1、理模块综合测试题 （鲁科版选修3-2）本试卷分第卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分。共100分考试用时90分钟。第卷（选择题共40分）一、本题共10小题，每小题4分，共40分在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分1 某小型水电站的电能输送示意图如下。发电机的输出电压为200V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n1，n2。降压变压器原副线匝数分别为a3、n4（变压器均为理想变压器）。要使额定电压为220V的用电器正常工作，则（ ） AB C升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 D升压
2、变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率2 如图2所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行线框由静止释放，在下落过程中()图2A穿过线框的磁通量保持不变B线框中感应电流方向保持不变C线框所受安培力的合力为零D线框的机械能不断增大abO-10100.10.30.5t/su/V 3 如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是 （ ） A在图中t = 0时刻穿过线圈的磁通量均为零 B线圈先后两次转速之比为3:2 C交流电a的瞬时值为V D
3、交流电b的最大值为V4 右图所示，边长为2L的有界正方形磁场，磁场方向垂直纸面向里，一宽为L、长为2L的矩形线圈abcd，其ab边位于磁场的中央，线圈平面与磁场垂直。现让线圈以ab边为轴顺时针（从上往下看）匀速转动，规定电流沿abcda流向为正方向，在一个周期内感应电流随时间变化的图象为 （ ）5 如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场。方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始络与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是 （ ） A感应电流方向不变 BCD段直线始终不受安培力 C感应电动势最大值EB
4、av D感应电动势平均值6如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为201，原线圈接正弦交流电，副线圈接入“220V，60W”灯泡一只，且灯泡正常发光则 （ ）AA电流表的示数为AB电源输出功率为1200WC电流表的示数为AD原线圈端电压为11V7 导体框架abcd构成的平面与水平面成角，质量为m的导体棒PQ与导体轨道、 接触良好而且相互垂直。轨道、平行，间距为L。回路的面积为S，总电阻为R且保持不变。匀强磁场方向垂直框架平面斜向上，其变化规律如图乙所示。从开始，导体棒PQ始终处于静止状态，图乙中为已知量，足够大，则（ ） A产生感应电流时，导体棒PQ中的电流方向为由P到Q B产生感应电流时，感
5、应电流为恒定电流 C产生感应电流时，导体棒PQ受到的安培力为恒力DPQ恰好不受摩擦力时，磁感应强度的大小为8 在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，线圈所围的面积为0.1m2，线圈电阻为1规定线圈中感应电流I 的正方向从上往下看是顺时针方向，如图1所示磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图2所示则以下说法正确的是B图1IBTt/s图22345（ ）A在时间05s内I的最大值为0.1AB在时间05s内I的方向先顺时针后逆时针C在时间05s内，线圈最大发热功率为1.010-4wD在时间05s内，通过线圈某截面的总电量为零9如图所示，电路中A、B是规格相同的灯泡，L是自感系数
6、较大直 流电阻可忽略不计的线圈，那么 （ ） A闭合S，A、B同时亮，然后A变暗后熄灭 B闭合S，B先亮，A逐渐变亮，最后A、B亮度相同 C断开S，A和B均闪亮一下后熄灭 D断开S，B立即熄灭，A闪亮一下后熄灭10如图所示。直角三角形导线框abc以大小为V的速度匀速通过有清晰边界的匀强磁场区域（匀强磁场区域的宽度大于导线框的边长），则此过程中导线框中感应电流的大小随时间变化的规律为下列四个图像当中的哪一个？（ ） 第卷（非选择题 共60分）二、本题共2小题，共12分把答案填在题中的横线上或按题目要求作答11（6分）如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框
7、面积为S，电阻为R。线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度匀速转动，线框中感应电流的有效值I= 。线框从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量q= 。12（6分）在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”的实验中，应 将螺线管接入电源后放置在水平桌面上，调节磁传感器的高度，使磁传感器的探管正好在螺线管的 上。启动“绘图”功能后，在显示屏上可观察到Bd图线，如图所示,请根据图像写出实验结果： 。三、本题共4小题，满分48分.解答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。13（10分） 发电机转子是匝数n=100，边长L
8、=20cm的正方形线圈，置于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，绕着垂直磁场方向的轴以=100（rads）的角速度转动，当转到线圈平面与磁场方向垂直时开始计时线圈的电阻r=1，外电路电阻R=99试求：（1）写出交变电流瞬时值表达式；（2）外电阻上消耗的功率；（3）从计时开始，线圈转过过程中，通过外电阻的电荷量是多少?14(12分)如图所示，在磁感强度B= 2T的匀强磁场中，有一个半径r=0.5m的金属圆环圆环所在的平面与磁感线垂直OA是一个金属棒，它沿着顺时针方向以20rads的角速度绕圆心O匀速转动A端始终与圆环相接触OA棒的电阻R=0.1，图中定值电阻R1=100，R2=4，电容器的电容C
9、=100pF圆环和连接导线的电阻忽略不计，求：（1）电容器的带电量哪个极板带正电（2）电路中消耗的电功率是多少？15（12分）如图甲所示，不计电阻的U形光滑导轨框架水平放置，框架中间有竖直方向的匀强磁场，导轨间距为1m,有一导体棒ab横放在框架上， 其质量为m0.1kg，电阻R4欧，现用轻绳拴住导体棒，轻绳一端通过定滑轮绕在电动机转轴上，另一端通过定滑轮与质量为M0.3kg的物体相连，电动机的内阻为r0.1欧，接通电路后，电压表的读数恒为U=8V，电流表的读数恒为I=1A，电动机牵引原来静止的导体棒ab在U形光滑导轨框架水平向右运动，其运动情况如图乙所示（g=10m/s2）。求：（1）磁感应强
10、度的大小；（2）导体棒在变速运动阶段产生的热量。16（14分） 如图19所示，间距l0.3 m的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面内在水平面a1b1b2a2区域内和倾角37的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度B10.4 T、方向竖直向上和B21 T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场电阻R0.3 、质量m10.1 kg、长为l 的相同导体杆K、S、Q分别放置在导轨上，S杆的两端固定在b1、b2点，K、Q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好一端系于K杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质定滑轮自然下垂，绳上穿有质量m20.05 kg的小环已知小环以a6 m/s2的加速度沿绳下滑，
11、K杆保持静止，Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长取g10 m/s2，sin370.6，cos370.8.求：(1)小环所受摩擦力的大小；(2)Q杆所受拉力的瞬时功率参考答案1AD考点：变压器工作原理、远距离输电解析：根据变压器工作原理可知,，由于输电线上损失一部分电压，升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，有，所以，A正确，BC不正确。升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率加上输电线损失功率，D正确。得，产生的感应电流的方向为顺时针且方向不发生变化，A错误，B正确；因线框上下两边所处的磁场强弱不同，线框所受的安培力的合力一定不为零，
12、C错误；整个线框所受的安培力的合力竖直向上，对线框做负功，线框的机械能减小，D错误2B【解析】 当线框由静止向下运动时，穿过线框的磁通量逐渐减小，根据楞次定律可3BCD 根据并结合图像可选出选项BCD正确4D 有交变电流的产生条件和线圈在磁场中旋转的特点可得选项D正确5 ACD解析：在闭合电路进入磁场的过程中，通过闭合电路的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向不变，A正确。根据左手定则可以判断，受安培力向下，B不正确。当半圆闭合回路进入磁场一半时，即这时等效长度最大为a，这时感应电动势最大E=Bav，C正确。感应电动势平均值，D正确。6 C 灯泡正常发光，则副线圈的电流为
13、I13A/11，根据变压器的电流关系可得：，原线圈中的电流I03A/220，即电流表的示数为A，原线圈中电压为：U04400V，电源的输出功率PUI440060W，故选择C7B 根据楞次定律及法拉第电磁感应定律可得选项B是正确的。 8BCD 根据楞次定律可知选项B是正确的，根据并结合图像可知选项C是正确的，由公式可得选项D正确9AD 根据自感现象的特点可选出AD10B 根据右手定则及导体棒切割磁感线的有效长度可选出选项B11（1），【解析】本题考查交变流电的产生和最大值、有效值、平均值的关系及交变电流中有关电荷量的计算等知识。电动势的最大值，电动势的有效值，电流的有效值；12轴线，通电螺线管内
14、部的磁场是匀强磁场，两极是非匀强磁场。13（10分） 解析：（1）电动势的最大值：Um=nBL2=200=628（V），根据闭合电路欧姆定律得：Im=6.28A，故交变电流瞬时值表达式为：i=6.28sin100t（2）因电流的有效值I=，由P=I2R得外电阻上的消耗功率：P=（）2R=1.95103W（3）从计时开始到线圈转过过程中，平均感应电动势由得：， 而平均电流：，所以通过外电阻的电荷量：q=C14解析： （l）画出等效电路图，如图所示导体棒OA产生感应电动势：V，A，则C。根据右手定则，感应电流的方向由OA，但导体棒切割磁感 线相当于电源，在电源内部电流从电势低处流向电势高处故A点电
15、势高于O点电势又由于电容器上板与A点相接即为正极，同理电容器下板由于与O相接为负极（2）电路中消耗的电功率P消=I2（R+R2）=5W，或P消=IE=5W。易错点悟：不能正确求解转动型导体棒的电动势。15解：（1）根据乙图可知，经过t1秒时，杆ab移动s1m后做匀速直线运动，根据1秒时图线斜率可知匀速运动速度为 v2m/s匀速运动时安培力对ab杆做功瞬时功率为： 匀速时系统功率关系满足 UI=Mgv+I2r+ 代入数据解有 B1T（2）根据乙图可知，加速阶段经历时间1秒，M上升高度等于杆ab移动距离hs1m加速阶段满足功能关系 UIt=Mgh+I2rt+ Q 代入数据解有 Q3.2 J16【解析】 (1)设小环受到力的摩擦力大小为f，由牛顿第二定律，有m2gfm2a代入数据，得f0.2 N(2)设通地K杆的电流为I1，K杆受力平衡，有fB1I1l 设回路总电流为I，总电阻为R总，有I2I1 R总R 设Q杆下滑速度大小为v，产生的感应电动势为E，有I EB2lv Fm1gsinB2Il 拉力的瞬时功率为PFv 联立以上方程，代入数据得P2 W