高中物理人教版2第六章传感器 模块综合测评(二)

模块综合测评(二)(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分，在每小题给出的四选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．一闭合线圈置于磁场中，若磁感应强度B随时间变化的规律如图1乙所示，线圈中感应电动势E随时间t变化的图象是()图1【解析】由E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB,Δt)·S可知，因磁感应强度B随时间变化的变化率eq\f(ΔB,Δt)是分段恒定的，因此电动势E随时间变化的规律也是分段恒定的，故D正确．【答案】D2．如图2所示电路中，线圈L与灯泡LA并联，当合上开关S后灯LA正常发光．已知，线圈L的电阻小于灯泡LA的电阻．则下列现象可能发生的是()【导学号：94530103】图2A．当断开S时，灯泡LA立即熄灭B．当断开S时，灯泡LA突然闪亮一下，然后逐渐熄灭C．若把线圈L换成电阻，断开S时，灯泡LA逐渐熄灭D．若把线圈L换成电阻，断开S时，灯泡LA突然闪亮一下，然后逐渐熄灭【解析】当断开S时，线圈L产生断电自感，灯泡LA突然闪亮一下，然后逐渐熄灭，B项正确，A项错误；若把线圈L换成电阻，断开S时，灯炮LA立即熄灭，C、D均错误．【答案】B3．(2023·邵阳高二检测)理想变压器原、副线圈匝数之比n1∶n2＝2∶1，且在输入、输出回路中分别接有相同的纯电阻，如图3所示，原线圈接在电压为U的交流电源上，则副线圈的输出电压为()图3\f(U,2) B．eq\f(U,3)C．eq\f(2,5)U D．eq\f(3,4)U【解析】设原线圈中的电流为I，则副线圈中的电流为2I；设原线圈的输入电压为U1，则副线圈的输出电压为U2＝eq\f(U1,2)＝2IR，所以U1＝4IR，而U＝IR＋U1＝5IR，所以副线圈的输出电压为U2＝eq\f(2,5)U，故正确选项为C.【答案】C4.(2023·四川高考)如图4所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其他条件不变，则()图4A．小灯泡变亮B．小灯泡变暗C．原、副线圈两端电压的比值不变D．通过原、副线圈电流的比值不变【解析】由于家庭电路上理想变压器为降压变压器，故n1>n2，当原、副线圈减少相同的匝数时，其变压比eq\f(n′1,n′2)变大，根据eq\f(U1,U2)＝eq\f(n′1,n′2)，U1一定，U2变小，故小灯泡变暗，选项A错误，选项B正确；由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n′1,n′2)知，原、副线圈电压的比值变大，选项C错误；根据eq\f(I1,I2)＝eq\f(n′2,n′1)，则通过原、副线圈电流的比值变小，选项D错误．【答案】B5．(2023·渭南高二检测)为了能安全对某一高电压U、大电流I的线路进行测定，图中接法可行的是(绕组匝数n1>n2)()【解析】电流互感器是将大电流变成便于测量的小电流，由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)知I2＝eq\f(n1,n2)I1，副线圈的匝数应大于原线圈的匝数且测量时应串联在被测电路中，A、C错误；电压互感器是将高电压变成低电压，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)知U2＝eq\f(n2,n1)U1，n1应大于n2，且测量时应并联在待测电路中，B正确，D错误．【答案】B6．(2023·烟台高二检测)两金属棒和三根电阻丝如图5连接，虚线框内存在均匀变化的匀强磁场，三根电阻丝的电阻大小之比R1∶R2∶R3＝1∶2∶3，金属棒电阻不计．当S1、S2闭合，S3断开时，闭合的回路中感应电流为I，当S2、S3闭合，S1断开时，闭合的回路中感应电流为5I；当S1、S3闭合，S2断开时，闭合的回路中感应电流是()图5A．0 B．3IC．6I D．7I【解析】由R1∶R2∶R3＝1∶2∶3得令R1＝R，R2＝2R，R3＝、S2闭合时R1，R2组成闭合回路，有E1＝3IR；S2、S3闭合时R2，R3组成闭合回路，有E2＝25IR；则S1、S3闭合时R1，R3组成闭合回路，有E1＋E2＝4IxR，所以Ix＝7I.【答案】D7．如图6所示，A是长直密绕通电螺线管．小线圈B与电流表连接，并沿A的轴线Ox从O点自左向右匀速穿过螺线管A.下面4个选项能正确反映通过电流表中电流I随x变化规律的是()【导学号：94530104】图6【解析】通电螺线管产生稳定的磁场，磁场特征为：两极附近最强且不均匀，管内场强近似匀强．当小线圈穿过两极时，因磁场不均匀，故穿过小线圈的磁通量发生变化，产生感应电流，且因磁场的变化不同，故在小线圈中感应出方向相反的电流，小线圈在螺线管内部运动时，因穿越区域的磁感应强度不变，小线圈中没有感应电流产生．【答案】C8．(2023·江苏高考)电吉他中电拾音器的基本结构如图7所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音．下列说法正确的有()图7A．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作B．取走磁体，电吉他将不能正常工作C．增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势D．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化【解析】铜不能被磁化，铜质弦不能使电吉他正常工作，选项A错误；取走磁体后，弦的振动无法通过电磁感应转化为电信号，音箱不能发声，选项B正确；增加线圈匝数，根据法拉第电磁感应定律E＝Neq\f(ΔΦ,Δt)知，线圈的感应电动势变大，选项C正确；弦振动过程中，线圈中感应电流的磁场方向发生变化，则感应电流的方向不断变化，选项D正确．【答案】BCD9．照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的．可是我们在晚上七、八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些．这是因为用电高峰时()A．总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，每盏灯两端的电压较低B．总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，通过每盏灯的电流较小C．总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，输电线上损失的电压较大D．总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，每盏灯两端的电压较低【解析】在晚上七、八点钟时，电路上并联的灯较多，则根据并联电路的特点可知，此时总电阻比深夜时小，再由欧姆定律可知，供电线路上的电流大，输电线上损失的电压U损＝IR增大，每盏灯两端的电压也就较低．【答案】CD10．如图8所示边长为L的正方形闭合线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，以一条边为轴，以角速度ω匀速转动，转轴与B垂直，线圈总电阻为R，导线电阻不计，下列说法正确的是()图8A．电压表示数为BL2ω/8B．电压表示数为eq\r(2)BL2ω/8C．线圈转一周产生热量为πB2L4ω/D．线圈转一周产生热量为2πB2L4ω/【解析】由Em＝BL2ω，U有效＝eq\f(Em,\r(2))＝eq\f(\r(2)BL2ω,2)，电压表测量的为eq\f(1,4)R上的电压，则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正确．【答案】BC二、非选择题(本题3小题，共40分)11．(10分)(1)按图9所示连接好电路，合上S和S′，发现小灯泡不亮，用电吹风对热敏电阻吹一会儿，会发现小灯泡发光了，原因是________________________________________________________________．图9(2)若将热敏电阻换成光敏电阻，合上S和S′，发现小灯泡发光，用黑纸包住光敏电阻后，小灯泡熄灭，其原因是____________________________________________________________________________________________________.【解析】(1)热敏电阻阻值较大，左侧电路电流较小，电磁铁磁性较弱，吸不住衔铁，小灯泡不亮，电吹风对热敏电阻加热，使其阻值变小，电路中电流增大，电磁铁磁性增强吸住衔铁，使上、下触点接触，小灯泡发光；(2)用黑纸包住后，光敏电阻的阻值增大，左侧电路电流减小，继电器触点断开，造成小灯泡熄灭．【答案】见解析12．(15分)(2023·延安高二检测)如图10甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，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n＝100匝，总电阻r＝Ω，所围成矩形的面积S＝0.040m2，小灯泡的电阻R＝Ω，磁场的磁感应强度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e＝nBmSeq\f(2π,T)·coseq\f(2π,T)t，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：【导学号：94530105】甲乙图10(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～eq\f(T,4)的时间内，通过小灯泡的电荷量．【解析】(1)由图象知，线圈中产生的交变电流的周期T＝×10－2s，所以Em＝nBmSω＝eq\f(2πnBmS,T)＝V.(2)电流的最大值Im＝eq\f(Em,R＋r)＝0.80A有效值I＝eq\f(Im,\r(2))＝eq\f(2\r(2),5)A小灯泡消耗的电功率P＝I2R＝W.(3)在0～eq\f(T,4)时间内，电动势的平均值eq\o(E,\s\up6(－))＝eq\f(nSΔB,Δt)平均电流eq\o(I,\s\up6(－))＝eq\f(\o(E,\s\up6(－)),R＋r)＝eq\f(nSΔB,R＋rΔt)流过灯泡的电荷量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)如图11甲所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为、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．整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下．导轨和金属杆的电阻可忽略．让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦．图11(1)由b向a方向看到的装置如图14乙所示，请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图；(2)在加速下滑过程中，当ab杆的速度大小为v时，求ab杆中的电流及其加速度的大小；(3)求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值．【解析】(1)如图所示，重力mg，竖直向下；支持力N，垂直斜面向上；安培力F，沿斜面向上．(2)当ab杆速度为v时，感应电动势E＝BLv，此时电路中电流I＝eq\f(E,R)＝eq\f(