1、模块综合检测(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)1如图 1 所示，电阻和面积一定的圆形线圈垂直放入匀强磁场中，磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度随时间的变化规律为 BB0sin t.下列说法正确的是()图 1A线圈中产生的是交流电B当 t/2 时，线圈中的感应电流最大C若增大，则产生的感应电流的频率随之增大D若增大，则产生的感应电流的功率随之增大2两个完全相同的灵敏电流计 A、B，按图 2 所示的连接方式，用导线连接起来，当把电流计 A 的指针向左边拨动的过程中，电流计 B 的指针将()图 2A向左摆动B向右摆动C静止不动D发生摆
2、动，由于不知道电流计的内部结构情况，故无法确定摆动方向3如图 3 甲所示，一矩形线圈放在随时间变化的匀强磁场内以垂直线圈平面向里的磁场为正，磁场的变化情况如图乙所示，规定线圈中逆时针方向的感应电流为正，则线圈中感应电流的图象应为()图 3 4如图 4 所示，在光滑绝缘水平面上，有一铝质圆形金属球以一定的初速度通过有界匀强磁场，则从球开始进入磁场到完全穿出磁场的过程中(磁场宽度大于金属球的直径)，则小球()图 4A整个过程匀速运动B进入磁场的过程中球做减速运动，穿出过程做加速运动C整个过程都做匀减速运动D穿出时的速度一定小于初速度5.线框在匀强磁场中绕 OO轴匀速转动(由上向下看是逆时针方向)，
3、当转到如图 5 所示位置时，磁通量和感应电动势大小的变化情况是()图 5A磁通量和感应电动势都在变大B磁通量和感应电动势都在变小C磁通量在变小，感应电动势在变大D磁通量在变大，感应电动势在变小6.如图 6 所示的电路中，变压器是理想变压器原线圈匝数 n1600 匝，装有 0.5 A 的保险丝，副线圈的匝数 n2120 匝，要使整个电路正常工作，当原线圈接在 180 V 的正弦交变电源上时，下列判断正确的是()A副线圈可接耐压值为 36 V 的电容器B副线圈可接“36 V,40 W”的安全灯两盏C副线圈可接电阻为 14 的电烙铁D副线圈可以串联一个量程为 3 A 的电流表，去测量电路中的总电流7
4、一交变电流的 it 图象如图 7 所示，由图可知()A用电流表测该电流示数为 10 2 AB该交变电流的频率为 100 HzC该交变电流通过 10 的电阻时，电阻消耗的电功率为 2 000 WD该交变电流的电流瞬时值表达式为 i10 2sin 628t A8图 8 是测定自感系数很大的线圈 L 直流电阻的电路，L 两端并联一只电压表，用来测量自感线圈的直流电压，在测量完毕后，将电路解体时应()A先断开 S1B先断开 S2C先拆除电流表D先拆除电阻 R9如图 9 所示的电路中，L 为自感系数很大的电感线圈，N 为试电笔中的氖管(启辉电压约 70 V)，电源电动势约为 10 V已知直流电使氖管启辉
5、时辉光只产生在负极周围，则()AS 接通时，氖管不会亮 BS 接通时启辉，辉光在 a 端CS 接通后迅速切断时启辉，辉光在 a 端D条件同 C，辉光在 b 端10如图 10 所示是一种延时开关，当 S1 闭合时，电磁铁将衔铁吸下，将 C 线路接通，当 S1 断开时，由于电磁作用，D 将延迟一段时间才被释放，则()A由于 A 线圈的电磁感应作用，才产生延时释放 D 的作用B由于 B 线圈的电磁感应作用，才产生延时释放 D 的作用C如果断开 B 线圈的开关 S2，无延时作用D如果断开 B 线圈的开关 S2，延时将变长图 6图 7 图 8 图 9 图 10题 号12345678910答 案二、填空题
6、(本题共 2 小题，共 20 分)11(5 分)如图 11 所示，是一交流电压随时间变化的图象，此交流电压的有效值等于_V.12(15 分)硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件，某同学用图 12 所示的电路探究硅光电池的路端电压 U 与总电流 I 的关系，图中 R0 为定值电阻且阻值的大小已知，电压表视为理想电压表图 11(1)请根据图 12，将图 13 中的实验器材连接成实验电路 图 12 图 13(2)若电压表 V2 的读数为 U0，则 I_.姓 名：_ 班 级：_ 学 号：_ 得 分：_ (3)实验一：用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的 UI曲线 a，见图
7、 14.由此可知电池内阻_(选填“是”或“不是”)常数，短路电流为_ mA，电动势为_ V.(4)实验二：减小实验一中光的强度，重复实验，测得 UI 曲线 b，见图 14.当滑动变阻器的电阻为某值时，实验一中的路端电压为 1.5 V，则实验二中外电路消耗的电功率为_ mW(计算结果保留两位有效数字)图 14三、计算题(本题共 4 小题，共 40 分)13(8 分)如图 15 所示，理想变压器原线圈接到 220 V 的交流电源上，副线圈的匝数为 30，与一标有“12 V，12 W”的灯泡连接，灯泡正常发光副线圈的输出电压为 110V，电流为 0.4 A求：图 15(1)副线圈的匝数；(2)原线圈
8、的匝数以及通过原线圈的电流14(10 分)某发电站的输出功率为 104 kW，输出电压为 4 kV，通过理想变压器升压后向80 km 远处的用户供电已知输电线的电阻率为 2.4108 m，导线横截面积为 1.5104 m2，输电线路损失的功率为输出功率的 4%.求：(1)升压变压器的输出电压；(2)输电线路上的电压损失15(8 分)如图 16 所示，光滑导轨 MN、PQ 在同一水平面内平行固定放置，其间距 d1m，右端通过导线与阻值 RL8 的小灯泡 L 相连，CDEF 矩形区域内有方向竖直向下、磁感应强度 B1 T 的匀强磁场，一质量 m50 g、阻值为 R2 的金属棒在恒力 F 作用下从静
9、止开始运动 x2 m 后进入磁场恰好做匀速直线运动(不考虑导轨的电阻，金属棒始终与导轨垂直并保持良好接触)求：图 16(1)恒力 F 的大小；(2)小灯泡发光时的电功率16(14 分)如图 17 所示，在坐标 xOy 平面内存在 B2.0 T 的匀强磁场，OA 与 OCA 为置于竖直平面内的光滑金属导轨，其中 OCA 满足曲线方程 x0.50sin 5y m，C 为导轨的最右端，导轨 OA 与 OCA 相交处的 O 点和 A 点分别接有体积可忽略的定值电阻 R1 和 R2，其中R14.0、R212.0.现有一足够长、质量 m0.10 kg 的金属棒 MN 在竖直向上的外力 F作用下，以 v3.
10、0 m/s 的速度向上匀速运动，设棒与两导轨接触良好，除电阻 R1、R2 外其余电阻不计，g 取 10 m/s2，求：图 17(1)金属棒 MN 在导轨上运动时感应电流的最大值；(2)外力 F 的最大值；(3)金属棒 MN 滑过导轨 OC 段，整个回路产生的热量模块综合检测答案1ACD 线圈中产生的感应电流的规律和线圈在匀强磁场中匀速运动时一样，都是正(余)弦交变电流由规律类比可知 A、C、D 正确2B 因两表的结构完全相同，对 A 来说就是由于拨动指针带动线圈切割磁感线产生感应电流，电流方向应用右手定则判断；对 B 表来说是线圈受安培力作用带动指针偏转，偏转方向应由左手定则判断，研究两表的接
11、线可知，两表串联，故可判定电流计 B 的指针向右摆动3B 0t1 时间内，磁场均匀增强，穿过线圈的磁通量均匀增大，产生的感应电流大小不变，由楞次定律知电流方向为逆时针；同理，t1t2 时间内无电流，t2t4 时间内有顺时针大小不变的电流4D 小球进出磁场时，有涡流产生，要受到阻力，故穿出时的速度一定小于初速度5D 由题图可知，mcos，eEmsin，所以磁通量变大，感应电动势变小6BD 根据输入电压与匝数关系，有U1U2n1n2，解得U2n2n1U1120600180 V36 V根据保险丝熔断电流，有 P2P1I1U10.5180 W90 W根据正弦交变电流有效值与最大值间的关系，有 U2m
12、2U236 2 V允许副线圈通过的最大电流有效值为 I2n1n2I16001200.5 A2.5 A负载电阻是最小值 RU2I2 362.5 14.4.根据以上数据，得 B、D 正确7BD8B S1 断开瞬间，L 中产生很大的自感电动势，若此时 S2 闭合，则可能将电压表烧坏，故应先断开 S2.9AD 接通时电压不足以使氖管发光，迅速切断 S 时，L 中产生很高的自感电动势，会使氖管发光，b 为负极，辉光在 b 端故 A、D 项正确10BC 如果断开 B 线圈的开关 S2，那么在 S1 断开时，该线圈中会产生感应电动势，但没有感应电流，所以无延时作用1150 2解析 题图中给出的是一方波交流电
13、，周期 T0.3 s，前T3时间内 U1100 V，后2T3 时间内 U250 V设该交流电压的有效值为 U，根据有效值的定义，有U2R TU21R T3 U22R 23T，代入已知数据，解得 U50 2 V.12(1)实验电路如下图所示(2)U0R0(3)不是 0.295(0.2930.297)2.67(2.642.70)(4)0.068(0.0600.070)解析(1)略(2)根据欧姆定律可知 IU0R0(3)路端电压 UEIr，若 r 为常数，则 UI 图为一条不过原点的直线，由曲线 a 可知电池内阻不是常数；当 U0 时的电流为短路电流，约为 295 A0.295 mA；当电流 I0
14、时路端电压等于电源电动势 E、约为 2.67 V.(4)实验一中的路端电压为 U11.5 V 时电路中电流为 I10.21 mA，连接 a 中点(0.21mA,1.5 V)和坐标原点，此直线为此时对应滑动变阻器阻值的外电路电阻(定值电阻)的 UI图，和图线 b 的交点为实验二中的路端电压和电路电流，如下图，电流和电压分别为 I97 A，U0.7 V，则外电路消耗功率为 PUI0.068 mW.13(1)275 匝(2)550 匝 0.25 A解析 理想变压器原线圈两端电压跟每个副线圈两端电压之比都等于原、副线圈匝数之比由于有两个副线圈，原、副线圈中的电流跟它们的匝数并不成反比，但输入功率等于输
15、出的总功率(1)已知 U212 V，n230；U3110 V由U2U3n2n3，得 n3U3U2n2275 匝；(2)由 U1220 V，根据U1U2n1n2，得 n1U1U2n2550 匝由 P1P2P3P2I3U356 W，得 I1P1U10.25 A14(1)8104 V(2)3.2103 V解析(1)导线电阻 r2lS2.41082801031.510425.6 输电线路上损失的功率为输出功率的 4%，则 4%PI2r代入数据得 I125 A由理想变压器 P 入P 出及 PUI 得输出电压 UPI107125 V8104 V(2)输电线路上的电压损失UIr12525.6 V3.2103
16、 V15(1)0.8 N(2)5.12 W解析(1)对导体棒由动能定理得Fx12mv2因为导体棒进入磁场时恰好做匀速直线运动所以 FBIdB BdvRRLd代入数据，根据以上两式方程可解得：F0.8 N，v8 m/s(2)小灯泡发光时的功率 PLBdvRRL2RL5.12 W16(1)1.0 A(2)2.0 N(3)1.25 J解析(1)金属棒 MN 沿导轨竖直向上运动，进入磁场中切割磁感线产生感应电动势当金属棒 MN 匀速运动到 C 点时，电路中感应电动势最大，产生的感应电流最大金属棒 MN接入电路的有效长度为导轨 OCA 形状满足的曲线方程中的 x 值因此接入电路的金属棒的有效长度为 Lx
17、0.5sin 5y，Lmxm0.5 m，由 EmBLmv，得 Em3.0 V，ImEmR并，且 R 并 R1R2R1R2，解得 Im1.0 A(2)金属棒 MN 匀速运动的过程中受重力 mg、安培力 F 安、外力 F 外作用，金属棒 MN 运动到 C 点时，所受安培力有最大值，此时外力 F 有最大值，则F 安 mImLmB，F 安 m1.0 N，F 外 mF 安 mmg，F 外 m2.0 N.(3)金属棒 MN 在运动过程中，产生的感应电动势e3.0sin 5y，有效值为 E 有Em2.金属棒 MN 滑过导轨 OC 段的时间为 ttyOcv，y52 m，t56 s滑过 OC 段产生的热量QE2有R并t，Q1.25 J.