1、模块综合检测(分值：100分时间：90分钟)一、选择题(本大题共10个小题，每小题5分，共计50分，每小题至少一个答案正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)图11(2012延安高二检测)如图1所示，螺线管与电流表组成闭合电路，条形磁铁位于螺线管上方，下端为N极，则当螺线管中产生的感应电流()A方向与图示方向相同时，磁铁靠近螺线管B方向与图示方向相反时，磁铁靠近螺线管C方向与图示方向相同时，磁铁远离螺线管D方向与图示方向相反时，磁铁远离螺线管【解析】 磁铁靠近螺线管时，根据楞次定律，螺线管中感应电流方向与图示方向相同，A对，B错；磁铁远离螺线管时，根据楞次定律，螺线管中感应电流方向与图示方向
2、相反，C错，D对【答案】AD图图22(2013银川一中高二检测)如图2所示，在条形磁铁的中央位置的正上方水平固定一铜质圆环以下判断中正确的是()A释放圆环，环下落时环的机械能守恒B释放圆环，环下落时磁铁对桌面的压力比磁铁受的重力大C给磁铁水平向右的初速度，磁铁滑出时做减速运动D给磁铁水平向右的初速度，圆环产生向左运动的趋势【解析】由条形磁铁磁场分布特点可知，穿过其中央位置正上方的圆环的合磁通量为零，所以在环下落的过程中，磁通量不变，没有感应电流，圆环只受重力，则环下落时机械能守恒，A对，B错；给磁铁水平向右的初速度，由楞次定律可知，圆环的运动总是阻碍自身磁通量的变化，所以环要受到向右的作用力，
3、由牛顿第三定律可知，磁铁要受到向左的作用力而做减速运动(或据“总阻碍相对运动”的推论得出)，故C对，D错【答案】AC3(2013高新一中高二检测)图3用一根横截面积为S、电阻率为的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的一条直径如图所示，在ab的左侧存在一个均匀变化的匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图3，磁感应强度大小随时间的变化率k(k0)，则()A圆环中产生逆时针方向的感应电流B圆环具有扩张的趋势C圆环中感应电流的大小为D图中a、b两点间的电势差Uab|kr2|【解析】根据楞次定律可知，磁通量减小，产生顺时针方向的感应电流，A选项不正确；圆环面积有扩张的趋势，B选项正确；产生的感
4、应电动势为/tkr2/2，则电流大小为|，C选项不正确；Uab等于kr2的绝对值，D选项正确【答案】BD4(2013银川二中检测)电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器，如图4(甲)所示为电吉他拾音器的原理图，在金属弦的下方有一个连接到放大器的螺线管一条形磁铁固定在管内，当拨动金属弦后，螺线管内就会产生感应电流，经一系列转化后可将电信号转为声信号若由于金属弦的振动，螺线管内的磁通量随时间的变化如图4(乙)所示，则对应感应电流的变化为()(甲)(乙)图4【解析】由法拉第电磁感应定律可知，En，即磁通量变化率越大，感应电动势、感应电流也就越大分析螺线管内的磁通量随时间的变化关系图线可知，图线斜率越
5、大产生的感应电流越大，斜率为零，感应电流也为零，对比各选项可知，选项B正确【答案】B图55(2013西安一中高二检测)如图5所示，在水平面内固定着U形光滑金属导轨，轨道间距为50 cm，金属导体棒ab质量为0.1 kg，电阻为0.2 ，横放在导轨上，电阻R的阻值是0.8 (导轨其余部分电阻不计)现加上竖直向下的磁感应强度为0.2 T的匀强磁场用水平向右的恒力F0.1 N拉动ab，使其从静止开始运动，则()A导体棒ab开始运动后，电阻R中的电流方向是从P流向MB导体棒ab运动的最大速度为10 m/sC导体棒ab开始运动后，a、b两点的电势差逐渐增加到1 V后保持不变D导体棒ab开始运动后任一时刻
6、，F的功率总等于导体棒ab和电阻R的发热功率之和 【解析】由右手定则可判断电阻R中的感应电流方向是从M流向P，A错；当金属导体棒受力平衡时，其速度将达到最大值，由FBIL，I可得F，代入数据解得vm10 m/s，B对；电动势最大值Em1 V，a、b两点的电势差为路端电压，最大值小于1 V，C错；在达到最大速度以前，F所做的功一部分转化为内能，另一部分转化为导体棒的动能，D错【答案】B6下列四幅图是交流电的图像，其中能正确反映我国居民日常生活所用交流电的是()【解析】我国居民日常生活所用的是正弦式交流电，其电压的有效值是220 V，最大值为311 V，周期为0.02 s，所以只有C正确【答案】C
7、7(2013北师大附中高二检测)如图6所示的交流电u311 sin(314 t/6) V，接在阻值220 的电阻两端，则()图6A电压表的读数为311 VB电流表的读数为1.41 AC该交流电的频率为50 HzD2 s内电阻产生的热量是440 J【解析】本题考查交流电的瞬时表达式、最大值、有效值由uUmsin(t)可知：最大值是311 V，频率是50 Hz，故有效值是220 V，电压表、电流表的读数、计算电功率，用的都是有效值，电压表的读数为220 V，电流表的读数为1 A，故A、B错误【答案】CD图图78(2013西安一中高二检测)电阻为1 的矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴，在匀强磁场中匀速转
8、动，产生的交变电动势随时间变化的图像如图7所示现把交流电加在电阻为9 的电热丝上，下列判断正确的是()A线圈转动的角速度100 rad/sB在t0.01 s时刻，穿过线圈的磁通量为零C电热丝两端的电压UR100 VD电热丝的发热功率P1800 W【解析】由图可以看出该交变电流的周期T0.02 s，则角速度100 rad/s，A错t0.01 s时刻，电压达到最大，则此时磁通量变化率最大，磁通量为零，B正确电热丝两端电压为路端电压URU V90 V，则C错电热丝的发热功率P1800 W，则D正确【答案】BD9(2013山阳中学高二检测)如图8所示，理想变压器原副线圈匝数之比为41，原线圈接入一电压
9、为uU0sint的交流电源，副线圈接一个R27.5 的负载电阻若U0220 V，100 rad/s，则下述结论正确的是()图8A副线圈中电压表的读数为55 VB副线圈中输出交流电的周期为 sC原线圈中电流表的读数为0.5 AD原线圈中的输入功率为110 W【解析】副线圈中电压表读数为副线圈电压的有效值U255 V，A对副线圈中交流电的周期等于原线圈中交流电源电压的周期T s，B错原线圈中的电流I10.5 A，C对原线圈中的输入功率P110 W，D错【答案】AC图910(2013济南一中高二检测)如图9所示的电路中，A1、A2为相同的电流表，电阻R1、R2的阻值相同，线圈L的电阻不计理想变压器原
10、线圈接入uUmsin2ft的交变电流后，电流表A1、A2的示数分别为I1、I2，则()AUm增大时，I1增大Bf不变，Um增大时，I2减小CUm不变，f增大时，I1增大DUm不变，f增大时，I2减小【解析】根据理想变压器的变压比，当Um变大，则可知副线圈两端的电压也增大，根据欧姆定律可知I1增大，A对，B错；当交变电流的频率变大时，电感线圈的感抗增大，但是副线圈两端电压保持不变，故根据欧姆定律可判断I1不变，I2应变小，C错，D对【答案】AD二、非选择题(本大题共6个小题，共50分计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11(6分)由于国际空间站的运行轨道上各处的地磁场强弱
11、及方向均有所不同，所以在运行过程中，穿过其外壳的地磁场的磁通量将不断变化，这样将会导致_现象发生，从而消耗国际空间站的能量为了减少这类消耗，国际空间站的外壳材料的电阻率应尽可能_(填“大”或“小”)一些【解析】电阻率较大，电阻也较大，同样的电磁感应现象，产生的电动势一定，由P可知，电阻较大时，消耗的电功率较小，可以减少能量消耗【答案】电磁感应大12(6分)我国南方山区的小水库有丰富的水力资源，有一个水力交流发电机在正常工作时，电动势e310sin50t V，由于洪涝，水库水位暴涨，为加快泄洪，水轮带动发电机的转速增加0.4倍，若其他条件不变，则电动势e_.【解析】据EmaxNBS，2n当n增加
12、0.4倍时，1.4所以Emax1.4Emax1.4310 V434 V故e434sin70tV【答案】434sin70tV13(8分)图10我国的“嫦娥二号”探月卫星在发射1533秒后进入近地点高度为200 km的地月转移轨道假设卫星中有一边长为50 cm的正方形导线框，由于卫星的调整由水平方向转至竖直方向，此时地磁场磁感应强度B4105 T，方向如图10所示(1)该过程中磁通量的改变量是多少？(2)该过程线框中有无感应电流？设线框电阻为R0.1 ，若有电流则通过线框的电量是多少？(sin 370.6，cos 370.8)【解析】 (1)设线框在水平位置时法线n方向竖直向上，穿过线框的磁通量1
13、BScos 536.0106 Wb.当线框转至竖直位置时，线框平面的法线方向水平向右，与磁感线夹角143，穿过线框的磁通量2BScos 1438.0106 Wb该过程磁通量的改变量大小121.4105 Wb.(2)因为该过程穿过闭合线框的磁通量发生了变化， 所以一定有感应电流根据电磁感应定律得，.通过的电量为qt1.4104 C.【答案】(1)1.4105 Wb(2)1.4104 C14(10分)(2013天津一中高二检测)如图11所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P间连接阻值为R0.40 的电阻，质量为m0.01 kg、电阻为r0.3
14、0 的金属棒ab紧贴在导轨上现使金属棒ab由静止开始下滑，其下滑距离与时间的关系如下表所示，导轨电阻不计，重力加速度g取10 m/s2.试求：图11时间t(s)00.10.20.30.40.50.60.7下滑距离s(m)00.10.30.71.42.12.83.5(1)当t0.7 s时，重力对金属棒ab做功的功率；(2)金属棒ab在开始运动的0.7 s内，电阻R上产生的热量；(3)从开始运动到t0.4 s的时间内，通过金属棒ab的电荷量【解析】(1)由表格中数据可知：金属棒ab先做加速度减小的加速运动，最后以7 m/s匀速下落PGmgv0.01107 W0.7 W(2)根据动能定理：WGW安m
15、vmvW安mvmvmgh0.0172 J0.01103.5 J0.105 JQR|W安|0.105 J0.06 J(3)当金属棒ab匀速下落时，GF安，则mgBIL解得：BL电荷量qIt0.2 C.【答案】(1)0.7 W(2)0.06 J(3)0.2 C15(10分)一台理想变压器原、副线圈匝数比为101，原线圈接u100 sin100t(V)的交变电压、副线圈两端用导线接规格为“6 V12 W”的小灯已知导线总电阻r0.5 ，试求：副线圈应接几盏小灯？这些小灯应如何连接才能使这些小灯都正常发光？【解析】由，副线圈两端电压的有效值U2U1100 V10 V导线上的电压U线10 V6 V4 V
16、副线圈中的输出电流I2 A8 A每个小灯的额定电流IA2 A应接小灯的盏数：n4(盏)连接方式为并联【答案】4盏并联16(10分)(2013镇安中学高二检测)交流发电机的原理如图12甲所示，闭合的矩形线圈放在匀强磁场中，绕OO轴匀速转动，在线圈中产生的交变电流随时间变化的图像如图12乙所示，已知线圈的电阻为R2.0 ，求：甲乙图12(1)通过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值是多少？(2)矩形线圈转动的周期是多少？(3)线圈电阻上产生的电热功率是多少？(4)保持线圈匀速运动，1 min内外界对线圈做的功是多少？【解析】(1)由it图可知通过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值Im2.0 A.(2)矩形线圈转动的周期T4.0103 s.(3)由有效值I，线圈电阻上产生的电热功率为PI2R R4 W.(4)外界对线圈做功转化成电能再转化成电热，1 min内外界对线圈做的功WPt240 J.【答案】(1)2.0 A(2)4.0103 s(3)4 W(4)240 J
