1、模块检测 A(时间：90 分钟 满分：100 分)一、单项选择题(本大题共 6 小题，每小题 4 分，共 24 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 4 分，选错或不答的得 0 分)1关于传感器，下列说法正确的是( )A传感器能将非电学量按一定规律转换成电学量B金属热电阻是一种可以将电学量转换为热学量的传感器C干簧管是能够感知电场的传感器D半导体热敏电阻的阻值随温度的升高而增大答案 A解析 A 项叙述符合传感器的定 义，A 正确金属热电阻是将热学量转换为电学量的一种传感器，B 错误干簧管是把磁场的强弱转化为电路的通断的传感器，C 错误半 导体热敏电阻的阻值随温度的升
2、高而减小， D 错误2如图 1 甲所示，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若磁感应强度大小随时间变化的关系如图乙，那么，下面关于线圈中感应电流的说法正确的是( )图 1A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D在第 4 秒内感应电流大小不变，电流方向为顺时针答案 B3用相同导线绕制的边长为 L 或 2L 的四个闭合导线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图 2 所示在每个线框进入磁场的过程中，M、N 两点间的电压分别为Ua、U b、U c和 Ud.下列判断正确的是(
3、)图 2AU aU bU cU d BU aU bU dU cCU aU bU cU d DU bU aU dU c答案 B解析 线框进入磁场后切割磁感线，a、 b 产生的感应电动势 是 c、d 电动势的一半，而不同的线框的电阻不同，设 a 线框电 阻为 4r，b、c、d 线框的电阻分别为 6r、8r、6r，则有：UaBLv ，UbBL v ，UcB2Lv ，UdB2Lv ，故3r4r 3BLv4 5r6r 5BLv6 6r8r 3BLv2 4r6r 4Blv3A、C、D 错误， B 正确4如图 3 所示，A、B 是两个完全相同的灯泡，B 灯与电阻 R 串联，A 灯与自感系数较大的线圈 L 串
4、联，其直流电阻等于电阻 R 的阻值电源电压恒定不变，当电键 K 闭合时，下列说法正确的是( )图 3AA 比 B 先亮，然后 A 熄灭BB 比 A 先亮，最后 A、B 同样亮CA、B 同时亮，然后 A 熄灭DA、B 同时亮，然后 A 逐渐变亮，B 的亮度不变答案 B图 45如图 4 所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为 L，磁场方向垂直纸面向里，abcd 是位于纸面内的梯形线圈，ad 与 bc 间的距离也为 L，t0 时刻 bc 边与磁场区域边界重合现令线圈以恒定的速度 v 沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域，取沿abcda 方向为感应电流正方向，则在线圈穿越磁场区域的过程中
5、，感应电流 I 随时间 t 变化的图线可能是 ( )答案 B解析 bc 进入磁场时，根据右手定则判断出其感应电流的方向是沿 adcba 的方向，其方向与电流的正方向相反，故是负的，所以 A、C 错误；当逐渐向右移动时，切割磁感线的条数在增加，故感应电流在增大；当 bc 边穿出磁场区域时，线圈中的感 应电流方向变为 abcda，是正方向，故其图象在时间轴的上方，所以 B 正确，D 错误6如图 5 所示，10 匝矩形线框在磁感应强度 B T 的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴210OO以角速度 100rad/s 匀速转动，线框电阻不计，面积为 S0.3m 2，线框通过滑环与一理想变压器的原线圈相连，副线
6、圈接有两只灯泡 L1(规格为“0.3W,30”)和 L2，开关闭合时两灯泡正常发光，且原线圈中电流表示数为 0.04A，则下列判断不正确的是( )图 5A若从图示线框位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为 30 cos (100t) V2B理想变压器原、副线圈匝数比为 101C灯泡 L2 的额定功率为 0.9WD若开关 S 断开，电流表的示数将增大答案 D解析 变压器的输入电压的最大值为 UmnBS10 0.3100 V30 V；从垂直中210 2性面位置开始计时，故线框中感 应电动势的瞬时值为 u Umcos t30 cos (100t) V，故 A2正确变压器输入电压的有效 值为 U1
7、30 V开关闭合时两灯泡均正常发光，所以Um2U2 V3 V，所以 ，故 B 正确原线圈的输入功率为PR 0.330n1n2 U1U2 30 V3 V 101P1U 1I1300.04 W1.2 W由于原 线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，所以PL2 P1P L11.2 W0.3 W0.9 W，故 C 正确若开关 S 断开，输出电压不变， 输出端电阻增大，输出电流减小，故输入电流也减小，电流表的示数减小，D 错误二、多项选择题(本大题共 4 小题，每小题 5 分，共 20 分在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对得 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错或不答的得 0分)
8、7在电能输送过程中，若输送的电功率一定，则在输电线上损耗的功率( )A随输电线电阻的增大而增大B和输送电压的平方成正比C和输送电压的平方成反比D和输电线上电流的平方成正比答案 ACD8.如图 6 所示，半径为 R 的圆形线圈两端 A、C 接入一个平行板电容器，线圈放在随时间均匀变化的匀强磁场中，线圈所在平面与磁感线的方向垂直，要使电容器所带的电荷量增大，可采取的措施是( )图 6A电容器的两极板靠近些B增大磁感应强度的变化率C增大线圈的面积D使线圈平面与磁场方向成 60角答案 ABC9如图 7 所示，电路中的变压器为一理想变压器，S 为单刀双掷开关，P 是滑动变阻器的滑动触头，原线圈两端接电压
9、恒定的交变电流，则能使原线圈的输入功率变大的是( )图 7A保持 P 的位置不变，S 由 b 切换到 aB保持 P 的位置不变，S 由 a 切换到 bCS 掷于 b 位置不动，P 向上滑动DS 掷于 b 位置不动， P 向下滑动答案 AC10如图 8 甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线 a、b 所示，则( )图 8A两次 t0 时刻线圈平面均与中性面重合B曲线 a、b 对应的线圈转速之比为 23C曲线 a 表示的交变电动势频率为 25HzD曲线 b 表示的交变电动势有效值为 10V答案 AC解析 从图象可知，两
10、次转动 都是从中性面开始计时的，故 A 正确从 图象可知，曲线 a、b对应的线圈转动的周期之比为 23，则转速之比为 32，故 B 错误由图象可知曲线 a 的周期 Ta410 2 s，则曲线 a 表示的交变电动势频率 fa 25Hz ，故 C 正确交变电动势1Ta的最大值 EmnBS ，则曲线 a、b 表示的交变电动势的峰 值之比为Ema Emb a b32，即 Emb Ema10V，故曲线 b 表示的交变电动势的有效值为 E 有23 V5 V，D 错误102 2三、填空题(共 2 小题，共 10 分)11(4 分) 两个电流随时间的变化关系如图 9 甲、乙所示，把它们通入相同的电阻中，则在1
11、s 内两电阻消耗的电能之比 WaW b_.图 9答案 1212(6 分) 如图 10 所示，先后以速度 v1 和 v2(v12v 2)，匀速地把同一线圈从同一位置拉出有界匀强磁场的过程中，在先后两种情况下：图 10(1)线圈中的感应电流之比 I1 I2_.(2)线圈中产生的热量之比 Q1Q 2_.(3)拉力做功的功率之比 P1P 2_.答案 (1)21 (2)2 1 (3)41四、解答题(本题共 4 小题，共 46 分解答应写出必要的文字说明、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) 如图 11 所示，边长为 L、匝数为 n 的正方形金属线框，它
12、的质量为 m，电阻为R，用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘金属线框的上半部分处于磁场内，下半部分处于磁场外，磁场随时间的变化规律为 Bkt.求：图 11(1)线框中的电流强度为多大？(2)t 时刻线框受到的安培力为多大？答案 (1) (2) tnkL22R nk2L32R解析 (1)线框中的电动势 En nS nL2k，电流为 It Bt 12 nkL22R(2)安培力为 FBILkt L tnkL22R nk2L32R14(10 分) 如图 12 所示，某电厂要将电能输送到较远的用户，输送的总功率为9.8104W，电厂输出电压仅 350V，为了减少输送功率损失，先用一升压变压器将电压升高
13、再输送，在输送途中，输电线路的总电阻为 4，允许损失的功率为输送功率的 5%，求用户所需电压为 220V 时，升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比各是多少？图 12答案 18 13311解析 损失的电功率 P9.810 40.054900W输电线上的电流 I 35APR输电线上的电压降 UIR 140V输电电压 U2 2800VPI降压变压器的输入电压 U3 U2U2660V升压变压器： n1n2 U1U2 350V2800V 18降压变压器： n3n4 U3U4 2660V220V 1331115(12 分) 发电机转子是边长为 0.2m 的正方形，线圈匝数为 100 匝，内阻为 8，初始位
14、置如图 13 所示，以 ad、bc 中点连线为轴以 600r/min 的转速在磁感应强度为 T 的匀强磁1场中转动，灯泡电阻为 24，则：图 13(1)从图示位置开始计时，写出感应电动势的瞬时值表达式；(2)灯泡的实际消耗功率为多大？答案 (1)e80sin (20 t) V(2)75W解析 (1)线圈转动的角速度 20rad/s，感 应电动势的最大 值为 EmnBS 80V瞬时值表达式 e80sin (20t) V(2)感应电动势的有效值 E V40 V，电流为 I A A802 2 ER r 40232 542灯泡实际消耗的功率 PI 2R75W16(14 分) 如图 14 甲所示，两根光
15、滑固定导轨相距 0.4m 竖直放置，导轨电阻不计，在导轨末端 P、Q 两点用两根等长的细导线悬挂金属棒 cd.棒 cd 的质量为 0.01kg，长为 0.2m，处于磁感应强度为 B00.5T 的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向里相距 0.2m 的水平虚线 MN 和 JK 之间的区域内存在着垂直于导轨平面向里的匀强磁场，且磁感应强度B 随时间变化的规律如图乙所示在 t0 时刻，质量为 0.02kg、阻值为 0.3 的金属棒 ab从虚线 MN 上方 0.2m 高度处，由静止开放释放，下落过程中保持水平，且与导轨接触良好，结果棒 ab 在 t1 时刻从上边界 MN 进入磁场，并在磁场中做匀速运动
16、，在 t2 时刻从下边界JK 离开磁场，g 取 10m/s2.求：图 14(1)在 0t 1 时间内，电路中感应电动势的大小；(2)在 t1t 2 时间内，棒 cd 受到细导线的总拉力为多大；(3)棒 cd 在 0t 2 时间内产生的焦耳热答案 (1)0.2V (2)0.2N (3)0.015J解析 (1)对棒 ab 自由下落过程，有 t1 0.2 s2hg磁感应强度的变化率为 T/s2.5 T/ sBt 0.50.2由法拉第电磁感应定律得，0 t1时间内感应电动势 E1 Labht Bt联立以上各式并代入数据可得 E10.2 V(2)由棒 ab 匀速进入磁场区域可知 BI2Labm abg代入数据，可解得 I21 A在 t1t 2时间内，对棒 cd 受力分析，可得 FTm cdgB 0I2Lcd代入数据，可解得 FT0.2 N(3)棒 ab 刚进入磁场时的速度为 vgt 12 m/s棒 ab 刚进入磁场后的感应电动势为 E2BL abv0.4 V则 Rcd R ab0.1 E2I2在 0t 1时间内，感应电流为 I1 0.5 AE1Rab Rcd棒 cd 在 0t 2时间 内产生的焦耳热 QcdQ 1Q 2I Rcdt1 I Rcd 0.015 J21 2hv
