章末检测试题

1 1 章章 电磁感应与现代生活电磁感应与现代生活 分值 100 分 时间 60 分钟 一 选择题 本大题共 7 个小题 每小题 6 分 共计 42 分 每小题至少一个答案正确 把正确选项前的字母填在题后的括号内 1 根据楞次定律知 感应电流的磁场一定是 A 与引起感应电流的磁场反向 B 加快引起感应电流的磁通量变化 C 阻碍引起感应电流的磁通量变化 D 使电路磁通量的变化有时加快 有时减慢第 有时为零 解析 感应电流的磁场一定是阻碍引起感应电流的磁通量的变化 故 C 正确 答案 C 2 2013 杭州高二检测 如图 1 所示 当导体棒 MN 以速度 v0开始向右沿导轨滑动的 瞬间 导轨间有磁场 方向垂直纸面向里 下列说法正确的是 图 1 A 导体棒和导轨组成的闭合回路中有感应电流 B 导体棒和导轨组成的闭合回路中没有感应电流 C 圆形金属环 B 中有感应电流 D 圆形金属环 B 中没有感应电流 解析 导线 MN 开始向右滑动瞬间 导体棒和导轨组成的闭合回路里磁通量发生变 化 有感应电流产生 A 正确 电磁铁 A 在圆形金属环 B 中产生的磁通量从零开始增加 金属环 B 中一定产生感应电流 C 正确 答案 AC 3 2013 宝鸡高二检测 电磁炉是利用电磁感应现象产生的涡流 使锅体发热从而加 热食物 下列相关的说法中正确的是 A 锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关 B 电磁炉中通入电压足够高的直流电也能正常工作 C 金属或环保绝缘材料制成的锅体都可以利用电磁炉来烹饪食物 D 电磁炉的上表面一般都用金属材料制成 以加快热传递 减少热损耗 解析 涡流是交流电产生的磁场引起的电磁感应现象 故选项 A 正确 B 错误 电磁炉表面一般用绝缘材料制成 避免产生涡流 锅体用金属制成利用涡流加热食物 故 选项 C D 错误 答案 A 4 2013 银川一中检测 如图 2 所示 一导体圆环位于纸面内 O 为圆心 环内两个 圆心角为 90 的扇形区域内分别有匀强磁场 两磁场磁感应强度的大小相等 方向相反且 均与纸面垂直 导体杆 OM 可绕 O 转动 M 端通过滑动触点与圆环良好接触 在圆心和圆环 间连有电阻 R 杆 OM 以匀角速度 逆时针转动 t 0 时恰好在图示位置 规定从 a 到 b 流 经电阻 R 的电流方向为正 圆环和导体杆的电阻忽略不计 则杆从 t 0 开始转动一周的过 程中 电流随 t 变化的图像是 图 2 解析 旋转的导体棒在磁场中切割磁感线 产生电动势 由右手定则可判断 开 始时电流方向由 b 向 a 为负方向 后来磁场方向相反 电流方向为正方向 因为只有开 始的 周期和第 3 个 周期内导体棒切割磁感线 故应选 C 项 1 4 1 4 答案 C 5 图 3 2012 镇海中学高二检测 如图 3 所示 一磁铁用细线悬挂 一个很长的铜管固定在 磁铁的正下方 开始时磁铁上端与铜管上端相平 烧断细线 磁铁落入铜管的过程中 下 列说法正确的是 磁铁下落的加速度先增大 后减小 磁铁下落的加速度恒定 磁铁下落的速度 先增大后减小 磁铁下落的加速度一直减小最后为零 磁铁下落的速度逐渐增大 最 后匀速运动 A 只有 正确 B 只有 正确 C 只有 正确 D 只有 正确 解析 磁铁下落过程中 将在铜管中产生感应电流 由楞次定律可知 磁铁将受 到阻碍 磁铁下落速度越大 阻力越大 加速度越小 当阻力与重力相等时 加速度减为 0 速度达到最大 磁铁以此速度匀速运动 故只有 D 项正确 答案 D 6 2012 金华十校联考 如图 4 所示 一个水平放置的 形光滑导轨固定在磁感 应强度为 B 的匀强磁场中 ab 是粗细 材料与导轨完全相同的导体棒 导体棒与导轨接触 良好 在外力作用下 导体棒以恒定速度 v 向右平动 以导体棒在图中所示位置的时刻为 计时起点 则回路中感应电动势 E 感应电流 I 导体棒所受外力的功率 P 和回路中产生的 焦耳热 Q 随时间 t 变化的下列图像中正确的是 图 4 解析 设 形导轨的夹角为 经过时间 t 导体棒的水平位移为 x vt 导体棒切割磁感线的有效长度 L vt tan 所以回路中感应电动势 E BLv Bv2t tan 感应电动势与时间 t 成正比 A 正确 相似三角形的三边长之比为定值 故组成回路 的三角形导轨总长度与时间成正比 故感应电流大小与时间无关 B 错误 导体棒匀速移 动 外力 F 与导体棒所受安培力为平衡力 故回路的外力的功率 P Fv BILv BIv2t tan 与时间成正比 故 C 正确 回路产生的焦耳热 Q I2Rt 式 中电流不变 回路电阻与 t 成正比 故焦耳热 Q 与 t2成正比 D 错误 答案 AC 7 图 5 如图 5 所示 水平面内两光滑的平行金属导轨 左端与电阻 R 相连接 匀强磁场 B 竖 直向下分布在导轨所在的空间内 质量一定的金属棒垂直于导轨并与导轨接触良好 今对 金属棒施加一个水平向右的外力 F 使金属棒从 a 位置开始向右做初速度为零的匀加速运 动 依次通过位置 b 和 c 若导轨与金属棒的电阻不计 ab 与 bc 的距离相等 关于金属棒 在运动过程中的有关说法正确的是 A 金属棒通过 b c 两位置时 电阻 R 的电功率之比为 1 2 B 金属棒通过 b c 两位置时 外力 F 的大小之比为 1 2 C 从 a 到 b 和从 b 到 c 的两个过程中 电阻 R 上产生的热量之比为 1 1 D 从 a 到 b 和从 b 到 c 的两个过程中 通过金属棒横截面的电荷量之比为 1 1 解析 由题意知 vc vb 所以 Ec Eb Ic Ib 电阻 R 消耗的功率 222 P I2R 所以 A 正确 所需的外力 F ma 而金属棒所受的安培力 Pb Pc I2 b I2 c 1 2 B2L2v R Fb Fc 因加速度未知 B 错误 金属棒从 a 到 b 和从 b 到 c 的两个过程中外力做功 vb vc 1 2 W1 W2 由动能定理可知动能的增加量 Ek1 Ek2 由能量守恒定律可知 Q1 Q2 C 错误 E I q It 所以 q 因金属棒从 a 到 b 和从 b 到 c 的两个过程中 磁 t E R R 通量的改变量相同 则通过金属棒横截面的电荷量之比为 1 1 D 正确 答案 AD 二 非选择题 本大题共 5 个小题 共 58 分 计算题要有必要的文字说明和解题步骤 有数值计算的要注明单位 8 图 6 8 分 为了诊断病人的心脏功能和动脉中血液粘滞情况 需要测量血管中血液的流速 和流量 单位时间内流过血管横截面的血液的体积 图 6 所示是电磁流量计示意图 将血 管置于磁感应强度为 B 的匀强磁场中 测得血管两侧电压为 U 已知血管的直径为 d 则血 液在血管中的流速 v 为 流量 Q 为 解析 由 U Bdv 得 v Q 2v U Bd d 2 dU 4B 答案 U Bd dU 4B 9 12 分 把一个矩形线圈从有理想边界的匀强磁场中匀速拉出 如图 7 第一次速度 为 v1 第二次速度为 v2 且 v2 2v1 则两情况下拉力的功之比 拉力的 W1 W2 功率之比 线圈中产生的焦耳热之比 P1 P2 Q1 Q2 图 7 解析 根据 E BLv I F安 BIL E R F安 B2l2v R 由于线圈匀速运动 故拉力 F F安 由于以不同速度拉出时位移相同 故 W1 W2 F1 F2 v1 v2 1 2 再根据能量守恒 拉力功率与电路消耗的电功率相等 根据 P E2 R B2l2v2 R P1 P2 v2 1 v2 2 1 4 线圈中产生的焦耳热之比与拉力做功之比相同 故 Q1 Q 1 2 答案 1 2 1 4 1 2 10 图 8 10 分 如图 8 所示 水平放置的平行金属导轨 相距 l 0 50 m 左端接一电阻 R 0 20 磁感应强度 B 0 40 T 的匀强磁场方向垂直于导轨平面 导体棒 ac 垂直放在 导轨上 并能无摩擦地沿导轨滑动 导轨和导体棒的电阻均可忽略不计 当 ac 棒以 v 4 0 m s 的速度水平向右匀速滑动时 求 1 ac 棒中感应电动势的大小 2 回路中感应电流的大小 解析 1 根据法拉第电磁感应定律 ac 棒中的感应电动势为 E Blv 0 40 0 50 4 0 V 0 80 V 2 感应电流大小为 I A 4 0 A E R 0 80 0 20 答案 1 0 80 V 2 4 0 A 11 12 分 均匀导线制成的单位正方形闭合线框 abcd 每边长为 L 总电阻为 R 总 质量为 m 将其置于磁感应强度为 B 的水平匀强磁场上方 h 处 如图 9 所示 线框由静止自 由下落 线框平面保持在竖直平面内 且 cd 边始终与水平的磁场边界平行 当 cd 边刚进 入磁场时 图 9 1 求线框中产生的感应电动势大小 2 求 cd 两点间的电势差大小 3 若此时线框加速度恰好为零 求线框下落的高度 h 是多少 解析 1 cd 边刚进入磁场时 线框速度 v 2gh 线框中产生的感应电动势 E BLv BL 2gh 2 此时线框中电流 I E R cd 两点间的电势差 U I R BL 3 4 3 42gh 3 安培力 F BIL B2L2 2gh R 根据牛顿第二定律 mg F ma 由 a 0 解得下落高度满足 h m2gR2 2B4L4 答案 1 BL 2 BL 2gh 3 42gh 3 m2gR2 2B4L4 12 16 分 2013 江苏高考 如图 10 所示 匀强磁场中有一矩形闭合线圈 abcd 线 圈平面与磁场垂直 已知线圈的匝数 N 100 边长 ab 1 0 m bc 0 5 m 电阻 r 2 磁 感应强度 B 在 0 1 s 内从零均匀变化到 0 2 T 在 1 5 s 内从 0 2 T 均匀变化到 0 2 T 取垂直纸面向里为磁场的正方向 求 1 0 5 s 时线圈内感应电动势的大小 E 和感应电流的方向 2 在 1 5 s 内通过线圈的电荷量 q 3 在 0 5 s 内线圈产生的焦耳热 Q 图 10 解析 1 感应电动势 E1 N 磁通量的变化量 1 B1S 解得 E1 N 1 t1 代入数据得 E1 10 V 感应电流的方向为 a d c b a B1S t1 2 同理可得 E2 N 感应电流 I2 B2S t2 E2 r 电荷量 q I2 t2 解得 q N B2S r 代入数据得 q 10 C 3 0 1 s 内的焦耳热 Q1 I r t1 且 I1 1 5 s 内的焦耳热 Q2 I r t2 2 1 E1 r2 2 由 Q Q1 Q2 代入数据得 Q 100 J 答案 1 10 V 感应电流的方向为 a d c b a 2 10 C 3 100 J 第第 2 2 章章 交变电流与发电机交变电流与发电机 分值 100 分 时间 60 分钟 一 选择题 本大题共 7 个小题 每小题 6 分 共计 42 分 每小题至少一个答案正确 把正确选项前的字母填在题后的括号内 1 关于交变电流 下列说法中正确的是 A 在一个周期内交变电流的方向改变一次 B 如果交变电流的最大值是 5 A 那么交变电流的最小值一定是 5 A C 用交流电流表或电压表测量交变电流或电压时 指针来回摆动 D 交流电器设备上标出的电压或电流都是指有效值 解析 交变电流在一个周期内方向改变 2 次故 A 错 交流电的最大值指的是一个 周期内达到的最大数值 5 A 和 5 A 均为最大数值 负号表示方向 故 B 错 电压表和电 流表测的是交流电的有效值 不会改变 指针不会来回摆动 故 C 错 电器设备上标的电 压和电流都是有效值 故 D 正确 答案 D 2 2012 铜川高二检测 矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势的 e t 图像如 图 1 所示 则在时刻 图 1 A t1 t3线圈通过中性面 B t2 t4线圈中磁通量最大 C t1 t3线圈中磁通量变化率最大 D t2 t4线圈平面与中性面垂直 解析 由图像可知 t1 t3时刻 e 0 即为中性面 0 故 A 正确 C 错 t t2 t4时刻电动势最大 最大 但 0 即为线圈平面垂直于中性面 B 错 D 对 t 答案 AD 3 2013 莆田高二检测 三个相同的电阻 分别通过如图 2 a b c 所示的交 变电流 三个图中的 I0和周期 T 相同 下列说法中正确的是 a b c 图 2 A 在相同时间内三个电阻发热量相等 B 在相同时间内 a b 发热量相等 是 c 发热量的 2 倍 C 在相同时间内 a c 发热量相等 是 b 发热量的 1 2 D 在相同时间内 b 发热量最大 a 次之 c 的发热量最小 解析 a 图像电流的有效值为I0 b 图像电流的有效值为 I0 c 图像根据 1 2 电流有效值的定义有 I R I2RT 解得电流有效值 I I0 根据焦耳定律相同时间内产 2 0 T 2 1 2 生热量之比等于有效值的平方比 Q1 Q2 Q3 1 2 1 C 正确 答案 C 4 一交变电压的瞬时值 u Umsin 100 t V 当 t 1 600 s 时 u 5 V 则用交 2 流电压表测电压时 电压表上看到的读数为 A 5 V B 5 V 2 C 10 V D 10 V 2 解析 把时间和相应的电压值代入瞬时值表达式可得到最大值 即 5 Umsin 2 100 由此得 Um 10 V 由公式 U 得 U 10 V 由此可知 D 正确 1 6002 Um 2 答案 D 5 2013 安康中学高二检测 一个矩形线圈在匀强磁场中转动 产生的感应电动势 e 220sin 100 t 则 2 A 交流电的频率是 100 B t 0 时 线圈位于中性面 C 交流电的周期是 0 02 s D t 0 05 s 时 e 有最大值 解析 由瞬时值表达式知 角速度 100 rad s 感应电动势是按正弦规律 变化 所以 t 0 时 线圈平面位于中性面 因 2 f 所以 f 50 Hz 2 100 2 由 T 得 T s 0 02 s 1 f 1 50 当 t 0 05 s 时 e 220sin5 0 2 故 B C 选项正确 答案 BC 6 图 3 如图 3 所示电路中 电阻 R 电感器 L 电容器 C 并联接在某一交流电源上 三个相同 的交流电流表的示数相同 若保持电源的电压不变 而将其频率增大 则三个电流表的示 数 I1 I2 I3的大小关系是 A I1 I2 I3 B I1 I2 I3 C I2 I1 I3 D I3 I1 I2 解析 交流电源频率增大 电感器的阻碍作用增大 I2变小 电容器的阻碍作用 减小 I3增大 电阻对交变电流的阻碍作用与频率无关 I1不变 故选项 D 正确 答案 D 7 如图 4 所示 将硬导体线中间一段折成不封闭的正方形 边长为 l 在磁感应强度 为 B 的匀强磁场中匀速转动 转速为 n 导体线在 a b 两处通过电刷与外电路连接 外电 路有额定功率为 P 的小灯泡并正常发光 电路中除灯泡外 其余部分的电阻不计 则灯泡 的电阻应为 图 4 A 2 l2nB 2 P B 2 l2nB 2 P C l2nB 2 2P D l2nB 2 P 解析 设灯泡的电阻为 R 电动势的最大值为 Em Bl2 Bl2 2 n 电动势的有 效值为 E Bl2 2 n 则电流的有效值 I 功率 P I2R 得 Em 2 1 2 2 nBl2 2R R 2 l2nB 2 P 答案 B 二 非选择题 本大题共 5 个小题 共 58 分 计算题要有必要的文字说明和解题步骤 有数值计算的要注明单位 8 6 分 一交变电压随时间变化的图像如图 5 所示 则此交流电的频率是 Hz 若将该电压加在 100 F 的电容器上 则电容器的耐压值不应小于 V 若将该电压加 在一阻值为 1 k 的纯电阻用电器上 用电器恰能正常工作 为避免意外事故的发生 电 路中保险丝的额定电流不能低于 A 图 5 解析 由图像可知此交变电压的周期为 T 0 02 s 故 f Hz 50 Hz 1 T 1 0 02 在电路中接入电容器 电容器的耐压值是交变电压的最大值 应为 200 V 保险丝的额 2 定电流是交变电流的有效值 应为 I A 0 2 A U R 200 103 答案 50 200 0 2 2 9 8 分 如图 6 所示 单匝矩形闭合导线框 abcd 全部处于磁感应强度为 B 的水平匀 强磁场中 线框面积为 S 电阻为 R 线框绕与 cd 边重合的竖直固定转轴以角速度 匀速 转动 线框中感应电流的有效值 I 线框从中性面开始转过的过程中 通过导线 2 横截面的电荷量 q 图 6 解析 线框中产生的是正弦式交变电流 它的最大值 Imax 则电流的有效 BS R 值 I 从中性面转过 Imax 2 2BS 2R 2 BS q t t t I E R t R R BS R 答案 2BS 2R BS R 10 12 分 发电机产生的按正弦规律变化的电动势最大值为 311 V 其线圈共 100 匝 在匀强磁场中匀速转动的角速度为 100 rad s 1 从中性面开始计算 写出电动势的瞬时值表达式 2 已知此发电机与外电路组成闭合电路时 总电阻为 100 求 t s 时的电流 1 600 3 求线圈中磁通量变化率的最大值 解析 1 由产生正弦交流电的变化规律可知 电动势的瞬时值表达式为 e Emsin t 311sin 100 t V 2 根据欧姆定律可得 在 t s 时的电流为 1 600 i A 1 56 A e R 311sin 6 100 3 由法拉第电磁感应定律 e n可得磁通量变化率的最大值 m 3 11 V t t Em n 答案 1 e 311sin 100 t 2 1 56 A 3 3 11 V 11 14 分 交流发电机模型的矩形线圈 abcd 在匀强磁场中绕与磁场垂直的轴匀速转 动 线圈共有 n 匝 边长 ab L1 bc L2 线圈的内电阻为 r 外电阻为 R 磁感应强度是 B 线圈转动的角速度是 如图 7 所示 求 图 7 1 感应电动势的最大值 2 转动过程中电流表的读数 3 线圈转动一周 外力做了多少功 解析 1 感应电动势的最大值 Em nBL1L2 2 根据有效值与最大值的关系 E Em 2 得电压有效值 E nBL1L2 1 2 根据闭合电路欧姆定律 I E R r nBL1L2 2 R r 3 线圈匀速转动 外力做的功等于电路所产生的电能 W I2 R r T n2B2L2 1L2 2 R r 答案 1 nBL1L2 2 3 nB L1L2 2 R r n2B2L2 1L2 2 R r 12 18 分 2013 南京高二检测 一个电阻为 r 边长为 L 的正方形线圈 abcd 共 N 匝 线圈在磁感应强度为 B 的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴 OO 以如图 8 所示的角速度 匀速转动 外电路电阻为 R 图 8 1 在图中标出此刻线圈感应电流的方向 2 线圈转动过程中感应电动势的最大值有多大 3 线圈平面与磁感线夹角为 60 时的感应电动势为多大 4 设发电机由柴油机带动 其他能量损失不计 线圈转一周 柴油机做多少功 5 从图示位置开始 线圈转过 60 的过程中通过 R 的电量是多少 6 图中电流表和电压表的示数各是多少 解析 1 由右手定则可判定电流的方向沿 dcba 2 Em NBS NB L2 3 线圈平面与 B 成 60 角时的瞬时感应电动势 e Em cos60 NB L2 1 2 4 电动势的有效值 E Em 2 电流的有效值 I 柴油机做的功转化为电能 线圈转一周柴油机做的功 E R r W EIt t E2 R r NB L2 2 2 R r 2 N2B2 L4 R r 5 因为 I平均 E平均 R r N t R r 故电量 q I平均 t NBS sin60 R r 3NBL2 2 R r 6 电流表显示干路电流的有效值 则读数为 I Im 2 NB L2 2 R r 电压表显示路端电压的有效值 则读数为 U IR NB L2R 2 R r 答案 1 电流方向沿 dcba 2 Em NB L2 3 e NB L2 4 W 5 q 6 I U 1 2 N2B2 L4 R r 3NBL2 2 R r NB L2 2 R r NB L2R 2 R r 第第 3 3 章章 电能的输送与变压器电能的输送与变压器 分值 100 分 时间 60 分钟 一 选择题 本大题共 7 个小题 每小题 6 分 共计 42 分 每小题至少一个答案正确 把正确选项前的字母填在题后的括号内 1 2010 天津高考 在正常工作的理想变压器的原 副线圈中 数值上不一定相等的 物理量有 A 交流电的频率 B 端电压的最大值 C 电流的有效值 D 电功率 解析 变压器不改变交流电的频率 理想变压器的输入功率等于输出功率 端电 压的最大值和电流的有效值与匝数有关 只有原 副线圈匝数比为 1 1 时 端电压的最大 值和电流的有效值才相等 故应选 B C 答案 BC 2 2012 保亭高二检测 发电机的输出电压为 220 V 输出功率为 44 kW 每条输电 线电阻为 0 2 则用户得到的电压 U 和电功率 P 分别为 A U 80 V P 16 kW B U 140 V P 16 kW C U 140 V P 28 kW D U 180 V P 36 kW 解析 设输送功率为 P 输送电压为 U 输电线电阻为 r 依据 P P U 2r U r 可以计算出损失的功率 电压分别为 16 kW 80 V 所以用户得到的功率和电 P U 压分别为 28 kW 140 V C 对 答案 C 3 用理想变压器给负载电阻 R 供电 变压器输入电压不变 用下列哪种方法可以使变 压器的输入功率变大 除改变给定因素 其他条件不变 A 增加变压器原线圈的匝数 B 减小负载电阻的阻值 C 增大负载电阻的阻值 D 增加变压器副线圈的匝数 解析 由 P入 P出 和 可知 选项 B D 正确 U2 2 R U1 U2 n1 n2 答案 BD 4 如图 1 所示 理想变压器的原线圈匝数为 n1 1 000 匝 副线圈匝数 n2 200 匝 交变电源的电动势 e 311sin 314t V 电阻 R 88 电流表和电压表对电路的影响忽略 不计 下列结论正确的是 图 1 A 电流频率为 50 Hz B 电流表 A1的示数约为 0 1 A C 电压表 V1的示数为 311 V D 电阻 R 的发热功率约为 44 W 解析 由瞬时电动势表达式可知电流频率为 50 Hz 电压有效值约为 220 V 副线 圈电压有效值约为 44 V 算得副线圈电流有效值约为 0 5 A 故电阻 R 的热功率约为 22 W 算得原线圈电流有效值约为 0 1 A 故答案为 A B 答案 AB 5 图 2 2010 天津高考 为探究理想变压器原 副线圈的电压 电流的关系 将原线圈接到 电压有效值不变的正弦交流电源上 副线圈连接相同的灯泡 L1 L2 电路中分别接了理想 交流电压表 V1 V2和理想交流电流表 A1 A2 导线电阻不计 如图 2 所示 当开关 S 闭合 后 A A1示数变大 A1与 A2示数的比值不变 B A1示数变大 A1与 A2示数的比值变大 C V2示数变小 V1与 V2示数的比值变大 D V2示数不变 V1与 V2示数的比值不变 解析 因为变压器的匝数与输入电压 U1不变 所以电压表 V1的示数和电压表 V2 的示数不变 选项 C 错误 D 正确 当 S 闭合后 因为负载电阻减小 故副线圈中的电流 I2增大 由于输入功率等于输出功率 所以 I1也将增大 则 A1示数变大 但因为变压器的 匝数不变 A1与 A2示数的比值不变 故选项 A 正确 B 错误 答案 AD 6 2012 铜川期末 如图 3 所示 一理想变压器的原线圈匝数为 n1 1 000 匝 副线 圈匝数为 n2 200 匝 电阻 R 88 原线圈接入一电压 u 220sin 100 t V 的交流 2 电源 电压表和电流表对电路的影响可忽略不计 则 图 3 A 副线圈中交变电流的频率为 100 Hz B t 1 s 的时刻 电压表的示数为 0 C 变压器的输入功率为 22 W D 电流表的示数为 2 5 A 解析 由交变电压的瞬时值表达式 u 220sin 100 t V 可知 原线圈两端电 2 压为 U1 220 V 交变电流的频率 f Hz 50 Hz 变压器不改变交变电流的频 2 100 2 率 因此副线圈中交变电流的频率也是 50 Hz 选项 A 错误 电压表测量的是副线圈两端 电压的有效值 根据 可得 副线圈两端电压 U2 U1 220 V 44 V 即电 U1 U2 n1 n2 n2 n1 200 1 000 压表的示数为 44 V 选项 B 错误 变压器的输入功率等于输出功率 即 P入 P出 22 U2 2 R W 选项 C 正确 电流表测量的是原线圈中电流的有效值 I1 A 0 1 A 即电 P入 U1 22 220 流表的示数为 0 1 A 选项 D 错误 答案 C 7 2013 西安中学高二检测 某小型水电站的发电机输出电压为 220 V 若输送的总 功率为 P0 输电电压为 U 输电导线的总电阻为 r 升压变压器原副线圈匝数分别为 n1和 n2 降压变压器原副线圈匝数分别为 n3和 n4 都是理想变压器 要使额定电压为 220 V 的 用电器正常工作 则 图 4 A 输电线上的电流 I P0 U B n2 n1越大 输电线上损失的功率越大 C 升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率 D 升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率 解析 由 P0 I1U1 I2U2知输电线上的电流 I A 对 输送电压越高 输电线 P0 U 上的损失的功率越小 B 错 由于输电线上有功率损失和电压损失 所以 C 对 D 错 答案 AC 二 非选择题 本大题共 5 个小题 共 58 分 计算题要有必要的文字说明和解题步骤 有数值计算的要注明单位 8 6 分 2013 南京高二检测 如图 5 所示的理想变压器 它的初级线圈接在交流电 源上 次级线圈接一个标有 12 V 100 W 的灯泡 已知变压器初 次级线圈的匝数比为 18 1 那么小灯泡正常工作时 图中的电压表的读数为 V 电流表的读数为 A 图 5 解析 两电表的读数均为初级线圈的电压和电流的有效值 由公式 得 U1 U2 18 12 V 216 V U1 U2 n1 n2 n1 n2 由公式 得 I1 I2 A 0 46 A I1 I2 n2 n1 n2 n1 1 18 100 12 答案 216 0 46 9 6 分 图 6 2011 海南高考 如图 6 所示 理想变压器原线圈与一 10 V 的交流电源相连 副线圈 并联两个小灯泡 a 和 b 小灯泡 a 的额定功率为 0 3 W 正常发光时电阻为 30 已知两 灯泡均正常发光 流过原线圈的电流为 0 09 A 可计算出原 副线圈的匝数比为 流过灯泡 b 的电流为 A 解析 灯泡 a 两端电压即副线圈两端电压 由 P 可知灯泡 a 两端电压 U2 U2 R 3 V 故 再由理想变压器输入功率等于输出功率可得 I1U1 Pa IbU2 PaRa n1 n2 U1 U2 10 3 解之有 Ib 0 2 A 答案 10 3 0 2 10 12 分 图 7 如图 7 所示 一台有两个副线圈的变压器 原线圈匝数 n1 1 100 匝 接入电压 U1 220 V 的电路中 1 要求在两个副线圈上分别得到电压 U2 6 V U3 110 V 它们的匝数 n2 n3分别为 多少 2 若在两副线圈上分别接上 6 V 20 W 110 V 60 W 的两个用电器 原线圈的 输入电流为多少 解析 1 根据原 副线圈间电压与匝数的关系 由 得 n2 n1 1 U1 U2 n1 n2 U2 U1 6 220 100 30 匝 n3 n1 1 100 550 匝 U3 U1 110 220 2 设原线圈输入电流为 I1 由 P入 P出得 I1U1 I2U2 I3U3 P2 P3 I1 A 0 36 A P2 P3 U1 20 60 220 答案 1 30 匝 550 匝 2 0 36 A 11 16 分 2012 榆林高二检测 发电机路端电压为 220 V 输出功率为 110 kW 若 要保证用户得到 100 kW 的电功率 输电线的电阻不得大于多少 若用一个理想变压器升压 至 5 500 V 输出 输电线的电阻不得大于多少 解析 设输送功率为 P 输送电压为 U 输电线电阻为 r 依据 P 2r P U 当 U1 220 V 时 r P 10 103 0 04 U2 1 P2 2202 110 103 2 当 U2 5 500 V 时 r P 10 103 25 U2 2 P2 5 5002 110 103 2 答案 0 04 25 12 18 分 有一台发电机通过升压变压器和降压变压器向用户供电 已知发电机的输 出功率是 20 kW 输出电压为 400 V 升压变压器原 副线圈的匝数比为 n1 n2 1 5 高 压输电导线的总电阻 R 1 0 降压变压器的输出电压 U4 220 V 求 1 升压变压器的输出电压 2 输送电能的效率 3 降压变压器的原 副线圈的匝数比 n3 n4 4 如果不用变压器而直接输电 输电导线的热损耗是用变压器时的几倍 解析 1 根据 得 U2 U1 2 000 V U1 U2 n1 n2 n2 n1 2 输电导线中的电流 I2 A 10 A P总 U2 20 000 2 000 输电导线上损失的功率 P损 I R 100 W 2 2 故 100 100 99 5 P有用 P总 20 000 100 20 000 3 降压变压器的输入电压 U3 U2 U损 2 000 V I2R 2 000 V 10 V 1 990 V 故 n3 n4 U3 U4 1 990 220 199 22 4 如果不用变压器而直接输电 则 输电导线中的电流 I 50 A P总 400 V 输电导线上损失的功率 P 损 I2R 2 500 W 所以不用变压器时输电导线的热损耗是用变压器时的 25 倍 答案 1 2 000 V 2 99 5 3 199 22 4 25 倍 第第 4 4 章章 传感器与现代社会传感器与现代社会 分值 100 分 时间 60 分钟 一 选择题 本大题共 7 个小题 每小题 6 分 共计 42 分 每小题至少一个答案正确 把正确选项前的字母填在题后的括号内 1 2011 江苏高考 美国科学家 Willard S Boyle 与 Geore E Smith 因电荷耦合器 件 CCD 的重要发明荣获 2009 年度诺贝尔物理学奖 CCD 是将光学量转变成电学量的传感 器 下列器件可作为传感器的有 A 发光二极管 B 热敏电阻 C 霍尔元件 D 干电池 解析 发光二极管有单向导电性 A 错 热敏电阻和霍尔元件都可作为传感器 B C 对 干电池是电源 D 错 答案 BC 2 图 1 传感器广泛应用在我们的生产生活中 常用的计算机键盘就是一种传感器 如图 1 所 示 键盘上每一个键的下面都连一小金属片 与该金属片隔有一定空气间隙的是另一小的 固定金属片 这两金属片组成一个小电容器 当键被按下时 此小电容器的电容发生变化 与之相连的电子线路就能够检测出哪个键被按下 从而给出相应的信号 这种计算机键盘 使用的是 A 温度传感器 B 压力传感器 C 磁传感器 D 光传感器 解析 小金属片被按下时 对该键有一个压力 小金属片向下移动 两个极板之 间的距离改变 电容改变 将压力这个力学量转化为电容这个电学量 所以计算机键盘使 用的是压力传感器 B 正确 A C D 错误 答案 B 3 图 2 如图 2 所示是某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置 R1为光敏电阻 R2 为定值电阻 A B 接监控装置 则 A 当有人通过而遮蔽光线时 A B 之间电压升高 B 当有人通过而遮蔽光线时 A B 之间电压降低 C 当仅增大 R2的阻值时 可增大 A B 之间的电压 D 当仅减小 R2的阻值时 可增大 A B 之间的电压 解析 R1是光敏电阻 有光照射时 电阻变小 当有人通过而遮蔽光线时 R1的 阻值变大 回路中的电流 I 减小 A B 间的电压 U IR2减小 故 A 项错误 B 项正确 由 闭合电路欧姆定律得 U E I R1 r 当仅增大 R2的阻值时 电路中的电流减小 A B 间的电压 U 增大 故 C 项正确 当减小 R2的阻值时 电路中的电流增大 A B 间的电压 U 减小 故 D 项错误 答案 BC 4 下列情况不可能是由于水位控制装置损坏引起的是 A 洗衣机不加水 B 洗衣机加水不能自动停止 C 洗衣机不排水 D 洗衣机不洗衣 解析 洗衣机水位控制装置正常 才能正常加水 且加到合适的水位 若损坏可 能导致一直不加水或一直不停地加水 所以 A B 可能 而这两种情况都会导致洗衣机洗衣 程序不工作 所以 D 可能 故选 C 答案 C 5 有一种测量人体重的电子秤 其原理图如图 3 中的虚线所示 它主要由三部分构成 踏板 压力传感器 R 一个阻值可随压力大小而变化的电阻器 显示体重的仪表 G 实质是 理想电流表 设踏板的质量可忽略不计 已知理想电流表的量程为 3 A 电源电动势为 12 V 内阻为 2 电阻 R 随压力变化的关系式为 R 30 0 02F F 和 R 的单位分别是 N 和 下列说法正确的是 图 3 A 该秤能测量的最大体重是 1 400 N B 该秤能测量的最大体重是 1 300 N C 该秤零刻度线 即踏板空载时的刻度线 应标在电流表刻度盘 0 375 A 处 D 该秤零刻度线 即踏板空载时的刻度线 应标在电流表刻度盘 0 400 A 处 解析 因为理想电流表的量程为 3 A 即 I 的最大值为 3 A 根据 I 可解 E R r 得 R 2 根据 R 30 0 02F 可得 F 1 400 N 选项 A 正确 B 错误 当踏板空载时 R 30 根据 I 得此时电流的大小为 0 375 A 选项 C 正确 D 错误 E R r 答案 AC 6 图 4 图 4 所示是用来测定高温物体温度的电阻温度计的示意图 A 是金属铂制成的探头 温度传感器 其电阻率随温度的升高而增大 B 是灵敏电流计 刻度已换算成温度值 E 是恒定电源 若将 A 置入高温物体中 如炼钢炉 核反应堆等 可以通过其电阻率的变化 来测定温度 则 A B 的偏转角度大时表示物体的温度高 B B 的偏转角度小时表示物体的温度高 C 当变阻器 R 比正常值小时 温度测量值比真实值偏高 D 当变阻器 R 比正常值大时 温度测量值比真实值偏高 解析 金属铂的电阻率随温度的升高而增大 故温度高时其电阻大 电路中的电 流小 B 的偏转角度小 选项 A 错误 B 正确 当变阻器 R 比正常值大时 电路中的电流比 正常值偏小 表示温度偏高 所以温度的测量值比真实值偏高 选项 C 错误 D 正确 答案 BD 图 5 7 2013 江苏高考 在输液时 药液有时会从针口流出体外 为了及时发现 设计了 一种报警装置 电路如图 5 所示 M 是贴在针口处的传感器 接触到药液时其电阻 RM发生 变化 导致 S 两端电压 U 增大 装置发出警报 此时 A RM变大 且 R 越大 U 增大越明显 B RM变大 且 R 越小 U 增大越明显 C RM变小 且 R 越大 U 增大越明显 D RM变小 且 R 越小 U 增大越明显 解析 当 RM变大时 回路的总电阻 R总变大 根据 I总 得干路中的电流变 E R总 小 S 两端的电压 U I总RS变小 故选项 A B 错误 当 RM变小时 回路的总电阻 R总 RS变小 根据 I总 得干路中的电流变大 S 两端的电压 U I总Rs 变大 而 1 1 R 1 RM E R总 且 R 越大 RM变小时 对回路的总电阻变化的影响越明显 故选项 C 正确 选项 D 错误 答案 C 二 非选择题 本大题共 5 个小题 共 58 分 计算题要有必要的文字说明和解题步骤 有数值计算的要注明单位 8 图 6 8 分 2012 定安高二检测 如图 6 所示 物体 M 穿在水平杆上 当 M 左右移动时 可带动滑动变阻器的滑片 P 左右移动 通过电压表显示的数据来反映物体位移的大小 设 电压表和电流表均为理想电表 则当物体 M 向右移动时 电流表的示数 电压表 的示数 填 减小 不变 或 增大 解析 电压表的示数显示的是滑片 P 左边电阻两端的电压 当物体 M 向右移动时 电压表的示数增大 因为电路中的电阻没有变化 所以电流表的示数不变 答案 不变 增大 9 8 分 夜晚 楼梯上漆黑一片 但随着我们脚步的声响 楼梯灯亮了 我们登上一 层楼 灯光亮一层楼 而后依次熄灭 这种楼梯灯控制装置好像能 听见 我们的到来 开灯迎接 又好像能 看到 我们的离去 关灯节能 它之所以能这样做 是因为在电路 中安装了一种能将 信息转换成 的传感器 解析 根据情景要求 先是在黑暗的环境中并且有脚步声才能亮灯 所以需要声 传感器和光传感器并用 同时还要有延时功能 也就是要用光声控延时开关 答案 声 光 电学量 光声控延时开关 10 8 分 如图 7 所示 1 是弹簧 2 是衔铁 3 是触点 4 是电磁铁 5 是热敏电阻 6 是滑动变阻器 7 是电铃 它们组成一种温度自动报警电路 说明这种简单温度自动报警 电路的工作原理 图 7 解析 当热敏电阻的温度升高时 电阻减小 电磁铁电路中电流增大 当电流达 到一定值时电磁铁吸引衔铁使电铃电路闭合 电铃发声报警 当温度下降后 电阻增大 电流减小 电磁铁磁性减弱 衔铁被弹簧拉起 电铃电路断开 电铃不发声 答案 见解析 11 16 分 如图 8 所示 图甲为某热敏电阻的 R t 图像 图 8 乙为用此热敏电阻 R 和继电器组成的一个简单的恒温箱温控电路 继电器线圈的电阻为 150 当线圈中的电 流大于或等于 20 mA 时 继电器的衔铁被吸合 为继电器线圈供电的电池的电动势 E 6 V 内阻不计 图中的 电源 是恒温箱加热器的电源 1 应该把恒温箱内的加热器接在 A B 两端还是 C D 两端 2 如果要使恒温箱内的温度保持 100 滑动变阻器 R 的阻值应调节为多少 甲 乙 图 8 解析 1 应接在 A B 两端 2 由题图甲可知 t 100 时 R 50 则 t 100 时继电器电路中的电流 I E R R R继 又 E 6 V I 20 mA R继 150 代入数据 解得 R 100 答案 1 应接在 A B 两端 2 100 12 18 分 图 9 如图 9 所示为一种测定风力的仪器原理图 图中 P 为金属球 悬挂在一细长裸金属丝 下面 O 是悬挂点 R0是保护电阻 CD 是水平放置的光滑电阻丝 与悬挂小球的细金属丝 始终保持良好接触 无风时细金属丝与电阻丝在 C 点接触 此时电路中的电流为 I 有风 时细金属丝将偏转一角度 与风力大小有关 细金属丝与电阻丝在 B 点接触 已知风 力方向水平向左 OC h CD L 球的质量为 M 电阻丝单位长度的电阻为 k 电源内电阻 和细金属丝电阻均不计 金属丝偏转 角时 电流表的示数为 I1 此时风力大小为 F 试 写出 1 风力大小 F 与 的关系式 2 风力大小 F 与电流表示数 I1的关系式 解析 1 以小球作为研究对象受力如图所示 风力大小为 F Mgtan 2 设电源电动势为 E BC 长为 x 由闭合电路欧姆定律得 无风时有 E I R0 kL 风力为 F 时有 E I1 R0 k L x 又有 tan F Mg x h 联立得 F Mg I1 I R0 kL I1kh 答案 1 F Mgtan 2 F Mg I1 I R0 kL I1kh 综合检测综合检测 一一 第第 1 1 章章 机械振动机械振动 分值 100 分 时间 60 分钟 一 选择题 本大题共 7 个小题 每小题 6 分 共 42 分 第 1 4 题只有一项符合题目 要求 第 5 7 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 2013 烟台高二检测 如图 1 所示是一做简谐运动物体的振动图像 由图像可知物 体速度最大的时刻是 图 1 A t1 B t2 C t3 D t4 解析 根据简谐运动的特点可知 振动的物体在平衡位置时速度最大 振动物体 的位移为零 此时对应题图中的t2时刻 B 对 答案 B 2 2013 淮安高二检测 一单摆做小角度摆动 其振动图像如图 2 所示 以下说法正 确的是 图 2 A t1时刻摆球速度最大 悬线对它的拉力最大 B t2时刻摆球速度为零 悬线对它的拉力最大 C t3时刻摆球速度为零 悬线对它的拉力最小 D t4时刻摆球速度最大 悬线对它的拉力最小 解析 由图像可知 t1 t3时刻摆球在最大位移处 此时速度为零 由F mgcos 0 可知悬线对它的拉力最小 t2 t4时刻摆球在平衡位置处 此时速度最大 由 F mg m可知悬线对它的拉力最大 故 C 对 v2 l 答案 C 3 2013 江苏高考 如图 3 所示的装置 弹簧振子的固有频率是 4Hz 现匀速转动把 手 给弹簧振子以周期性的驱动力 测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为 1 Hz 则把手 转动的频率为 图 3 A 1 Hz B 3 Hz C 4 Hz D 5 Hz 解析 根据受迫振动的频率等于驱动力的频率 A 正确 答案 A 4 2013 西安高新一中检测 一个做简谐运动的质点 它的振幅是 4 cm 频率是 2 5 Hz 该质点从平衡位置开始经过 2 5 s 后 位移的大小和经过的路程分别为 A 4 cm 10 cm B 4 cm 100 cm C 0 24 cm D 0 100 cm 解析 频率f 2 5 Hz 则周期T 0 4 s t 2 5 s 6 T 从质点经 1 f 1 4 过平衡位置开始计时 经 t后位移大小为 4 cm 经过的路程为 6 4 4 cm 4 cm 100 cm 答案 B 5 2013 北京朝阳区期末 弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动 在振子向着平衡 位置运动的过程中 A 振子所受的回复力逐渐增大 B 振子离开平衡位置的位移逐渐增大 C 振子的速度逐渐增大 D 振子的加速度逐渐减小 解析 在振子向着平衡位置运动的过程中 振子所受的回复力逐渐减小 振子离 开平衡位置的位移逐渐减小 振子的速度逐渐增大 振子的加速度逐渐减小 选项 C D 正 确 答案 CD 6 2013 汕头高二检测 如图 4 所示 五个摆悬挂于同一根绷紧的水平绳上 A是摆 球质量较大的摆 让它摆动后带动其他摆运动 下列结论正确的是 图 4 A 其他各摆的振动周期与A摆的相同 B 其他各摆的振幅都相等 C 其他各摆的振幅不同 E摆的振幅最大 D 其他各摆的振动周期不同 D摆周期最大 解析 受迫振动的周期都应等于驱动力的周期 A摆的周期 A E两摆为双线摆 其等效摆长相等 lA lE A摆振动后迫使水平绳振动 水平绳再迫使其他摆振动 由于E