章末检测试题

1、1章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】C2(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1A导体棒和导轨组成的

2、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】AC3(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

3、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】A4(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，t0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

4、t0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【答案】C5.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

5、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】D6(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

6、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xvt，导体棒切割磁感线的有效长度Lvt·tan ，所以回路中感应电动势EBLvBv2t·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PFvBILvBIv2t·tan ，与时间成正比，故C正确；回路产生的焦耳热QI2Rt，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】AC7.图

7、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12B金属棒通过b、c两位置时，外力F的大小之比为1C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11D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11【解析】由题意知vcvb

8、，所以EcEb，IcIb，电阻R消耗的功率PI2R，所以，A正确；所需的外力Fma，而金属棒所受的安培力，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W1<W2，由动能定理可知动能的增加量Ek1Ek2，由能量守恒定律可知Q1<Q2，C错误；E，I，qIt，所以q，因金属棒从a到b和从b到c的两个过程中，磁通量的改变量相同，则通过金属棒横截面的电荷量之比为11，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

9、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UBdv，得v，Q()2v.【答案】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v22v1，则两情况下拉力的功之比_，拉力的功率之比_，线圈中产生的焦耳热之比_.图7【解析】根据EBLv，I，F安BIL.F安由于线圈匀速运动，故拉力FF安由于以不同速度拉出时位移相同故.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线圈中产生的

10、焦耳热之比与拉力做功之比相同，故.【答案】，10.图8(10分)如图8所示，水平放置的平行金属导轨，相距l0.50 m，左端接一电阻R0.20 ，磁感应强度B0.40 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v4.0 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EBlv0.40×0.50×4.0 V0.80 V.(2)感应电流大小为I A4.0 A.【答案】(1)0.80 V(2)4.

11、0 A11(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线框中产生的感应电动势EBLvBL.(2)此时线框中电流Icd两点间的电势差UI·(R)BL.(3)安培力FBIL根据牛顿第二定律mgFma，由a0解得下落高度满

12、足h.【答案】(1)BL(2)BL(3)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N100，边长ab1.0 m、bc0.5 m，电阻r2 .磁感应强度B在01 s内从零均匀变化到0.2 T在15 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15 s内通过线圈的电荷量q；(3)在05 s内线圈产生的焦耳热Q.图10【解析】(1)感应电动势E1N ，磁通量的变化量1B1S，解得E1N ，代入数据得E110 V，感应电流的

13、方向为adcba.(2)同理可得E2N ，感应电流I2电荷量qI2t2，解得qN ，代入数据得q10 C.(3)01 s内的焦耳热Q1Irt1，且I1，15 s内的焦耳热Q2Irt2由QQ1Q2，代入数据得Q100 J.【答案】(1)10 V，感应电流的方向为adcba(2)10 C(3)100 J第2章交变电流与发电机(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

14、5 AC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】D2(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e­t图像如图1所示，则在时刻()图1At1、t3线圈通过中性面Bt2、t4线圈中磁通量最大Ct1、t3线圈中磁通量变化率最大Dt2、

15、t4线圈平面与中性面垂直【解析】由图像可知t1、t3时刻e0即为中性面，0，故A正确，C错；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【答案】AD3(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2A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1/2D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

16、效值为I0，(b)图像电流的有效值为I0，(c)图像根据电流有效值的定义有：IRI2RT，解得电流有效值II0，根据焦耳定律相同时间内产生热量之比等于有效值的平方比，Q1Q2Q3121，C正确【答案】C4一交变电压的瞬时值uUmsin 100t(V)，当t1/600 s时，u5 V，则用交流电压表测电压时，电压表上看到的读数为()A5 VB5 VC10 V D10 V【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5Umsin 100，由此得Um10 V，由公式U得U10 V由此可知D正确【答案】D5(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

17、动势e220sin 100t，则()A交流电的频率是100Bt0时，线圈位于中性面C交流电的周期是0.02 sDt0.05 s时，e有最大值 【解析】由瞬时值表达式知：角速度100rad/s，感应电动势是按正弦规律变化所以t0时，线圈平面位于中性面因2f，所以f50 Hz；由T得T s0.02 s当t0.05 s时，e220sin50故B、C选项正确【答案】BC6.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()AI1I2I3 BI1I2I3CI2I1I

18、3 DI3I1I2【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】D7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4A(2l2nB)2/PB2(l2nB)2/PC(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EmBl2Bl2·2n，电动势的有效

19、值为E·Bl2·2n，则电流的有效值I，功率PI2R，得R2(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T0.02 s，故f Hz50 Hz；在电路中接入电容器，电容器的耐压值是交变电压的最

20、大值，应为200 V；保险丝的额定电流是交变电流的有效值，应为I A0.2 A.【答案】502000.29(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，则电流的有效值I；从中性面转过，BS，qt·tt.【答案】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1

21、00 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；(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eEmsin t311sin 100t V.(2)根据欧姆定律可得，在t s时的电流为i A1.56 A.(3)由法拉第电磁感应定律en可得磁通量变化率的最大值()m3.11 V.【答案】(1)e311sin 100t(2)1.56 A(3)3.11 V11(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

22、长abL1，bcL2，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EmnBL1L2；(2)根据有效值与最大值的关系E得电压有效值EnBL1L2根据闭合电路欧姆定律I；(3)线圈匀速转动，外力做的功等于电路所产生的电能WI2(Rr)T.【答案】(1)nBL1L2(2)(3)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

23、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)EmNBSNBL2.(3)线圈平面与B成60°角时的瞬时感应电动势eEm·cos60°NBL2.(4)电动势的有效值E电流的有效值I，

24、柴油机做的功转化为电能，线圈转一周柴油机做的功WEItt·.(5)因为I平均，故电量qI平均·t.(6)电流表显示干路电流的有效值，则读数为I.电压表显示路端电压的有效值，则读数为UIR.【答案】(1)电流方向沿dcba(2)EmNBL2(3)eNBL2(4)W(5)q(6)IU 第3章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

25、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11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】BC2(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()AU80 VP16 kWBU140 VP16 kWCU140 VP28 kWDU180 VP36 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()2r，Ur可以计算出损失的功率、电压分别为16 kW、

26、80 V，所以用户得到的功率和电压分别为28 kW、140 V，C对【答案】C3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【答案】BD4如图1所示，理想变压器的原线圈匝数为n11 000匝，副线圈匝数n2200匝，交变电源的电动势e311sin 314t V，电阻R88 ，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1A电流频率为50 HzB电流表A1的示数约为0.1 A

27、C电压表V1的示数为311 VD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】AB5.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()AA1示数变大，A1与A2示数的比

28、值不变BA1示数变大，A1与A2示数的比值变大CV2示数变小，V1与V2示数的比值变大DV2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】AD6(2012·铜川期末)如图3所示，一理想变压器的原线圈匝数为n11 000匝，副线圈匝数为n2200匝，电阻R88 ，原线圈接入一电压u220sin 100

29、t(V)的交流电源，电压表和电流表对电路的影响可忽略不计，则()图3A副线圈中交变电流的频率为100 HzBt1 s的时刻，电压表的示数为0C变压器的输入功率为22 WD电流表的示数为2.5 A【解析】由交变电压的瞬时值表达式u220sin 100t(V)可知，原线圈两端电压为U1220 V交变电流的频率f Hz50 Hz；变压器不改变交变电流的频率，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U2U1×220 V44 V，即电压表的示数为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 W，选项C

30、正确电流表测量的是原线圈中电流的有效值，I1 A0.1 A，即电流表的示数为0.1 A，选项D错误【答案】C7(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4A输电线上的电流IP0/UBn2/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P0I1U1I2U2知输电线上的电

31、流I，A对；输送电压越高，输电线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181，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U1U218×12 V216 V由公式得I1I2

32、15; A0.46 A.【答案】2160.469(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U23 V，故，再由理想变压器输入功率等于输出功率可得I1U1PaIbU2，解之有Ib0.2 A.【答案】1030.210(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n11 10

33、0匝接入电压U1220 V的电路中(1)要求在两个副线圈上分别得到电压U26 V，U3110 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 V20 W”“110 V60 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n2n1×1 10030匝，n3n1×1 100550匝(2)设原线圈输入电流为I1，由P入P出得：I1U1I2U2I3U3P2P3，I1 A0.36 A.【答案】(1)30匝550匝(2)0.36 A11(16分)(2012·榆林高二检测)发电机路端电压为220 V，输出功率为1

34、10 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当U1220 V时，rP×10×103 0.04 当U25 500 V时，rP×10×103 25 【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n1n215，高压输电导线的总电阻R1.0 ，降压变压器的输出电压U42

35、20 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n3n4；(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U2U12 000 V.(2)输电导线中的电流I2 A10 A输电导线上损失的功率P损IR100 W故×100%×100%99.5%.(3)降压变压器的输入电压U3U2U损2 000 VI2R2 000 V10 V1 990 V故.(4)如果不用变压器而直接输电，则输电导线中的电流I50 A输电导线上损失的功率P损I2R2 500 W所以不用变压器时输电导线的热损耗是用变压器时

36、的25倍【答案】(1)2 000 V(2)99.5%(3)19922(4)25倍 第4章传感器与现代社会(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 SBoyle与Geore ESmith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

37、电池是电源，D错【答案】BC2.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】B3

38、.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UIR2减小，故A项错误，B项正确；由闭合电路欧姆定律得：UEI(R1r)，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

39、增大，A、B间的电压U减小，故D项错误【答案】BC4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】C5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

40、 V，内阻为2 ，电阻R随压力变化的关系式为R300.02F(F和R的单位分别是N和)下列说法正确的是()图3A该秤能测量的最大体重是1 400 NB该秤能测量的最大体重是1 300 NC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，可解得R2 ，根据R300.02F可得F1 400 N，选项A正确，B错误；当踏板空载时，R30 ，根据I得此时电流的大小为0.375 A，选项C正确，D错误【答案】AC6.图4图4所示是用来测定高温物

41、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()AB的偏转角度大时表示物体的温度高BB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

42、C错误，D正确【答案】BD图57(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()ARM变大，且R越大，U增大越明显BRM变大，且R越小，U增大越明显CRM变小，且R越大，U增大越明显DRM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，得干路中的电流变小，S两端的电压UI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UI总Rs变大

43、，而且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，

44、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

45、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Rt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E6 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

46、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，t100时R50 ，则t100 时继电器电路中的电流I又E6 V，I20 mA，R继150 代入数据，解得R100 .【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

47、)，细金属丝与电阻丝在B点接触，已知风力方向水平向左，OCh，CDL，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：FMgtan (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：EI(R0kL)风力为F时有：EI1R0k(Lx)又有tan F/Mgx/h联立得：FMg.【答案】(1)FMgtan (2)FMg 综合检测(一)第1章机械振动(分值：100分时间：60分

48、钟)一、选择题(本大题共7个小题，每小题6分，共42分第14题只有一项符合题目要求，第57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1At1Bt2Ct3Dt4【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】B2(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2At1时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最大Bt2时刻摆球速度为零，悬

49、线对它的拉力最大Ct3时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最小Dt4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Fmgcos 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Fmgm可知悬线对它的拉力最大故C对【答案】C3(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3A1 HzB3 HzC4 HzD5 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】A4

50、(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()A4 cm,10 cmB4 cm,100 cmC0,24 cm D0,100 cm【解析】频率f2.5 Hz，则周期T0.4 s，t2.5 s(6)T，从质点经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 cm4 cm100 cm.【答案】B5(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

51、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】CD6(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4A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

52、效摆长相等，lAlE，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摆的固有周期与驱动力(A摆)的周期相同，所以E摆的振幅最大，B、C、D三个摆的固有周期偏离驱动力(A摆)的周期，且各不相同，所以它们振动的振幅各不相同选A、C.【答案】AC7如图5所示为半径很大的光滑圆弧轨道上的很小一段，小球B静止在圆弧轨道最低点O处，另一小球A自圆弧轨道上C处由静止滑下，经过时间t与小球B发生碰撞，碰撞后两球分别在这段轨道上运动而未离开轨道，当两球第二次相遇时()图5A相隔的时间为4tB相隔的时间为2tC将仍在O处相碰D可能在O点以外的其他地方相碰【解析】由于题图中为半径很大的光滑圆弧轨道上的很小

53、一段，所以A、B两球的运动情形可等效看成是两个摆长相等的单摆，所以它们的周期相等，故两球第二次相遇时一定在O点，相隔的时间为半个周期，即2t，所以B、C选项正确【答案】BC二、非选择题(本大题共5个小题，共58分按题目要求作答解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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)8(10分)(2013·成都高二检测)某同学在做利用单摆测重力加速度的实验中，先测得摆线长为97.50 cm，摆球直径为2.00 cm，然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间为99.7 s，则：(1)该摆摆长为_ cm，周期为_s.(2)如果测得g值偏小，可能的原因是()A测摆线长时摆线拉得过紧B测量摆线长度作为摆长，