人教版高中物理选修32模块检测Word下载.docx
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C.在第3秒内感应电流减小,电流方向为顺时针
D.在第4秒内感应电流大小不变,电流方向为顺时针
答案 B
3.用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导线框,以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场,如图2所示.在每个线框进入磁场的过程中,M、N两点间的电压分别为Ua、Ub、Uc和Ud.下列判断正确的是( )
图2
A.Ua<Ub<Uc<Ud B.Ua<Ub<Ud<Uc
C.Ua=Ub<Uc=UdD.Ub<Ua<Ud<Uc
解析 线框进入磁场后切割磁感线,a、b产生的感应电动势是c、d电动势的一半,而不同的线框的电阻不同,设a线框电阻为4r,b、c、d线框的电阻分别为6r、8r、6r则有:
Ua=BLv·
=
,Ub=BLv·
,Uc=B2Lv·
,Ud=B2Lv·
,故ACD错误,B正确.
4.如图3所示,A、B是两个完全相同的灯泡,B灯与电阻R串联,A灯与自感系数较大的线圈L串联,其直流电阻等于电阻R的阻值.电源电压恒定不变,当电键K闭合时,下列说法正确的是( )
图3
A.A比B先亮,然后A熄灭
B.B比A先亮,最后A、B同样亮
C.A、B同时亮,然后A熄灭
D.A、B同时亮,然后A逐渐变亮,B的亮度不变
5.
图4
如图4所示,一个由导体做成的矩形线圈,以恒定速率v运动,从无场区进入匀强磁场区(磁场宽度大于bc间距),然后出来,若取逆时针方向为感应电流的正方向,那么下图中正确地表示回路中感应电流随时间变化关系的图象是( )
答案 C
6.如图5所示,把电阻R、电感线圈L、电容器C并联接到一交流电源上,三个灯泡的亮度相同,若保持电源电压大小不变,而将频率增大,则关于三个灯的亮度变化说法正确的是( )
图5
A.A灯亮度不变,B灯变暗,C灯变亮
B.A灯亮度不变,B灯变亮,C灯变暗
C.A灯变暗,B灯亮度不变,C灯变亮
D.A灯变亮,B灯变暗,C灯亮度不变
二、多项选择题(本大题共4小题,每小题6分,共24分.在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分)
7.在电能输送过程中,若输送的电功率一定,则在输电线上损耗的功率( )
A.随输电线电阻的增大而增大
B.和输送电压的平方成正比
C.和输送电压的平方成反比
D.和输电线上电流强度的平方成正比
答案 ACD
8.
图6
如图6所示,半径为R的圆形线圈两端A、C接入一个平行板电容器,线圈放在随时间均匀变化的匀强磁场中,线圈所在平面与磁感线的方向垂直,要使电容器所带的电量增大,可采取的措施是( )
A.电容器的两极板靠近些
B.增大磁感强度的变化率
C.增大线圈的面积
D.使线圈平面与磁场方向成60°
角
答案 ABC
9.一个按正弦规律变化的交流电的图象如图7所示,根据图象可以知道( )
图7
A.该交流电流的频率是0.02Hz
B.该交流电流的有效值是14.14A
C.该交流电流的瞬时值表示式是i=20sin0.02t(A)
D.该交流电流的周期是0.02s
答案 BD
10.如图8所示,电路中的变压器为一理想变压器,S为单刀双掷开关,P是滑动变阻器的滑动触头,原线圈两端接电压恒定的交变电流,则能使原线圈的输入功率变大的是( )
图8
A.保持P的位置不变,S由b切换到a
B.保持P的位置不变,S由a切换到b
C.S掷于b位置不动,P向上滑动
D.S掷于b位置不动,P向下滑动
答案 AC
三、填空题(共2小题,每题5分,共10分)
11.(4分)两个电流随时间的变化关系如图9甲、乙所示,把它们通入相同的电阻中,则在1s内两电阻消耗的电能之比Wa∶Wb=________.
图9
答案 1∶2
12.(6分)如图10所示,先后以速度v1和v2(v1=2v2),匀速地把同一线圈从同一位置拉出有界匀强磁场的过程中,在先后两种情况下:
图10
(1)线圈中的感应电流之比I1∶I2=________.
(2)线圈中产生的热量之比Q1∶Q2=________.
(3)拉力做功的功率之比P1∶P2=________.
答案
(1)2∶1
(2)2∶1 (3)4∶1
四、计算题(共4小题,共36分.并要求写出必要的演算过程和单位,只写出最后答案的不得分)
13.(8分)
图11
如图11所示,边长为L、匝数为n的正方形金属线框,它的质量为m、电阻为R,用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘.金属框的上半部处于磁场内,下半部处于磁场外,磁场随时间的变化规律为B=kt.求:
(1)线框中的电流强度为多大?
(2)t时刻线框受的安培力多大?
解析
(1)线框中的电动势E=n
=nS
nL2k,电流为I=
(2)安培力为F=BIL=kt
L=
t
答案
(1)
(2)
14.(8分)如图12所示某电厂要将电能输送到较远的用户,输送的总功率为9.8×
104W,电厂输出电压仅350V,为减少输送功率损失,先用一升压变压器将电压升高再输送,在输送途中,输电线路的总电阻为4Ω,允许损失的功率为输送功率的5%,求用户所需电压为220V时,升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比各是多少?
图12
解析 损失的电功率ΔP=9.8×
104×
0.05=4900W
输电线上的电流I=
=35A
输电线上的电压降ΔU=IR=140V
输电电压U2=
=2800V
降压变压器的输入电压U3=U2-ΔU=2660V
升压变压器:
降压变压器:
答案 1∶8 133∶11
15.(10分)发电机转子是边长为0.2m的正方形,线圈匝数为100匝,内阻8Ω,初始位置如图13所示,以ad、bc中点连线为轴以600r/min的转速在
T的匀强磁场中转动,灯泡电阻为24Ω,则:
图13
(1)从图示位置开始计时,写出感应电动势的瞬时值方程;
(2)灯泡的实际消耗功率为多大?
解析
(1)线圈运动的角速度ω=20πrad/s,电动势最大值为Em=nBSω=80V
瞬时值方程e=80sin20πt(V)
(2)电动势有效值E=
=40
V,电流为I=
A=
A
电阻消耗的功率P=I2R=75W
答案
(1)e=80sin20πtV
(2)75W
16.(10分)如图14所示,ef、gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距为L=1m,导轨左端连接一个R=3Ω的电阻,一根电阻为1Ω的金属棒cd垂直地放置导轨上,与导轨接触良好,导轨的电阻不计,整个装置放在磁感应强度为B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向上.现对金属棒施加4N的水平向右的拉力F,使棒从静止开始向右运动,试解答以下问题:
图14
(1)金属棒达到的最大速度v是多少?
(2)金属棒达到最大速度后,R上的发热功率为多大?
解析
(1)当金属棒速度最大时,拉力与安培力相等.
=F,vm=
=4m/s
(2)回路中电流为I=
=2A,电阻上的发热功率为P=I2R=12W
答案
(1)4m/s
(2)12W
模块检测B
1.将一个闭合金属环用丝线悬于O点,如图1所示.虚线左边有垂直于纸面向外的匀强磁场,而右边没有磁场.下列的现象能够发生的是( )
A.金属环的摆动不会停下来,一直做等幅摆动
B.金属环的摆动幅度越来越小,小到某一数值后做等幅摆动
C.金属环的摆动会很快停下来
D.金属环最后一次向左摆动时,最终停在平衡位置左侧某一点处
解析 此题考查电磁阻尼.左边有匀强磁场,金属环在穿越磁场边界时(无论是进入还是穿出),由于磁通量发生变化,环内一定有感应电流产生.根据楞次定律,感应电流将会阻碍相对运动,所以摆动会很快停下来,这就是电磁阻尼现象.若用能量守恒来解释:
有电流产生,就一定有机械能向电能转化,摆的机械能将不断减小.摆动就会很快停下来.
2.在图2中,L为电阻很小的线圈,G1和G2为内阻可不计、零点在表盘中央的电流计.当开关K处于闭合状态时,两表的指针皆偏向右方.那么,当开关K断开时,将出现( )
A.G1和G2的指针都立即回到零点
B.G1的指针立即回到零点,而G2的指针缓慢地回到零点
C.G1的指针缓慢地回到零点,而G2的指针先立即偏向左方,然后缓慢地回到零点
D.G1的指针先立即偏向左方,然后缓慢地回到零点,而G2的指针缓慢地回到零点
解析 K断开后,自感电流的方向与G1原电流方向相反,与G2原电流方向相同.答案为D.
答案 D
3.如图3所示的电路中,电源电压u=311sin(100πt)V,A、B间接有“220V,440W”的电暖宝、“220V,220W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝,下列说法正确的是( )
A.交流电压表的示数为311V
B.电路要正常工作,保险丝的额定电流不能小于3
C.电暖宝发热的功率是抽油烟机发热功率的2倍
D.抽油烟机1min消耗的电能为1.32×
104J
解析 本题考查欧姆定律和交变电流的规律,意在考查学生对欧姆定律和交变电流的理解.由交变电压的表达式可知,交变电压的有效值U=
=220V,所以交流电压表的示数为有效值220V,A错误;
电路正常工作时,通过保险丝的电流为I=
+
=3A<
3
A,B错误;
电暖宝的功率是抽油烟机功率的2倍,但抽油烟机消耗的电能主要转化为机械能,产生的热量很少,电暖宝的热功率大于抽油烟机热功率的2倍,C错误;
抽油烟机1min消耗的电能为W=P2t=220×
60J=1.32×
104J,D正确.
4.一台发电机的结构示意图如图4所示,其中N、S是永久磁铁的两个磁极,它们的表面呈半圆柱面形状.M是圆柱形铁芯,铁芯外套有一矩形线圈,线圈绕铁芯M中心的固定转轴匀速转动.磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径的辐向磁场.若从图示位置开始计时电动势为正值,下列图象中能正确反映线圈中感应电动势e随时间t变化规律的是( )
解析 由于发电机内部相对两磁极为表面呈半圆柱面形状,磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径的轴向磁场,所以距转轴距离相等的各点磁感应强度大
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- 人教版 高中物理 选修 32 模块 检测