1、期末综合检测(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铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落，如图 1 所示，在下落过程中，下列判断中正确的是( )图 1A金属环机械能守恒B金属环动能的增加量小于其重力势能的减少量C金属环的机械能先减小后增大D磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力2如图 2 所示，一宽 40cm 的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里一边长为20cm 的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度 v20cm/s 通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场的时刻 t0，在以下
2、四个图线中，正确反映感应电流随时间变化规律的是( )图 23如图 3 所示，阻值为 R 的金属棒从图示位置 ab 分别以 v1、v 2 的速度沿光滑导轨(电阻不计) 匀速滑到 ab位置，若 v1v 212，则在这两次过程中( )图 3A回路电流 I1I 212B产生的热量 Q1Q 212C通过任一截面的电荷量 q1q 212D外力的功率 P1P 21 24如图 4 甲、乙所示的电路中，电阻 R 和自感线圈 L 的电阻值都很小，且小于灯泡S 的电阻，接通 K，使电路达到稳定，灯泡 S 发光，则( )图 4A在甲图中，断开 K 后，S 将逐渐变暗B在甲图中，断开 K 后，S 将先变得更亮，然后才变
3、暗C在乙图中，断开 K 后，S 将逐渐变暗D在乙图中，断开 K 后，S 将先变得更亮，然后才变暗5电阻 R1、R 2 与交流电源按照图 5(a)方式连接，R 110，R 220. 合上开关 S 后，通过电阻 R2 的正弦交变电流 i 随时间 t 变化的情况如图(b)所示则( )图 5A通过 R1 的电流有效值是 1.2ABR 1 两端的电压有效值是 6VC通过 R2 的电流最大值是 1.2 A2DR 2 两端的电压最大值是 12 V26多数同学家里都有调光台灯、调速电风扇过去是用变压器来实现上述调节的，缺点是成本高、体积大、效率低，且不能任意调节灯的亮度或电风扇转速现在的调光台灯、调速电风扇是
4、用可控硅电子元件来实现调节的如图 6 所示为一个经过双向可控硅电子元件调节后加在电灯上的电压，即在正弦交流电的每一个 周期中，前面的 被截去，调节台12 14灯上旋钮可以控制截去多少，从而改变电灯上的电压则现在电灯上的电压为( )图 6AU mB. C. D.Um22 2Um2 Um47如图 7 所示，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中 R1、R 2、R 3 和R4 均为固定电阻，开关 S 是闭合的. 和 为理想电压表，读数分别为 U1 和 U2； 、 和为理想电流表，读数分别为 I1、I 2 和 I3.现断开 S，U 1 数值不变，下列推断中正确的是( )图 7AU 2 变小、I
5、 3 变小 BU 2 不变、I 3 变大CI 1 变小、I 2 变小 DI 1 变大、I 2 变大8.两块水平放置的金属板间的距离为 d，用导线与一个 n 匝线圈相连，线圈电阻为 r，线圈中有竖直方向的磁场，电阻 R 与金属板连接，如图 8 所示，两板间有一个质量为 m、电荷量为q 的油滴恰好处于静止则线圈中的磁感应强度 B 的变化情况和磁通量的变化率分别是( )图 8A磁感应强度 B 竖直向上且正增强， t dmgnqB磁感应强度 B 竖直向下且正增强， t dmgnqC磁感应强度 B 竖直向上且正减弱， t dmgR rnRqD磁感应强度 B 竖直向下且正减弱， t dmgrR rnRq9
6、街旁的路灯，江海里的航标都要求在夜晚亮，白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的( )A压敏性 B光敏性C热敏性 D三种特性都利用10图 9 为用电源、电磁继电器、滑动变阻器、绿灯泡、小电铃、半导体热敏电阻、开关、导线等组成的一个高温报警器电路图，要求是：正常情况绿灯亮，有险情时电铃报警，则图中的甲、乙、丙分别是( )图 9A小电铃、半导体热敏电阻、绿灯泡B半导体热敏电阻、小电铃、绿灯泡C绿灯泡、小电铃、半导体热敏电阻D半导体热敏电阻、绿灯泡、小电铃题 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10答 案二、填空题(本题共 2 小题，共 20 分)
7、11(8 分) 如图 10 所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为 n1n 241，原线圈回路中的电阻 A 与副线圈回路中的负载电阻 B 的阻值相等a、b 端加一定值交流电压后，两电阻消耗的电功率之比 PAP B_.两电阻两端电压之比 UAU B_.图 1012(12 分) 某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性，现有器材：直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定) 、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等(1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性，请你在图 11 的实物图上连线(2)实验的主要步骤：正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出
8、的电流值；在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，_，_，断开开关；重复第步操作若干次，测得多组数据(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得图 12 的 Rt 关系图线，请根据图线写出该热敏电阻的 Rt 关系式：R_t()(保留 3 位有效数字)图 11 图 12三、计算题(本题共 4 小题，共 40 分)13(8 分) 有一正弦交流电，它的电压随时间变化的图象如图 13 所示，试写出：(1)电压的峰值；(2) 交变电流的周期；(3) 交变电流的频率；(4) 电压的瞬时表达式图 13图 1414(10 分) 如图 14 甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线
9、圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴 OO匀速转动，线圈的匝数 n100、电阻 r10 ，线圈的两端经集流环与电阻 R 连接，电阻 R90，与 R 并联的交流电压表为理想电表在 t0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量 随时间 t 按图乙所示正弦规律变化求：(1)交流发电机产生的电动势的最大值；(2)电路中交流电压表的示数15.(6 分) 如图 15(a)为半导体材料做成的热敏电阻的阻值随温度变化的曲线，图(b) 为用此热敏电阻 Rt和继电器做成的温控电路，设继电器的线圈电阻为 Rx50，当继电器线圈中的电流大于或等于 Ic20mA 时，继电器的衔铁被吸合左侧电源电动势为 6V
10、，内阻可不计，试问温度满足什么条件时，电路右侧的小灯泡会发光？图 1516(16 分) 如图 16 所示，竖直平面内有一半径为 r、电阻为 R1、粗细均匀的光滑半圆形金属环，在 M、N 处与距离为 2r、电阻不计的平行光滑金属导轨 ME、NF 相接，E、F之间接有电阻 R2，已知 R112R，R 24R.在 MN 上方及 CD 下方有水平方向的匀强磁场和，磁感应强度大小均为 B.现有质量为 m、电阻不计的导体棒 ab，从半圆环的最高点 A处由静止下落，在下落过程中导体棒始终保持水平，与半圆形金属环及轨道接触良好，设平行导轨足够长已知导体棒下落 时的速度大小为 v1，下落到 MN 处时的速度大小
11、为 v2.r2图 16(1)求导体棒 ab 从 A 处下落 时的加速度大小r2(2)若导体棒 ab 进入磁场后棒中电流大小始终不变，求磁场 和之间的距离 h 和R2 上的电功率 P2.(3)若将磁场的 CD 边界略微下移，导体棒 ab 刚进入磁场 时的速度大小为 v3，要使其在外力 F 作用下做匀加速直线运动，加速度大小为 a，求所加外力 F 随时间变化的关系式期末综合检测答案1B2C3AB 金属棒切割磁感线产 生的感应电动势为 BLv，感应电流 I ，其大小与ER BLvR速度成正比；产生的热量 Q I2Rt ，B、L、L、R 是一样的，两次 产B2L2v2R Lv B2L2L vR生的热量
12、比等于运动速度的比；通过任一截面的电荷量 qIt 与速度无关，所以这两个过程中，通 过BLvR Lv BLLR任一截面的电荷量之比应为 11；金属棒运动过程中受磁场力的作用，为使棒匀速运动，外力大小要与磁场力相同则外力的功率 PFvBIL v ，其中 B、L、R 相同，外力的功B2L2v2R率与速度的平方成正比，所以外力的功率之比应为 14.4AD 自感 线圈的一个重要作用是使通过线圈中的电流不能突变，电流从一个值变到另一个值总需要时间，这是解决 这类问题的关键在甲 图 中，K 闭合时，由电阻大小关系可推测流过 S 所在支路的电流等于流过 L 所在支路的电流，当 K 断开后，流 过 L 所在支
13、路的电流通过了 S 并逐渐减小，在此 过程中， 该电流始终不比 S 发光时的电流大，故 S 将逐渐变暗A 选项正确同理，在乙 图中，K 闭合时，由电阻大小关系可推测流过 S 所在支路的电流小于流过 L 所在支路的电流，当 K 断开后，流 过 L 所在支路的 电流通过了 S，并从大于 S发光时的电流开始减小，故 S 将先变得更亮，然后才 变暗D 选项正确5BD 从图象可以看出，交变电流中电流最大值为 0.6 A，电流有效值为：2I 0.6A，R 1 两端电压为 U1IR 16V， R2 两端电压最大值为 UmI mR2 20V12Im2 325V，综 上所述，正确选项为 B、D.26C7BC 由
14、 U2 U1 得 U1 不 变， U2 就不变；S 断开， R 总 增大，U 2 不变，则 I2变小，由n2n1I1 I2 得 I1 也 变小；I 2变小，加在 R1 两端的电压变小，由 UR3U 2UR 1，得 UR3 增大，所n2n1以 I3变 大8C 油滴静止说明电容器下极板带正电，线圈中电流自上而下 (电源内部)，由楞次定律可以判断，线圈中的磁感应强 度 B 为竖直向上且正在减弱或竖直向下且正在增强又 EntUR ERR rmgqURd由以上各式可解得： t mgdR rnRq9B 街旁的路灯和江海里的航标，都是利用了半 导体的光敏性，夜晚电阻大，白天电阻小10B 控制电路含电磁继电器
15、，甲的回路 为控制电路，甲当然是半导体热敏电阻；热敏电阻的特点是温度高，电阻小，电流大，继电器工作，触头被吸下，乙被接通应报警，即乙是小电铃；平常时，温度低，电 阻大，电流小，丙 导通， 应是 绿灯泡，即 B 正确11116 14解析 对理想变压器，有 I1I2 n2n1 14又 UAI 1R，UBI 2R 所以 UAUB I1RI2R I1I2 14PA I R，PBI R21 2所以 ( )2PAPB I21I2 I1I2 11612(1)如下图所示(2)记录温度计的示数 记录电压表的示数(3)100 0.400解析 (1)连接实物图时导线不能交叉，电压表应并联在电阻两端，电流由电压表的正
16、接线柱流入(2)因本实验是探究热敏电阻的阻值随温度变化的特性，所以实验需测出热敏电阻的阻值及相应的温度，热敏电阻的阻 值用 R 间接测量，故需记录的数据是温度计的示数和电UI压表的示数(3)设热敏电阻 RR 0kt，k 0.400.温度为 10时，热敏电阻 R104 ，则108 10420 10R0R kt(1040.40010) 100，所以 R(1000.400t) .13(1)539V (2)2102 s (3)50Hz(4)u539sin314tV14(1)200V (2)127V解析 (1)交流发电机产生电动势的最大值 EmnBS而 mBS 、 ，所以 Em2T 2nmT由 t 图线
17、可知： m2.0 102 Wb，T6.2810 2 s所以 Em200V(2)电动势的有效值 E Em100 V22 2由闭合电路的欧姆定律，电路中 电流的有效值为I AER r 2交流电压表的示数为 UIR90 V127V215温度等于或大于 50解析 Ic ，故 Rt250，从图线可知对应的温度是 50，所以温度等于或大于ERt Rx50时，电路右侧的小灯泡会 发光16(1)g (2) 3B2r2v14mR 9m2gR232B4r4 v22g 9m2g2R16B2r2(3)F t mamg4B2r2a3R 4B2r2v33R解析 (1)以导体棒为研究对象，棒在磁场中切割磁感线，棒中产生感应
18、电动势，导体棒 ab 从 A 下落 r/2 时，导体棒在重力与安培力作用下做加速运动，由牛顿第二定律，得mgBILma式中 L r，I3BLv1R总式中 R 总 4R8R4R 4R8R 4R 4R由以上各式可得到 ag3B2r2v14mR(2)当导体棒 ab 通过磁场时，若安培力恰好等于重力，棒中电流大小始终不变即 mgBI2 r B 2rB2rvtR并 4B2r2vtR并式中 R 并 3R12R4R12R 4R解得 vt mgR并4B2r2 3mgR4B2r2导体棒从 MN 到 CD 做加速度为 g 的匀加速直线运动，有 v v 2gh，得2t 2h 9m2gR232B4r4 v22g此时导体棒重力的功率为 PGmgv t3m2g2R4B2r2根据能量守恒定律，此时导体棒重力的功率全部 转化为电 路中的电功率即 P 电 P 1P 2P G3m2g2R4B2r2所以 P2 PG34 9m2g2R16B2r2(3)设导体棒 ab 进入磁场后经过时间 t 的速度大小为 vt ，此时安培力大小为 F4B2r2vt3R由于导体棒 ab 做匀加速直线运动，有 vtv 3at根据牛顿第二定律，有 FmgFma即 Fmg ma4B2r2v3 at3R由以上各式解得F (atv 3)m(ga)4B2r23R t mamg4B2r2a3R 4B2r2v33R
