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1、2022年高中物理 綜合測試卷B 新人教版選修3-2
一、選擇題(本題共12小題,每小題給出的四個答案中至少有一個是正確的,每小題4分,共48分)
1.關(guān)于電路中感應電動勢的大小,下列說法中正確的是:
A.穿過電路的磁通量越大,感應電動勢就越大
B.電路中磁通量的該變量越大,感應電動勢就越大
C.電路中磁通量變化越快,感應電動勢越大
D.若電路中某時刻磁通量為零,則該時刻感應電流一定為零
2.某線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生交變電流的圖像如圖所示,由圖中信息可以判斷:
A.在A和C時刻線圈處于中性面位置
B.在B和D時刻穿過線圈的磁通量為零
C.從A~
2、D時刻線圈轉(zhuǎn)過的角度為2π
D.若從O~D時刻歷時0.02s,則在1s內(nèi)交變電流的方向改變100次
3.如圖所示,導線框abcd與通電導線在同一平面內(nèi),直導線中通有恒定電流并通過ad和bc的中點,當線框向右運動的瞬間,則:
A.線框中有感應電流,且按順時針方向
B.線框中有感應電流,且按逆時針方向
C.線框中有感應電流,但方向難以判斷
D.由于穿過線框的磁通量為零,所以線框中沒有感應電流
4.閉合線圈與勻強磁場垂直,現(xiàn)將線圈拉出磁場,第一次拉出速度為v1,第二次拉出速度為v2,且v2=2v1,則:
A.兩次拉力做的功一樣多 B.兩次所需拉力一樣大
3、C.兩次拉力的功率一樣大 D.兩次通過線圈的電荷量一樣多
5.如圖所示的電路為演示自感現(xiàn)象的實驗電路,若閉合開關(guān)S,電流達到穩(wěn)定后通過線圈L的電流為I1,通過小燈泡L2的電流為I2,小燈泡L2處于正常發(fā)光狀態(tài),則下列說法中正確的是:
A.S閉合瞬間,L2燈緩慢變亮,L1燈立即變亮
B.S閉合瞬間,通過線圈L的電流由零逐漸增大到I1
C.S斷開瞬間,小燈泡L2中的電流由I1逐漸鍵位零,方向與I2相反
D.S斷開瞬間,小燈拍L2中的電流由I1逐漸減為零,方向不變
6.兩個相同的電阻,分別通以如圖所示的正弦交流電和方波電流,兩種交變電流的最大值、周期如圖所示,
4、則在一個周期內(nèi),正弦交流電在電阻上產(chǎn)生的熱量Q1與方波電流在電阻上產(chǎn)生的熱量Q2之比等于:
A.3:1 B.1:2
C.2:1 D.1:1
7.如圖所示,變壓器初級線圈接電壓一定的交流電,在下列措施中能使電流表示數(shù)減小的是:
A.只將S1從2撥向1
B.只將S2從4撥向3
C.只將S3從閉合改為斷開
D.只將變阻器R3的滑動觸頭上移
8.如圖,兩條平行虛線之間存在勻強磁場,虛線間的距離為l,磁場方向垂直紙面向里,abcd是位于紙面內(nèi)的梯形線圈,ad與bc間的距離也為l,t=0時刻bc邊與磁場區(qū)域邊界重合?,F(xiàn)令線圈以恒定的速度v沿垂
5、直于磁場區(qū)域邊界的方向穿過磁場區(qū)域,取沿a-b-c-d-a的感應電流為正方向,則在線圈穿越磁場區(qū)域的過程中,感應電流I隨時間t變化的圖線可能是下圖中的:
9. 一臺理想降壓變壓器從10kv的線路中降壓并提供200A的負載電流。已知兩個線圈的匝數(shù)比為40:1,則變壓器原線圈中電流、輸出電壓及輸出功率分別為:
A.5A、250V、50kw B. 5A、10kV、50kw
C.200A、250V、50kw D.200A、10kV、50kw
10. 右圖中半徑為r的金屬圓盤在垂直于盤面的勻強磁場中,繞O軸以角速度ω沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動,電阻兩端分
6、別接盤心O和盤邊緣,則通過電阻R的電流強度的大小和方向是:
A.由c到d, B.由d到c,
C.由c到d, D.由d到c,
11. 如圖所示,平行金屬導軌和水平面成θ角,導軌與固定電阻R1、R2相連,勻強磁場垂直穿過導軌平面。有一導體棒ab,質(zhì)量為m,導體棒的電阻與固定電阻R1和R2的阻值 均相等,與導軌之間的動摩擦因數(shù)為μ,導體棒ab沿導軌向上勻速滑動,當上滑的速度為v時,受到的安培力為F,則此時:
A.電阻R1的電功率為Fv/3 B. 電阻R1的電功率為Fv/6
C.整個裝置因摩擦而產(chǎn)生的熱功率為μmgvcosθ
D.整個裝置消耗的機械功率為(F
7、+μmgcosθ)v
12.如圖所示,相距為d的兩條水平虛線L1、L2之間是方向水平向里的勻強磁場,磁感應強度為B,正方形線圈abcd邊長為L(L
8、in314tV,加在一氖管的兩端。已知當氖管電壓達到V時,才開始發(fā)光,求此氖管在一個周期內(nèi)發(fā)光的時間和5min內(nèi)發(fā)光的次數(shù)。
14. 如圖所示,交流發(fā)電機電動勢的有效值為E=20V,內(nèi)阻不計,它通過一個R=6Ω的指示燈連接降壓變壓器。降壓變壓器輸出端并聯(lián)24只彩色小燈泡,每只燈泡都是“6V、0.25W”,燈泡都正常發(fā)光,導線電阻不計。求:
(1)降壓變壓器初級、次級線圈匝數(shù)比
(2)發(fā)電機的輸出功率
15.如圖甲所示,在兩根水平放置的平行金屬導軌兩端各接一只阻值為R=1Ω的電阻,導軌間距為L=0.2m,
9、導軌電阻忽略不計,整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中,磁感應強度B=0.8T。一根電阻r=0.3Ω的導體棒ab置于導軌上,且始終與導軌良好接觸,若導體棒沿平行于導軌方向在PQ和MN之間運動,其速度圖像如圖乙所示(正弦函數(shù)曲線),求:
(1)導體棒產(chǎn)生的感應電動勢的瞬時值表達式
(2)整個電路在1min內(nèi)產(chǎn)生的電熱
16.如圖甲所示,光滑且足夠長的平行金屬導軌MN和PQ固定在同一水平面上,兩導軌間距L=0.2m,電阻R=0.4Ω,導軌上停放一質(zhì)量m=0.1kg、電阻r=0.1Ω的金屬桿,導軌電阻忽略不計,整個裝置處在磁感應強度B=0.5T的勻強磁場
10、中,磁場的方向豎直向下,現(xiàn)用一外力F沿水平方向拉桿,使之由靜止開始運動,若理想電壓表示數(shù)U隨時間t變化關(guān)系如圖乙所示。求:
(1)金屬桿在5s末的運動速率
(2)第4s末時外力F的功率
17. 如圖所示,平行且足夠長的兩條光滑金屬導軌,相距0.5m,與水平面夾角為30°,不計電阻,廣闊的勻強磁場垂直穿過導軌平面,磁感應強度B=0.4T,垂直導軌放置兩金屬棒ab和cd,長度均為0.5m,電阻均為0.1Ω,質(zhì)量分別為0.1 kg和0.2 kg,兩金屬棒與金屬導軌接觸良好且可沿導軌自由滑動.現(xiàn)ab棒在外力作用下,以恒定速度v=1.5m/s沿著導軌向上滑動,c
11、d棒則由靜止釋放,試求: (取g=10m/s2)
(1)金屬棒ab產(chǎn)生的感應電動勢;
(2)閉合回路中的最小電流和最大電流;
(3)金屬棒cd的最終速度.
參考答案
一、選擇題(每小題4分)
1
2
3
4
5
6
C
D
B
D
BC
D
7
8
9
10
11
12
BCD
B
B
C
C
BD
二、計算題
13.(8分)當氖管電壓達到V時開始發(fā)光,代入交變電壓瞬時值表達式
可得,時間,,所以一個周期內(nèi)氖管的發(fā)光時間為,即一個周期內(nèi)氖管的發(fā)光時間為0.01s。
每個周期內(nèi)氖管的
12、發(fā)光次數(shù)為2次,所以5min內(nèi)發(fā)光的次數(shù)為次
14.(10分)(1)由題意副線圈所接電燈泡均正常發(fā)光,所以副線圈中的電流為
根據(jù)理想變壓器原理有
代入數(shù)據(jù)可得 或(舍去)
15.(10分)(1)導體棒切割磁感線運動,由于切割長度、磁感應強度均不變化,所以感應電動勢與切割速度v成正比,所以瞬時值表達式為
代入數(shù)據(jù)可得
(2)由瞬時值表達式可以看出,回路中的交流按正弦規(guī)律變化,所以產(chǎn)生
13、的焦耳熱為
代入數(shù)據(jù)可得
16.(12分)(1)由題意,電壓表的示數(shù)為
5s末電壓表的示數(shù),所以代入數(shù)據(jù)可得
(2)由及U-t圖像可知,U隨時間均勻變化,導體棒在力F作用下勻加速運動,且
代入數(shù)據(jù)可得
在4s末,金屬桿的切割速度為
此時拉力F為
所以4s末拉力F的功率為
17.(12分)(1)ab棒切割磁感
14、線產(chǎn)生的感應電動勢為
(2)剛釋放cd棒瞬間,對cd受力分析可得,重力沿斜面向下的分力為
由于ab切割使cd受到的安培力沿斜面向上,其大小為
因為
所以cd棒將沿導軌下滑。
據(jù)此可知,當導體棒cd剛釋放瞬間,回路中電流強度最小
當cd向下勻速滑動時,回路中的電流強度最大,對cd分析
所以
(3)由于金屬棒cd與ab切割方向相反,所以回路中的感應電動勢等于二者切割產(chǎn)生的電動勢之和,即
由歐姆定律
所以cd運動的最終速度為