20182019学年高中物理第六章传感器特色专项训练新人教选修32

20182019学年高中物理第六章传感器特点专项训练新人教版选修3220182019学年高中物理第六章传感器特点专项训练新人教版选修3214/14螁PAGE14芈聿蒈蚀薅螅膂羆羀莈膇薃蚅20182019学年高中物理第六章传感器特点专项训练新人教版选修32第六章电磁感觉和交变电流

本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.第Ⅰ卷40分,第Ⅱ卷60分,共

100分,考试时间90分钟.

第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(本题共10小题,每题4分,共40分17小题只有一个选项吻合题意,810小.~~题有多个选项吻合题意,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,选错或不答的得0分)?在电磁感觉现象中,以下说法中正确的选项是()感觉电流的磁场总是跟原来的磁场方向相反

闭合导线框放在变化的磁场中必然能产生感觉电流

C.闭合导线框在匀强磁场中做切割磁感线运动时,必然能产生感觉电流

D.感觉电流的磁场总是阻拦原来磁场的磁通量的变化

?如图T-1所示,两个条形磁铁呈“V”字形放置,将一根绕有多匝线圈的软铁棒置于N、S

极之间.线圈与矫捷电流计经过开关相连.以下几种说法中正确的选项是()

图T-1

保持两个磁铁与软铁棒三者的相对地址不变,只要闭合开关,电路中就会产生连续的感觉电流

保持两个磁铁与软铁棒三者的相对地址不变,开关闭合的瞬时,电路中会产生感觉电流

C.在开关保持闭合的情况下,将软铁棒从两磁极间移开的瞬时,电路中会产生感觉电流

D.在开关保持闭合的情况下,移开左侧或右侧磁铁的瞬时,电路中不会产生感觉电流

?中国已投产运行的1000kV特高压输电是目前生界上电压最高的输电工程.假设甲、乙两地

原来用500kV的超高压输电,在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下,现改用

1000kV特高压输电,不考虑其他因素的影响,则()A.输电电流变为原来的2倍

B.输电线上降落的电压将变为原来的

1

2

1

C.输电线上降落的电压将变为原来的2倍D.输电线上耗费的电功率将变为原来的

1

2

?如图T-2所示,一个金属圆环水平放置在竖直向上的匀强磁场中,能使圆环中产生感觉电

流的做法是()

图T-2

A.使匀强磁场均匀减弱

B.保持圆环水平并在磁场中上下搬动

C.保持圆环水平并在磁场中左右搬动

D.保持圆环水平并使圆环绕过圆心的竖直轴转动

?如图T3所示,半径为R的圆形导线环对心、匀速穿过半径也为R的圆形匀强磁场所区,-关于导线环中的感觉电流随时间的变化关系,图T4中(以逆时针方向的电流为正)最吻合实-际的是()

图T-3

ABCD

图T-4

?在某交流电路中,有一个正在工作的理想变压器,如图T-5所示,它的原线圈的匝数n1=600

匝,副线圈的匝数n2=120匝.交流电源的电动势e=311sin100πt(V)(不考虑其内阻),电压表

和电流表对电路的影响可忽略不计,原线圈串通一个额定电流为0.2A的保险丝,副线圈接有

电阻R.为保证保险丝不被烧断,则()

2

图T-5

A.副线圈电路耗资的电功率不能够高出31W

B.副线圈中电流的最大值不能够高出1A

C.副线圈电路中的电阻R的阻值不能够小于44Ω

D.副线圈电路中电压表的读数为62V

?如图T-6所示,边长为L、匝数为N的正方形闭合线圈abcd绕对称轴OO'匀速转动,角速度

为ω.空间中只有OO'左侧存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感觉强度为B.若闭合线圈的

总电阻为R,则()

图T-6

A线圈中感觉电动势的有效值为√22.2NBLωB.线圈中感觉电动势的最大值为12NBLω2C.在转动一圈的过程中,线圈中有一半时间没有电流

D.当线圈转到图中所示地址时12,穿过线圈的磁通量为NBL2?[2017·湖北武昌高二检测]如图T-7所示为远距离输电表示图,两变压器均为理想变压器.升压变压器T的原、副线圈匝数之比为n∶n=1∶10,在T的原线圈两端接入一正弦交流电,1121输电线的总电阻为2r=2Ω,降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为n3∶n4=10∶1.若T2的“用电设备”两端的电压为U4=200V且“用电设备”耗资的电功率为10kW,不考虑其他因素的影

响,则()

图T-7

A.T1的副线圈两端电压的最大值为2010√2V

B.T2的原线圈两端的电压为2000V

C.输电线上损失的电功率为50W

D.T1的原线圈输入的电功率为10kW

3

图T-8

?在如图T-8所示的电路中,L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈,L1、L2和L3是三

个完好相同的灯泡,E是内阻不计的电源.在t=0时辰,闭合开关S,电路牢固后在t1时辰断开

开关S.规定以电路稳准时流过L1、L2的电流方向为正方向,分别用I1、I2表示流过L1和L2

的电流,则图T-9中能定性地描述电流I1、I2随时间t变化关系的是()

ABCD

图T-9

如图T-10甲所示,在方向竖直向下、磁感觉强度为B的匀强磁场中,沿水平面固定一个V

字形金属框架CAD,已知∠A=θ,导体棒EF在框架上从A点开始在垂直于EF的外力作用下以

速度v匀速向右平移,使导体棒和框架向来构成等腰三角形闭合回路.已知框架和导体棒的

资料及横截面积均相同,其单位长度的电阻均为R,框架和导体棒均足够长,导体棒运动过程

中向来与磁场方向垂直,且与框架接触优异.图乙中关于回路中的电流I和耗资的电功率P

随时间t变化关系的四个图像可能正确的选项是()

图T-10

第Ⅱ卷(非选择题共60分)

二、实验题(本题共2小题,11题6分,12题9分,共15分)

图T-11为“研究电磁感觉现象”的实验的实物连接图,实验表示:当穿过闭合电路的磁通

量发生变化时,闭合电路中就会产生感觉电流.将线圈L1插入线圈L2中,闭合开关S.此后能使

线圈L2中产生的感觉电流的磁场方向与线圈L1中磁场方向相同的实验操作是(填对

应数字编号).

4

图T-11

①在线圈L1中插入铁芯

②拔出线圈L1

③使滑动变阻器连入电路的阻值变大

④断开开关S

有一个授课用的可拆变压器,如图T-12甲所示,它有两个用相同资料制成的导线绕制的线

圈A、B,线圈外面还可以够绕线.

某同学用同一多用电表的欧姆“×1”挡先后测量了A、B两线圈的电阻值,指针分别对应

图乙中的a、b地址,则A线圈的电阻为Ω,由此可推断(选填“A”或“B”)

线圈的匝数很多.

甲乙

图T-12

若是把它看作理想变压器,现要测量A线圈的匝数,供应的器材有:一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源.请简要表达实验的步骤(写出要测的物理量,并用字母表

示):.A线圈的匝数为n=(用所测物理量符号表示).A三、计算题(本题共4小题,13题10分,14题10分,15题12分,16题13分,共45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够得分)

5

如图T-13所示,一台模型发电机的电枢是矩形导线框abcd,其中ab、cd边长为l1=0.4m,ad、bc边长为l02m,导线框的匝数100匝,它处在磁感觉强度02T、方向垂直于纸面向里2的匀强磁场中,导线框绕垂直于磁场方向的轴匀速转动.当开关S断开时,电压表的示数OO'为102V;当开关S闭合时,外电路上标有“10V10W”的灯泡L恰好正常发光.√求导线框abcd在磁场中转动的角速度.

(2)开关S闭合后,求导线框从图示地址转过θ=60°的过程中经过灯泡L的电荷量.

图T-13

如图T-14甲所示,理想变压器的原线圈通有正弦式交变电流,副线圈接有三个电阻和一个

电容器.已知R1=R3=20Ω,R2=40Ω,原、副线圈的匝数之比为10∶1,原线圈的输入功率P=35W,

经过电阻R1的正弦式交变电流如图乙所示.求:

(1)原线圈的输入电压的有效值;

电阻R2耗资的电功率;

流过电容器C的电流.

6

图T-14

[2017·山东德州一中期中]如图T15所示,粗糙斜面的倾角37°,半径05m的圆形-θ=r=.地域内存在着方向垂直于斜面向下的匀强磁场.一个匝数10匝的刚性正方形线框abcd通n=过废弛的娇嫩导线与一个额定功率P=1.25W的小灯泡A相连,圆形磁场的一条直径恰好过线框bc边.已知线框质量m=2kg,总电阻R0=1.25Ω,边长L>2r,与斜面间的动摩擦因数μ=0.5.从t=0时起,磁场的磁感觉强度按B=2-2t(T)的规律变化.开始时线框静止在斜面上,在线框π运动前,灯泡向来正常发光.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:(1)线框不动时回路中的感觉电动势E;(2)小灯泡正常发光时的电阻R;(3)线框保持不动的时间内小灯泡产生的热量Q.

图T-15

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如图T-16所示,两根足够长的圆滑平行金属导轨MN、PQ间距l=0.5m,其电阻不计,两导轨

构成的平面与水平面成30°角.完好相同的两金属棒ab、cd分别垂直于导轨放置,金属棒两

端都与导轨优异接触,已知每根金属棒的质量为0.02kg,电阻为0.1Ω.整个装置处在方向垂

8

直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感觉强度B=0.2T.在平行于导轨向上的恒力F作用下,金

属棒ab沿导轨向上匀速运动,而金属棒cd恰好能保持静止.g取10m/s2,求:

经过金属棒cd的电流I的大小和方向;

金属棒ab碰到的力F的大小;

金属棒cd每产生Q=0.1J的热量时力F做的功W.

图T-16

9

1.D[解析]依照楞次定律,感觉电流的磁场总是阻拦引起感觉电流的磁通量的变化.若原来

的磁场减弱,则感觉电流的磁场方向与原来的磁场方向相同;若原来的磁场增强,则感觉电流

的磁场方向与原来的磁场方向相反,选项A错误,选项D正确.产生感觉电流的条件是穿过闭

合导体回路的磁通量发生变化,若是磁场的强弱在变化,但闭合导线框平行磁场方向放入磁

场,则磁通量不变化(Φ=0),不能够产生感觉电流,选项B错误.若闭合导线框完好在匀强磁场中,则线框平动时,穿过线框的磁通量不变,不能够产生感觉电流,选项C错误.

2C[解析]产生感觉电流的条件是穿过闭合导体回路的磁通量发生变化.当保持两个磁铁.与软铁棒三者的相对地址不变时,磁通量不变,即使闭合开关也不会形成感觉电流,选项A、B错误;在开关保持闭合的情况下,无论搬动软铁棒还是搬动磁铁的瞬时,磁通量都是变化的,电路中都能产生感觉电流,选项C正确,选项D错误.

3.B[解析]依照输送电功率P输=U输I输,因P输不变,故当U输变为原来的2倍时,I输变为原来的1,选项A错误;输电线上降落的电压U降=I输R,所以当输电电流变为原来的1时,输电线上降221P2落的电压也变为原来的2,选项B正确,选项C错误;输电线上耗费的电功率损11输电电流变为原来的2时,输电线上耗费的电功率将变为原来的4,选项D错误.4A[解析]依照穿过闭合导体回路的磁通量变化产生感觉电流这一条件,能使圆环中产生.感觉电流的做法是使匀强磁场均匀减弱,选项A正确.

5.C[解析]由E=BLv可得,当导线环进入磁场时,有效切割长度在变大,产生的感觉电动势

变大,但变化率越来越小,由楞次定律可判断,这时电流的方向与规定的正方向相同;当导线环出磁场时,有效切割长度变小,但变化率越来越大,由楞次定律可判断,这时电流的方向与规定的正方向相反.综上所述,选项C正确.

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6.C[解析]由??1=??1得U2=44V,选项D错误;由??1=??2,I1≤0.2A,得I2≤1A,所以副线圈电路消??2??2??2??1

??2耗的电功率P2=U2I2≤44W,选项A错误;副线圈中电流的最大值Im=√2A,选项B错误;由R=2得??2

R≥44Ω,选项C正确.

12??m√22m√242在转动的过程中,线圈向来有一半在磁场中运动,故线圈中向来有电流经过,选项C错误;在1图中所示地址时,穿过线圈的磁通量为2BL2,选项D错误.8.ABC[解析]由题可知U4=200V,依照??3??3??4=可得,U3=2000V,依照U3I3=U4I4=10kW可得,I3=5A,??4则23232010V,最大值为2220102V,应选项A、B正确;输电线上损失的电功率为U=U+rI=√U=√21P=P+10kW=10.05kW,应选项D错误.9.BC[解析]闭合开关S,流过L的电流逐渐增大,流过L2的电流瞬时增大为最大;电路牢固1时,I1>I2,电流方向均是正方向;t1时辰断开开关S后,L1、L2和L3形成闭合回路,流过L1的电流方向不变,大小逐渐减小,流过L的电流方向反向,即发生突变,其大小也突然增大到I,21m并从I1m逐渐减小到零.选项B、C正确.10.AD[解析]设导体棒切割磁感线的有效长度为l,则感觉电动势E=Blv,回路的总电阻R总????????=Rl(1+csc2),回路中的电流I=??=??(1+csc??),显然,电流I的大小恒定,选项A正确,选项B总2错误;在t时辰????2,l=2vttan∝t,所以R总=Rl(1+csc)∝l∝t,电功率P=IR总∝R总∝t,选项C22错误,选项D正确.

11.②③④

[解析]依照楞次定律可知,当原磁场减弱时,线圈L2中产生的感觉电流的磁场方向与原磁场

方向相同,因为拔出线圈、使滑动变阻器连入电路的阻值变大以及断开开关都能够使原磁场

减弱,所以②③④正确.12(1)24A.(2)①用绝缘导线在变压器的铁芯上绕制n匝线圈;②将A线圈与低压交流电源相连接;③用多用电表的交流电压挡分别测量A线圈两端的输入电压U和绕制的线圈两端的输出电压UA????n(也可用其他方法,只要合理即可)??13.(1)12.5rad/s(2)√2C2511

[解析](1)开关S断开时,电压表的示数为10√2V,可知电动势的最大值Em=√2×10√2V=20V,??20rad/s=12.5rad/s.由Em=nBSω得ω=m=??????100×××(2)开关S闭合后,UL=10V,PL=10W,I=??L=1A,所以R总=??=10√2Ω??L????·????1??2-????1??2cos??√2Cq=n??=n??=25.总总14.(1)200V(2)10W(3)0.25A

[解析](1)11√2√2电阻R两端的电压有效值U=IR=1×20V=20V1111所以原线圈的输入电压的有效值U=??1U1=10×20V=200V.??2

流过电阻R2的电流I2=??1=20A=0.5A240

电阻R2耗资的电功率P2=??22R2=0.52×40W=10W.

35原线圈的输入电流I==200

副线圈的输出电流??1I=100175A175AI'=??×