1、1模块综合检测(时间：90 分钟 满分：110 分)一、选择题(本题共 14小题，每小题 4分，共 56分，第 18 小题中只有一个选项符合题意，第 914 小题中有多个选项符合题意，全选对的得 4分，选对但不全的得 2分，有选错的得 0分)1在物理学发展过程中，许多科学家做出了贡献，下列说法正确的是( )A法拉第发现了电磁感应定律并找到了判断感应电动势方向的楞次定律B库仑用他发明的扭秤研究带电体间的相互作用，提出了库仑定律C楞次发现了电流热效应的规律D奥斯特发现了电流的磁效应，总结出了电磁感应定律解析：选 B 法拉第发现了电磁感应现象，是楞次找到了判断感应电动势方向的楞次定律，故 A错误。库
2、仑通过他发明的扭秤研究带电体间的相互作用，提出了库仑定律，故B正确。焦耳发现了电流热效应的规律，故 C错误。奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第总结出了电磁感应定律，故 D错误。2如图 1所示， L1和 L2是远距离输电的两根高压线，在靠近用户端的某处用电压互感器和电流互感器监测输电参数。在用电高峰期，用户接入电路的用电器逐渐增多的时候( )图 1A甲电表为电流表 B甲电表的示数变大C乙电表为电压表 D乙电表的示数变大解析：选 D 由题图可知，甲并联在电路中，乙串联在电路中，则甲是电压表，乙是电流表，所以甲是电压互感器，乙是电流互感器，故 A、C 错误；在用电高峰期，用户接入电路的用电器逐渐增多的
3、时候，副线圈总电阻变小，副线圈总电流变大，所以输电导线电流变大，输电导线电阻 R不变，由 U IR可知，电压损失变大，所以高压线上输出电压变小，根据匝数比等于电压之比，所以甲电表的示数变小，输电导线电流变大，所以乙电表的示数变大，故 B错误、D 正确。3在半径为 r、电阻为 R的圆形导线框内，以直径为界，左、右两侧分别存在着方向如图 2甲所示的匀强磁场。以垂直纸面向外的磁场为正，两部分磁场的磁感应强度 B随时间 t的变化规律分别如图乙所示。则 0 t0时间内，导线框中( )2图 2A没有感应电流B感应电流方向为逆时针C感应电流大小为 r2B0t0RD感应电流大小为2 r2B0t0R解析：选 C
4、 根据楞次定律可知，左边的导线框的感应电流是顺时针，而右边的导线框的感应电流也是顺时针，则整个导线框的感应电流方向为顺时针，故 A、B 错误；由法拉第电磁感应定律，因磁场的变化，导致导线框内产生感应电动势，结合题意可知，产生感应电动势正好是两者之和，即为 E2 ；再由闭合电路欧姆定律，可得感应电流大 r2B02t0小为 I ，故 C正确，D 错误。ER r2B0t0R4如图 3甲所示，一矩形线圈位于随时间 t变化的匀强磁场中，磁感应强度 B随 t的变化规律如图乙所示。以 i表示线圈中的感应电流，以图甲中线圈上箭头所示方向为电流正方向，以垂直纸面向里的磁场方向为正，则以下的 it图像中正确的是(
5、 )图 3解析：选 A 由电磁感应定律和欧姆定律得 I ，线圈的面积 S和ER t 1R B t SR电阻 R都是定值，则线圈中的感应电流与磁感应强度 B随 t的变化率成正比。由图乙可知，01 时间内， B均匀增大， 增大，根据楞次定律得知，感应磁场与原磁场方向相反(感应磁场的磁感应强度的方向向外)，由右手定则判断可知，感应电流是逆时针的，因而是负3值。由于 不变，所以可判断 01 为负的恒值；同理可知 12 为正的恒值；23 为零； B t34 为负的恒值；45 为零；56 为正的恒值，故选 A。5如图 4甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比 n1 n221，电压表和电流表均为理想电表，二极管
6、为理想二极管，灯泡电阻 R55 ，原线圈两端加如图乙所示的电压，下列说法正确的是( )图 4A电流表的读数为 A2B电压表的读数为 110 VC灯泡 L的功率为 440 WD副线圈两端电压为 110 V2解析：选 A 根据乙图可得原线圈电压的有效值为 U1 V220 V，根据 22022 U1U2可得副线圈两端的电压为 110 V，因为二极管为理想二极管，所以电压表示数为 55 n1n2 2V，电流表的读数为 I A A，灯泡的功率为 PL 55 W110 W，故 A正确。55255 2 2 26如图 5所示，匝数为 50匝的矩形闭合导线框 ABCD处于磁感应强度大小 B T的210水平匀强磁
7、场中，线框面积 S0.5 m2，线框电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴 OO以角速度 100 rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220 V,60 W”的灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为 10 A，下列说法正确的是( )图 5A在图示位置线框中产生的感应电动势最大B线框中产生电动势的有效值为 250 V2C变压器原、副线圈匝数之比为 2522D允许变压器输出的最大功率为 1 000 W4解析：选 C 由图可知，此时线框和磁场垂直，此时线框的磁通量最大，感应电动势为 0，所以 A错误。矩形闭合导线框 ABCD在磁场中转动，产生的交流电的最大值为：Em nBS
8、 50 0.5100 V250 V，故有效值为 250 V，故 B错误。由于电压与210 2匝数成正比，所以变压器原、副线圈匝数之比为：2502202522，故 C正确。由于熔断器允许通过的最大电流为 10 A，所以允许变压器输出的最大功率为 P UI25010 W2 500 W，故 D错误。故选 C。7.有一理想变压器如图 6所示，原副线圈的匝数比为 n，原线圈接正弦交流电，副线圈输出端接有一个交流电压表、一个交流电流表和一个电动机，电动机线圈电阻为 R，当原线圈接通电源后，电流表示数为 I，电压表示数为 U，电动机带动一重物匀速上升，下列判断正确的是( )图 6A电动机两端电压为 U2B变
9、压器的输出功率为 nIUC电动机的输出功率为 IU I2RD电动机消耗的功率为U2R解析：选 C 电压表测量的就是电动机的电压，即电动机两端电压为 U，故 A错误；变压器的输出功率 P UI，故 B错误；电动机的输出功率 P 出 P P 热 IU I2R，故 C正确；电动机消耗的功率 P UI，故 D错误。8.如图 7所示，先后以速度 v1和 v2匀速把一矩形线圈拉出有界匀强磁场区域，v12 v2，在先后两种情况下( )图 7A线圈产生的感应电动势之比 E1 E221B线圈中的感应电流之比 I1 I212C线圈中产生的焦耳热之比 Q1 Q241D通过线圈某截面的电荷量之比 q1 q212解析：
10、选 A 由于 v12 v2，根据 E BLv，知感应电动势之比为 21，感应电流I ，则感应电流之比为 21，故 A正确，B 错误。又知时间比为 12，根据 Q I2Rt，ER5知热量之比为 21，故 C错误。根据 q It ，知通过某截面的电荷量之比为 11， R故 D错误。9(2016全国卷)法拉第圆盘发电机的示意图如图 8所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片 P、 Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场 B中。圆盘旋转时，关于流过电阻 R的电流，下列说法正确的是( )图 8A若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定B若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿 a到 b的
11、方向流动C若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化D若圆盘转动的角速度变为 2倍，则电流在 R上的热功率也变为原来的 2倍解析：选 AB 由右手定则知，圆盘按如题图所示的方向转动时，感应电流沿 a到 b的方向流动，选项 B正确；由感应电动势 E Bl2 知，角速度恒定，则感应电动势恒定，12电流大小恒定，选项 A正确；角速度大小变化，感应电动势大小变化，但感应电流方向不变，选项 C错误；若 变为原来的 2倍，则感应电动势变为原来的 2倍，电流变为原来的2倍，由 P I2R知，电流在 R上的热功率变为原来的 4倍，选项 D错误。 10.如图 9所示，在半径为 R的半圆形区域
12、内，有磁感应强度为 B的垂直纸面向里的有界匀强磁场， PQM为圆内接三角形，且 PM为圆的直径，三角形的各边由材料相同的细软导线组成(不考虑导线中电流间的相互作用)。设线圈的总电阻为 r且不随形状改变，此时 PMQ37，已知 sin 370.6，cos 370.8。则下列说法正确的是( )图 9A穿过线圈 PQM的磁通量为 0.96 BR2B若磁场方向不变，只改变磁感应强度 B的大小，且 B B0 kt(k为常数， k0)，则线圈中产生的感应电流大小为 I0.96kR2rC保持 P、 M两点位置不变，将 Q点沿圆弧顺时针移动到接近 M点的过程中，线圈中感应电流的方向先沿逆时针，后沿顺时针D保持
13、 P、 M两点位置不变，将 Q点沿圆弧顺时针移动到接近 M点的过程中，线圈中6不会产生焦耳热解析：选 ABC 穿过线圈 PQM中的磁通量大小为 B 2Rsin 372Rcos 37120.96 BR2，故 A正确。由 B B0 kt得： k，根据法拉第电磁感应定律得：感应电动 B t势为： E S k 2Rsin 372Rcos 370.96 kR2，线圈中产生的感应电流大 B t 12小为： I ，故 B正确。保持 P、 M两点位置不变，将 Q点沿圆弧顺时针移动到Er 0.96kR2r接近 M点的过程中， PQM的面积先增大后减小，穿过线圈的磁通量先增大后减小，线圈中将产生感应电流，根据楞次
14、定律可知，感应电流方向先沿逆时针方向后沿顺时针方向，线圈中有感应电流，线圈要产生焦耳热，故 C正确，D 错误。11如图 10甲所示，垂直纸面向里的有界匀强磁场的磁感应强度 B1.0 T，质量m0.04 kg、高 h0.05 m、总电阻 R5 、 n 100匝的矩形线圈竖直固定在质量M0.08 kg 的小车上，小车与线圈的水平长度 l相等。线圈和小车一起沿光滑水平面运动，并以初速度 v110 m/s进入磁场，线圈平面和磁场方向始终垂直。若小车运动的速度 v随位移 x变化的 vx图像如图乙所示，则根据以上信息可知( )图 10A小车的水平长度 l10 cmB磁场的宽度 d35 cmC小车的位移 x
15、10 cm 时线圈中的电流 I7 AD线圈通过磁场的过程中线圈产生的热量 Q1.92 J解析：选 AC 闭合线圈在进入和离开磁场时的位移即为线圈的长度，线圈进入或离开磁场时受安培力作用，将做减速运动，由乙图可知，线圈的长度 l10 cm，故 A正确；磁场的宽度等于线圈刚进入磁场到刚离开磁场时的位移，由乙图可知，515 cm是进入的过程，1530 cm是完全在磁场中运动的过程，3040 cm是离开磁场的过程，所以 d30 cm5 cm25 cm，故 B错误；位移 x10 cm时线圈的速度为 7 m/s，线圈进入磁场过程中，根据 I 7 A，故 C正确；线圈通过磁场过程中运用动能定理得： (M m
16、)nBhvR 12v22 (M m)v12 W 安 ，由乙图可知 v110 m/s， v23 m/s，代入数据得： W 安 5.46 12J，所以克服安培力做功为 5.46 J，即线圈通过磁场过程中产生的热量为 5.46 J，故 D错7误。12如图 11甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，每当工件挡住 A发出的光，光传感器 B就输出一个电信号，并经信号处理器处理后在屏幕显示出电信号与时间的关系，如图乙所示。若传送带保持匀加速运动，每个工件均相对传送带静止，且相邻工件间距依次为 5、10、15、20、(单位：cm)。则以下说法正确的是(不计工件挡住光的时间)( )图 11A工件的加速度为
17、0.1 m/s2B工件的加速度为 0.2 m/s2C当无光照射时，屏幕就输出一次高电压D当无光照射时，屏幕就输出一次低电压解析：选 BD 由题意知，工件做匀变速直线运动且相邻工件间距依次为5、10、15、20，由图乙知相邻时间间隔为 T0.5 s， x aT2，得： a xT2 0.050.52m/s20.2 m/s2，故 A错误，B 正确；无光照射时即为工件挡光时刻，屏幕就输出一次低电压，故 C错误，D 正确。13. (2016全国卷)如图 12，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和 b。当输入电压 U为灯泡额定电压的 10倍时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是( )图 1
18、2A原、副线圈匝数比为 91B原、副线圈匝数比为 19C此时 a和 b的电功率之比为 91D此时 a和 b的电功率之比为 19解析：选 AD 设灯泡的额定电压为 U0，输入电压为灯泡额定电压的 10倍时灯泡正常发光，则变压器原线圈的电压为 9U0，变压器原、副线圈的匝数比为 91，选项 A正确，选项 B错误；由 9U0Ia U0Ib得，流过 b灯泡的电流是流过 a灯泡电流的 9倍，根据P UI， a、 b灯泡的电功率之比为 19，选项 C错误，选项 D正确。14如图 13所示，矩形线圈面积为 0.1 m2，匝数为 100，绕 OO轴在磁感应强度为8T的匀强磁场中以角速度 5 rad/s 匀速转
19、动。从图示位置开始计时。理想变压器原、25副线圈的匝数分别为 n1、 n2，两电表均为理想电表，电阻 R50 ，其他电阻不计，下列判断正确的是( )图 13A在 t0.1 s 时，穿过线圈的磁通量最大B. 时，变压器输入功率为 50 Wn1n2 15C P向上移动时，电压表示数变大D P向上移动时，电流表示数变小解析：选 BD 周期 T 0.4 s，在 t0.1 s T时，线圈平面与磁场平行，磁通2 14量为零，故 A错误；交流电的最大值， Em NBS 10 V，则原线圈电压 U110 V，当2 时，副线圈电压 U250 V，则副线圈功率 P2 W50 W，所以输入功率n1n2 15 U22
20、R 2 50050也为 50 W，故 B正确；当 P位置向上移动时，副线圈匝数变少，原副线圈电压之比等于线圈匝数比，所以副线圈电压变小，即电压表示数变小，根据 P 可知，副线圈功率变小，U2R则原线圈功率减小，原线圈电压不变，则原线圈电流减小，所以电流表示数减小，故 C错误，D 正确。二、实验题(本题共 2小题，共 16分)15(6 分)如图 14所示器材可用来研究电磁感应现象及确定感应电流方向。图 14(1)在给出的实物图中，用实线作为导线将实验仪器连成实验电路。(2)线圈 L1和 L2的绕向一致，将线圈 L1插入 L2中，合上开关。能使 L2中感应电流的流向与 L1中电流的流向相同的实验操
21、作是_。A插入软铁棒9B拔出线圈 L1C增大接入电路中的滑动变阻器的阻值D断开开关解析：(1)将线圈 L2和电流计串联形成一个回路，将开关、滑动变阻器、电源、线圈L1串联而成另一个回路即可。(2)根据楞次定律可知，若使感应电流与原电流的绕行方向相同，则线圈 L2中的磁通量应该减小，故拔出线圈 L1、使变阻器阻值变大、断开开关均可使线圈 L2中的磁通量减小，故 A错误，B、C、D 正确。答案：(1)电路图如图所示 (2)B、C、D16(10 分)为了节能环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越
22、强照度越大，照度单位为 lx)。图 15(1)某光敏电阻 R在不同照度下的阻值如下表，根据表中已知数据，在图 15甲的坐标系中描绘出了阻值随照度变化的曲线。由图像可求出照度为 1.0 lx时的电阻约为_k。照度/lx 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2电阻/k 5.8 3.7 2.8 2.3 1.8(2)如图乙所示是街道路灯自动控制模拟电路，利用直流电源为电磁铁供电，利用照明10电源为路灯供电。为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果，路灯应接在_(填“ AB”或“BC”)之间，请用笔画线代替导线，正确连接电路元件。(3)用多用电表“10 ”挡，按正确步骤测量图中电磁铁线圈电阻时，指针示数如
23、图丙所示。则线圈的电阻为_。已知当线圈中的电流大于或等于 2 mA时，继电器的衔铁将被吸合。图中直流电源的电动势 E6 V，内阻忽略不计，滑动变阻器有三种规格可供选择： R1(010 ，2 A)、 R2(0200 ，1 A)、 R3(01 750 ，0.1 A)。要求天色渐暗照度降低至 1.0 lx时点亮路灯，滑动变阻器应选择_(填“ R1”“R2”或“R3”)。为使天色更暗时才点亮路灯，应适当地_(填“增大”或“减小”)滑动变阻器的电阻。解析：(1)根据图像直接读出对应的照度为 1.0 lx时的电阻约为 2.0 k。(2)光敏电阻的电阻值随光照强度的增大而减小，所以白天时光敏电阻的电阻值小，
24、电路中的电流值大，电磁铁将被吸住；静触点与 C接通；晚上时的光线暗，光敏电阻的电阻值大，电路中的电流值小，所以静触点与 A接通。所以要达到晚上灯亮，白天灯灭，则路灯应接在 AB之间。电路图如图所示；(3)欧姆表的读数是先读出表盘的刻度，然后乘以倍率，表盘的刻度是 14，倍率是“10 ” ，所以电阻值是 1410 140 ；天色渐暗照度降低至 1.0 lx时点亮路灯，此时光敏电阻的电阻值是 2 k，电路中的电流是 2 mA， R R 光 2 EI 6210 3000 1 000 ，所以要选择滑动变阻器 R3。由于光变暗时，光敏电阻变大，分的电压变大，所以为使天色更暗时才点亮路灯，应适当地减小滑动变阻器的电阻。答案：(1)2.0 (2) AB 电路图见解析(3)140 R3 减小三、计算题(本题共 3小题，共 38分)17(12 分)电磁弹是我国最新研究的重大科技项目，原理可用下述模型说明。如图 16甲所示，虚线 MN右侧存在竖直向上的匀强磁场，边长为 L的正方形单匝金属线框 abcd放在光滑水平面上，电阻为 R，质量为 m， ab边在磁场外侧紧靠 MN虚线边界。 t0 时起磁感应强度 B随时间 t的变化规律是 B B0 kt(k为大于零的常数)。空气阻力忽略不计。
