1、期末综合检测(时间：90 分钟 满分：100 分)一、选择题(本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分)图 11铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落，如图 1 所示，在下落过程中，下列判断中正确的是()A金属环机械能守恒B金属环动能的增加量小于其重力势能的减少量C金属环的机械能先减小后增大D磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力2如图 2 所示，一宽 40 cm 的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里一边长为 20 cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度 v20 cm/s 通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场的时刻 t0，在
2、以下四个图线中，正确反映感应电流随时间变化规律的是()图 2 3如图 3 所示，两个互连的金属圆环，粗金属环的电阻是细金属环电阻的12.磁场垂直穿过粗金属环所在区域，当磁感应强度随时间均匀变化时，在粗环内产生的感应电动势为 E，则 a、b 两点间的电势差为()图 3A.12EB.13EC.23EDE4如图 4 甲、乙所示的电路中，电阻 R 和自感线圈 L 的电阻值都很小，且小于灯泡 S的电阻，接通 K，使电路达到稳定，灯泡 S 发光，则()图 4A在甲图中，断开 K 后，S 将逐渐变暗B在甲图中，断开 K 后，S 将先变得更亮，然后才变暗C在乙图中，断开 K 后，S 将逐渐变暗D在乙图中，断开
3、 K 后，S 将先变得更亮，然后才变暗5如图 5 所示，在闭合铁芯上绕着两个线圈 M 和 P，线圈 P 与电流表构成闭合回路，若在 t1 至 t2 这段时间内，观察到通过电流表的电流方向自上向下(即为由 c 经电流表至 d)，则可判断出线圈 M 两端的电势差 Uab 随时间 t 的变化情况可能是下图中的()图 56多数同学家里都有调光台灯、调速电风扇过去是用变压器来实现上述调节的，缺点是成本高、体积大、效率低，且不能任意调节灯的亮度或电风扇转速现在的调光台灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现调节的如图 6 所示为一个经过双向可控硅电子元件调节后加在电灯上的电压，即在正弦交流电的每一个12周期
4、中，前面的14被截去，调节台灯上旋钮可以控制截去多少，从而改变电灯上的电压则现在电灯上的电压为()图 6AUmB.Um2 2C.2Um2D.Um47如图 7 所示，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中 R1、R2、R3 和R4 均为固定电阻，开关 S 是闭合的.和为理想电压表，读数分别为 U1 和 U2；、和为理想电流表，读数分别为 I1、I2 和 I3.现断开 S，U1 数值不变，下列推断中正确的是()图 7AU2 变小、I3 变小BU2 不变、I3 变大CI1 变小、I2 变小DI1 变大、I2 变大8如图 8 所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴 OO以恒定的
5、角速度 转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，则在 0 2这段时间内()图 8A线圈中的感应电流一直在减小B线圈中的感应电流先增大后减小C穿过线圈的磁通量一直在减小D穿过线圈的磁通量的变化率一直在减小9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10图 9 为用电源、电磁继电器、滑动变阻器、绿灯泡、小电铃、半导体热敏电阻、开关、导线等组成的一个高温报警器电路图，要求是：正常情况绿灯亮，有险情时电铃报警，则图中的甲、乙、丙分别是()图 9A小电铃、半导体热敏电阻、绿
6、灯泡B半导体热敏电阻、小电铃、绿灯泡C绿灯泡、小电铃、半导体热敏电阻D半导体热敏电阻、绿灯泡、小电铃题 号12345678910答 案二、填空题(本题共 2 小题，共 20 分)11(8 分)如图 10 所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为 n1n241，原线圈回路中的电阻 A 与副线圈回路中的负载电阻 B 的阻值相等a、b 端加一定值交流电压后，两电阻消耗的电功率之比 PAPB_.两电阻两端电压之比 UAUB_.图 1012(12 分)某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性，现有器材：直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等(1)若
7、用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性，请你在图 11 的实物图上连线(2)实验的主要步骤：正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值；姓名：_ 班级：_ 学号：_ 得分：_ 在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，_，_，断开开关；重复第步操作若干次，测得多组数据(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得图 12 的 Rt 关系图线，请根据图线写出该热敏电阻的 Rt 关系式：R_t()(保留 3 位有效数字)图 11 图 12三、计算题(本题共 4 小题，共 40 分)13(8 分)有一正弦交流电，它的电压随时间变化的图象如图
8、 13 所示，试写出：图 13(1)电压的峰值；(2)交变电流的周期；(3)交变电流的频率；(4)电压的瞬时表达式14(10 分)如图 14 甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴 OO匀速转动，线圈的匝数 n100、电阻 r10，线圈的两端经集流环与电阻 R 连接，电阻 R90，与 R 并联的交流电压表为理想电表在 t0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量 随时间 t 按图乙所示正弦规律变化求：图 14(1)交流发电机产生的电动势的最大值；(2)电路中交流电压表的示数15.(6 分)如图 15(a)为半导体材料做成的热敏电阻的阻值随
9、温度变化的曲线，图(b)为用此热敏电阻 Rt 和继电器做成的温控电路，设继电器的线圈电阻为 Rx50，当继电器线圈中的电流大于或等于 Ic20 mA 时，继电器的衔铁被吸合左侧电源电动势为 6 V，内阻可不计，试问温度满足什么条件时，电路右侧的小灯泡会发光？图 1516(16 分)如图 16 所示，竖直平面内有一半径为 r、电阻为 R1、粗细均匀的光滑半圆形金属环，在 M、N 处与距离为 2r、电阻不计的平行光滑金属导轨 ME、NF 相接，E、F 之间接有电阻 R2，已知 R112R，R24R.在 MN 上方及 CD 下方有水平方向的匀强磁场和，磁感应强度大小均为 B.现有质量为 m、电阻不计
10、的导体棒 ab，从半圆环的最高点 A 处由静止下落，在下落过程中导体棒始终保持水平，与半圆形金属环及轨道接触良好，设平行导轨足够长已知导体棒下落r2时的速度大小为 v1，下落到 MN 处时的速度大小为 v2.图 16(1)求导体棒 ab 从 A 处下落r2时的加速度大小(2)若导体棒 ab 进入磁场后棒中电流大小始终不变，求磁场和之间的距离 h 和 R2上的电功率 P2.(3)若将磁场的 CD 边界略微下移，导体棒 ab 刚进入磁场时的速度大小为 v3，要使其在外力 F 作用下做匀加速直线运动，加速度大小为 a，求所加外力 F 随时间变化的关系式期末综合检测答案1B2C3C 设粗环电阻为 R，
11、则细环电阻为 2R，由于磁感应强度随时间均匀变化，故闭合电路中产生的感应电动势 E 恒定，由闭合电路欧姆定律得电路中感应电流 I E3R，由欧姆定律，a、b 两点电势差(细环两端电压)UI2R23E.4AD 自感线圈的一个重要作用是使通过线圈中的电流不能突变，电流从一个值变到另一个值总需要时间，这是解决这类问题的关键在甲图中，K 闭合时，由电阻大小关系可推测流过 S 所在支路的电流等于流过 L 所在支路的电流，当 K 断开后，流过 L 所在支路的电流通过了 S 并逐渐减小，在此过程中，该电流始终不比 S 发光时的电流大，故 S 将逐渐变暗A 选项正确同理，在乙图中，K 闭合时，由电阻大小关系可
12、推测流过 S 所在支路的电流小于流过 L 所在支路的电流，当 K 断开后，流过 L 所在支路的电流通过了 S，并从大于 S 发光时的电流开始减小，故 S 将先变得更亮，然后才变暗D 选项正确5CD 选项 A 中的电压 Uab 是恒定的，在线圈 P 中不会感应出电流，故 A 错选项B、C、D 中原线圈所加电压 Uab0，原线圈 M 中产生的磁场穿过线圈 P 的方向向下，当Uab 减小时，根据楞次定律可知线圈 P 产生的感应电流的磁场应为向下，由安培定则判断出感应电流方向由 c 到 d，当 Uab 增大时，线圈 P 产生的感应电流的磁场应为向上，由安培定则判定出电流方向由 d 到 c，C、D 选项
13、正确6C7BC 由 U2n2n1U1 得 U1 不变，U2 就不变；S 断开，R 总增大，U2 不变，则 I2 变小，由 I1n2n1I2 得 I1 也变小；I2 变小，加在 R1 两端的电压变小，由 UR3U2UR1，得 UR3 增大，所以 I3 变大8AD 在现在这个位置上，线圈平面与磁场平行，感应电流最大，在 0 2时间内线圈转过四分之一个圆周，感应电流从最大减小为零，磁通量逐渐增大9B 街旁的路灯和江海里的航标，都是利用了半导体的光敏性，夜晚电阻大，白天电阻小10B 控制电路含电磁继电器，甲的回路为控制电路，甲当然是半导体热敏电阻；热敏电阻的特点是温度高，电阻小，电流大，继电器工作，触
14、头被吸下，乙被接通应报警，即乙是小电铃；平常时，温度低，电阻大，电流小，丙导通，应是绿灯泡，即 B 正确11116 14解析 对理想变压器，有I1I2n2n114又 UAI1R，UBI2R 所以UAUBI1RI2RI1I214PAI21R，PBI22R所以PAPBI21I22(I1I2)2 11612(1)如下图所示(2)记录温度计的示数 记录电压表的示数(3)100 0.400解析(1)连接实物图时导线不能交叉，电压表应并联在电阻两端，电流由电压表的正接线柱流入(2)因本实验是探究热敏电阻的阻值随温度变化的特性，所以实验需测出热敏电阻的阻值及相应的温度，热敏电阻的阻值用 RUI 间接测量，故
15、需记录的数据是温度计的示数和电压表的示数(3)设热敏电阻 RR0kt，k1081042010 0.400.温度为 10时，热敏电阻 R104，则 R0Rkt(1040.40010)100，所以 R(1000.400t).13(1)539 V(2)2102 s(3)50 Hz(4)u539sin 314t V14(1)200 V(2)127 V解析(1)交流发电机产生电动势的最大值 EmnBS而 mBS、2T，所以 Em2nmT由 t 图线可知：m2.0102 Wb，T6.28102 s所以 Em200 V(2)电动势的有效值 E 22 Em1002 V由闭合电路的欧姆定律，电路中电流的有效值为
16、I ERr 2 A交流电压表的示数为 UIR902 V127 V15温度等于或大于 50 解析 IcERtRx，故 Rt250，从图线可知对应的温度是 50，所以温度等于或大于 50时，电路右侧的小灯泡会发光16(1)g3B2r2v14mR (2)9m2gR232B4r4 v222g 9m2g2R16B2r2(3)F4B2r2a3R t4B2r2v33Rmamg解析(1)以导体棒为研究对象，棒在磁场中切割磁感线，棒中产生感应电动势，导体棒 ab 从 A 下落 r/2 时，导体棒在重力与安培力作用下做加速运动，由牛顿第二定律，得mgBILma式中 L 3r，IBLv1R总式中 R 总 8R4R4
17、R8R4R4R4R由以上各式可得到 ag3B2r2v14mR(2)当导体棒 ab 通过磁场时，若安培力恰好等于重力，棒中电流大小始终不变即 mgBI2rBB2rvtR并2r4B2r2vtR并式中 R 并12R4R12R4R3R解得 vtmgR并4B2r23mgR4B2r2导体棒从 MN 到 CD 做加速度为 g 的匀加速直线运动，有 v2t v222gh，得 h9m2gR232B4r4 v222g此时导体棒重力的功率为 PGmgvt3m2g2R4B2r2根据能量守恒定律，此时导体棒重力的功率全部转化为电路中的电功率即 P 电P1P2PG3m2g2R4B2r2所以 P234PG9m2g2R16B2r2(3)设导体棒 ab 进入磁场后经过时间 t 的速度大小为 vt，此时安培力大小为 F4B2r2vt3R由于导体棒 ab 做匀加速直线运动，有 vtv3at根据牛顿第二定律，有 FmgFma即 Fmg4B2r2v3at3Rma由以上各式解得F4B2r23R(atv3)m(ga)4B2r2a3R t4B2r2v33Rmamg