高三物理一轮复习 单元评估检测（十）电磁感应、交变电流 传感器.doc

单元评估检测(十)(第十、十一章) 电磁感应、交变电流 传感器(45分钟100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。15题为单选题,68题为多选题)1.(2017张家口模拟)等腰直角三角形opq区域内存在匀强磁场。另有一等腰直角三角形导线框abc以恒定的速度沿如图所示方向穿过磁场。关于线框中的感应电流,以下说法中正确的是()a.开始进入磁场时感应电流沿顺时针方向b.开始进入磁场时感应电流最大c.开始穿出磁场时感应电流沿逆时针方向d.开始穿出磁场时感应电流最大【解析】选b。由楞次定律可判断选项a、c错误。刚进入磁场时,切割磁感线有效长度最长,故b正确,d错误。2.如图所示,半径为r的导线环对心、匀速穿过半径也为r的匀强磁场区域,关于导线环中的感应电流随时间的变化关系,下列图象中(以逆时针方向的电流为正)最符合实际的是()【解析】选c。由e=blv可得,当线圈进入磁场时,有效切割长度在变大,产生的感应电动势变大,由作图可知,磁通量的变化率越来越小。这时由楞次定律可得,电流的方向和规定的正方向相同。当线圈出磁场时,有效切割长度变小,磁通量变化率越来越大,这时由楞次定律可知,电流的方向与规定的正方向相反。综上,选项c正确。3.一个小型电热器若接在输出电压为10v的直流电源上,消耗电功率为p;若把它接在某个正弦交流电源上,其消耗的电功率为p2。如果电热器电阻不变,则此交流电源输出电压的最大值为()a.5vb.52vc.10vd.102v【解析】选c。设电热器电阻为r,正弦交流电源的电压有效值为u效,接10v直流电源时,p=u2r=102r;接交流电源时,p2=u效2r,联立得u效=52v,故最大值um=2u效=10v,c选项正确。4.(2017三明模拟)如图所示为一自耦变压器,保持电阻r和输入电压不变,以下说法正确的是导学号42722648()a.滑片p向b方向移动,滑片q下移,电流表示数减小b.滑片p不动,滑片q上移,电流表示数不变c.滑片p向b方向移动,滑片q不动,电压表示数增大d.滑片p不动,滑片q上移,电压表示数增大【解析】选a。u2=n2n1u1,p上移,u2减小,q下移,负载电阻r负增大,所以输出功率p2=u22r负减小,由输入功率p1=p2=i1u1,u1不变,所以i1减小,a正确。q上移,负载r负减小,u2不变,输出功率增大,输入功率增大,电流表的示数增大,b错。由公式u2=n2n1u1知,c、d错。5.如图所示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,用来测自感线圈的直流电压,在测量完毕后,将电路拆开时应先()导学号42722649a.断开s1b.断开s2c.拆除电流表d.拆除电阻r【解析】选b。当s1、s2均闭合时,电压表与线圈l并联;当s2闭合而s1断开时,电压表与线圈l串联。所以在干路断开前后自感线圈l中电流方向相同而电压表中电流方向相反。只要不断开s2,线圈l与电压表就会组成回路,在断开干路时,l中产生与原来电流同方向的自感电流,使电压表中指针反向转动而可能损坏电压表,所以应先断开s2,选项b正确。6.图中甲、乙分别表示两种电压的波形,其中图甲所示电压按正弦规律变化。下列说法正确的是()a.图甲表示交流电,图乙表示直流电b.两种电压的有效值相等c.图甲所示电压的瞬时值表达式为u=311sin100t(v)d.图甲所示电压经匝数比为101的变压器变压后,频率不变【解析】选c、d。电流方向随时间周期性变化的为交流电,电流方向不改变的为直流电,显然题中两图表示的都是交流电,a错误;两种电压的最大值相同,但题图甲是正弦式交变电压,有效值为3112v=220v,题图乙是锯齿形交变电压,有效值不能按上式计算,b错误;题图甲所示的正弦式交变电压的周期为210-2s,角速度=2t=100rad/s,所以电压的瞬时值表达式为u=311sin100t(v),c正确;变压器不改变交变电流的频率,d正确。7.在光滑的水平面上方,有两个磁感应强度大小均为b,方向相反的水平匀强磁场,如图所示。pq为两个磁场的边界,磁场范围足够大。一个边长为a、质量为m、电阻为r的正方形金属线框,以速度v垂直磁场方向从如图实线位置开始向右运动,当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中时,线框的速度为v2,则下列说法正确的是导学号42722650()a.此过程中通过线框截面的电荷量为2ba2rb.此时线框的加速度为b2a2v2mrc.此过程中回路产生的电能为38mv2d.此时线框中的电功率为b2a2v2r【解题指导】求解该题要注意以下两点:(1)通过线框截面的电荷量要用q=it,其中电流i是平均值。(2)回路中产生的电能等于克服安培力做的功。【解析】选c、d。对此过程,由能量守恒定律可得,回路产生的电能e=12mv2-12m14v2=38mv2,选项c正确;线框磁通量的变化=ba2,则由电流定义和欧姆定律可得q=r=ba2r,选项a错误;此时线框产生的电流i=2bav2r=bavr,由牛顿第二定律和安培力公式可得加速度a1=2biam=2b2a2vmr,选项b错误;由电功率定义可得p=i2r=b2a2v2r,选项d正确。8.某发电机说明书的部分内容如表所示,现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电,如图所示。发电机到安置区的距离是400m,输电线路中的火线和零线均为某型号单股铜导线,该型号导线单位长度的电阻为2.510-4。安置区家用电器的总功率为44kw,当这些额定电压为220 v的家用电器都正常工作时()导学号42722651型号最大输出功率60kw输出电压范围220300va.输电线路中的电流为200ab.发电机实际输出电压是300vc.在输电线路上损失的电功率为8kwd.如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流,则输出电压最大值是300v【解析】选a、c。额定电压为220v的家用电器都正常工作时,输电线路中的电流i=pu=200a,a正确;发电机的实际输出电压为u发=u+ir=260v,b错误;在输电线路上损失的电功率p损=i2r=8kw,c正确;如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流,则其输出电压最大值是2602v367.7 v,d错误。二、实验题(8分)9.(2017日照模拟)为了研究光敏电阻在室内正常光照射和室外强光照射时电阻的大小关系,某同学用图甲所示电路进行实验,得出两种u-i图线如图乙所示。(1)根据u-i图线可知正常光照射时光敏电阻阻值为_,强光源照射时电阻为_。(2)若实验中所用电压表的内阻约为5 k,毫安表的内阻约为100,考虑到电表内阻对实验结果的影响,此实验中_(选填“正常光照射时”或“强光照射时”)测得的电阻误差较大。若测量这种光照下的电阻,则需将实物图中毫安表的连接方式采用_(选填“内接”或“外接”)法进行实验,实验结果较为准确。【解析】(1)u-i图象中某点与原点连线的斜率对应元件的阻值,所以两次测得的阻值分别为3000、200。(2)实验采用了电流表内接法,当待测电阻较小时,测得的电阻误差较大,强光照射时电阻较小,所以强光照射时,误差较大,应采用外接法进行实验。答案:(1)3000200(2)强光照射时外接三、计算题(本题共3小题,共44分。需写出规范的解题步骤)10.(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=2t。用此发电机所发出的交流电带动两个标有“220v11 kw”的电动机正常工作,需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器,电路如图所示,求:导学号42722652(1)发电机的输出电压为多少?(2)变压器原、副线圈的匝数比为多少?(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大?【解析】(1)em=nbs=11002v(2分)输出电压的有效值为u1=em2=1100v(2分)(2)根据u1u2=n1n2得n1n2=51(3分)(3)根据p入=p出=2.2104w(2分)再根据p入=u1i1,解得i1=20a(3分)答案:(1)1100v(2)51(3)20 a11.(14分)(2017濮阳模拟)如图所示,两平行长直金属导轨置于竖直平面内,间距为l,导轨上端有阻值为r的电阻,质量为m的导体棒垂直跨放在导轨上,并搁在支架上,导轨和导体棒电阻不计,接触良好,且无摩擦。在导轨平面内有一矩形区域的匀强磁场,方向垂直于纸面向里,磁感应强度为b。开始时导体棒静止,当磁场以速度v匀速向上运动时,导体棒也随之开始运动,并很快达到恒定的速度,此时导体棒仍处在磁场区域内,试求:(1)导体棒的恒定速度。(2)导体棒以恒定速度运动时,电路中消耗的电功率。【解析】(1)设棒速为v,有e=bl(v-v)(2分)f安=bil=bler=b2l2(v-v)r(2分)棒受力平衡有:mg=f安(2分)联立得:v=v-mgrb2l2,方向向上(2分)(2)p=i2r(3分)联立得:p=m2g2rb2l2(3分)答案:(1)v-mgrb2l2方向向上(2)m2g2rb2l212.(18分)如图所示,mn、pq是两根竖直放置的间距为l的足够长的光滑平行金属导轨,虚线以上有垂直纸面向外的匀强磁场,虚线以下有垂直纸面向里的匀强磁场,两磁场区域的磁感应强度均为b。金属棒ab质量为m,电阻为r,静止放在中导轨上的水平突起上;金属棒cd质量为m,电阻也为r。让cd在中某处无初速度释放,当cd下落距离为h时,ab恰好对突起没有压力。已知两根金属棒始终水平且与金属导轨接触良好,金属导轨的电阻不计,重力加速度为g。求:导学号42722653(1)当cd下落距离为h时,通过ab的电流i。(2)当cd下落距离为h时,cd的速度大小v。(3)从cd释放到下落距离为h的过程中,ab上产生的焦耳热qab。(结果用b、l、m、m、r、h、g表示)【解析】(1)由题意知,ab受重力和安培力作用处于平衡状态,有m