高中物理 模块检测B 新人教版选修32.doc

模块检测b (时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本大题共6小题，每小题4分，共24分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得4分，选错或不答的得0分)1在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是()a将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化b在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化c将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化d绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化答案d解析产生感应电流必须满足的条件：电路闭合；穿过闭合电路的磁通量要发生变化选项a、b电路闭合，但磁通量不变，不能产生感应电流，故选项a、b不能观察到电流表的变化；选项c满足产生感应电流的条件，也能产生感应电流，但是等我们从一个房间到另一个房间后，电流表中已没有电流，故选项c也不能观察到电流表的变化；选项d满足产生感应电流的条件，能产生感应电流，可以观察到电流表的变化，所以选d.2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答案c解析左边有匀强磁场，金属环在穿越磁场边界时(无论是进入还是穿出)，由于磁通量发生变化，环内一定有感应电流产生根据楞次定律，感应电流将会阻碍相对运动，所以摆动会很快停下来，这就是电磁阻尼现象若用能量守恒来解释：有电流产生，就一定有机械能向电能转化，金属环的机械能将不断减小，摆动就会很快停下来3在图2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()图2ag1和g2的指针都立即回到零点bg1的指针立即回到零点，而g2的指针缓慢地回到零点cg1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dg1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答案d解析k断开后，自感电流的方向与g1原电流方向相反，与g2原电流方向相同4如图3所示的电路中，电源电压u311sin (100t) v，a、b间接有“220 v，440 w”的电暖宝、“220 v,220 w”的抽油烟机、交流电压表及保险丝，下列说法正确的是()图3a交流电压表的示数为311 vb电路要正常工作，保险丝的额定电流不能小于3 ac电暖宝发热的功率是抽油烟机发热功率的2倍d抽油烟机1 min消耗的电能为1.32104 j答案d解析由交变电压的表达式可知，交变电压的有效值u220 v，所以交流电压表的示数为有效值220 v，a错误；电路正常工作时，通过保险丝的电流为i3 a3 a，b错误；若是纯电阻电路，电暖宝的功率是抽油烟机功率的2倍，但抽油烟机消耗的电能主要转化为机械能，产生的热量很少，电暖宝的热功率大于抽油烟机热功率的2倍，c错误；抽油烟机1 min消耗的电能为wp2t22060 j1.32104 j，d正确5钳形电流表的外形和结构如图4(a)所示图(a)中电流表的读数为1.2 a图(b)中用同一电缆线绕了3匝，则()图4a这种电流表能测直流电流，图(b)的读数为2.4 ab这种电流表能测交流电流，图(b)的读数为0.4 ac这种电流表能测交流电流，图(b)的读数为3.6 ad这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图(b)的读数为3.6 a答案c解析钳形电流表是根据电磁感应原理制成的，故只能用来测量交流电流，对钳形电流表的原、副线圈满足，i2i1，钳形电流表在使用时，原线圈是串联在被测电路中的，故同一电缆线虽多绕了几匝，但电缆线中的电流i1保持不变，故当n1增加3倍时i23.6 a，c正确6如图5所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为101，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，除滑动变阻器电阻r以外，其余电阻均不计，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1220sin (100t)v.下列说法中正确的是()图5a当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22 vbt s时，c、d两点间的电压瞬时值为110 vc单刀双掷开关与a连接，滑动变阻器触头向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小d当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变小答案a解析由知u2u1，当单刀双掷开关与a连接时，u1220 v，n1n2101，解得u222 v，a选项正确；由u1220sin (100t)v知，t s时，c、d两点间的电压瞬时值为u1220sin (100) v110 v，b选项错误；滑动变阻器触头向上移动时，其电阻r变大，由欧姆定律得i2，i2变小，电流表的示数变小，而电压表的示数不变，因此c错误；当单刀双掷开关由a扳向b时，匝数n1变小，匝数n2和输入电压u1不变，由u2u1，得u2变大，i2变大，因此电压表和电流表的示数均变大，d错误二、多项选择题(本大题共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，设驾驶员的左方电势为u1，右方电势为u2，则下列说法正确的是()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u2答案bd解析在南极附近，地磁场磁感线的方向都是向上的，向着南极点行进或者背着南极点行进时，冰车切割磁感线，由右手定则可知，驾驶员右方电势高于左方电势；不管冰车怎样在水平冰面上行进，依据右手定则可判定，驾驶员右方电势总是高于左方电势故b、d正确8电阻为1 的单匝矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图象如图6所示，现把此交变电动势加在电阻为9 的电热丝上，下列判断正确的是()图6a线圈转动的角速度为100 rad/sb在00.005 s时间内，通过电阻的电荷量为 cc电热丝两端的电压为180 vd电热丝的发热功率为1 800 w答案bd解析由题图可知t0.02 s，100 rad/s，a错误在00.005 s内，由umnbs，得bs wb，q c，b正确电热丝两端电压u90 v，c错误电热丝的发热功率pi2r w1 800 w，d正确9某发电站用11 kv的交变电压输电，输送功率一定，输电线的总电阻为r，现若用变压器将电压升高到330 kv送电，下面选项正确的是()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c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答案bd解析输送功率pui一定，电压升高后，电流变为原来的，a错误，b正确；p损i2r，损失功率变为原来的()2，c错误；输电线的半径变为原来的，根据公式r，电阻变为原来的900倍，p损i2r，输电线上损失的功率保持不变，d正确10如图7所示，平行金属导轨与水平面间夹角为，导轨电阻不计，与阻值为r的定值电阻相连，磁感应强度为b的匀强磁场垂直穿过导轨平面有一质量为m、长为l的导体棒从ab位置(ab与导轨垂直)获得平行斜面的大小为v的初速度向上运动，最远到达ab的位置，滑行的距离为x，导体棒的电阻也为r，与导轨之间的动摩擦因数为，则()图7a上滑过程中导体棒受到的最大安培力为b上滑过程中安培力、滑动摩擦力和重力对导体棒做的总功为c上滑过程中电流做功产生的热量为mgx(sin cos )d上滑过程中导体棒损失的机械能为mgxsin 答案cd解析上滑过程中导体棒在初始位置所受的安培力最大，即fbilbl，所以选项a错误；上滑过程中由动能定理可得安培力、滑动摩擦力和重力对导体棒做的总功为w安培力w摩擦力wgekmv2，选项b错误；上滑过程中电流做功产生的热量等于克服安培力所做的功，选项c正确；由能量守恒定律可判断d正确三、填空题(共2小题，共10分)11(4分)如图8所示，理想变压器的原线圈接在220 v的正弦交流电源上，r10 ，副线圈b、c间匝数为10匝，当把电键k由b掷向c时，通过r上的电流增加0.2 a，则通过变压器铁芯的最大磁通量变化率为_图8答案 wb/s解析由得可得0.2 v/匝，即每匝线圈若接一个电压表，其示数为0.2 v，所以结合法拉第电磁感应定律可知，通过变压器铁芯的最大磁通量变化率为 wb/s.12(6分)如图9甲所示，调压器装置可视为理想变压器，负载电路中r55 ，、分别为理想电流表和理想电压表，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110 v，则电流表的示数为_a，的示数为_a，原线圈中电流的瞬时值表达式为：_.图9答案21isin(100t) a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)在拆装某种大型电磁设备的过程中，需将设备内部的处于匀强磁场中的线圈先闭合，然后再提升直至离开磁场操作时通过手摇轮轴a和定滑轮o来提升线圈假设该线圈可简化为水平长为l、上下宽度为d的矩形线圈，其匝数为n，总质量为m，总电阻为r，如图10所示开始时线圈的上边缘与有界磁场的上边缘平齐转动手摇轮轴a，在时间t内把线圈从图示位置匀速向上拉出磁场此过程中，通过线圈中每匝导线横截面的电荷量为q，求：图10(1)磁场的磁感应强度；(2)在转动轮轴时，人至少需做多少功？(不考虑摩擦影响)答案(1)(2)mgd解析(1)设磁场的磁感应强度为b，在匀速提升过程中线圈运动速度v线圈中感应电动势enblv产生的感应电流i通过导线横截面的电荷量qit联立得b(2)匀速提升过程中，人要克服重力和安培力做功即wwgw安又wgmgdw安nbildn联立可得wmgd14(10分)如图11所示，在绝缘光滑水平面上，有一个边长为l的单匝正方形线框abcd，在外力的作用下以恒定的速率v向右运动进入磁感应强度为b的有界匀强磁场区域线框被全部拉入磁场的过程中线框平面保持与磁场方向垂直，线框的ab边始终平行于磁场的边界已知线框的四个边的电阻值相等，均为r.求：图11(1)在ab边刚进入磁场区域时，线框内的电流大小；(2)在ab边刚进入磁场区域时，ab边两端的电压；(3)在线框被拉入磁场的整个过程中，线框产生的热量答案(1)(2)(3)解析(1)ab边切割磁感线产生的电动势为eblv所以通过线框的电流为i(2)ab边两端电压为路端电压，故uabi3r(3)线框被拉入磁场的整个过程所用时间t线框中产生的热量qi24rt15(12分)如图12所示为交流发电机示意图，匝数为n100匝的矩形线圈，边长分别为10 cm和20 cm，内阻为5 ，在磁感应强度b0.5 t的匀强磁场中绕oo轴以50 rad/s的角速度匀速转动，线圈外部和20 的电阻r相连接求：图12(1)s断开时，电压表的示数；(2)开关s合上时，电压表和电流表的示数；(3)通过电阻r的电流最大值是多少？电阻r上所消耗的电功率是多少？答案(1)50 v(2)40 v2 a(2)2 a80 w解析(1)感应电动势的最大值emnbs1000.50.10.250 v50 vs断开时，电压表示数为电源电动势的有效值e50 v.(2)当开关s合上时，由闭合电路欧姆定律得i a2 auir220 v40 v故电压表的示数为40 v，电流表的示数为2 a.(3)通过r的电流最大值imi2 a.电阻r上所消耗的电功率pui402 w80 w.16(14分)如图13甲所示，光滑且足够长的金属导轨mn、pq平行地固定在同一水平面上，两导轨间距l0.2 m，电阻r0.4 ，导轨上停放一质量m0.1 kg的金属杆ab，位于两导轨之间的金属杆的电阻r0.1 ，导轨的电阻可忽略不计整个装置处于磁感应强度b0.5 t的匀强磁场中，磁场方向竖直向下现用一水平外力f水平向右拉金属杆，使之由静止开始运动，在整个运动过程中金属杆始终与导轨垂直并接触良好，若理想电压表的示数u随时间t变化的关系如图乙所示从金属杆开始运动经t5 s时，求：图13(1)通过金属杆的感应电流的大小和方向；(2)金属杆的速度大小；(3)外力f的瞬时功率答案(1)1 a电流方向由ba(2)5 m/s(3