1、综合检测A(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本大题共6小题，每小题4分，共24分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得4分，选错或不答的得0分)1法拉第发明了世界上第一台发电机法拉第圆盘发电机如图1所示，紫铜做的圆盘水平放置在竖直向下的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧贴，用导线将电刷与电流表连接起来形成回路转动摇柄，使圆盘逆时针匀速转动，电流表的指针发生偏转下列说法正确的是()图1A回路中电流大小变化，方向不变B回路中电流大小不变，方向变化C回路中电流的大小和方向都周期性变化D回路中电流方向不变，从b导线流进电流表答案D解
2、析圆盘在磁场中切割磁感线产生恒定的感应电动势EBR2，由右手定则判断得a端为负极、b端为正极，所以只有D项正确2.如图2甲所示，圆形线圈垂直放在匀强磁场里，第1秒内磁场方向指向纸里.若磁感应强度大小随时间变化的关系如图乙，那么，下面关于线圈中感应电流的说法正确的是()图2A.在第1秒内感应电流增大，电流方向为逆时针B.在第2秒内感应电流大小不变，电流方向为顺时针C.在第3秒内感应电流减小，电流方向为顺时针D.在第4秒内感应电流大小不变，电流方向为顺时针答案B3.用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图3所示.在每个线框进入磁场的过程中，M、N两点间
3、的电压分别为Ua、Ub、Uc和Ud.下列判断正确的是()图3A.UaUbUcUdB.UaUbUdUcC.UaUbUcUdD.UbUaUdUc答案B解析线框进入磁场后切割磁感线，a、b产生的感应电动势是c、d电动势的一半，而不同的线框的电阻不同，设a线框电阻为4r，b、c、d线框的电阻分别为6r、8r、6r，则有：UaBLv，UbBLv，UcB2Lv，UdB2Lv，故A、C、D错误，B正确.4.如图是创意物理实验设计作品小熊荡秋千两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒C、D固定在铁架台上，与两个铜线圈P、Q组成一闭合回路，两个磁性很强的条形磁铁如图4放置，当用手左右摆动线圈P时，线圈Q也会跟着摆动，仿佛
4、小熊在荡秋千以下说法正确的是()图4AP向右摆动的过程中，P中的电流方向为逆时针方向(从右向左看)BP向右摆动的过程中，Q也会向右摆动CP向右摆动的过程中，Q会向左摆动D若用手左右摆动Q，P会始终保持静止答案B5如图5所示的电路中，电容C和电感L的值都很大，L的电阻不计，A、B是完全相同的灯泡，当电键K闭合时，下面所叙述的情况中正确的是()图5AA灯比B灯先亮，然后A灯熄灭BB灯比A灯先亮，然后B灯熄灭CA灯、B灯一起亮，然后A灯熄灭DA灯、B灯一起亮，然后B灯熄灭答案B解析因A灯串接了一个电感L，由于电感阻碍电流的变化，故A灯后亮；而B灯串接了一个电容C，故B灯亮一下即熄灭，故B正确6.如图
5、6所示，10匝矩形线框在磁感应强度BT的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴OO以角速度100rad/s匀速转动，线框电阻不计，面积为S0.3m2，线框通过滑环与一理想变压器的原线圈相连，副线圈接有两只灯泡L1(规格为“0.3W,30”)和L2，开关闭合时两灯泡正常发光，且原线圈中电流表示数为0.04A，则下列判断不正确的是()图6A.若从图示线框位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为30cos (100t) VB.理想变压器原、副线圈匝数比为101C.灯泡L2的额定功率为0.9WD.若开关S断开，电流表的示数将增大答案D解析变压器的输入电压的最大值为UmnBS100.3100 V30 V；从垂直中性
6、面位置开始计时，故线框中感应电动势的瞬时值为uUmcost30cos (100t) V，故A正确.变压器输入电压的有效值为U130 V.开关闭合时两灯泡均正常发光，所以U2 V3 V，所以，故B正确.原线圈的输入功率为P1U1I1300.04 W1.2 W.由于原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，所以PL2P1PL11.2 W0.3 W0.9 W，故C正确.若开关S断开，输出电压不变，输出端电阻增大，输出电流减小，故输入电流也减小，电流表的示数减小，D错误.二、多项选择题(本大题共4小题，每小题5分，共20分.在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全的得3
7、分，有选错或不答的得0分)7.如图7所示，在匀强磁场中匀速转动的圆形线圈周期为T，匝数为10匝，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为2，从线圈平面与磁场方向垂直时开始计时，线圈转过30时的电流为1A，下列说法中正确的是()图7A.线圈中电流的最大值为AB.线圈消耗的电功率为4WC.任意时刻线圈中的感应电流为i2sin (t)AD.任意时刻线圈中的感应电流为i2cos (t)A答案BC解析从线圈平面与磁场方向垂直时开始计时，感应电动势的表达式为eEmsint，则感应电流isint，由题给条件有：1A，解得Em4V，则Im2A，I有效A，线圈消耗的电功率PIR4W，选项A错误，选项B正确.iIm
8、sint2sin (t)A，故选项C正确，D错误.8.在如图8a所示的虚线框内有匀强磁场，设图示磁场方向为正，磁感应强度随时间变化规律如图b所示.边长为l，电阻为R的正方形均匀线框abcd有一半处在磁场中，磁场方向垂直于线框平面，此时线框ab边的发热功率为P，则下列说法正确的是()图8A.磁感应强度B0B.线框中感应电流为I2C.线框cd边的发热功率为PD.a端电势高于b端电势答案BC解析由题图b可知，线框中产生的感应电动势恒定，线框ab边的发热功率为P，感应电动势ES，所以B0，A错误；由PI2R可得线框中的感应电流I2，B正确；cd边电阻等于ab边电阻，而两边流过的电流相等，因此发热功率相
9、等，C正确；由楞次定律可判断，线框中感应电流方向为adcba，因此a端电势比b端低，D错误.9某输电线路横穿公路时，要在地下埋线通过，为了保护线路不至于被压坏，预先铺设结实的过路钢管，再让输电线从钢管中穿过，电线穿管的方案有两种，甲方案是铺设两根钢管，两条输电线分别从两根钢管中穿过，乙方案是只铺设一根钢管，两条输电线都从这一根钢管中穿过，如果输电导线输送的电流很强大，那么，以下说法正确的是()图9A无论输送的电流是恒定电流还是交变电流，甲乙两方案都是可行的B若输送的电流是恒定电流，甲乙两方案都是可行的C若输送的电流是交变电流，乙方案是可行的，甲方案是不可行的D若输送的电流是交变电流，甲方案是可
10、行的，乙方案是不可行的答案BC解析输电线周围存在磁场，交变电流产生变化的磁场，可在金属管中产生涡流，当输电线上电流很大时，强大的涡流有可能将金属管融化，造成事故所以甲方案是不可行的在乙方案中，两条导线中的电流方向相反，产生的磁场互相抵消，金属管中不会产生涡流，是可行的，此题类似于课本中提到的“双线并绕”10.如图10甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图乙中曲线a、b所示，则()图10A.两次t0时刻线圈平面均与中性面重合B.曲线a、b对应的线圈转速之比为23C.曲线a表示的交变电动势频率为25HzD.曲线b表示的交变电动
11、势有效值为10V答案AC解析从题图乙可知，两次转动都是从中性面开始计时的，故A正确.从题图乙可知，曲线a、b对应的线圈转动的周期之比为23，则转速之比为32，故B错误.由题图乙可知曲线a的周期Ta4102s，则曲线a表示的交变电动势频率fa25Hz，故C正确.交变电动势的最大值EmnBS，则曲线a、b表示的交变电动势的峰值之比为EmaEmbab32，即EmbEma10V，故曲线b表示的交变电动势的有效值为E有V5V，D错误.三、填空题(共2小题，共10分)11.(4分)如图11是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图.门打开时，红外光敏电阻R3受到红外线照射，电阻减小；门关闭时会遮蔽红外线
12、源(红外线源没有画出).经实际试验，灯的亮、灭能反映门的开、关状态.图11(1)门打开时R2两端的电压U2与门关闭时相比_(选填“增大”或“减小”)；(2)门打开时_(选填“红”或“绿”)灯亮.答案(1)减小(2)红解析当门打开时，R3受红外线照射，电阻减小，从而使并联电路总电阻减小，总电流增大，R2两端的电压减小，通过R2的电流减小，故通过R3的电流增大，线圈产生的磁场增强，吸引衔铁，红灯亮.12.(6分)如图12所示，先后以速度v1和v2(v12v2)，匀速地把同一线圈从同一位置拉出有界匀强磁场的过程中，在先后两种情况下：图12 (1)线圈中的感应电流之比I1I2_.(2)线圈中产生的热量
13、之比Q1Q2_.(3)拉力做功的功率之比P1P2_.答案(1)21(2)21(3)41四、解答题(本题共4小题，共46分.解答应写出必要的文字说明、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.(10分)发电机转子是边长为0.2m的正方形，线圈匝数为100匝，内阻为8，初始位置如图13所示，以ad、bc中点连线为轴以600r/min的转速在磁感应强度为T的匀强磁场中转动，灯泡电阻为24，则：图13 (1)从图示位置开始计时，写出感应电动势的瞬时值表达式；(2)灯泡实际消耗的功率为多大？答案(1)e80sin (20t) V(2)75W解析(1)线圈转动的角速度2
14、0rad/s，感应电动势的最大值为EmnBS80V瞬时值表达式e80sin (20t) V(2)感应电动势的有效值EV40V，电流为IAA灯泡实际消耗的功率PI2R75W14.(10分)如图14所示，某电厂要将电能输送到较远的用户，输送的总功率为9.8104W，电厂输出电压仅350V，为了减少输送功率损失，先用一升压变压器将电压升高再输送，在输送途中，输电线路的总电阻为4，允许损失的功率为输送功率的5%，求用户所需电压为220V时，升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比各是多少？图14答案1813311解析损失的电功率P9.81040.05W4900W输电线上的电流I35A输电线上的电压降UIR
15、140V升压变压器的输出电压U22800V降压变压器的输入电压U3U2U2660V升压变压器：降压变压器：15.(12分)交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO匀速转动.一台小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S0.05m2，线圈转动的频率为50Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度BT.为了用此发电机产生的交变电流带动两个标有“220V11kW”字样的电动机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电动机之间接一个理想变压器，电路如图15所示.求：图15(1)发电机的输出电压；(2)变压器原、副线圈的匝数比；(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数.答案(1)1100V(2
16、)51(3)20A解析(1)感应电动势的最大值为EmnBS2nBSf22200.0550V1100V发电机的输出电压U11100V.(2)变压器原、副线圈的匝数比为.(3)由PUI得副线圈的总电流为I2A100A，由得I1I2100A20A.16.(14分)如图16甲所示，两根光滑固定导轨相距0.4m竖直放置，导轨电阻不计，在导轨末端P、Q两点用两根等长的细导线悬挂金属棒cd.棒cd的质量为0.01kg，长为0.2m，处于磁感应强度为B00.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向里.相距0.2m的水平虚线MN和JK之间的区域内存在着垂直于导轨平面向里的匀强磁场，且磁感应强度B随时间变化的规
17、律如图乙所示.在t0时刻，质量为0.02kg、阻值为0.3的金属棒ab从虚线MN上方0.2m高度处，由静止开放释放，下落过程中保持水平，且与导轨接触良好，结果棒ab在t1时刻从上边界MN进入磁场，并在磁场中做匀速运动，在t2时刻从下边界JK离开磁场，g取10m/s2.求：图16(1)在0t1时间内，电路中感应电动势的大小；(2)在t1t2时间内，棒cd受到细导线的总拉力为多大；(3)棒cd在0t2时间内产生的焦耳热.答案(1)0.2V(2)0.2N(3)0.015J解析(1)对棒ab自由下落过程，有t10.2 s磁感应强度的变化率为 T/s2.5 T/s由法拉第电磁感应定律得，0t1时间内感应电动势E1Labh联立以上各式并代入数据可得E10.2 V(2)由棒ab匀速进入磁场区域可知BI2Labmabg代入数据，可解得I21 A在t1t2时间内，对棒cd受力分析，可得TmcdgBI2Lcd，代入数据，可解得T0.2 N(3)棒ab刚进入磁场时的速度为vgt12 m/s棒ab刚进入磁场时的感应电动势为E2BLabv0.4 V则RcdRab0.1 在0t1时间内，感应电流为I10.5 A棒cd在0t2时间内产生的焦耳热QcdQ1Q2IRcdt1IRcd0.015 J.第 8 页
