高中物理沪科选修32模块综合测评

1、模块综合测评(教师用书独具)(时间：90分钟分值：100分)一、选择题(本大题共12个小题，共48分，在每小题给出的四个选项中，第17题只有一项符合题目要求，第812题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1如图1所示，条形磁铁正上方放置一矩形线框，线框平面水平且与条形磁铁平行则线框由N极端匀速平移到S极端的过程中，线框中的感应电流的情况是()图1A线框中始终无感应电流B线框中始终有感应电流 C线框中开始有感应电流，当线框运动到磁铁中部时无感应电流，过中部后又有感应电流 D线框中开始无感应电流，当线框运动到磁铁中部时有感应电流，过中部后又无感应电流B根据条形

2、磁铁的磁场分布情况可知，线框在磁铁左端时，磁感线从线框下表面穿过；当运动到磁铁中央时，穿过线框的磁通量为零；当线框在磁铁右端时，磁感线从线框的上表面穿过，所以线框从磁铁上方匀速运动的过程中，穿过线框的磁通量发生变化，产生感应电流2.如图2所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出，设在整个过程中棒的方向不变且不计空气阻力，则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是()图2A越来越大B越来越小C保持不变D无法判断C棒ab水平抛出后，其速度越来越大，但只有水平分速度v0切割磁感线产生电动势，故EBLv0保持不变3如图3所示是一交变电流的i­t图像，

3、则该交变电流的有效值为()图3A4 AB2 AC A D AD设该交变电流的有效值为I，由有效值的定义得Rt1IRt2I2RT，而Tt1t2，代入数据解得IA，故D正确4.如图4所示，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a()图4A顺时针加速旋转B顺时针减速旋转C逆时针加速旋转D逆时针减速旋转Bb中产生顺时针方向的感应电流，且有收缩趋势，由安培定则和楞次定律可知，感应电流的磁场向里，阻碍原磁场向里减小，说明环a中电流顺时针减小，选项B正确5.如图5所示，理想变压器的原线圈匝数为n11 000

4、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5A电流的频率为50 HzB电流表A1的示数约为0.2 AC电压表V1的示数为311 VD电阻R的发热功率约为44 WA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.6如图6所示在虚线空间内有一对彼此平行的金属导轨，宽为l，与水平面的夹角为，导轨电阻不计，在虚线空间内分布着垂直导轨

5、平面向上的磁感应强度为B的匀强磁场导轨的下端接一定值电阻R，上端通过导线与一对竖直放置的平行金属板相连接，两板间距为d，其间固定着一光滑绝缘直杆，它与水平面也成角，杆上套一带电小球当一电阻也为R的光滑导体棒ab沿导轨以速度v匀速下滑时，小球恰好静止在绝缘直杆上则由此可以判断小球的电性并能求出其比荷为()图6A正电荷， B正电荷，C负电荷， D负电荷，B杆切割磁感线产生的感应电动势为Blv，所以U，对球：mgtan ，联立得，故选B正确7如图7所示，匀强磁场存在于虚线框内，矩形线圈竖直下落如果线圈受到的磁场力总小于其重力，则它在1、2、3、4位置时的加速度关系为()图7Aa1a2a3a4Ba1a

6、2a3a4Ca1a3a2a4Da1a3a2a4C线圈自由下落时，加速度为a1g；线圈完全在磁场中时，磁通量不变，不产生感应电流，线圈不受安培力作用，只受重力，加速度为a3g；线圈进入和穿出磁场过程中，切割磁感线产生感应电流，将受到向上的安培力，根据牛顿第二定律得知，a2g，a4g；线圈完全在磁场中时做匀加速运动，到达4处的速度大于2处的速度，则线圈在4处所受的安培力大于在2处所受的安培力，又知，磁场力总小于重力，则a2a4, 故a1a3a2a4.所以本题选C.8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，下列选项正确的是()A

7、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增为原来的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BD输送功率PUI一定，输送电压升高后，输电线上的电流变为原来的，A错误，B正确；P损I2R，损失功率变为原来的，C错误；输电线的半径变为原来的，根据公式R，输电线的电阻变为原来的900倍，P损I2R，输电线上损失的功率保持不变，D正确9.如图8所示，光滑平行金属导轨固定在水平面上，左端由导线相连，导体棒垂直静置于导轨上构成回路在外力F作用下，回路上方的条形磁铁竖直向上做匀速运动在匀速运动过程中外力F做功WF，磁场

8、力对导体棒做功W1，磁铁克服磁场力做功W2，重力对磁铁做功WG，回路中产生的焦耳热为Q，导体棒获得的动能为Ek.则()图8AW1Q BW2W1QCW1Ek DWFWGEkQBCD以导体棒为研究对象：由动能定理知W1Ek.C正确；以磁铁为研究对象：由动能定理知WFW2WG0.由功能关系和能量守恒知克服磁场力做的功W2等于回路电能，电能一部分转化为焦耳热，另一部分转化为导体棒的动能，即W2QEk由得W2W1Q，WFWGQEk，B、D正确10如图9(a)，螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场，图中箭头所示方向为其正方向螺线管与导线框abcd相连，导线框内有一小金属圆环L，圆环与导线框在同一平面内当螺线

9、管内的磁感应强度B随时间按图9(b)所示规律变化时()(a)(b)图9A在t1t2时间内，L有收缩趋势B在t2t3时间内，L有扩张趋势C在t2t3时间内，L内有逆时针方向的感应电流D在t3t4时间内，L内有顺时针方向的感应电流AD在t1t2时间内，穿过圆环的磁通量向上不是均匀增大，由楞次定律可以确定L必须减小面积以达到阻碍磁通量的增大，故有收缩的趋势，故A正确在t2t3时间内，穿过圆环的磁通量均匀变化，由法拉第电磁感应定律可知，L中磁通量不变，则L中没有感应电流，因此没有变化的趋势，故B、C错误在t3t4时间内，向下的磁通量减小，根据楞次定律，在线圈中的电流方向c到b，根据右手螺旋定则，穿过圆

10、环L的磁通量向里减小，则根据楞次定律，在金属圆环中产生顺时针方向的感应电流，故D正确11如图10所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有()图10A增加线圈的匝数B提高交流电源的频率C将金属杯换为瓷杯D取走线圈中的铁心AB利用法拉第电磁感应定律和涡电流解题当电磁铁接通交流电源时，金属杯处在变化的磁场中产生涡电流发热，使水温升高要缩短加热时间，需增大涡电流，即增大感应电动势或减小电阻增加线圈匝数、提高交变电流的频率都是为了增大感应电动势瓷杯不能产生涡电流，取走铁心会导致磁性减弱所以选项A、B正确，选项C、D错误12

11、一空间有垂直纸面向里的匀强磁场B，两条电阻不计的图11平行光滑导轨竖直放置在磁场内，如图11所示，磁感应强度B0.5 T，导体棒AB、CD长度均为0.2 m，电阻均为0.1 ，重力均为0.1 N现用力向上拉动导体棒AB，使之匀速上升(导体棒AB、CD与导轨接触良好)，此时CD静止不动，则AB上升时，下列说法正确的是()AAB受到的拉力大小为2 NBAB向上运动的速度为2 m/sC在2 s内，拉力做的功有0.4 J的机械能转化为电能D在2 s内，拉力做功为0.6 JBC对导体棒CD分析：mgBIl，得v2 m/s，故选项B正确；对导体棒AB分析：FmgBIl0.2 N，选项A错误；在2 s内拉力

12、做功转化的电能等于克服安培力做的功，即WF安vt0.4 J，选项C正确；在2 s内拉力做的功为Fvt0.8 J，选项D错误二、非选择题(本大题共4小题，共52分，按题目要求作答)13(10分)一般的电熨斗用合金丝作发热元件，合金丝电阻随温度T变化的关系如图12中实线所示，由于环境温度以及熨烫的衣服厚度、干湿等情况不同，熨斗的散热功率不同，因而熨斗的温度可能会在较大范围内波动，易损坏衣物有一种用主要成分为BaTiO3被称为“PTC”的特殊材料作发热元件的电熨斗，具有升温快、能自动控制温度的特点，PTC材料的电阻随温度变化的关系如图中实线所示，根据图线分析：图12(1)为什么处于冷态的“PTC”熨

13、斗刚通电时比普通电熨斗升温快？(2)通电一段时间后电熨斗温度T自动稳定在_范围之内【解析】(1)由于冷态时PTC材料电阻较小，故由P知，其发热功率较大，所以升温快(2)从图上看出，温度较低时，电阻较小，热功率较大，所以生热快于散热，温度升高，电阻值迅速增大，相应的生热功率减小，当生热功率小于散热功率时，电阻温度降低，电阻值减小，生热功率会相应增大，故当生热功率等于散热功率时，温度会稳定在图中T6T7之间【答案】(1)见解析(2)T6TT714(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S0.05 m2，线圈转动的频率为5

14、0 Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B T为了用此发电机发出的交流电带动两个标有“220 V 11 kW”的电动机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电动机之间接一个理想变压器，电路如图13所示求：图13(1)发电机的输出电压；(2)变压器原、副线圈的匝数比；(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数【解析】(1)最大电动势为 EmNBS2NBSf2×220××0.05×50 V1 100 V发电机输出电压U11 100 V.(2)变压器原、副线圈的匝数比为51.(3)由PUI得副线圈的总电流为I222× A100 A由得I1I2×

15、;100 A20 A.【答案】(1)1 100 V(2)51(3)20 A15(14分)如图14甲所示，正方形导线框abcd匀速穿过一匀强磁场区域磁场区域的宽度为L、磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外；导线框的电阻为R，边长为2L，在穿过磁场的整个过程中，导线框ab、cd两边始终保持与磁场边界平行，导线框平面始终与磁场方向垂直；导线框的速度大小为v，方向垂直于cd边，规定电流沿abcda为正方向甲乙图14(1)请在图14乙中作出cd边进入磁场到ab边离开磁场的过程中，导线框中感应电流随位移变化的i­x图像；(2)求在上述过程中导线框所产生的焦耳热Q.【解析】(1)线框在进入磁场及离

16、开磁场时，E2BLvI由楞次定律，cd边在磁场中运动时，I为负方向，ab边在磁场中运动时，I为正方向i­x图像如图所示：(2)cd边或ab边切割磁感线时，线框产生的焦耳热为QI2Rt而tt1t2，t1t2解得Q.【答案】(1)i­x图像见解析(2)16(16分)如图15所示，在距离水平地面h0.8 m的虚线的上方，有一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场正方形线框abcd的边长l0.2 m，质量m0.1 kg，电阻R0.08 .一条不可伸长的轻绳绕过轻光滑定滑轮，一端连线框，另一端连一质量M0.2 kg的物体A(A未在磁场中)开始时线框的cd边在地面上，各段绳都处于伸直状态，从如

17、图所示的位置由静止释放物体A，一段时间后线框进入磁场运动，已知线框的ab边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动当线框的cd边进入磁场时物体A恰好落地，此时将轻绳剪断，线框继续上升一段时间后开始下落，最后落至地面整个过程线框没有转动，线框平面始终处于纸面内，g取10 m/s2.求：图15(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小；(2)线框从开始运动至到达最高点，用了多长时间？(3)线框落地时的速度多大？【解析】(1)设线框到达磁场边界时速度大小为v，由机械能守恒定律可得：Mg(hl)mg(hl)(Mm)v2代入数据解得：v2 m/s线框的ab边刚进入磁场时，感应电流：I线框恰好做匀速运动，有：MgmgIBl代入数据解得：B1 T.(2)设线框进入磁场之前运动时间为t1，