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1、高中物理 模塊綜合檢測卷(二) 粵教版選修3-2
一、單項選擇題(本大題共4小題,每小題4分,共16分.在每小題給出的四個選項中,只有一個選項正確.)
1.如圖所示
一個矩形線圈abcd放在垂直紙面向里的勻強磁場中,在進行下列操作時,整個線圈始終處于磁場之內,線圈中能產生感應電流的是( )
A.線圈沿紙面向右移動
B.線圈沿紙面向下移動
C.線圈垂直紙面向外移動
D.線圈以ab邊為軸轉動
解析:產生感應電流的條件是:穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化.因此無論線圈如何運動,關鍵是看其磁通量是否變化,從而判斷出是否有感應電流產生.A、B、C,由于磁場是勻強磁場,把線圈向右
2、拉動,或向上拉動,或垂直紙面向外運動,其磁通量均不變化,均無感應電流產生,故A、B、C錯誤;D.當線圈繞ab邊轉動時,其磁通量發(fā)生變化,故有感應電流產生,故D正確.
答案:D
2.如圖所示,
在能夠繞豎直軸自由轉動的橫桿兩端,固定著A、B兩個鋁環(huán),其中鋁環(huán)A閉合,B不閉合,則( )
A.當條形磁鐵插入A環(huán)時,A環(huán)中產生感應電流同時遠離磁鐵
B.當條形磁鐵插入A環(huán)時,A環(huán)中產生感應電流同時靠近磁鐵
C.當條形磁鐵插入B環(huán)時,B環(huán)中產生感應電流同時遠離磁鐵
D.當條形磁鐵插入B環(huán)時,B環(huán)中產生感應電流同時靠近磁鐵
解析:如果金屬環(huán)閉全,穿過閉合回路的磁
3、通量發(fā)生變化,閉合回路中會產生感應電流,感應電流受到磁場力的作用,橫桿轉動;如果金屬環(huán)不閉合,穿過它的磁通量發(fā)生變化時,只產生感應電動勢,而不產生感應電流,環(huán)不受力的作用,桿不轉動.
由題意可知,A環(huán)閉合,B環(huán)不閉合;當條形磁鐵插入A環(huán)時,A環(huán)中產生感應電流,從而阻礙磁通量的增加,所以會遠離磁鐵,故A正確,B錯誤;當條形磁鐵插入B環(huán)時,B環(huán)中不會產生感應電流,則磁鐵不會轉動,故C、D錯誤.
答案:A
3.如圖所示,
理想變壓器的原線圈接u=11 000 sin 100 πt(V)的交變電壓,副線圈通過電阻r=6 Ω的導線對“220 V,880 W”的電器RL供電,該電器
4、正常工作.由此可知( )
A.原、副線圈的匝數(shù)比為50∶1
B.交變電壓的頻率為100 Hz
C.副線圈中電流的有效值為4 A
D.變壓器的輸入功率為880 W
解析:輸入電壓的有效值為11 000 V,用電器的額定電壓為220 V,所以變壓器的輸出電壓大于220 V,原、副線圈的匝數(shù)比小于50∶1,故A錯誤;B.由輸入電壓的表達式知,f ==50 Hz,故B錯誤;C.副線圈中的電流與用電器中的電流相同,I=4 A,故C正確;D.變壓器的輸出功率為用電器的功率和導線電阻損耗的功率之和,大于880 W,所以變壓器的輸入功率大于880 W,故D錯誤.
答案:C
5、
4.如圖所示
的區(qū)域內有垂直于紙面的勻強磁場,磁感應強度為B、電阻為R、半徑為L、圓心角為45°的扇形閉合導線框繞垂直于紙面的O軸以角速度ω勻速轉動(O軸位于磁場邊界).則線框內產生的感應電流的有效值為( )
A. B.
C. D.
解析:交流電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應得出的,線框轉動周期為T,而線框轉動一周只有的時間內有感應電流,則有2·R·=I2RT,所以I=,所以D正確.
答案:D
二、雙項選擇題(本題共5小題,每題6分,共30分.在每小題給出的四個選項中有兩個選項正確,全部選對得6分,漏選得3分,錯選
6、或不選得0分.)
5.電流互感器和電壓互感器如圖所示.其中n1、n2、n3、n4分別為四組線圈的匝數(shù),a、b為兩只交流電表,則( )
A.A為電流互感器,且n1<n2,a是電流表
B.A為電壓互感器,且n1>n2,a是電壓表
C.B為電流互感器,且n3<n4,b是電流表
D.B為電壓互感器,且n3>n4,b是電壓表
解析:變壓器的匝數(shù)與電壓成正比,與電流成反比,安全起見,要求電壓表和電流表都不能超過最大量程.串聯(lián)在火線上的是電流互感器,因為電流與匝數(shù)成反比,為了安全,要求n1<n2,a是電流表,A正確,C錯誤;并聯(lián)在輸電線上的是電壓互感器,因為電壓與匝數(shù)成正比,為了安全,
7、要求n3>n4,b是電壓表,B錯誤,D正確.
答案:AD
6.如圖是遠距離輸電的示意圖,則電壓U1、U2、U3、U4之間的關系是( )
A.U1>U2 B.U2>U3
C.U3>U4 D.U3=U1+U2
解析:由圖可知,左邊是升壓變壓器,則U1<U2,由于輸電線電阻,導致U3<U2;右邊則是降壓變壓器,所以U3>U4, 故B、C正確,A、D錯誤.
答案:BC
7.如圖所示,
電路甲、乙中,電阻R和自感線圈L的電阻值都很小,接通S,使電路達到穩(wěn)定,燈泡D發(fā)光,則( )
A.在電路甲中,斷開S,D將逐漸變暗
B.在電路甲中,斷開
8、S,D將先變得更亮,然后漸漸變暗
C.在電路乙中,斷開S,D將漸漸變暗
D.在電路乙中,斷開S,D將變得更亮,然后漸漸變暗
解析:電感總是阻礙電流的變化.線圈中的電流增大時,產生自感電流的方向與原電流的方向相反,抑制增大;線圈中的電流減小時,產生自感電流的方向跟原電流的方向相同,抑制減?。?
A.在電路甲中,斷開S,由于線圈阻礙電流變小,導致D將逐漸變暗.故A正確;
B.在電路甲中,由于電阻R和自感線圈L的電阻值都很小,所以通過燈泡的電流比電阻的電流小,當斷開S時,D將不會變得更亮,但會漸漸變暗.故B錯誤;
C.在電路乙中,由于電阻R和自感線圈L的電阻值都很小,所以通過燈泡的電流
9、比線圈的電流小,斷開S時,由于線圈阻礙電流變小,導致D將變得更亮,然后逐漸變暗.故C錯誤;
D.在電路乙中,由于電阻R和自感線圈L的電阻值都很小,所以通過燈泡的電流比線圈的電流小,斷開S時,由于線圈阻礙電流變小,導致D將變得更亮,然后逐漸變暗.故D正確.
答案:AD
8.某小型發(fā)電機產生的交變電動勢為e=50sin 100 πt(V),對此電動勢,下列表述正確的有( )
A.最大值是50 V B.頻率是100 Hz
C.有效值是25 V D.周期是0.02 s
9.如圖,
在水平光滑桌面上,兩相同的矩形剛性小線圈分別疊放在固定的絕緣矩形金屬框
10、的左右兩邊上,且每個小線圈都各有一半面積在金屬框內,在金屬框接通逆時針方向電流的瞬間( )
A.兩小線圈會有相互靠攏的趨勢
B.兩小線圈會有相互遠離的趨勢
C.兩小線圈中感應電流都沿順時針方向
D.左邊小線圈中感應電流沿順時針方向,右邊小線圈中感應電流沿逆時針方向
解析:根據(jù)右手螺旋定則可知,導線通電瞬間,左、右線圈的磁通量均增大,根據(jù)楞次定律可知,線圈的感應電流方向都是順時針方向,再由同向電流相互吸引,異向電流相互排斥,知兩線圈的運動情況是相互遠離.故B、C正確,A、D錯誤.
答案:BC
三、非選擇題(本大題3小題,共54分.按題目要求作答.解答題應寫出必
11、要的文字說明、方程式和重要演算步驟.只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位.)
10.(12分)酒精測試儀用于機動車駕駛人員是否酗酒及其他嚴禁酒后作業(yè)人員的現(xiàn)場檢測.它利用的是一種二氧化錫半導體型酒精氣體傳感器,酒精氣體傳感器的電阻隨酒精氣體濃度的變化而變化.在如圖所示
的電路中,不同的酒精氣體濃度對應著傳感器的不同電阻.這樣,電壓表的指針就與酒精氣體濃度有了對應關系.如果二氧化錫半導體型酒精氣體傳感器電阻的倒數(shù)與酒精氣體的濃度成正比,那么,電壓表示數(shù)U與酒精氣體濃度c之間的對應關系U越大,表示c ________(填“越大”或“越小”),c與U ___
12、_____(填“成正比例”或“不成正比例”).
解析:酒精氣體傳感器和定值電阻串聯(lián)在電路中,電壓表測R0兩端的電壓,酒精氣體傳感器的電阻的倒數(shù)與酒精氣體的濃度成正比,測試到的酒精氣體濃度越大則傳感器的電阻的倒數(shù)越大,所以傳感器的電阻越小,根據(jù)歐姆定律可知通過傳感器的電流越大,R0和右邊定值電阻兩端的電壓越大,傳感器兩端的電壓越小,所以U越大.表示c越大,但是c與U不成正比
答案:越大 不成正比
11.(20分)半徑為r的光滑圓形軌道由金屬材料制成,電阻為R,軌道平面水平.空間有分布均勻且隨時間變化的勻強磁場,磁場方向豎直向上,如圖甲所示.磁感應強度B的變化規(guī)律如圖乙所
13、示.求:
(1)t<T和t≥T時圓環(huán)上感應電動勢的大小及感應電流的方向.
(2)在0到T時間內,通過金屬環(huán)的電荷量是多少?
解析:(1)由圖乙可知,在t<T時,磁感應強度B隨時間t均勻增強,根據(jù)法拉第電磁感應定律,有:E=,又圓的面積為:S=πr2 ,= 解得:E=πr2
根據(jù)楞次定律,感應電流的方向沿順時針方向;在t≥T時,磁場穩(wěn)定不變,通過圓環(huán)所圍面積內的磁通量不再改變,=0,因而感應電動勢E=0
(2)通過金屬環(huán)的電荷量:q=It=t=
答案:(1)t<T時圓環(huán)上感應電動勢的大小為E=πr2,感應電流的方向沿順時針方向;t≥T時圓環(huán)上感應電動勢為零,沒有感
14、應電流;
(2)在0到T時間內,通過金屬環(huán)的電荷量是
12.(24分)如圖所示,
L1、L2為水平放置的光滑的平行導電導軌,間距L為0.50 m,其間接有電阻R阻值為5.0 Ω,處于豎直方向的勻強磁場中,磁感應強度B為0.50 T.一質量m為0.10 kg的導體棒ab在大小為0.20 N的水平恒力F作用下,由靜止開始沿導軌滑動,導體棒與導軌的電阻均不計,求:
(1)導體棒ab運動所能達到的最大速度vm;
(2)導體棒ab達到最大速度后系統(tǒng)的發(fā)熱功率P;
(3)導體棒ab由靜止開始運動2.0 m的過程中,流過電阻R的電荷量Q.
解析:(1)導體棒運動過程產生的最
15、大電動勢:
E=BLvm;①
由歐姆定律:I=;②
金屬桿所受安培力:F安=BIL;③
由于金屬桿勻速運動:F安=F;④
由①②③④式解得:vm==16 m/s.
(2)導體棒ab達到最大速度后系統(tǒng)的發(fā)熱功率P與牽引力的功率相等,
即:P=Fvm=0.2×16 W=3.2 W.
(3)導體棒ab由靜止開始運動2.0 m的過程中設平均電流為,時間為t,則:=,
流過電阻R的電荷量Q:
Q=Δt=·Δt==,
代入數(shù)據(jù)得:Q=0.1 C.
答案:(1)導體棒ab運動所能達到的最大速度vm=16 m/s;
(2)導體棒ab達到最大速度后系統(tǒng)的發(fā)熱功率是3.2 W;
(3)導體棒ab由靜止開始運動2.0 m的過程中,流過電阻R的電荷量為0.1 C.