高中物理人教版2第六章傳感器 模塊綜合測評(二)

模塊綜合測評(二)(時間：60分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題6分，共60分，在每小題給出的四選項中，第1～7題只有一項符合題目要求，第8～10題有多項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)1．一閉合線圈置于磁場中，若磁感應強度B隨時間變化的規(guī)律如圖1乙所示，線圈中感應電動勢E隨時間t變化的圖象是()圖1【解析】由E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB,Δt)·S可知，因磁感應強度B隨時間變化的變化率eq\f(ΔB,Δt)是分段恒定的，因此電動勢E隨時間變化的規(guī)律也是分段恒定的，故D正確．【答案】D2．如圖2所示電路中，線圈L與燈泡LA并聯(lián)，當合上開關(guān)S后燈LA正常發(fā)光．已知，線圈L的電阻小于燈泡LA的電阻．則下列現(xiàn)象可能發(fā)生的是()【導學號：94530103】圖2A．當斷開S時，燈泡LA立即熄滅B．當斷開S時，燈泡LA突然閃亮一下，然后逐漸熄滅C．若把線圈L換成電阻，斷開S時，燈泡LA逐漸熄滅D．若把線圈L換成電阻，斷開S時，燈泡LA突然閃亮一下，然后逐漸熄滅【解析】當斷開S時，線圈L產(chǎn)生斷電自感，燈泡LA突然閃亮一下，然后逐漸熄滅，B項正確，A項錯誤；若把線圈L換成電阻，斷開S時，燈炮LA立即熄滅，C、D均錯誤．【答案】B3．(2023·邵陽高二檢測)理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比n1∶n2＝2∶1，且在輸入、輸出回路中分別接有相同的純電阻，如圖3所示，原線圈接在電壓為U的交流電源上，則副線圈的輸出電壓為()圖3\f(U,2) B．eq\f(U,3)C．eq\f(2,5)U D．eq\f(3,4)U【解析】設(shè)原線圈中的電流為I，則副線圈中的電流為2I；設(shè)原線圈的輸入電壓為U1，則副線圈的輸出電壓為U2＝eq\f(U1,2)＝2IR，所以U1＝4IR，而U＝IR＋U1＝5IR，所以副線圈的輸出電壓為U2＝eq\f(2,5)U，故正確選項為C.【答案】C4.(2023·四川高考)如圖4所示，接在家庭電路上的理想降壓變壓器給小燈泡L供電，如果將原、副線圈減少相同匝數(shù)，其他條件不變，則()圖4A．小燈泡變亮B．小燈泡變暗C．原、副線圈兩端電壓的比值不變D．通過原、副線圈電流的比值不變【解析】由于家庭電路上理想變壓器為降壓變壓器，故n1>n2，當原、副線圈減少相同的匝數(shù)時，其變壓比eq\f(n′1,n′2)變大，根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n′1,n′2)，U1一定，U2變小，故小燈泡變暗，選項A錯誤，選項B正確；由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n′1,n′2)知，原、副線圈電壓的比值變大，選項C錯誤；根據(jù)eq\f(I1,I2)＝eq\f(n′2,n′1)，則通過原、副線圈電流的比值變小，選項D錯誤．【答案】B5．(2023·渭南高二檢測)為了能安全對某一高電壓U、大電流I的線路進行測定，圖中接法可行的是(繞組匝數(shù)n1>n2)()【解析】電流互感器是將大電流變成便于測量的小電流，由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)知I2＝eq\f(n1,n2)I1，副線圈的匝數(shù)應大于原線圈的匝數(shù)且測量時應串聯(lián)在被測電路中，A、C錯誤；電壓互感器是將高電壓變成低電壓，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)知U2＝eq\f(n2,n1)U1，n1應大于n2，且測量時應并聯(lián)在待測電路中，B正確，D錯誤．【答案】B6．(2023·煙臺高二檢測)兩金屬棒和三根電阻絲如圖5連接，虛線框內(nèi)存在均勻變化的勻強磁場，三根電阻絲的電阻大小之比R1∶R2∶R3＝1∶2∶3，金屬棒電阻不計．當S1、S2閉合，S3斷開時，閉合的回路中感應電流為I，當S2、S3閉合，S1斷開時，閉合的回路中感應電流為5I；當S1、S3閉合，S2斷開時，閉合的回路中感應電流是()圖5A．0 B．3IC．6I D．7I【解析】由R1∶R2∶R3＝1∶2∶3得令R1＝R，R2＝2R，R3＝、S2閉合時R1，R2組成閉合回路，有E1＝3IR；S2、S3閉合時R2，R3組成閉合回路，有E2＝25IR；則S1、S3閉合時R1，R3組成閉合回路，有E1＋E2＝4IxR，所以Ix＝7I.【答案】D7．如圖6所示，A是長直密繞通電螺線管．小線圈B與電流表連接，并沿A的軸線Ox從O點自左向右勻速穿過螺線管A.下面4個選項能正確反映通過電流表中電流I隨x變化規(guī)律的是()【導學號：94530104】圖6【解析】通電螺線管產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，磁場特征為：兩極附近最強且不均勻，管內(nèi)場強近似勻強．當小線圈穿過兩極時，因磁場不均勻，故穿過小線圈的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應電流，且因磁場的變化不同，故在小線圈中感應出方向相反的電流，小線圈在螺線管內(nèi)部運動時，因穿越區(qū)域的磁感應強度不變，小線圈中沒有感應電流產(chǎn)生．【答案】C8．(2023·江蘇高考)電吉他中電拾音器的基本結(jié)構(gòu)如圖7所示，磁體附近的金屬弦被磁化，因此弦振動時，在線圈中產(chǎn)生感應電流，電流經(jīng)電路放大后傳送到音箱發(fā)出聲音．下列說法正確的有()圖7A．選用銅質(zhì)弦，電吉他仍能正常工作B．取走磁體，電吉他將不能正常工作C．增加線圈匝數(shù)可以增大線圈中的感應電動勢D．弦振動過程中，線圈中的電流方向不斷變化【解析】銅不能被磁化，銅質(zhì)弦不能使電吉他正常工作，選項A錯誤；取走磁體后，弦的振動無法通過電磁感應轉(zhuǎn)化為電信號，音箱不能發(fā)聲，選項B正確；增加線圈匝數(shù)，根據(jù)法拉第電磁感應定律E＝Neq\f(ΔΦ,Δt)知，線圈的感應電動勢變大，選項C正確；弦振動過程中，線圈中感應電流的磁場方向發(fā)生變化，則感應電流的方向不斷變化，選項D正確．【答案】BCD9．照明供電線路的路端電壓基本上是保持不變的．可是我們在晚上七、八點鐘用電高峰時開燈，電燈比深夜時要顯得暗些．這是因為用電高峰時()A．總電阻比深夜時大，供電線路上的電流小，每盞燈兩端的電壓較低B．總電阻比深夜時大，供電線路上的電流小，通過每盞燈的電流較小C．總電阻比深夜時小，供電線路上的電流大，輸電線上損失的電壓較大D．總電阻比深夜時小，供電線路上的電流大，每盞燈兩端的電壓較低【解析】在晚上七、八點鐘時，電路上并聯(lián)的燈較多，則根據(jù)并聯(lián)電路的特點可知，此時總電阻比深夜時小，再由歐姆定律可知，供電線路上的電流大，輸電線上損失的電壓U損＝IR增大，每盞燈兩端的電壓也就較低．【答案】CD10．如圖8所示邊長為L的正方形閉合線圈在磁感應強度為B的勻強磁場中，以一條邊為軸，以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸與B垂直，線圈總電阻為R，導線電阻不計，下列說法正確的是()圖8A．電壓表示數(shù)為BL2ω/8B．電壓表示數(shù)為eq\r(2)BL2ω/8C．線圈轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生熱量為πB2L4ω/D．線圈轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生熱量為2πB2L4ω/【解析】由Em＝BL2ω，U有效＝eq\f(Em,\r(2))＝eq\f(\r(2)BL2ω,2)，電壓表測量的為eq\f(1,4)R上的電壓，則U＝eq\f(U有效,4)＝eq\f(\r(2)BL2W,8)，Q＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(BL2ω,\r(2)R)))2·R·T＝eq\f(πB2L4ω,R)，故B、C正確．【答案】BC二、非選擇題(本題3小題，共40分)11．(10分)(1)按圖9所示連接好電路，合上S和S′，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，用電吹風對熱敏電阻吹一會兒，會發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)光了，原因是________________________________________________________________．圖9(2)若將熱敏電阻換成光敏電阻，合上S和S′，發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)光，用黑紙包住光敏電阻后，小燈泡熄滅，其原因是____________________________________________________________________________________________________.【解析】(1)熱敏電阻阻值較大，左側(cè)電路電流較小，電磁鐵磁性較弱，吸不住銜鐵，小燈泡不亮，電吹風對熱敏電阻加熱，使其阻值變小，電路中電流增大，電磁鐵磁性增強吸住銜鐵，使上、下觸點接觸，小燈泡發(fā)光；(2)用黑紙包住后，光敏電阻的阻值增大，左側(cè)電路電流減小，繼電器觸點斷開，造成小燈泡熄滅．【答案】見解析12．(15分)(2023·延安高二檢測)如圖10甲所示，一固定的矩形導體線圈水平放置，線圈的兩端接一只小燈泡，在線圈所在空間內(nèi)存在著與線圈平面垂直的均勻分布的磁場．已知線圈的匝數(shù)n＝100匝，總電阻r＝Ω，所圍成矩形的面積S＝0.040m2，小燈泡的電阻R＝Ω，磁場的磁感應強度按如圖乙所示的規(guī)律變化，線圈中產(chǎn)生的感應電動勢瞬時值的表達式為e＝nBmSeq\f(2π,T)·coseq\f(2π,T)t，其中Bm為磁感應強度的最大值，T為磁場變化的周期，不計燈絲電阻隨溫度的變化，求：【導學號：94530105】甲乙圖10(1)線圈中產(chǎn)生感應電動勢的最大值；(2)小燈泡消耗的電功率；(3)在磁感應強度變化的0～eq\f(T,4)的時間內(nèi)，通過小燈泡的電荷量．【解析】(1)由圖象知，線圈中產(chǎn)生的交變電流的周期T＝×10－2s，所以Em＝nBmSω＝eq\f(2πnBmS,T)＝V.(2)電流的最大值Im＝eq\f(Em,R＋r)＝0.80A有效值I＝eq\f(Im,\r(2))＝eq\f(2\r(2),5)A小燈泡消耗的電功率P＝I2R＝W.(3)在0～eq\f(T,4)時間內(nèi)，電動勢的平均值eq\o(E,\s\up6(－))＝eq\f(nSΔB,Δt)平均電流eq\o(I,\s\up6(－))＝eq\f(\o(E,\s\up6(－)),R＋r)＝eq\f(nSΔB,R＋rΔt)流過燈泡的電荷量Q＝eq\o(I,\s\up6(－))Δt＝eq\f(nSΔB,R＋r)＝×10－3C．【答案】(1)V(2)W(3)×10－3C13．(15分)如圖11甲所示，兩根足夠長的直金屬導軌MN、PQ平行放置在傾角為θ的絕緣斜面上，兩導軌間距為、P兩點間接有阻值為R的電阻．一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導軌上，并與導軌垂直．整套裝置處于磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直斜面向下．導軌和金屬桿的電阻可忽略．讓ab桿沿導軌由靜止開始下滑，導軌和金屬桿接觸良好，不計它們之間的摩擦．圖11(1)由b向a方向看到的裝置如圖14乙所示，請在此圖中畫出ab桿下滑過程中某時刻的受力示意圖；(2)在加速下滑過程中，當ab桿的速度大小為v時，求ab桿中的電流及其加速度的大??；(3)求在下滑過程中，ab桿可以達到的速度最大值．【解析】(1)如圖所示，重力mg，豎直向下；支持力N，垂直斜面向上；安培力F，沿斜面向上．(2)當ab桿速度為v時，感應電動勢E＝BLv，此時電路中電流I＝eq\f(E,R)＝eq\f(