学年高中物理综合检测A新人教版选修32Word格式文档下载.docx

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图1

A.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　B

3.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Ua、Ub、Uc和Ud.下列判断正确的是（　　）

图2

A.Ua＜Ub＜Uc＜Ud　　　　　B.Ua＜Ub＜Ud＜Uc

C.Ua＝Ub＜Uc＝UdD.Ub＜Ua＜Ud＜Uc

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：

Ua＝BLv·

＝，Ub＝BLv·

＝，Uc＝B2Lv·

＝，Ud＝B2Lv·

＝，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，其直流电阻等于电阻R的阻值.电源电压恒定不变，当开关K闭合时，下列说法正确的是（　　）

图3

A.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

5.如图4甲，R0为定值电阻，两金属圆环固定在同一绝缘平面内.左端连接在一周期为T0的正弦交流电源上，经二极管整流后，通过R0的电流i始终向左，其大小按图乙所示规律变化.规定内圆环a端电势高于b端时，a、b间的电压uab为正，下列uabt图象可能正确的是（　　）

图4

答案　C

解析　由题图乙知，0～0.25T0，外圆环电流逐渐增大且逐渐减小，根据安培定则，外圆环内部磁场方向垂直纸面向里，磁场逐渐增强且逐渐减小，根据楞次定律知内圆环a端电势高，所以uab>

0，根据法拉第电磁感应定律uab＝＝知，uab逐渐减小；

t＝0.25T0时，＝0，所以＝0，uab＝0；

同理可知0.25T0<

t<

0.5T0时，uab<

0，且|uab|逐渐增大；

0.5T0～T0内重复0～0.5T0的变化规律.故选项C正确.

6.如图5所示，10匝矩形线框在磁感应强度B＝T的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴OO′以角速度ω＝100rad/s匀速转动，线框电阻不计，面积为S＝0.3m2，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“0.3W,30Ω”）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0.04A，则下列判断不正确的是（　　）

图5

A.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30cos（100t）V

B.理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1

C.灯泡L2的额定功率为0.9W

D.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Um＝nBSω＝10×

×

0.3×

100V＝30V；

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＝Umcosωt＝30cos（100t）V，故A正确.变压器输入电压的有效值为U1＝＝30V.开关闭合时两灯泡均正常发光，所以U2＝＝V＝3V，所以＝＝＝，故B正确.原线圈的输入功率为P1＝U1I1＝30×

0.04W＝1.2W.由于原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，所以PL2＝P1－PL1＝1.2W－0.3W＝0.9W，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.

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.如图6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，线圈电阻为2Ω，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1A，下列说法中正确的是（　　）

图6

A.线圈中电流的最大值为A

B.线圈消耗的电功率为4W

C.任意时刻线圈中的感应电流为i＝2sin（t）A

D.任意时刻线圈中的感应电流为i＝2cos（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＝Emsinωt，则感应电流i＝＝sinωt，由题给条件有：

1A＝×

，解得Em＝4V，则Im＝2A，I有效＝A，线圈消耗的电功率P＝IR＝4W，选项A错误，选项B正确.i＝Imsinωt＝2sin（t）A，故选项C正确，D错误.

8.在如图7a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b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（　　）

图7

A.磁感应强度B0＝

B.线框中感应电流为I＝2

C.线框cd边的发热功率为P

D.a端电势高于b端电势

解析　由题图b可知，线框中产生的感应电动势恒定，线框ab边的发热功率为P＝，感应电动势E＝S＝·

＝，所以B0＝，A错误；

由P＝I2R可得线框中的感应电流I＝2，B正确；

cd边电阻等于ab边电阻，而两边流过的电流相等，因此发热功率相等，C正确；

由楞次定律可判断，线框中感应电流方向为adcba方向，因此a端电势比b端低，D错误.

9.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8

A.保持P的位置不变，S由b切换到a

B.保持P的位置不变，S由a切换到b

C.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

10.如图9甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线a、b所示，则（　　）

图9

A.两次t＝0时刻线圈平面均与中性面重合

B.曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3

C.曲线a表示的交变电动势频率为25Hz

D.曲线b表示的交变电动势有效值为10V

解析　从题图乙可知，两次转动都是从中性面开始计时的，故A正确.从题图乙可知，曲线a、b对应的线圈转动的周期之比为2∶3，则转速之比为3∶2，故B错误.由题图乙可知曲线a的周期Ta＝4×

10－2s，则曲线a表示的交变电动势频率fa＝＝25Hz，故C正确.交变电动势的最大值Em＝nBSω，则曲线a、b表示的交变电动势的峰值之比为Ema∶Emb＝ωa∶ωb＝3∶2，即Emb＝Ema＝10V，故曲线b表示的交变电动势的有效值为E有＝V＝5V，D错误.

三、填空题（本题共2小题，共10分）

11.（4分）如图10是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图.门打开时，红外光敏电阻R3受到红外线照射，电阻减小；

门关闭时会遮蔽红外线源（红外线源没有画出）.经实际试验，灯的亮、灭能反映门的开、关状态.

图10

（1）门打开时R2两端的电压U2与门关闭时相比______（选填“增大”或“减小”）；

（2）门打开时________（选填“红”或“绿”）灯亮.

答案　

（1）减小　

（2）红

解析　当门打开时，R3受红外线照射，电阻减小，从而使并联电路总电阻减小，总电流增大，R2两端的电压减小，通过R2的电流减小，故通过R3的电流增大，线圈产生的磁场增强，吸引衔铁，红灯亮.

12.（6分）如图11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11

（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46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.（10分）发电机转子是边长为0.2m的正方形，线圈匝数为100匝，内阻为8Ω，初始位置如图12所示，以ad、bc中点连线为轴以600r/min的转速在磁感应强度为T的匀强磁场中转动，灯泡电阻为24Ω，则：

图12

（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）灯泡实际消耗的功率为多大？

答案　

（1）e＝80sin（20πt）V　

（2）75W

解析　

（1）线圈转动的角速度ω＝20πrad/s，感应电动势的最大值为Em＝nBSω＝80V

瞬时值表达式e＝80sin（20πt）V

（2）感应电动势的有效值E＝V＝40V，电流为I＝＝A＝A

灯泡实际消耗的功率P＝I2R＝75W

14.（10分）如图13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×

104W，电厂输出电压仅350V，为了减少输送功率损失，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4Ω，允许损失的功率为输送功率的5%，求用户所需电压为220V时，升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比各是多少？

图13

答案　1∶8　133∶11

解析　损失的电功率

ΔP＝9.8×

104×

0.05W＝4900W

输电线上的电流I＝＝35A

输电线上的电压降ΔU＝IR＝140V

升压变压器的输出电压U2＝＝2800V

降压变压器的输入电压U3＝U2－ΔU＝2660V

升压变压器：

＝＝＝

降压变压器：

15.（12分）交流发电机的发电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.一台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.为了用此发电机产生的交变电流带动两个标有“220V

11kW”字样的电动机正常工作，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14所示.求：

图14

（1）发电机的输出电压；

（2）变压器原、副线圈的匝数比；

（3）与变压器原线圈串联的交流电流表的示数.

答案　

（1）1100V　

（2）5∶1　（3）20A

解析　

（1）感应电动势的最大值为Em＝nBSω＝2πnBSf＝2π×

220×

0.05×

50V＝1100V

发电机的输出电压U1＝＝1100V.

（2）变压器原、副线圈的匝数比为＝＝＝.