1、模块综合测评(时间：90分钟分值：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分在每小题给出的四个选项中，第16题只有一项符合题目要求，第710题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1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CA被吸引，C被排斥DA被排斥，C被吸引B在接通电源的瞬间，环B可等效为一短条形磁铁，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2如图甲所示，一闭合线
2、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，线圈中感应电动势E随时间t变化的图象是()A BC DD由ES可知，因磁感应强度B随时间变化的变化率是分段恒定的，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3如图所示的圆形线圈共n匝，电阻为R，过线圈中心O垂直于线圈平面的直线上有A、B两点，A、B间的距离为L，A、B关于O点对称一条形磁铁开始放在A点，中心与A重合，轴线与A、B所在直线重合，此时线圈中的磁通量为1，将条形磁铁以速度v匀速向右移动，轴线始终与A、B所在直线重合，磁铁中心到O点时线圈中的磁通量为2，下列说法正确的是()A磁铁在A点时，通过一匝线圈的磁通量为B磁铁从A
3、到O的过程中，线圈中产生的平均电动势为EC磁铁从A到B的过程中，线圈中磁通量的变化量为21D磁铁从A到B的过程中，通过线圈某一横截面的电荷量不为零B磁通量形象化的含义是通过某平面的磁感线条数的多少，与线圈匝数无关，即通过整个线圈与通过每一匝线圈的磁通量都是1，A错误；由法拉第电磁感应定律有En，21、t，故E，可知B正确；在A、B两位置，由对称性知通过线圈的磁通量大小相同，且磁感线穿过线圈平面的方向都是向右的，故0，而qtn，故q0，C、D错误4通过理想变压器给用电器供电，电路如图甲所示，变压器初级线圈匝数n11 000匝，两次级线圈的匝数分别为n250匝、n3100匝在初级线圈ab端接如图乙
4、所示的交变电流，下列说法正确的是()甲乙A交流电的频率为100 HzBU250 V，U3100 VCI1I2120D闭合开关S，则I1增大D交流电的周期为0.02 s，频率为50 Hz，选项A错误；根据变压器的匝数与电压比可知，U2 V25 V；U3 V50 V，选项B错误；因电流与匝数之间满足：I1n1I2n2I3n3，故选项C错误；闭合开关S，则I3变大，根据I1n1I2n2I3n3可知I1增大，选项D正确5如图所示，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()A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
5、值不变B由于家庭电路上理想变压器为降压变压器，故n1n2，当原、副线圈减少相同的匝数时，其变压比变大，根据，U1一定，U2变小，故小灯泡变暗，选项A错误，选项B正确；由知，原、副线圈电压的比值变大，选项C错误；根据，则通过原、副线圈电流的比值变小，选项D错误6用图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IU关系图线如图乙所示，则电流表的内阻为()A0.14 B85 C140 D225 B当电流表读数为40 mA时，说明热敏电阻的电流为40 mA，由题图乙知热敏电阻两端电压UR5.6 V，则电流表两端电压U
6、9 V5.6 V3.4 V，由欧姆定律得RmA85 .7奥斯特发现了电流的磁效应后，法拉第仔细地分析了电流的磁效应他认为，既然磁铁可以使靠近它的铁块具有磁性，静电荷可以使靠近它的导体带电，那么电流也应当使靠近它的线圈感应出电流.1822年法拉第在日记中记载着“把磁转变成电”的光辉思想，后来，法拉第对这一课题进行了系统的实验研究.1831年8月法拉第把两个线圈绕在一个铁环上(如图所示)，线圈A接直流电源，线圈B接电流表他发现，当线圈A的电路接通或断开的瞬间，线圈B中产生瞬时电流分析这个实验，下列说法中正确的是()A此实验说明线圈B的感应电流是由线圈A的磁场变化引起的B开关S闭合瞬间，中的电流方向
7、是abC若将其中的铁环拿走，再做这个实验，S闭合瞬间，中没有电流D若将其中的铁环拿走，再做这个实验，S闭合瞬间，中仍有电流ABD开关闭合瞬间，线圈A中电流产生磁场，使铁环中磁通量增加根据右手安培定则和楞次定律可知B线圈中产生由ab的感应电流，铁环撤掉后不影响感应电流产生8如图为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为21，原线圈接有交流电压u220sin 100t(V)，图中电压表和电流表均为理想交流电表，Rt为负温度系数的热敏电阻(即当温度升高时，阻值减小)，R1为定值电阻，C为电容器下列说法正确的是()A电压表示数是110 VB交流电的频率为50 HzC通过R1的电流始终为零D当Rt处温度升高时
8、，电压表示数不变，电流表示数变大BD原线圈所加交变电压的有效值为U1 V，由理想变压器的变压比公式，可得U2U1 V55 V，选项A错误；由交变电压的瞬时值表达式u220sin 100t(V)可知，该交变电流的频率f Hz50 Hz，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R1，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Rt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9如图所示，为早期制作的发电机及电动机的示意图，A盘和B盘分别是两个可绕固定转轴转动的铜盘，用导线将A盘的中心和B盘的边缘连接起来，用另一根导
9、线将B盘的中心和A盘的边缘连接起来当A盘在外力作用下转动起来时，B盘也会转动，则下列说法中正确的是()A不断转动A盘就可以获得持续的电流，其原因是将整个铜盘看成沿径向排列的无数根铜条，它们做切割磁感线运动，产生感应电动势B当A盘转动时，B盘也能转动的原因是电流在磁场中受到力的作用，此力对转轴有力矩C当A盘顺时针转动时，B盘逆时针转动D当A盘顺时针转动时，B盘也顺时针转动ABC将图中铜盘A所在的一组装置作为发电机模型，铜盘B所在的一组装置作为电动机模型，这样就可以简单地把铜盘等效为由圆心到圆周的一系列“辐条”，处在磁场中的每一根“辐条”都在做切割磁感线运动，产生感应电动势，进而分析可得10如图所
10、示，在同一水平面内有两根足够长的光滑水平金属导轨，间距为20 cm，电阻不计，其左端连接一阻值为10 的定值电阻两导轨之间存在着磁感应强度为1 T的匀强磁场，磁场边界虚线由多个正弦曲线的半周期衔接而成，磁场方向如图一接入电阻阻值为10 的导体棒AB在外力作用下以10 m/s的速度匀速向右运动，交流电压表和交流电流表均为理想电表，则()A电流表的示数是 AB电压表的示数是1 VC导体棒运动到图示虚线CD位置时，电流表示数为零D导体棒上消耗的热功率为0.1 WBD当导体棒切割磁感线时，产生的感应电动势为EBLv，由于L按正弦规律变化，这个过程产生正弦式电流，磁场方向变化时，电流方向变化，所以回路中
11、产生的是正弦式交变电流产生的感应电动势的最大值EmBLv12010210 V2 V，则电动势的有效值E2 V，电流表的示数I A0.1 A；电压表测量R两端的电压，则UIR1 V，故A错误，B正确；电流表示数为有效值，一直为0.1 A，故C错误；导体棒上消耗的热功率P W0.1 W，故D正确二、非选择题(本题共6小题，共50分)11(5分)(1)按图所示连接好电路，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 (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
12、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)用黑纸包住去敏电阻后，光敏电阻的阻值增大，左侧电路电流减小，电磁铁磁性变弱，使上、下触点断开，造成小灯泡熄灭答案见解析12(5分)如图(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(b)中电脑屏幕所示(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 (选填“a”“b”或“c”)(3)如增大小球在斜槽上的高度，在图
13、(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13.(8分)某同学设计一个发电测速装置，工作原理如图所示一个半径为R0.1 m 的圆形金属导轨固定在竖直平面上，一根长为R的金属棒OA，A端与导轨接触良好，O端固定在圆心处的转轴上转轴的左端有一个半径为r的圆盘，圆盘和金属棒能随转轴一起转动圆盘上绕有不可伸
14、长的细线，下端挂着一个质量为m0.5 kg的铝块在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场，磁感应强度B0.5 Ta点与导轨相连，b点通过电刷与O端相连测量a、b两点间的电势差U可算得铝块速度铝块由静止释放，下落h0.3 m时，测得U0.15 V(细线与圆盘间没有滑动，金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计，重力加速度g10 m/s2)(1)测U时，与a点相接的是电压表的“正极”还是“负极”？(2)求此时铝块的速度大小(3)求此下落过程中铝块机械能的损失解析(1)由右手定则可知A是电源正极，所以a点接的是电压表的正极(2)导体棒切割磁感线产生的电动势E金属圆盘和金属棒的角速度相同，设为，铝
15、块速度为v则v，vAR代入数据可得v2 m/s(其中EU)(3)根据能量的转化与守恒，下落过程中铝块机械能的损失Emgh，代入数据得E0.5 J.答案(1)正极(2)2 m/s(3)0.5 J14.(10分)如图所示，矩形线框匝数N250匝，ab12 cm，ad10 cm，匀强磁场的磁感应强度B T，线框绕垂直于磁场方向的轴以120 r/min的转速匀速转动线框通过滑环与外电路相连，外电路接有R12 的电阻和一个发光电压与熄灭电压都为12 V的氖泡L.线框与其他电阻不计求：(1)当开关S接e时，电流表的读数为多少？电阻R的热功率为多大？10 min内外力对线框做了多少功？(2)当开关S接f时，
16、氖泡的闪光频率为多大？通电10 min，氖泡发光的总时间为多少？解析(1)S接e时，电流表的读数为I A AR的热功率为PI2R()212 W24 W外力做的功等于电阻R上产生的热量，则有WPt241060 J1.44104 J.(2)S接f时，从中性面开始计时，线框产生的感应电动势为ENBSsin t24sin 4t V根据正弦曲线的变化规律，可知在交变电流的一个周期T内，氖泡发光2次，又氖泡的发光电压与熄灭电压都为12 V，可得每次发光时间为.因T s，故氖泡的发光频率为4 Hz.通电10 min，氖泡发光的总时间为t1060 s400 s.答案(1) A24 W1.44104 J(2)4
17、 Hz400 s15(10分)如图所示，平行长直光滑固定的金属导轨MN、PQ平面与水平面的夹角30，导轨间距为L0.5 m，上端接有R3 的电阻，在导轨中间加一垂直轨道平面向下的匀强磁场，磁场区域为OOO1O1，磁感应强度大小为B2 T，磁场区域宽度为d0.4 m，放在导轨上的一金属杆ab质量为m0.08 kg、电阻为r2 ，从距磁场上边缘d0处由静止释放，金属杆进入磁场上边缘的速度v2 m/s.导轨的电阻可忽略不计，杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，重力加速度大小为g10 m/s2，求：(1)金属杆距磁场上边缘的距离d0；(2)通过磁场区域的过程中通过金属杆的电荷量q；(
18、3)金属杆通过磁场区域的过程中电阻R上产生的焦耳热QR.解析(1)由能量守恒定律得mgd0sin 30mv2金属杆距磁场上边缘的距离d00.4 m.(2)由法拉第电磁感应定律由闭合电路欧姆定律qt则金属杆通过磁场区域的过程中通过其的电荷量q0.08 C.(3)由法拉第电磁感应定律，金属杆刚进入磁场时EBLv2 V由闭合电路欧姆定律I0.4 A金属杆受到的安培力FBIL0.4 N金属杆重力沿轨道平面向下的分力Fmgsin 300.4 N所以金属杆进入磁场后做匀速直线运动由能量守恒定律得，回路中产生的焦耳热Qmgdsin 30金属杆通过磁场区域的过程中，在电阻R上产生的热量QRQ代入数据可得QR0
19、.096 J.答案(1)0.4 m(2)0.08 C(3)0.096 J16(12分)如图甲所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上，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(1)由b向a方向看到的装置如图乙所示，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EBLv，此时电路中电流I；ab杆受到安培力FBIL根据牛顿运动定律，有mamgsin Fmgsin ，agsin .(3)当mgsin 时，ab杆达到最大速度vm.答案(1)见解析(2)gsin (3)
