第十二、三章 电磁感应、交变电流与传感器（综合训练）（四川专用）（学生版）

第十二、三章电磁感应、交变电流与传感器（考试时间：75分钟试卷满分：100分）注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是最符合题目要求的。1.物理学发展源于生活，沉于理论，归于实验，下列关于物理学史的说法正确的是（）A．赫兹首先发现了电磁感应现象B．安培最早通过实验证实了电磁波的存在C．麦克斯韦认为变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场D．法拉第在分析了许多实验事实后提出，感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化2．安检门是一个用于安全检查的“门”，“门”框内有线圈，线圈里通有交变电流，电流在“门”内产生磁场，当有金属物品通过“门”时，在金属内部产生涡流，涡流的磁场又反过来影响线圈中的电流，从而报警。安检门工作时利用了（）A．电磁感应原理 B．电磁驱动原理 C．电磁阻尼原理 D．电流的热效应3．如图甲、乙所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯泡A的电阻，闭合开关S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则（

）A．在电路甲中，断开S后，A将逐渐变暗B．在电路甲中，断开S后，A将先变得更亮，然后才逐渐变暗C．在电路乙中，断开S后，A将逐渐变暗D．在电路乙中，断开S后，A将直接逐渐变暗4．如图甲所示，闭合金属框abcd置于垂直纸面向里的磁场中，线框平面与磁场方向垂直﹐磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。规定顺时针方向为电流的正方向，下列各图中能正确表示线框中感应电流i随时间t变化的图像是（）A． B．C． D．5．如图甲所示，在虚线所示的区域有垂直纸面向里的磁场，磁场变化规律如图乙所示，面积为S的n匝金属线框处在磁场中。线框与电阻R相连，若金属框的电阻为R2A．线框面积将有扩大趋势B．a、b间的电压UC．线框cd边受到的安培力方向向上D．流过电阻R的感应电流方向由a到b6．如图所示，用两个光滑正对的金属圆环、一根金属棒ab和三根绝缘棒连接成一个“鼠笼”，两环直径均为d，圆心OO'间的距离为L，四根棒均匀分布在圆周上且与OO'平行，阻值为r的电阻通过导线和电刷与两圆环连接。匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向平行于金属导轨圆面竖直向下，图中未全部画出。金属棒电阻为R，其余电阻均不计，电压表为理想电压表。现使“鼠笼”绕水平轴A．金属棒ab中的电流大小始终不变B．电压表的示数为BLC．金属棒ab两端的最大电压为BLD．金属棒ab运动一周，电阻R上产生的焦耳热为π7．光滑平行异型导轨abcd与a'b'c'd'如图所示，轨道的水平部分bcd、b'c'd'处于竖直向上的匀强磁场中，bc段轨道宽度为cd段轨道宽度的2倍，bc段和cd段轨道都足够长，但abcd与a'b'c'd'轨道部分的电阻都不计。现将质量相同的金属棒P和Q（P和Q都有电阻，但具体阻值未知）分别置于轨道上的ab段和cd段，将P棒置于距水平轨道高为h处由静止释放，使其自由下滑，重力加速度为g。则（）A．当P棒进入轨道的水平部分后，P棒先做加速度逐渐增大的减速直线运动B．当P棒进入轨道的水平部分后，Q棒先做匀加速直线运动C．Q棒的最终速度和P棒最终速度关系vD．P棒的最终速度vP=15多项选择题：本题共3个小题。每小题6分，共18分。每小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。8.如图所示，光滑固定导轨m、n水平放置，两根导体棒p、q平行放于导轨上，形成一个闭合回路。当一条形磁铁从高处下落接近回路时（不计空气阻力）（）A．p、q将互相靠拢B．p、q将互相远离C．磁铁下落的加速度仍为gD．磁铁下落的加速度小于g9.水力发电具有防洪、防旱、减少污染等多个优点，现已成为我国的重要能源之一，某条河的水流量为4m3/s，水流下落的高度差为5m，现在利用该河流兴建水电站来发电，设所用发电机的总效率为50%，发电机的输出电压为350V，在输送途中输电线的电阻为4Ω，损耗的功率为输出功率的5%，已知用户需要的电压为220V，水的密度为1.0×A．发电机的输出功率为9.8×B．输电线上的电流为70AC．升压变压器匝数之比为1D．降压变压器匝数之比为13310.如图甲所示，在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线L1、L2、L3、L4，在L1、L2之间，L3、L4之间存在匀强磁场，磁感应强度大小均为1T，方向垂直于虚线所在平面。现有一矩形线圈abcd，宽度cd=L=0.5m，质量为0.1kg，电阻为2Ω，将其从图示位置由静止释放（cd边与L1重合），线圈速度随时间的变化关系如图乙所示，t1时刻cdA．在0~t1B．线圈匀速运动的速度大小为8C．线圈的长度为1D．0~t3三、非选择题：本题共5小题，共54分。其中后三小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤：有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。11.（6分）某实验小组用可拆变压器做“探究变压器线圈两端电压与匝数的关系”的实验。(1)保持输入电压以及原线圈的匝数不变，改变副线圈匝数，研究输出电压跟原副线圈匝数比的关系，该过程主要运用的科学方法是；(2)以下给出的器材中，本实验可能需要用到的有__________（填选项前的字母）

A．电池 B．学生电源 C．直流电压表 D．多用电表(3)为研究变压器横梁的作用，把没有安装横梁跟安装了横梁的变压器进行对比实验，结果如下表所示。请根据实验结果分析横梁在其中起到的作用：。n1n2UU没有横梁1002004.00V4.68V装上横梁1002004.00V7.99V12.（10分）某实验小组想利用热敏电阻制作一个简易的温控报警器，当温度达到或超过60°C时，报警器会发出警报。具体操作如下：(1)测量热敏电阻在60°C时的阻值。已知该热敏电阻的阻值随着温度的升高而降低。有以下实验器材和实验电路图可供选择。A．电源E（电动势为15V，内阻不计）B．电流表A（量程为0.6A，内阻约5Ω）C．电压表V（量程为15V，内阻约4000Ω）D．滑动变阻器R1（最大电阻为10Ω，额定电流3.0A）E．滑动变阻器R2（最大电阻为500Ω，额定电流为1.0A）F．热敏电阻RL（60°C时阻值在20∼30Ω之间）G．电阻箱（0~999.9Ω）①为了更准确测定阻值，滑动变阻器应选择（填仪器符号），电路图应选择（选填“甲”或“乙”）。②利用加热装置对热敏电阻加热至60°C，保持温度不变，滑动滑动变阻器的滑片，得到电压表和电流表的多组数据，并画出了出I−U图像，由图像可得RL=Ω。（保留三位有效数字）(2)调试报警器。①按照图丁连接器材，已知报警器报警最低电流为0.02A，功率极小，电源为可调电源，内阻不计，调试时输出电压为3V。②在常温下，闭合开关S1，开关S2接通b，再将电阻箱的阻值调为Ω，然后滑动变阻器从c向d滑动，直至报警器发出警报，再将开关S2接通a，报警器调试完成。此步骤有三种滑动变阻器可供选择，应选择（选填“R3”、“R4”或“R5”，R3的最大阻值为50Ω，R4的最大阻值为100Ω，R5的最大阻值为200Ω，三者的额定电流都为1.0A）(3)实验中发现达到60°C时，报警器仍没发出警报，在排除仪器故障的前提下，为了保证准确发出警报，在调试中可采取哪些措施（请列举一条）。13.（10分）如图所示，一个匝数为n的正方形线圈，边长为d，电阻为r。将其两端a、b与阻值为R的电阻相连接，其他部分电阻不计。在线圈中存在垂直线圈平面向里的磁场区域，磁感应强度B由零随时间t均匀增加，ΔBΔt(1)t1(2)判断a、b两点电势的高低，并求两点间的电势差Uab。14.（12分）如图为风力发电示意图，该系统由风力发电机、变压器和用户三部分构成。t=0时刻，发电机线圈所在平面与磁场方向垂直。已知风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈以每分钟20圈的转速转动，发电机线圈面积S=3πm2，匝数为N=200，内阻不计，匀强磁场的磁感应强度为B=0.1T(1)发电机产生电动势的瞬时表达式；(2)电压表的示数；(3)原线圈的输入功率。15.（16分）如图所示，两根平行导轨水平放置，间距L，两导轨左端接有单刀三掷开关，三条支路上分别接有电容为C的电容器，电动势为E、内阻为r的电源，阻值为R的定值电阻，初始时开关与电容器所在支路1相连。整个导轨平面内有垂直纸面向内的匀强磁场，磁感应强度大小B。在导轨上静止放置质量为m的导体棒，导体棒与MN左侧导轨之间的动摩擦因数为μ，MN右侧的导轨光滑，导体棒到MN的距离为x0。现给导体棒施加水平向右的恒定拉力F，当导体棒运动到MN时撤去拉力F