2019年高中物理 模块综合检测 新人教版选修3-2.doc
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2019年高中物理 模块综合检测 新人教版选修3-2一、选择题(本大题共12个小题,每小题5分,共计60分,每小题至少一个选项正确,把正确选项前的字母填在题后的括号内)图11(xx云浮高二检测)一个闭合线圈垂直置于匀强磁场中,若磁感应强度如图1所示,则线圈中的感应电流随时间变化的图线是下图中的()【解析】由法拉第电磁感应定律得E,当k时,EkS.在0时间内,k为一常量,故感应电动势为一常量,相应的感应电流也为一常量;在T时间内,k也为一常量,相应的感应电流也为一常量,前后两个半周期内电动势和感应电流仅仅是方向的不同,而数值相同比较图中的四个图线,只有A图线是符合要求的【答案】A图22如图2所示,某人在自行车道上从东往西沿直线以速度v骑行,该处地磁场的水平分量大小为B1,方向由南向北,竖直分量大小为B2,方向竖直向下:自行车车把为直把、金属材质,两把手间距为L,只考虑自行车在地磁场中的电磁感应,下列结论正确的是()A图示位置中辐条A点电势比B点电势低B图示位置中辐条A点电势比B点电势高C自行车左车把的电势比右车把的电势高B2LvD自行车在十字路口左拐改为南北骑向,则自行车车把两端电动势要降低【解析】自行车车把切割磁感线,由右手定则知,自行车左车把的电势比右车把的电势高B2Lv;辐条旋转切割磁感线,由右手定则知,图示位置中辐条A点电势比B点电势低;自行车在十字路口左拐改为南北骑向,地磁场竖直分量始终垂直于自行车车把,则其两端电动势不变正确答案为A、C两项【答案】AC3如图3所示是一火警报警器的部分电路示意图其中R2为用半导体热敏材料(温度上升时导电能力增强)制成的传感器,a、b之间接报警器;当传感器R2所在处出现火情时,显示器(图中电流表)的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是()图3AI变大,U变大BI变大,U变小CI变小,U变大 DI变小,U变小【解析】当R2所在处出现火情时,由于温度升高,所以R2减小,电路中总电阻减小,总电流增大,故路端电压变小,即a、b之间的电压变小;R3上电压U3EI(R1r),故R3上电压减小,由欧姆定律知I变小选项D正确【答案】D4(xx太原五中高二检测)两金属棒和三根电阻丝如图4连接,虚线框内存在均匀变化的匀强磁场,三根电阻丝的电阻大小之比R1R2R3123,金属棒电阻不计当S1、S2闭合,S3断开时,闭合的回路中感应电流为I,当S2、S3闭合,S1断开时,闭合的回路中感应电流为5I;当S1、S3闭合,S2断开时,闭合的回路中感应电流是()图4A0 B3IC6I D7I【解析】本题为感应电动势、电流求解问题,S1、S2闭合时有E13IR;S2、S3闭合时有E225IR;则S1、S3闭合时有E1E24IxR,所以Ix7I.【答案】D5如图5所示,匀强磁场的方向垂直于电路所在平面,导体棒ab与电路接触良好当导体棒ab在外力F作用下从左向右做匀加速直线运动时,若不计摩擦和导线的电阻,整个过程,灯泡L未被烧毁,电容器C未被击穿,则该过程中()图5A感应电动势将变大B灯泡L的亮度变大C电容器C的上极板带负电D电容器两极板间的电场强度将减小【解析】因为导体棒做匀加速直线运动,根据感应电动势EBLv,所以感应电动势增大,A正确;因为不计导线的电阻,导体棒可以等效为电源,电源电动势增大,所以路端电压增大,电灯泡功率增大,B正确;根据右手定则,可以确定导体棒a端为等效电源的正极,所以电容器上极板带正电,C错;电容器并联在灯泡两端,电压增大,场强应增大,D错【答案】AB6如图6甲所示,位于载流长直导线近旁的两根平行导轨A和B,与长直导线平行且在同一水平面内,在导轨A、B上套有两段可以自由滑动的金属棒CD和EF,当长直导线中的电流按图6乙所示的规律变化时(图6甲中所示的电流方向为正方向),则下面说法正确的是()图6A在t2时刻,CDFE回路中没有电流,CD、EF不受力Bt1到t2时间内,回路中的电流方向为CEFDCt1到t2时间内,EF向左,CD向右,都做匀减速直线运动Dt1到t2时间内,EF向右,CD向左,都做匀加速直线运动【解析】在t2时刻长直导线中的电流方向由正向变为负向,穿过回路CDFE的磁通量发生变化,产生感应电流,故A错误在t1到t2的时间内,长直导线中的电流由大变小,产生的磁场由强变弱,穿过回路垂直于纸面向里的磁通量由大变小,由楞次定律得感应电流的方向为CEFD,故B正确由左手定则可以判定出,EF受到水平向右的安培力而向右加速,CD受到水平向左的安培力而向左加速,由于直导线中的电流不是均匀变化,故穿过闭合回路的磁通量也不是均匀变化,回路中产生变化的感应电流,EF、CD所受安培力不恒定,故EF、CD所做的运动是非匀变速运动,C、D错误【答案】B图77(xx西安一中高二检测)阻值为10 的电阻接到电压波形如图7所示的交流电源上,以下说法正确的是()A电压的有效值为10 VB通过电阻的电流有效值为 AC电阻消耗电功率为5 WD电阻每秒钟产生的热量为10 J【解析】由Ut图象,交流电压的最大值为10 V,有效值为5 V,A错误根据I,B正确再根据PI2R,C正确电阻每秒产生热量QPt5 J,故D错误【答案】BC图88如图8所示,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,t0时刻,bc边与磁场区域左边界重合现令线圈以向右的恒定速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域,取沿abcda方向的感应电流为正,则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流I随时间t变化的图线是()【解析】0段,穿过梯形线圈的磁通量增大,由楞次定律可得线圈中电流方向为adcba,段,穿过梯形线圈的磁通量减少,由楞次定律可得,线圈中电流方向为abcda,0段,切割磁感线的有效长度逐渐增大,感应电流增大,段,切割磁感线的有效长度逐渐增大,感应电流增大,所以B项正确【答案】B9(xx北京海淀期末)如图9是用电流传感器(相当于电流表,其电阻可以忽略不计)研究自感现象的实验电路,图中两个电阻的阻值均为R,L是一个自感系数足够大的自感线圈,其直流电阻值也为R.图10是某同学画出的在t0时刻开关S切换前后,通过传感器的电流随时间变化的图象关于这些图象,下列说法中正确的是()图9 甲乙丙丁图10A图b中甲是开关S由断开变为闭合,通过传感器1的电流随时间变化的情况B图b中乙是开关S由断开变为闭合,通过传感器1的电流随时间变化的情况C图b中丙是开关S由闭合变为断开,通过传感器2的电流随时间变化的情况D图b中丁是开关S由闭合变为断开,通过传感器2的电流随时间变化的情况【解析】开关S由断开变为闭合瞬间,流过自感线圈的电流为零,流过传感器1、2的电流均为;闭合电路稳定后,流过传感器1的电流为,流过传感器2的电流为.开关断开后,流过传感器1的电流立即变为零,流过传感器2的电流方向相反,从逐渐变为零【答案】BC10(xx四川高考)半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆,单位长度电阻均为R0.圆环水平固定放置,整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B.杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动,杆始终有两点与圆环良好接触从圆环中心O开始,杆的位置由确定如图11所示则()图11A0时,杆产生的电动势为2BavB时,杆产生的电动势为 BavC0时,杆受的安培力大小为D时,杆受的安培力大小为【解析】开始时刻,感应电动势E1BLv2Bav, 故A正确时,E2B2a cos vBav,故B项错误由L2a cos ,EBLv,I,RR02a cos (2)a,得在0时,F,故C项错误时F,故D项正确【答案】AD图1211竖直放置的平行光滑导轨,其电阻不计,磁场方向如图12所示,磁感应强度B0.5 T,导体杆ab和cd的长均为0.2 m,电阻均为0.1 ,所受重力均为0.1 N,现在用力向上推导体杆ab,使之匀速上升(与导轨接触始终良好),此时cd恰好静止不动,ab上升时下列说法正确的是()Aab受到的推力大小为2 NBab向上的速度为2 m/sC在2 s内,推力做功转化的电能是0.4 JD在2 s内,推力做功为0.6 J【解析】以ab、cd为整体可知向上推力F2mg0.2 N,对cd可得BIlmg,所以I A1 A,设ab运动速度为v,则Blv2RI,所以v m/s2 m/s,2 s内转化的电能W电I22Rt0.4 J,2 s内推力做的功WFFvt0.8 J.【答案】BC12(xx山东高考)将一段导线绕成图13甲所示的闭合回路,并固定在水平面(纸面)内回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场中回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场,以向里为磁场的正方向,其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示用F表示ab边受到的安培力,以水平向右为F的正方向,能正确反映F随时间t变化的图像是() 甲乙图13【解析】从Bt图像中获取磁感应强度B与时间t的关系,结合E及安培力FBIL得Ft关系由Bt图像可知,在0时间内,B均匀减小;时间内,B反向均匀增大由楞次定律知,通过ab的电流方向向上,由左手定则可知ab边受安培力的方向水平向左由于B均匀变化,产生的感应电动势ES不变,则安培力大小不变同理可得在T时间内,ab边受安培力的方向水平向右,故选项B正确【答案】B二、非选择题(本题共4小题,共40分,解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤,有数值计算的要注明单位)13(9分)(xx朝阳高二检测)如图14所示,光滑的平行金属导轨相距30 cm,电阻不计ab是电阻为0.3 的金属棒,可沿导轨滑动与导轨相连的平行金属板A、B相距6 cm,电阻R为0.1 .全部装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中当ab以速度v向右匀速运动时,一带电粒子在A、B板间做半径为2 cm的匀速圆周运动,速度也是v.试求速率v的大小图14【解析】设磁感应强度为B,平行板AB间距为d,ab杆的有效长度为L,带电粒子质量为m,带电荷量为q,感应电动势为EBLv,所以UabUABBLv.带电粒子在A、B板间能做匀速圆周运动,则mgqE,所以m.带电粒子做圆周运动的半径:r,所以v m/s0.4 m/s.【答案】0.4 m/s14(9分)一小型发电机的输出电压保持240 V不变,发电机输出电压先经一升压变压器升压后经远距离输送,到达用户前又经降压变压器降压,降压后直接向用户供电已知用户得到的电压为220 V,用电总功率为220 kW.已知升压变压器与降压变压器原、副线圈的匝数比分别为125和201.求此时发电机的输出功率【解析】如图:由PIU,I4P/U A103 A由n3n4U3U4,U3U4220 V4 400 V由n3n4I4I3,I3I4 A50 A由,U2U125240 V6 000 V电源输出功率PI2U2506 000 W3.0105 W.【答案】3.0105 W15(10分)如图15所示,一交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动,线圈匝数N100,线圈电阻r3 ,abcd0.5 m,bcad0.4 m,磁感应强度B0.5 T,电阻R311 ,当线圈以n300 r/min的转速匀速转动时,求:图15(1)感应电动势的最大值;(2)t0时线圈在图示位置,写出此交变电流电动势瞬时值表达式;(3)此电压表的示数是多少?【解析】(1)电动势的最大值为EmNBSNB(2n转)(abbc)314 V.(2)电动势瞬时值的表达式:eEmsin t314sin(10t)V.(3)UV(Em)220 V.【答案】(1)314 V(2)e314sin(10t)V(3)220 V16(12分)(xx兰州一中高二检测)图16如图16所示,一直导体棒质量为m、长为l、电阻为r,其两端放在位于水平面内间距也为l的光滑平行导轨上,并与之密接;棒左侧两导轨之间连接一可控制的负载电阻(图中未画出);导轨置于匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨所在平面开始时,给导体棒一个平行于导轨的初速度v0.在棒的运动速度由v0减小至v1的过程中,通过控制负载电阻的阻值使棒中的电流I保持恒定导体棒一直在磁场中运动若不计导轨电阻,求此过程中导体棒上感应电动势的平均值和负载电阻上消耗的平均功率【解析】导体棒所受的安培力为FIlB该力大小不变,棒做匀减速运动,因此在棒的速度从v0减小到v1的过程中,平均速度为(v0v1)当棒的速度为v时,感应电动势的大小为EBlv棒中的平均感应电动势为Bl由式得l(v0v1)B导体棒中消耗的热功率为P1I2r负载电阻上消耗的平均功率为IP1由式得l(v0v1)BII2r.【答案】l(v0v1)Bl(v0v1)BII2r- 配套讲稿:
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