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1、第四模块 选修32第九章 电磁感应第一单元 电磁感应现象 楞次定律第二单元 法拉第电磁感应定律 自感第三单元 电磁感应规律的综合应用章末综合检测第十章 交变电流 传感器第一单元 交变电流的产生及描述第二单元 变压器 电能的输送第三单元 传感器的原理及应用第四单元 实验:传感器的简单使用章末综合检测第四模块 第9章 第1单元一、选择题1(2008年海南卷)一航天飞机下有一细金属杆,杆指向地心若仅考虑地磁场的影响,则当航天飞机位于赤道上空()A由东向西水平飞行时,金属杆中感应电动势的方向一定由上向下B由西向东水平飞行时,金属杆中感应电动势的方向一定由上向下C沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时

2、,金属杆中感应电动势的方向一定由下向上D沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时,金属杆中一定没有感应电动势图182如图19所示,在平面上有两条相互垂直且彼此绝缘的长通电直导线,以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系四个相同的闭合圆形线圈在四个象限中完全对称放置,两条导线中电流大小与变化情况相同,电流方向如图所示,当两条导线中的电流都开始增大时,四个线圈a、b、c、d中感应电流的情况是 ()A线圈a中无感应电流B线圈b中无感应电流C线圈c中有顺时针方向的感应电流D线圈d中有逆时针方向的感应电流图213如图21所示,虚线abcd内为一匀强磁场区域,磁场方向竖直向下,矩形闭合金属线框abcd以一定的

3、速度沿光滑绝缘水平面向磁场区域运动下图所给出的是金属框的四个可能达到的位置,则金属框的速度不可能为零的位置是 4如图22所示,水平桌面上放有一个闭合铝环,在铝环轴线上方有一个条形磁铁当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时,下列判断正确的是图22()A铝环有收缩趋势,对桌面压力减小 B铝环有收缩趋势,对桌面压力增大C铝环有扩张趋势,对桌面压力减小 D铝环有扩张趋势,对桌面压力增大5(2008年四川卷)在沿水平方向的匀强磁场中,有一圆形金属线圈可绕沿其直径的竖直轴自由转动开始时线圈静止,线圈平面与磁场方向既不平行也不垂直,所成的锐角为.在磁场开始增强后的一个极短时间内,线圈平面()A维持不动B将向使减

4、小的方向转动C将向使增大的方向转动D将转动,因不知磁场方向,不能确定会增大还是会减小图236(2010年福建模拟)如图23所示为两个同心闭合线圈的俯视图,若内线圈通有图示方向的电流I1,则当I1增大时,外线圈中的感应电流I2的方向及I2受到的安培力F的方向分别是()AI2顺时针方向,F沿半径指向圆心BI2顺时针方向,F沿半径背离圆心向外CI2逆时针方向,F沿半径指向圆心DI2逆时针方向,F沿半径背离圆心向外7如图24所示,MN、GH为平行导轨,AB、CD为跨在导轨上的两根杆,导轨和横杆均为导体,有匀强磁场垂直于导轨所在的平面,方向如图24所示用I表示回路中的电流,则()A当AB不动而CD向右滑

5、动时,I0且沿顺时针方向B当AB向左、CD向右滑动且速度相等时,I0C当AB、CD都向右滑动且速度相等时,I0D当AB、CD都向右滑动,且AB速度大于CD时,I0,且沿逆时针方向图248如图25所示,一闭合的金属环从静止开始由高处下落通过条形磁铁后继续下落,空气阻力不计,则在圆环下落的运动过程中,下列说法正确的是()图25A在磁铁的上方时,圆环的加速度小于g,在下方大于gB在磁铁的上方时,圆环的加速度小于g,在圆环下方时也小于gC圆环在磁铁的上方时,加速度小于g,在下方时等于gD圆环在磁铁的上方时,加速度大于g,在下方时小于g9如图26所示,处于匀强磁场中的平行金属导轨跟大线圈P相接,导轨上放

6、一导线ab,大线圈P内有同圆心的闭合小线圈M,要使M中产生顺时针方向的感应电流,则导线ab的运动是()A匀速向右运动B加速向右运动C减速向右运动 D加速向左运动图2610如图27所示,通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈,线圈均与传送带以相同的速度匀速运动为了检测出个别未闭合的不合格线圈,让传送带通过一固定匀强磁场区域,磁场方向垂直于传送带,线圈进入磁场前等距离排列,穿过磁场后根据线圈间的距离,就能够检测出不合格线圈,通过观察图形,判断下列说法正确的是()图27A若线圈闭合,进入磁场时,线圈相对传送带向后滑动B若线圈不闭合,进入磁场时,线圈相对传送带向后滑动C从图中可以看出,第2个线圈是不合

7、格线圈D从图中可以看出,第3个线圈是不合格线圈二、计算题图2811磁感应强度为B的匀强磁场仅存在于边长为2l的正方形范围内,有一个电阻为R、边长为l的正方形导线框abcd,沿垂直于磁感线方向,以速度v匀速通过磁场,如图28所示,从ab进入磁场时开始计时(1)画出穿过线框的磁通量随时间变化的图象;(2)判断线框中有无感应电流若有,请判断出感应电流的方向.12我国铁路运输能力不足,制约着国民经济的发展在每年的“春运高峰”和“假日消费黄金周”,出行难总是人们议论的焦点话题因此,我国需要建设更多的铁路,包括发展高速铁路(1)有一种高速磁悬浮列车的设计方案,在每节车厢底部安装强磁铁(磁场方向向下),并在

8、两条铁轨之间沿途平放一系列线圈下列说法不正确的是()A当列车运动时,通过线圈的磁通量会发生变化B列车速度越快,通过线圈的磁通量变化越快C列车运动时,线圈中会产生感应电流D线圈中的感应电流的大小与列车速度无关(2)磁悬浮列车在行进时会“浮”在轨道上,从而可高速行驶高速行驶的原因是列车浮起后()A减小了列车的惯性 B减小了地球与列车的引力C减小了列车与铁轨间的摩擦力 D减小了列车所受的空气阻力(3)假设列车从静止开始做匀加速运动,经过500 m的路程后,速度达到360 km/h,整个列车的质量为1.0×105 kg.如果不计阻力,在此匀加速阶段,求牵引力的最大功率第四模块 第9章 第2单

9、元一、选择题1关于线圈的自感系数,下面说法正确的是()A线圈的自感系数越大,自感电动势就一定越大B线圈中电流等于零时,自感系数也等于零C线圈中电流变化越快,自感系数越大D线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定2如图18甲所示,水平面上的平行导轨MN、PQ上放着两根导体棒ab、cd,两棒间用绝缘丝线系住开始,匀强磁场垂直于纸面向里,磁感应强度B随时间t的变化如图18乙所示I和FT分别表示流过导体棒中的电流和丝线的拉力则在t0时刻()图18AI0,FT0 BI0,FT0CI0,FT0 DI0,FT03如图19竖直向下的匀强磁场中,将一水平放置的金属棒ab以水平速度v0抛出,设整个过程中,棒的

10、取向不变,且不计空气阻力,则金属棒运动过程中产生的感应电动势的大小变化情况应是图19()A越来越大 B越来越小 C保持不变 D无法判断4如图20所示,平行导轨间距为d,一端跨接一个电阻R,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于平行金属导轨所在平面一根金属棒与导轨成角放置,金属棒与导轨的电阻均不计当金属棒沿垂直于棒的方向以恒定的速度v在金属导轨上滑行时,通过电阻R的电流是()A. B. C. D.图205物理实验中,常用一种叫做“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电荷量,如图21所示,探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度已知线圈匝数为n,面积为S,线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R.

11、若将线圈放在被测匀强磁场中,开始线圈平面与磁场垂直,现把探测线圈翻转180°,冲击电流计测出通过线圈的电荷量为q,图21由上述数据可测出被测磁场的磁感应强度为()A. B. C. D.6如图22(a)、(b)所示的电路中,电阻R和自感线圈L的电阻值都很小,且小于灯A的电阻,接通S,使电路达到稳定,灯泡A发光,则()图22A在电路(a)中,断开S后,A将逐渐变暗B在电路(a)中,断开S后,A将先变得更亮,然后逐渐变暗C在电路(b)中,断开S后,A将逐渐变暗D在电路(b)中,断开S后,A将先变得更亮,然后渐渐变暗7(2009年北师大)如图23所示,等腰直角三角形OPQ区域内存在匀强磁场,

12、另有一等腰直角三角形导线框ABC以恒定的速度沿垂直于磁场方向穿过磁场,穿越过程中速度方向始终与AB边垂直,且保持AC平行于OQ.关于线框中的感应电流,以下说法正确的是()A开始进入磁场时感应电流最小B开始进入磁场时感应电流最大C开始进入磁场时感应电流沿顺时针方向D开始穿出磁场时感应电流沿顺时针方向图238(2009年山东卷)如图24所示,一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直于回路所在的平面回路以速度v向右匀速进入磁场直径CD始终与MN垂直从D点到达边界开始到C点进入磁场为止,下列结论正确的是()图24A感应电流方向不变BCD段直导线始终不受安培力C

13、感应电动势最大值EmBavD感应电动势平均值Bav9如图25所示是测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路,L两端并联一只电压表,用来测自感线圈的直流电压,在测量完毕后,将电路解体时应先()图25A断开S1 B断开S2 C拆除电流表 D拆除电阻R10(2008年山东卷)两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L,底端接阻值为R的电阻将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,如图26所示,除电阻R外其余电阻不计现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,则()图26A释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度gB金属棒向下运动时,流过电阻R的电流

14、方向为abC金属棒的速度为v时,所受的安培力大小为FD电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少二、计算题图2711 位于竖直平面内的矩形平面导线框abdc,ab长L11.0 m,bd长L20.5 m,线框的质量m0.2 kg,电阻R2 .其下方有一匀强磁场区域,该区域的上、下边界PP和QQ均与ab平行两边界间距离为H,H>L2,磁场的磁感应强度B1.0 T,方向与线框平面垂直。如图27所示,令线框的dc边从离磁场区域上边界PP的距离为h0.7 m处自由下落已知线框的dc边进入磁场以后,ab边到达边界PP之前的某一时刻线框的速度已达到这一阶段的最大值问从线框开始下落,到dc边刚刚到达磁

15、场区域下边界QQ的过程中,磁场作用于线框的安培力所做的总功为多少?(g取10 m/s2)12如图28所示,平行导轨置于磁感应强度为B的匀强磁场中(方向垂直于纸面向里),间距为L,左端电阻为R,其余电阻不计,导轨右端接一电容为C的电容器现有一长2L的金属棒ab放在导轨上,ab以a为轴顺时针以角速度转过90°的过程中,通过R的电荷量为多少?图28第四模块 第9章 第3单元一、选择题图141边长为h的正方形金属导线框,从如图14所示的初始位置由静止开始下落,通过一匀强磁场区域,磁场方向是水平的且垂直于线框平面,磁场区域宽度等于H,上下边界如图14中水平虚线所示,H>h.从线框开始下落

16、到完全穿过磁场区域的整个过程中()A线框中总是有感应电流存在B线框受到的磁场力的合力的方向有时向上,有时向下C线框运动的加速度方向始终是向上的D线框速度的大小不一定总是在增大图152如图15所示,在一匀强磁场中有一U形导线框abcd,线框处于水平面内,磁场与线框平面垂直,R为一电阻,ef为垂直于ab的一根导体杆,它可在ab、cd上无摩擦地滑动杆ef及线框中导线的电阻都可不计开始时,给ef一个向右的初速度,则()Aef将减速向右运动,但不是匀减速Bef将匀减速向右运动,最后停止Cef将匀速向右运动Def将往返运动图163如图16所示,竖直平面内有一金属环,半径为a,总电阻为R(指拉直时两端的电阻

17、),磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面,与环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为的导体棒AB,AB由水平位置紧贴环面摆下,当摆到竖直位置时,B点的线速度为v,则这时AB两端的电压大小为()A. B.C. DBav图174如图17所示,质量为m,高为h的矩形导线框在竖直面内下落,其上下两边始终保持水平,途中恰好匀速穿过一有理想边界,高亦为h的匀强磁场区域,线框在此过程中产生的内能为()AmghB2mghC大于mgh而小于2mghD大于2mgh5如图18所示,两光滑平行金属导轨间距为L,直导线MN垂直跨在导轨上,且与导轨接触良好,整个装置处于垂直于纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度为B.电容器

18、的电容为C,除电阻R外,导轨和导线的电阻均不计现给导线MN一初速度,使导线MN向右运动,当电路稳定后,MN以速度v向右做匀速运动时()A电容器两端的电压为零B电阻两端的电压为BLvC电容器所带电荷量为CBLvD为保持MN匀速运动,需对其施加的拉力大小为图186粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场,如下图所示,则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是()7如图19所示,平行导轨与水平地面成角,沿水平方向横放在平行导轨上的金属棒ab处于静止状态现加一个竖直向下的匀强磁场

19、,且使磁场的磁感应强度逐渐增大,直ab开始运动,在运动之前金属棒ab受到的静摩擦力可能是()A逐渐减小,方向不变B逐渐增大,方向不变C先减小后增大,方向发生变化D先增大后减小,方向发生变化8在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,规定线圈中感应电流的正方向如图21甲所示,当磁场的磁感应强度B随时间t做如图21乙变化时,下列选项中能正确表示线圈中感应电动势E变化的是()图219如图22所示,用铝板制成U型框,将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在框中,使整体在匀强磁场中沿垂直于磁场方向向左以速度v匀速运动,悬挂拉力为FT,图22则()A悬线竖直,FTmgB悬线竖直,FT>

20、;mgC悬线竖直,FT<mgD无法确定FT的大小和方向10(2009年福建卷)如图23所示,固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触,杆与导轨之间的动摩擦因数为.现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离l时,速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)设杆接入电路的电阻为r,导轨电阻不计,重力加速度大小为 g则此过程()A杆的速度最大值为B流过电阻R的电量为C恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆

21、动能的变化量D恒力F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量二、计算题11矩形线圈abcd,长ab20 cm,宽bc10 cm,匝数n200,线圈回路总电阻R5 .整个线圈平面内均有垂直于线框平面的匀强磁场穿过,若匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图24所示,求:(1)线圈回路中产生的感应电动势和感应电流;(2)当t0.3 s时,线圈的ab边所受的安培力大小;(3)在1 min内线圈回路产生的焦耳热12如图25所示,MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成角固定,轨距为d.空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B.P、M间所接电阻阻值为R.质量为m的金属杆ab水

22、平放置在轨道上,其有效电阻为r.现从静止释放ab,当它沿轨道下滑距离时,达到最大速度若轨道足够长且电阻不计,重力加速度为g.求:(1)金属杆ab运动的最大速度;(2)金属杆ab运动的加速度为gsin时,电阻R上的电功率;(3)金属杆ab从静止到具有最大速度的过程中,克服安培力所做的功第9章末综合检测一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有错选的得0分)1一个单匝线圈放在磁场中,下列的几种说法正确的是()A闭合线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大B闭合线圈中磁通量不

23、变,线圈中产生的感应电动势一定不变C闭合线圈放在磁场越强的位置,线圈中的感应电动势越大D闭合线圈中磁通量变化越快,线圈中的感应电动势一定越大2如图1所示,光滑绝缘水平面上,有一矩形线圈冲入一匀强磁场,线圈全部进入磁场区域时,其动能恰好等于它在磁场外面时的一半,设磁场宽度大于线圈宽度,那么()A线圈恰好在刚离开磁场的地方停下B线圈在磁场中某位置停下C线圈在未完全离开磁场时即已停下D线圈完全离开磁场以后仍能继续运动,不会停下来3(2010年陕西宝鸡质检)一个面积为S4×102 m2的闭合线圈,放在匀强磁场中,磁场的方向垂直线圈平面,磁场的磁感应强度B的大小随时间的变化规律如图2所示()A

24、在开始2秒内穿过线圈平面的磁通量变化率等于零B在开始2秒内穿过线圈平面的磁通量变化率等于8×102 Wb/sC02秒和2秒4秒内线圈中产生的感应电流大小相等方向相同D01秒和1秒2秒内线圈中产生的感应电流方向相反4如图3所示,固定在水平绝缘平面上足够长的金属导轨不计电阻,但表面粗糙,导轨左端连接一个电阻R,质量为m的金属棒(电阻也不计)放在导轨上,并与导轨垂直,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直,用水平恒力F把ab棒从静止起向右拉动的过程中()A恒力F做的功等于电路产生的电能B恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能C克服安培力做的功等于电路中产生的电能D恒力F和摩

25、擦力的合力做的功等于电路中产生的电能和棒获得的动能之和5图4中电感线圈L的直流电阻为RL,小灯泡的电阻为R,小量程电流表G1、G2的内阻不计当开关S闭合且稳定后,电流表G1、G2的指针均偏向右侧(电流表的零刻度在表盘的中央),则当开关S断开时,下列说法中正确的是()AG1、G2的指针都立即回到零点BG1缓慢回到零点,G2立即左偏,然后缓慢回到零点CG1立即回到零点,G2缓慢回到零点DG2立即回到零点,G1缓慢回到零点图4 图56(2008年宁夏卷)如图6所示,同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r,导体棒PQ与三条导线接触良好;匀强磁场的方向垂直于纸面向里导体棒的电阻可忽略当导体棒向左滑动

26、时,下列说法正确的是()图6A流过R的电流为由d到c,流过r的电流为由b到aB流过R的电流为由c到d,流过r的电流为由b到aC流过R的电流为由d到c,流过r的电流为由a到bD流过R的电流为由c到d,流过r的电流为由a到b7(2009年安徽卷)如图7甲所示,一个电阻为R、面积为S的矩形导线框abcd,水平放置在匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B,方向与ad边垂直并与线框平面成45°角,o、o分别是ab边和cd边的中点现将线框右半边obco绕oo逆时针旋转90°到图7乙所示位置在这一过程中,导线中通过的电荷量是()图7A.B.C. D08如图8所示,平行于y轴的导体棒以速度v向右

27、匀速直线运动,经过半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域,导体棒中的感应电动势E与导体棒位置x关系的图象是()图89如图9甲中所示,A、B为两个相同的环形线圈,共轴并靠近放置,A线圈中通过如图9乙中所示的电流I,则()图9A在t1和t2时间内A、B两线圈相吸引B在t2到t3时间内A、B两线圈相排斥Ct1时刻两线圈作用力为零Dt2时刻两线圈作用力最大10如图10所示,闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从如图10所示位置匀速向右拉出匀强磁场若第一次用0.3 s拉出,外力所做的功为W1,通过导线横截面的电荷量为q1;第二次用0.9 s拉出,外力所做的功为W2,通过导线横截面的电荷量为q2,则()

28、图10AW1<W2,q1<q2 BW1<W2,q1q2CW1>W2,q1q2 DW1>W2,q1>q2二、填空题(本题包括2小题,共10分)图1111 (2009年上海卷)如图11,金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上,在ef右侧存在有界匀强磁场B,磁场方向垂直导轨平面向下在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L,圆环与导轨在同一平面内当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后,圆环L有_(填:收缩,扩张)趋势,圆环内产生的感应电流_(填:变大,变小,不变)12(2010年天星)如图12所示,在光滑的水平面上,一质

29、量为m,半径为r,电阻为R的均匀金属环,以v0的初速度向一磁感应强度为B的有界匀强磁场滑去(磁场宽度d>2r)圆环的一半进入磁场历时t秒,这时圆环上产生的焦耳热为Q1,则t秒末圆环中感应电流的瞬时功率为_图12三、计算题(本题包括5小题,共50分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤只写出最后答案的不能得分有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)13(2010年山东临沂期末)在拆装某种大型电磁设备的过程中,需将设备内部的处于强磁场中的线圈先闭合,然后再提升直至离开磁场,操作时通过手摇轮轴A和定滑轮O来提升线圈假设该线圈可简化为水平长为L、上下宽度为d的矩形线圈,其匝数为n,

30、总质量为M,总电阻为R.磁场的磁感应强度为B,方向如图13所示开始时线圈的上边缘与有界磁场的上边缘平齐,若转动手摇轮轴A,在时间t内把线圈从图所示位置匀速向上拉出磁场求此过程中:(1)流过线圈中每匝导线横截面的电量是多少?(2)在转动轮轴时,人至少需做多少功?(不考虑摩擦影响)14如图14所示,横截面为矩形的管道中,充满了水银,管道的上下两壁为绝缘板,左右两壁为导体板(图中阴影部分),两导体板被一无电阻的导线短接管道的高度为a,宽度为b,长度为c.加在管道两端截面上的压强差恒为p,水银以速度v沿管道方向流动时,水银受到管道的阻力F与速度成正比,即Fkv(k为已知常量)求:(1)水银的稳定流速v

31、1为多大?(2)如果将管道置于一匀强磁场中,磁场与绝缘壁垂直,磁感应强度的大小为B,方向向上,此时水银的稳定流速v2又是多大?(已知水银的电阻率为,磁场只存在于管道所在的区域,不考虑管道两端之外的水银对电路的影响)15如图15,一直导体棒质量为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强度I保持恒定导体棒一直在磁场中

32、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16(2009年广东卷)如图16(a)所示,一个电阻值为R,匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路,线圈的半径为r1,在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图16(b)所示图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0.导线的电阻不计,求0至t1时间内(1)通过电阻R1上的电流大小和方向;(2)通过电阻R1上的电量q及电阻R1上产生的热量17如图17所示,在倾角为的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度大小相等均为B的匀强磁场,方向一个垂直斜面向上

33、,另一个垂直斜面向下,宽度都为L.一个质量为m,边长也为L的正方形金属线框以某一速度进入磁场时,恰好做匀速直线运动若ab边到达ff与gg之间中点位置时,线框又恰好做匀速直线运动,且设金属线框电阻为R,则:(1)金属线框的ab边开始进入磁场时,线框速度v多大?(2)金属线框的ab边到达ff与gg之间的中点位置时,线框速度又为多大?(3)金属线框从开始进入磁场到ab边到达ff与gg间中点位置的过程中产生的热量是多少?第四模块 第10章 第1单元一、选择题1(2010年宁夏模拟)一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图13所示由图可知()图13A该交流电的电压瞬时值的表达式为u100sin(25t)

34、VB该交流电的频率为25 HzC该交流电的电压的有效值为100 VD若将该交流电压加在阻值为R100 的电阻两端,则电阻消耗的功率是50 W2如下图所示,面积均为S的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度匀速转动,能产生正弦交变电动势eBSsint的图是()3如图14所示,三个灯泡是相同的,而且耐压足够,电源内阻忽略当单刀双掷开关S接A时,三个灯亮度相同,那么S接B时()图14A三个灯亮度相同B甲灯最亮,丙灯不亮C甲灯和乙灯亮度相同,丙灯不亮D只有丙灯不亮,乙灯最亮4矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的转轴匀速转动,产生的交流电动势的最大值为Em.设t0时线圈平面与磁场平行,当线圈的匝

35、数增加一倍,转速也增大一倍,其他条件不变时,交流电的电动势为()Ae2Emsin2tBe4Emsin2tCeEmcos2t De4Emcos2t5电阻R1、R2与交流电源按照图15所示甲方式连接,R110 ,R220 .合上开关S后,通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示则()A通过R1的电流有效值是1.2 ABR1两端的电压有效值是6 VC通过R2的电流最大值是1.2 ADR2两端的电压最大值是6 V图156(2008年山东卷)图16甲、乙所示分别表示两种电压的波形,其中图甲所示电压按正弦规律变化下列说法正确的是()图16A图甲表示交流电,图乙表示直流电B两种电压的有效值相

36、等C图甲所示电压的瞬时值表达式为u311sin100t VD图甲所示电压经匝数比为101的变压器变压后,频率变为原来的7如图17所示,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m,最大感应电动势为Em,下列说法正确的是()A当磁通量为零时,感应电动势也为零B当磁通量减小时,感应电动势在减小C当磁通量等于0.5m时,感应电动势等于0.5EmD角速度等于图178将阻值为5 的电阻接到内阻不计的交流电源上,电源电动势随时间变化的规律如图18所示下列说法正确的是()图18A电路中交变电流的频率为0.25 HzB通过电阻的电流为 AC电阻消耗的电功率为2

37、.5 WD用交流电压表测得电阻两端的电压是5 V9如图19(甲)所示,为电热毯的电路图,电热丝接在u311sin100t V的电源上,电热毯被加热到一定温度后,通过装置P使输入电压变为图(乙)所示的波形,从而进入保温状态,若电热丝电阻保持不变,此时交流电压表的读数是()图19A110 V B156 VC220 V D311 V10如图20甲所示电路,电阻R的阻值为50 ,在ab间加上图乙所示的正弦交流电,则下面说法中错误的是()图20A交流电压的有效值为100 VB电流表示数为2 AC产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度为3.14 rad/sD如果产生该交流电的线圈转速提高一倍,则电流表的示

38、数也增大一倍二、计算题11如图21所示为一个小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈的长度ab0.25 m,宽度bc0.20 m,共有n100匝,总电阻r1.0 ,可绕与磁场方向垂直的轴OO转动线圈处于磁感应强度B0.40 T的匀强磁场中,与线圈两端相连的金属滑环上接一个“3.0 V,1.8 W”的灯泡当线圈以角速度匀速转动时,小灯泡消耗的功率恰好为1.8 W则:图21(1)推导发电机线圈产生感应电动势的最大值的表达式EmnBS(其中S表示线圈的面积)(2)求线圈转动的角速度.(3)线圈以上述角速度转动100周过程中发电机产生的电能12(2010年郑州模拟)如图22所示,一固定的矩形导体线

39、圈水平放置,线圈的两端接一只小灯泡,在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场已知线圈的匝数n100匝,总电阻r1.0 ,所围成矩形的面积S0.040 m2,小灯泡的电阻R9.0 ,磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化,线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为enBmScost,其中Bm为磁感应强度的最大值,T为磁场变化的周期,不计灯丝电阻随温度的变化,求:图22(1)线圈中产生感应电动势的最大值;(2)小灯泡消耗的电功率;(3)在磁感应强度变化的0时间内,通过小灯泡的电荷量第四模块 第10章 第2单元一、选择题1(2009年江苏卷)如图13所示,理想变压器的原、副线圈匝数比为15,

40、原线圈两端的交变电压为u20sin 100tV.氖泡在两端电压达到100 V时开始发光下列说法中正确的有()图13A开关接通后,氖泡的发光频率为100 HzB开关接通后,电压表的示数为100 VC开关断开后,电压表的示数变大D开关断开后,变压器的输出功率不变2一理想变压器原、副线圈匝数比n1n2115,原线圈与正弦交变电源连接,输入电压u如图14所示副线圈仅接入一个10 的电阻则()图14A流过电阻的电流是20 AB与电阻并联的电压表的示数是100 VC经过1分钟电阻发出的热量是6×103 JD变压器的输入功率是1×103 W3如图15所示,T为理想变压器,副线圈回路中的输

41、电线ab和cd的电阻不可忽略,其余输电线电阻可不计,则当电键S闭合时()图15A交流电压表V1和V2的示数一定都变小B交流电压表只有V2的示数变小C交流电流表A1、A2和A3的示数一定都变大D只有A1的示数变大4钳形电流表的外形和结构如图16(a)所示图(a)中电流表的读数为1.2 A图(b)中用同一电缆线绕了3匝,则()图16A这种电流表能测直流电流,图16(b)的读数为2.4 AB这种电流表能测交流电流,图16(b)的读数为0.4 AC这种电流表能测交流电流,图16(b)的读数为3.6 AD这种电流表既能测直流电流,又能测交流电流,图16(b)的读数为3.6 A5在某交流电路中,有一正在工

42、作的变压器,原、副线圈的匝数分别为n1600匝、n2120匝,电源的电压为U311sin100t(V),原线圈中串联一个额定电流为0.2 A的保险丝,为保证保险丝不被烧毁,则()A负载功率不能超过44 WB副线圈电流的最大值不能超过1 AC副线圈电流的有效值不能超过1 AD无论副线圈电流有多大,保险丝总不会被烧毁6(2009年山东卷)某小型水电站的电能输送示意图如图17,发电机的输出电压为200 V,输电线总电阻为r,升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2,降压变压器原副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)要使额定电压为220 V的用电器正常工作,则()图17A.>B.<

43、;C升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率7如图18所示,理想变压器原副线圈匝数之比为41.原线圈接入一电压为uU0sint的交流电源,副线圈接一个R27.5 的负载电阻若U0220 V,100 rad/s,则下述结论正确的是()图18A副线圈中电压表的读数为55 VB副线圈中输出交流电的周期为 sC原线圈中电流表的读数为0.5 AD原线圈中的输入功率为110 W8在远距离输电时,输送的电功率为P,输电电压为U,所用导线电阻率为,横截面积为S,总长度为L,输电线损失的电功率为P,用户得到的电功率为P用,则P、P用的关系式正确的是()AP BP

44、 CP用P DP用P(1)9理想变压器连接电路如图19甲所示,已知原副线圈匝数比为101,当输入电压波形如图乙时,电流表读数2 A,则()图19A电压表读数282 V B电压表读数28.2 VC输入功率为56.4 W D输入功率为40 W10(2010年广东模拟)如图20所示是霓虹灯的供电电路,电路中的变压器可视为理想变压器已知变压器原线圈与副线圈匝数比,加在原线圈的电压为u1311 sin100t (V),霓虹灯正常工作的电阻R440 k,I1、I2表示原、副线圈中的电流下列判断正确的是()图20A副线圈两端电压6220 V,副线圈中的电流14.1 mAB副线圈两端电压4400 V,副线圈中

45、的电流10.0 mACI1<I2DI1>I2二、计算题11交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO匀速转动一小型发电机的线圈共220匝,线圈面积S0.05 m2,线圈转动的频率为50 Hz,线圈内阻不计,磁场的磁感应强度B T为用此发电机所发出交流电带动两个标有“220 V,11 kW”的电机正常工作,需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器,电路如图21所示,求:图21(1)发电机的输出电压有效值为多少?(2)变压器原、副线圈的匝数比为多少?(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大?12发电机的端电压为220 V,输出功率为44 kW,输电

46、导线的电阻为0.2 ,如果用初、次级匝数之比为110的升压器升压,经输电线路后,再用初、次级匝数比为101的降压器降压供给用户(1)画出全过程的线路示意图(2)求用户得到的电压和功率(3)若不经过变压而直接送到用户,求用户得到的功率和电压第四模块 第十章 第三单元一、选择题1在街旁的路灯,江海里的航标都要求在夜晚亮,白天熄,利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置,实现了自动控制,这是利用半导体的()A压敏性 B光敏性C热敏性 D三种特性都利用2传感器是一种采集信息的重要器件,如图17所示是一种测定压力的电容式传感器,当待测压力F作用于可动膜片电极时,可使膜片发生形变,引起电容的变化将电

47、容器、灵敏电流计和电源串联成闭合电路,那么()图17A当F向上压膜片电极时,电容将减小B当F向上压膜片电极时,电容将增大C若电流计有示数,则压力F发生变化D若电流计有示数,则压力F不发生变化3一中学生为发射的“神舟七号”载人飞船设计了一个可测定竖直方向加速度的装置,其原理可简化为如图18所示连接在竖直弹簧上的重物与滑动变阻器的滑动触头连接,该装置在地面上静止时其电压表的指针指在表盘中央的零刻度处,在零刻度的两侧分别标上对应的正、负加速度值关于这个装置在“神舟七号”载人飞船发射、运行和回收过程中示数的判断正确的是()图18A飞船在竖直加速升空的过程中,如果电压表的示数为正,则飞船在竖直减速返回地

48、面的过程中,电压表的示数仍为正B飞船在竖直加速升空的过程中,如果电压表的示数为正,则飞船在竖直减速返回地面的过程中,电压表的示数为负C飞船在圆轨道上运行时,电压表的示数为零D飞船在圆轨道上运行时,电压表示数所对应的加速度大小应约为9.8 m/s24图19所示的是某工厂成品包装车间的光传感记录器,光敏电阻R1能接收到发光元件A发出的光,每当工件挡住A发出的光,光传感器B就输出一个电信号,并经信号处理器处理后在屏幕上显示出电信号与时间的关系,如图20所示若传送带保持匀加速运动,每个工件均相对传送带静止,且相邻工件间距依次为5、10、15、20(单位:cm)则下列说法正确的是(不计工件挡住的时间)(

49、)A工件的加速度为0.1 m/s2B工件的加速度为0.2 m/s2C当无光照射R1时,光传感器就输出一次高电压D当无光照射R1时,光传感器就输出一次低电压5图21是一火警报警器电路的示意图其中R3为用半导体热敏材料制成的传感器,这种半导体热敏材料的电阻率随温度的升高而增大值班室的显示器为电路中电流表,电源两极之间接一报警器当传感器R3所在处出现火情时,显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是()AI变大,U变小 BI变小,U变大CI变小,U变小 DI变大,U变大6(2010年广州毕业综合测试)如图22是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图门打开时,红外光敏电阻R3受到红外线照射,电

50、阻减小;门关闭会遮蔽红外线源(红外线源没有画出)经实际试验,灯的亮灭能反映门的开、关状态门打开时两灯的发光情况以及R2两端电压UR2与门关闭时相比()A红灯亮,UR2变大B绿灯亮,UR2变大C绿灯亮,UR2变小D红灯亮,UR2变小7如图23是电容式话筒的示意图,它是利用电容制作的传感器,话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层,膜后距膜几十微米处有一金属板,振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极,在两极间加一电压U,人对着话筒说话时,振动膜前后振动,使电容发生变化,导致话筒所在电路中的其它量发生变化,使声音信号被话筒转化为电信号,其中导致电容变化的原因可能是电容器两板间的()A距离变化 B正对面

51、积变化C介质变化 D电压变化8如图24所示为一测定液面高低的传感器示意图,A为固定的导体芯,B为导体芯外面的一层绝缘物质,C为导电液体,把传感器接到图示电路中,已知灵敏电流表指针偏转方向与电流方向相同如果发现指针正向右偏转,则导电液体的深度h变化为()Ah正在增大Bh正在减小Ch不变D无法确定9家用电热灭蚊器中电热部分的主要部件是PTC元件,PTC元件是由酞酸钡等半导体材料制成的电阻器,其电阻率与温度的关系如图25所示,由于这种特性,PTC元件具有发热、控温两重功能,对此以下说法中正确的是()A通电后其功率先增大后减小B通电后其功率先减小后增大C当其产生的热量与散发的热量相等时,温度保持在t1到t2的某一值不变D当其产生的热量与散发的热量相等时,温度保持在t1或t2不变二、计算、论述题10一热敏电阻阻值随温度变化的图象如图26甲所示,请应用这一热敏电阻自行设计一控制电路,当温度高于某一值后红色指示灯亮,而温度低于这一值时绿色指示灯亮,并且说明滑动变阻器的作用给你的器材有:如图乙所示的继电器一

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