高中物理人教版2第六章传感器 第6单元知能评估（b卷）

单元知能评估(B卷)(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)1．关于交变电流和直流电的说法中，正确的是()A．如果电流大小做周期性变化，则一定是交变电流B．直流电的大小可以变化，但方向一定不变C．交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的D．交变电流的最大特征就是电流的方向发生周期性变化解析：交流电和直流电的根本区别是电流方向是否变化，故A、C错误，B、D正确．答案：BD2．电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系，根据这一发现，发明了许多电器设备．下列用电器中，没有利用电磁感应原理的是()A．动圈式话筒 B．日光灯镇流器C．磁带录音机 D．白炽灯泡解析：白炽灯泡是利用了电流的热效应，而A、B、C选项均利用电磁感应原理．答案：D3.半径为R的圆形线圈，两端A、B接有一个平行板电容器，线圈垂直放在随时间均匀变化的匀强磁场中，如图所示，则要使电容器所带电荷量Q增大，可以采取的措施是()A．增大电容器两极板间的距离B．增大磁感应强度的变化率C．减小线圈的半径D．改变线圈所在平面与磁场方向间的夹角解析：由Q＝CU，C＝eq\f(εrS,4πkd)知，增大极板距离d，电容C减小，因此Q也减小，故A错误；由U＝E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝neq\f(ΔB,Δt)S，分析可得增大磁感应强度变化率或增大线圈在垂直磁场方向的投影面积可增大A、B间电压，从而使Q增大，所以B正确，C、D错误．答案：B4．如图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯水．给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的是()A．恒定直流、小铁锅B．恒定直流、玻璃杯C．变化的电流、小铁锅D．变化的电流、玻璃杯解析：通入恒定直流时，所产生的磁场不变，不会产生感应电流，通入变化的电流，所产生的磁场发生变化，在空间产生感生电场，铁锅是导体，感生电场在导体内产生涡流，电能转化为内能，使水温升高；涡流是由变化的磁场在导体内产生的，所以玻璃杯中的水不会升温．答案：C5．为了减少输电线路中电力损失，发电厂发出的电通常是经过变电站升压后通过远距离输送，再经变电站将高压变为低压，某变电站将电压u0＝11000eq\r(2)·sin100πtV的交流电降为220V供居民小区用电，则变电站变压器()A．原、副线圈匝数比为50∶1B．副线圈中电流的频率是50HzC．原线圈的导线比副线圈的要粗D．输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和解析：变压器的输入端电压U1＝11000V，由eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)得n1∶n2＝50∶1，A项正确；变压器不改变交变电流的频率，故原、副线圈的频率都为f＝eq\f(ω,2π)＝50Hz，B项正确；因原线圈匝数多，由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)知电流小，所以原线圈的导线比副线圈的要细，C错；各用电器电流之和应等于副线圈的电流，D错．答案：AB6.如图所示，固定于水平绝缘面上的平行金属导轨不光滑，除R外其他电阻均不计，垂直于导轨平面有一匀强磁场．当质量为m的金属棒cd在水平恒力F作用下由静止向右滑动过程中，下列说法中正确的是()A．水平恒力F对cd棒做的功等于电路中产生的电能B．只有在cd棒做匀速运动时，F对cd棒做的功才等于电路中产生的电能C．无论cd棒做何种运动，它克服磁场力做的功一定不等于电路中产生的电能D．R两端电压始终等于cd棒中的感应电动势解析：外力始终要克服摩擦力做功，选项A、B均错；克服磁场力所做的功在任何情况下都等于电路中产生的电能，选项C错；因为电源cd无内阻，所以选项D对．答案：D7．如图所示，M为理想变压器，电表均可视为理想电表，接线柱a、b接电压u＝311sin314t(V)的正弦交流电源．当滑动变阻器的滑片P向上滑动时，示数发生变化的电表是()A．A1、A2 B．A2、V2C．A1、A2、V2 D．A1、A2、V1、V2解析：由变压器特点，可知eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，只要n1、n2的比值不变，U1不变，那么U2也不变；由电流之比eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，原线圈中电流因副线圈中电流的改变而改变，因滑动变阻器的电阻变化，A2的示数变化，所以A1的示数也会发生变化，故应选A.答案：A8．如图所示，MN和PQ为两个光滑的电阻不计的水平金属导轨，变压器为理想变压器，今在水平导轨部分加一竖直向上的匀强磁场，则以下说法正确的是()A．若ab棒匀速运动，则IR≠0，IL≠0，IC＝0B．若ab棒匀速运动，则IR≠0，IL＝0，IC＝0C．若ab棒在某一中心位置两侧做往复运动，速度随时间的变化规律是v＝vmsinωt则IR≠0，IL≠0，IC≠0D．若ab棒做匀加速运动，IR≠0，IL≠0，IC＝0解析：若ab棒匀速运动则n1中有恒定电流，但因不能产生电磁感应现象，n2中无电流，故A、B均错；若ab棒做往复运动则n1中有交变电流，n2中亦会感应出交变电流，则IR、IL、IC均不为零，C对；若ab棒匀加速运动，n1中有均匀增加的电流，n2中会感应出恒定的电流，它不能通过电容器故IC＝0，D对．答案：CD9．如图所示，虚线abcd为矩形匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，圆形闭合金属线框以一定的速度沿光滑绝缘水平面向磁场区域运动．如图所示给出的是圆形闭合金属线框的四个可能到达的位置，则圆形闭合金属线框的速度可能为零的位置是()解析：因为线框在进、出磁场时，线框中的磁通量发生变化，产生感应电流，安培力阻碍线框运动，使线框的速度可能减为零，故A、D正确．答案：AD10．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的变化图象．按图甲连接电路，提供8V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＝×10－3C，共有75格，则放电电荷量Q＝75q0＝×10－(3)由Q＝CU可知C＝eq\f(Q,U)＝×10－4F.答案：(1)s内的放电电荷量(2)×10－3(3)×10－411．如图所示，两根足够长的光滑直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L，M、P两点间接有阻值为R的电阻．一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直．整套装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上．导轨和金属杆的电阻可忽略．让金属杆ab沿导轨由静止开始下滑，经过一段时间后，金属杆达到最大速度vm，在这个过程中，电阻R上产生的热量为Q.导轨和金属杆接触良好，重力加速度为g.求：(1)金属杆达到最大速度时安培力的大小；(2)磁感应强度的大小；(3)金属杆从静止开始至达到最大速度的过程中杆下滑的高度．解析：(1)当金属杆达到最大速度时，设金属杆受安培力Fm，杆受力平衡Fm＝mgsinθ.(2)当杆达到最大速度时，感应电动势为Em，感应电流为ImEm＝BLvmIm＝eq\f(BLvm,R)Fm＝BImL由以上方程得B＝eq\r(\f(mgRsinθ,vmL2)).(3)设金属杆从静止开始至达到最大速度的过程中下滑的高度为h，由能量守恒定律得mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)＋Qh＝eq\f(mv\o\al(2,m)＋2Q,2mg).答案：(1)mgsinθ(2)eq\r(\f(mgRsinθ,vmL2))(3)eq\f(mv\o\al(2,m)＋2Q,2mg).12．如图所示，质量m1＝0.1kg，电阻R1＝Ω，长度l＝0.4m的导体棒ab横放在U型金属框架上．框架质量m2＝0.2kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数μ＝，相距0.4m的MM′、NN′相互平行，电阻不计且足够长．电阻R2＝Ω的MN垂直于MM′.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝T．垂直于ab施加F＝2N的水平恒力，ab从静止开始无摩擦地运动，始终与MM′、NN′保持良好接触，当ab运动到某处时，框架开始运动．设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力(1)求框架开始运动时ab速度v的大小；(2)从ab开始运动到框架开始运动的过程中，MN上产生的热量Q＝J，求该过程ab位移x的大小．解析：(1)ab对框架的压力F1＝m1框架受水平面的支持力FN＝m2g＋F依题