物理选修3-2综合练习

1、本册质量评估第14章 (90分钟 100分)一、选择题（本大题共10小题，每小题4分，共40分.每小题至少一个答案正确，选不全得2分）1.关于传感器的下列说法正确的是（ ）A.传感器的材料可以是由半导体材料制成的，也可以是由金属材料制成的B.传感器主要通过感知电压的变化来传递信号C.通常的传感器可以直接用来进行自动控制D.传感器可以将所有信号转换成电学量2.如图所示，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻 可以忽略，下列说法正确的是（ ）A.合上开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮B.合上开关S接通电路时，A1、A2始终一样亮C.断开开关S切断电路时，A2立即熄灭，A1过一会儿才

2、熄灭D.断开开关S切断电路时，A1、A2都过一会儿才熄灭3.一矩形线圈位于一随时间t变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面）向里，如图甲所示，磁感应强度B随t的变化规律如图乙所示.以I表示线圈中的感应电流，以图甲中线圈上箭头所示顺时针方向的电流为正，则以下的I-t图像中正确的是（ ）4.（2011·太原高二检测）如图所示，abcd为一边长为L、 匝数为N的正方形闭合线圈，绕对称轴OO匀速转动，角速度为.空间中只有OO左侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.若闭合线圈的总电阻为R，则( )A.线圈中电动势的有效值为NBL2B.线圈中电流方向每秒钟改变次数为次C.在转

3、动一圈的过程中，线圈中有一半时间没有电流D.当线圈转到图中所处的位置时，穿过线圈的磁通量为5.（2011·安徽高考）如图所示的区域内有垂直 于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B.电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度匀速转动（O轴位于磁场边界）.则线框内产生的感应电流的有效值为（ ）6.如图所示，变频交变电源的频率可在20 Hz到20 kHz之间调节，在某一频率时，A1、A2两只灯泡的炽热程度相同.则下列说法中正确的是（ ）A.如果将频率增大，A1炽热程度减弱、A2炽热程度加强B.如果将频率增大，A1炽热程度加强、A2炽热程度减弱C.如果将

4、频率减小，A1炽热程度减弱、A2炽热程度加强D.如果将频率减小，A1炽热程度加强、A2炽热程度减弱7.（2011·山东高考）为保证用户电压稳定在220 V，变电所需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图.保持输入电压u1不变，当滑动接头P上下移动时可改变输出电压.某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示.以下正确的是（ ）A.B.C.为使用户电压稳定在220 V，应将P适当下移D.为使用户电压稳定在220 V，应将P适当上移8.绕有线圈的铁心直立在水平桌面上，铁心上套着一个铝环，线圈与电源、开关相连，如图所示.闭合开关的瞬间，铝环跳起一定高度.保持开关闭合，下列现象正确的是

5、（ ）A.铝环停留在这一高度，直到开关断 开铝环回落B.铝环不断升高，直到断开开关铝环回落C.铝环回落，断开开关时铝环不再跳起D.铝环回落，断开开关时铝环又跳起9.如图所示,虚线框内存在磁感应强度为B的匀强磁场,导线的三条竖直边电阻均为r,长均为L,两横边电阻不计,线框平面与磁场方向垂直.当导线框以恒定速度v向右运动,ab边进入磁场时,ab两端电势差为u1,当cd边进入磁场时,ab两端电势差为u2,则（ ）10.（2011·杭州高二检测）某小型水电站的电能输送示意图如图所示.发电机的输出电压为200 V，输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原、副线圈

6、匝数分别为n3、n4（变压器均为理想变压器）.要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则( )C.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D.升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率二、实验题（本大题共2小题，共14分）11.（6分）如图为“研究电磁感应现象”实验中所用器材的示意图.试回答下列问题：（1）在该实验中电流计G的作用是_.（2）按实验要求，将实物连成电路.（3）在产生感应电流的回路中，图中器材相当于电源的是_.12.（8分）如图甲所示为半导体材料做成的热敏电阻的阻值随温度变化的曲线，图乙为用此热敏电阻R和继电器设计的温控电路，设继电器的线圈电阻为Rx=50 ，当继电器线圈

7、中的电流Ic大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸合.左侧电源电动势为6 V，内阻可不计，温度满足什么条件时，电路右侧的小灯泡会发光？三、计算题（本大题共4小题，共46分，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）13.（10分）（2011·松原高二检测）交流发电机的原理如图甲所示，闭合的矩形线圈放在匀强磁场中，绕OO轴匀速转动，在线圈中产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，已知线圈的电阻为R=2.0 ，求:(1)通过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值是多少？(2)矩形线圈转动的周期是多少？(3)线圈电阻上产生电热的功率是多少？(4)保持线圈匀速运动，1 min内

8、外界对线圈做的功是多少？14.（11分）（2011·江苏高考）如图甲为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的ut图像如乙图所示.若只在ce间接一只Rce=400 的电阻，或只在de间接一只Rde=225 的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.（1）请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式；（2）求只在ce间接400 电阻时，原线圈中的电流I1；（3）求ce和de间线圈的匝数比15.(12分)如图，匀强磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里，大小随时间的变化率k为负的常量,用电阻率为、横截面积为S的硬导线做成一个边长为l的方框;

9、将方框固定在纸面内，其右半部位于磁场区域中,求：（1）导线中感应电流的大小；（2）磁场对方框作用力大小随时间的变化的关系式.16.（13分）如图所示，两根与水平面成=30°角的足够长的光滑金属导轨平行放置，导轨间距为L=1 m，导轨底端接有阻值为1 的电阻R，导轨的电阻忽略不计.整个装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面斜向上，磁感应强度B=1 T.现有一质量为m=0.2 kg、电阻不计的金属棒用细绳通过光滑滑轮与质量为M=0.5 kg的物体相连，细绳与导轨平面平行，将金属棒与M由静止释放，棒沿导轨运动了2 m后开始做匀速运动.运动过程中，棒与导轨始终保持垂直接触.求：（1）金属

10、棒匀速运动时的速度；（2）金属棒从释放到开始匀速运动的过程中，电阻R上产生的热量；（3）若保持某一大小的磁感应强度B1不变，取不同质量的物体拉动金属棒，测出金属棒相应的做匀速运动的v值，得到实验图像如图所示，请根据图中的数据计算出此时的B1.（4）改变磁感应强度的大小为B2，B2=2B1，其他条件不变，请说明图线如何变化.答案解析1.【解析】选A.半导体材料可以制成传感器，金属材料也可以制成传感器，如金属氧化物可以制成温度计，A对.传感器不但能感知电压变化，还能感知力、温度等，B错；传感器只能将能感知的信号转换为电信号，D错.有的传感器能够自动控制，有的不能，C错.2.【解析】选A、D.闭合开

11、关时，由于自感电动势的作用，A1电路中的电流只能逐渐增大到与A2中的电流相同，故A对，B错.开关由闭合到断开,L相当于电源,A1、A2、L组成闭合回路，电路中的电流逐渐减小，故C错，D对.3.【解析】选A.由可知，01 s内I大小不变，C错.依据楞次定律，01 s内感应电流为逆时针方向，B错.45 s内，B不变，I=0，D错，综合以上分析可知A对.4.【解析】选B.线圈在转动过程中，除线圈平行磁场方向时始终有N条边在切割磁感线，因此线圈中始终有电流，故C错.由于始终只有N条边在切割磁感线，因此线圈中电动势表达式为电动势有效值表达式为故A错.由=2f，则由此可知，线圈中电流方向每秒钟改变次数为次

12、，因此B正确.磁通量与平面相对应，与线圈匝数无关，因此D错.5.【解析】选D.线框进入磁场和穿出磁场产生的感应电动势均为产生感应电动势的时间均为由一个周期产生的电热解得选D.6.【解析】选B、C.某一频率时，两只灯泡炽热程度相同，应有两灯泡消耗的功率相同，频率增大时，感抗增大，而容抗减小，故通过A1的电流增大，通过A2的电流减小，故B项正确；同理可得C项正确，故选B、C.7.【解析】选B、D.由图像可知，正弦式交变电压的最大值为其周期为0.02 s,可得其表达式为B选项正确，又在u1、n2不变的前提下通过改变n1来使u2增大，由可得应使n1减小，故应将P适当上移，D选项正确.【方法技巧】交变电

13、流图像与变压器综合问题的求解技巧解答此类问题应把握以下几点：（1）T、Imax（Umax）能直接从正（余）弦交流电图像中读出.（2）有效值和最大值满足倍关系，周期和频率满足（3）原线圈输入功率和副线圈输出功率相等.（4）U2由U1决定，I1由I2决定.8.【解析】选C.闭合开关的瞬间，穿过铝环的磁通量发生变化，根据楞次定律，铝环将产生感应电流阻碍其磁通量的变化，因此铝环跳起一定高度.保持开关闭合，磁通量不再变化，铝环中没有感应电流产生，将回落.断开开关时线圈形不成回路，没有电流，因此线圈中就形不成磁场，铝环将不再跳起.9.【解析】选B、D.ab边切割磁感线时,电动势为BLv,ab为电源,cd、

14、ef为外电路, B对;cd边、ab边同时切割磁感线时电动势为BLv,cd、ab并联作为内电路,ef为外电路, D对.10.【解析】选A、D.根据变压器工作原理可知由于输电线路上损失一部分电压，升压变压器的输出电压U2大于降压变压器的输入电压U3，所以A正确，B、C错误.升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率加上输电线上损失的功率，D正确.11.【解析】（1）电流计的指针偏转情况用来说明有无感应电流产生及电流方向.（2）电路连接如图所示.（3）小螺线管A的磁场引起大螺线管B发生电磁感应现象，B相当于电源答案：（1）检测线圈中有无电流及其方向（2）见解析图 （3）线圈B12.【解析】热敏电阻

15、与继电器串联，若使电流不小于Ic=20 mA,则总电阻不大于由于R总=RT+Rx，则RT不大于250 .由甲图可看出，当RT=250 时，温度t=50 ,即温度不小于50 .答案：温度不小于50 时，电路右侧的小灯泡会发光.13.【解析】(1)由乙图可知通过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值Imax=2.0 A. （2分）(2)矩形线圈转动的周期T=4.0×10-3 s. （2分）(3)由有效值知,线圈电阻上产生的电热功率为 （3分）(4)由能量守恒定律可知，外界对线圈做的功先转化成电能再转化成电热，1分钟内外界对线圈做的功W=Pt=240 J. （3分）答案:(1)2.0 A (

16、2)4.0×10-3 s (3)4 W(4)240 J 14.【解析】（1）由乙图知=200 rad/s, （1分）电压瞬时值uab=400sin 200t(V) （2分）（2）电压有效值 （1分）理想变压器P1=P2 （1分）原线圈中的电流 （1分）（3）设ab间匝数为n1,根据变压器规律有 （1分） （1分）由题意有： （1分）联立可得： （2分）答案：（1）uab=400sin 200t V(2)0.28 A (3)4315.【解析】(1) (2分) (2分) (2分)联立得 (1分)(2)F=IlB （1分） (2分)可得 (2分)答案:(1) (2)16.【解析】（1）由于金属棒匀速运动，以金属棒为研究对象，则其受力平衡，即 （2分）解得 （2分）（2）设金属棒从释放