1、模块综合检测(时间：90 分钟 满分：100 分)一、单项选择题(本题共 6 小题，每小题 4 分，共 24 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 BB 0sin t.下列说法不正确的是( )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
2、止不动D发生摆动，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 34如图 4 所示，蹄形磁铁的两极之间放置一个线圈 abcd，磁铁和线圈都可以绕 OO轴转动，当磁铁按图示方向绕 OO轴转动，线圈的运动情况是 ( )A俯视，线圈顺时针转动，转速与磁铁相同 B俯视，线圈逆时针转动，转速与磁铁相同C线圈与磁铁转动方向相同，但转速小于磁铁的转速 D线圈静止不动图 4 图 55线框在匀强磁场中绕 OO轴匀速转动(由上向
3、下看是逆时针方向)，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( )A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图 6 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 S1 B先断开 S2 C先拆除电流表 D先拆除电阻 R二、双项选择题(本题共 4 小题，每小题 6 分，共 24 分)7如图 7 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 n212
4、0 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8一交变电流的 it 图象如图 8 所示，由图可知( )A用电流表测该电流示数为 10 A2B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 sin 628t A29如图 9 所示的电路中，L 为自感系数很大的电感线圈，N
5、 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 端图 6 图 7 图 8 图 9 图 1010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
6、延时作用D如果断开 B 线圈的开关 S2，延时将变长题 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10答 案三、填空题(本题共 2 小题，共 16 分)11(4 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.图 11 图 1212(12 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 为定值电阻且阻值大小已知，电压表视为理想电压表(1)请根据图 12，将图 13 中的实验器材连接成实验电路(2)若电压表 V2 的读数为 U0，则 I_.(3)实验一：用一定强度的光照射硅光电
7、池，调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的UI 曲线 a，见图 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 13 图 14姓名：_ 班级：_ 学号：_ 得分：_ 四、解答题(本题共 4 小题，共 36 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
8、 W”的灯泡连接，灯泡正常发光副线圈的输出电压为110 V，电流为 0.4 A求：图 15(1)副线圈的匝数；(2)原线圈的匝数以及通过原线圈的电流14(8 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 2.410 8 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d1 m，右端通过导线与阻值 RL8 的小灯泡 L 相连， CD
9、EF 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作用下从静止开始运动 s2 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(12 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 y m，C 为导轨的5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
10、 R2，其中 R14.0 、R 212.0 .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 v3.0 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、R 2 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1B 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 B 不正确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
11、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，研究两表的接线可知，两表串联，故可判定电流计 B 的指针向右摆动3B 0 t 1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，t 1 t2时间内无电流，t 2t 4时间内有顺时针大小不变的电流4C 当磁铁转动时，由楞次定律知，线圈中有感应电流产生，以阻碍磁通量的增加，即感应电流的方向必定是使其受到的力矩的方向与磁铁转动方向相同，以减小磁通量的增加，因而线圈跟着转起来，但阻碍不是阻止，磁通量仍要增加，所以其转速小于
12、磁铁的转速5D 由题图可知， mcos ，eE msin ，所以磁通量变大，感应电动势变小6B 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 S2.7BD 根据输入电压与匝数关系，有 ，解得U1U2 n1n2U2 U1 180 V36 V根据保险丝熔断电流，有 P2P 1I 1U10.5180 n2n1 120600W90 W根据正弦交变电流有效值与最大值间的关系，有 U2m U236 V允许副2 2线圈通过的最大电流有效值为 I2 I1 0.5 A2.5 A负载电阻是最小值 R n1n2 600120 U2I2 14.4 .根据以上数据，得 B
13、、D 正确362.58BD9AD 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，周期 T0.3 s，前 时间内 U1100 V，后 时T3 2T3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T ，代入已知数据，解得 U50 V.U2R U21R(T3) U2R(23T) 212(1)实验电路如下图所示(2) (3)不是 0
14、.295(0.293 0.297) 2.67(2.642.70) (4)0.068(0.0600.070)U0R0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 U 0 时的电流为短路电流，约为 295 A0.295 mA；当电流I0 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(0.21 mA,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
15、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，但输入功率等于输出的总功率(1)已知 U212 V，n 230；U 3110 V由 ，得 n3 n2275 匝；U2U3 n2n3 U3U2(2)由 U1220 V，根据 ，得 n1 n2550 匝U1U2 n1n2 U1U2由 P1P 2P 3 P2I 3U3
16、56 W，得 I1 0.25 AP1U114(1)810 4 V (2)3.2 103 V解析 (1)导线电阻 r 25.6 2lS 2.410 82801031.510 4输电线路上损失的功率为输出功率的 4%，则4%PI 2r代入数据得 I125 A由理想变压器 P 入 P 出 及 P UI 得输出电压 U V810 4 VPI 107125(2)输电线路上的电压损失UIr125 25.6 V3.2 103 V15(1)0.8 N (2)5.12 W解析 (1)对导体棒由动能定理得Fs mv212因为导体棒进入磁场时恰好做匀速直线运动所以 FBIdB dBdvR RL代入数据，根据以上两式
17、方程可解得：F0.8 N，v8 m/s(2)小灯泡发光时的功率PL 2RL5.12 W(BdvR RL)16(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 Lx0.5sin y，5Lmx m0.5 m ，由 EmBL mv，得 Em3.0 V ，Im ，且 R 并 ，EmR并 R1R2R1 R2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 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 mI mLmB，F 安 m1.0 N，FmF 安 mmg，F m2.0 N .(3)金属棒 MN 在运动过程中，产生的感应电动势e3.0sin y，5有效值为 E 有 .Em2金属棒 MN 滑过导轨 OC 段的时间为 tt ，y m，t syOCv 52 56滑过 OC 段产生的热量Q t，Q1.25 J.E2有R并
