高中物理選修3-2模塊綜合試卷(二)

1、模塊綜合試卷（二）（ 時(shí)間：90 分鐘 滿分： 100 分 ）一、選擇題 體題共12小題，每小題4分，共計(jì)48分.18題為單選題，912題為多選題，全部選對(duì)的得4 分，選對(duì)但不全的得2 分，有選錯(cuò)的得0 分 ）1. 下列應(yīng)用中與渦流無(wú)關(guān)的是（）A. 真空冶煉爐B. 金屬探測(cè)器C. 電磁灶D.閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，切割磁感線產(chǎn)生電流答案 D2 .（2018襟水高級(jí)中學(xué)高二上學(xué)期期中）如圖1所示，直角三角形導(dǎo)線框abc以速度v勻速進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，從圖示位置開始計(jì)時(shí)，則此過(guò)程中導(dǎo)線框內(nèi)感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的規(guī)律為下列四個(gè)圖象中的（）答案 A解析 在線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中磁通量增加，根據(jù)楞次定律判斷

2、電流方向始終為abca,進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中切割的有效長(zhǎng)度先變大后變小，所以線框內(nèi)電流先變大后變小，A 正確 .3 .如圖2 所示，兩條足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌的一端接有電阻和開關(guān)，導(dǎo)軌光滑且電阻不計(jì)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直于導(dǎo)軌平面向下，金屬桿ab 置于導(dǎo)軌上.當(dāng)開關(guān) S 斷開時(shí)，在桿ab上作用一水平向右的恒力 F,使桿ab向右運(yùn)動(dòng)進(jìn)入磁場(chǎng).一段時(shí)間后閉合開關(guān)開始計(jì)時(shí)，金屬桿在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好.金屬桿 ab 的 v t 圖象不可能是圖中的 ()答案 D解析 以金屬桿為研究對(duì)象，有FF安=ma,即F 一旦占v= ma,閉合開關(guān)瞬間，若F="，v,RRB2L2v則金屬

3、桿做勻速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確；若F<一丁，則金屬桿先做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)后做R-、4 HB2L2v勻速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng) C正確；若F>,則金屬桿先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)后做勻速運(yùn)動(dòng)， R選項(xiàng)B正確，只有選項(xiàng)D不可能.4.（2018天津卷）教學(xué)用發(fā)電機(jī)能夠產(chǎn)生正弦式交變電流.利用該發(fā)電機(jī)（內(nèi)阻可忽略）通過(guò)理想變壓器向定值電阻 R供電，電路如圖3所示，理想交流電流表 A、理想交流電壓表 V的讀數(shù)1 一分別為k U, R消耗的功率為P.若發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的11,則（）圖31A.R消耗的功率變?yōu)?P1B.電壓表V的讀數(shù)變?yōu)?UC.電流表A的讀數(shù)變?yōu)?ID.通過(guò)R的交變電流頻率不變答案 B解

4、析發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的1，由E=nBS知，原線圈中輸入電壓變?yōu)樵瓉?lái)的頻率變?yōu)樵瓉?lái)的1,根據(jù)整=n1,則U2變?yōu)樵瓉?lái)的1,電壓表讀數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的 1,即U,則通過(guò)2U2 n2222R的電流變?yōu)樵瓉?lái)的；，R消耗的功率P2=U9 = ：P,根據(jù)、= n2,原線圈上的電流也變?yōu)樵瓉?lái) 2R 412 ni一 11的2,即電流表A的讀數(shù)變?yōu)?I ,故選B.5.（2018福州三中檢測(cè)）如圖4所示是一種理想自耦變壓器的示意圖，線圈繞在一個(gè)圓環(huán)形的鐵芯上，P是可移動(dòng)的滑動(dòng)觸頭， A、B間接交流電壓 U,輸出端連接了兩個(gè)相同的燈泡 L1 和L2, Q為滑動(dòng)變阻器的滑片.當(dāng)開關(guān)S閉合，P處于如圖所示的位置時(shí)，兩燈

5、均能發(fā)光 .下 列說(shuō)法正確的是（）圖4A.將P沿逆時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)，兩燈均變暗B.P不動(dòng)，將Q向左移動(dòng)，兩燈均變亮C.P不動(dòng)，將Q向右移動(dòng)，變壓器輸入功率變大D.斷開開關(guān)S, Li將變暗答案 BUi ni斛析 當(dāng)P沿逆時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)時(shí)，副線圈的匝數(shù)n2增大，由丁 =一知，U2增大，Li、L2兩U2 n2燈均變亮，選項(xiàng) A錯(cuò)誤；當(dāng)P不動(dòng)，Q向左移動(dòng)時(shí)，U2不變，R減小，Li、L2兩端的電壓增大，兩燈泡變亮，選項(xiàng) B正確；當(dāng)P不動(dòng)，Q向右移動(dòng)時(shí)，U2不變，R增大，R總增大，變U22 ,壓器的輸出功率 P2=減小，而輸入功率 Pi = P2,故Pi減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；斷開開關(guān) S,R總則負(fù)載電阻增大，通過(guò)R

6、的電流減小，R兩端的電壓減小，故Li兩端的電壓增大，Li將變亮，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.6 .如圖5所示，用一段外皮絕緣的導(dǎo)線扭成的兩個(gè)半徑為R和r的圓形平面組成閉合回路，R>r,導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的電阻為 力導(dǎo)線橫截面半徑遠(yuǎn)小于 R和r.圓形區(qū)域內(nèi)均存在垂直平面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間按 B=kt（k>0,為常數(shù)）的規(guī)律變化的磁場(chǎng)，下列說(shuō)法正確的是（）A.小圓環(huán)中電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針B.大圓環(huán)中電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針kR2+r2C.回路中感應(yīng)電流大小為1RTTk R- rD.回路中感應(yīng)電流大小為力2人答案 D解析 由于穿過(guò)整個(gè)回路的磁通量增大，依據(jù)楞次定律，知大圓環(huán)中電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針,小圓環(huán)中電流的

7、方向?yàn)轫槙r(shí)針，故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有 E=kXR2-r2）,由閉合電路歐姆定律知回路中感應(yīng)電流大小為EkuR2-r2 k R- rI=RT FT: k 故C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確.7 .（2018南京市模擬試題）某發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)組車出的電壓恒為400 V,將其通過(guò)升壓變壓器升壓后加在輸電線上向距離較遠(yuǎn)的用戶端變電站供電，輸電線總電阻為5 Q,當(dāng)輸送的電功率恒為200 kW時(shí)，發(fā)電廠提供的電能與用戶消耗的電能不相等，二者在一個(gè)小時(shí)內(nèi)相差50度電，則下列說(shuō)法正確的是 （）A.輸電線上損失的功率為50 W8 .供電端升壓變壓器的匝數(shù)比為1 ： 5C.輸電線上損失的電壓為50 VD.若輸電

8、功率增大，則輸電線上損失的功率將會(huì)減小答案 B解析 輸電線上損失的功率 生=牛=50 :h h =50 kW,A錯(cuò)誤；AP= UP2R,解得U = 2 000 V, _AU 2 升壓變壓器的匝數(shù)比為 400 ： 2 000=1 ： 5, B正確；根據(jù) AP = 5,解得AU = 500 V, C錯(cuò) R誤；輸電電壓不變，若輸電功率變大，則輸電電流變大，輸電線上損失的功率變大，D錯(cuò)誤.8.如圖6所示電路，電阻 Ri與電阻R2阻值相同，都為 R,和Ri并聯(lián)的D為理想二極管（正向 電阻可看做零，反向電阻可看做無(wú)窮大 ），在A、B間加一正弦交流電 u= 20/2sin （100疝）V, 則加在R2上的電

9、壓有效值為（）圖6A.10 V B.20 V C.15 V D.510 V答案 D解析 前半個(gè)周期內(nèi)電壓值取正值時(shí)，二極管導(dǎo)通，R1被短路,R2兩端電壓20.2 UT20 V;后半個(gè)周期內(nèi)電壓值取負(fù)值時(shí)，二極管截止，10 .2R1、R2 串聯(lián)，R2兩端電壓 U2=7|_ V= 10 V；設(shè)R2兩端電壓的有效值為 U,仁丁 堡 T UJ2 T則在一個(gè)周期內(nèi)0 T= 0 X + D X. R2r2 2 R2 2解得U = 5標(biāo)V , D正確.9.（2017西安交大附中期中）目前的手機(jī)觸摸屏大多是電容式觸摸屏.電容式觸摸屏內(nèi)有一導(dǎo)電層，導(dǎo)電層四個(gè)角引出四個(gè)電極.當(dāng)手指觸摸屏幕時(shí)，人體和觸摸屏就形成了

10、一個(gè)電容器，電容器具有“通高頻”的作用，從而導(dǎo)致有電流分別從觸摸屏四角上的電極中流過(guò)，并且流經(jīng) 這四個(gè)電極的電流與手指到四角的距離成正比，控制器通過(guò)對(duì)這四個(gè)電流比例的精確計(jì)算， 得出觸摸點(diǎn)的位置信息.在開機(jī)狀態(tài)下，下列說(shuō)法中正確的是（）A.電容式觸摸屏感測(cè)手指觸摸點(diǎn)的位置是因?yàn)槭种笇?duì)屏幕按壓產(chǎn)生了形變B.電容式觸摸屏感測(cè)手指觸摸點(diǎn)的位置是利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象C.當(dāng)手指觸摸屏幕時(shí)，手指有微弱的電流流過(guò)D.當(dāng)手指離開屏幕時(shí)，電容變小，對(duì)高頻電流的阻礙變大，控制器不易檢測(cè)到手指的準(zhǔn)確位置 答案 CD解析 感測(cè)手指觸摸點(diǎn)的位置是通過(guò)測(cè)電流，由電流比例計(jì)算，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；當(dāng)手指觸摸屏幕時(shí)，由于電容器具有

11、“通高頻”的作用，所以有微弱電流流過(guò)，選項(xiàng) C正確；當(dāng)手指離開屏幕時(shí)，電容器兩極板間的距離增大，電容減小，對(duì)高頻電流的阻礙變大，選項(xiàng)D正確.10.某交流發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式為e=220*sin （100 it） V,以下說(shuō)法正確的是（）A.1 s內(nèi)電動(dòng)勢(shì)的平均值為 0B.1 s內(nèi)電流方向改變 50次C.若將發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速提高一倍，其他條件不變，則電動(dòng)勢(shì)的有效值為440v2 VD.若將“ 220 V,100科的電容器接在該發(fā)電機(jī)兩端，則電容器可能被擊穿答案 AD解析 由e= 2202sin（l00兀t） V可知，該交流電的電壓最大值為311 V, 3=100兀rad/s,所以2 兀 2 兀,

12、一、.，、，、.一，一 T = 而-s= 0.02 s,頻率為50 Hz,1 s內(nèi)完成50個(gè)周期，由電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式可知，W 100 71線圈從中性面開始計(jì)時(shí)，因此一個(gè)周期內(nèi)，電動(dòng)勢(shì)的平均值為零， 在50個(gè)周期內(nèi)，電動(dòng)勢(shì)的1平均值也為零，故A正確；轉(zhuǎn)動(dòng)一周電流萬(wàn)向改變兩次，故1 s內(nèi)電流萬(wàn)向改變的次數(shù) n=002X 2= 100次，故B錯(cuò)誤；將發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速提高一倍，角速度3= 2 m增加一倍，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值 Em=NBS«加倍，故產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值e= 44042sin（200大）V,根據(jù)440 2有效值與最大值的關(guān)系可知，有效值 U= 色 V = 440 V,則電動(dòng)

13、勢(shì)的有效值為 440 V,故 C錯(cuò)誤；若將“220 V, 100的電容器接在該發(fā)電機(jī)兩端，電源的最大電壓為22072 V,大于電容器的耐壓值 220 V,則電容器可能被擊穿，故 D正確.11.（2018成都市九校高二下學(xué)期期中）如圖7所示電路，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2：1,）.原線圈電流表、電壓表均為理想交流電表，R是光敏電阻（其阻值隨照射光強(qiáng)度增大而減小接入電壓隨時(shí)間按 u=220#sin（100如V變化的交流電，下列說(shuō)法正確的是（）圖7A.交流電的頻率為100 HzB.電壓表的示數(shù)為110 VC.照射R的光強(qiáng)度增大時(shí)，電流表的示數(shù)變大D.照射R的光強(qiáng)度增大時(shí)，電壓表示數(shù)變大，燈泡變得

14、更亮答案 BC解析 原線圈接入u=220，2sin （100兀t） V的交流電壓，T=0.02 s,所以頻率為f= 50 Hz,Ui n1A錯(cuò)誤；交流電的有效值為U1=220 V,根據(jù) 屯=不，則U2=110 V, B正確；R阻值隨光強(qiáng) , , _U2度增大而減小，根據(jù)12=知副線圈電流增大，副線圈輸出功率增大，即燈泡變得更亮,R+ Rl根據(jù)功率相等，所以原線圈輸入功率增大，原線圈電流增大，所以電流表的示數(shù)增大，但是 電壓表示數(shù)不變，故 C正確，D錯(cuò)誤.12.如圖8甲所示，光滑金屬導(dǎo)軌沿豎直方向固定，間距為L(zhǎng),其下端接有定值電阻 R,質(zhì)量為m、長(zhǎng)度為L(zhǎng)、阻值為r的金屬棒MN用導(dǎo)槽固定在導(dǎo)軌上，

15、金屬棒只能沿豎直方向上下移動(dòng)， 且始終與導(dǎo)軌接觸良好，整個(gè)裝置處在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.t = 0時(shí)刻開始在金屬棒上施加豎直向上的外力，在金屬棒向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中， 流過(guò)金屬棒的電流隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙 所示.用P表示克服安培力做功的功率、a表示金屬棒的加速度、F表示外力、q表示流過(guò)定值電阻的電荷量，則描述上述四個(gè)物理量隨時(shí)間變化的規(guī)律的圖象可能正確的是（）答案 CDBLv解析 流過(guò)金屬棒的電流 1 =，由題圖乙可知，I與t成正比例函數(shù)關(guān)系，則 v與t成正R+ rB2l2 2比例函數(shù)關(guān)系，可知金屬棒的加速度 a不變，B錯(cuò)誤；克服安培力做功的功率 P=F安v = - R+rB2L2a2c-R

16、TTt2,故P-t圖線應(yīng)為過(guò)原點(diǎn)的曲線,A錯(cuò)誤；由牛頓第二定律可知，F(xiàn)-F安mg=.B2L2ama,則F=t+mg+ma,故F t圖線應(yīng)為不過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，C正確；流過(guò)te值電阻R+ r的電荷量q= It,令I(lǐng)=kt,則q=kt2,故q t圖線應(yīng)為過(guò)原點(diǎn)的曲線，D正確.二、非選擇題（本題共6小題，共計(jì)52分）13.（6分）（2018霞浦市第一中學(xué)高二下學(xué)期月考）如圖9為“探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)裝置圖9（1）將圖中所缺的導(dǎo)線補(bǔ)接完整.（2）如果在閉合開關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向右偏了一下，那么合上開關(guān)后可能出現(xiàn)的情況有：將原線圈迅速插入副線圈時(shí)，靈敏電流計(jì)指針將偏轉(zhuǎn)（選填“發(fā)生”或“不發(fā)生”

17、）；原線圈插入副線圈后，將滑動(dòng)變阻器滑片迅速向左拉時(shí)，靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn) （選填“發(fā)生”或“不發(fā)生”）；在上述兩過(guò)程中靈敏電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)方向（選填“相同”或“相反”）.（3）在做“探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果副線圈兩端不接任何元件，則副線圈電路中將.（不定項(xiàng)選擇）A. 因電路不閉合，無(wú)電磁感應(yīng)現(xiàn)象B. 有電磁感應(yīng)現(xiàn)象，但無(wú)感應(yīng)電流，只有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)C. 不能用楞次定律判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向D.可以用楞次定律判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向答案 （1） 見解析圖（1 分 ） （2） 發(fā)生 （1 分 ） 發(fā)生 （1 分 ） 相反 （1 分 ） （3）BD（2 分 ）解析 （1） 將電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、小螺線管

18、串聯(lián)成一個(gè)回路，再將電流計(jì)與大螺線管串聯(lián)成另一個(gè)回路，電路圖如圖所示：（2）閉合開關(guān)，磁通量增加，指針向右偏轉(zhuǎn)，將原線圈迅速插入副線圈，磁通量增加，則靈敏電流計(jì)的指針將向右偏轉(zhuǎn)一下；原線圈插入副線圈后，將滑動(dòng)變阻器滑片迅速向左拉時(shí)，電阻增大，則電流減小，穿過(guò)副線圈的磁通量減小，則靈敏電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)一下；兩過(guò)程中靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向相反.（3）如果副線圈B 兩端不接任何元件，線圈中仍有磁通量的變化，仍會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，不過(guò)沒(méi)有感應(yīng)電流存在，可根據(jù)楞次定律判斷出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向，B 、 D 正確，A、 C 錯(cuò)誤 .14.（6分）（2018全國(guó)卷I ）某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖10甲所示的電路探究在2

19、5 c80 C范圍內(nèi)某熱敏電阻的溫度特性.所用器材有：置于溫控室（圖中虛線區(qū)域）中的熱敏電阻 Rt,其標(biāo)稱值（25 C時(shí)的阻值）為 900.0 電源 E（6 V,內(nèi)阻可忽略）；電壓表（量程150 mV）;定值電阻 R0（阻值20.0 Q）,滑動(dòng)變阻器 R（最大阻值為1 000；電阻箱R2（阻值范圍0999.9 Q）;單刀開關(guān)S1,單刀雙 擲開關(guān)S2.實(shí)驗(yàn)時(shí)，先按圖甲連接好電路，再將溫控室的溫度 t升至80.0 C.將S2與1端接通，閉合Si, 調(diào)節(jié)Ri的滑片位置，使電壓表讀數(shù)為某一值 U。；保持R1的滑片位置不變，將R2置于最大值， 將S2與2端接通，調(diào)節(jié)R2,使電壓表讀數(shù)仍為 Uo;斷開Si

20、,記下此時(shí)R2的讀數(shù)逐步降低溫控 室的溫度t,得到相應(yīng)溫度下R2的阻值，直至溫度降到 25.0 C.實(shí)驗(yàn)得到的R2-t數(shù)據(jù)見下表.t/c25.030.040.050.060.070.080.0R2/ Q900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0圖 10回答下列問(wèn)題：在閉合Si前，圖甲中R1的滑片應(yīng)移動(dòng)到 (填“a”或" b”)端.(2)在圖乙的坐標(biāo)紙上補(bǔ)齊數(shù)據(jù)表中所給數(shù)據(jù)點(diǎn)，并作出R2 t 曲線 .(3)由圖乙可得到 Rt在25c80 C范圍內(nèi)的溫度特性.當(dāng)t=44.0 C時(shí)，可得 Rt=Q.(4)將Rt握于手心，手心溫度下R2的相應(yīng)讀數(shù)如圖丙所示，該讀數(shù)

21、為 烏則手心溫度為 .答案 (1) b(1 分 )(2)如圖所示(2 分 )(3)450(1 分 )(4)620.0(1 分 ) 33.0(1 分 )解析 (1) 閉合開關(guān)S1 前，應(yīng)讓滑片移動(dòng)到b 端，使滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值最大（3）由圖象可知t=44.0 C時(shí)，電阻的阻值為 450 Q.（4）由題圖丙可得電阻箱阻值為620.0 Q,由圖象可得溫度約為33.0 C.15.（9分）（2018煙臺(tái)市高二下學(xué)期期末）如圖11所示為邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的單匝正方形線圈 abcd,放在磁感應(yīng)弓II度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，從圖示位置開始以bc邊為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng).線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)一周的過(guò)程中產(chǎn)生的熱量為Q.已知線圈的b

22、c邊與磁場(chǎng)方向垂直，線圈電阻為R.求：圖11（1）線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大??；（2）線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò) ,寸，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值；（3）線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)刻過(guò)程中，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值答案量4普餐 TB L2 TBLBL解析（1）線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值大小為E=（BL23（1分）線圈從題圖所示位置轉(zhuǎn)過(guò)一周所用的時(shí)間：1=丁=氣1分）=八 E2兀co B2L4所以熱重Q= Rt=R （1分） RQ .斛得：3=田214（1分）（2）線圈從題圖所示位置開始勻速轉(zhuǎn)動(dòng)3時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值：e=BL2 cosinhBL2 cosin 3（1 分）1分）解得：e=.兀

23、. -（3）線圈從題圖所示位置轉(zhuǎn)過(guò) 2的過(guò)程中，線圈內(nèi)磁通量的變化量4蟲=812（1分） 兀一所用的時(shí)間為t=（1分） 2 co線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值：T =乎=嘿Q(mào)2.（1分）t 兀BL16.（9分）（2018泰安市高二下學(xué)期期末）某水電站的水位落差為20 m,通過(guò)水輪機(jī)的流量為10 m3/s,發(fā)電效率為20%.水流通過(guò)水輪機(jī)時(shí)，使水輪機(jī)以2572 rad/s的角速度轉(zhuǎn)動(dòng).水輪機(jī)帶動(dòng)的線圈共1 000匝，線圈面積為 0.2 m2,線圈置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.1 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈電阻不計(jì).發(fā)電機(jī)先經(jīng)過(guò)匝數(shù)比為1 ： 10的升壓變壓器后經(jīng)輸電線輸送到遠(yuǎn)處，再由降壓變壓器降壓后給用戶供電.若

24、按最大功率供電時(shí)輸電線路損耗的功率為發(fā)電機(jī)最大輸出功率的2%,用戶電壓為220 V.g取10 m/s2,求：輸電線的總電阻；（2）降壓變壓器的匝數(shù)比.答案 （1）1.25 Q （2）245 ： 11U = 500 V（1 分）解析（1）發(fā)電機(jī)的輸出電壓的有效值U = NBS工 代入數(shù)據(jù)得:-p Qtgh ri取大輸出功率：P =t = p Qgh,引代入數(shù)據(jù)得：P = 4X 105 W（1分）P發(fā)電機(jī)的最大輸出電流的有效值I=U=800 A（1分）輸電線中的最大電流有效值與發(fā)電機(jī)的最大輸出電流有效值的關(guān)系- = n2（1分）I線n1且 I 線 2r= PX 2%聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得：r = 1.2

25、50（1分）（2）升壓變壓器副線圈的電壓為U 2,Un1則u= n（1分）降壓變壓器原線圈的電壓為U3,則 U2=U3+I 線 r（1 分）降壓變壓器原副線圈電壓關(guān)系為：U3L= n3（1分）U4n4、'n3 245聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得：n；=彳p(i分)17.(10分)如圖12所示，一寬為L(zhǎng)= 1 m的矩形金屬框架固定在傾角0= 37。的絕緣斜面上，框架兩端各接一個(gè)阻值Ro = 4 的電阻，框架的其余部分電阻忽略不計(jì)，框架足夠長(zhǎng).勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直斜面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=1.0 T,金屬桿ab的質(zhì)量為0.2 kg,電阻為r=1 Q,桿與框架接觸良好，桿與框架間的動(dòng)摩擦因數(shù)為科=0.5,當(dāng)桿

26、受一沿斜面向上的恒力F作用時(shí)，由靜止開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后電流表示數(shù)穩(wěn)定為0.2 A,已知金屬桿加速過(guò)程中每個(gè)電阻Ro產(chǎn)生的熱量 Q0= 0.152 J,取 g= 10 m/s2, sin 37 =0.6, cos 37 = 0.8.求：圖12(1)電路中產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；(2)恒力F的大小；(3)金屬桿在加速過(guò)程中經(jīng)過(guò)的位移大小答案 (1)1.2 V (2)2.4 N (3)1.5 m解析(1)當(dāng)金屬桿做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度最大，回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大.等效電路圖如圖所示,當(dāng)電流表示數(shù)穩(wěn)定為0.2 A時(shí)，回路中總電流I = 0.4 A.R 并=2 = 2 Q（1 分）根據(jù)閉合電路歐姆定律有E

27、 = I（R并+ r）得回路中產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=1.2 V（1分）（2）以金屬桿為研究對(duì)象，根據(jù)力的平衡條件有：F = mgsin 0+ 科 mgos 0+ F 安（1 分）而F安=BIL（1分）得 F=2.4 N（1 分）由E = BLv可得，穩(wěn)定時(shí)金屬桿的速度v=1.2 m/s（1分）由Q = I2Rt可得金屬桿在加速過(guò)程中產(chǎn)生的熱量與每個(gè)電阻Ro產(chǎn)生的熱量相等，都為 Qo（1分）對(duì)金屬桿從靜止到穩(wěn)定過(guò)程中，由功能關(guān)系有：1八（F mgos 0 mgsin x= 2mv2+3Qo（2 分）解得 x= 1.5 m.（1 分）18.（12分）如圖13甲所示，平行長(zhǎng)直導(dǎo)軌MN、PQ水平放置，兩