1、模块综合测评(时间：60分钟，满分：100分)一、选择题(本大题共10个小题，每小题6分，共60分在每小题给出的四个选项中，第17题只有一项符合题目要求，第810题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”如图1所示，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起图1某同学另找来器材再探究此实验他连接好电路，经重复实验，线圈上的套环均未动对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是()A线圈接在了直流电源上B电源电压过高C所选
2、线圈的匝数过多D所用套环的材料与老师的不同【解析】金属套环跳起的原因是开关S闭合时，套环上产生感应电流与通电螺线管上的电流相互作用而引起的线圈接在直流电源上，S闭合时，金属套环也会跳起电压越高，线圈匝数越多，S闭合时，金属套环跳起越剧烈若套环是非导体材料，则套环不会跳起故选项A、B、C错误，选项D正确【答案】D2如图2所示，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2.则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E1E2分别为() 【导学号：050021
3、42】图2Aca,21Bac,21Cac,12 Dca,12【解析】金属杆垂直平动切割磁感线产生的感应电动势EBlv，判断金属杆切割磁感线产生的感应电流方向可用右手定则由右手定则判断可得，电阻R上的电流方向为ac，由EBlv知，E1Blv，E22Blv，则E1E212，故选项C正确【答案】C3如图3所示，一理想变压器原线圈匝数n11 000匝，副线圈匝数n2200匝，交流电源的电动势e311 sin(100t)V，电阻R88 ，电流表、电压表对电路的影响可忽略不计，则() 图3AA1的示数为0.20 ABV1的示数为311 VCA2的示数为0.75 ADV2的示数为44 V【解析】V1的示数为
4、U1V220 V，U2n244 V，I20.5 A，I10.10 A.【答案】D4如图4(a)所示，有一个面积为100 cm2的金属圆环，电阻为0.1 ，圆环中磁感应强度的变化规律如图(b)所示，且磁场方向与圆环所在平面相垂直，在AB过程中，圆环中感应电流I的方向和流过它的电荷量q分别为()(a) (b)图4A逆时针，q0.01 C B逆时针，q0.02 CC顺时针，q0.02 C D逆时针，q0.03 C【解析】由楞次定律可知，感应电流为逆时针方向；再由图(b)可知B(0.20.1)T0.1 T，所以qIt0.01 C.【答案】A5如图5所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均
5、为10匝，边长la3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则() 【导学号：05002143】图5A两线圈内产生顺时针方向的感应电流Ba、b线圈中感应电动势之比为91Ca、b线圈中感应电流之比为34Da、b线圈中电功率之比为31【解析】当磁感应强度变大时，由楞次定律知，线圈中感应电流的磁场方向垂直纸面向外，由安培定则知，线圈内产生逆时针方向的感应电流，选项A错误；由法拉第电磁感应定律ES及SaSb91知，Ea9Eb，选项B正确；由R知两线圈的电阻关系为Ra3Rb，其感应电流之比为IaIb31，选项C错误；两线圈的电功率之比为PaPbEa
6、IaEbIb271，选项D错误【答案】B6如图6所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表下列说法正确的是()图6A当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大B当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大C当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大 D若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大【解析】当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻R变大，则副线圈所在电路的总电阻R总变大，因原、副线圈两端的电压U1、U2不变，则通过R1的电流I2变小，R1消耗的功率PR1IR1变小，选项A错误；R1两端的电压UR1I2R1变小
7、，则电压表V的示数UVU2UR1变大，选项B正确；因通过原、副线圈的电流关系，I2变小，则I1变小，即电流表A1的示数变小，选项C错误；若闭合开关S，则副线圈所在电路的总电阻R总变小，通过副线圈的电流I2变大，则通过原线圈的电流I1变大，电流表A1的示数变大，R1两端的电压UR1I2R1变大，则R2 两端的电压UR2U2UR1变小，电流表A2的示数变小，选项D错误【答案】B7闭合导线框abcd的质量可以忽略不计，将它从如图7所示的位置匀速拉出匀强磁场若第一次用0.3 s时间拉出，拉动过程中导线ab所受安培力为F1，通过导线横截面的电荷量为q1；第二次用0.9 s时间拉出，拉动过程中导线ab所受
8、安培力为F2，通过导线横截面的电荷量为q2，则() 【导学号：05002144】图7AF1F2，q1q2 BF1F2，q1q2CF1F2，q1F2，q1q2【解析】两次拉出过程，穿过线框的磁通量变化相等，12，而通过导线横截面的电荷量qn，故q1q2，根据En，又t1E2，闭合回路电流I1I2，再根据FBIl知：F1F2，故选项D正确【答案】D8一个圆形闭合线圈固定在垂直纸面的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，如图8甲所示设垂直于纸面向里的磁感应强度方向为正，垂直于纸面向外的磁感应强度方向为负线圈中顺时针方向的感应电流为正，逆时针方向的感应电流为负已知圆形线圈中感应电流i随时间变化的图象如图
9、乙所示，则线圈所在处的磁场的磁感应强度随时间变化的图象可能是()甲 乙图8【解析】根据图，我们只研究最初的一个周期，即2 s内的情况，由图所表示的圆线圈中感应电流的方向、大小，运用楞次定律，判断出感应电流的磁场方向、大小；再根据楞次定律，判断引起电磁感应现象发生的磁场应该如何变化，从而找出正确选项C、D正确【答案】CD9阻值为10 的电阻接到电压波形如图9所示的交流电源上，以下说法正确的是() 【导学号：05002145】图9A电压的有效值为10 VB通过电阻的电流有效值为 AC电阻消耗电功率为5 WD电阻每秒钟产生的热量为10 J【解析】由ut图象，交流电压最大值为10 V，有效值为5 V，
10、A错误根据I，B正确再根据PI2R，C正确电阻每秒产生热量QPt5 J，故D错误【答案】BC10竖直放置的平行光滑导轨，其电阻不计，磁场方向如图10所示，磁感应强度B0.5 T，导体杆ab和cd的长均为0.2 m，电阻均为0.1 ，所受重力均为0.1 N，现在用力向上推导体杆ab，使之匀速上升(与导轨接触始终良好)，此时cd恰好静止不动，ab上升时下列说法正确的是()图10Aab受到的推力大小为2 NBab向上的速度为2 m/sC在2 s内，推力做功转化的电能是0.4 JD在2 s内，推力做功为0.6 J【解析】以ab、cd为整体可知向上推力F2mg0.2 N，对cd可得BIlmg，所以I A
11、1 A，设ab运动速度为v，则BlvI2R，所以vm/s2 m/s,2 s内转化的电能W电I22Rt0.4 J,2 s内推力做的功WFFvt0.8 J.【答案】BC 二、非选择题(本题共3小题，共40分计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11(12分)我国的“嫦娥二号”探月卫星在发射1 533秒后进入近地点高度为200 km的地月转移轨道假设卫星中有一边长为50 cm的正方形导线框，由于卫星的调整由水平方向转至竖直方向，此时地磁场磁感应强度B4105 T，方向如图11所示图11(1)该过程中磁通量的改变量是多少？(2)该过程线框中有无感应电流？设线框电阻为R0.1 ，若
12、有电流则通过线框的电量是多少？(sin 370.6，cos 370.8) 【导学号：05002146】【解析】 (1)设线框在水平位置时法线n方向竖直向上，穿过线框的磁通量1BScos 536.0106 Wb.当线框转至竖直位置时，线框平面的法线方向水平向右，与磁感线夹角143，穿过线框的磁通量2BScos 1438.0106 Wb该过程磁通量的改变量大小121.4105 Wb.(2)因为该过程穿过闭合线框的磁通量发生了变化， 所以一定有感应电流根据电磁感应定律得，.通过的电量为qt1.4104 C.【答案】(1)1.4105 Wb(2)有感应电流1.4104 C12. (14分)如图12所示
13、，水平桌面上固定足够长的两光滑平行导轨PQ、MN，导轨的电阻不计，间距为d0.5 m，P、M间接有一只理想电压表，整个装置处于竖直向下的磁感应强度B0.2 T的匀强磁场中，电阻均为r0.1 、质量分别为m10.3 kg和m20.5 kg的两金属棒ab、cd平行地放在导轨上，现固定棒ab，让cd在水平恒力F0.8 N的作用下由静止开始做加速运动，试求：图12 (1)cd棒两端哪端电势高？(2)当电压表的读数为U0.2 V时，cd棒受到的安培力为多大；(3)棒cd能达到的最大速度vm.【解析】(1)导体棒cd切割磁感线相当于电源，由右手定则判断出c端相当于电源的正极，c端电势高(2)因为ab与cd
14、串联流过ab的电流为I2 Acd棒所受安培力大小F安BdI0.2 N(3)当棒cd所受安培力F安F时，棒有最大速度vm，设此时电路中电流为Im.则：FF安BdImEBdvmIm由式得vm16 m/s.【答案】(1)c端电势高(2)0.2 N(3)16 m/s13(14分)轻质细线吊着一质量为m0.64 kg、边长为l0.8 m、匝数n10的正方形线圈ABCD，线圈总电阻为R1 .边长为的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，如图13甲所示磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化如图乙所示，从t0开始经t0时间细线开始松弛，g取10 m/s2.求：甲 乙图13(1)在04 s内，穿过线圈
15、ABCD磁通量的变化及线圈中产生的感应电动势E；(2)在前4 s时间内线圈ABCD的电功率；(3)求t0的值. 【导学号：05002147】【解析】(1)在04 s内，穿过线圈ABCD磁通量的变化量为BS(B2B1)20.42 Wb0.16 Wb由法拉第电磁感应定律En得，线圈中产生的感应电动势为E0.4 V.(2)由闭合电路欧姆定律得I线圈ABCD的电功率为PI2R代入数据得P0.16 W.(3)分析线圈受力可知，当细线松弛时由共点力平衡可得FAnBt0ImgBt04 T由题图乙可得B10.5t，当Bt04 T，解得t06 s.【答案】(1)0.16 Wb0.4 V(2)0.16 W(3)6 s