1、模块综合检测(一)(时间：90分钟分值：100分)一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30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3分，选错或不答的得0分)1在变化的磁场中，穿过一个5匝的闭合线圈的磁通量每秒钟均匀地增加了4 Wb，则()A线圈中的感应电动势每秒钟增加20 VB线圈中的感应电动势每秒钟增加10 VC线圈中的感应电动势为20 VD线圈中的感应电动势为0解析：闭合线圈的磁通量每秒钟均匀地增加，线圈中会形成稳定的感应电动势，其大小为En5 V20 V故选C.答案：C2下面说法正确是()A感抗仅与电源频率有关，与线圈自感系数无关B容抗仅与电源频率有关，
2、与电容无关C感抗、容抗和电阻等效，对不同交变电流都是一个定值D感抗是由于电流变化时在线圈中产生了自感电动势而对电流的变化产生的阻碍作用解析：由公式XL2fL得感抗与线圈自感系数有关，A错误根据公式XC，得容抗与电容也有关系，B错误感抗、容抗和电阻等效，对不同交变电流由不同的值，所以C错误感抗是由于电流变化时在线圈中产生了自感电动势而对电流的变化产生的阻碍作用，D正确答案：D3某交流发电机给灯泡供电，产生正弦式交变电流的图象如图所示，下列说法中正确的是()A交变电流的频率为0.02 HzB交变电流的瞬时表达式为i5cos 50t (A)C在t0.01 s时，交流发电机线圈位于中性面D在t0.01
3、5 s时，电流改变方向解析：由图象可知，交流电的周期为20103 s0.02 s，频率为f50 Hz，故A错误；交流电的角频率为：10 rad/s，根据图象可得，交变电流的瞬时表达式为iAcos t5cos 100t (A)，故B错误；在t0.01 s时，感应电流最大，所以此时穿过交流发电机线圈的磁通量的变化率最大，所以交流发电机线圈垂直于中性面，故C错误；在t0.015 s时，电流改变方向，故D正确答案：D4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，它的初级线
4、圈通过断续开关连到蓄电池上，次级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，下列说法正确的是()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流电C该设计方案可行，因为通过变压器初级线圈的是变化的电流，可以通过变压器在副线圈上产生高电压D该变压器可以是升压变压器，也可以是降压变压器解析：虽然变压器不能对直流电进行变压，但是本设计方案在做功冲程开始时，开关由闭合变为断开，通过变压器初级线圈的是变化的电流，在变压器铁芯中的磁通量是变化的，能在副线圈中产生瞬时高电压，
5、就能在火花塞中产生了火花，故选C.答案：C5如图甲所示，电阻不计的“”形金属框架abcd固定在倾角为的绝缘斜面上，空间有方向垂直于斜面的磁场，磁感应强度的变化规律如图乙所示将一电阻为R的金属棒PQ垂直于ab放置在框架上，构成面积为S的矩形PbcQ，PQ与框架接触良好且始终静止，则图甲图乙At1时刻棒PQ中无感应电流Bt1时刻棒PQ受安培力C在02t1内，通过棒PQ的电荷量为D在02t1内，棒PQ所产生的焦耳热为解析：t1时刻穿过线圈的磁通量正发生变化，故棒PQ中有感应电流，选项A错误；根据FBIL，t1时刻磁感应强度B为零，故棒PQ不受安培力，选项B错误；根据q可知，在02t1内，通过棒PQ的
6、电荷量为q，选项C正确；在02t1内，棒PQ所产生的感应电动势为：E，产生的焦耳热为Q2t1，选项D错误答案：C6如图所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻，L为小灯泡，当温度降低时()AR1两端的电压增大B电流表的示数增大C小灯泡的亮度变强 D小灯泡的亮度变弱解析：R2与灯泡L并联后与R1串联，与电源构成闭合电路，当热敏电阻温度降低时，电阻R2增大，外电路电阻增大，电流表读数减小，灯泡L电压增大，灯泡亮度变强，R1两端电压减小，故C项正确，其余各项均错答案：C7如图所示，在长载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨A、B，导轨与直导线平行且在同一水平面内，在导轨上有两可自由滑动的导体ab
7、和cd.当载流直导线中的电流逐渐增强时，导体ab和cd的运动情况是()A一起向左运动B一起向右运动Cab和cd相向运动，相互靠近Dab和cd相背运动，相互远离解析：当载流直导线中的电流逐渐增强时，穿过闭合回路abcd的磁通量增加，根据楞次定律，感应电流的磁场要阻碍磁通量的增加，故使得ab和cd相向运动，相互靠近，故选C.答案：C8如图所示，一个水平放置的矩形闭合线框abcd，在水平放置的细长磁铁S极中心附近落下，下落过程中线框保持水平且bc边在纸外，ad边在纸内它由位置甲经乙到丙，且甲、丙都靠近乙在这下落过程中，线框中感应电流的方向为()AabcdaBadcbaC从位置甲到乙时，abcda，从
8、位置乙到丙时adcbaD从位置甲到乙时，adcba，从位置乙到丙时abcda解析：从甲到乙，原磁场方向竖直向下，磁通量减小，感应电流的磁场竖直向下，由右手定则可知感应电流为adcba，同理由乙到丙，原磁场方向竖直向上，磁通量增大，感应电流的磁场竖直向下，方向为adcba，B对答案：B9. 如图所示，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，如图(b)若磁感应强度大小随时间变化的关系如图 (a)，那么，下面关于线圈中感应电流的说法正确是()图(a)图(b)A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
9、D在第4秒内感应电流大小不变，方向为顺时针解析：第1 s内磁通量均匀变化，所以产生的感应电流大小不变，根据楞次定律可得方向为逆时针，A错误；在第2秒内，垂直向里的磁通量均匀减小，产生的感应电流大小不变，电流方向为顺时针，B正确；同理这个时间段内产生的感应电流大小都恒定，所以C错误；第四秒内感应电流方向为逆时针，D错误答案：B10如图甲为电热毯的电路示意图电热毯接在u311sin 100t (V)的电源插座上电热毯被加热到一定程度后，由于装置P的作用，使加在电热丝ab两端的电压变为如图乙所示的波形，从而进入保温状态若电热丝电阻保持不变，此时从图甲中交流电压表读出交流电的有效值是()图甲图乙A15
10、6 VB220 VC311 V D110 V解析：加图乙电压时，电热丝在一个周期T2102 s内产生的热量Q，若给电热丝加直流电压U，则T时间内产生相同的热量QT.则由以上两式可得U156 V，A正确答案： A二、多项选择题(本大题共4小题，每小题4分，共16分在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分)11.根据磁场对电流会产生作用力的原理，人们研制出一种新型的炮弹发射装置电磁炮，它的基本原理如图所示，下列结论中正确的是()A要使炮弹沿导轨向右发射，必须通以自N向M的电流B要想提高炮弹的发射速度，可适当增大电流C使电流和磁感应
11、强度的方向同时反向，炮弹的发射方向不变D要想提高炮弹的发射速度，可适当减少磁感应强度解析：由左手定则知当通以自M向N的电流时，炮弹受力向右，A错误；根据公式FBIL，增大电流或磁感应强度，安培力增大，加速度增大，通过相同的位移获得速度增大，B正确，D错误；使电流和磁感应强度的方向同时反向，由左手定则知受力方向不变，C正确答案：BC12如图所示的电路中，当半导体材料做成的热敏电阻浸泡到热水中时，电流表示数增大，则说明()A在温度越高时，热敏电阻阻值越小B在温度越高时，热敏电阻阻值越大C半导体材料温度升高时，导电性能变差D半导体材料温度升高时，导电性能变好解析：由电流表的变化判断半导体的电阻的变化
12、，温度升高时，由闭合电路欧姆定律可知电路中总电流增大，热敏电阻阻值减小，则总电阻减小，故A、D正确答案：AD13.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比是101，原线圈输入交变电压u100sin 50t (V)，在副线圈中串接有理想电流表和定值电阻R，电容器并联在电阻R两端，电阻阻值R10 ，关于电路分析，下列说法中正确的是()A电流表示数是1 AB电流表示数是 AC电阻R消耗的电功率为10 WD电容器的耐压值至少是10 V解析：由题意知原线圈输入电压有效值为100 V，所以副线圈电压为10 V，由于电容器通交流，所以电流表示数大于1 A，故A、B错误；电阻R消耗的电功率为P W10 W，故C
13、正确，副线圈电压最大值为10 V，电容器的耐压值至少是10 V，所以D正确；故选C、D.答案：CD14.如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一材料相同、粗细均匀的正方形导体框abcd.现将导体框先后朝两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场，则导体框在上述两过程中，下列说法正确的是()A导体框中产生的感应电流方向相同B通过导体框截面的电量相同C导体框中产生的焦耳热相同D导体框cd边两端电势差大小相同解析：在两次线框离开磁场的过程中，磁通量都减少，由楞次定律知，感应电流的方向都为逆时针方向，A正确；两次离开的过程磁通量的变化量相同，根据qn知通过导体框截面的电量相同，B正确；产生的焦耳热Qt，
14、由于两次的速度不同，故产生的热量不同，C错误；以速度v匀速拉出磁场时，cd切割磁感线，相当于电源，所以导体框cd边两端电势差大小等于BLv，以速度3v匀速拉出磁场时，导体框cd边两端电势差大小等于BLv，D正确答案：ABD三、非选择题(本题共4小题，共54分解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，答案中必须明确写出数值和单位)15.(12分)如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线框abcd，线框的匝数为N，电阻为R，abcdL1，adbcL2.线框绕垂直于磁感线的轴OO以角速度做匀速转动求：(1)线框中感应电动势的最大值；(2)线框中感应电流的有效值解析：(1)线框中感应电
15、动势的最大值：Em2NBL1NBL1L2.(2)感应电动势的有效值：E，感应电流的有效值：I.答案：(1)NBL1L2 (2) 16(12分)某交流发电机输出功率为5105 W，输出电压为1.0103 V，已知输电线的总电阻R40 ，在输电线上损失的电功率等于输电功率的5%，用户使用电压U380 V. 输电所使用的变压器均为理想变压器求：(1)画出输电线路的示意图(标明各部分的符号)(2)求所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比各是多少？解析：(1)输电线路的示意图如图所示(2)由功率的公式PUI可得，发电机的输出电流为I1500 A.输电线的损耗的功率为P损5%P5%5105 W2.510
16、4 W，由损失的功率 P损IR可得输电线的电流为I2I325 A.I41.25103 A.所以升压变压器的匝数比为，降压变压器的匝数比为.答案：(1)见解析 (2)17(12分)如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角30，导轨电阻不计磁感应强度为B2 T的匀强磁场垂直导轨平面向上，长为L0.5 m的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨电接触良好，金属棒ab的质量m1 kg、电阻r1 .两金属导轨的上端连接右端电路，灯泡电阻RL4 ，定值电阻R12 ，电阻箱电阻R212 ，重力加速度为g10 m/s2，现闭合开关，将金属棒由静止释放，下滑距离
17、为s050 m时速度恰达到最大试求：(1)金属棒下滑的最大速度vm；(2)金属棒由静止开始下滑2s0的过程中整个电路产生的电热Q.解析：(1)当金属棒匀速下滑时速度最大，设最大速度为vm，达到最大时，则根据平衡条件有：mgsin F安，又 F安ILB，I，EBLvm；R总R1r6 ，联立解得最大速度：vm30 m/s.(2)由能量守恒知，mg2s0sin 30Qmv，解得：Q50 J.答案：(1)30 m/s(2)50 J18(18分) 如图(a)所示，间距为l、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为的斜面上在区域内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度为B；在区域内有垂直于斜面向下的匀强磁场，其磁感
18、应强度Bt的大小随时间t变化的规律如图(b)所示t0时刻在轨道上端的金属细棒ab从如图位置由静止开始沿导轨下滑，同时下端的另一金属细棒cd在位于区域I内的导轨上由静止释放在ab棒运动到区域的下边界EF处之前，cd棒始终静止不动，两棒均与导轨接触良好已知cd棒的质量为m、电阻为R，ab棒的质量、阻值均未知，区域沿斜面的长度为2l，在ttx时刻(tx未知)ab棒恰进入区域，重力加速度为g.求：图(a)图(b)(1)通过cd棒电流的方向和区域内磁场的方向；(2)当ab棒在区域内运动时，cd棒消耗的电功率；(3)ab棒开始下滑的位置离EF的距离；(4)ab棒开始下滑至EF的过程中回路中产生的热量解析：
19、(1)由右手定则可知通过cd棒电流的方向为d到c；再由左手定则可判断区域内磁场垂直于斜面向上(2)cd棒平衡，BIlmgsin ，得I.cd棒消耗的电功率PI2R，得P.(3)ab棒在到达区域前做匀加速直线运动，agsin .cd棒始终静止不动，ab棒在到达区域前、后，回路中产生的感应电动势不变，则ab棒在区域中一定做匀速直线运动，可得Blvt，Blgsin tx.所以tx .ab棒在区域中做匀速直线运动的速度vt，则ab棒开始下滑的位置离EF的距离hat2l3l.(4)ab棒在区域中运动的时间t2 ，ab棒从开始下滑至EF的总时间：t总txt22 .ab棒从开始下滑至EF的过程中闭合回路中产生的热量：QEIt总BlvtIt总4mglsin .答案：(1)电流方向由d到c，区域内的磁场方向为垂直于斜面向上(2)(3)3l (4)4mglsin
