，根据交变电流的有效值定义可得Q ＝I 2RT ＝I 21R T 3＋I 22R 23T ，代入数据I 2RT ＝13⎝ ⎛⎭⎪⎫422RT ＋23×42RT ，解得I ＝2303 A ，故D 正确． 【答案】 D6．用图4甲所示电路测量电流表的内阻．闭合开关S ，当变阻器的滑片滑至c 处时，电流表和电压表的读数分别为40 mA 、9 V ，已知图甲中热敏电阻的I -U 关系图线如图4乙所示，则电流表的内阻为( )图4A ．0.14 ΩB ．85 ΩC ．140 ΩD ．225 Ω【解析】 当电流表读数为40 mA 时，说明热敏电阻的电流为40 mA ，由图知热敏电阻两端电压U R ＝5.6 V ，则电流表两端电压U ＝9 V －5.6 V ＝3.4 V ，由欧姆定律得R mA ＝U I ＝ 3.4 V 40×10－3 A＝85 Ω. 【答案】 B7．在如图5甲所示的电路中，电阻R 的阻值为50 Ω，在ab 间加上如图乙所示的正弦交流电，则下面说法中正确的是( )甲 乙图5A ．交流电压的有效值为100 VB ．电流表示数为2 2 AC ．产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度为3.14 rad/sD ．在1 min 内电阻R 上产生的热量为1.2×104 J【解析】 从题图乙中可以看出，交流电压的峰值为100 2 V ，所以有效值U ＝100 V ，A 项正确；通过电阻的电流I ＝U R ＝2 A ，B 错误；交流电的周期为T ＝0.02 s ，ω＝2πT ＝314 rad/s ，C 错误，1 min 内Q ＝I 2Rt ＝1.2×104 J ，D 正确．【答案】 AD8．日常生活中，我们常用微波炉来加热食品，它是利用微波来工作的．接通电源后，220 V 的交流经过变压器后，在次级产生2 000 V 高压交流，加到磁控管两极之间，使磁控管产生微波．下列说法中正确的是( )A ．微波炉的变压器原、副线圈的匝数之比为11∶100B ．微波炉的变压器原、副线圈的匝数之比为100∶11C ．微波炉的输出功率是由输入功率决定的D ．微波炉的输入功率是由输出功率决定的【解析】 根据理想变压器的电压和匝数成正比，所以原副线圈的匝数比为11∶100，对于变压器，输入功率是由输出功率决定的．【答案】 AD9．如图6所示为一理想变压器，在原线圈输入电压不变的条件下，要提高变压器的输入功率，可采用的方法是( )图6A ．只增加原线圈的匝数B ．只增加副线圈的匝数C ．只减小用电器R 1的电阻D ．断开开关S【解析】 理想变压器的输入功率与输出功率相等．增加副线圈的匝数可提高副线圈两端的电压，在电阻不变时，副线圈中的电流也增大，输出功率增加；只减小用电器的电阻，电压不变，也能增大副线圈中的电流，增大输出功率．【答案】 BC10．如图7为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为2∶1，原线圈接有交流电压u ＝220sin 100πt (V)，图中电压表和电流表均为理想交流电表，R t 为负温度系数的热敏电阻(即当温度升高时，阻值减小)，R 1为定值电阻，C 为电容器．下列说法正确的是( )图7A ．电压表示数是110 VB ．交流电的频率为50 HzC ．通过R 1的电流始终为零D ．当R t 处温度升高时，电压表示数不变，电流表示数变大【解析】 原线圈所加交变电压的有效值为U 1＝2202 V ，由理想变压器的变压比公式U 1U 2＝n 1n 2，可得U 2＝n 2n 1U 1＝12×2202V ＝55 2 V ，选项A 错误；由交变电压的瞬时值表达式u ＝220sin 100πt (V)可知，该交变电流的频率f ＝100π2π Hz ＝50Hz ，选项B 正确；由于交变电流能对电容器进行充、放电，所以会有充、放电电流通过电阻R 1，选项C 错误；因变压器为理想变压器，线圈电阻不计，因此，电压表的示数不变，当R t 处的温度升高时，其电阻阻值变小，所以电流表的示数变大，选项D 正确．【答案】 BD二、非选择题(本题3小题，共40分)11．(10分)如图8(a)是汽车过桥时对不同类型桥面压力变化的实验．采用DIS 方法对模型进行测量，其结果如图8(b)中电脑屏幕所示．图8(1)图(a)中的传感器为________传感器；(2)图(a)中甲、乙、丙分别为三种不同类型的桥面．对于凸形桥甲，其相对应的压力图线应是图(b)电脑屏幕上的________(填“a ”“b ”或“c ”)；(3)如增大小球在斜槽上的高度，在图(b)中大致画出小球能过凸形桥甲时的压力图线．【解析】 (1)该传感器把力信号转化为电信号，属于力电传感器；(2)小球经过凸形桥甲的最高点时，压力小于重力，其相对应的图线应是电脑屏幕上的c ；(3)增大小球在斜槽上的高度，小球经凸形桥甲的最高点时压力更小，其图线与c 相比较，最低点应更低一些．【答案】 (1)力电 (2)c (3)图略，图线与c 相比较，最低点更低一些12．(15分)如图9甲所示，AB 间为交流电源，电压u ＝311 sin 100πt V ，经过某“过滤”装置P 后将图乙所示正弦交流电滤去一半，得到如图丙所示的交流电，求：图9(1)CD 间所获得的电压的周期为多大？(2)CD 间接有“220 V ,40 W”灯泡时其发光功率为多大？(3)CD 间能否连接“220 V ,20 μF ”的电容器？【解析】 (1)过滤前交流电的周期T ＝2πω＝2π100π＝0.02 s ，过滤后电压变化周期还是0.02 s ．(2)设题图丙所示交流电的有效值为U ，有⎝ ⎛⎭⎪⎫U m 22R ·T 2＝U 2R ·T ，U ＝12U m＝3112V．由P＝U2R知P40＝⎝⎛⎭⎪⎫311222202，得此时小灯泡的功率P＝20 W．(3)过滤后，电压的最大值不变，大小为311 V，电容器的电压“220 V”是击穿电压，所以不能直接连接在CD间．【答案】(1)0.02 s(2)20 W(3)不能13．(15分)半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为r、质量为m且质量分布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面，BA的延长线通过圆导轨中心O，装置的俯视图如图10所示．整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下．在内圆导轨的C点和外圆导轨的D点之间接有一阻值为R的电阻(图中未画出)．直导体棒在水平外力作用下以角速度ω绕O逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触．设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒和导轨的电阻均可忽略．重力加速度大小为g.求：图10(1)通过电阻R的感应电流的方向和大小；(2)外力的功率．【解析】根据右手定则、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律及能量守恒定律解题．(1)根据右手定则，得导体棒AB上的电流方向为B→A，故电阻R上的电流方向为C→D.设导体棒AB中点的速度为v，则v＝v A＋v B2而v A＝ωr，v B＝2ωr根据法拉第电磁感应定律，导体棒AB 上产生的感应电动势E ＝Br v根据闭合电路欧姆定律得I ＝E R ，联立以上各式解得通过电阻R 的感应电流的大小为I ＝3Bωr 22R .(2)根据能量守恒定律，外力的功率P 等于安培力与摩擦力的功率之和，即P ＝BIr v ＋f v ，而f ＝μmg解得P ＝9B 2ω2r 44R ＋3μmgωr 2. 【答案】 (1)方向为C →D 大小为3Bωr 22R(2)9B 2ω2r 44R ＋3μmgωr 2模块综合测评(二)(时间：60分钟 满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分，在每小题给出的四选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．一闭合线圈置于磁场中，若磁感应强度B 随时间变化的规律如图1乙所示，线圈中感应电动势E 随时间t 变化的图象是( )图1【解析】由E＝ΔΦΔt＝ΔBΔt·S可知，因磁感应强度B随时间变化的变化率ΔBΔt是分段恒定的，因此电动势E随时间变化的规律也是分段恒定的，故D正确．【答案】 D2．如图2所示电路中，线圈L与灯泡L A并联，当合上开关S后灯L A正常发光．已知，线圈L的电阻小于灯泡L A的电阻．则下列现象可能发生的是()图2A．当断开S时，灯泡L A立即熄灭B．当断开S时，灯泡L 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L A逐渐熄灭D．若把线圈L换成电阻，断开S时，灯泡L A突然闪亮一下，然后逐渐熄灭【解析】当断开S时，线圈L产生断电自感，灯泡L A突然闪亮一下，然后逐渐熄灭，B项正确，A项错误；若把线圈L换成电阻，断开S时，灯炮L A 立即熄灭，C、D均错误．【答案】 B3．理想变压器原、副线圈匝数之比n1∶n2＝2∶1，且在输入、输出回路中分别接有相同的纯电阻，如图3所示，原线圈接在电压为U的交流电源上，则副线圈的输出电压为()图3A.U2B．U3C ．25UD ．34U【解析】 设原线圈中的电流为I ，则副线圈中的电流为2I ；设原线圈的输入电压为U 1，则副线圈的输出电压为U 2＝U 12＝2IR ，所以U 1＝4IR ，而U ＝IR ＋U 1＝5IR ，所以副线圈的输出电压为U 2＝25U ，故正确选项为C.【答案】 C4.如图4所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L 供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其他条件不变，则( )图4A ．小灯泡变亮B ．小灯泡变暗C ．原、副线圈两端电压的比值不变D ．通过原、副线圈电流的比值不变【解析】 由于家庭电路上理想变压器为降压变压器，故n 1>n 2，当原、副线圈减少相同的匝数时，其变压比n ′1n ′2变大，根据U 1U 2＝n ′1n ′2，U 1一定，U 2变小，故小灯泡变暗，选项A 错误，选项B 正确；由U 1U 2＝n ′1n ′2知，原、副线圈电压的比值变大，选项C 错误；根据I 1I 2＝n ′2n ′1，则通过原、副线圈电流的比值变小，选项D 错误．【答案】 B5．为了能安全对某一高电压U 、大电流I 的线路进行测定，图中接法可行的是(绕组匝数n 1>n 2)( )【解析】电流互感器是将大电流变成便于测量的小电流，由I1I2＝n2n1知I2＝n1n2I1，副线圈的匝数应大于原线圈的匝数且测量时应串联在被测电路中，A、C错误；电压互感器是将高电压变成低电压，由U1U2＝n1n2知U2＝n2n1U1，n1应大于n2，且测量时应并联在待测电路中，B正确，D错误．【答案】 B6．两金属棒和三根电阻丝如图5连接，虚线框内存在均匀变化的匀强磁场，三根电阻丝的电阻大小之比R1∶R2∶R3＝1∶2∶3，金属棒电阻不计．当S1、S2闭合，S3断开时，闭合的回路中感应电流为I，当S2、S3闭合，S1断开时，闭合的回路中感应电流为5I；当S1、S3闭合，S2断开时，闭合的回路中感应电流是()图5A．0 B．3IC．6I D．7I【解析】由R1∶R2∶R3＝1∶2∶3得令R1＝R，R2＝2R，R3＝3R.S1、S2闭合时R1，R2组成闭合回路，有E1＝3IR；S2、S3闭合时R2，R3组成闭合回路，有E2＝25IR；则S1、S3闭合时R1，R3组成闭合回路，有E1＋E2＝4I x R，所以I x ＝7I.【答案】 D7．如图6所示，A是长直密绕通电螺线管．小线圈B与电流表连接，并沿A的轴线Ox从O点自左向右匀速穿过螺线管A.下面4个选项能正确反映通过电流表中电流I随x变化规律的是()图6【解析】通电螺线管产生稳定的磁场，磁场特征为：两极附近最强且不均匀，管内场强近似匀强．当小线圈穿过两极时，因磁场不均匀，故穿过小线圈的磁通量发生变化，产生感应电流，且因磁场的变化不同，故在小线圈中感应出方向相反的电流，小线圈在螺线管内部运动时，因穿越区域的磁感应强度不变，小线圈中没有感应电流产生．【答案】 C8．电吉他中电拾音器的基本结构如图7所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音．下列说法正确的有()图7A．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作B．取走磁体，电吉他将不能正常工作C．增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势D．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化【解析】铜不能被磁化，铜质弦不能使电吉他正常工作，选项A错误；取走磁体后，弦的振动无法通过电磁感应转化为电信号，音箱不能发声，选项B知，线圈的感应电动势正确；增加线圈匝数，根据法拉第电磁感应定律E＝NΔΦΔt变大，选项C正确；弦振动过程中，线圈中感应电流的磁场方向发生变化，则感应电流的方向不断变化，选项D正确．【答案】BCD9．照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的．可是我们在晚上七、八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些．这是因为用电高峰时() A．总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，每盏灯两端的电压较低B．总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，通过每盏灯的电流较小C．总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，输电线上损失的电压较大D．总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，每盏灯两端的电压较低【解析】在晚上七、八点钟时，电路上并联的灯较多，则根据并联电路的特点可知，此时总电阻比深夜时小，再由欧姆定律可知，供电线路上的电流大，输电线上损失的电压U损＝IR增大，每盏灯两端的电压也就较低．【答案】CD10．如图8所示边长为L的正方形闭合线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，以一条边为轴，以角速度ω匀速转动，转轴与B垂直，线圈总电阻为R，导线电阻不计，下列说法正确的是()图8A．电压表示数为BL2ω/8B．电压表示数为2BL2ω/8C．线圈转一周产生热量为πB2L4ω/R D．线圈转一周产生热量为2πB2L4ω/R【解析】由E m＝BL2ω，U有效＝E m2＝2BL2ω2，电压表测量的为14R上的电压，则U＝U有效4＝2BL2W8，Q＝⎝⎛⎭⎪⎫BL2ω2R2·R·T＝πB2L4ωR，故B、C正确．【答案】BC二、非选择题(本题3小题，共40分)11．(10分)(1)按图9所示连接好电路，合上S和S′，发现小灯泡不亮，用电吹风对热敏电阻吹一会儿，会发现小灯泡发光了，原因是________________________________________________________________．图9(2)若将热敏电阻换成光敏电阻，合上S和S′，发现小灯泡发光，用黑纸包住光敏电阻后，小灯泡熄灭，其原因是___________________________________ _________________________________________________________________.【解析】(1)热敏电阻阻值较大，左侧电路电流较小，电磁铁磁性较弱，吸不住衔铁，小灯泡不亮，电吹风对热敏电阻加热，使其阻值变小，电路中电流增大，电磁铁磁性增强吸住衔铁，使上、下触点接触，小灯泡发光；(2)用黑纸包住后，光敏电阻的阻值增大，左侧电路电流减小，继电器触点断开，造成小灯泡熄灭．【答案】见解析12．(15分)如图10甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场．已知线圈的匝数n ＝100匝，总电阻r ＝1.0 Ω，所围成矩形的面积S ＝0.040 m 2，小灯泡的电阻R ＝9.0 Ω，磁场的磁感应强度按如图乙所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为e ＝nB m S 2πT ·cos 2πT t ，其中B m 为磁感应强度的最大值，T 为磁场变化的周期，不计灯丝电阻随温度的变化，求：甲 乙图10(1)线圈中产生感应电动势的最大值；(2)小灯泡消耗的电功率；(3)在磁感应强度变化的0～T 4的时间内，通过小灯泡的电荷量．【解析】 (1)由图象知，线圈中产生的交变电流的周期T ＝3.14×10－2 s ， 所以E m ＝nB m Sω＝2πnB m ST ＝8.0 V .(2)电流的最大值I m ＝E m R ＋r ＝0.80 A 有效值I ＝I m 2＝225 A 小灯泡消耗的电功率P ＝I 2R ＝2.88 W.(3)在0～T 4时间内，电动势的平均值E －＝nS ΔB Δt平均电流I －＝E－R ＋r ＝nS ΔB(R ＋r )Δt流过灯泡的电荷量Q ＝I －Δt ＝nS ΔB R ＋r＝4.0×10－3 C ．【答案】 (1)8.0 V (2)2.88 W (3)4.0×10－3 C13．(15分)如图11甲所示，两根足够长的直金属导轨MN 、PQ 平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L.M、P两点间接有阻值为R的电阻．一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直．整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下．导轨和金属杆的电阻可忽略．让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦．图11(1)由b向a方向看到的装置如图14乙所示，请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图；(2)在加速下滑过程中，当ab杆的速度大小为v时，求ab杆中的电流及其加速度的大小；(3)求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值．【解析】(1)如图所示，重力mg，竖直向下；支持力N，垂直斜面向上；安培力F，沿斜面向上．(2)当ab杆速度为v时，感应电动势E＝BL v，此时电路中电流I＝ER＝BL vRab杆受到安培力F＝BIL＝B2L2v R根据牛顿运动定律，有ma＝mg sin θ－F＝mg sin θ－B2L2v R，a＝g sin θ－B2L2v mR.(3)当B2L2vR＝mg sin θ时，ab杆达到最大速度v m＝mgR sin θB2L2.【答案】(1)见解析(2)BL vR g sin θ－B2L2vmR(3)v m＝mgR sin θB2L2。
最新高中物理选修3-2测试题全套及答案解析(教科版)
最新高中物理选修3-2测试题全套及答案解析(鲁科版) 本文档含本书的模块测试和期中,期末试题,共3套,带答案解析,适合测试和自我提高模块综合检测(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S1B．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.12．(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．图11(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(2)若电压表V2的读数为U0，则I＝________.姓名：________班级：________学号：________得分：________(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)图14三、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104kW，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x＝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R1和R2，其中R1＝4.0 Ω、R2＝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R1、R2外其余电阻不计，g取10 m/s2，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＝362.5 Ω＝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＝－50V ．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(0.21 mA,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)8×104 V (2)3.2×103 V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 ＝107125 V ＝8×104 V(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Fx ＝12m v 2因为导体棒进入磁场时恰好做匀速直线运动所以F ＝BId ＝B Bd vR ＋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 ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫Bd v R ＋R L 2·R L ＝5.12 W 16．(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tt ＝y Oc v ，y ＝52 m ，t ＝56 s滑过OC 段产生的热量 Q ＝E 2有R 并t ，Q ＝1.25 J.期中综合检测(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．与x 轴夹角为30°的匀强磁场的磁感应强度为B ，如图1所示，长为L 的金属杆在匀强磁场中运动时始终与xOy 平面垂直(图中小圆为其截面)，以下哪些情况一定能在杆中获得方向相同、大小为BL v 的感应电动势( )图1①杆以2v 速率向＋x 方向运动 ②杆以速率v 垂直磁场方向运动③杆以速率233v 沿＋y 方向运动 ④杆以速率233v 沿－y 方向运动A ．①和②B ．①和③C ．②和④D ．①和④2．两个闭合的金属环穿在一根光滑的绝缘杆上，如图2所示，当条形磁铁的S 极自右向左插向圆环时，环的运动情况是( )图2A ．两环同时向左移动，间距增大B ．两环同时向左移动，间距变小C ．两环同时向右移动，间距变小D ．两环同时向左移动，间距不变3．如图3所示，MSNO 为同一根导线制成的光滑导线框，竖直放置在水平方向的匀强磁场中，OC 为一可绕O 轴始终在轨道上滑动的导体棒，当OC 从M 点无初速度释放后，下列说法中正确的是( )图3A ．由于无摩擦存在，导体棒OC 可以在轨道上往复运动下去B ．导体棒OC 的摆动幅度越来越小，机械能转化为电能 C ．导体棒OC 在摆动中总受到阻碍它运动的磁场力D ．导体棒OC 只有在摆动加快时才受到阻碍它运动的磁场力4．一无限长直导体薄板宽为l ，板面与z 轴垂直，板的长度方向沿y 轴，板的两侧与一个电压表相接，如图4所示，整个系统放在磁感应强度为B 的均匀磁场中，B 的方向沿z 轴正方向．如果电压表与导体平板均以速度v 向y 轴正方向移动，则电压表指示的电压值为( )图4A ．0 B.12v Bl C ．v Bl D ．2v Bl5．如图5甲所示，光滑导体框架abcd 水平放置，质量为m 的导体棒PQ 平行于bc 放在ab 、cd 上，且正好卡在垂直于轨道平面的四枚光滑小钉之间，回路总电路为R ，整个装置放在垂直于框架平面的变化的磁场中，磁场的磁感应强度B 随时间t 的变化情况如图乙所示(规定磁感应强度方向向上为正)，则在时间0～t 内，关于回路内的感应电流I 及小钉对PQ 的弹力N ，下列说法中正确的是( )图5A ．I 的大小是恒定的B ．I 的方向是变化的C ．N 的大小是恒定的D ．N 的方向是变化的6．铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号，以确定火车的位置．有一种磁铁能产生匀强磁场，被安装在火车首节车厢下面，如图6所示(俯视图)，当它经过安装在两铁轨之间的线圈时，便会产生一种电信号被控制中心接收到．当火车以恒定的速度v 通过线圈时，下面四个选项中的图象能正确表示线圈两端的电压随时间变化的关系是( )图67．如图7所示，线圈的自感系数L 和电容器的电容C 都很小(如：L ＝1 mH ，C ＝200 pF)，此电路的作用是( )图7A ．阻直流、通交流，输出交流B ．阻交流、通直流、输出直流C ．阻低频、通高频、输出高频交流D ．阻高频、通低频、输出低频交流和直流8．有一边长为L 的正方形导线框，质量为m ，由高度H 处自由下落，如图8所示，其下边ab 进入匀强磁场区域后，线圈开始减速运动，直到其上边cd 刚好穿出磁场时，速度减为ab 边刚进入磁场时速度的一半，此匀强磁场的宽度也是L ，线框在穿过匀强磁场的过程中产生的电热是( )图8A ．2mgLB ．2mgL ＋mgHC ．2mgL ＋34mgHD ．2mgL ＋14mgH9．如图9所示，两光滑平行导轨水平放置在匀强磁场中，磁场垂直于导轨所在的平面向里，金属棒ab 可沿导轨自由滑动，导轨一端跨接一个定值电阻R ，导轨电阻不计，现将金属棒沿导轨由静止向右拉．若保持拉力恒定，当速度为v 时，加速度为a 1，最终以速度2v 做匀速运动；若保持拉力的功率恒定，当速度为v 时，加速度为a 2，最终也以速度2v 做匀速运动，则( )图9A ．a 2＝a 1B ．a 2＝2a 1C ．a 2＝3a 1D ．a 2＝4a 1 10．在生产实际中，有些高压直流电路含有自感系数很大的线圈，当电路中的开关S 由闭合到断开时，线圈中产生很高的自感电动势，使开关S 处产生电弧，危及操作人员的人身安全．为了避免电弧的产生，可在线圈处并联一个元件，如图所示的方案中可行的是( )题号12345678910答案二、填空题(本题共2小题，共12分)11．(6分)如图10所示，两水平放置的金属板相距为d，用导线与一个n匝线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场中．若金属板间有一质量m、带电荷量＋q的微粒恰好处于平衡状态，则磁场的变化情况是________，磁通量的变化率为________．12．(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，穿过其外壳地磁场的磁通量将不断变化，这样将会导致________产生，从而消耗空间站的能量．为了减少这类损耗，国际空间站的外壳材料的电阻率应尽可能选用______(填“大”或“小”)一些的．图10姓名：________班级：________学号：________得分：________三、计算题(本题共4小题，共48分)13．(10分)如图11所示，电阻为r0的金属棒OA以O为轴可以在电阻为4r0的圆环上滑动，外电阻R1＝R2＝4r0，其他电阻不计．如果OA棒以某一角速度匀速转动时电阻R1的电功率最小值为P0，求OA 棒匀速转动的角速度．图1114．(12分)两根光滑的长直金属导轨MN、M′N′平行置于同一水平面内，导轨间距为l，电阻不计，M、M′处接有如图12所示的电路，电路中各电阻的阻值均为R，电容器的电容为C.长度也为l、阻值同为R的金属棒ab垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中．ab在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触，在ab运动距离为s的过程中，整个回路中产生的焦耳热为Q.求：图12(1)ab运动速度v的大小；(2)电容器所带的电荷量q.15．(10分)光滑平行金属导轨长L ＝2.0 m ，两条导轨之间的距离d ＝0.10 m ，它们所在的平面与水平方向之间的夹角θ＝30°，导轨上端接一个阻值为R ＝0.80 Ω的电阻，其他电阻不计．导轨放在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B ＝0.4 T ，有一金属棒ab 其质量m ＝500 g ，垂直放在导轨的最上端，如图13所示．当ab 从最上端由静止开始滑下，直到滑离轨道时，电阻R 上放出的热量Q ＝1 J ，g ＝10 m/s 2，求ab 在下滑的过程中，通过R 上的最大电流．图1316．(16分)如图14所示，abcd 为静止于水平面上宽度为L 、长度很长的U 形金属滑轨，bc 边接有电阻R ，其他部分电阻不计．ef 为一可在滑轨平面上滑动、质量为m 的均匀金属棒．现金属棒通过一水平细绳跨过定滑轮，连接一质量为M 的重物，一匀强磁场B 垂直滑轨平面．重物从静止开始下落，不考虑滑轮的质量，且金属棒在运动过程中均保持与bc 边平行．忽略所有摩擦力．则：图14(1)当金属棒做匀速运动时，其速率是多少？(忽略bc 边对金属棒的作用力)；(2)若重物从静止开始至匀速运动时下落的总高度为h ，求这一过程中电阻R 上产生的热量．期中综合检测 答案1．D [根据E ＝BLv sin θ可知四种情况下产生的感应电动势均为BLv ，再由右手定则判断四种情况下电流的方向，符合题意的是D.]2．B [由楞次定律可知，两金属环将向左运动，来阻碍穿过它们的磁通量的增加．另外，两金属环中会产生同方向的感应电流，因此它们还会因相互吸引而靠近．]3．BC [导体棒OC 在摆动时，OCSN 组成的闭合回路的磁通量不断变化，回路中产生感应电流，使导体棒摆动时的机械能转化为电能，故A 错误，B 正确；无论导体棒向哪个方向运动，安培力总是阻碍其运动，故C 正确，D 错误．]4．A [整个金属板在切割磁感线，相当于是个边长为l 的导线在切割磁感线，而连接电压表的边也在切割磁感线，这两个边是并联关系，整个回路中电流为零，所以电压表测得的数值为0.]5．AD [由E ＝ΔB Δt ·S ，ΔBΔt 恒定，所以回路中感应电动势E 恒定，I 的大小和方向均恒定，A 正确，B错误；水平方向，导体棒PQ 受力平衡，由N ＝F 安＝BIL 可知，N 将随B 的大小和方向的变化而变化，故C 错误，D 正确．]6．C [当火车下面的磁场刚接触线圈时，线圈中有一边切割磁感线，产生的感应电动势为E ＝BLv ；当磁场完全进入时，穿过线圈的磁通量不发生变化，无感应电动势；当磁场要离开线圈时，线圈中又有另一边在切割磁感线，产生感应电动势E ＝BLv .根据右手定则判断知，两段时间内产生的感应电动势方向相反．故选项C 正确．]7．D [因自感系数L 很小，所以对低频成分的阻碍作用很小，这样直流和低频成分能顺利通过线圈，电容器并联在电路中，起旁路作用，因电容C 很小，对低频成分的阻碍作用很大，而对部分通过线圈的高频成分阻碍作用很小，被它旁路，最终输出的是低频交流和直流．]8．C [线圈穿过磁场的过程中，由动能定理2mgL －W F ＝12m (v 2)2－12m v 2，而v 2＝2gH ；则产生的电热为Q ＝W F ＝2mgL ＋34mgH .]9．C [第一种模式拉动时，设拉力为F ，由于最终速度为2v ，即匀速，有F ＝BI 1L ，I 1＝BL 2vR，所以F ＝2B 2L 2v R，当速度是v 时ab 棒所受安培力为F 1.同理可得F 1＝B 2L 2vR，此时的加速度为a 1.由牛顿第二定律得F －F 1＝ma 1.联立以上各式得a 1＝B 2L 2vmR.第二种模式拉动时，设外力的恒定功率为P ，最终的速度也是2v ，由能量关系可知P ＝I 21R ＝4B 2L 2v 2R .速度为v 时，ab 棒所受的外力为F 2，有P ＝F 2v ，此时的加速度为a 2，ab 棒所受的安培力仍为F 1，根据牛顿第二定律得F 2－F 1＝ma 2，联立有关方程可以解得a 2＝3B 2L 2vmR，所以有a 2＝3a 1.]10．D [在D 选项中，S 闭合，二极管不导通，线圈中有由小到大的电流，稳定后电流保持不变；断开S ，二极管与线圈L 构成回路，二极管处于导通状态，可避免开关S 处产生电弧．]11．均匀减弱 mgdnq解析 微粒处于平衡状态表明电场稳定，电压稳定，故B 应均匀变化，又由楞次定律知，B 应减弱．由q U d ＝mg 又由U ＝E ＝n ΔΦΔt 得ΔΦΔt ＝mgd nq . 12．涡流 大解析 穿过空间站外壳的磁通量发生变化，金属材料的外壳中将自成回路，产生感应电流．为了降低这个损耗，应让产生的感应电流越小越好，也就是说，材料的电阻率越大越好．第一个空可填“涡流”或“电磁感应”；第二个空填“大”．13.8P 0r 0BL 2解析 OA 棒转动时感应电动势为E ＝12BL 2ω，等效电路如图所示，棒转动时，R 1的功率变化，当棒的A 端处于环的最上端时，环的电阻最大，此时r 1＝r 2＝2r 0，总电阻为R ＝r 0＋r 1r 2r 1＋r 2＋R 1R 2R 1＋R 2＝4r 0，R 1的最小功率为P 0＝⎝⎛⎭⎫E 2R 2R 1＝B 2L 4ω264r 0，解得ω＝8P 0r 0BL 2.14．(1)4QR B 2l 2s (2)CQRBls解析 (1)设ab 上产生的感应电动势为E ，回路中电流为I ，ab 运动距离s ，所用的时间为t ，则有 E ＝Bl v I ＝E 4R v ＝s tQ ＝I 2(4R )t由上述方程得v ＝4QRB 2l 2s(2)设电容器两极板间的电势差为U ，则有U ＝IR 电容器所带电荷量q ＝CU解得q ＝CQRBls15．0.174 A解析 棒ab 在导轨的最上端由静止下滑的过程中，开始一段时间内，速度逐渐增大，回路产生的感应电流也逐渐增大，ab 所受安培力逐渐增大，ab 所受的的合力逐渐减小，加速度也逐渐减小．可能出现两种情况，一种情况是ab 棒离开导轨前，加速度已减为0，这时以最大速度匀速下滑；另一种情况是ab 棒离开导轨时，ab 仍然有加速度．根据题中条件，无法判定ab 离开导轨时，是否已经达到匀速下滑的过程．但无论哪种情况，ab 离开导轨时的速度，一定是运动过程中的最大速度，求解运动过程不太清楚的问题，用能量守恒比较方便．设ab 棒离开导轨时的速度为v m ，由能量守恒定律得mgL sin θ＝12m v 2m＋Q ，上式表明，ab 在下滑过程中，重力势能的减少量，等于ab 离开导轨时的动能和全过程中产生的热量的总和，由上式可得v m ＝ 2mgL sin 30°－2Qm＝2×0.5×10×2×0.5－2×10.5m/s＝4 m/s最大感应电动势E m ＝B ⊥d v m ，B ⊥是B 垂直ab 棒运动速度方向上的分量，由题图可知B ⊥＝B cos 30°， E m ＝B ⊥d v m ＝Bd v m cos 30°＝0.4×0.1×4×32V ＝0.139 V 最大电流I m ＝E m R ＝0.1390.8A ＝0.174 A. 16．(1)MgRB 2L 2 (2)Mg [2hB 4L 4－(M ＋m )MgR 2]2B 4L 4解析 视重物M 与金属棒m 为一系统，使系统运动状态改变的力只有重物的重力与金属棒受到的安培力．由于系统在开始的一段时间里处于加速运动状态，由此产生的安培力是变化的，安培力做功属于变力做功．系统的运动情况分析可用简图表示如下：棒的速度v ↑BL v ,棒中产生的感应电动势E ↑E /R,通过棒的感应电流I ↑――→BIL棒所受安培力F安↑――→Mg －F 安棒所受合力F 合↓――→F 合/(M ＋m )棒的加速度a ↓.(1)当金属棒做匀速运动时，金属棒受力平衡，即当a ＝0时，有Mg －F 安＝0，又F 安＝BIL ，I ＝E R ，E ＝BL v ，解得v ＝MgRB 2L 2(2)题设情况涉及的能量转化过程可用简图表示如下： M 的重力势能−−−−→重力做功⎣⎢⎢⎡系统匀速运动时的动能被转化的动能――→安培力做负功电能――→电流做功内能，由能量守恒定律有Mgh ＝(M ＋m )v 22＋Q ，解得Q ＝Mg [2hB 4L 4－(M ＋m )MgR 2]2B 4L 4.期末综合检测(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)图11．铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落，如图1所示，在下落过程中，下列判断中正确的是( )A ．金属环机械能守恒B ．金属环动能的增加量小于其重力势能的减少量C ．金属环的机械能先减小后增大D ．磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力2．如图2所示，一宽40 cm 的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里．一边长为20 cm 的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v ＝20 cm/s 通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场的时刻t ＝0，在以下四个图线中，正确反映感应电流随时间变化规律的是( )图23．如图3所示，两个互连的金属圆环，粗金属环的电阻是细金属环电阻的12.磁场垂直穿过粗金属环所在区域，当磁感应强度随时间均匀变化时，在粗环内产生的感应电动势为E ，则a 、b 两点间的电势差为( )图3A.12EB.13EC.23E D ．E 4．如图4甲、乙所示的电路中，电阻R 和自感线圈L 的电阻值都很小，且小于灯泡S 的电阻，接通K ，使电路达到稳定，灯泡S 发光，则( )图4A ．在甲图中，断开K 后，S 将逐渐变暗B ．在甲图中，断开K 后，S 将先变得更亮，然后才变暗C ．在乙图中，断开K 后，S 将逐渐变暗D ．在乙图中，断开K 后，S 将先变得更亮，然后才变暗5．如图5所示，在闭合铁芯上绕着两个线圈M 和P ，线圈P 与电流表构成闭合回路，若在t 1至t 2这段时间内，观察到通过电流表的电流方向自上向下(即为由c 经电流表至d )，则可判断出线圈M 两端的电势差U ab 随时间t 的变化情况可能是下图中的( )图56．多数同学家里都有调光台灯、调速电风扇．过去是用变压器来实现上述调节的，缺点是成本高、体积大、效率低，且不能任意调节灯的亮度或电风扇转速．现在的调光台灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现调节的．如图6所示为一个经过双向可控硅电子元件调节后加在电灯上的电压，即在正弦交流电的每一个12周期中，前面的14被截去，调节台灯上旋钮可以控制截去多少，从而改变电灯上的电压．则现在电灯上的电压为( )。
人教版高中物理选修3-2测试题及答案解析全套
人教版高中物理选修3-2测试题及答案解析全套含模块综合测试题，共4套第四章电磁感应(时间：50分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分，第1～5小题中只有一个选项符合题意，第6～8小题中有多个选项符合题意，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1.如图1所示，大圆导线环A中通有电流，方向如图所示，另在导线环所在的平面画一个圆B，它的一半面积在A环内，另一半面积在A环外。
则B圆内的磁通量()图1A．为零B．垂直纸面向里C．垂直纸面向外D．条件不足，无法判断解析：选B根据右手螺旋定则可知，A产生的磁场在A线圈内部垂直纸面向里，在外部垂直纸面向外，由于磁感线是闭合的曲线，所以A内部的磁感线一定比A外部的磁感线要密一些，所以B项正确。
2.如图2所示，a为圆形金属环，b为直导线，且b垂直环面穿过圆环中心()图2A．若直导线b中通入恒定电流，金属环a中会产生感应电流B．若直导线b中通入交变电流，金属环a中会产生感生电流C．若直导线b中通入恒定电流，同时让直导线b绕过圆环中心的水平轴在竖直平面内转动，金属环a中会产生感应电流D．以上三种说法均不对解析：选D产生感应电流的条件是闭合回路中磁通量发生变化，不管b中通入什么样的电流，穿过a 中的磁通量始终为0，D 对。
3．半径为r 带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d ，如图3甲所示。
有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图乙所示。
在t ＝0时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为q 的静止微粒。
则以下说法正确的是( )图3A ．第2秒内上极板为正极B ．第3秒内上极板为负极C ．第2秒末微粒回到了原来位置D ．第2秒末两极板之间的电场强度大小为0.2 πr 2/d解析：选A 根据楞次定律，结合图像可以判断：在0～1 s 内，下极板为正极，上极板为负极；第2秒内上极板为正极，下极板为负极；第3秒内上极板为正极，下极板为负极；第4秒内上极板为负极，下极板为正极，故A 选项正确，B 选项错误。
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高中物理选修3-2综合测试题
一、选择题（2×25=50分）
1.如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度的大小随时间变化。
下列说法中正确的是（ ）
①当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小
②当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大
③当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大
④当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变
A.只有②④正确
B.只有①③正确
C.只有②③正确
D.只有①④正确 2.一飞机在北半球的上空以速度v 水平飞行，飞机机身长为a ，翼展为b ；该空间地磁场磁感应强度的水平分量为B 1，竖直分量为B 2；驾驶员左侧机翼的端点用A 表示，右侧机翼的端点用B 表示，用E 表示飞机产生的感应电动势，则（ ）
A.E =B 1vb ，且A 点电势低于B 点电势
B.E =B 1vb ，且A 点电势高于B 点电势
C.E =B 2vb ，且A 点电势低于B 点电势
D.E =B 2vb ，且A 点电势高于B 点电势
3.如图，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N 极朝下。
当磁铁向下
运动时（但未插入线圈内部）（ ） A.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引
B.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥
C.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引
D.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥
4.如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i 随时间t 的变化关系如图乙所示.在0-T /2时间内，直导线中电流向上，则在T /2-T 时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力情况是（ ） A.感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左 B.感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向右 C.感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右 D.感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向左
5.图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l ，磁场方向垂直纸
面向里.abcd 是位于纸面内的梯形线圈，ad 与bc 间的距离也为l.t=0时刻，bc
边与磁场区域边界重合（如图）.现令线圈以恒定的速度v 沿垂直于磁场区域边界
的方向穿过磁场区域.取沿a →b →c →d →a 的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区
域的过程中，感应电流I 随时间t 变化的图线可能是（ ）
6.如图所示电路中，A 、B 是两个完全相同的灯泡，L 是一个理想电感线圈，当S 闭合与断开时，B t i i T T /2 O i 0 -i 0 甲 乙N S 2l /v O l /v t
I O l /v 2l /v t I 2l /v O l /v t I 2l /v O l /v t I
A B C D
- 2 - A 、B 的亮度情况是（ ）
A.S 闭合时，A 立即亮，然后逐渐熄灭
B.S 闭合时，B 立即亮，然后逐渐熄灭
C.S 闭合足够长时间后，B 发光，而A 不发光
D.S 闭合足够长时间后，B 立即熄灭发光，而A 逐渐熄灭
7.铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输
信号以确定火车的位置。
能产生匀强磁场的磁铁，
被安装在火车首节车厢下面，如图(甲)所示(俯视
图)。
当它经过安放在两铁轨间的线圈时，便会产
生一电信号，被控制中心接收。
当火车通过线圈
时，若控制中心接收到的线圈两端的电压信号为
图(乙)所示，则说明火车在做（ ）
A.匀速直线运动
B.匀加速直线运动
C.匀减速直线运动
D.加速度逐渐增大的变加速直线运动
8.图甲中的a 是一个边长为为L 的正方向导线框，其电阻为R .线框以恒定速度v 沿x 轴运动，并穿过图中所示的匀强磁场区域b .如果以x 轴的正方向作为力的正方向。
线框在图示位置的时刻作为时
间的零点，则磁场对线框的作用力F 随时间变化的图线应为图乙中的哪个图？（ ）
9.如图所示，将一个正方形导线框ABCD 置于一个范围足够大的匀强磁场中，磁场方向与其平面垂直．现在AB 、CD 的中点处连接一个电容器，其上、下极板分别为a 、b ，让匀强磁场以某一速度水平向右匀速移动，则（ ）
A.ABCD 回路中没有感应电流
B.A 与D 、B 与C 间有电势差
C.电容器a 、b 两极板分别带上负电和正电
D.电容器a 、b 两极板分别带上正电和负电
10.如图一所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg 处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab 与金属框架接触良好.在两根导轨的端点d 、e 之间连接一电阻，其他部分电阻忽略不计。
现用一水平向右的外力F 作用在金属杆ab 上，使金属杆由静止开始向右在框架上滑动，运动中杆ab 始终垂直于框架.图二为一段时间内金属杆受到的安培力f 随时间t 的变化关系，则图三中可以表示外力F 随时间t 变化关系的图象是（ ）
L A B R S
C F t/L •v O 1 2 3 4 5 B
F t/L •v -1
O 1 2 3 4 5 A F t/L •v O 1 2 3 4 5 C F t/L •v -1 O 1 2 3 4 5 D 图乙 x
3L a b L b D Ab B a a b d e 左 右 图一
f t O θ 图二 F O
θ 图三 F O F
O θ F O θ A B C D
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11.在水平桌面上，一个面积为S 的圆形金属框置于匀强磁场中，
线框平面与磁场垂直，磁感应强度B 1随时间t 的变化关系如图⑴所示。
0~1s 内磁场方向垂直线框平面向下。
圆形金属框与一个水平的平行金
属导轨相连接，导轨上放置一根导体棒，导体棒的长为L 、电阻为R ，
且与导轨接触良好，导体棒处于另一匀强磁场中，其磁感应强度恒为
B 2，方向垂直导轨平面向下，如图⑵所示。
若导体棒始终保持静止，
则其所受的静摩擦力f 随时间变化的图象是下图中的（设向右为静摩
擦力的正方向） （ ）
12.如图所示，两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平面，导轨上横放着两根相同的导体棒ab 、cd 与导轨构成矩形回路。
导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧，两棒的中间用细线绑住，它们的电阻均为R ，回路上其余部分的电阻不计。
在导轨平面内
两导轨间有一竖直向下的匀强磁场。
开始时，导体棒处于静止状态。
剪断细线后，导体棒在运动过程中 （ ）
A.回路中有感应电动势
B.两根导体棒所受安培力的方向相同
C.两根导体棒和弹簧构成的系统机械能守恒
D.两根导体棒和弹簧构成的系统机械能不守恒
13.阻值为10Ω的电阻接到电压波形如图所示的交流电源上。
以下说法中正确的是 （ ）
A ．电压的有效值为10V
B ．通过电阻的电流有效值为22A
C ．电阻消耗电功率为5W
D ．电阻每秒种产生的热量为10J
14．如图所示，从匀强磁场中把不发生形变的矩形线圈匀速拉出磁场区，如果两
次拉出的速度之比为1∶2，则两次线圈所受外力大小之比F 1∶F 2、线圈发热之比
Q 1∶Q 2、通过线圈截面的电量q 1∶q 2之比分别为（ ）
A ．F 1∶F 2＝2∶1，Q 1∶Q 2＝2∶1，q 1∶q 2＝2∶1
B ．F 1∶F 2＝1∶2，Q 1∶Q 2＝1∶2，q 1∶q 2＝1∶1
C ．F 1∶F 2＝1∶2，Q 1∶Q 2＝1∶2，q 1∶q 2＝1∶2
D ．F 1∶F 2＝1∶1，Q 1∶Q 2＝1∶1，q 1∶q 2＝1∶1
15．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 B 1/T t /s O 123456 ⑴ B 2 B 1 ⑵ 123456 f t /s O f 123456 t /s
O 123456 f
t /s O 123456 f t /s O A
B C D
a c
b d 第14题图 a b c
d I。