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《名师同步导学》2014高中物理 人教版选修3-2 综合测评（试题+答案+解析，9页）

上传时间: 2014-08-23

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 选修3-2综合测评

(时间：90分钟　满分：100分)
温馨提示：1.第Ⅰ卷答案写在答题卡上，第Ⅱ卷书写在试卷上；交卷前请核对班级、姓名、考号.2.本场考试时间为90分钟，注意把握好答题时间.3.认真审题，仔细作答，永远不要以粗心为借口原谅自己．
第Ⅰ卷(选择题，共44分)
一、选择题(本大题共11小题，每小题4分，共44分，每小题至少有一个选项是正确的，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分)
1.如图所示螺线管中感应电流的方向是(　　)

A．如图中箭头所示
B．与图中箭头方向相反
C．无感应电流
D．与条形磁铁运动加速还是减速有关，故无法判断
解析：当条形磁铁靠近线圈时，线圈内的磁通量增加，根据楞次定律可知正确答案．
答案：A
2．一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动．在转动过程中，线框中的最大磁通量为Φm，最大感应电动势为Em.下列说法中正确的是(　　)
A．当磁通量为零时，感应电动势为零
B．当磁通量减小时，感应电动势在增大
C．当磁通量等于0.5Φm时，感应电动势等于0.5Em
D．角速度ω等于Em/Φm
解析：根据正弦式电流的产生及其变化规律(设从中性面开始)，e＝Emsinω·t＝BSω·sinωt＝Φm·ωsinωt可知D是正确的．
答案：BD
3.如图所示，水平放置的光滑杆上套有A、B、C三个金属环，其中B接电源．在接通电源的瞬间，A、C两环(　　)

A．都被B吸引 B．都被B排斥
C．A被吸引，C被排斥 D．A被排斥，C被吸引
解析：在接通电源的瞬间，环B可等效为一短条形磁铁，左为N极，右为S极，穿过A、C环的磁通量在增加．两环A、C为了阻碍磁通量的增加，都应朝环B外部磁场较小的方向运动，即A向左而C向右，两环都受到了环B的排斥作用．
答案：B
4．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈的中心接头，电压表和电流表?均为理想电表．从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u＝220sin100πt(V)．下列说法正确的是(　　)

A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22 V
B．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为220 V
C．单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变大
D．单刀双掷开关与a连接，滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小
解析：当单刀双掷开关与a连接时，原、副线圈的匝数比为10∶1，副线圈两端电压的最大值为22 V，而电压表测的是有效值，所以其示数为22 V，A、B均错．当滑动触头P向上移动时，因R的有效阻值增大，但原、副线圈的匝数比未变，所以电压表示数不变，电流表示数减小，D错．当单刀双掷开关由a扳向b时，原线圈匝数减少，副线圈两端的电压增大，由I＝U/R知，电流也增大，C对．
答案：C
5.阻值为10 Ω的电阻接到电压波形如图所示的交流电源上，以下说法正确的是(　　)

A．电压的有效值为10 V B．通过电阻的电流有效值为 A
C．电阻消耗电功率为5 W D．电阻每秒钟产生的热量为10 J
解析：由U-t图象，交流电压最大值为10 V，有效值为5 V，A错误．根据I＝，B正确．再根据P＝I2R，C正确．电阻每秒产生热量Q＝Pt＝5 J，故D错误．
答案：BC
6．(2013·白山高二检测)如图所示，矩形线圈处于匀强磁场中，当磁场分别按图(1)图(2)两种方式变化时，t0时间内线圈产生的电能及通过线圈某一截面的电量分别用W1、W2、q1、q2表示，则下列关系式正确的是(　　)

A．W1＝W2　q1＝q2　　 B．W1>W2　q1＝q2
C．W1<W2　q1<q2 D．W1>W2　q1>q2
解析：按两种方式变化时，根据W＝Eq，q＝It＝，E＝和q＝＝，线圈中产生的感应电动势相同，所以t0时间内线圈产生的电能及通过线圈某一截面的电量都相同，A项正确．
答案：A
7.如图所示，电阻R和电感L的值很大，电源内阻不可忽略，A、B是完全相同的两只灯泡，当开关S闭合时，下列判断正确的是(　　)
A．灯A比灯B先亮，然后灯A熄灭
B．灯B比灯A先亮，然后灯B逐渐变暗
C．灯A与灯B一起亮，而后灯A熄灭
D．灯A与灯B一起亮，而后灯B熄灭
解析：开关S闭合时，B灯立即亮，A灯由于电感L的自感作用，将逐渐变亮，由于总电流逐渐变大，路端电压变小，B灯逐渐变暗，选项B符合要求．
答案：B
8．(2013·焦作市高二检测)如图甲是录音机的录音电路原理图，乙是研究自感现象的实验电路图，丙是光电传感的火灾报警器的部分电路图，丁是电容式话筒的电路原理图，下列说法正确的是(　　)

A．甲图中录音机录音时，由于话筒的声电转换，线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场
B．乙图电路开关断开瞬间，灯泡会突然闪亮一下，并在开关处产生电火花
C．丙图电路中，当有烟雾进入罩内时，光电三极管上就会因烟雾的散射而有光的照射，表现出电阻的变化
D．丁图电路中，根据电磁感应的原理，声波的振动会在电路中产生变化的电流
解析：乙图电路开关断开瞬间，线圈中产生很高的自感电动势，但由于电路不能构成回路，所以不会产生感应电流，灯泡不会突然闪亮一下，选项B错误；丁图电路中，声波的振动会改变M、N间的距离，从而改变了电容值大小，在电路中产生变化的充放电电流，选项D错误．
答案：AC
9．(2012·高考江苏单科)某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成．当右侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断家庭电路．仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有(　　)

A．家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零
B．家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量不变
C．家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起
D．地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起
解析：电路正常或短路时，火线和零线中通过的电流大小相等、方向相反，故L1中火线与零线中电流产生的磁场相抵消，铁芯中的磁通量为零，L2中无感应电流产生，电磁铁中也就无电流，开关K不会被吸起．由上述分析可知，A、B项正确，C项错误．当地面上的人接触火线发生触电时，火线与零线中的电流大小不再相等，则L2中产生感应电流，电磁铁也就能把开关K吸起，即D正确．
答案：ABD
10.(2013·湖北八校二联)如图是电子感应加速器的示意图，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动．上图为侧视图，下图为真空室的俯视图，电子从电子枪右端逸出(不计初速度)，当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时，使电子在真空室中沿虚线加速击中电子枪左端的靶，下列说法中正确的是(　　)
A．真空室中磁场方向竖直向上
B．真空室中磁场方向竖直向下
C．电流应逐渐减小
D．电流应逐渐增大
解析：由安培定则知，A正确．电子逆时针加速运动形成顺时针方向的感应电流，感应电流产生的磁场与原电流产生的磁场方向相反，由楞次定律知原磁场是增强的，故D正确．
答案：AD
11.(2012·高考四川理综)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θ确定，如图所示．则(　　)
A．θ＝0时，杆产生的电动势为2Bav
B．θ＝时，杆产生的电动势为Bav
C．θ＝0时，杆受的安培力大小为
D．θ＝时，杆受的安培力大小为
解析：开始时刻，感应电动势E1＝BLv＝2Bav，故A项正确．θ＝时，E2＝B·2acos·v＝Bav，故B项错误．由L＝2acosθ，E＝BLv，I＝，R＝R0[2acosθ＋(π＋2θ)a]，得在θ＝0时，F＝＝，故C项错误．θ＝时，F＝，故D项正确．
答案：AD
第Ⅱ卷(非选择题，共56分)
二、实验题(本题包括2小题，共12分)
12．如图所示为“探究电磁感应现象”的实际装置．
(1)将图中所缺的导线连接完整．

(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将原线圈迅速插入副线圈时，电流计指针________偏转；将原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，电流计指针________偏转(填“向左”“向右”)．
解析：(1)如图．

(2)当闭合开关时穿过副线圈磁通量增加，指针右偏．闭合开关后线圈插入副线圈，通过副线圈磁场方向不变，磁场增强，磁通量增加，所以指针还右偏．插入副线圈后，磁场稳定，在副线圈中无感应电流，指针指中间，当变阻器滑片迅速左移，电路中电流减小，磁场减弱，副线圈中磁通量减小，产生与一开始反向的电流，指针左偏．
答案：(1)如解析图　(2)向右　向左
13．电流传感器可以像电流表一样测量电流，它的优点是反应非常快，可以捕捉到瞬间的电流变化，还可以与计算机相连，能在很短的时间内画出电流随时间变化的图象．按图(甲)连接电路，提供8 V直流电源，先使开关S与1相连，电源向电容器充电，这个过程可在瞬间完成，然后把开关S掷向2，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏上显示出电流随时间变化的I-t曲线，如图(乙)所示．
 


(1)图(乙)中画出的竖直狭长矩形(图乙最左端)，其面积表示的物理意义是___________ _____________________________________________________________；
(2)估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量是________C；
(3)根据以上数据估算，电容器的电容是________F.
解析：(1)图象纵坐标为电流I，横坐标为时间t，由公式q＝It可知，矩形面积为放电电荷量．
(2)每个小方格的面积代表放电电荷量q0＝0.08×10－3 C，共有75格，则放电电荷量Q＝75q0＝6.0×10－3 C.
(3)由Q＝CU可知C＝＝7.5×10－4 F.
答案：(1)0.1 s内的放电电荷量　(2)6.0×10－3
(3)7.5×10－4
三、论述、计算题(本大题共4小题，共44分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的题要注明单位)
14．如图所示，用质量为m、电阻为R的均匀导线做成边长为l的单匝正方形线框MNPQ，线框每一边的电阻都相等．将线框置于光滑绝缘的水平面上．在线框的右侧存在竖直方向的有界匀强磁场，磁场边界间的距离为2l，磁感应强度为B.在垂直MN边的水平拉力作用下，线框以垂直磁场边界的速度v匀速穿过磁场．在运动过程中线框平面水平，且MN边与磁场的边界平行．求：

(1)线框MN边刚进入磁场时，线框中感应电流的大小；
(2)线框MN边刚进入磁场时，M、N两点间的电压UMN；
(3)在线框从MN边刚进入磁场到PQ边刚穿出磁场的过程中，水平拉力对线框所做的功W.
解析：(1)线框MN边刚进入磁场时，感应电动势E＝Blv，
线框中的感应电流I＝＝.
(2)M、N两点间的电压UMN＝E＝Blv.
(3)只有MN边在磁场中时，线框运动的时间t＝，
此过程线框中产生的焦耳热Q＝I2Rt＝，
只有PQ边在磁场中运动时线框中产生的焦耳热Q＝，
根据能量守恒定律得水平外力做功W＝2Q＝.
答案：(1)　(2)Blv　(3)
15.如图所示，一个小型旋转电枢式交流发电机，其矩形线圈的长度为a，宽度为b，共有n匝，总电阻为r0，与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R的定值电阻．线圈以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO′匀速转动，沿转动轴OO′方向看去，线圈转动方向沿顺时针．
(1)在图中画出线圈经过图示位置时通过电阻R上的感应电流的方向；
(2)从图示位置(线圈平面平行于磁场方向)开始计时，经多长时间，通过电阻R上电流的瞬时值第一次为零？
(3)与电阻并联的电压表的示数是多少？
解析：(1)根据右手定则判断，R上电流自上而下．
(2)t＝T＝＝.
(3)Em＝nBabω.所以E有＝nBabω.
UR＝·E有＝.
答案：(1)自上而下　(2)　(3)
16.如图所示，在竖直平面内有一个“日”字形线框，线框总质量为m，每条短边长度均为l.线框横边的电阻均为r，竖直边的电阻不计．在线框的下部有一个垂直“日”字平面方向向里的磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的高度也为l.让线框自空中一定高处自由落下，当线框下边刚进入磁场时立即做匀速运动．重力加速度为g.求：
(1)“日”字形线框做匀速运动的速度v的大小；
(2)“日”字形线框从开始下落起，至线框上边离开磁场的过程中所经历的时间t.
解析：(1)进入磁场时的速度为v，
据题意有：IBl＝mg，I＝＝，
解得：v＝.
(2)线框下边进入磁场区域前做自由下落运动，设下落的时间为t1，从线框下边进入磁场到上边离开磁场下边界做匀速运动，设此过程的下落时间为t2，据题意有：
v＝gt1　t1＝　t2＝
解得：t2＝
由两式解得全过程所用时间：
t＝t1＋t2＝＋.
答案：(1)　(2)＋
17．(2013·银川高二检测)如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为10 kW，输出电压为400 V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用2 kV高压输电，最后用户得到220 V、9.5 kW的电力，求：

(1)升压变压器原、副线圈匝数比n1/n2；
(2)输电线路导线电阻R；
(3)降压变压器原、副线圈匝数比n3/n4.
解析：(1)＝ ①
?＝.
(2)ΔP＝0.5 kW＝IR ②
又P1＝P2＝U2I2 ③
所以I2＝5 A　R＝20 Ω.
(3)U3＝U2－I2R ④
＝ ⑤
?＝.
答案：(1)1∶5　(2)20 Ω　(3)95∶11
 
 
 

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