1、模块综合测试一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分在每小题给出的四个选项中，第14题只有一项符合题目要求，第58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，有选错的得零分)1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”器件的说法中正确的是()A力传感器B光传感器C温度传感器D声音传感器【答案】B【解析】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2(2020长春名校期末)如图所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成闭合回路，在铁芯的右端套有一
2、个表面绝缘的铜环A，下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是()A将开关突然断开的瞬间B通电时，使变阻器的滑片P匀速移动C通电时，使变阻器的滑片P加速移动D线圈中通以恒定的电流【答案】D【解析】将开关突然断开的瞬间，线圈产生的磁场从有到消失，穿过铜环A的磁通量减小，产生感应电流，故A错误通电时，使变阻器的滑片P做匀速滑动时，变阻器接入电路的电阻减小，回路中电流增大，线圈产生的磁场增强，穿过铜环A的磁通量增大，产生感应电流，故B错误通电时，使变阻器的滑片P做加速滑动时，变阻器接入电路的电阻变化，回路中电流变化，线圈产生的磁场变化，穿过铜环A的磁通量变化，产生感应电流，故C错误线圈中通以恒定的电流时
3、，线圈产生稳恒的磁场，穿过铜环A的磁通量不变，没有感应电流产生，故D正确3在匀强磁场中，ab、cd两根导体棒沿两条导轨分别以速度v1、v2滑动，如图所示，下列情况中，能使电容器获得最多电荷量且左边极板带正电的是()Av1v2，方向都向右Bv1v2，方向都向左Cv1v2，v1向右，v2向左Dv1v2，v1向左，v2向右【答案】C【解析】当ab棒和cd棒分别向右和向左运动时，两棒均相当于电源，且串联，电路中有最大电动势，对应最大的顺时针方向电流，电阻上有最高电压，所以电容器上有最多电荷量，左极板带正电4图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1n251，电阻R20 ，L1、L2为规格相同的两只小灯泡
4、，S1为单刀双掷开关原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光下列说法正确的是()A输入电压u的表达式u20sin(50t) VB只断开S2后，L1、L2均正常发光C只断开S2后，原线圈的输入功率增大D若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8 W【答案】D【解析】由图象知T0.02 s，=100 rad/s，u20 sin(100t)V，A项错误；由于副线圈两端电压不变，故只断开S2，两灯串联，电压为额定值一半，不能正常发光，B项错误；只断开S2，副线圈电路电阻变为原来的2倍，由P知副线圈消耗功率减小，则原线圈输入功率也减小，C项错误；
5、输入电压额定值U120 V，由及PR得PR0.8 W，D项正确5汽油机做功冲程开始时，汽缸中的汽油、空气混合气要靠火花塞点燃，但是汽车蓄电池的电压只有12 V，不能在火花塞中产生火花，为此设计了如图所示的点火装置，这个装置的核心是一个变压器，它的原线圈通过开关连到蓄电池上，副线圈接到火花塞的两端，开关由机械进行自动控制，做功冲程开始时，开关由闭合变为断开，这样就能在火花塞中产生火花了，下列说法中不正确的是()A该设计方案不可行，因为蓄电池提供的是直流电，变压器不能改变直流电压B该设计方案可行，因为变压器能将直流电改变为交变电流C该设计方案可行，因为通过变压器原线圈的是变化的电流，可以通过变压器
6、发生互感现象D该变压器可以是升压变压器，也可以是降压变压器【答案】ABD【解析】变压器只能改变交变电流的原因是如果在原线圈上接恒定电压，则线圈的磁通量保持不变，从而不能产生感应电动势，副线圈中也就没有输出电压了在本装置中，开关的闭合、断开，导致电流不断地变化，从而使得磁通量不断地变化，能够使变压器工作6(2020抚顺模拟)如图甲所示，正六边形导线框abcdef放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示t0时刻，磁感应强度B的方向垂直纸面向里，设产生的感应电流顺时针方向为正、竖直边cd所受安培力的方向水平向左为正则下面关于感应电流i和cd所受安培力F
7、随时间t变化的图象正确的是() A B C D【答案】AC【解析】03 s内，根据楞次定律得，感应电流的方向为顺时针方向，为正值根据法拉第电磁感应定律得EB0S为定值，则感应电流为定值，I1.在36 s内，根据楞次定律得，感应电流方向为逆时针方向，为负值，大小与03 s内相同，故A正确，B错误在03 s内，磁场的方向垂直纸面向里，且逐渐减小，电流恒定不变，根据FBIL得安培力逐渐减小，cd边所受安培力方向向右，为负值.0时刻安培力大小为2B0I0L.在2 3 s内，磁感应强度方向垂直纸面向外，且逐渐增大，根据FABIL，则安培力逐渐增大，cd边所受安培力方向向左，为正值，3 s末安培力大小为B
8、0I0L.在34 s内，磁感应强度方向垂直纸面向外，且逐渐减小，则安培力大小逐渐减小，cd边所受安培力方向向右，为负值，第4 s初的安培力大小为B0I0L.在46 s内，磁感应强度方向垂直纸面向里，且逐渐增大，则安培力大小逐渐增大，cd边所受安培力方向向左，6 s末的安培力大小为2B0I0L，故C正确，D错误7(2020江西模拟)如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为23，两端共接有六只相同的小灯泡L1、L2、L3、L4、L5和L6(电阻恒定不变)，变压器的原线圈接有输出电压U恒定的交流电源，六只小灯泡均发光下列说法正确的是()AL1、L2、L3三只灯泡亮度一定相同B小灯泡L2一定比L4亮C交
9、流电源输出电压U是小灯泡L4两端电压的4.5倍DL1消耗的功率是L2消耗功率的6.25倍【答案】CD【解析】设灯泡的电阻为R，流过L4、L5和L6的电流为I，两端的电压都是U0，由欧姆定律I，则副线圈两端的电压U23U0，由，所以变压器原线圈两端的电压U12U0，流过L4、L5和L6的电流为I，则流过副线圈上的电流I2I，由，流过原线圈的电流I1I，变压器原线圈两端的电压为2U0，则L2、L3两端的电压为2U0，则流过L2、L3的电流IL23I，流过L1的电流IL1I1IL23II2.5I.由以上分析可知，流过L1、L2、L3的电流是不同的，所以L1、L2、L3的亮度不同，故A错误；由以上的分
10、析可知，流过L2、L4的电流是相等的，所以它们的亮度相同，故B错误；L1两端电压UL1IL1R2.5IR2.5U0，交流电源输出电压UUL1U24.5U0，是小灯泡L4两端电压的4.5倍，故C正确；由开始时的分析可知，流过L1的电流是流过L2的电流的2.5倍，由PI2R可知，L1消耗的功率是L2消耗功率的6.25倍，故D正确8(2020襄阳名校月考)如图所示，光滑斜面PMNQ的倾角为，斜面上放置一矩形导体线框abcd，其中ab边长为l1，bc边长为l2，线框质量为m、电阻为R，有界匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于斜面向上，ef为磁场的边界，且efMN.线框在恒力F作用下从静止开始运动，其a
11、b边始终保持与底边MN平行，F沿斜面向上且与斜面平行已知线框刚进入磁场时做匀速运动，则下列判断正确的是()A线框进入磁场前的加速度为B线框进入磁场时的速度为C线框进入磁场时有abcd方向的感应电流D线框进入磁场的过程中产生的热量为(Fmgsin )l1【答案】ABC【解析】线框进入磁场前，根据牛顿第二定律得，线框的加速度a，故A正确线框刚进入磁场时做匀速运动，由F安mgsin F，而F安，解得v，故B正确线框进入磁场时，穿过线框的磁通量增加，根据楞次定律判断知线框中感应电流方向为abcd，故C正确由于线框刚进入磁场时做匀速运动，根据功能关系可知，产生的热量Q(Fmgsin )l2，故D错误二、
12、非选择题(本大题4小题，共52分按题目要求作答解答题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)9如图所示，小灯泡的规格为“2 V4 W”，接在光滑水平导轨上，轨距0.1 m，电阻不计金属棒ab垂直搁置在导轨上，电阻1 .整个装置处于磁感应强度B1 T的匀强磁场中，求：(1)为使小灯泡正常发光，ab的滑行速度应为多大？(2)拉动金属棒ab的外力功率多大？【答案】(1)40 m/s(2)8 W【解析】(1)小灯泡的额定电流和电阻分别为I2 A，R1 ，设金属棒滑行速度为v，它产生的感应电流为I感，式中r为金属棒的电阻由I感I
13、，即I，得v m/s40 m/s.(2)根据能的转化，外力的机械功率等于整个电路中的电功率，所以拉动ab做切割磁感线运动的功率为P机P电I2(Rr)22(11) W8 W.10如图所示，AB、CD是两根足够长的固定平行金属导轨，两导轨间的距离为L，导轨平面与水平面的夹角是，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场，磁感应强度为B.在导轨的AC端连接一个阻值为R的电阻，导轨的电阻不计一根垂直于导轨放置的金属棒ab，电阻为r，质量为m，从静止开始沿导轨下滑，下滑高度为H时达到最大速度不计摩擦，求在此过程中：(1)ab棒的最大速度；(2)电阻R产生的热量；(3)通过电阻R的电量【答案】(
14、1)(2)见解析(3)【解析】(1)金属棒向下做加速度减小的加速运动，当加速度a0时，速度达到最大有mgsin F，FBIL，I，联立三式得，mgsin ，所以vm.(2)根据能量守恒得mgHmvQ总，所以整个回路产生的热量Q总mgH mv则电阻R产生的热量QRQ总(3)下滑高度为H的过程中磁通量的增加量为，通过电阻R的电量qt.11某小型实验水电站输出功率是20 kW，输电线路总电阻是6 .(1)若采用380 V输电，求输电线路损耗的功率；(2)若改用5 000 V高压输电，用户端利用n1n2221的变压器降压，求用户得到的电压【答案】(1)16.62 kW(2)226.18 V【解析】(1
15、)输电线上的电流强度为IA52.63 A输电线路损耗的功率为P损I2R52.6326 W16 620 W16.62 kW.(2)改用高压输电后，输电线上的电流强度变为IA4 A用户端在变压器降压前获得的电压U1UIR(5 00046)V4 976 V根据得用户得到的电压为U2U14 976 V226.18 V.12(2020唐山高二检测)如图所示，一个100匝的圆形线圈(图中只画了2匝)，面积为200 cm2，线圈的电阻为1 ，在线圈外接一个阻值为4 的电阻和一个理想电压表电阻的一端B与地相接，线圈放入方向垂直线圈平面指向纸内的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如Bt图所示，求：(1)t3 s时穿过线圈的磁通量；(2)t5 s时，电压表的读数；(3)若取B点电势为零，A点的最高电势是多少？【答案】(1)7103 Wb(2)0.32 V(3)0.08 V【解析】(1)t3 s时，BS3.5101200104 Wb7103 Wb.(2)46 s内的感应电动势为E1nS100200104 V0.4 V电压表的读数为UR4 V0.32 V.(3)04 s，A点电势高于零；46s，A点电势低于零04 s内的感应电动势为E2nS100200104 V0.1 VA、B两端的电势差为UABR4 V0.08 V故A点的最高电势为A0.08 V.
