高中物理 模块综合检测 鲁科版选修32

1 模块综合检测

(时间：90分钟 满分：110分)

一、选择题(共14小题，每小题4分，共56分，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～14题有多项符合题目要求，全都选对的得4分，选对但不全的得2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：选B 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；日光灯镇流器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。

2．如图1所示，在铁芯P上绕着两个线圈a和b，则(

)

图1

A．线圈a输入正弦交变电流，线圈b可输出恒定电流

B．线圈a输入恒定电流，穿过线圈b的磁通量一定为零

C．线圈b输出的交变电流不对线圈a的磁场造成影响

D．线圈a的磁场变化时，线圈b中一定有电场

解析：选D 在同一铁芯上具有相同的ΔΦΔt，a中输入正弦交变电流时，ΔΦΔt按正弦规律变化，则b中产生变化的电流，故A错。a中输入恒定电流时，b中磁通量恒定不为零，而ΔΦΔt为零，故B错。线圈a、b中的电流都对铁芯上的ΔΦΔt产生影响，即按互感原理工作，故C错。a中的磁场变化，即ΔΦΔt变化，b中一定有电场产生，故D正确。

3．北半球地磁场的竖直分量向下，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置边长为L的正方形闭合导体线圈abcd，线圈的ab边沿南北方向，ad边沿东西方向，如图2所示。下列说法中正确的是( )

图2 2 A．若使线圈向东平动，则a点与b点的电势相等

B．若使线圈向北平动，则a点的电势比b点的电势低

C．若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a→b→c→d→a

D．若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a→d→c→b→a

解析：选C 线圈向东平动，ab、cd边切割磁感线相当于电源，由右手定则可判断b、c点电势比a、d点高，选项A错误。线圈向北平动，a点电势与b点电势相等，选项B错误。以ab为轴将线圈向上翻转，向下穿过线圈的磁通量减小，由楞次定律判断可知感应电流方向为a→b→c→d→a，选项C正确，D错误。

4．如图3甲所示为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乙所示，则图中能正确反映线圈中感应电动势E随时间t变化的图像是(

)

图3

解析：选D 由E＝ΔΦΔt＝ΔBΔt·S可知，因磁感应强度B随时间的变化率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。

5．如图4所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5，原线圈两端的交变电压u＝202 sin 100πt (V) 。氖泡在两端电压达到 100 V 时开始发光。下列说法中正确的有( )

图4

A．开关接通后，氖泡的发光频率为50 Hz

B．开关接通后，电压表的示数为 100 V

C．开关断开后，电压表的示数变大

D．开关断开后，变压器的输出功率不变

解析：选B 交变电压的频率为f＝100π2π Hz＝50 Hz，一个周期内电压两次大于 100 V，即一个周期内氖泡发光两次，所以其发光频率为 100 Hz，所以A项错误；由交变电压的瞬 3 时值表达式知，原线圈两端电压的有效值为20 V，副线圈两端的电压为U2＝100 V，电压表的示数为交流电的有效值，所以B项正确；开关断开前后，输入电压不变，变压器的变压比不变，故输出电压不变，所以C项错误；开关断开后，电路消耗的功率减小，即输出功率减小，所以D项错误。

6.如图5所示，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行。已知在t＝0到t＝t1的时间间隔内，直导线中电流i发生某种变化，而线框中的感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。设电流i正方向与图中箭头所示方向相同，则i随时间t变化的图线可能是(

)

图5

解析：选A 线框abcd中电流I大小相同，Iab＝Icd，而ab边与直线电流i之间的作用力大于cd边与直线电流i之间的作用力。且直线电流之间同向相吸异向相斥。依据楞次定律，当直导线中电流i方向向上且均匀减小时，线框中产生adcba方向的电流且恒定，此时线框受力向左；当直导线中电流i方向向下且增加时，线框中依然产生adcba方向的电流且恒定，此时线框受力向右。则可以判断A正确。

7．图6甲为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为4∶1，原线圈接图乙所示的正弦交流电。图甲中Rt为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。则下列说法正确的是(

)

图6

A．图乙所示电压的瞬时值表达式为u＝51sin 50πt V 4 B．变压器原、副线圈中的电流之比为1∶4

C．变压器输入、输出功率之比为1∶4

D．Rt处温度升高时，电压表和电流表的示数均变大

解析：选B 题图乙所示电压的瞬时值表达式为u＝51sin 100πt V，A错误；根据n1n2＝I2I1可知，原、副线圈中的电流之比与匝数成反比，理想变压器的输入、输出功率相等，B正确，C错误；Rt处温度升高时，Rt的阻值减小，电压表示数不变，电流表示数变大，所以D选项错误。

8．如图7(a)所示，有一个面积为100 cm2的金属圆环，电阻为0.1 Ω，圆环中磁感应强度的变化规律如图(b)所示，且磁场方向与圆环所在平面相垂直，在A→B过程中，圆环中感应电流I方向和流过它的电荷量q为( )

图7

A．逆时针，q＝0.01 C B．逆时针，q＝0.02 C

C．顺时针，q＝0.02 C D．逆时针，q＝0.03 C

解析：选A 由楞次定律可知，感应电流为逆时针方向；再由题图(b)可知ΔB＝(0.2－0.1)T＝0.1 T，所以q＝IΔt＝ΔΦR＝SΔBR＝0.01 C。

9．(2016·全国卷Ⅱ)法拉第圆盘发电机的示意图如图8所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中。圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是( )

图8

A．若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定

B．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动

C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化

D．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍

解析：选AB 由右手定则知，圆盘按如题图所示的方向转动时，感应电流沿a到b的 5 方向流动，选项B正确；由感应电动势E＝12Bl2ω知，角速度恒定，则感应电动势恒定，电流大小恒定，选项A正确；角速度大小变化，感应电动势大小变化，但感应电流方向不变，选项C错误；若ω变为原来的2倍，则感应电动势变为原来的2倍，电流变为原来的2倍，由P＝I2R知，电流在R上的热功率变为原来的4倍，选项D错误。

10．如图9所示，线圈A接交流电源，其电流表达式为i＝Imsin 2πTt。设交流电为正半周时线圈A的上端电势高于下端电势，副线圈接光滑导轨及光滑金属棒ab，导轨间的磁场方向如图所示，据此可知，在0～T时间内ab具有向右加速度的时间段是( )

图9

A．0～T4 B.T4～T2

C.T2～3T4 D.3T4～T

解析：选AD 在0～T4时间内，原线圈中电流增加，产生的磁通量在铁芯中逆时针增加，由楞次定律知金属棒中的电流方向为b→a，由左手定则判断金属棒受到的安培力方向向右，加速度向右；同理可分析在3T4～T时间段内，金属棒ab的加速度方向也向右。

11．如图10所示，理想变压器原、副线圈匝数比为11∶5，现在原线圈A、B之间加上u＝2202sin 100πt V的正弦交流电，副线圈上接有一电阻R＝25 Ω，D为理想二极管，C为电容器，电阻与电容器两支路可由一单刀双掷开关进行切换，则( )

图10

A．开关拨到1时，交流电流表示数为5.6 A

B．开关拨到1时，交流电流表示数为4 A

C．开关拨到2时，二极管反向耐压值至少为1002 V

D．开关拨到2时，二极管反向耐压值至少为2002 V

解析：选BD 解答本题的疑难在于充足电后的电容器好比电源，而且二极管的单向导 6 电性使得电容器上的电荷放不出来，故加在二极管上的反向电压应为副线圈上的最大反向电压与电容器充足电时两极板间电压的和。根据u＝2202sin 100πt V

可知U1＝220 V，由U1U2＝n1n2可知，U2＝100 V，开关拨到1时，根据I2＝U2R可知交流电流表示数为4 A，选项A错误，B正确；当电容器充足电时，其两板间的电压为1002 V，此时的电容器好比电源与副线圈串联，故二极管反向耐压值至少为2002 V，选项C错误，D正确。

12．如图11所示，一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内，通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直且接触良好。在向右匀速通过M、N两区的过程中，导体棒所受安培力分别用FM、FN表示。不计轨道电阻。以下叙述正确的是( )

图11

A．FM向右 B．FN向左

C．FM逐渐增大 D．FN逐渐减小

解析：选BCD 直导线产生的磁场在M区域垂直纸面向外，在N区域垂直纸面向里，根据右手定则，导体棒上的感应电流在M区域向下，在N区域向上，由左手定则判定，在M、N区域导体棒所受安培力均向左，故A错误，B正确；I感＝BLvR，F安＝BI感L＝B2L2vR，离直导线越近处B越大，所以FM逐渐增大，FN逐渐减小，C、D正确。

13．如图12所示，50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B＝210 T的水平匀强磁场中，线框面积S＝0.5 m2，线框电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω＝200 rad/s 匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220 V 60 W”的灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10 A，下列说法正确的是( )

图12

A．图示位置穿过线框的磁通量为零

B．线框中产生交变电压的有效值为5002 V

C．变压器原、副线圈匝数之比为25∶11