1、模块综合检测(一)(时间：90 分钟 分值：100 分)一、单项选择题(本大题共 10 小题，每小题 3 分，共 30 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3 分，选错或不答的得 0 分)1成功属于坚持不懈的有心人，电磁感应现象的发现充分说明了这一点，有一位物理学家在科学发现的道路上经过了多次的失败，寻找了 10 年之久，终于在 1831 年 8 月 29 日发现了电磁感应现象这位物理学家是( )A奥斯特 B麦克斯韦C法拉第 D楞次解析：电磁感应现象是英国物理学家法拉第发现的，他通过奥斯特电流的磁效应得到了启发，从而开始研究磁和电的关系，经历十年的实验，最终发现了电磁
2、感应现象，故 C 正确，A 、B、D 错误答案：C2电子秤使用的是( )A超声波传感器 B温度传感器C压力传感器 D红外线传感器解析：根据电子秤的工作原理，可知当电子秤受到压力的作用时，会显示相应的大小，使用的是压力传感器，故 C 正确答案：C3某交流发电机给灯泡供电，产生正弦式交变电流的图象如图所示，下列说法中正确的是( )A交变电流的频率为 0.02 HzB交变电流的瞬时表达式为 i5cos 50t (A)C在 t0.01 s 时，交流发电机线圈位于中性面D在 t0.015 s 时，电流改变方向解析：由图象可知，交流电的周期为 20103 s0.02 s，频率为 f 50 Hz，故 A 错
3、误；交流电的角频率为： 10 1T 2Trad/s，根据图象可得，交变电流的瞬时表达式为 iAcos t5cos 100t (A)，故 B 错误；在 t0.01 s 时，感应电流最大，所以此时穿过交流发电机线圈的磁通量的变化率最大，所以交流发电机线圈垂直于中性面，故 C 错误；在 t0.015 s 时，电流改变方向，故 D 正确答案：D4汽油机做功冲程开始时，汽缸中的汽油空气混合气要靠火花塞点燃，但是汽车蓄电池的电压只有 12 V，不能在火花塞中产生火花，为此设计了如图所示的点火装置，这个装置的核心是一个变压器，它的初级线圈通过断续开关连到蓄电池上，次级线圈接到火花塞的两端，开关由机械进行自动
4、控制，做功冲程开始时，开关由闭合变为断开，这样就能在火花塞中产生火花，下列说法正确的是( )A该设计方案不可行，因为蓄电池提供的是直流电，变压器不能改变直流电压B该设计方案可行，因为变压器能将直流电改变为交流电C该设计方案可行，因为通过变压器初级线圈的是变化的电流，可以通过变压器在副线圈上产生高电压D该变压器可以是升压变压器，也可以是降压变压器解析：虽然变压器不能对直流电进行变压，但是本设计方案在做功冲程开始时，开关由闭合变为断开，通过变压器初级线圈的是变化的电流，在变压器铁芯中的磁通量是变化的，能在副线圈中产生瞬时高电压，就能在火花塞中产生了火花，故选 C.答案：C5图 1 和图 2 是演示
5、自感现象的两个电路图，L 1 和 L2 为电感线圈实验时，断开开关 S1 瞬间，灯 A1 突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关 S2，灯 A2 逐渐变亮，而另一个相同的灯 A3 立即变亮，最终 A2 与 A3 的亮度相同下列说法正确的是( )图 1 图 2A图 1 中，A 1 与 L1 的电阻值相同B 图 1 中，闭合 S1，电路稳定后，A 1 中电流大于 L1 中电流C图 2 中，变阻器 R 与 L2 的电阻值相同D图 2 中，闭合 S2 瞬间，L 2 中电流与变阻器 R 中电流相等解析：断开开关 S1 瞬间 ，灯 A1 突然闪亮，由于线圈 L1 的自感，通过 L1 的电流逐渐减小，且通过 A1
6、，即自感电流会大于原来通过A1 的电流，说明闭合 S1，电路稳定时，通过 A1 的电流小于通过 L1的电流，L 1 的电阻小于 A1 的电阻，AB 错误；闭合 S2，电路稳定时，A2 与 A3 的亮度相同，说明两支路的电流相同，因此变阻器 R 与 L2的电阻值相同，C 正确；闭合开关 S2，A 2 逐渐变亮，而 A3 立即变亮，说明 L2 中电流与变阻器 R 中电流不相等，D 错误答案：C6如图所示，R 1 为定值电阻，R 2 为负温度系数的热敏电阻，L 为小灯泡，当温度降低时( )AR 1 两端的电压增大 B电流表的示数增大C小灯泡的亮度变强 D小灯泡的亮度变弱解析：R 2 与灯泡 L 并联
7、后与 R1 串联，与电源构成闭合电路，当热敏电阻温度降低时，电阻 R2 增大，外电路电阻增大，电流表读数减小，灯泡 L 电压增大，灯泡亮度变强， R1 两端电压减小，故 C项正确，其余各项均错答案：C7如图所示，在长载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨A、 B，导轨与直导线平行且在同一水平面内，在导轨上有两可自由滑动的导体 ab 和 cd.当载流直导线中的电流逐渐增强时，导体 ab和 cd 的运动情况是 ( )A一起向左运动B一起向右运动Cab 和 cd 相向运动，相互靠近Dab 和 cd 相背运动，相互远离解析：当载流直导线中的电流逐渐增强时，穿过闭合回路 abcd的磁通量增加，根据楞次定律，
8、感应电流的磁场要阻碍磁通量的增加，故使得 ab 和 cd 相向运动，相互靠近，故选 C.答案：C8如图所示，一个水平放置的矩形闭合线框 abcd，在水平放置的细长磁铁 S 极中心附近落下，下落过程中线框保持水平且 bc 边在纸外，ad 边在纸内它由位置甲经乙到丙，且甲、丙都靠近乙在这下落过程中，线框中感应电流的方向为( )AabcdaB adcbaC从位置甲到乙时，abcda，从位置乙到丙时 adcbaD从位置甲到乙时，adcba，从位置乙到丙时 abcda解析：从甲到乙，原磁场方向竖直向下，磁通量减小，感应电流的磁场竖直向下，由右手定则可知感应电流为 adcba，同理由乙到丙，原磁场方向竖直
9、向上，磁通量增大，感应电流的磁场竖直向下，方向为 adcba，B 对答案：B9如图所示，A、B 是两个完全相同的灯泡，D 是理想二极管，L 是带铁芯的线圈，其自感系数很大，直流电阻忽略不计下列说法正确的是( )AS 闭合瞬间， A 先亮B S 闭合瞬间，A、 B 同时亮CS 断开瞬间， B 逐渐熄灭DS 断开瞬间， A 闪亮一下，然后逐渐熄灭解析：闭合瞬间线圈相当于断路，二极管为反向电压，故电流不走 A 灯泡，A、B 都不亮，故 A 错误，B 错误；开关 S 断开瞬间B 立刻熄灭，由于二极管正向导通，故自感线圈与 A 形成回路，A闪亮一下，然后逐渐熄灭，故 C 错误，D 正确答案：D10如图
10、a，理想变压器原、副线圈的匝数比为 21，与副线圈相连的两个灯泡完全相同，闭合电键 K 后 ，正确的是( )图 a 图 b A电流表示数变小B 电压表示数增大C变压器的输入功率增大D如 b 图所示的交流电每秒钟方向改变 50 次解析：原线圈输入电压不变，线圈匝数不变，则副线圈电压不变，即电压表示数不变，灯泡电阻不变，则电流表示数不变，故 AB错误；当 K 接通后，两个灯泡并联，增加一个负载，则副线圈功率增大，所以变压器的输入功率增大，故 C 正确；根据 b 图可知，周期 T 0.02 s，则频率 f50 Hz，交流电每个周期方向改变两次，每秒钟方向改变 100 次，故 D 错误答案：C二、多项
11、选择题(本大题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错或不选的得 0 分)11.一个称为“千人震”的趣味物理小实验是用一节电动势为1.5 V 的新干电池、几根导线、开关和一个用于日光灯上的镇流器，几位做实验的同学手拉手成一排，另一位同学将电池、镇流器、开关用导线将它们和首、尾两位同学两个空着的手相连，如图所示在开关闭合后再断开时就会使连成一排的同学有触电感觉，则( )A该实验的原理是镇流器的自感现象B 该实验的原理是 1.5 V 的电压让人感到触电C人有触电感觉是在开关断开瞬间D有触电的感觉
12、是在开关闭合的瞬间解析：当开关闭合后，镇流器与同学们并联，由于电源为 1.5 V 的新干电池，所以电流很小当开关断开时 ，镇流器电流发生变小，从而产生很高的瞬间电压，通过同学们身体有触电的感觉，故AC 正确，BD 错误答案：AC12如图所示的电路中，当半导体材料做成的热敏电阻浸泡到热水中时，电流表示数增大，则说明( )A在温度越高时，热敏电阻阻值越小B在温度越高时，热敏电阻阻值越大C半导体材料温度升高时，导电性能变差D半导体材料温度升高时，导电性能变好解析：由电流表的变化判断半导体的电阻的变化，温度升高时，由闭合电路欧姆定律可知电路中总电流增大，热敏电阻阻值减小，则总电阻减小，故 A、D 正确
13、答案：AD13.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比是 101，原线圈输入交变电压 u100 sin 50t (V)，在副线圈中串接有理想电流2表和定值电阻 R，电容器并联在电阻 R 两端，电阻阻值 R10 ，关于电路分析，下列说法中正确的是( )A电流表示数是 1 AB电流表示数是 A2C电阻 R 消耗的电功率为 10 WD电容器的耐压值至少是 10 V2解析：由题意知原线圈输入电压有效值为 100 V，所以副线圈电压为 10 V，由于电容器通交流，所以电流表示数大于 1 A，故A、B 错误；电阻 R 消耗的电功率为 P W10 W，故 CU2R 10210正确，副线圈电压最大值为 10
14、V，电容器的耐压值至少是 10 2 2V，所以 D 正确；故选 C、D.答案：CD14.如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一材料相同、粗细均匀的正方形导体框 abcd.现将导体框先后朝两个方向以v、3v 速度匀速拉出磁场，则导体框在上述两过程中，下列说法正确的是( )A导体框中产生的感应电流方向相同B通过导体框截面的电量相同C导体框中产生的焦耳热相同D导体框 cd 边两端电势差大小相同解析：在两次线框离开磁场的过程中，磁通量都减少，由楞次定律知，感应电流的方向都为逆时针方向，A 正确；两次离开的过程磁通量的变化量相同，根据 qn 知通过导体框截面的电量相R同，B 正确；产生的焦耳热
15、Q t ，由于两次的速度不同，E2R B2L3vR故产生的热量不同，C 错误；以速度 v 匀速拉出磁场时，cd 切割磁感线，相当于电源，所以导体框 cd 边两端电势差大小等于 BLv，34以速度 3v 匀速拉出磁场时，导体框 cd 边两端电势差大小等于BLv，D 正确34答案：ABD三、非选择题(本题共 4 小题，共 54 分解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，答案中必须明确写出数值和单位)15.(12 分) 如图所示，在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，有一矩形线框 abcd，线框的匝数为 N，电阻为R， abcdL 1，ad bcL 2.线框绕垂直于磁感线的轴 OO以角速度 做匀
16、速转动求：(1)线框中感应电动势的最大值；(2)线框中感应电流的有效值解析：(1) 线框中感应电动势的最大值：Em2NBL 1 NBL 1L2.L22(2)感应电动势的有效值：E ，Em2感应电流的有效值：I .ER NBL1L22R答案：(1) NBL1L2 (2) NBL1L2 2R16(12 分) 如图所示，交流发电机电动势的有效值 E20 V，内阻不计，它通过一个 R6 的指示灯 L1 连接变压器变压器输出端并联 24 只彩色小灯泡，每只灯泡都是“6 V 0.25 W”，灯泡都正常发光，导线电阻不计求：(1)降压变压器初级、次级线圈匝数比；(2)发电机的输出功率解析：(1) 彩色小灯泡
17、额定电流 IL A A，次级线PU 0.256 124圈总电流 I224I L1 A变压器输入功率等于 I1U1I 2U26 W，变压器原线圈电路中，利用欧姆定律可得 EU 1I 1R 6I 1，代6I1入 E 值解得 I1 A (I13 A 应舍去，据题意是降压变压器，应13I1I 21 A)，所以 n1n2 I2I1 31(2)发电机输出功率 PI 1E6.67 W.答案：(1)31 (2)6.67 W17(12 分) 小明设计的电磁健身器的简化装置如图所示，两根平行金属导轨相距 l0.50 m，倾角 53，导轨上端串接一个0.05 的电阻在导轨间长 d0.56 m 的区域内，存在方向垂直
18、导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度 B2.0 T质量 m4.0 kg 的金属棒 CD 水平置于导轨上，用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆 GH 相连CD 棒的初始位置与磁场区域的下边界相距 s0.24 m一位健身者用恒力 F80 N 拉动 GH 杆，CD 棒由静止开始运动，上升过程中 CD 棒始终保持与导轨垂直当 CD 棒到达磁场上边界时健身者松手，触发恢复装置使 CD 棒回到初始位置( 重力加速度 g10 m/s2，sin 530.8，不计其他电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量)求：(1)CD 棒进入磁场时速度 v 的大小；(2)CD 棒进入磁场时所受的安培力 FA 的大小；(3)在拉升 CD 棒的过
19、程中，健身者所做的功 W 和电阻产生的焦耳热 Q.解析：(1) CD 棒进入磁场前，由牛顿第二定律，得a 12 m/s 2F mgsin m进入磁场时 CD 棒的速度为：v m/s2.4 m/s2as 2120.24(2)CD 棒进入磁场时产生的感应电动势为：E Bl v，感应电流为：I ，BlvR所以 CD 棒所受安培力 FABIl 48 N.B2l2vR(3)在拉升 CD 棒的过程中，健身者所做的功为：WF( sd )64 J，由于 Fmgsin F A0，所以 CD 棒进入磁场后做匀速运动，在磁场中的运动时间为：t ，dv则电阻产生的焦耳热为：QI 2Rt26.88 J.答案：(1)2.
20、4 m/s (2)48 N (3)64 J 26.88 J18(18 分) 如图(a) 所示，间距为 l、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为 的斜面上在区域内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度为 B；在区域内有垂直于斜面向下的匀强磁场，其磁感应强度 Bt的大小随时间 t 变化的规律如图(b) 所示t 0 时刻在轨道上端的金属细棒 ab 从如图位置由静止开始沿导轨下滑，同时下端的另一金属细棒 cd 在位于区域 I 内的导轨上由静止释放在 ab 棒运动到区域的下边界 EF 处之前，cd 棒始终静止不动，两棒均与导轨接触良好已知 cd 棒的质量为 m、电阻为 R，ab 棒的质量、阻值均未知，区域沿斜
21、面的长度为 2l，在 tt x时刻(t x未知) ab 棒恰进入区域，重力加速度为 g.求：图(a) 图 (b)(1)通过 cd 棒电流的方向和区域内磁场的方向；(2)当 ab 棒在区域 内运动时，cd 棒消耗的电功率；(3)ab 棒开始下滑的位置离 EF 的距离；(4)ab 棒开始下滑至 EF 的过程中回路中产生的热量解析：(1) 由右手定则可知通过 cd 棒电流的方向为 d 到 c；再由左手定则可判断区域内磁场垂直于斜面向上(2)cd 棒平衡， BIlmgsin ，得 I .mgsin Blcd 棒消耗的电功率 P I2R，得 P .m2g2Rsin2 B2l2(3)ab 棒在到达区域 前
22、做匀加速直线运动，a gsin .F合mcd 棒始终静止不动，ab 棒在到达区域前、后，回路中产生的感应电动势不变，则 ab 棒在区域中一定做匀速直线运动，可得 Blvt， Blgsin tx.t Bl2ltx所以 tx .2lgsin ab 棒在区域中做匀速直线运动的速度 vt ，2glsin 则 ab 棒开始下滑的位置离 EF 的距离 h at 2l3l .12 2x(4)ab 棒在区域 中运动的时间 t2 ，2lvt 2lgsin ab 棒从开始下滑至 EF 的总时间：t 总 t xt 22 .2lgsin ab 棒从开始下滑至 EF 的过程中闭合回路中产生的热量：QEIt 总 BlvtIt 总 4mgl sin .答案：(1) 电流方向由 d 到 c，区域内的磁场方向为垂直于斜面向上(2) (3)3l (4)4mgl sin m2g2Rsin2 B2l2
