1、模块综合测评(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分在每小题给出的4个选项中，第15题只有一项符合题目要求，第68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)图11如图1所示，把一条长约10 m的电线的两端连接在一个灵敏电流表的两个接线柱上，形成闭合回路，让两个同学迅速摇动电线当他们摇动的电线沿哪个方向时，灵敏电流表的示数最大()A东西方向B东偏北45C南北方向 D南偏东45【解析】地磁场的方向是由南指向北，当电线垂直磁场方向运动，即当电线沿东西方向放置时，感应电流最大，灵敏电流表的示数最大，本题应选A.【答案】A2如图2所示
2、，在圆形空间区域内存在关于直径ab对称、方向相反的两个匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小相等，一金属导线制成的圆环刚好与磁场边界重合，下列说法中正确的是() 【导学号：46042191】图2A若使圆环向右平动，感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向B若使圆环竖直向上平动，感应电流始终沿逆时针方向C若圆环以ab为轴转动，a点的电势高于b点的电势D若圆环以ab为轴转动，b点的电势高于a点的电势【解析】若圆环向右平动，由楞次定律知感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向，A选项正确；若圆环竖直向上平动，由于穿过圆环的磁通量未发生变化，所以圆环中无感应电流产生，B选项错误；若圆环以ab为轴转动，在090内，由
3、右手定则知b点的电势高于a点的电势，在90180内，由右手定则知a点的电势高于b点的电势，以后a、b两点电势按此规律周期性变化，C、D选项错误【答案】A3用电流传感器可以清楚地演示一些电学元件对电路中电流的影响，如图3所示，在A、B间分别接入电容器、电感线圈、定值电阻闭合开关时，计算机显示的电流随时间变化的图像分别如图中a、b、c所示，则下列判断中正确的是() 【导学号：46042192】图3AA、B间接入定值电阻显示图像aBA、B间接入电容器显示图像bCA、B间接入电感线圈显示图像cDA、B间接入电感线圈显示图像b【解析】a图像电流瞬间增大后恢复为零，这是接入了电容器，充电时有瞬间电流而后不
4、再通电，故A错误；b图电流逐渐增大到某一数值，这是接入了电感线圈，闭合开关时对电流增大有阻碍作用但电流还是增大，只是时间上被延缓了，故B错误，D正确；c图电流瞬间增大后保持不变，这是接入了定值电阻，故C错误；所以正确答案为D.【答案】D4如图4所示为一正弦交变电压随时间变化的图像，由图可知() 【导学号：46042193】图4A交流电的周期为2 sB用电压表测量该交流电压时，读数为311 VC交变电压的有效值为220 VD将它加在电容器上时，电容器的耐压值必须等于311 V【解析】交流电的周期为2102 s，即0.02 s，选项A错误；电压表测量的是有效值，该正弦交流电的有效值为 V220 V
5、，选项B错误，C正确；电容器接在交流电路中，则交变电压的最大值不能超过电容器的耐压值，或者说电容器的耐压值必须大于或等于所加交流电压的最大值，选项D错误【答案】C5在如图5所示的电路中，两个相同的电流表，零刻点在刻度盘的中央当电流从“”接线柱流入时，指针向右摆；当电流从“”接线柱流入时，指针向左摆在电路接通且稳定时再断开开关的瞬间，下列说法正确的是()图5AG1指针向右摆，G2指针向左摆BG1指针向左摆，G2指针向右摆C两指针都向右摆D两指针都向左摆【解析】电路稳定后断开，通过电阻这一支路的电流立即消失，由于电感器对电流的变化有阻碍作用，会阻碍其减小，通过电感器的电流，会流过电阻所以含有电感器
6、的支路的电流从“”接线柱流入，G1指针向右摆含有电阻的支路电流从“”接线柱流入，G2指针向左摆故A正确，B、C、D错误【答案】A6如图6所示，abcd是由粗细均匀的电阻丝制成的长方形线框，导体棒MN有电阻，可在ad边与bc边上无摩擦滑动，且接触良好，线框处于垂直纸面向里的匀强磁场中，当MN棒由靠ab边处向cd边匀速移动的过程中，下列说法中正确的是() 【导学号：46042194】图6AMN棒中电流先减小后增大BMN棒两端电压先增大后减小CMN棒上拉力的功率先增大后减小D矩形线框中消耗的电功率先减小后增大【解析】设MN左、右两侧电阻丝的并联阻值为R并，导体棒MN的电阻为r，则MN棒中的电流I，M
7、N棒两端电压UMNBLvIr，因当导体棒MN在线框中点时R并最大，故MN棒运动过程中，电流I先减小后增大，而UMN先增大后减小，A、B均正确；MN棒上拉力的功率PFBILv，在MN棒运动过程中，PF先减小后增大，C错误；因不知R并与r的大小关系，矩形线框中消耗的电功率大小变化情况无法确定，D错误【答案】AB7某物理兴趣小组设计了如图7所示的火情报警系统，其中M是理想变压器，将a，b接在恒定电压的正弦交流电源上，RT为用半导体热敏材料制成的传感器(其电阻率随温度升高而减小)，电流表A2为值班室的显示器，显示通过R1的电流，电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出)，R2为定值电阻若传感器R
8、T所在处出现火警时，以下说法中正确的是()图7A电流表A1的示数不变，电流表A2的示数增大B电流表A1的示数增大，电流表A2的示数减小C电压表V1的示数增大，电压表V2的示数增大D电压表V1的示数不变，电压表V2的示数变小【解析】当传感器RT所在处出现火情时，RT的电阻减小，导致电路的总的电阻减小，所以电路中的总电流将会增加，A1测量的是原线圈中的总的电流，由于副线圈的电流增大了，所以原线圈的电流A1示数也要增加；由于电源的电压不变，匝数比不变，原副线圈的电压也不变，所以V1的示数不变；由于副线圈中电流增大，R2两端的电压变大，所以V2的示数要减小；R1两端的电压也要减小，所以A2的示数要减小
9、；由可知A错误，B正确；由可知C错误，D正确【答案】BD8.如图8，M为半圆形导线框，圆心为OM；N是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为ON；两导线框在同一竖直面(纸面)内；两圆弧半径相等；过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面现使线框M、N在t0时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过OM和ON的轴，以相同的周期T逆时针匀速转动，则() 【导学号：46042195】图8A两导线框中均会产生正弦交流电B两导线框中感应电流的周期都等于TC在t时，两导线框中产生的感应电动势相等D两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等【解析】两导线框匀速转动切割磁感线产生感应电动势
10、的大小不变，选项A错误；导线框的转动周期为T，则感应电流的周期也为T，选项B正确；在t时，切割磁感线的有效长度相同，两导线框中产生的感应电动势相等，选项C正确；M导线框中一直有感应电流，N导线框中只有一半时间内有感应电流，所以两导线框的电阻相等时，感应电流的有效值不相等，选项D错误【答案】BC二、非选择题(本题共4小题，共52分按题目要求作答)9(10分)(1)按如图9所示连接好电路，合上S和S，发现小灯泡不亮，用电吹风对热敏电阻吹一会儿，会发现小灯泡发光了，原因是_图9(2)若将热敏电阻换成光敏电阻，合上S和S，发现小灯泡发光，用黑纸包住光敏电阻后，小灯泡熄灭，其原因是_.【解析】(1)热敏
11、电阻阻值较大，左侧电路电流较小，电磁铁磁性较弱，吸不住衔铁，小灯泡不亮；电吹风对热敏电阻加热，使其阻值变小，电路中电流增大，电磁铁磁性增强吸住衔铁，使上、下触点接触，小灯泡发光(2)用黑纸包住后，光敏电阻的阻值增大，左侧电路电流减小，电磁继电器触点断开，造成小灯泡熄灭【答案】见解析10(12分)如图10所示，交流发电机电动势的有效值E20 V，内阻不计，它通过一个R6 的指示灯连接变压器变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都是“6 V0.25 W”，灯泡都正常发光，导线电阻不计求： 【导学号：46042196】图10(1)降压变压器原、副线圈匝数比；(2)发电机的输出功率【解析】(1)彩
12、色小灯泡额定电流IL A A，副线圈总电流I224IL1 A变压器输入功率等于P入I1U1I2U26 W，变压器原线圈电路中，利用欧姆定律可得EU1I1RI1R，代入数值解得I1 A(I13 A应舍去，据题意是降压变压器，应I1I21 A)，所以.(2)发电机输出功率PI1E6.67 W.【答案】(1)31(2)6.67 W11(15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l/2的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，如图11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
13、开始松驰，g取10 m/s2.求：甲乙图11(1)在04 s内，穿过线圈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【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FAnBt0Img，Bt04 T，由题图乙可得B10.5t，当Bt04 T，解得t06 s.【答案】(1)
14、0.16 Wb0.4 V(2)0.16 W(3)6 s12(15分)电磁缓速器是应用于车辆上以提高运行安全性的辅助制动装置，其工作原理是利用电磁阻尼作用减缓车辆的速度电磁阻尼作用可以借助如下模型讨论：如图12所示，将形状相同的两根平行且足够长的铝条固定在光滑斜面上，斜面与水平方向夹角为，一质量为m的条形磁铁滑入两铝条间，恰好匀速穿过，穿过时磁铁两端面与两铝条的间距始终保持恒定，其引起电磁感应的效果与磁铁不动、铝条相对磁铁运动相同磁铁端面是边长为d的正方形，由于磁铁距离铝条很近，磁铁端面正对两铝条区域的磁场均可视为匀强磁场，磁感应强度为B，铝条的高度大于d，电阻率为.为研究问题方便，铝条中只考虑
15、与磁铁正对部分的电阻和磁场，其他部分电阻和磁场可忽略不计，假设磁铁进入铝条间以后，减少的机械能完全转化为铝条的内能，重力加速度为g. 【导学号：46042197】图12(1)求铝条中与磁铁正对部分的电流I；(2)若两铝条的宽度均为b，推导磁铁匀速穿过铝条间时速度v的表达式；(3)在其他条件不变的情况下，仅将两铝条更换为宽度bb的铝条，磁铁仍以速度v进入铝条间，试简要分析说明磁铁在铝条间运动时的加速度和速度如何变化【解析】(1)磁铁在铝条间运动时，两根铝条受到的安培力大小相等均为F安，有F安IdB磁铁受到沿斜面向上的作用力为F，其大小有F2F安磁铁匀速运动时受力平衡，则有Fmgsin 0联立式可
16、得I.(2)磁铁穿过铝条间时，在铝条中产生的感应电动势为E，有EBdv铝条与磁铁正对部分的电阻为R，由电阻定律有R由欧姆定律有I联立式可得v.(3)磁铁以速度v进入铝条间，恰好做匀速运动时，磁铁受到沿斜面向上的作用为F，联立式可得F当铝条的宽度bb，磁铁以速度v进入铝条间时，磁铁受到的作用力变为F，有F可见，FFmgsin ，磁铁所受到的合力方向沿斜面向上，获得与运动方向相反的加速度，磁铁将减速下滑，此时加速度最大之后，随着运动速度减小，F也随着减小，磁铁所受的合力也减小，由于磁铁加速度与所受到的合力成正比，磁铁的加速度逐渐减小综上所述，磁铁做加速度逐渐减小的减速运动，直到Fmgsin 时，磁铁重新达到平衡状态，将再次以较小的速度匀速下滑【答案】(1)(2)v(3)磁铁做加速度逐渐减小的减速运动，直到Fmgsin 时，磁铁重新达到平衡状态，将以较小的速度匀速下滑
