1、综合检测卷(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目前金属探测器已经广泛应用于各种安检、高考及一些重要场所，关于金属探测器的下列有关论述正确的是 ( )A金属探测器可用于月饼生产中，用来防止细小的金属颗粒混入月饼馅中B金属探测器能帮助医生探测儿童吞食或扎到手脚中的金属物，是因为探测器的线圈中能产生涡流C使用金属探测器的时候，应该让探测器静止不动，探测效果会更好D能利用金属探测器检测考生是否携带手机等违禁物品，是因为探测器的线圈中通有直流电答案 A解析 金属探测器是通过其通有交流电的探测线圈，会在隐藏金属中激起涡流，反射回探测线圈，
2、从而改变原交流电的大小和相位，从而起到探测作用当探测器对于被测金属发生相对移动时，探测器中的线圈的交流电产生的磁场相对变化较快，在金属中产生的涡流会更强，检测效果更好，正确选项为 A.2一磁铁自远处匀速沿一圆形线圈的轴线运动，并穿过线圈向远处移动，如图 1 所示，则下列四个图中能较正确反映线圈中电流 I 和时间 t 的关系的是(线圈中电流的方向为正方向) ( )图 1答案 B解析 当条形磁铁向右运动且并未穿过线圈过程中，通过线圈的磁通量向右逐渐增加，由楞次定律可知，线圈中的感应电流为正方向，当条形磁铁的正中央到达线圈位置时，磁通量的变化率最小，感应电流为零，当条形磁铁正中央通过线圈后，穿过线圈
3、向右的磁通量逐渐减小，则线圈中产生负方向的感应电流，且先增大再减小，故选项 B 正确3.如图 2 所示，电感 L 的电感很大，电源内阻不可忽略，A、B 是完全相同的两只灯泡，当开关 S 闭合时，下列判断正确的是 ( )图 2A灯 A 比灯 B 先亮，然后灯 A 熄灭B灯 B 比灯 A 先亮，然后灯 B 逐渐变暗C灯 A 与灯 B 一起亮，而后灯 A 熄灭D灯 A 与灯 B 一起亮，而后灯 B 熄灭答案 B解析 开关 S 闭合时，B 灯立即亮，A 灯由于电感 L 的自感作用，将逐渐变亮，由于总电流逐渐变大，路端电压变小，B 灯逐渐变暗，选项 B 符合要求4如图 3 所示是一交变电流的 it 图像
4、，则该交变电流的有效值为 ( )图 3A4 A B2 A2C. A D. A83 2303答案 D解析 设该交变电流的有效值为 I，由有效值的定义得( )2Rt1I Rt2I 2RT.而 Tt 1t 2，Im2 2m代入数据解得：I A，故 D 正确23035一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动在转动过程中，线框中的最大磁通量为 m，最大感应电动势为 Em.下列说法中正确的是 ( )A当磁通量为零时，感应电动势为零B当磁通量减小时，感应电动势在减小C当磁通量等于 0.5m，感应电动势等于 0.5EmD角速度 等于 Em/m答案 D解析 根据正弦式交变电流的产生及其变化规律(
5、设从中性面开始) ，eE msin tBSsin t msin t可知 D 是正确的6如图 4 所示，水平桌面上一个面积为 S 的圆形金属框置于匀强磁场中，金属框平面与磁场垂直，磁感应强度 B1 随时间 t 的变化关系如图(1) 所示磁场方向垂直线框平面向下圆形金属框与一个水平的平行金属导轨相连接，导轨上放置一根导体棒，导体棒的长为 L，电阻为 R，且与导轨接触良好，导体棒处于另一匀强磁场中，其磁感应强度恒为 B2，方向垂直导轨平面向下，如图(2)所示若导体棒始终保持静止，则其所受的静摩擦力 f 随时间变化的图像是(设向右为静摩擦力的正方向 ) ( )图 4答案 A解析 根据楞次定律、左手定则
6、和平衡条件可知 A 项正确二、多项选择题(本题共 4 小题，每小题 5 分，共 20 分每题至少有两个选项正确，选对得 5 分，漏选得 2 分，错选得 0 分)7一矩形线圈在匀强磁场中转动，产生交变电流的电动势为 e220 sin 100t V，对于这2个交变电流的说法错误的是 ( )A此交变电流的频率为 100 Hz，周期为 0.01 sB此交变电流电动势的有效值为 220 VC耐压为 220 V 的电容器能够在该交变电路中使用Dt0 时，线圈平面与中性面垂直，此时磁通量为零答案 ACD解析 由电动势瞬时值表达式可知，此交变电流的频率为 50 Hz，周期为 0.02 s，电动势的有效值为 2
7、20 V，最大值为 220 V，故 A、C 选项错误，B 选项正确当 t0 时，电动势2的瞬时值为零，说明 t0 时线圈处于中性面位置，通过线圈的磁通量最大，故 D 选项错误8如图 5 甲是录音机的录音电路原理图，乙是研究自感现象的实验电路图，丙是光电传感的火灾报警器的部分电路图，丁是电容式话筒的电路原理图，下列说法正确的是 ( )图 5A甲图中录音机录音时，由于话筒的声电转换，线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场B乙图电路开关断开瞬间，灯泡会突然闪亮一下，并在开关处产生电火花C丙图电路中，当有烟雾进入罩内时，光电三极管上就会因烟雾的散射而有光的照射，表现出电阻的变化D丁图电路中，根据电
8、磁感应原理，声波的振动会在电路中产生恒定的电流答案 AC解析 乙图电路开关断开瞬间，线圈中产生很高的自感电动势，但由于电路不能构成回路，所以不会产生感应电流，灯泡不会突然闪亮一下，选项 B 错误；丁图电路中，声波的振动会改变 M、N 间的距离，从而改变了电容的大小，在电路中产生变化的充放电电流，选项D 错误9如图 6 甲所示是某燃气炉点火装置的原理图转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为 n1、n 2，为交流电压表当变压器副线圈电压的瞬时值大于 5 000 V 时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体以下判断正确的是( )
9、图 6A电压表的示数等于 5 VB电压表的示数等于 V52C实现点火的条件是 1 000n2n1D实现点火的条件是 1 000，故选项 C 正确，U2m2 5 0002 n2n15 0002 V52 V选项 D 错误10.如图 7 所示，边长为 l 的正方形闭合导线框置于磁感应强度为 B 的匀强磁场中，线框平面与磁感线的方向垂直用力将线框分别以速度 v1 和 v2 匀速拉出磁场，比较这两个过程，以下判断正确的是 ( )图 7A若 v1v 2，通过线框导线的电荷量 q1q 2B若 v1v 2，拉力 F1F 2C若 v12v 2，拉力的功率 P12P 2D若 v12v 2，拉力所做的功 W12W
10、2答案 BD解析 由于 E ，I ，qIt ，所以 qt ER R由于 及 R 一定，故 q1q 2，所以 A 错误由于拉力 FF 安 ，而 F 安 BIl ，I ，EBlv，ER所以 FF 安 .B2l2vR由此可看出，若 v1v 2，F 1F 2，B 正确由 PFv，F F 安 .B2l2vR所以 P .B2l2v2R由于 v12v 2，P 14P 2，故 C 错误由拉力做功 WFlF 安 l l ，B2l2vR B2l3vR又因 v12v 2，故 W12W 2，故 D 正确三、填空题(本题共 2 小题，共 11 分)11(4 分) 如图 8 所示，单匝矩形闭合导线框 abcd 全部处于磁
11、感应强度为 B 的水平匀强磁场中，线框面积为 S，电阻为 R.线框绕与 cd 边重合的竖直固定转轴以角速度 匀速转动，线框中感应电流的有效值 I _.线框从中性面开始转过 的过程中，通过导线横截面2的电荷量 q_.图 8答案 2BS2R BSR解析 电动势最大值 EmBS，有效值 E BS.由闭合电路欧姆定律可得 I Em2 22 ER，电荷量 q t t .2BS2R I ER R BSR12(7 分) 在研究电磁感应现象实验中，(1)为了能明显地观察到实验现象，请在如图 9 所示的实验器材中选择必要的器材，在图中用实线连接成相应的实物电路图图 9(2)将原线圈插入副线圈中，闭合开关，副线圈
12、中的感应电流方向与原线圈中电流的绕行方向_(填“相同”或“ 相反”) (3)将原线圈拔出时，副线圈中的感应电流方向与原线圈中电流的绕行方向_( 填“相同”或“相反”)答案 (1)见解析图 (2) 相反 (3) 相同解析 (1)实物电路图如图所示(2)因闭合开关时，穿过副线圈的磁通量增大，由楞次定律知，感应电流的磁场与原磁场方向相反，故电流绕行方向相反(3)将原线圈拔出时，穿过副线圈的磁通量减小，由楞次定律知，感应电流的磁场与原磁场方向相同，故电流绕行方向相同四、计算题(本题共 4 小题，共 45 分)13(6 分) 如图 10 所示，面积为 0.2 m2 的 100 匝线圈处在匀强磁场中，磁场
13、方向垂直于线圈平面已知磁感应强度随时间变化的规律为 B(20.2t) T，定值电阻 R16 ，线圈电阻 R24 ，求 a、b 两点间的电压 Uab.图 10答案 2.4 V解析 由法拉第电磁感应定律 En SBt由题意： 0.2 T/s，n100 ，S0.2 m 2Bt可得：E4 V回路中线圈为电源，R 1为外电阻，有|U ab|ER1R1 R2由楞次定律得 a 点电势高于 b 点电势，所以 Uab2.4 V.14.(12 分) 如图 11 所示为交流发电机示意图，匝数为 n 100 匝的矩形线圈，边长分别为 10 cm 和 20 cm，内阻为 5 ，在磁感应强度 B0.5 T 的匀强磁场中绕
14、 OO轴以 50 rad/s2的角速度匀速转动，线圈外部和 20 的电阻 R 相连接求：图 11(1)S 断开时，电压表示数；(2)开关 S 合上时，电压表和电流表示数；(3)通过电阻 R 的电流最大值是多少？电阻 R 上所消耗的电功率是多少？答案 (1)50 V (2)40 V 2 A (3)2 A 80W2解析 (1)感应电动势的最大值Em nBS100 0.50.10.250 V50 V2 2S 断开时，电压表示数为电源电动势的有效值 E 50 V.Em2(2)当开关 S 合上时，由闭合电路欧姆定律得I A2 AER r 5020 5UIR220 V40 V(3)通过 R 的电流最大值
15、Im I2 A.2 2电阻 R 上所消耗的电功率 PUI402 W80 W.15(12 分) 如图 12 所示，某小型水电站发电机的输出功率为 10 kW，输出电压为 400 V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用 2 kV 高压输电，最后用户得到 220 V、9.5 kW 的电力，求：图 12(1)升压变压器原、副线圈的匝数比 n1n 2；(2)输电线路导线的总电阻 R；(3)降压变压器原、副线圈的匝数比 n3n 4.答案 (1)15 (2)20 (3)9511解析 (1) n1n2 U1U2 15(2)P0.5 kWI R2又 P1P 2U 2I2所以 I25 A，R20 (3)
16、U3U 2I 2Rn3n4 U3U4解得 n3n4 951116(15 分) 如图 13 所示，用质量为 m、电阻为 R 的均匀导线做成边长为 l 的单匝正方形线框 MNPQ，线框每一边的电阻都相等将线框置于光滑绝缘的水平面上在线框的右侧存在竖直向下的有界匀强磁场，磁场边界间的距离为 2l，磁感应强度为 B.在垂直 MN 边的水平拉力作用下，线框以垂直磁场边界的速度 v 匀速穿过磁场在运动过程中线框平面水平且 MN 边与磁场的边界平行求：图 13(1)线框 MN 边刚进入磁场时，线框中感应电流的大小；(2)线框 MN 边刚进入磁场时，M 、N 两点间的电压 UMN；(3)在线框从 MN 边刚进入磁场到 PQ 边刚穿出磁场的过程中，水平拉力对线框所做的功 W.答案 (1) (2) Blv (3)BlvR 34 2B2l3vR解析 (1)线框 MN 边刚进入磁场时，感应电动势 EBl v，线框中的感应电流 I .ER BlvR(2)M、N 两点间的电压 UMN E Blv.34 34(3)只有 MN 边在磁场中时，线框运动的时间 t ，lv此过程线框中产生的焦耳热 QI 2Rt ，B2l3vR只有 PQ 边在磁场中运动时线框中产生的焦耳热 Q ，B2l3vR根据能量守恒定律得水平外力做功 W2Q .2B2l3vR
