高中物理选修3-2综合测试题(含答案).doc

高中物理选修3-2综合测试题一、选择题（225=50分）B1.如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度的大小随时间变化。下列说法中正确的是（ ）当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变A.只有正确 B.只有正确 C.只有正确 D.只有正确2.一飞机在北半球的上空以速度v水平飞行，飞机机身长为a，翼展为b；该空间地磁场磁感应强度的水平分量为B1，竖直分量为B2；驾驶员左侧机翼的端点用A表示，右侧机翼的端点用B表示，用E表示飞机产生的感应电动势，则（ ）A.E=B1vb，且A点电势低于B点电势 B.E=B1vb，且A点电势高于B点电势C.E=B2vb，且A点电势低于B点电势 D.E=B2vb，且A点电势高于B点电势NS3.如图，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下。当磁铁向下运动时（但未插入线圈内部）（ ）A.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引B.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥C.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引D.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥iiTT/2Oi0-i0甲乙4.如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示.在0-T/2时间内，直导线中电流向上，则在T/2-T时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力情况是（ ）A.感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左tB.感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向右C.感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右D.感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向左5.图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l，磁场方向垂直纸面向里.abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为l.t=0时刻，bc边与磁场区域边界重合（如图）.现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域.取沿abcda的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是（ ）2l/vOl/vtIOl/v2l/vtI2l/vOl/vtI2l/vOl/vtIABCD6.如图所示电路中，A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个理想电感线圈，当S闭合与断开时，A、B的亮度情况是（ ）LABRSCA.S闭合时，A立即亮，然后逐渐熄灭B.S闭合时，B立即亮，然后逐渐熄灭C.S闭合足够长时间后，B发光，而A不发光D.S闭合足够长时间后，B立即熄灭发光，而A逐渐熄灭7.铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置。能产生匀强磁场的磁铁，被安装在火车首节车厢下面，如图(甲)所示(俯视图)。当它经过安放在两铁轨间的线圈时，便会产生一电信号，被控制中心接收。当火车通过线圈时，若控制中心接收到的线圈两端的电压信号为图(乙)所示，则说明火车在做（ ）x3L图甲abLA.匀速直线运动 B.匀加速直线运动C.匀减速直线运动 D.加速度逐渐增大的变加速直线运动8.图甲中的a是一个边长为为L的正方向导线框，其电阻为R.线框以恒定速度v沿x轴运动，并穿过图中所示的匀强磁场区域b.如果以x轴的正方向作为力的正方向。线框在图示位置的时刻作为时间的零点，则磁场对线框的作用力F随时间变化的图线应为图乙中的哪个图？（ ）bDAbBCaFt/Lv-1O12345BFt/Lv-1O12345AFt/Lv-1O12345CFt/Lv-1O12345D图乙9.如图所示，将一个正方形导线框ABCD置于一个范围足够大的匀强磁场中，磁场方向与其平面垂直现在AB、CD的中点处连接一个电容器，其上、下极板分别为a、b，让匀强磁场以某一速度水平向右匀速移动，则（ ）A.ABCD回路中没有感应电流 B.A与D、B与C间有电势差C.电容器a、b两极板分别带上负电和正电 D.电容器a、b两极板分别带上正电和负电10.如图一所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与金属框架接触良好.在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻，其他部分电阻忽略不计。现用一水平向右的外力F作用在金属杆ab上，使金属杆由静止开始向右在框架上滑动，运动中杆ab始终垂直于框架.图二为一段时间内金属杆受到的安培力f随时间t的变化关系，则图三中可以表示外力F随时间t变化关系的图象是（ ）abcdeg左右图一 f tO图二 F tO图三 F tO F tO F tOABCDB1/Tt/sO123456B2B111.在水平桌面上，一个面积为S的圆形金属框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，磁感应强度B1随时间t的变化关系如图所示。01s内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随时间变化的图象是下图中的（设向右为静摩擦力的正方向） （ ）123456ft/sOf123456t/sO123456ft/sO123456ft/sOABCDacbd12.如图所示，两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平面，导轨上横放着两根相同的导体棒ab、cd与导轨构成矩形回路。导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧，两棒的中间用细线绑住，它们的电阻均为R，回路上其余部分的电阻不计。在导轨平面内两导轨间有一竖直向下的匀强磁场。开始时，导体棒处于静止状态。剪断细线后，导体棒在运动过程中 （ ）A.回路中有感应电动势B.两根导体棒所受安培力的方向相同C.两根导体棒和弹簧构成的系统机械能守恒D.两根导体棒和弹簧构成的系统机械能不守恒13.阻值为10的电阻接到电压波形如图所示的交流电源上。以下说法中正确的是 （ ）A电压的有效值为10VB通过电阻的电流有效值为A C电阻消耗电功率为5WD电阻每秒种产生的热量为10J第14题图14如图所示，从匀强磁场中把不发生形变的矩形线圈匀速拉出磁场区，如果两次拉出的速度之比为12，则两次线圈所受外力大小之比F1F2、线圈发热之比Q1Q2、通过线圈截面的电量q1q2之比分别为（ ）AF1F221，Q1Q221，q1q221BF1F212，Q1Q212，q1q211CF1F212，Q1Q212，q1q212abcdIDF1F211，Q1Q211，q1q21115如图所示，长直导线旁边同一平面内有一矩形线圈abcd，导线中通有竖直向上的电流。下列操作瞬间，能在线圈中产生沿adcba方向电流的是( ) A线圈向右平动 B线圈竖直向下平动 C线圈以ab边为轴转动 D线圈向左平动NRCab第16题图16电阻R、电容C与一线圈连成闭合电路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示。现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是 ( )A从a到b，上极板带正电 B从a到b，下极板带正电 C从b到a，上极板带正电 D从b到a，下极板带正电 17在变电所，经常要用交流电表去检测电网上的强电流，使用的仪器是电流互感器，下列各图中能正确反映其工作原理的是项工作（ ）RL1L2S18用电高峰期，电灯往往会变暗，其原理可简化为如下物理问题：如图所示，理想变压器的副线圈上，通过输电线连接两只相同的灯泡L1和L2 ，输电线的等效电阻为R，原线圈输入有效值恒定的交流电压，当开关S闭合时，以下说法中正确的是 ( )A原线圈中电流减小 BR两端的电压增大 第19题图 aBP第18题图C副线圈输出电压减小 D原线圈输入功率减小 19如图所示，平行导轨电阻忽略不计，要使悬挂着的金属环P能产生感应电流，则金属棒ab的运动应是 ( )A向右匀速运动 B向左匀速运动 C向右加速运动 D向左加速运动 第20题图t/si/A08T2T20收录机等小型家用电器所用的稳压电源，是将220V的正弦交流电变为稳定的直流电的装置，其中的关键部分是整流电路。有一种整流电路可以将正弦交流电变成如图所示的脉动直流电（每半个周期都按正弦规律变化），则该脉动直流电电流的有效值为（ )A4A B4 A C2A D2 A SN第21题图21如图所示，在水平木制桌面上平放一个铜制的圆环，在它上方近处有一个N极朝下的条形磁铁，铜环始终静止。关于铜环对桌面的压力F和铜环重力G的大小关系，下列说法中正确的是 ( )A当条形磁铁靠近铜环时，FG B当条形磁铁远离铜环时，FG 22如下图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、电键K与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m、电量为q的小球K断开时传感器上有示数，K闭合时传感器上恰好无示数则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是( ) A正在增强，B正在减弱，C正在减弱， D正在增强，23、如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4:1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦交流电，图中Rt为热敏电阻，R为定值电阻下列说法正确的是( )A副线圈两端电压的瞬时值表达式为u9sin50t(V)Bt0.02s时电压表V2的示数为9VC变压器原、副线圈中的电流之比和输入、输出功率之比均为1:4DRt处温度升高时，电流表的示数变大，电压表V2的示数不变24如图所示，为早期制作的发电机及电动机的示意图，A盘和B盘分别是两个可绕固定转轴转动的铜盘，用导线将A盘的中心和B盘的边缘连接起来，用另一根导线将B盘的中心和A盘的边缘连接起来当A盘在外力作用下转动起来时，B盘也会转动则下列说法中正确的是（ ）A不断转动A盘就可以获得持续的电流，其原因是铜盘A做切割磁感线运动，产生感应电动势B当A盘转动时，B盘也能转动的原因是电流在磁场中受到力的作用，此力对转轴有力矩C当A盘顺时针转动时，B盘逆时针转动D当A盘顺时针转动时，B盘也顺时针转动25在下图的（a）、(b)、(c)中除导体棒ab可动外，其余部分均固定不动，（a）图中的电容器C原来不带电，设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面（即纸面）向下的匀强磁场中，导轨足够长，今给导体棒ab一个向右的初速度v0，导体棒的最终运动状态是（ ）A三种情况下，导体棒ab最终都是匀速运动 （第24题图）B图（a）、(c)中ab棒最终将以不同的速度做匀速运动；图（b）中ab棒最终静止C图（a）、（c）中，ab棒最终将以相同的速度做匀速运动D三种情况下，导体棒ab最终均静止二、填空题：（45=20分）1如图所示，、两闭合线圈用同样导线绕成的，都是10匝，半径为，内有以线圈作为理想边界的匀强磁场，若磁场均匀减小，则、环中感应电动势= ，产生的感应电流= 。2如图16所示，在磁感应强度B0.5T的匀强磁场中，长为0.5m的导体斜搭在金属框架上，导体与框架夹角为53，以10m/s的速度向右滑动，电容器的电容C20F，则电容器上所带电量为Q= 。 3.如图所示，宽度为L的足够长的平行金属导轨MN、PQ的电阻不计，垂直导轨水平放置一质量为m电阻为R的金属杆CD，整个装置处于垂直于导轨平面的匀强磁场中，导轨平面与水平面之间的夹角为，金属杆由静止开始下滑，动摩擦因数为，下滑过程中重力的最大功率为P，则磁感应强度的大小为 。abcdAOORB4如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕OO轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直，线圈匝数n=40匝，ab边长L1=0.5m，bc边长L2=0.4m，线圈总电阻r=1。线圈转动的角速度=100rad/s，磁场的磁感应强度B=0.2T。线圈两端外接R=9的电阻和一个理想交流电流表。则：（1）从图示位置开始计时，闭合电路中电流随时间变化的函数表达式为 ；（2）电流表的示数为 ；（3）电阻R上消耗的电功率为 ；从图示位置转过90的过程中，通过电阻R的电量是 。5、 右图为“研究电磁感应现象”的实验装置。(1)将图中所缺导线补接完整。(2)如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后：A将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将_。(填“向左偏转一下”或“向右偏转一下”或“不偏转”)B原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针_。(填“向左偏转一下”或“向右偏转一下”或“不偏转”)三、计算题（30分）500VB1B2220Vn1n2n3n4U4U3U2U11（4分）如图所示，一小型发电站通过升压、降压变压器把电能输送给用户，已知发电机的输出功率为500kW，输出电压为500V，升压变压器B1原、副线圈的匝数比为110，两变压器间输电导线的总电阻为2。降压变压器B2的输出电压为220V，不计变压器的损耗。求：（1）输电导线上损失的功率；（2）降压变压器B2的原、副线圈的匝数比。 2.（8分）如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m，导轨平面与水平面成=37角，下端连接阻值为R的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直.质量为0.2kg，电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25。画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图；求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R消耗的功率为8W，求该速度的大小；abR在上问中，若R=2，金属棒中的电流方向由a到b，求磁感应强度的大小和方向.（g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8）3.（6分）如图所示，边长为L的正方形金属线框，质量为m、电阻为R，用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘，金属框的上半部处于磁场内，下半部处于磁场外，磁场随时间的变化规律为B=kt已知细线所能承受的最大拉力为2mg，则从t=0开始，经多长时间细线会被拉断？4.（9分）如图甲所示，空间有一宽为2L的匀强磁场区域，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外。abcd是由均匀电阻丝做成的边长为L的正方形线框，总电阻为R.线框以垂直磁场边界的速度v匀速通过磁场区域。在运动过程中，线框ab、cd两边始终与磁场边界平行。线框刚进入磁场的位置x=0，x轴沿水平方向向右。求:(1)cd边刚进入磁场时，ab两端的电势差，并指明哪端电势高；(2)线框穿过磁场的过程中，线框中产生的焦耳热；(3)在下面的乙图中，画出ab两端电势差Uab随距离变化的图象.其中U0=BLv0；图甲dbcva2LL图乙U0xOUab-U05（9分）如图（甲）所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场已知线圈的匝数n=100匝，电阻r=10，所围成矩形的面积S=0040m2，小灯泡的电阻R=90，磁场的磁感应强度随按如图（乙）所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为，其中Bm为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期不计灯丝电阻随温度的变化，求： （1）线圈中产生感应电动势的最大值 （2）小灯泡消耗的电功率 （3）在磁感强度变化的0的时间内，通过小灯泡的电荷量*6.（12分）在图甲中，直角坐标系0xy的1、3象限内有匀强磁场，第1象限内的磁感应强度大小为2B，第3象限内的磁感应强度大小为B，磁感应强度的方向均垂直于纸面向里.现将半径为l，圆心角为900的扇形导线框OPQ以角速度绕O点在纸面内沿逆时针匀速转动，导线框回路电阻为R.(1)求导线框中感应电流最大值.O2BxBy图甲PlQ(2)在图乙中画出导线框匀速转动一周的时间内感应电流I随时间t变化的图象.(规定与图甲中线框的位置相对应的时刻为t=0)(3)求线框匀速转动一周产生的热量. IOt图乙参考答案一、选择题12345678910111213DDBCBACBBABCBAADBC141516171819202122232425BADDCBCDAABDBDADCB二、填空题1、11 12 2、0.04C 3、B = 4、16cos100tA, 8A, 1152W, 0.16C5、(1)如下图所示(2)A.向右偏转一下B向左偏转一下三、计算题1、20kw，240112、4m/s2 10m/s 0.4T，垂直于导轨平面向上3、解:线框中的感应电流为：I = = = S= 线断时有2mg = mg + BIL解得：t = 4、解:(1)dc切割磁感线产生的感应电动势 E=BLv 回路中的感应电流 ab两端的电势差 b端电势高 (2)设线框从dc边刚进磁场到ab边刚进磁场所用时间为t由焦耳定律有 L = vt 求出 )U0xOUab-U0-U0/4L2L3L-3U0/4(3) 5、解析：（1）因为线圈中产生的感应电流变化的周期与磁场变化的周期相同，所以由图象可知，线圈中产生交变电流的周期为T=3.14102s 所以线圈中感应电动势的最大值为 （2）根据欧姆定律，电路中电流的最大值为通过小灯泡电流的有效值为， 小灯泡消耗的电功率为P=I2R=2.88W （3）在磁感应强度变化的11/4周期内，线圈中感应电动势的平均值通过灯泡的平均电流通过灯泡的电荷量*6、解:(1)线框从图甲位置开始(t=0)转过900的过程中，产生的感应电动势为: 由闭合电路欧姆定律得，回路电流为： 联立以上各式解得: 同理可求得线框进出第3象限的过程中，回路电流为: 故感应电流最大值为: (2)It图象为: IOtI1-I1I2-I2(3)线框转一周产生的热量: 又 解得: - 12 -