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2019年高中物理 模塊綜合檢測 魯科版選修3-2 一、選擇題(本大題共8個小題，每小題6分，共計48分，每小題至少一個答案正確．) 1．(xx延安高二檢測)如圖1所示，螺線管與電流表組成閉合電路，條形磁鐵位于螺線管上方，下端為N極，則當(dāng)螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電流(　　) 圖1 A．方向與圖示方向相同時，磁鐵靠近螺線管 B．方向與圖示方向相反時，磁鐵靠近螺線管 C．方向與圖示方向相同時，磁鐵遠(yuǎn)離螺線管 D．方向與圖示方向相反時，磁鐵遠(yuǎn)離螺線管 【解析】　 磁鐵靠近螺線管時，根據(jù)楞次定律，螺線管中感應(yīng)電流方向與圖示方向相同，A對，B錯；磁鐵遠(yuǎn)離螺線管時，根據(jù)楞次定律，螺線管中感應(yīng)電流方向與圖示方向相反，C錯，D對． 【答案】　AD 2．(xx銀川一中檢測)如圖2所示，在條形磁鐵的中央位置的正上方水平固定一銅質(zhì)圓環(huán)．以下判斷中正確的是(　　) 圖2 A．釋放圓環(huán)，環(huán)下落時環(huán)的機械能守恒 B．釋放圓環(huán)，環(huán)下落時磁鐵對桌面的壓力比磁鐵受的重力大 C．給磁鐵水平向右的初速度，磁鐵滑出時做減速運動 D．給磁鐵水平向右的初速度，圓環(huán)產(chǎn)生向左運動的趨勢 【解析】　由條形磁鐵磁場分布特點可知，穿過其中央位置正上方的圓環(huán)的合磁通量為零，所以在環(huán)下落的過程中，磁通量不變，沒有感應(yīng)電流，圓環(huán)只受重力，則環(huán)下落時機械能守恒，A對，B錯；給磁鐵水平向右的初速度，由楞次定律可知，圓環(huán)的運動總是阻礙自身磁通量的變化，所以環(huán)要受到向右的作用力，由牛頓第三定律可知，磁鐵要受到向左的作用力而做減速運動(或據(jù)“總阻礙相對運動”的推論得出)，故C對，D錯． 【答案】　AC 3．(xx高新一中檢測) 用一根橫截面積為S、電阻率為ρ的硬質(zhì)導(dǎo)線做成一個半徑為r的圓環(huán)，ab為圓環(huán)的一條直徑．如圖所示，在ab的左側(cè)存在一個均勻變化的勻強磁場，磁場垂直圓環(huán)所在平面，方向如圖3，磁感應(yīng)強度大小隨時間的變化率＝k(k<0)，則(　　) 圖3 A．圓環(huán)中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流 B．圓環(huán)具有擴張的趨勢 C．圓環(huán)中感應(yīng)電流的大小為 D．圖中a、b兩點間的電勢差Uab＝|kπr2| 【解析】　根據(jù)楞次定律可知，磁通量減小，產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，A選項不正確；圓環(huán)面積有擴張的趨勢，B選項正確；產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為ΔΦ/Δt＝kπr2/2，則電流大小為||，C選項不正確；Uab等于kπr2的絕對值，D選項正確． 【答案】　BD 4．(xx北京高考)如圖4所示，在磁感應(yīng)強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場中，金屬桿MN在平行金屬導(dǎo)軌上以速度v向右勻速滑動，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E1；若磁感應(yīng)強度增為2B，其他條件不變，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢變?yōu)镋2.則通過電阻R的電流方向及E1與E2之比E1∶E2分別為(　　) 圖4 A．c→a,2∶1　　　　 B．a(chǎn)→c,2∶1 C．a(chǎn)→c,1∶2 D．c→a,1∶2 【解析】　金屬桿垂直平動切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E＝Blv，判斷金屬桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向可用右手定則． 由右手定則判斷可得，電阻R上的電流方向為a→c，由E＝Blv知，E1＝Blv，E2＝2Blv，則E1∶E2＝1∶2，故選項C正確． 【答案】　C 5．下列四幅圖是交流電的圖象，其中能正確反映我國居民日常生活所用交流電的是(　　) 【解析】　我國居民日常生活所用的是正弦式交流電，其電壓的有效值是220 V，最大值為311 V，周期為0.02 s，所以只有C正確． 【答案】　C 6．如圖5所示的交流電u＝311sin(314 t＋π/6) V，接在阻值220 Ω的電阻兩端，則(　　) 圖5 A．電壓表的讀數(shù)為311 V B．電流表的讀數(shù)為1.41 A C．該交流電的頻率為50 Hz D．2 s內(nèi)電阻產(chǎn)生的熱量是440 J 【解析】　本題考查交流電的瞬時表達式、最大值、有效值．由u＝Umsin(ωt＋φ)可知：最大值是311 V，頻率是50 Hz，故有效值是220 V，電壓表、電流表的讀數(shù)、計算電功率，用的都是有效值，電壓表的讀數(shù)為220 V，電流表的讀數(shù)為1 A，故A、B錯誤． 【答案】　CD 7. (xx新課標(biāo)全國高考)如圖6，在光滑水平桌面上有一邊長為L、電阻為R的正方形導(dǎo)線框；在導(dǎo)線框右側(cè)有一寬度為d(d>L)的條形勻強磁場區(qū)域，磁場的邊界與導(dǎo)線框的一邊平行，磁場方向豎直向下．導(dǎo)線框以某一初速度向右運動．t＝0時導(dǎo)線框的右邊恰與磁場的左邊界重合，隨后導(dǎo)線框進入并通過磁場區(qū)域．下列v－t圖象中，可能正確描述上述過程的是(　　) 圖6 【解析】　導(dǎo)體切割磁感線時產(chǎn)生感應(yīng)電流，同時產(chǎn)生安培力阻礙導(dǎo)體運動，利用法拉第電磁感應(yīng)定律、安培力公式及牛頓第二定律可確定線框在磁場中的運動特點． 線框進入和離開磁場時，安培力的作用都是阻礙線框運動，使線框速度減小，由E＝BLv、I＝及F＝BIL＝ma可知安培力減小，加速度減小，當(dāng)線框完全進入磁場后穿過線框的磁通量不再變化，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，不再產(chǎn)生安培力，線框做勻速直線運動，故選項D正確． 【答案】　D 8．(xx濟南一中檢測)如圖7所示的電路中，A1、A2為相同的電流表，電阻R1、R2的阻值相同，線圈L的電阻不計．理想變壓器原線圈接入u＝Umsin 2πft的交變電流后，電流表A1、A2的示數(shù)分別為I1、I2，則(　　) 圖7 A．Um增大時，I1增大 B．f不變，Um增大時，I2減小 C．Um不變，f增大時，I1增大 D．Um不變，f增大時，I2減小 【解析】　根據(jù)理想變壓器的變壓比＝，當(dāng)Um變大，則可知副線圈兩端的電壓也增大，根據(jù)歐姆定律可知I1增大，A對，B錯；當(dāng)交變電流的頻率變大時，電感線圈的感抗增大，但是副線圈兩端電壓保持不變，故根據(jù)歐姆定律可判斷I1不變，I2應(yīng)變小，C錯，D對． 【答案】　AD 二、非選擇題(本大題共5個小題，共52分．計算題要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位．) 9．(6分)由于國際空間站的運行軌道上各處的地磁場強弱及方向均有所不同，所以在運行過程中，穿過其外殼的地磁場的磁通量將不斷變化，這樣將會導(dǎo)致____________現(xiàn)象發(fā)生，從而消耗國際空間站的能量．為了減少這類消耗，國際空間站的外殼材料的電阻率應(yīng)盡可能______________(填“大”或“小”)一些． 【解析】　電阻率較大，電阻也較大，同樣的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生的電動勢一定，由P＝可知，電阻較大時，消耗的電功率較小，可以減少能量消耗． 【答案】　電磁感應(yīng)　大 10．(6分)我國南方山區(qū)的小水庫有豐富的水力資源，有一個水力交流發(fā)電機在正常工作時，電動勢e＝310sin 50πt V，由于洪澇，水庫水位暴漲，為加快泄洪，水輪帶動發(fā)電機的轉(zhuǎn)速增加0.4倍，若其他條件不變，則電動勢e′＝__________. 【解析】　據(jù)Emax＝nBSω，ω＝2πn 當(dāng)n增加0.4倍時，ω′＝1.4ω 所以Emax′＝1.4Emax＝1.4310 V＝434 V 故e′＝434sin 70πt V. 【答案】　434sin 70πt V 11．(8分)我國的“嫦娥二號”探月衛(wèi)星在發(fā)射1 533秒后進入近地點高度為200 km的地月轉(zhuǎn)移軌道．假設(shè)衛(wèi)星中有一邊長為50 cm的正方形導(dǎo)線框，由于衛(wèi)星的調(diào)整由水平方向轉(zhuǎn)至豎直方向，此時地磁場磁感應(yīng)強度B＝410－5 T，方向如圖8所示． 圖8 (1)該過程中磁通量的改變量是多少？ (2)該過程線框中有無感應(yīng)電流？設(shè)線框電阻為R＝0.1 Ω，若有電流則通過線框的電量是多少？(sin 37＝0.6，cos 37＝0.8) 【解析】　 (1)設(shè)線框在水平位置時法線n方向豎直向上，穿過線框的磁通量Φ1＝BScos 53＝6.010－6 Wb. 當(dāng)線框轉(zhuǎn)至豎直位置時，線框平面的法線方向水平向右，與磁感線夾角θ＝143，穿過線框的磁通量Φ2＝BScos 143＝－8.010－6 Wb 該過程磁通量的改變量大小ΔΦ＝Φ1－Φ2＝1.410－5 Wb. (2)因為該過程穿過閉合線框的磁通量發(fā)生了變化， 所以一定有感應(yīng)電流．根據(jù)電磁感應(yīng)定律得， ＝＝.通過的電量為q＝Δt＝＝1.410－4 C. 【答案】　(1)1.410－5 Wb　(2)1.410－4 C 12．(12分)一臺理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1，原線圈接u＝100 sin 100πt(V)的交變電壓、副線圈兩端用導(dǎo)線接規(guī)格為“6 V　12 W”的小燈．已知導(dǎo)線總電阻r＝0.5 Ω，試求：副線圈應(yīng)接幾盞小燈？這些小燈應(yīng)如何連接才能使這些小燈都正常發(fā)光？ 【解析】　由＝，副線圈兩端電壓的有效值 U2＝U1＝100 V＝10 V 導(dǎo)線上的電壓U線＝10 V－6 V＝4 V 副線圈中的輸出電流I2＝ A＝8 A 每個小燈的額定電流I＝＝ A＝2 A 應(yīng)接小燈的盞數(shù)：n＝＝4(盞) 連接方式為并聯(lián)． 【答案】　4盞　并聯(lián) 13．(12分)(xx鎮(zhèn)安中學(xué)檢測)交流發(fā)電機的原理如圖9甲所示，閉合的矩形線圈放在勻強磁場中，繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動，在線圈中產(chǎn)生的交變電流隨時間變化的圖象如圖9乙所示，已知線圈的電阻為R＝2.0 Ω，求： 甲　　　　　　　　　　　乙 圖9 (1)通過線圈導(dǎo)線的任一個橫截面的電流的最大值是多少？ (2)矩形線圈轉(zhuǎn)動的周期是多少？ (3)線圈電阻上產(chǎn)生的電熱功率是多少？ (4)保持線圈勻速運動，1 min內(nèi)外界對線圈做的功是多少？ 【解析】　(1)由i－t圖可知通過線圈導(dǎo)線的任一個橫截面的電流的最大值Im＝2.0 A. (2)矩形線圈轉(zhuǎn)動的周期T＝4.010－3 s. (3)由有效值I＝，線圈電阻上產(chǎn)生的電熱功率為P＝I2R＝ R＝4 W. (4)外界對線圈做功轉(zhuǎn)化成電能再轉(zhuǎn)化成電熱，1 min內(nèi)外界對線圈做的功W＝Pt＝240 J. 【答案】　(1)2.0 A　(2)4.010－3 s　(3)4 W (4)240 J