河北省石家庄市高中物理 质量检测试题3新人教版选修3-2
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石家庄市2024年普通高中学校毕业年级教学质量检测(三)物理(本试卷满分100分,考试时间75分钟)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,用铅笔把答题卡上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,只有一项符合题目要求。
1. 如图所示为氢原子的能级图,下列说法正确的是( )A. 处于基态的氢原子可以吸收能量为的光子跃迁到能级B. 处于基态的氢原子可以吸收能量为的光子后被电离C. 氢原子由级跃迁到能级时,原子的电势能增加D. 一个氢原子从能级向基态跃迁时,可发出6种不同频率的光子【答案】B 【解析】【详解】A .处于基态的氢原子跃迁到n=3能级需要E =-1.51eV-(-13.6)eV=12.09eV故A 错误;B .根据电离的特点可知,处于基态的氢原子吸收大于13.6eV 的能量即可实现电离,故B 正确;C .氢原子由级跃迁到能级时,半径变小,可知动能增加,电势能减小,故C 错误;D .一个氢原子从n =4能级向基态跃迁时,可发出n -1=3种不同频率的光子,故D 错误;故选B 。
2. 如图所示,竖直固定一闭合金属线圈,线圈平面与纸面垂直。
现将一强磁铁从线圈左侧某一高度由静止释放,磁铁下落过程中(不翻转)线圈中产生的感应电流随时间变化的图像可能正确的是()151eV .3n =137eV .3n =2n =4n =3n =2n =A. B.C. D.【答案】D 【解析】【详解】强磁铁从线圈旁边下落时,在磁铁与线圈平齐之前,穿过线圈的磁通量向左先增加后减小,在此过程中,感应电流方向要发生变化,且电流大小不是均匀的;在磁铁与线圈平齐之后,穿过线圈的磁通量向又先增加后减小,在此过程中,感应电流方向也要发生变化,且电流大小不是均匀的。
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。
4.6 课时作业基础达标1.下列关于自感现象的说法中,不正确的是( )A.自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象B.线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向相反C.线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关D.加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大【解析】线圈中自感电动势的方向总是阻碍引起自感电动势的原电流的变化,可能与原电流方向相同,也可能与原电流方向相反,故B选项错误,其他选项正确.【答案】B2.如图所示,L是一个带有铁芯的线圈,灯正常发光,当S断开时,消灭的状况是( )A.灯马上熄灭B.灯渐渐熄灭C.灯比原来更亮一些,再渐渐熄灭D.灯比原来更亮一些,再突然熄灭【解析】当电流发生变化时,产生自感电动势,只有当处于闭合回路中才会产生感应电流,灯才会渐渐熄灭.当S断开时,虽然有自感电动势,但不存在闭合回路,故灯马上熄灭,正确选项为A.【答案】A3.如图所示灯L A、L B完全相同,带铁芯的线圈L的电阻可忽视.则( )A.S闭合的瞬间,L A、L B同时发光,接着L A变暗,L B更亮,最终L A熄灭B.S闭合瞬间,L A不亮,L B马上亮C.S闭合瞬间,L A、L B都不马上亮D.稳定后再断开S的瞬间,L B熄灭,L A比L B(原先亮度)更亮【解析】S接通的瞬间,L支路中电流从无到有发生变化,因此,L中产生的自感电动势阻碍电流增加.由于有铁芯,自感系数较大,对电流的阻碍作用也就很强,所以S接通的瞬间L中的电流格外小,即干路中的电流几乎全部流过L A,所以L A、L B会同时亮.又由于L中电流很快稳定,感应电动势很快消逝,线圈的电阻可忽视,对L A起到“短路”作用,因此,L A便熄灭.这里电路的总电阻比刚接通时小,由恒定电流学问可知,L B会比以前更亮.故选A.【答案】A4.如图所示电路,L是自感系数较大的线圈,在滑动变阻器的滑动片P从A端快速滑向B端的过程中,经过AB中点C时通过线圈的电流为I1;P从B端快速滑向A端的过程中,经过C点时通过线圈的电流为I2;P固定在C点不动,达到稳定时通过线圈的电流为I0,则( )A.I1=I2=I0B.I1>I0>I2C.I1=I2>I0D.I1<I0<I2【解析】当滑动片从A端快速滑向B端时,总电阻减小,总电流变大,L产生自感电动势阻碍增大,故I1比P稳定在C点的电流I0小;当P从B端快速滑向A端时,总电流减小,L自感电动势阻碍其减小,自感电流方向与原电流方向相同,故I2大于P稳定在C点时的电流I0.【答案】D5.在日光灯电路中接有启动器、镇流器和日光灯管,下列说法中正确的是( )A.日光灯点燃后,镇流器、启动器都不起作用B.镇流器在点燃灯管时产生瞬时高压,点燃后起降压限流作用C.日光灯点亮后,启动器不再起作用,可以将启动器去掉D.日光灯点亮后,使镇流器短路,日光灯仍能正常发光,并能降低对电能的消耗【解析】日光灯工作时都要经过预热、启动和正常工作三个不同的阶段,它们的工作电流通路如图所示.在启动阶段镇流器与启动器协作产生瞬时高压.工作后,电流由镇流器经灯管,不再流过启动器,故日光灯启动后启动器不再工作,而镇流器还要起降压限流作用,不能去掉,故选B、C.【答案】BC6.如图所示电路中,L为电阻很小的线圈,G1和G2为零点在表盘中心的相同的电流表.当开关S闭合时,电流表G1指针偏向右方,那么当开关S断开时,将消灭的现象是( )A.G1和G2指针都马上回到零点B.G1指针马上回到零点,而G2指针缓慢地回到零点C.G1指针缓慢回到零点,而G2指针先马上偏向左方,然后缓慢地回到零点D.G1指针先马上偏向左方,然后缓慢地回到零点,而G2指针缓慢地回到零点【解析】电流表指针的偏转方向与电流的流向有关.依据题意,电流自右向左时,指针向右偏.那么,电流自左向右时,指针应向左偏.当开关S断开瞬间,G1中电流马上消逝,而L由于自感作用,电流不能马上消逝,电流沿L、G2、G1的方向在由它们组成的闭合回路中连续维持一段时间,即G2中的电流按原方向自右向左渐渐减为零,而G1中的电流和原方向相反,变为自左向右,和G2中的电流同时减为零;也就是G1指针先马上偏向左方,然后缓慢地回到零点,而G2指针缓慢地回到零点,故D项正确.【答案】D7.某同学为了验证断电自感现象,自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E,用导线将它们连接成如图所示的电路.检查电路后,闭合开关S,小灯泡发光;再断开开关S,小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象.虽经多次重复,仍未见老师演示时消灭的小灯泡闪亮现象,他冥思苦想找不出缘由.你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的缘由是( )A.电源的内阻较大B.小灯泡电阻偏大C.线圈电阻偏大D.线圈的自感系数较大【解析】画出电路图,如图所示.断开时,灯泡有不显著的延时熄灭现象,而不消灭闪亮现象,说明当开关处于闭合状态时流经灯泡的电流I A大于流经线圈L的电流I L,当断开开关时,线圈和灯泡组成临时回路,流经灯泡的电流在原来I L的基础上渐渐减小,所以不会消灭闪亮现象,当线圈L的电阻比灯泡的电阻大时,再断开开关,不会消灭闪亮现象,故选项C正确.【答案】C8.某线圈通有如图所示的电流,则线圈中自感电动势转变方向的时刻有( )A.第1s末B.第2s末C.第3s末D.第4s末【解析】在自感现象中当原电流减小时,自感电动势与原电流的方向相同,当原电流增加时,自感电动势与原电流方向相反.在0~1 s内原电流正方向减小,所以自感电动势的方向是正方向,在1~2 s内原电流负方向增加,所以自感电动势与其方向相反,即沿正方向;同理分析2~3 s、3~4 s内可得正确选项为B、D.【答案】BD9.有一个被称为“千人震”的趣味物理小试验,试验是用一节电动势为1.5 V的新干电池、几根导线、开关和一个用于日光灯上的镇流器,几位做这个试验的同学手拉手成一串,另一位同学将电池、镇流器(自感系数很大的线圈)、开关用导线将他们首、尾两位同学两个空着的手相连.如图所示,在开关通或断时就会使连成一串的同学都有触电的感觉.请你说明该试验的原理,并说明人有触电感觉时是开关接通还是开关断开的瞬间?为什么?【解析】该小试验的电路连接如图所示.合上开关,电路接通,人感受不到微弱的干电池直流电流.断开开关,由于镇流器中的电流不能突变,所以原来镇流器中很大的电流从人体中流过,人就能感受到这一自感电动势所产生的强大瞬时电流,有触电的感觉.【答案】镇流器的自感现象断开瞬间只有在电路刚断开时才能产生很高的自感电动势使人产生触电的感觉力量提升1.在制作精密电阻时,为了消退使用过程中由于电流变化而引起的自感现象,实行了双线绕法,如图所示,其道理是( )A.当电路中的电流变化时,两股导线中产生的自感电动势相互抵消B.当电路中的电流变化时,两股导线中产生的感应电流相互抵消C.当电路中的电流变化时,两股导线中产生的磁通量相互抵消D.以上说法均不对【解析】由于接受了双线绕法,两根平行导线中的电流反向,它们的磁场相互抵消.不论导线中的电流如何变化,线圈中的磁通量始终为零,所以,消退了自感现象的影响.【答案】C2.如右图所示的电路,线圈L的直流电阻不计,则( )A.S闭合瞬间,A板带正电,B板带负电B.S保持闭合,A板带正电,B板带负电C.S断开瞬间,A板带正电,B板带负电D.由于线圈电阻不计,电容器被短路,上述三种状况下两板都不带电【解析】S闭合瞬间,由于L的阻碍作用,将使电容器充电,A板带正电、B板带负电.稳定后,L相当于导线,而使容器短路,从而电容器带电荷量变为零.S断开瞬间,L中的电流会渐渐变小,从而使电容器再次被充电,B板带正电、A板带负电,稳定后,电容器再通过L放电,最终带电荷量又变为零.故选A项.【答案】A3.如图所示,是测定自感系数很大的线圈L的直流电阻的电路,L两端并联一只电压表,用来测定自感线圈的直流电压,在测试完毕后,将电路拆卸时应( )A.先断开S1B.先断开S2C.先拆除电流表D.先拆除电阻R【解析】由于线圈的自感系数很大,当断开电路时,电流的变化率也会很大,会产生很大的自感电动势,能够把电压表烧毁,故应断开S2,故B选项正确.【答案】B4.如图甲所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,电感L的电阻不计,电阻R的阻值大于灯泡D 的阻值.在t=0时刻闭合开关S,经过一段时间后,在t=t1时刻断开S.乙图表示A、B两点间电压U AB随时间t变化的图象中,正确的是( )【解析】闭合开关瞬间,L中产生自感电动势,L和R的支路的电流渐渐增大,由闭合电路的欧姆定律可知,路端电压渐渐减小,最终达到稳定值U AB,且U AB>0,t1时刻断开开关,L中产生自感电动势并与灯泡组成闭合电路,电流由B经灯泡到A,且渐渐减小,即U AB<0,且渐渐减小到零,故选项B正确.【答案】B5.如图所示,图甲为某同学争辩自感现象的试验电路图,用电流传感器显示各时刻通过线圈L的电流.电路中电灯的电阻R1=6.0 Ω,定值电阻R=2.0 Ω,A、B间的电压U=6.0 V.开关S原来闭合,电路处于稳定状态,在t1=1.0×10-3s时刻断开开关S,该时刻前后电流传感器显示的电流I随时间t变化的图线如图乙所示.(1)求出线圈L的电阻R L;。
2024届河北省石家庄市高三下学期教学质量检测物理试题(三)一、单选题 (共6题)第(1)题光电管是应用光电效应原理制成的光电转换器件,在有声电影、自动计数、自动报警等方面有着广泛的应用。
现有含光电管的电路如图(a)所示,图(b)是用甲、乙、丙三束光分别照射光电管得到的图线,、表示遏止电压。
下列说法中正确的是( )A.甲、乙、丙三束光的光子动量B.若甲光能使处于基态的氢原子电离,则丙光也一定能C.分别用甲光、丙光照射同一双缝干涉实验装置,甲光照射比丙光照射形成的干涉条纹间距窄D.甲光照射时比丙光照射时产生的光电子的最大初动能大第(2)题如图,真空中两个等量异种点电荷P、Q关于O点对称分布,P带正电,A为P、Q连线上一点。
保持距离不变,增大P、Q之间的距离后再次静止(仍关于O点对称)。
选无穷远为零电势点,则P、Q距离增大后( )A.O点的场强不变B.O点的电势升高C.A点的场强变小D.A点的电势降低第(3)题2022年11月1日,梦天实验舱成功对接天宫空间站,至此我国空间站一期建设基本完成。
如图为梦天实验舱正在接近天宫空间站的对接情景,假设对接后组合体的轨道近似看成圆形,已知组合体运行周期为T,其轨道半径与地球半径的比值为n,引力常量为G。
下列说法正确的是( )A.图示时刻天宫空间站的运行速度大于7.9km/sB.图示时刻天宫空间站的加速度大于C.组合体的运行速度为D.地球的平均密度为第(4)题下列哪种现象或者应用实例属于光的衍射( )A.观看立体电影的眼镜B.圆盘影子中心的亮斑C.水中“折断”的铅笔D.自行车的尾灯第(5)题2023年诺贝尔物理学奖授予发现产生阿秒光脉冲实验方法的三位物理学家。
阿秒光脉冲的产生可以分为三个过程:当强激光电场作用于原子时,电子会被电离,形成自由电子;电子在强激光电场中加速运动,并获得能量;强激光电场方向改变,使电子又回到被电离的原子(离子)中,电子多余的能量以光子辐射,形成阿秒光脉冲。
人教版高中物理选修3-2测试题及答案解析全套含模块综合测试题,共4套第四章电磁感应(时间:50分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分,第1~5小题中只有一个选项符合题意,第6~8小题中有多个选项符合题意,全选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.如图1所示,大圆导线环A中通有电流,方向如图所示,另在导线环所在的平面画一个圆B,它的一半面积在A环内,另一半面积在A环外。
则B圆内的磁通量()图1A.为零B.垂直纸面向里C.垂直纸面向外D.条件不足,无法判断解析:选B根据右手螺旋定则可知,A产生的磁场在A线圈内部垂直纸面向里,在外部垂直纸面向外,由于磁感线是闭合的曲线,所以A内部的磁感线一定比A外部的磁感线要密一些,所以B项正确。
2.如图2所示,a为圆形金属环,b为直导线,且b垂直环面穿过圆环中心()图2A.若直导线b中通入恒定电流,金属环a中会产生感应电流B.若直导线b中通入交变电流,金属环a中会产生感生电流C.若直导线b中通入恒定电流,同时让直导线b绕过圆环中心的水平轴在竖直平面内转动,金属环a中会产生感应电流D.以上三种说法均不对解析:选D产生感应电流的条件是闭合回路中磁通量发生变化,不管b中通入什么样的电流,穿过a 中的磁通量始终为0,D 对。
3.半径为r 带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置,在圆环的缺口两端引出两根导线,分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接,两板间距为d ,如图3甲所示。
有一变化的磁场垂直于纸面,规定向内为正,变化规律如图乙所示。
在t =0时刻平板之间中心有一重力不计,电荷量为q 的静止微粒。
则以下说法正确的是( )图3A .第2秒内上极板为正极B .第3秒内上极板为负极C .第2秒末微粒回到了原来位置D .第2秒末两极板之间的电场强度大小为0.2 πr 2/d解析:选A 根据楞次定律,结合图像可以判断:在0~1 s 内,下极板为正极,上极板为负极;第2秒内上极板为正极,下极板为负极;第3秒内上极板为正极,下极板为负极;第4秒内上极板为负极,下极板为正极,故A 选项正确,B 选项错误。
2024届河北省石家庄市普通高中高三下学期教学质量检测(三)物理试题一、单选题:本题共7小题,每小题4分,共28分 (共7题)第(1)题如图所示,光滑水平面的同一直线上放有n个质量均为m的小滑块,相邻滑块之间的距离为L,某个滑块均可看成质点。
现给第一个滑块水平向右的初速度,滑块间相碰后均能粘在一起,则从第一个滑块开始运动到第个滑块与第n个滑块相碰时的总时间为( )A.B.C.D.第(2)题根据玻尔提出的轨道量子化模型,氢原子不同能级的能量关系为,部分能级如图所示,已知可见光的波长在之间,对应的可见光光子能量范围为。
由此可推知氢原子在能级跃迁时( )A.从能级跃迁到基态时发出可见光B.从高能级向能级跃迁时发出的光均为可见光C.处于基态的氢原子吸收能量为的光子后可以跃迁至激发态D.从高能级向能级跃迁时发出的光波长比红光更长第(3)题如图(a),在均匀介质中有和四点,其中三点位于同一直线上,垂直.时,位于处的三个完全相同的横波波源同时开始振动,振动图像均如图(b)所示,振动方向与平面垂直,已知波长为.下列说法正确的是()A.这三列波的波速均为B.时,处的质点开始振动C.时,处的质点向轴负方向运动D.时,处的质点与平衡位置的距离是第(4)题近年来,国家大力开展冰雪运动进校园活动,目前已有多所冰雪特色学校,蹬冰踏雪深受学生喜爱。
如图所示,现有两名滑雪运动员(均视为质点)从跳台a处先后沿水平方向向左飞出,其速度大小之比为,不计空气阻力,则两名运动员从飞出至落到斜坡(可视为斜面)上的过程中,下列说法正确的是( )A.他们飞行时间之比为B.他们飞行的水平位移之比为C.他们速度变化之比为D.他们在空中离坡面的最大距离之比为第(5)题如图所示电路中,电源电动势、内阻,定值电阻,电阻箱的阻值调到,滑动变阻器接入电路的阻值为,平行板电容器的电容,单刀双掷开关S与触点1连接。
下列说法正确的是( )A.若仅将的滑片向上滑动,电源效率增大B.若仅将的滑片向上滑动,消耗的电功率增大C.若仅将的阻值调大,电容器两极板间的电势差增大D.若仅将开关S由触点1拨向触点2,通过的电荷量为:第(6)题蹦床是一种体操项目;如图,某次运动员从最高点自由下落,触网后继续向下运动至最低点;若忽略空气阻力,取最高点为坐标原点,竖直向下为正方向。
质量检测试题第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,第1~6小题只有一个选项符合题目要求,第7~10小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)1.如图所示,甲图是录音机的录音电路原理图,乙图是研究自感现象的实验电路图,丙图是光电传感的火灾报警器的部分电路图,丁图是电容式话筒的电路原理图,下列说法错误的是()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.乙图电路中,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,当声波使膜片振动时,电容发生变化,会在电路中产生变化的电流2.如下图(甲)所示,打开电流和电压传感器,将磁铁置于螺线管正上方距海绵垫高为h处静止释放,磁铁穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止。
若磁铁下落过程中受到的磁阻力远小于磁铁重力,且不发生转动,不计线圈电阻。
图(乙)是计算机荧屏上显示的UI-t曲线,其中的两个峰值是磁铁刚进入螺线管内部和刚从内部出来时产生的。
下列说法正确的是( )A.若仅增大h,两个峰值间的时间间隔会增大 B.若仅减小h,两个峰值都会减小C.若仅减小h,两个峰值可能会相等D.若仅减小滑动变阻器的值,两个峰值都会减小3.如图所示,有缺口的金属圆环与板间距为d的平行板电容器的两极板焊接在一起,金属环右侧有一垂直纸面向外的匀强磁场,现使金属环以恒定不变的速率v向右运动由磁场外进入磁场,在金属环进入磁场的过程中,电容器带电量Q随时间t变化的定性图象应为( )4.将一段导线绕成图甲所示的闭合电路,并固定在水平面(纸面)内,回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。
回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ,以向里为磁场Ⅱ的正方向,其磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示。
最新人教版高中物理选修3-2测试题及答案全套单元测评(一)电磁感应(时间:90分钟满分:100分)第Ⅰ卷(选择题,共48分)一、选择题(本题有12小题,每小题4分,共48分.)1.下列现象中,属于电磁感应现象的是()A.小磁针在通电导线附近发生偏转B.通电线圈在磁场中转动C.因闭合线圈在磁场中运动而产生的电流D.磁铁吸引小磁针解析:电磁感应是指“磁生电”的现象,而小磁针和通电线圈在磁场中转动,反映了磁场力的性质,所以A、B、D项不是电磁感应现象,C项是电磁感应现象.答案:C如图所示,开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直,且一半在磁场内,一半在磁场外,若要使线框中产生感应电流,下列办法中不可行的是() A.将线框向左拉出磁场B.以ab边为轴转动(小于90°)C.以ad边为轴转动(小于60°)D.以bc边为轴转动(小于60°)解析:将线框向左拉出磁场的过程中,线框的bc部分做切割磁感线运动,或者说穿过线框的磁通量减少,所以线框中将产生感应电流.当线框以ab边为轴转动时,线框的cd边的右半段在做切割磁感线运动,或者说穿过线框的磁通量在发生变化,所以线框中将产生感应电流.当线框以ad边为轴转动(小于60°)时,穿过线框的磁通量在减小,所以在这个过程中线框中会产生感应电流.如果转过的角度超过60°(60°~300°),bc 边将进入无磁场区,那么线框中将不产生感应电流.当线框以bc边为轴转动时,如果转动的角度小于60°,则穿过线框的磁通量始终保持不变(其值为磁感应强度与矩形线框面积的一半的乘积).答案:D如图所示,通电螺线管水平固定,OO′为其轴线,a、b、c三点在该轴线上,在这三点处各放一个完全相同的小圆环,且各圆环平面垂直于OO′轴.则关于这三点的磁感应强度B a、B b、B c的大小关系及穿过三个小圆环的磁通量Φa、Φb、Φc的大小关系,下列判断正确的是()A.B a=B b=B c,Φa=Φb=ΦcB.B a>B b>B c,Φa<Φb<ΦcC.B a>B b>B c,Φa>Φb>ΦcD.B a>B b>B c,Φa=Φb=Φc解析:根据通电螺线管产生的磁场特点可知B a>B b>B c,由Φ=BS可得Φa >Φb>Φc,故C项正确.答案:C如图所示,一均匀的扁平条形磁铁的轴线与圆形线圈在同一平面内,磁铁中心与圆心重合,为了在磁铁开始运动时在线圈中得到逆时针方向的感应电流,磁铁的运动方式应是()A.N极向纸内,S极向纸外,使磁铁绕O点转动B.N极向纸外,S极向纸内,使磁铁绕O点转动C.磁铁在线圈平面内顺时针转动D.磁铁在线圈平面内逆时针转动解析:当N极向纸内、S极向纸外转动时,穿过线圈的磁场由无到有并向里,感应电流的磁场应向外,电流方向为逆时针,A选项正确;当N极向纸外、S极向纸内转动时,穿过线圈的磁场向外并增加,电流方向为顺时针,B选项错误;当磁铁在线圈平面内绕O点转动时,穿过线圈的磁通量始终为零,因而不产生感应电流,C、D选项错误.答案:A5.穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象分别如图所示,下列关于回路中产生的感应电动势的论述,正确的是()①②③④A.图①中回路产生的感应电动势恒定不变B.图②中回路产生的感应电动势一直在变大C.图③中回路在0~t1时间内产生的感应电动势小于在t1~t2时间内产生的感应电动势D.图④中回路产生的感应电动势先变小再变大解析:图④中磁通量的变化率先变小后变大,因此,回路产生的感应电动势先变小再变大.答案:D6.(多选题)变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的,而不是采用一整块硅钢,这是因为()A.增大涡流,提高变压器的效率B.减小涡流,提高变压器的效率C.增大铁芯中的电阻,以产生更多的热量D.增大铁芯中的电阻,以减小发热量解析:不使用整块硅钢而是采用很薄的硅钢片,这样做的目的是增大铁芯中的电阻,阻断涡流回路,来减少电能转化成铁芯的内能,提高效率是防止涡流而采取的措施.本题正确选项是BD.答案:BD7.(多选题如图所示,电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上,两相同的金属导体棒a、b垂直于导轨静止放置,且与导轨接触良好,匀强磁场垂直穿过导轨平面.现用一平行于导轨的恒力F作用在a的中点,使其向上运动.若b始终保持静止,则它所受摩擦力可能()A.变为0B.先减小后不变C.等于F D.先增大再减小解析:导体棒a在恒力F作用下加速运动,最后匀速运动,闭合回路中产生感应电流,导体棒b受到安培力方向应沿斜面向上,且逐渐增大,最后不变.由力平衡可知,导体棒b受到的摩擦力先沿斜面向上逐渐减小,最后不变,所以选项A、B正确,选项C、D错误.答案:AB8.如图所示,两条平行虚线之间存在匀强磁场,虚线间的距离为l,磁场方向垂直纸面向里,abcd是位于纸面内的梯形线圈,ad与bc间的距离也为l,t=0时刻,bc边与磁场区域左边界重合.现令线圈以向右的恒定速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域,取沿a→b→c→d→a方向的感应电流为正,则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流I随时间t的变化的图线是图中的()A BC D解析:0~lv段,由右手定则判断感应电流方向为a→d→c→b→a,大小逐渐增大;lv~2lv段,由右手定则判断感应电流方向为a→b→c→d→a,大小逐渐增大,故B选项正确.答案:B9.(多选题)如图所示,水平放置的平行金属导轨左边接有电阻R,轨道所在处有竖直向下的匀强磁场,金属棒ab横跨导轨,它在外力的作用下向右匀速运动,速度为v.若将金属棒的运动速度变为2v,(除R外,其余电阻不计,导轨光滑)则() A.作用在ab上的外力应增大到原来的2倍B.感应电动势将增大为原来的4倍C.感应电流的功率将增大为原来的2倍D.外力的功率将增大为原来的4倍解析:由平衡条件可知,F=B2L2Rv,可见,将金属棒的运动速度变为2v时,作用在ab上的外力应增大到原来的2倍,外力的功率将增大为原来的4倍.答案:AD10.(多选题)如图所示,E为电池,L是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈,D1、D2是两个规格相同且额定电压足够大的灯泡,S是控制电路的开关.对于这个电路,下列说法正确的是()A.刚闭合开关S的瞬间,通过D1、D2的电流大小相等B.刚闭合开关S的瞬间,通过D1、D2的电流大小不相等C.闭合开关S待电路达到稳定,D2熄灭,D1比原来更亮D.闭合开关S待电路达到稳定,再将S断开的瞬间,D2立即熄灭,D1闪亮一下再熄灭解析:由于线圈的电阻可忽略不计、自感系数足够大,在开关S闭合的瞬间线圈的阻碍作用很大,线圈中的电流为零,所以通过D1、D2的电流大小相等,A项正确、B项错误;闭合开关S待电路达到稳定时线圈短路,D1中电流为零,回路电阻减小,D2比原来更亮,C项错误;闭合开关S待电路达到稳定,再将S断开瞬间,D2立即熄灭,线圈和D1形成回路,D1闪亮一下再熄灭,D项正确.答案:AD如图所示,矩形线圈放置在水平薄木板上,有两块相同的蹄形磁铁,四个磁极之间的距离相等,当两块磁铁匀速向右通过线圈时,线圈仍静止不动,那么线圈受到木板的摩擦力方向是()A.先向左,后向右B.先向左、后向右、再向左C.一直向右D.一直向左解析:当两块磁铁匀速向右通过线圈时,线圈内产生感应电流,线圈受到的安培力阻碍线圈相对磁铁的向左运动,故线圈有相对木板向右运动的趋势,故受到的静摩擦力总是向左.选项D正确,A、B、C项错误.答案:D光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线,如图所示,抛物线的方程为y =x 2,其下半部处在一个水平方向的匀强磁场中,磁场的上边界是y =a 的直线(如图中的虚线所示).一个小金属块从抛物线上y =b (b >a )处以速度v 沿抛物线下滑,假设曲面足够长,则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量是( )A .mgbB.12m v 2 C .mg (b -a ) D .mg (b -a )+12m v 2 解析:金属块进出磁场时,会产生涡流,部分机械能转化成焦耳热,所能达到的最高位置越来越低,当最高位置y =a 时,由于金属块中的磁通量不再发生变化,金属块中不再产生涡流,机械能也不再损失,金属块会在磁场中往复运动,此时的机械能为mga ,整个过程中减少的机械能为mg (b -a )+12m v 2,全部转化为内能,所以D 项正确.答案:D第Ⅱ卷(非选择题,共52分)二、实验题(本题有2小题,共14分.请按题目要求作答)13.(6分)如图所示,在一根较长的铁钉上,用漆包线绕两个线圈A 和B .将线圈B 的两端与漆包线CD 相连,使CD 平放在静止的小磁针的正上方,与小磁针平行.试判断合上开关的瞬间,小磁针N 极的偏转情况?线圈A 中电流稳定后,小磁针又怎样偏转?解析:在开关合上的瞬间,线圈A内有了由小变大的电流,根据安培定则可判断出此时线圈A在铁钉内产生了一个由小变大的向右的磁场.由楞次定律可知,线圈B内感应电流的磁场应该阻碍铁钉内的磁场在线圈B内的磁通量的增加,即线圈B内感应电流的磁场方向是向左的.由安培定则可判断出线圈B 内感应电流流经CD时的方向是由C到D.再由安培定则可以知道直导线CD内电流所产生的磁场在其正下方垂直于纸面向里,因此,小磁针N极应该向纸内偏转.线圈A内电流稳定后,CD内不再有感应电流,所以,小磁针又回到原来位置.答案:在开关合上的瞬间,小磁针的N极向纸内偏转.(3分)当线圈A内的电流稳定以后,小磁针又回到原来的位置(3分)14.(8分)如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置,部分导线已连接.(1)用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好.(2)如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么闭合电键后,将原线圈迅速插入副线圈的过程中,电流计指针将向________偏;原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器滑片迅速向右移动时,电流计指针将向________偏.答案:(1)如图所示.(4分)(2)右(2分)左(2分)三、计算题(本题有3小题,共38分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)15.(10分)匀强磁场的磁感应强度B=0.8 T,矩形线圈abcd的面积S=0.5 m2,共10匝,开始B与S垂直且线圈有一半在磁场中,如图所示.(1)当线圈绕ab边转过60°时,线圈的磁通量以及此过程中磁通量的改变量为多少?(2)当线圈绕dc边转过60°时,求线圈中的磁通量以及此过程中磁通量的改变量.解析:(1)当线圈绕ab转过60°时,Φ=BS⊥=BS cos 60°=0.8×0.5×12Wb=0.2 Wb(此时的S⊥正好全部处在磁场中).在此过程中S⊥没变,穿过线圈的磁感线条数没变,故磁通量变化量ΔΦ=0. (5分)(2)当线圈绕dc 边转过60°时,Φ=BS ⊥, 此时没有磁场穿过S ⊥,所以Φ=0; 不转时Φ1=B ·S2=0.2 Wb ,转动后Φ2=0,ΔΦ=Φ2-Φ1=-0.2 Wb , 故磁通量改变了0.2 Wb. (5分) 答案:(1)0 (2)0.2 Wb16.(14分)两根光滑的长直金属导轨MN 、M ′N ′平行置于同一水平面内,导轨间距为l ,电阻不计,M 、M ′处接有如图20所示的电路,电路中各电阻的阻值均为R ,电容器的电容为C .长度也为l 、阻值同为R 的金属棒ab 垂直于导轨放置,导轨处于磁感应强度为B 、方向竖直向下的匀强磁场中.ab 在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触,在ab 运动距离为x 的过程中,整个回路中产生的焦耳热为Q .求:(1)ab 运动速度v 的大小; (2)电容器所带的电荷量q .解析 (1)设ab 上产生的感应电动势为E ,回路中的电流为I ,ab 运动距离为x ,所用时间为t ,则有E =Bl v (2分) I =E4R(2分) t =xv (2分) Q =I 2(4R )t (2分)由上述方程得v =4QRB 2l 2x (2分)(2)设电容器两极板间的电势差为U ,则有U =IR ,电容器所带电荷量q =CU ,(2分) 解得q =CQRBlx (2分) 答案:(1)4QR B 2l 2x(2)CQRBlx17.(14分)如图所示,两足够长的光滑金属导轨竖直放置,相距为L ,一理想电流表与两导轨相连,匀强磁场与导轨平面垂直.一质量为m 、有效电阻为R 的导体棒在距磁场上边界h 处静止释放.导体棒进入磁场后,流经电流表的电流逐渐减小,最终稳定为I .整个运动过程中,导体棒与导轨接触良好,且始终保持水平,不计导轨的电阻.求:(1)磁感应强度的大小B ;(2)电流稳定后,导体棒运动速度的大小v ; (3)流经电流表电流的最大值I m .解析:(1)电流稳定后,导体棒做匀速运动,受力平衡, 有F 安=G ,即BIL =mg ①(2分)解得B =mgIL ②(2分)(2)由法拉第电磁感应定律得导体棒产生的感应电动势 E =BL v ③(1分)闭合电路中产生的感应电流I =ER ④(1分) 由②③④式解得v =I 2Rmg (2分)(3)由题意知,导体棒刚进入磁场时的速度最大,设为v m , 由机械能守恒定律得12m v 2m =mgh (2分)感应电动势的最大值E m =Bl v m (1分) 感应电流的最大值I m =E mR (1分) 解得I m =mg 2ghIR .(2分)答案:(1)mgIL (2)I 2R mg (3)mg 2gh IR单元测评(二) 交变电流(时间:90分钟 满分:100分) 第Ⅰ卷(选择题,共48分)一、选择题(本题有12小题,每小题4分,共48分.) 1.在下图中,不能产生交变电流的是( )ABCD解析:矩形线圈绕着垂直于磁场方向的转轴做匀速圆周运动就产生交流电,而A图中的转轴与磁场方向平行,线圈中无电流产生,所以选A.答案:A2.闭合线圈在匀强磁场中匀速转动时,产生的正弦式交变电流i=I m sin ωt.若保持其他条件不变,使线圈的匝数和转速各增加1倍,则电流的变化规律为()A.i′=I m sin ωt B.i′=I m sin 2ωtC.i′=2I m sin ωt D.i′=2I m sin 2ωt解析:由电动势的最大值知,最大电动势与角速度成正比,与匝数成正比,所以电动势最大值为4E m,匝数加倍后,其电阻也应该加倍,此时线圈的电阻为2R,根据欧姆定律可得电流的最大值为I m′=4E m2R=2I m,因此,电流的变化规律为i′=2I m sin 2ωt.答案:D3.(多选题)如图是某种正弦式交变电压的波形图,由图可确定该电压的()A .周期是0.01 sB .最大值是311 VC .有效值是220 VD .表达式为u =220sin 100πt (V)解析:由波形图可知:周期T =0.02 s ,电压最大值U m =311 V ,所以有效值U =U m 2=220 V ,表达式为u =U m sin 2πT t (V)=311sin100πt (V),故选项B 、C正确,选项A 、D 错误.答案:BC4.(多选题)如图所示,变频交变电源的频率可在20 Hz 到20 kHz 之间调节,在某一频率时,L 1、L 2两只灯泡的炽热程度相同.则下列说法中正确的是 ( )A .如果将频率增大,L 1炽热程度减弱、L 2炽热程度加强B .如果将频率增大,L 1炽热程度加强、L 2炽热程度减弱C .如果将频率减小,L 1炽热程度减弱、L 2炽热程度加强D .如果将频率减小,L 1炽热程度加强、L 2炽热程度减弱解析:某一频率时,两只灯泡炽热程度相同,应有两灯泡消耗的功率相同,频率增大时,感抗增大,而容抗减小,故通过A1的电流增大,通过A2的电流减小,故B项正确;同理可得C项正确,故选B、C.答案:BC5.(多选题)如图所示,在远距离输电过程中,若保持原线圈的输入功率不变,下列说法正确的是()A.升高U1会减小输电电流I2B.升高U1会增大线路的功率损耗C.升高U1会增大线路的电压损耗D.升高U1会提高电能的利用率解析:提高输电电压U1,由于输入功率不变,则I1将减小,又因为I2=n1n2I1,所以I2将减小,故A项对;线路功率损耗P损=I22R,因此功率损耗在减小,电压损失减小,故B项、C项错误;因线路损耗功率减小,因此利用率将升高,D项正确.答案:AD6.如图甲所示,a、b为两个并排放置的共轴线圈,a中通有如图乙所示的交变电流,则下列判断错误的是()甲乙A.在t1到t2时间内,a、b相吸B.在t2到t3时间内,a、b相斥C.t1时刻两线圈间作用力为零D.t2时刻两线圈间吸引力最大解析:t1到t2时间内,a中电流减小,a中的磁场穿过b且减小,因此b中产生与a同向的磁场,故a、b相吸,A选项正确;同理B选项正确;t1时刻a 中电流最大,但变化率为零,b中无感应电流,故两线圈的作用力为零,故C 选项正确;t2时刻a中电流为零,但此时电流的变化率最大,b中的感应电流最大,但相互作用力为零,故D选项错误.因此,错误的应是D.答案:D7.如图所示是四种亮度可调的台灯的电路示意图,它们所用的白炽灯泡相同,且都是“220 V40 W”,当灯泡所消耗的功率都调到20 W时,消耗功率最小的台灯是()ABCD解析:利用变阻器调节到20 W时,除电灯消耗电能外,变阻器由于热效应也要消耗一部分电能,使台灯消耗的功率大于20 W,利用变压器调节时,变压器的输入功率等于输出功率,本身不消耗电能,所以C中台灯消耗的功率最小.答案:C8.一电阻接一直流电源,通过4 A的电流时热功率为P,若换接一正弦交流电源,它的热功率变为P2,则该交流电电流的最大值为()A.4 A B.6 A C.2 A D.4 2 A解析:由P=I2R得R=PI2=P16,接交流电时,P2=I′2P16,2I′2=16,I′=42A,所以I m=2I′=4 A.应选A.答案:A9.(多选题)如图所示为两个互感器,在图中圆圈内a、b表示电表,已知电压比为100∶1,电流比为10∶1,电压表的示数为220 V,电流表的示数为10 A,则()A.a为电流表,b为电压表B.a为电压表,b为电流表C.线路输送电功率是2 200 WD.线路输送电功率是2.2×106 W解析:电压互感器应并联在电路中,并且是降压变压器,即图中a为电压互感器,由其读数知,输电线上的电压为22 000 V,同理可知输电线上的电流为100 A.答案:BD10.水电站向小山村输电,输送电功率为50 kW ,若以1 100 V 送电,则线路损失为10 kW ,若以3 300 V 送电,则线路损失可降为( )A .3.3 kWB .1.1 kWC .30 kWD .11 kW解析:由P =UI ,ΔP =I 2R 可得:ΔP =P2U2R ,所以当输送电压增大为原来3倍时,线路损失变为原来的19,即ΔP =1.1 kW.答案:B11.如图所示,理想变压器的原、副线圈的匝数比n 1∶n 2=2∶1,原线圈接正弦式交流电,副线圈接电动机,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 ,电动机带动一质量为m 的重物以速度v 匀速上升,若电动机因摩擦造成的能量损失不计,则图中电压表的读数为( )A .4IR +mg vI B.mg v I C .4IRD.14IR +mg v I 解析:根据电流与匝数的关系知变压器的输出电流为2I ,电动机消耗的总功率为P 2=mg v +4IR ,又变压器的输入功率P 1=UI =P 2=mg v +4I 2R ,则U =mg vI +4IR ,故A 项正确.答案:A12.(多选题)如图所示,M是一小型理想变压器,接线柱a、b接在电压u =311sin 314t (V)的正弦交流电源上,变压器右侧部分为一火警报警系统原理图,其中R2是半导体热敏传感器(温度升高时R2的电阻减小),电流表A2安装在值班室,显示通过R1的电流,电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出),R3为一定值电阻.当传感器R2所在处出现火警时,以下说法中正确的是()A.A1的示数增大,A2的示数减小B.A1的示数不变,A2的示数增大C.V1的示数不变,V2的示数减小D.V1的示数增大,V2的示数增大解析:传感器R2所在处出现火警,温度升高,则R2电阻减小,副线圈负载电阻减小.因输出电压不变,所以副线圈电流增大,则电阻R3两端电压增大,电压表V2的示数减小,电流表A2的示数减小.副线圈电流增大,则原线圈电流增大,但输入电压不变,即电流表A1的示数增大,电压表V1的示数不变.答案:AC第Ⅱ卷(非选择题,共52分)二、计算题(本题有4小题,共52分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)13.(12分)一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动,线圈匝数n=100匝.穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化,如图甲所示.发电机内阻r=5.0 Ω,外电路电阻R=95 Ω.已知感应电动势的最大值E m=nωΦm,其中Φm为穿过每匝线圈磁通量的最大值.求串联在外电路中的交流电流表(内阻不计)的读数.甲乙解析:从Φ-t图线看出Φm=1.0×10-2Wb,T=3.14×10-2s.(2分) 已知感应电动势的最大值E m=nωΦm,又ω=2πT.(3分)故电路中电流最大值I m=E mR+r=n·2π·ΦmT(R+r)=100×2×3.14×1.0×10-23.14×(95+5.0)×10-2A=2 A(4分)交流电流表读数是交变电流的有效值,即I=I m2=1.4 A.(3分)答案:1.4 A14.(12分)有一个电子元件,当它两端的电压的瞬时值高于u=110 2 V 时则导电,低于u=110 2 V时不导电,若把这个电子元件接到220 V、50 Hz的正弦式交变电流的两端,则它在1 s 内导电多少次?每个周期内的导电时间为多少?解析:由题意知,加在电子元件两端电压随时间变化的图象如图所示,表达式为u =2202sin ωt V .(2分)其中ω=2πf ,f =50 Hz ,T =1f =0.02 s ,得u =2202sin100πt V .(2分)把u ′=110 2 V 代入上述表达式得到t 1=1600 s ,t 2=5600s(2分) 所以每个周期内的通电时间为Δt =2(t 2-t 1)=4300 s =175s .(3分) 由所画的u -t 图象知,一个周期内导电两次,所以1 s 内导电的次数为n =2t T =100.(3分)答案:100次 175s 15.(14分)如图所示,变压器原线圈输入电压为220 V ,副线圈输出电压为36 V ,两只灯泡的额定电压均为36 V ,L 1额定功率为12 W ,L 2额定功率为6 W .求:(1)该变压器的原、副线圈匝数比.(2)两灯均工作时原线圈的电流以及只有L 1工作时原线圈中的电流.解析:(1)由变压比公式得U 1U 2=n 1n 2(2分) n 1n 2=22036=559.(2分) (2)两灯均工作时,由能量守恒得P 1+P 2=U 1I 1(3分)I 1=P 1+P 2U 1=12+6220A =0.082 A(2分) 只有L 1灯工作时,由能量守恒得P 1=U 1I ′1(3分)解得I ′1=P 1U 1=12220A =0.055 A .(2分) 答案:(1)55∶9 (2)0.082 A 0.055 A16.(14分)某村在较远的地方建立了一座小型水电站,发电机的输出功率为100 kW ,输出电压为500 V ,输电导线的总电阻为10 Ω,导线上损耗的电功率为4 kW ,该村的用电电压是220 V .(1)输电电路如图所示,求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比;(2)如果该村某工厂用电功率为60 kW ,则该村还可以装“220 V ,40 W”的电灯多少盏?解析:(1)因为P损=I22R线(2分)所以I2=P损R线=4×10310A=20 A(1分)I1=PU1=100×103500A=200 A(2分)则n1n2=I2I1=20200=110(1分)U3=U2-I2R线=(500×10-20×10) V=4 800 V(2分)则n3n4=U3U4=4 800220=24011.(1分)(2)设还可装灯n盏,据功率相等有P3=P4(1分)其中P4=(n×40+60×103) W(1分)P3=(100-4) kW=96 kW(1分)所以n=900.(2分)答案:(1)1∶10240∶11(2)900盏单元测评(三)传感器(时间:90分钟满分:100分)第Ⅰ卷(选择题,共48分)一、选择题(本题有12小题,每小题4分,共48分.)1.关于干簧管,下列说法正确的是()A.干簧管接入电路中相当于电阻的作用B.干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的C.干簧管接入电路中相当于开关的作用D.干簧管是作为电控元件以实现自动控制的答案:C2.(多选题)为了保护电脑元件不受损害,在电脑内部有很多传感器,其中最重要的就是温度传感器,常用的温度传感器有两种,一种是用金属做的热电阻,另一种是用半导体做的热敏电阻.关于这两种温度传感器的特点说法正确的是()A.金属做的热电阻随着温度的升高电阻变大B.金属做的热电阻随着温度的升高电阻变小C.用半导体做的热敏电阻随着温度的升高电阻变大D.用半导体做的热敏电阻随着温度的升高电阻变小解析:金属的电阻率随着温度的升高而变大,半导体在温度升高时电阻会变小.答案:AD3.街旁的路灯、江海里的航标都要求在夜晚亮、白天熄,利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置,实现了自动控制,这是利用半导体的() A.压敏性B.光敏性C.热敏性D.三种特性都利用答案:B4.(多选题)有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件,将这三只元件分别接入如图所示电路中的A、B两点后,用黑纸包住元件或者把元件置入热水中,观察欧姆表的示数,下列说法中正确的是()A.置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数变化较大,这只元件一定是热敏电阻B.置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数不变化,这只元件一定是定值电阻C.用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比,欧姆表示数变化较大,这只元件一定是光敏电阻D.用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比,欧姆表示数相同,这只元件一定是定值电阻解析:热敏电阻的阻值随温度变化而变化,定值电阻和光敏电阻不随温度变化;光敏电阻的阻值随光照变化而变化,定值电阻和热敏电阻不随之变化.答案:AC5.传感器是一种采集信息的重要器件,如图是由电容器作为传感器来测定压力变化的电路,当待测压力作用于膜片电极上时,下列说法中正确的是()①若F向下压膜片电极,电路中有从a到b的电流②若F向下压膜片电极,电路中有从b到a的电流③若F向下压膜片电极,电路中不会有电流产生④若电流表有示数,说明压力F发生变化⑤若电流表有示数,说明压力F不会发生变化A.②④B.①④C.③⑤D.①⑤解析:当下压时,因为C=εr S4πkd,d减小,C增大,在U不变时,因为C=QU,Q增大,从b向a有电流流过,②正确;当F变化时,电容器两板的间距变化,电容变化,电容器上的带电量发生变化,电路中有电流,④正确,故选A.答案:A6.如图所示,R1为定值电阻,R2为负温度系数的热敏电阻,当温度降低时,电阻变大,L为小灯泡,当温度降低时()。
高中物理选修3-2质量检测试题(2)第Ⅰ卷(选择题 共40分)一、选择题1.如图所示,几位同学在做“摇绳发电”实验:把一条长导线的两端连在一个灵敏电流计的两个接线柱上,形成闭合回路。
两个同学迅速摇动AB 这段“绳”。
假设图中情景发生在赤道,地磁场方向与地面平行,由南指向北。
图中摇“绳”同学是沿东西站立的,甲同学站在西边,手握导线的A 点,乙同学站在东边,手握导线的B 点。
则下列说法正确的是( )A .当“绳”摇到最高点时,“绳”中电流最大B .当“绳”摇到最低点时,“绳”受到的安培力最大C .当“绳”向下运动时,“绳”中电流从A 流向BD .在摇“绳”过程中,A 点电势总是比B 点电势高2.磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区,刷卡器中有检测线圈。
当以速度v 0刷卡时,在线圈中产生感应电动势,其E -t 关系如下图所示。
如果只将刷卡速度改为v 02,线圈中的E -t 关系图可能是( )3.如图所示,水平铜盘半径为r ,置于磁感应强度为B ,方向竖直向下的匀强磁场中,铜盘绕通过圆盘中心的竖直轴以角速度ω做匀速圆周运动,铜盘的边缘及中心处分别通过导线与理想变压器的原线圈相连,该理想变压器原、副线圈的匝数比为n 1,变压器的副线圈与电阻为R 的负载相连,则( )A .负载R 两端的电压为Br 2ω2nB .原线圈中的电流强度为通过R 电流的1nC .变压器的副线圈磁通量为0D .通过负载R 的电流强度为04.图甲所示电路中,A 1、A 2、A 3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( )A .电流表A 1的示数比A 2的小B .电流表A 2的示数比A 3的小C .电流表A 1和A 2的示数相同D.电流表的示数都不为零5.如图所示,两轻质闭合金属圆环,穿挂在一根光滑水平绝缘直杆上,原来处于静止状态。
高中物理选修 3-2 质量检测试题一、选择题1.如图为远距离高压输电的表示图,对于远距离输电,以下表述错误的选项是() A.增添输电导线的横截面积有益于减少输电过程中的电能损失B.高压输电是经过减小输电电流来减小电路的发热消耗C.在输送电压一准时,输送的电功率越大,输电过程中的电能损失越小D.高压输电一定综合考虑各样要素,不必定是电压越高越好2.如下图是利用DIS 测定电动机效率的电路,图中方框A、B、C 为传感器,实验中,经过B、C 测得的物理量的数值分别是 X、 Y,因为电动机的转动使质量为速上涨了h 高度,则以下说法正确的选项是(m 的物体在)t 时间内匀A . A 为电流传感器B. C 为电压传感器C.电动机的输出功率为XYD.电动机的效率为mgh×100%XYt3.如下图,用天平丈量匀强磁场的磁感觉强度。
以下各选项所示的载流线圈匝数相同,边长 MN 相等,将它们分别挂在天平的右臂下方。
线圈中通有大小相同的电流,天平处于均衡状态。
若磁场发生细小变化,天平最简单失掉均衡的是()4.一正三角形导线框ABC(高度为 a) 从图示位置沿 x 轴正向匀速穿过两匀强磁场地区。
两磁场区域磁感觉强度大小均为B、方向相反、垂直于平面、宽度均为a。
以下图象反应感应电流I 与线框挪动距离x 的关系,以逆时针方向为电流的正方向。
此中正确的选项是( )5.如下图,两个线圈套在同一个铁芯上,线圈的绕向如图甲所示,左线圈连着正方形线框abcd,线框所在地区存在变化的磁场,取垂直纸面向里为正,磁感觉强度随时间变化如图乙所示,不计线框之外的感生电场,右边线圈连结必定值电阻 R,以下说法中正确的选项是 ( )A . t1时辰 ab 边中电流方向由a→ b, e 点电势高于 f 点B.设 t1、t3时辰 ab 边中电流大小分别为i 1、 i3,则有 i1<i 3, e 点与 f 点电势相等C.t 2~ t4时间内经过 ab 边电量为0,定值电阻 R 中无电流D. t5时辰 ab 边中电流方向由 a→ b, f 点电势高于 e 点6.圆滑平行金属导轨 MN 、PQ 所在平面与水平面成θ角, M、P 两头接有阻值为 R 的定值电阻。
质量检测试题
第Ⅰ卷(选择题共40分)
一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,第1~6小题只有一个选项符合题目要求,第7~10小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)
1.如图所示,甲图是录音机的录音电路原理图,乙图是研究自感现象的实验电路图,丙图是光电传感的火灾报警器的部分电路图,丁图是电容式话筒的电路原理图,下列说法错误的是()
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.乙图电路中,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,当声波使膜片振动时,电容发生变化,会在电路中产生变化的电流2.如下图(甲)所示,打开电流和电压传感器,将磁铁置于螺线管正上方距海绵垫高为h处静止释放,磁铁穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止。
若磁铁下落过程中受到的磁阻力远小于磁铁重力,且不发生转动,不计线圈电阻。
图(乙)是计算机荧屏上显示的UI-t曲线,其中的两个峰值是磁铁刚进入螺线管内部和刚从内部出来时产生的。
下列说法正确的是( )
A.若仅增大h,两个峰值间的时间间隔会增大 B.若仅减小h,两个峰值都会减小
C.若仅减小h,两个峰值可能会相等D.若仅减小滑动变阻器的值,两个峰值都会减小
3.如图所示,有缺口的金属圆环与板间距为d的平行板电容器的两极板焊接在一起,金属环右侧有一垂直纸面向外的匀强磁场,现使金属环以恒定不变的速率v向右运动由磁场外进入磁场,在金属环进入磁场的过程中,电容器带电量Q随时间t变化的定性图象应为( )
4.将一段导线绕成图甲所示的闭合电路,并固定在水平面(纸面)内,回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。
回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ,以向里为磁场Ⅱ的正方向,其磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示。
用F表示ab边受到的安培力,以水平向右为F的正方向,能正确反映F随时间t变化的图象是( )
5.如图所示,电阻不计面积为S的矩形线圈在匀强磁场B中绕垂直于磁场的轴以角速度ω匀速转动,t=0时刻线圈平面与磁场垂直,产生e=2202sin100πt V的正弦交流电,理想变压器的原、副线圈匝数比为10 1,灯泡的电阻R L=10Ω(不考虑电阻的变化),C为电容器,L为直流电阻不计的自感线圈,刚开始开关S断开,下列说法正确的是( )
A.线圈从t=0时刻到转过180°的过程中通过矩形线圈的
磁通量变化量为零
B.交流电压表的示数为222V
C.灯泡的功率小于48.4W
D.闭合开关S后,电阻R上不产生焦耳热
6.如图所示,两种情况下变压器副线圈所接灯泡L2、L3的功率均为P,且L1、L2、L3为相同的灯泡,匝数比为n1 n2=3 1,则图(a)中L1的功率和图(b)中L1的功率分别为( )
A .P 、P
B .9P 、49P
C .49P 、9P
D .49
P 、9P 7.如图所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ 、MN ,当PQ 在外力作用下运动时,MN 在磁场力作用下向右运动,则PQ 所做的运动可能是( )
A .向右匀加速运动
B .向左匀加速运动
C .向右匀减速运动
D .向左匀减速运动
8.在光滑的水平地面上方,有两个磁感应强度大小均为B ,方向相反的水平匀强磁场,如图所示的PQ 为两个磁场的边界,磁场范围足够大。
一个半径为
a 、质量为m 、电阻为R 的金属圆环垂直磁场方向,以速度v 从
如图位置向右运动,当圆环运动到直径刚好与边界线PQ 重合时,
圆环的速度为v /2,则下列说法正确的是( )
A .此时圆环中的电流为顺时针方向
B .此时圆环的加
速度为4B 2a 2
v mR
C .此时圆环中的电功率为4B 2a 2v 2R
D .此过程中通过圆环截面的电量为πBa 2R
9.图甲是小型交流发电机的示意图,A 为理想交流电流表,V 为理想交流电压表。
内阻不计的矩形线圈绕垂直于磁场方向的水平轴沿逆时针方向匀速转动,矩形线圈通过滑环接一理想变压器,原、副线圈匝数比为3 2,副线圈接有滑动变阻器,从某时刻开始计时,副线圈输出电压如图乙所示,以下判断正确的是( )
A .电压表的示数为15V
B .副线圈输出电压瞬时值表达式u =102sin (100πt )V
C .若滑动触头P 的位置向上移动时,电流表读数将减小
D .把发电机线圈的转速变为原来的一半,则变压器的输入功率将减小到原来的一半
10.如图所示,边长为L 、不可形变的正方形导线框内有半径为r 的圆形磁场区域,其磁感应强度B 随时间t 的变化关系为B =kt (常量k >0)。
回路中滑动变阻器R 的最大阻值为R 0,滑动片P 位于滑动变阻器中央,定值电阻R 1=R 0,R 2=
R 02。
闭合开关S ,电压表的示数为U ,不考虑虚线MN 右
侧导体的感应电动势,则( )
A .R 2两端的电压为U 7
B.电容器的a极板带正电
C.滑动变阻器R的热功率为电阻R2的5倍
D.正方形导线框中的感应电动势为kL2
第Ⅱ卷(非选择题共60分)
二、填空题(共2小题,每小题7分,共14分。
把答案直接填在横线上)
11.如图所示,是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图,它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成。
(1)示意图中,a端就是电源正极。
(2)光控继电器的原理是:当光照射光电管时,阴极K
发射电子,电路中产生电流,经放大器放大后的电流使电
磁铁M磁化,将衔铁N吸住;无光照射光电管时,电路中无电流,N自动离开M。
12.原始的电话机将听筒和话筒串联成一个电路,当自己对着话筒讲话时,会从听筒中听到自己的声音,导致听觉疲劳而影响通话。
现代的电话将听筒电路与话筒电路分开,改进后的电路原理示意图如图所示,图中线圈Ⅰ与线圈Ⅱ的匝数相等,R0=1.2kΩ,R=3.6kΩ,R x 为可变电阻。
当R x调到某一值时,从听筒中就听不到话筒传出的声音了,这时R x=1.8kΩ。
三、论述·计算题(共4小题,46分。
解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位) 13.(10分)如图所示,光滑平行金属导轨相距30cm,电阻不计,ab是电阻为0.3Ω的金属棒,可沿导轨滑动,与导轨相连的平行金属板A、B相距6cm,电阻R为0.1Ω。
全部装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中,当ab以速度v向右匀速运动时,一带电微粒在A、B 板间恰做半径2cm的匀速圆周运动,速率也是v。
试求速率v的大小?
14.(11分)小明同学设计了一个“电磁天平”,如图1所示,等臂天平的左臂为挂盘,右臂挂有矩形线圈,两臂平衡。
线圈的水平边长L=0.1m,竖直边长H=0. 3m,匝数为N1。
线圈的下边处于匀强磁场内,磁感应强度B0=1.0T,方向垂直线圈平面向里。
线圈中通有可在0~2.0A范围内调节的电流I。
挂盘放上待测物体后,调节线圈中电流使天平平衡,测出电流即可测得物体的质量。
(重力加速度取g=10m/s2)
(1)为使电磁天平的量程达到0.5kg,线圈的匝数N1至少为多少?
(2)进一步探究电磁感应现象,另选N2=100匝、形状相同的线圈,总电阻R=10Ω。
不接外电流,两臂平衡。
如图2所示,保持B0不变,在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场,且磁感应强度B随时间均匀变大,磁场区域宽度d=0.1m。
当挂盘中放质量为0.01kg 的物体时,天平平衡,求此时磁感应强度的变化率
ΔB。
Δt
15.(12分)如图所示,矩形线圈ABCD在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的DC边匀速转动,转动的角速度为ω,线圈的匝数为N、面积为S。
从图示位置开始计时,在矩形线圈右侧接一变压器,原、副线圈匝数分别为n1、n2,其中副线圈采用双线绕法,从导线对折处引出一个接头c,连成图示电路,K为单刀双掷开关,R为光敏电阻。
求:
(1)矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式;
(2)K接b时,电阻R上消耗的功率;
(3)K接c时,电压表示数;
(4)K接c时,用黑纸遮住电阻R,变压器输入电流将如何变化?
16.(13分)如图甲所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距L1=1m,导轨平面与水平面成θ=30°角,上端连接阻值R=1.5Ω的电阻,质量为m=0.2kg,阻值r =0.5Ω的金属棒ab放在两导轨上,距离导轨最上端为L2=4m,棒与导轨垂直并保持良好接触.整个装置处于一个匀强磁场中,该匀强磁场方向与导轨平面垂直向下,磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示,为保持ab棒静止,在棒上施加了一平行于导轨平面的外力F,g=10m/s2。
求:
(1)当t=2s时,外力F1的大小;
(2)当t=3s时的瞬间,外力F2的大小和方向;
(3)请在图丙中画出前4s内外力F随时间变化的
图象(规定F方向沿斜面向上为正)。