高中物理章末综合测评2新人教版选修3_2

章末质量评估(二)(时间：90分钟分值：100分)一、单项选择题(本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求)1．处在匀强磁场中的矩形线圈abcd，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与ab垂直．在t＝0时刻，线圈平面与纸面重合(如图所示)，线圈的cd边离开纸面向外运动．若规定由a→b→c→d→a方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电流i随时间t变化的图线是()解析：线圈在磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，可以产生按正弦规律变化的交流电．对于图示起始时刻，线圈的cd边离开纸面向纸外运动，速度方向和磁场方向垂直，产生的电动势的瞬时值最大；用右手定则判断出电流方向为逆时针方向，与规定的正方向相同，所以C对．答案：C2．如图所示为交变电流的电流随时间而变化的图象，此交变电流的有效值是( )A ．5 2 AB ．5 A C.722 A D ．3.5 A解析：题图所示图象中的交变电流在一个周期内产生的热量：Q ＝I 21R T 2＋I 22R T 2＝(42)2R T 2＋(32)2R T 2＝25RT . 令此交变电流的有效值为I ，应有Q ＝I 2RT ，故I 2RT ＝25RT ，解得I ＝5 A ．B 项正确．答案：B3．如图所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为n ，原线圈接正弦交流电压U ，输出端接有一个交流电流表和一个电动机．电动机线圈电阻为R ，当输入端接通电源后，电流表读数为I ，电动机带动一重物匀速上升，下列判断正确的是( )A ．原线圈中的电流为nIB ．变压器的输入功率为UI nC ．电动机输出的总功率为I 2RD ．电动机两端电压为IR解析：电流表的读数为副线圈电流，所以原线圈电流为I n，故A错误；原线圈的输入功率则为U I n，故B 对；电动机上的热功率为I 2R ，电动机消耗功率为U I n ，两端电压为U n，故C 、D 错误． 答案：B4．超导是当今高科技研究的热点，利用超导材料可实现无损耗输电．现有一直流电路，输电总电阻为0.4Ω，它提供给用电器的电功率为40 kW ，电压为800 V ．若用临界温度以下的超导电缆代替原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为( )A ．1 kWB ．1.6×103 kWC ．1.6 kWD ．10 kW解析：节约的电功率即为普通电路输电时损耗的电功率，I ＝P U＝40×103800A ＝50 A ．P 线＝I 2R ＝502×0.4 W ＝1 000 W ，故节约的电功率为1 kW ，A 项正确．答案：A5．用220 V 的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V ，通过负载的电流图象如图所示，则( )A ．变压器输入功率约为3.9 WB ．输出电压的最大值是110 VC ．变压器原、副线圈的匝数比是1∶2D ．负载电流的函数表达式i ＝0.05sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫100πt ＋π2 A解析：通过负载的电流有效值为0.025 2 A ，变压器输入功率约为P ＝UI ＝110×0.025 2 W ＝3.9 W ，选项A 正确．变压器输出电压的最大值是110 2 V ，选项B 错误．由变压公式，变压器原、副线圈的匝数比是2∶1，选项C 错误．负载电流的函数表达式i ＝0.05sin 100πt (A)，选项D 错误．答案：A6.如图所示电路中，L 为电感线圈，R 为灯泡，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交流电源的电压u ＝2202sin 100πt V ，若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100 Hz ，下列说法正确的是( )A ．电流表示数增大B ．电压表示数增大C ．灯泡变亮D ．灯泡变亮解析：由u ＝2202sin 100πt V 可得电源原来的频率为f ＝100π2πHz ＝50 Hz.当电源频率由原来的50 Hz 增为100 Hz 时，线圈的感抗增大；线圈两端电压有效值增大，电压表示数增大，故选项B 正确；在总电压的有效值不变的情况下，电路中的电流减小，选项A 错．灯泡的电阻R 是一定的，电流减小时，实际消耗的电功率减小，灯泡变暗，选项C 正确，D 错．答案：BC7．如图甲所示电路中，为相同的电流表，C 为电容器，电阻R 1、R 2、R 3的阻值相同，线圈L 的电阻不计．在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示，则在t 1～t 2时间内()图甲图乙A．电流表的示数比的小B．电流表的示数比的小C．电流表和的示数相同D．电流表的示数都不为零解析：理想变压器原线圈中的磁感应强度随时间均匀增加．穿过副线圈的磁通量也将随时间均匀增加，副线圈中产生恒定的感应电动势，副线圈中的电流为恒定电流，电感线圈对恒定电流无阻碍作用，因而电流表的示数相同，C项正确，A项错误；恒定电流不能通过电容器，因而电流表的示数为零，B、D项错误．答案：C8．如图所示，有一台交流发电机E.通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R.T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4，设T1的输入电压U1一定，当用户消耗的电功率变大时，有()A．P2变大，P3变大B．P1变小，P2变小C．U2变小，U3变小D．U2变小，U4变大解析：P1＝P2＝ΔP＋P3，且P3＝P4，由于P4增大，所以P3及P1、P2均变大，A对，B错；U2＝n2n1U1，U1一定，所以U2不变，C、D错．答案：A9．在如图所示的电路中，理想变压器的变压比为2∶1，四个灯泡完全相同，若已知灯泡L3和L4恰能正常工作，那么()A．L1和L2都能正常工作B．L1和L2都不能正常工作C．L1和L2只有一个能正常工作D．条件不足，无法判断解析：由于副线圈两端并联着两个相同的灯泡L3、L4.每个灯泡正常工作时的实际电流都等于额定电流，因此副线圈中的电流等于一个灯泡额定电流的两倍．根据原、副线圈的电流与匝数成反比，可知原线圈中的电流等于副线圈中电流的12，即恰好等于灯泡L1、L2的额定电流，从而可以得出L1和L2都能正常工作．答案：A10．如图所示为远距离交流输电的简化电路图．发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1.在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I2，则()A ．用户端的电压为I 1U 1I 2B ．输电线上的电压降为UC ．理想变压器的输入功率为I 21rD ．输电线路上损失的电功率为I 1U解析：根据理想变压器的工作原理，得I 1U 1＝I 2U 2，所以用户端的电压U 2＝I 1U 1I 2，选项A 正确；输电线上的电压降U ′＝I 1r ＝U －U 1，选项B 错误；变压器的输入功率P 1＝I 1U －I 21r ＝I 1U 1，选项C 错误，输电线路上损失的功率P ′＝I 21r ＝I 1(U －U 1)，选项D 错误．答案：A二、多项选择题(本题共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项符合题目要求，全部选对得6分，漏选得3分，错选或不选得0分)11．一个矩形线圈在匀强磁场中匀角速度转动，产生交变电动势的瞬时值表达式为e ＝102sin 4πt (V)，则( )A ．该交变电动势的频率为2 HzB ．零时刻线圈平面与磁场垂直C ．t ＝0.25 s 时，e 达到最大值D ．在1 s 时间内，线圈中电流方向改变100次解析：由题中给出的电动势的表达式可以得到该交变电动势的角速度是4π，由角速度和周期、频率的关系ω＝2πT＝2πf 得到此交变电动势的频率为2 Hz ，周期是0.5 s ，所以选项A 正确．周期是0.5 s ，所以1 s 内线圈中的电流方向改变4次，选项D 错误．代入表达式t＝0.25 s，得到e＝0，选项C错误．零时刻，电动势为零，此时穿过线圈的磁通量最大，选项B正确．综上所述，本题的正确选项为A、B.答案：AB12.如图所示．矩形线框置于竖直向下的磁场中，通过导线与灵敏电流表相连，线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，图中线框平面处于竖直面内．下述说法正确的是()A．因为线框中产生的是交变电流，所以电流表示数始终为零B．线框通过图中位置瞬间，穿过线框的磁通量最大C．线框通过图中位置瞬间，通过电流表的电流瞬时值最大D．若使线框转动的角速度增大一倍，那么通过电流表电流的有效值也增大一倍解析：线框在匀强磁场中匀速转动时，在中性面即线框与磁感线垂直时，磁通量最大，感应电动势最小，而在题中图示位置线框与磁感线平行时．磁通量最小，感应电动势最大，A、B项错，C项对；电流的有效值I＝nBSω2R，现在其余的量都不变，角速度增大一倍后，电流也增大一倍，D正确．答案：CD13．为了减少输电线路中的电力损失，发电厂发出的电通常是经过升压变电站升压后通过远距离输送，再经过降压变电站将高压变为低压．某降压变电站将电压U0＝11 0002sin 100πt(V)的交流电降为220 V供居民小区用电，则变电站变压器()A．原、副线圈匝数比为50∶1B．副线圈中电流的频率是50 HzC．原线圈的导线比副线圈的要粗D．输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和解析：原电压的有效值为U1＝11 000 V．由U1U2＝n1n2得，n1n2＝501，选项A正确；变压器不改变交流电的频率，故选项B正确；由n1n2＝I2 I1得，副线圈的电流大，要想导线发热少，导线要粗一些(使电阻较小)，故选项C错误；居民小区各用电器电流总和应该等于副线圈的电流，选项D错误．答案：AB14．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为10∶1，R1＝20 Ω，R2＝30Ω，C为电容器，已知通过R1的正弦交流电如图乙所示，则()图甲图乙A．交流电的频率为0.02 HzB．原线圈输入电压的最大值为200 VC．电阻R2的电功率约为6.67 WD．通过R3的电流始终为零解析：由题图乙知副线圈获得的是交变电流，可“通过”电容器C，所以D错误；由图乙知T＝0.02 s，f＝1T＝50 Hz，所以A错误；通过R1的电流最大值为1 A，则R1两端电压最大值为20 V，由U1＝n 1n 2U 2得，原线圈输入电压最大值为200 V ，B 正确；又R 2的电功率P ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫202230 W ≈6.67 W ，所以C 正确．答案：BC三、填空题(本题共2小题，共14分)15．(6分)如图所示，理想变压器原线圈与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30Ω，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________．解析：副线圈电压U 2＝U a ＝P a R a ＝3 V ，n 1n 2＝U 1U 2＝103，U b ＝U a ＝3 V .由能量守恒定律得：U 1I 1＝P a ＋U b I b ，代入数据得：I b ＝0.2 A. 答案：10∶3 0.2 A16．(8分)有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示，它有两个外观基本相同的线圈A 、B ，线圈外部还可以绕线．图甲 图乙(1)某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A 、B 线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的a 、b 位置，由此可推断________线圈的匝数较多(选填“A ”或“B ”)．(2)如果把它看成理想变压器，现要测定A 线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源．请简要叙述实验的步骤(写出要测的物理量，并用字母表示)：_______________________________________________________________. A 线圈的匝数为n A ＝________(用所测物理量符号表示)．解析： (1)由题图乙可知a 位置的阻值大于b 位置的阻值，由电阻定律可得A 线圈的匝数多于B 线圈的．(2)①用长导线绕一个n 匝线圈，作为副线圈替代A 线圈；②把低压交流电源接B 线圈，测得B 线圈的输出电压为U ；③用A 线圈换下绕制的线圈测得A 线圈的输出电压为U A .则n A ＝U A Un . 答案：(1)A (2)①用长导线绕一个n 匝线圈，作为副线圈替代A 线圈；②把低压交流电源接B 线圈，测得B 线圈的输出电压U ；③用A 线圈换下绕制的线圈测得A 线圈的输出电压U A (3)U A Un 四、计算题(本题共3小题，共32分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)17．(10分)图甲是交流发电机模型示意图．在磁感应强度为B 的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd 可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO ′转动，由线圈引出的导线ae 和df 分别与两个跟线圈一起绕OO ′转动的金属圆环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路．图乙是线圈的主视图，导线ab和cd分别用它们的横截面来表示．已知ab长度为L1，bc长度为L2，线圈以恒定角速度ω逆时针转动(只考虑单匝线圈)．图甲图乙图丙(1)线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e1的表达式；(2)线圈平面处于与中性面成φ0夹角位置时开始计时，如图丙所示，试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e2的表达式；(3)若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热(其他电阻均不计)．解析：(1)矩形线圈abcd在磁场中转动时，ab、cd切割磁感线，且转动的半径为r＝L2 2，转动时ab、cd的线速度v＝ωr＝ωL22，且与磁场方向的夹角为ωt，如图所示．所以，整个线圈中的感应电动势e 1＝2BL 1v sin ωt ＝BL 1L 2ωsin ωt .(2)当t ＝0时，线圈平面与中性面的夹角为φ0，则t 时刻时，线圈平面与中性面的夹角为ωt ＋φ0.故此时感应电动势的瞬时值：e 2＝2BL 1v sin(ωt ＋φ0)＝BL 1L 2ωsin(ωt ＋φ0)．(3)线圈匀速转动时感应电动势的最大值E m ＝BL 1L 2ω，故有效值：E ＝E m 2＝BL 1L 2ω2， 回路中电流的有效值I ＝E R ＋r ＝B ωL 1L 22（R ＋r ）. 根据焦耳定律知转动一周电阻R 上的焦耳热为：Q ＝I 2RT ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤B ωL 1L 22（R ＋r ） 2R ·2πω＝πωRB 2L 21L 22（R ＋r ）2. 18．(10分)某小型发电站的发电机输出交流电压为500 V ，输出电功率为50 kW ，如果用电阻为3 Ω的输电线向远处用户送电，这时用户获得的电压和电功率是多少？假如，要求输电线上损失的电功率是输送功率的0.6%，则发电站要安装一个升压变压器，到达用户前再用降压变压器变为220 V 供用户使用，不考虑变压器的能量损失，这两个变压器原、副线圈的匝数比各是多少？解析：用500 V 电压送电时示意图如图所示，50 kW 的电功率在输电线上的电流：I 0＝P U 0＝50×103500 A＝100 A. 用户获得的电压U 1＝U 0－I 0R ＝(500－100×3) V ＝200 V .用户获得的功率P 1＝I 0U 1＝2.0×104 W.改用高压送电时，示意图如图所示，要求P 损＝0.6%P ，即P损＝50×103×0.6% W ＝300 W.输电电流I ＝P 损R ＝3003A ＝10 A. 发电站升压后输电电压U ＝P I ＝50×10310V ＝5 000 V ， 升压变压器匝数比n 1n 2＝U 0U ＝5005 000＝110， 输电线上损失的电压U ′＝IR ＝10×3 V ＝30 V .到达降压变压器，输入变压器电压U 2＝U －U ′＝(5 000－30)V ＝4 970 V ，降压变压器的匝数比n 3n 4＝U 2U 3＝4 970220＝49722. 19．(12分)如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图．其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO ′匀速转动，线圈的匝数n ＝100，电阻r ＝10 Ω，线圈的两端经集流环与电阻R 连接，电阻R ＝90Ω，与R 并联的交流电压表为理想电表．在t ＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t 按图乙所示正弦规律变化．求：(1)交流发电机产生的电动势最大值；(2)电路中电压表的示数；(3)R 上的热功率．解析：(1)交流发电机产生电动势的最大值： E m ＝nBS ω，而Φm ＝BS ，ω＝2πT ，所以E m ＝2n πΦm T . 由Φ－t 图线可知：Φm ＝2.0×10－2 Wb ， T ＝6.28×10－2s ，所以E m ＝200 V .(2)电动势的有效值E ＝E m2＝100 2 V ， U ＝RR ＋r E ＝90100×100 2 V ＝90 2 V ＝127.3 V .(3)R 上的功率为：P R ＝U 2R ＝（902）290W ＝180 W.。

章末综合测评(三)(时间：90分钟分值：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分．在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10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．下面说法中不正确的是()A．传感器一般不能直接带动执行机构实现控制动作B．力传感器的敏感元件是应变片C．应变片能把物体形变转变为电压D．双金属片两层金属的膨胀系数完全相同D[传感器输出信号比较微弱，一般不能直接带动执行机构实现控制动作，A正确；力传感器中的应变片在力的作用下发生形变，输出相应的电压信号，B、C正确；双金属片两层金属膨胀系数不同，在温度升高时才会发生弯曲，D错误．] 2．金属铂的电阻值对温度高低非常敏感，下列选项中可能表示金属铂电阻的U-I图线是()【导学号：24622111】B[金属铂导体的电阻对温度的变化很敏感，电阻随温度的升高而增大，在一定温度下其U-I图线是非线性的，且图线的斜率越来越大，故B正确．] 3．如图1所示，机器人装有作为眼睛的“传感器”，犹如大脑的“控制器”，以及可以行走的“执行器”，在它碰到障碍物前会自动避让并及时转弯．下列有关该机器人“眼睛”的说法中正确的是()图1A．力传感器B．光传感器C．温度传感器D．声音传感器B[遇到障碍物会绕开，说明它是光传感器，故选项B正确，选项A、C、D错误．]4．如图2(a)所示的电路中，光敏电阻R2加上图2(b)所示的光照时，R2两端的电压变化规律是()图2B[光敏电阻随光照的增强电阻减小，电路中电流增大，电阻R1两端电压增大，R2两端电压减小，但不能减小到零．故选项B正确．]5.如图3所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、开关S与一个n 匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中．两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m、电荷量为＋q的小球．S断开时传感器上有示数，S闭合时传感器上恰好无示数．则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是()【导学号：24622112】图3A ．正在增加，ΔΦΔt ＝mgd qB ．正在减弱，ΔΦΔt ＝mgd nqC ．正在减弱，ΔΦΔt ＝mgd qD ．正在增加，ΔΦΔt ＝mgd nqD [S 闭合时传感器上恰好无示数，说明小球受竖直向上的电场力，且电场力的大小等于重力．由楞次定律可判断磁场B 正在增强，根据法拉第电磁感应定律E ＝n ΔΦΔt ＝U ，又U d q ＝mg ，得ΔΦΔt ＝mgd nq ，故D 正确．]6．传感器是把非电学物理量(如位移、速度、压力、角度等)转换成电学物理量(如电压、电流、电荷量等)的一种元件．如图4所示的甲、乙、丙、丁是四种常见的电容式传感器，下列说法正确的是( )【导学号：24622113】图4A ．甲图中两极板带电荷量不变，若电压变小，可判断出h 变小B ．乙图中两极板带电荷量不变，若电压变大，可判断出θ变小C ．丙图中两极间的电压不变，若有电流流向传感器的负极，则x 变小D ．丁图中两极间的电压不变，若有电流流向传感器的正极，则F 变大D[甲图中若Q不变，由C＝QU知U变小，C变大，可知h变大，A错；乙图中若Q不变，由C＝QU知U变大，C变小，可知θ变大，B错；丙图中若U 不变，电流流向负极表示正在放电，Q减小，可知C减小，x变大，C错；丁图中若U不变，电流流向正极表示在充电，Q增加，可知C增大，d减小，F增大，D对．]7．如图5所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻．此光电计数器的基本工作原理是()【导学号：24622114】图5A．当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压B．当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压C．信号处理系统每获得一次低电压就计数一次D．以上说法都不对AC[当光照射光敏电阻R1时，光敏电阻R1的阻值减小，回路中电流增大，R2两端的电压升高，信号处理系统得到高电压，计数器每由高电压转到低电压，就计一次数，从而能达到计数的目的．]8．如图6所示是用电流传感器(相当于电流表，其电阻可以忽略不计)研究自感现象的实验电路，图中两个电阻阻值均为R，L是一个自感系数足够大的电感线圈，其直流电阻值也为R，图7中是某同学画出的在t0时刻开关S切换前后，通过传感器的电流随时间变化的图像．关于这些图像，下列说法正确的是()图6图7A．甲图是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况B．乙图是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况C．丙图是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况D．丁图是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况BC[当开关S闭合时，由于线圈的自感作用，线圈中电流逐渐增大，因而通过传感器1的电流逐渐增大，A错误，B正确；当开关S断开时，线圈L与传感器2组成闭合回路，由于线圈L的自感作用，通过传感器2的电流将反向且从线圈中原有电流值开始逐渐减小，C正确，D错误．]9．某同学设计的家庭电路保护装置如图8所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成．当右侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断家庭电路．仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有()【导学号：24622115】图8A．家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零B．家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量不变C．家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起D．地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起ABD[由于零线、火线中电流方向相反，产生磁场方向相反，所以家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零，选项A正确；家庭电路短路和用电器增多时均不会引起L2的磁通量的变化，选项B正确，C错误；地面上的人接触火线发生触电时，线圈L1中磁场变化引起L2中磁通量的变化，产生感应电流，吸起K，切断家庭电路，选项D正确．]10．如图9所示的光控电路用发光二极管LED模拟路灯，R G为光敏电阻．A 为斯密特触发器输入端，在天黑时路灯(发光二极管)会点亮．下列说法正确的是()图9A．天黑时，Y处于高电平B．天黑时，Y处于低电平C．当R1调大时，天更暗时，灯(发光二极管)点亮D．当R1调大时，天较亮时，灯(发光二极管)就能点亮BC[天暗时，光敏电阻变大，才导致分压变大，则A端的电势高，输出端Y为低电势，故A错误，B正确；当R1调大时，光敏电阻的分压减小，A端的电压降低，输出端Y的电势升高，天更暗时，光敏电阻更大，灯才(发光二极管)点亮，故C正确，D错误．]二、非选择题(本题共6小题，共40分．)11．(6分)(1)热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中．图10为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图．由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力________(选填“增强”或“减弱”)；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的响应更______(选填“敏感”或“不敏感”)．图10(2)利用传感器可以探测、感受外界的信号、物理条件等．图11甲所示为某同学用传感器做实验得到的小灯泡的U-I关系图线．甲乙丙图11①实验室提供的器材有：电流传感器、电压传感器、滑动变阻器A(阻值范围0～10 Ω)、滑动变阻器B(阻值范围0～100 Ω)、电动势为6 V的电源(不计内阻)、小灯泡、电键、导线若干．该同学做实验时，滑动变阻器选用的是________(选填“A”或“B”)；请在图11乙的方框中画出该实验的电路图．②将该小灯泡接入如图11丙所示的电路中，已知电流传感器的示数为0.3 A，电源电动势为 3 V．则此时小灯泡的电功率为________ W，电源的内阻为______Ω.【解析】(1)由R-t图像可知，热敏电阻在温度上升时电阻减小，则导电能力增强．相对金属热电阻，热敏电阻在相同的温度变化情况下电阻变化大，则热敏电阻对温度变化的响应更敏感．(2)由于小灯泡的电阻较小，电路应该设计成电流传感器外接．描绘小灯泡伏安特性曲线，设计成滑动变阻器分压接法，故选用滑动变阻器A.将该小灯泡接入丙图所示的电路中，已知电流传感器的示数为0.3 A，电源电动势为3 V，在小灯泡伏安特性曲线上找出对应电流为0.3 A的点，该点横纵坐标的乘积0.3A×2.5 V＝0.75 W为此时小灯泡的电功率，电源的内阻为3－2.50.3Ω＝1.67 Ω.【答案】(1)增强敏感(2)①A电路如图所示②0.75 1.6712．(8分)现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60 ℃时，系统报警．提供的器材有：热敏电阻，报警器(内阻很小，流过的电流超过I c时就会报警)，电阻箱(最大阻值为999.9 Ω)，直流电源(输出电压为U，内阻不计)，滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值为2 000 Ω)，单刀双掷开关一个，导线若干．在室温下对系统进行调节．已知U约为18 V，I c约为10 mA；流过报警器的电流超过20 mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在60 ℃时阻值为650.0 Ω.(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线．图12(2)电路中应选用滑动变阻器________(选填“R1”或“R2”)．(3)按照下列步骤调节此报警系统：①电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为________Ω；滑动变阻器的滑片应置于________(选填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是____________________________________ ________________________________________________________.②将开关向________(选填“c”或“d”)端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至________________________________________．(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用．【解析】(1)电路图连接如图．(2)报警器开始报警时，对整个回路有U＝I c(R滑＋R热)代入数据可得R滑＝1 150.0 Ω，因此滑动变阻器应选择R2.(3)①在调节过程中，电阻箱起到等效替代热敏电阻的作用，电阻箱的阻值应为报警器报警时热敏电阻的阻值，即为650.0 Ω.滑动变阻器在电路中为限流接法，滑片应置于b端附近，若置于另一端a时，闭合开关，则电路中的电流I＝18650.0 A≈27.7 mA，超过报警器最大电流20 mA，报警器可能损坏．②开关应先向c端闭合，移动滑动变阻器的滑片，直至报警器开始报警为止．【答案】(1)连线如解析图所示．(2)R2(3)①650.0 b接通电源后，流过报警器的电流会超过20 mA，报警器可能损坏②c报警器开始报警13．(6分)电热毯、电饭锅是人们常用的电热式家用电器，它们一般具有加热和保温功能，其工作原理大致相同．如图13为某种电热式电器的简化电路图，主要元件有电阻丝R1、R2和自动开关S.图13(1)开关S闭合和断开时，用电器分别处于什么状态？(2)电源电压U＝220 V，加热时用电器功率为400 W，保温时用电器功率为40 W，求R1与R2的值．【解析】(1)当S闭合时，R2短路，此时电路总电阻最小，由P＝U2R知功率最大，为加热状态；当S断开时，R1、R2串联，电路总电阻最大，功率最小，为保温状态．(2)S闭合时，处于加热状态，有P max＝U2R1，S断开时，处于保温状态，有P min＝U2R1＋R2代入数据联立解得：R1＝121 Ω，R2＝1 089 Ω.【答案】(1)S闭合时为加热状态，S断开时为保温状态(2)121 Ω 1 089 Ω14．(6分)位移传感器的应用——加速度计．加速度计是测定物体加速度的仪器，它是导弹、飞机、潜艇或宇宙飞船等制导系统的信息源．如图14为应变式加速度计的示意图，当系统加速时，加速度计中的元件A也处于加速状态，元件A由两弹簧连接并架在光滑支架上，支架与待测系统固定在一起，元件A 的下端可在滑动变阻器R上自由滑动，当系统加速运动时，元件A发生位移并转换为电信号输出．图14已知元件A的质量为m，两侧弹簧的劲度系数为k，电源电动势为E，内阻不计，滑动变阻器的总电阻为R，有效长度为l，静态时输出电压为U0，试推导加速度a与输出电压U的关系式.【导学号：24622116】【解析】设静态时滑动变阻器的滑片距左端为x，传感器的输出电压为U0＝ER·Rl x＝El x ①系统向左加速时滑片右移Δx，则元件A的动力学方程为2kΔx＝ma ②传感器的输出电压为U＝ER·Rl(x＋Δx) ③由①②③式得a＝2kl(U－U0)mE若U＞U0，系统的加速度水平向左；若U＜U0，系统的加速度水平向右．【答案】a＝2kl(U－U0)mE方向向左为正15．(6分)某同学设计了一种测定风力的装置，其原理如图15所示，迎风板与一轻弹簧的一端N相接，穿在光滑的金属杆上．弹簧是绝缘材料制成的，其劲度系数k＝1 300 N/m，自然长度L0＝0.5 m，均匀金属杆用电阻率较大的合金制成，迎风板面积S＝0.5 m2，工作时总是正对着风吹来的方向．电路中左端导线与金属杆M端相连，右端导线接住N点并可随迎风板在金属杆上滑动，且与金属杆接触良好．限流电阻的阻值R＝1 Ω，电源的电动势E＝12 V，内阻r＝0.5 Ω.合上开关，没有风时，弹簧长度为原长度，电压表的示数U1＝3.0 V；如果某时刻由于风吹使迎风板向左压缩弹簧，电压表示数为U2＝2.0 V，求：图15(1)金属杆单位长度的电阻；(2)此时作用在迎风板上的风力．【解析】 设无风时金属杆接入电路的电阻为R 1，风吹时接入电路的电阻为R 2，由题意得(1)无风时U 1＝E R ＋r ＋R 1R 1 得R 1＝U 1R ＋rU 1E －U 1＝3×1＋0.5×312－3Ω＝0.5 Ω 设金属杆单位长度的电阻为R ′，则R ′＝R 1L 0＝0.50.5 Ω/m ＝1 Ω/m. (2)有风时U 2＝ER 2＋R ＋r R 2 得R 2＝U 2R ＋U 2r E －U 2＝2×1＋2×0.512－2Ω＝0.3 Ω 此时，弹簧长度L ＝R 2R ′＝0.31m ＝0.3 m 压缩量x ＝L 0－L ＝0.5 m －0.3 m ＝0.2 m则此时风力F ＝kx ＝1 300×0.2 N ＝260 N.【答案】 (1)1 Ω/m (2)260 N16. (8分)某学生为了测量一物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为k )．如图16所示，测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为0，而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压U .现有下列器材：力电转换器，质量为m 0的砝码，电压表，滑动变阻器，干电池各一个，开关及导线若干，待测物体(可置于力电转换器的受压面上)．请完成对该物体质量的测量．图16(1)设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大．(2)简要说明测量步骤，求出比例系数k，并测出待测物体的质量m.【解析】(1)设计电路如图所示．由于要求转换器的输入电压可调节范围尽可能大，所以左侧电路采用分压式电路．(2)测量步骤与结果：①调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零；②将砝码放在转换器上，记下输出电压U0；③将待测物放在转换器上，记下输出电压U.由U0＝km0g得k＝U0m0gU＝kmg，所以m＝m0U U0.【答案】见解析情感语录1.爱情合适就好，不要委屈将就，只要随意，彼此之间不要太大压力2.时间会把最正确的人带到你身边，在此之前，你要做的，是好好的照顾自己3.女人的眼泪是最无用的液体，但你让女人流泪说明你很无用4.总有一天，你会遇上那个人，陪你看日出，直到你的人生落幕5.最美的感动是我以为人去楼空的时候你依然在6.我莫名其妙的地笑了，原来只因为想到了你7.会离开的都是废品，能抢走的都是垃圾8.其实你不知道，如果可以，我愿意把整颗心都刻满你的名字9.女人谁不愿意青春永驻，但我愿意用来换一个疼我的你10.我们和好吧，我想和你拌嘴吵架，想闹小脾气，想为了你哭鼻子，我想你了11.如此情深，却难以启齿。

最新人教版高中物理选修3-2综合测试题及答案2套模块综合测评(一)(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分，在每小题给出的四选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10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．电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系，根据这一发现，发明了许多电器设备．下列用电器中，哪个没有利用电磁感应原理()A．电磁炉B．白炽灯泡C．磁带录音机D．日光灯镇流器【解析】电磁炉是利用交变电流产生磁场，交变磁场在锅体内产生涡流，从而对食物加热；磁带录音机录音时，声音引起振动，产生感应电流，放音时，磁带上变化的磁场使放音磁头线圈中产生感应电流；日光灯是由于自感产生自感电动势．只有B选项中白炽灯泡没有利用电磁感应原理．【答案】 B2．在北半球，朝南的钢窗原来关着，今将它突然朝外推开，转过一个小于90°的角度，考虑到地球磁场的影响，则钢窗活动的一条边(西边)中() A．有自下而上的微弱电流B．有自上而下的微弱电流C．有微弱电流，方向是先自上而下，后自下而上D．有微弱电流，方向是先自下而上，后自上而下【解析】钢窗打开时，向北穿过钢窗的磁通量减小，根据楞次定律，钢窗的活动边产生自下而上的微弱电流，故A正确．【答案】 A3．如图1所示，用两根材料、粗细、长度完全相同的导线，绕成匝数分别为n1＝50和n2＝100的圆形闭合线圈A和B，两线圈平面与匀强磁场垂直．当磁感应强度随时间均匀变化时，两线圈中的感应电流之比I A∶I B为()图1A．2∶1 B．1∶2C．4∶1 D．1∶4【解析】由法拉第电磁感应定律得：E＝n ΔΦΔt＝nΔBΔtπR2，可知，感应电动势与半径的平方成正比．而根据电阻定律：线圈的电阻为r＝ρLS ＝ρn·2πRS，线圈中感应电流I＝Er，由上综合得到，感应电流与线圈半径成正比，即I A∶I B＝R A∶R B；因相同导线绕成匝数分别为n1和n2的圆形线圈，因此半径与匝数成反比，故I A∶I B＝n2∶n1＝2∶1，故A正确，B、C、D错误．【答案】 A4．如图2所示，在匀强磁场中有一个矩形单匝线圈abcd，ab边与磁场垂直，MN边始终与金属滑环K相连，PQ边始终与金属滑环L相连．金属滑环L、电流表A、定值电阻R、金属滑环K通过导线串联．使矩形线圈以恒定角速度绕过bc、ad中点的轴旋转．下列说法中不正确的是()图2A．线圈转动的角速度越大，电流表A的示数越大B．线圈平面与磁场平行时，流经定值电阻R的电流最大C．线圈平面与磁场垂直时，流经定值电阻R的电流最小D．电流表A的示数随时间按余弦规律变化【解析】令矩形单匝线圈abcd的电阻为r，根据法拉第电磁感应定律和交变电流的有效值定义得，交变电流的最大值为I m ＝BSωR ＋r ，电流表显示的是有效值I ＝I m 2＝BSω2(R ＋r )，所以，线圈转动的角速度越大，电流表A 的示数越大，A 对，D 错；线圈平面与磁场平行时，此时产生的感应电动势最大，故流经定值电阻R 的电流最大，线圈平面与磁场垂直时，产生的感应电动势最小，故电流最小，B 、C 对．【答案】 D5．如图3所示是一交变电流的i -t 图象，则该交变电流的有效值为 ( )图3A ．4 AB ．22A C.83 A D ．2303 A【解析】 此交变电流的前T 3为正弦交变电流，有效值I 1＝42A ，后23 T 为恒定电流，有效值I 2＝4 A ，根据交变电流的有效值定义可得Q ＝I 2RT ＝I 21R T 3＋I 22R 23T ，代入数据I 2RT ＝13⎝ ⎛⎭⎪⎫422RT ＋23×42RT ，解得I ＝2303 A ，故D 正确． 【答案】 D6．用图4甲所示电路测量电流表的内阻．闭合开关S ，当变阻器的滑片滑至c 处时，电流表和电压表的读数分别为40 mA 、9 V ，已知图甲中热敏电阻的I -U 关系图线如图4乙所示，则电流表的内阻为( )图4A ．0.14 ΩB ．85 ΩC ．140 ΩD ．225 Ω【解析】 当电流表读数为40 mA 时，说明热敏电阻的电流为40 mA ，由图知热敏电阻两端电压U R ＝5.6 V ，则电流表两端电压U ＝9 V －5.6 V ＝3.4 V ，由欧姆定律得R mA ＝U I ＝ 3.4 V 40×10－3 A＝85 Ω. 【答案】 B7．在如图5甲所示的电路中，电阻R 的阻值为50 Ω，在ab 间加上如图乙所示的正弦交流电，则下面说法中正确的是( )甲 乙图5A ．交流电压的有效值为100 VB ．电流表示数为2 2 AC ．产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度为3.14 rad/sD ．在1 min 内电阻R 上产生的热量为1.2×104 J【解析】 从题图乙中可以看出，交流电压的峰值为100 2 V ，所以有效值U ＝100 V ，A 项正确；通过电阻的电流I ＝U R ＝2 A ，B 错误；交流电的周期为T ＝0.02 s ，ω＝2πT ＝314 rad/s ，C 错误，1 min 内Q ＝I 2Rt ＝1.2×104 J ，D 正确．【答案】 AD8．日常生活中，我们常用微波炉来加热食品，它是利用微波来工作的．接通电源后，220 V 的交流经过变压器后，在次级产生2 000 V 高压交流，加到磁控管两极之间，使磁控管产生微波．下列说法中正确的是( )A ．微波炉的变压器原、副线圈的匝数之比为11∶100B ．微波炉的变压器原、副线圈的匝数之比为100∶11C ．微波炉的输出功率是由输入功率决定的D ．微波炉的输入功率是由输出功率决定的【解析】 根据理想变压器的电压和匝数成正比，所以原副线圈的匝数比为11∶100，对于变压器，输入功率是由输出功率决定的．【答案】 AD9．如图6所示为一理想变压器，在原线圈输入电压不变的条件下，要提高变压器的输入功率，可采用的方法是( )图6A ．只增加原线圈的匝数B ．只增加副线圈的匝数C ．只减小用电器R 1的电阻D ．断开开关S【解析】 理想变压器的输入功率与输出功率相等．增加副线圈的匝数可提高副线圈两端的电压，在电阻不变时，副线圈中的电流也增大，输出功率增加；只减小用电器的电阻，电压不变，也能增大副线圈中的电流，增大输出功率．【答案】 BC10．如图7为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为2∶1，原线圈接有交流电压u ＝220sin 100πt (V)，图中电压表和电流表均为理想交流电表，R t 为负温度系数的热敏电阻(即当温度升高时，阻值减小)，R 1为定值电阻，C 为电容器．下列说法正确的是( )图7A ．电压表示数是110 VB ．交流电的频率为50 HzC ．通过R 1的电流始终为零D ．当R t 处温度升高时，电压表示数不变，电流表示数变大【解析】 原线圈所加交变电压的有效值为U 1＝2202 V ，由理想变压器的变压比公式U 1U 2＝n 1n 2，可得U 2＝n 2n 1U 1＝12×2202V ＝55 2 V ，选项A 错误；由交变电压的瞬时值表达式u ＝220sin 100πt (V)可知，该交变电流的频率f ＝100π2π Hz ＝50Hz ，选项B 正确；由于交变电流能对电容器进行充、放电，所以会有充、放电电流通过电阻R 1，选项C 错误；因变压器为理想变压器，线圈电阻不计，因此，电压表的示数不变，当R t 处的温度升高时，其电阻阻值变小，所以电流表的示数变大，选项D 正确．【答案】 BD二、非选择题(本题3小题，共40分)11．(10分)如图8(a)是汽车过桥时对不同类型桥面压力变化的实验．采用DIS 方法对模型进行测量，其结果如图8(b)中电脑屏幕所示．图8(1)图(a)中的传感器为________传感器；(2)图(a)中甲、乙、丙分别为三种不同类型的桥面．对于凸形桥甲，其相对应的压力图线应是图(b)电脑屏幕上的________(填“a ”“b ”或“c ”)；(3)如增大小球在斜槽上的高度，在图(b)中大致画出小球能过凸形桥甲时的压力图线．【解析】 (1)该传感器把力信号转化为电信号，属于力电传感器；(2)小球经过凸形桥甲的最高点时，压力小于重力，其相对应的图线应是电脑屏幕上的c ；(3)增大小球在斜槽上的高度，小球经凸形桥甲的最高点时压力更小，其图线与c 相比较，最低点应更低一些．【答案】 (1)力电 (2)c (3)图略，图线与c 相比较，最低点更低一些12．(15分)如图9甲所示，AB 间为交流电源，电压u ＝311 sin 100πt V ，经过某“过滤”装置P 后将图乙所示正弦交流电滤去一半，得到如图丙所示的交流电，求：图9(1)CD 间所获得的电压的周期为多大？(2)CD 间接有“220 V ,40 W”灯泡时其发光功率为多大？(3)CD 间能否连接“220 V ,20 μF ”的电容器？【解析】 (1)过滤前交流电的周期T ＝2πω＝2π100π＝0.02 s ，过滤后电压变化周期还是0.02 s ．(2)设题图丙所示交流电的有效值为U ，有⎝ ⎛⎭⎪⎫U m 22R ·T 2＝U 2R ·T ，U ＝12U m＝3112V．由P＝U2R知P40＝⎝⎛⎭⎪⎫311222202，得此时小灯泡的功率P＝20 W．(3)过滤后，电压的最大值不变，大小为311 V，电容器的电压“220 V”是击穿电压，所以不能直接连接在CD间．【答案】(1)0.02 s(2)20 W(3)不能13．(15分)半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为r、质量为m且质量分布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面，BA的延长线通过圆导轨中心O，装置的俯视图如图10所示．整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下．在内圆导轨的C点和外圆导轨的D点之间接有一阻值为R的电阻(图中未画出)．直导体棒在水平外力作用下以角速度ω绕O逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触．设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒和导轨的电阻均可忽略．重力加速度大小为g.求：图10(1)通过电阻R的感应电流的方向和大小；(2)外力的功率．【解析】根据右手定则、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律及能量守恒定律解题．(1)根据右手定则，得导体棒AB上的电流方向为B→A，故电阻R上的电流方向为C→D.设导体棒AB中点的速度为v，则v＝v A＋v B2而v A＝ωr，v B＝2ωr根据法拉第电磁感应定律，导体棒AB 上产生的感应电动势E ＝Br v根据闭合电路欧姆定律得I ＝E R ，联立以上各式解得通过电阻R 的感应电流的大小为I ＝3Bωr 22R .(2)根据能量守恒定律，外力的功率P 等于安培力与摩擦力的功率之和，即P ＝BIr v ＋f v ，而f ＝μmg解得P ＝9B 2ω2r 44R ＋3μmgωr 2. 【答案】 (1)方向为C →D 大小为3Bωr 22R(2)9B 2ω2r 44R ＋3μmgωr 2模块综合测评(二)(时间：60分钟 满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分，在每小题给出的四选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10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)1．一闭合线圈置于磁场中，若磁感应强度B 随时间变化的规律如图1乙所示，线圈中感应电动势E 随时间t 变化的图象是( )图1【解析】由E＝ΔΦΔt＝ΔBΔt·S可知，因磁感应强度B随时间变化的变化率ΔBΔt是分段恒定的，因此电动势E随时间变化的规律也是分段恒定的，故D正确．【答案】 D2．如图2所示电路中，线圈L与灯泡L A并联，当合上开关S后灯L A正常发光．已知，线圈L的电阻小于灯泡L A的电阻．则下列现象可能发生的是()图2A．当断开S时，灯泡L A立即熄灭B．当断开S时，灯泡L A突然闪亮一下，然后逐渐熄灭C．若把线圈L换成电阻，断开S时，灯泡L A逐渐熄灭D．若把线圈L换成电阻，断开S时，灯泡L A突然闪亮一下，然后逐渐熄灭【解析】当断开S时，线圈L产生断电自感，灯泡L A突然闪亮一下，然后逐渐熄灭，B项正确，A项错误；若把线圈L换成电阻，断开S时，灯炮L A 立即熄灭，C、D均错误．【答案】 B3．理想变压器原、副线圈匝数之比n1∶n2＝2∶1，且在输入、输出回路中分别接有相同的纯电阻，如图3所示，原线圈接在电压为U的交流电源上，则副线圈的输出电压为()图3A.U2B．U3C ．25UD ．34U【解析】 设原线圈中的电流为I ，则副线圈中的电流为2I ；设原线圈的输入电压为U 1，则副线圈的输出电压为U 2＝U 12＝2IR ，所以U 1＝4IR ，而U ＝IR ＋U 1＝5IR ，所以副线圈的输出电压为U 2＝25U ，故正确选项为C.【答案】 C4.如图4所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L 供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其他条件不变，则( )图4A ．小灯泡变亮B ．小灯泡变暗C ．原、副线圈两端电压的比值不变D ．通过原、副线圈电流的比值不变【解析】 由于家庭电路上理想变压器为降压变压器，故n 1>n 2，当原、副线圈减少相同的匝数时，其变压比n ′1n ′2变大，根据U 1U 2＝n ′1n ′2，U 1一定，U 2变小，故小灯泡变暗，选项A 错误，选项B 正确；由U 1U 2＝n ′1n ′2知，原、副线圈电压的比值变大，选项C 错误；根据I 1I 2＝n ′2n ′1，则通过原、副线圈电流的比值变小，选项D 错误．【答案】 B5．为了能安全对某一高电压U 、大电流I 的线路进行测定，图中接法可行的是(绕组匝数n 1>n 2)( )【解析】电流互感器是将大电流变成便于测量的小电流，由I1I2＝n2n1知I2＝n1n2I1，副线圈的匝数应大于原线圈的匝数且测量时应串联在被测电路中，A、C错误；电压互感器是将高电压变成低电压，由U1U2＝n1n2知U2＝n2n1U1，n1应大于n2，且测量时应并联在待测电路中，B正确，D错误．【答案】 B6．两金属棒和三根电阻丝如图5连接，虚线框内存在均匀变化的匀强磁场，三根电阻丝的电阻大小之比R1∶R2∶R3＝1∶2∶3，金属棒电阻不计．当S1、S2闭合，S3断开时，闭合的回路中感应电流为I，当S2、S3闭合，S1断开时，闭合的回路中感应电流为5I；当S1、S3闭合，S2断开时，闭合的回路中感应电流是()图5A．0 B．3IC．6I D．7I【解析】由R1∶R2∶R3＝1∶2∶3得令R1＝R，R2＝2R，R3＝3R.S1、S2闭合时R1，R2组成闭合回路，有E1＝3IR；S2、S3闭合时R2，R3组成闭合回路，有E2＝25IR；则S1、S3闭合时R1，R3组成闭合回路，有E1＋E2＝4I x R，所以I x ＝7I.【答案】 D7．如图6所示，A是长直密绕通电螺线管．小线圈B与电流表连接，并沿A的轴线Ox从O点自左向右匀速穿过螺线管A.下面4个选项能正确反映通过电流表中电流I随x变化规律的是()图6【解析】通电螺线管产生稳定的磁场，磁场特征为：两极附近最强且不均匀，管内场强近似匀强．当小线圈穿过两极时，因磁场不均匀，故穿过小线圈的磁通量发生变化，产生感应电流，且因磁场的变化不同，故在小线圈中感应出方向相反的电流，小线圈在螺线管内部运动时，因穿越区域的磁感应强度不变，小线圈中没有感应电流产生．【答案】 C8．电吉他中电拾音器的基本结构如图7所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音．下列说法正确的有()图7A．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作B．取走磁体，电吉他将不能正常工作C．增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势D．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化【解析】铜不能被磁化，铜质弦不能使电吉他正常工作，选项A错误；取走磁体后，弦的振动无法通过电磁感应转化为电信号，音箱不能发声，选项B知，线圈的感应电动势正确；增加线圈匝数，根据法拉第电磁感应定律E＝NΔΦΔt变大，选项C正确；弦振动过程中，线圈中感应电流的磁场方向发生变化，则感应电流的方向不断变化，选项D正确．【答案】BCD9．照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的．可是我们在晚上七、八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些．这是因为用电高峰时() A．总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，每盏灯两端的电压较低B．总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，通过每盏灯的电流较小C．总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，输电线上损失的电压较大D．总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，每盏灯两端的电压较低【解析】在晚上七、八点钟时，电路上并联的灯较多，则根据并联电路的特点可知，此时总电阻比深夜时小，再由欧姆定律可知，供电线路上的电流大，输电线上损失的电压U损＝IR增大，每盏灯两端的电压也就较低．【答案】CD10．如图8所示边长为L的正方形闭合线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，以一条边为轴，以角速度ω匀速转动，转轴与B垂直，线圈总电阻为R，导线电阻不计，下列说法正确的是()图8A．电压表示数为BL2ω/8B．电压表示数为2BL2ω/8C．线圈转一周产生热量为πB2L4ω/R D．线圈转一周产生热量为2πB2L4ω/R【解析】由E m＝BL2ω，U有效＝E m2＝2BL2ω2，电压表测量的为14R上的电压，则U＝U有效4＝2BL2W8，Q＝⎝⎛⎭⎪⎫BL2ω2R2·R·T＝πB2L4ωR，故B、C正确．【答案】BC二、非选择题(本题3小题，共40分)11．(10分)(1)按图9所示连接好电路，合上S和S′，发现小灯泡不亮，用电吹风对热敏电阻吹一会儿，会发现小灯泡发光了，原因是________________________________________________________________．图9(2)若将热敏电阻换成光敏电阻，合上S和S′，发现小灯泡发光，用黑纸包住光敏电阻后，小灯泡熄灭，其原因是___________________________________ _________________________________________________________________.【解析】(1)热敏电阻阻值较大，左侧电路电流较小，电磁铁磁性较弱，吸不住衔铁，小灯泡不亮，电吹风对热敏电阻加热，使其阻值变小，电路中电流增大，电磁铁磁性增强吸住衔铁，使上、下触点接触，小灯泡发光；(2)用黑纸包住后，光敏电阻的阻值增大，左侧电路电流减小，继电器触点断开，造成小灯泡熄灭．【答案】见解析12．(15分)如图10甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场．已知线圈的匝数n ＝100匝，总电阻r ＝1.0 Ω，所围成矩形的面积S ＝0.040 m 2，小灯泡的电阻R ＝9.0 Ω，磁场的磁感应强度按如图乙所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为e ＝nB m S 2πT ·cos 2πT t ，其中B m 为磁感应强度的最大值，T 为磁场变化的周期，不计灯丝电阻随温度的变化，求：甲 乙图10(1)线圈中产生感应电动势的最大值；(2)小灯泡消耗的电功率；(3)在磁感应强度变化的0～T 4的时间内，通过小灯泡的电荷量．【解析】 (1)由图象知，线圈中产生的交变电流的周期T ＝3.14×10－2 s ， 所以E m ＝nB m Sω＝2πnB m ST ＝8.0 V .(2)电流的最大值I m ＝E m R ＋r ＝0.80 A 有效值I ＝I m 2＝225 A 小灯泡消耗的电功率P ＝I 2R ＝2.88 W.(3)在0～T 4时间内，电动势的平均值E －＝nS ΔB Δt平均电流I －＝E－R ＋r ＝nS ΔB(R ＋r )Δt流过灯泡的电荷量Q ＝I －Δt ＝nS ΔB R ＋r＝4.0×10－3 C ．【答案】 (1)8.0 V (2)2.88 W (3)4.0×10－3 C13．(15分)如图11甲所示，两根足够长的直金属导轨MN 、PQ 平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L.M、P两点间接有阻值为R的电阻．一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直．整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下．导轨和金属杆的电阻可忽略．让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦．图11(1)由b向a方向看到的装置如图14乙所示，请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图；(2)在加速下滑过程中，当ab杆的速度大小为v时，求ab杆中的电流及其加速度的大小；(3)求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值．【解析】(1)如图所示，重力mg，竖直向下；支持力N，垂直斜面向上；安培力F，沿斜面向上．(2)当ab杆速度为v时，感应电动势E＝BL v，此时电路中电流I＝ER＝BL vRab杆受到安培力F＝BIL＝B2L2v R根据牛顿运动定律，有ma＝mg sin θ－F＝mg sin θ－B2L2v R，a＝g sin θ－B2L2v mR.(3)当B2L2vR＝mg sin θ时，ab杆达到最大速度v m＝mgR sin θB2L2.【答案】(1)见解析(2)BL vR g sin θ－B2L2vmR(3)v m＝mgR sin θB2L2。

高中物理学习材料桑水制作选修3-2综合测评(时间：90分钟满分：100分)温馨提示：1.第Ⅰ卷答案写在答题卡上，第Ⅱ卷书写在试卷上；交卷前请核对班级、姓名、考号.2.本场考试时间为90分钟，注意把握好答题时间.3.认真审题，仔细作答，永远不要以粗心为借口原谅自己．第Ⅰ卷(选择题，共44分)一、选择题(本大题共11小题，每小题4分，共44分，每小题至少有一个选项是正确的，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分)1.如图所示螺线管中感应电流的方向是( )A．如图中箭头所示B．与图中箭头方向相反C．无感应电流D．与条形磁铁运动加速还是减速有关，故无法判断解析：当条形磁铁靠近线圈时，线圈内的磁通量增加，根据楞次定律可知正确答案．答案：A2．一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动．在转动过程中，线框中的最大磁通量为Φm，最大感应电动势为E m.下列说法中正确的是( ) A．当磁通量为零时，感应电动势为零B．当磁通量减小时，感应电动势在增大C．当磁通量等于0.5Φm时，感应电动势等于0.5E mD．角速度ω等于E m/Φm解析：根据正弦式电流的产生及其变化规律(设从中性面开始)，e＝E m sinω·t＝BS ω·sinωt＝Φm·ωsinωt可知D是正确的．答案：BD3.如图所示，水平放置的光滑杆上套有A、B、C三个金属环，其中B接电源．在接通电源的瞬间，A、C两环( )A．都被B吸引B．都被B排斥C．A被吸引，C被排斥D．A被排斥，C被吸引解析：在接通电源的瞬间，环B可等效为一短条形磁铁，左为N极，右为S极，穿过A、C环的磁通量在增加．两环A、C为了阻碍磁通量的增加，都应朝环B外部磁场较小的方向运动，即A向左而C向右，两环都受到了环B的排斥作用．答案：B4．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈的中心接头，电压表和电流表Ⓐ均为理想电表．从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u＝2202sin100πt(V)．下列说法正确的是( )A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22 2 VB．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为220 VC．单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变大D．单刀双掷开关与a连接，滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小解析：当单刀双掷开关与a连接时，原、副线圈的匝数比为10∶1，副线圈两端电压的最大值为22 2 V，而电压表测的是有效值，所以其示数为22 V，A、B均错．当滑动触头P 向上移动时，因R的有效阻值增大，但原、副线圈的匝数比未变，所以电压表示数不变，电流表示数减小，D错．当单刀双掷开关由a扳向b时，原线圈匝数减少，副线圈两端的电压增大，由I＝U/R知，电流也增大，C对．答案：C5.阻值为10 Ω的电阻接到电压波形如图所示的交流电源上，以下说法正确的是( )A ．电压的有效值为10 VB ．通过电阻的电流有效值为22 AC ．电阻消耗电功率为5 WD ．电阻每秒钟产生的热量为10 J解析：由U ­t 图象，交流电压最大值为10 V ，有效值为5 2 V ，A 错误．根据I ＝U R ，B 正确．再根据P ＝I 2R ，C 正确．电阻每秒产生热量Q ＝Pt ＝5 J ，故D 错误．答案：BC6．(2013·白山高二检测)如图所示，矩形线圈处于匀强磁场中，当磁场分别按图(1)图(2)两种方式变化时，t 0时间内线圈产生的电能及通过线圈某一截面的电量分别用W 1、W 2、q 1、q 2表示，则下列关系式正确的是( )A ．W 1＝W 2 q 1＝q 2B ．W 1>W 2 q 1＝q 2C ．W 1<W 2 q 1<q 2D ．W 1>W 2 q 1>q 2解析：按两种方式变化时，根据W ＝Eq ，q ＝It ＝ΔΦR ，E ＝ΔB ·S Δt 和q ＝ΔΦR ＝ΔB ·S R，线圈中产生的感应电动势相同，所以t 0时间内线圈产生的电能及通过线圈某一截面的电量都相同，A 项正确．答案：A7.如图所示，电阻R 和电感L 的值很大，电源内阻不可忽略，A 、B 是完全相同的两只灯泡，当开关S 闭合时，下列判断正确的是( )A ．灯A 比灯B 先亮，然后灯A 熄灭B ．灯B 比灯A 先亮，然后灯B 逐渐变暗C ．灯A 与灯B 一起亮，而后灯A 熄灭D ．灯A 与灯B 一起亮，而后灯B 熄灭解析：开关S 闭合时，B 灯立即亮，A 灯由于电感L 的自感作用，将逐渐变亮，由于总电流逐渐变大，路端电压变小，B 灯逐渐变暗，选项B 符合要求．答案：B8．(2013·焦作市高二检测)如图甲是录音机的录音电路原理图，乙是研究自感现象的实验电路图，丙是光电传感的火灾报警器的部分电路图，丁是电容式话筒的电路原理图，下列说法正确的是( )A．甲图中录音机录音时，由于话筒的声电转换，线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场B．乙图电路开关断开瞬间，灯泡会突然闪亮一下，并在开关处产生电火花C．丙图电路中，当有烟雾进入罩内时，光电三极管上就会因烟雾的散射而有光的照射，表现出电阻的变化D．丁图电路中，根据电磁感应的原理，声波的振动会在电路中产生变化的电流解析：乙图电路开关断开瞬间，线圈中产生很高的自感电动势，但由于电路不能构成回路，所以不会产生感应电流，灯泡不会突然闪亮一下，选项B错误；丁图电路中，声波的振动会改变M、N间的距离，从而改变了电容值大小，在电路中产生变化的充放电电流，选项D错误．答案：AC9．(2012·高考江苏单科)某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成．当右侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断家庭电路．仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有( )A．家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零B．家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量不变C．家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起D．地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起解析：电路正常或短路时，火线和零线中通过的电流大小相等、方向相反，故L1中火线与零线中电流产生的磁场相抵消，铁芯中的磁通量为零，L2中无感应电流产生，电磁铁中也就无电流，开关K不会被吸起．由上述分析可知，A、B项正确，C项错误．当地面上的人接触火线发生触电时，火线与零线中的电流大小不再相等，则L2中产生感应电流，电磁铁也就能把开关K吸起，即D正确．答案：ABD10.(2013·湖北八校二联)如图是电子感应加速器的示意图，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动．上图为侧视图，下图为真空室的俯视图，电子从电子枪右端逸出(不计初速度)，当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时，使电子在真空室中沿虚线加速击中电子枪左端的靶，下列说法中正确的是( )A ．真空室中磁场方向竖直向上B ．真空室中磁场方向竖直向下C ．电流应逐渐减小D ．电流应逐渐增大解析：由安培定则知，A 正确．电子逆时针加速运动形成顺时针方向的感应电流，感应电流产生的磁场与原电流产生的磁场方向相反，由楞次定律知原磁场是增强的，故D 正确．答案：AD11.(2012·高考四川理综)半径为a 右端开小口的导体圆环和长为2a 的导体直杆，单位长度电阻均为R 0.圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B .杆在圆环上以速度v 平行于直径CD 向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O 开始，杆的位置由θ确定，如图所示．则( )A ．θ＝0时，杆产生的电动势为2BavB ．θ＝π3时，杆产生的电动势为3BavC ．θ＝0时，杆受的安培力大小为2B 2av (π＋2)R 0D ．θ＝π3时，杆受的安培力大小为3B 2av (5π＋3)R 0解析：开始时刻，感应电动势E 1＝BLv ＝2Bav ，故A 项正确．θ＝π3时，E 2＝B ·2a cos π3·v ＝Bav ，故B 项错误．由L ＝2a cos θ，E ＝BLv ，I ＝E R，R ＝R 0[2a cos θ＋(π＋2θ)a ]，得在θ＝0时，F ＝B 2L 2v R ＝4B 2av R 0(2＋π)，故C 项错误．θ＝π3时，F ＝3B 2av R 0(5π＋3)，故D 项正确． 答案：AD第Ⅱ卷(非选择题，共56分)二、实验题(本题包括2小题，共12分)12．如图所示为“探究电磁感应现象”的实际装置．(1)将图中所缺的导线连接完整．(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将原线圈迅速插入副线圈时，电流计指针________偏转；将原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，电流计指针________偏转(填“向左”“向右”)．解析：(1)如图．(2)当闭合开关时穿过副线圈磁通量增加，指针右偏．闭合开关后线圈插入副线圈，通过副线圈磁场方向不变，磁场增强，磁通量增加，所以指针还右偏．插入副线圈后，磁场稳定，在副线圈中无感应电流，指针指中间，当变阻器滑片迅速左移，电路中电流减小，磁场减弱，副线圈中磁通量减小，产生与一开始反向的电流，指针左偏．答案：(1)如解析图(2)向右向左13．电流传感器可以像电流表一样测量电流，它的优点是反应非常快，可以捕捉到瞬间的电流变化，还可以与计算机相连，能在很短的时间内画出电流随时间变化的图象．按图(甲)连接电路，提供8 V直流电源，先使开关S与1相连，电源向电容器充电，这个过程可在瞬间完成，然后把开关S掷向2，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏上显示出电流随时间变化的I­t曲线，如图(乙)所示．(1)图(乙)中画出的竖直狭长矩形(图乙最左端)，其面积表示的物理意义是___________ _____________________________________________________________；(2)估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量是________C ；(3)根据以上数据估算，电容器的电容是________F.解析：(1)图象纵坐标为电流I ，横坐标为时间t ，由公式q ＝It 可知，矩形面积为放电电荷量．(2)每个小方格的面积代表放电电荷量q 0＝0.08×10－3 C ，共有75格，则放电电荷量Q＝75q 0＝6.0×10－3 C.(3)由Q ＝CU 可知C ＝Q U ＝7.5×10－4F.答案：(1)0.1 s 内的放电电荷量 (2)6.0×10－3(3)7.5×10－4三、论述、计算题(本大题共4小题，共44分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的题要注明单位)14．如图所示，用质量为m 、电阻为R 的均匀导线做成边长为l 的单匝正方形线框MNPQ ，线框每一边的电阻都相等．将线框置于光滑绝缘的水平面上．在线框的右侧存在竖直方向的有界匀强磁场，磁场边界间的距离为2l ，磁感应强度为B .在垂直MN 边的水平拉力作用下，线框以垂直磁场边界的速度v 匀速穿过磁场．在运动过程中线框平面水平，且MN 边与磁场的边界平行．求：(1)线框MN 边刚进入磁场时，线框中感应电流的大小；(2)线框MN 边刚进入磁场时，M 、N 两点间的电压U MN ；(3)在线框从MN 边刚进入磁场到PQ 边刚穿出磁场的过程中，水平拉力对线框所做的功W .解析：(1)线框MN 边刚进入磁场时，感应电动势E ＝Blv ，线框中的感应电流I ＝E R ＝Blv R. (2)M 、N 两点间的电压U MN ＝34E ＝34Blv . (3)只有MN 边在磁场中时，线框运动的时间t ＝lv， 此过程线框中产生的焦耳热Q ＝I 2Rt ＝B 2l 3v R ， 只有PQ 边在磁场中运动时线框中产生的焦耳热Q ＝B 2l 3v R， 根据能量守恒定律得水平外力做功W ＝2Q ＝2B 2l 3v R.答案：(1)Blv R (2)34Blv (3)2B 2l 3v R15.如图所示，一个小型旋转电枢式交流发电机，其矩形线圈的长度为a ，宽度为b ，共有n 匝，总电阻为r 0，与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R 的定值电阻．线圈以角速度ω在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO ′匀速转动，沿转动轴OO ′方向看去，线圈转动方向沿顺时针．(1)在图中画出线圈经过图示位置时通过电阻R 上的感应电流的方向；(2)从图示位置(线圈平面平行于磁场方向)开始计时，经多长时间，通过电阻R 上电流的瞬时值第一次为零？(3)与电阻并联的电压表的示数是多少？解析：(1)根据右手定则判断，R 上电流自上而下．(2)t ＝14T ＝2π4ω＝π2ω. (3)E m ＝nBab ω.所以E 有＝22nBab ω. U R ＝R R ＋r ·E 有＝nBab ωR 2(R ＋r ). 答案：(1)自上而下 (2)π2ω (3)nBab ωR 2(R ＋r )16.如图所示，在竖直平面内有一个“日”字形线框，线框总质量为m ，每条短边长度均为l .线框横边的电阻均为r ，竖直边的电阻不计．在线框的下部有一个垂直“日”字平面方向向里的磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场的高度也为l .让线框自空中一定高处自由落下，当线框下边刚进入磁场时立即做匀速运动．重力加速度为g .求：(1)“日”字形线框做匀速运动的速度v 的大小；(2)“日”字形线框从开始下落起，至线框上边离开磁场的过程中所经历的时间t .解析：(1)进入磁场时的速度为v ，据题意有：IBl ＝mg ，I ＝Blv 3r 2＝2Blv 3r， 解得：v ＝3gmr 2B 2l2. (2)线框下边进入磁场区域前做自由下落运动，设下落的时间为t 1，从线框下边进入磁场到上边离开磁场下边界做匀速运动，设此过程的下落时间为t 2，据题意有：v ＝gt 1 t 1＝3mr 2B 2l 2 t 2＝3l v解得：t 2＝2B 2l 3mgr由两式解得全过程所用时间：t ＝t 1＋t 2＝3mr 2B 2l 2＋2B 2l 3mgr. 答案：(1)3gmr 2B 2l 2 (2)3mr 2B 2l 2＋2B 2l 3mgr17．(2013·银川高二检测)如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为10 kW ，输出电压为400 V ，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用2 kV 高压输电，最后用户得到220 V 、9.5 kW 的电力，求：(1)升压变压器原、副线圈匝数比n 1/n 2；(2)输电线路导线电阻R ；(3)降压变压器原、副线圈匝数比n 3/n 4.解析：(1)n 1n 2＝U 1U 2 ① ⇒n 1n 2＝15. (2)ΔP ＝0.5 kW ＝I 22R② 又P 1＝P 2＝U 2I 2③ 所以I 2＝5 A R ＝20 Ω.(3)U 3＝U 2－I 2R④ n 3n 4＝U 3U 4⑤ ⇒n 3n 4＝9511. 答案：(1)1∶5 (2)20 Ω (3)95∶11。