高中物理鲁科版选修3-2模块检测.doc

一、单选题（每题4分，8题32分）
1、发现电磁感应电流的物理学家是（ ）
A、牛顿； B、开普勒； C、伽利略； D、法拉第；
2．下述关于是否产生感应电流的说法，正确的是（ ）
A．位于磁场中的闭合线圈，一定能产生感应电流
B．闭合线圈和磁场有相对运动，一定能产生感应电流
C．闭合线圈作切割磁感线运动，一定能产生感应电流
D．穿过闭合线圈的磁感应线条数发生变化，一定能产生感应电流
3.如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向内，一个矩形闭合导线框abcd，沿纸面方向由左侧位置运动到右侧位置，则(　　)

A．导线框进入磁场时，感应电流方向为abcda
B．导线框离开磁场时，感应电流方向为abcda
C．导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向右
D．导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右
4.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）（ ）
N
S
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
5.小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间成正弦函数关系，如图所示．此线圈与一个R＝9 Ω的电阻构成闭合电路，线圈自身的电阻r＝1 Ω，下列说法正确的是(　　)
A．交变电流的周期为0.2 s
B．交变电流的频率为2.5 Hz
C．发电机工作电流为2 A
D．发电机输出的电功率为20 W
※图1
6．在图1中，线圈M和线圈P绕在同一铁芯上，则（ ）
A．当闭合开关S的一瞬时，线圈P里没有感应电流
B．当闭合开关S的一瞬时，线圈P里有感应电流
C．当断开开关S的一瞬时，线圈P里没有感应电流
D．当断开开关S的一瞬时，线圈P里有感应电流
图7
7．如图7电路中，P、Q两灯相同，L是自感系数很大但电阻可不计的线圈，则（ ）
A．S断开瞬间，P立即熄灭，Q过一会才熄灭
B．S接通瞬间，P、Q同时达正常发光
C．S断开瞬间，通过P的电流从右向左
D．S断开瞬间，通过Q的电流与原来方向相反
※8．如图8所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的电阻等效为图中的电阻为R，开始时，电键S断开。当S接通时，以下说法中正确的是（ ）
图8
A．副线圈两端M、N的输出电压减小
B．副线圈输电线等效电阻R上的电压降增大
C．通过灯泡L1的电流减小
D．原线圈中的电流增大
※9、如图所示，用丝线悬挂闭合金属环，悬于O点，虚线左边有匀强磁场，右边没有磁场。由图所示的位置开始释放金属环，不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A、金属环会一直在摆动；
B、金属环最终会停下来；
C、整个摆动过程一直有热能增加；
D、只有摆进或摆出磁场时有热能增加；
※10．如图8所示，电路中的变压器为一理想变压器，S为单刀双掷开关，P是滑动变阻器的滑动触头，原线圈两端接电压恒定的交变电流，则能使原线圈的输入功率变大的是(　　)
A．保持P的位置不变，S由b切换到a
B．保持P的位置不变，S由a切换到b
C．S掷于b位置不动，P向上滑动
D．S掷于b位置不动，P向下滑动
i
i
T

T/2
O
i0
-i0
甲
乙
11.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
t
B.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
三、填空题(本题共12分)
12、如上右图为一交流发电机发出的交流电电动势随时间的变化图象，则交流电电动势的峰值为_____V；电动势的有效值为_____V；电压的周期为_______S；1S内电流方向改变_______次。
N
S
－
＋

13、用如图1所示的实验装置研究电磁感应现象。当有电流从电流表的正极流入时，指针向右偏转。则当把磁铁N极向下插入线圈时，电流表指针向_____偏转；当把磁铁N极从线圈中拔出时，电流表指针向_____偏转
14．(8分)如图10所示，先后以速度v1和v2(v1＝2v2)，匀速地把同一线圈从同一位置拉出有界匀强磁场的过程中，在先后两种情况下：
(1)线圈中的感应电流之比I1∶I2＝________．
(2)线圈中产生的热量之比Q1∶Q2＝_．
(3)拉力做功的功率之比P1∶P2＝________．
三、计算题(本题共4小题，共50分．解答时要有必要的文字说明、方程式和演算步骤，只写最后答案不得分，有数值计算的，答案中必须写出数值和单位)
15．(10分)发电机转子是边长为0.2 m的正方形，线圈匝数为100匝，内阻8 Ω，初始位置如图13所示，以ad、bc中点连线为轴以600 r/min的转速在 T的匀强磁场中转动，灯泡电阻为24 Ω，则：
(1)从图示位置开始计时，写出感应电动势的瞬时值表达式；
(2)灯泡的实际消耗功率为多大？

16， (14分)一个正方形线圈匝数为n，边长为L，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈从中性面开始计时，线框做角速度为ω的匀速圆周运动，转轴为OO′，如图所示．如果输出的电压为220 V，输出的电功率为44 kW，输电线的总电阻为0.2 Ω，如果用原副线圈匝数之比为1∶10的升压变压器升压，经输电线路后，再用原副线圈匝数之比为10∶1的降压变压器降压，供给用户使用．
(1)画出全过程输电线路的电路图．
(2)求用户得到的电压和电功率．
(3)若不经过变压而经导线直接送到用户，求用户得到的电压和电功率．

17，(12分)如图所示，一水平放置的平行导体框架宽度L＝0.50 m，接有电阻R＝0.20 Ω，磁感应强度B＝0.40 T的匀强磁场垂直导轨平面方向向下，仅有一导体棒ab跨放在框架上，并能无摩擦地沿框架滑动，框架及导体棒ab电阻不计，当ab以v＝4.0 m/s的速度向右匀速滑动时．试求：
(1)导体棒ab上的感应电动势的大小及感应电流的方向．
(2)要维持ab向右匀速运动，作用在ab上的水平拉力为多大？
(3)电阻R上产生的焦耳热功率为多大？

18.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θ=37º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.
a
b
θ
θ
R
⑴求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；
⑵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；
⑶在上问中，若R=2Ω，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，sin37º=0.6，cos37º=0.8）

参考答案
一， 选择题
1D, 2D, 3AD, 4B, 5BD, 6BD, 7C 8BD. 9BD 10AC 11C
二， 填空题
12, 10 ， 10, 0.02, 100
13；左， 右
14；　(1)2∶1　(2)2∶1　(3)4∶1
三、计算题(本题共4小题，共50分．解答时要有必要的文字说明、方程式和演算步骤，只写最后答案不得分，有数值计算的，答案中必须写出数值和单位)

15；答案　(1)e＝80 sin 20πt V (2)75 W
解析　(1)线圈运动的角速度ω＝20π rad/s，电动势最大值为Em＝nBSω＝80 V
瞬时值方程e＝80sin 20πt V
(2)电动势有效值E＝＝40 V，电流为I＝＝ A＝ A
电阻消耗的功率P＝I2R＝75 W

16解析：(1)电路如图：

(2分)
(2)在升压变压器处U1/U2＝1∶10
U2＝10U1＝220×10 V＝2200 V(1分)
I2＝P2/U2＝44000/2200 A＝20 A(1分)
由U3/U4＝10∶1
线路损失电压ΔU＝I2R
U3＝U2－ΔU＝(2200－4) V＝2196 V(2分)
得：U4＝＝ V＝219.6 V(1分)
线路损失功率ΔP＝IR＝202×0.2 W＝80 W(1分)
P4＝P－ΔP＝(44000－80) W＝43920 W．(1分)
(3)经导线输送的电流为I＝P/U＝ A＝200 A(1分)
导线损失电压ΔU＝IR＝200×0.2 V＝40 V(1分)
用户电压U4＝(220－40) V＝180 V(1分)
导线损失功率ΔP＝I2R＝2002×0.2 W＝8000 W(1分)
用户得到功率P4＝(44000－8000) W＝36000 W．(1分)
答案：(1)见解析　(2)219.6 V　43920 、(3)180 V　36000 W

17，解析：(1)导体棒ab垂直切割磁感线，产生的电动势大小：
E＝BLv＝0.40×0.50×4.0 V＝0.80 V(2分)
电流方向由b到a.(2分)
(2)导体棒ab相当于电源，由闭合电路欧姆定律得回路电流I＝＝ A＝4.0 A(2分)
导体棒ab所受的安培力
F＝BIL＝0.40×4.0×0.50 N＝0.80 N(2分)
由于ab匀速运动，所以水平拉力
F′＝F＝0.80 N．(2分)
(3)R上的焦耳热功率：
P＝I2R＝4.02×0.20 W＝3.2 W．(2分)
答案：(1)0.80 V　电流方向由b到a
(2)0.80 N　(3)3.2 W

18，16.答案：⑴4m/s2 ⑵10m/s ⑶0.4T，垂直于导轨平面向上.