物理选修32期末测试题AWord下载.docx
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电阻为0.1Ω的金属环.铁芯的横截面积为0.01ｍ２，且假设
磁场全部集中在铁芯中，金属环与铁芯截面垂直．调节滑动
变阻器的滑动头,使铁芯中的磁感应强度每秒均匀增加0.2 T，
则从上向下看（ ）
A．金属环中感应电流方向是逆时针方向,感应电动势大小为4.０×
10－3V
B．金属环中感应电流方向是顺时针方向，感应电动势大小为4.0×
10-3V
Ｃ．金属环中感应电流方向是逆时针方向，感应电动势大小为2.0×
Ｄ．金属环中感应电流方向是顺时针方向,感应电动势大小为2．0×
1０－３V
7.
如图所示，在水平面内的直角坐标系xＯy中有一光滑金属导轨AOＣ，其中曲线导轨OA满足方程y=Lsinkx,长度为的直导轨OC与x轴重合，整个导轨处于竖直向上的匀强磁场中．现有一长为L的金属棒从图示位置开始沿x轴正方向做匀速直线运动,已知金属棒单位长度的电阻为R0，除金属棒的电阻外其余电阻均不计，棒与两导轨始终接触良好，则在金属棒运动过程中，它与导轨组成的闭合回路（ ）
A.电流逐渐增大
B．电流逐渐减小
C.消耗的电功率逐渐增大
Ｄ.消耗的电功率逐渐减小
8.如图甲所示，为一种调光台灯电路示意图,它通过双向可控硅电子器件实现了无级调节亮度.给该台灯接22０V的正弦交流电后加在灯管两端的电压如图乙所示,则此时交流电压表的示数为（ ）
A．220 Ｖ ﻩB.1１0 Ｖ
C．V D.V
9．在垂直纸面向里的有界匀强磁场中放置了矩形线圈ａｂcd．线圈ｃd边沿竖直方向且与磁场的右边界重合.线圈平面与磁场方向垂直．从ｔ＝０时刻起,线圈以恒定角速度ω=
绕cd边沿图所示方向转动，规定线圈中电流沿aｂｃda方向为正方向,则从t=0到t＝Ｔ时间内，线圈中的电流I随时间t变化关系图象为（ ）
10．如图所示,理想变压器原、副线圈匝数之比n1∶n2＝4∶1，原线圈两端连接光滑导轨,副线圈与电阻R相连组成闭合回路．当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时,电流表A1的读数是12毫安，那么电流表A2的读数是（ ）
A.0B.3毫安
Ｃ．48毫安 D．与R值大小有关
二.多项选择题（本题共4题 每小题4分 共16分）
11．如图所示，某人在自行车道上从东往西沿直线以速度v骑行,该处地磁场的水平分量大小为B1，方向由南向北,竖直分量大小为B2,方向竖直向下；
自行车车把为直把、金属材质,两把手间距为L,只考虑自行车在地磁场中的电磁感应,下列结论正确的是（ ）
Ａ．图示位置中辐条Ａ点电势比B点电势低
B.图示位置中辐条A点电势比Ｂ点电势高
C.自行车左车把的电势比右车把的电势高B2Ｌv
D.自行车在十字路口左拐改为南北骑向,则自行车车把两端电动势要降低
12．如图所示,在垂直纸面向里，磁感应强度为B的匀强磁场区域中有一个均匀导线制成的单匝直角三角形线框.现用外力使线框以恒定的速度ｖ沿垂直磁场方向向右运动,运动中线框的ＡB边始终与磁场右边界平行.已知AＢ=BC=l，线框导线的总电阻为R.则线框离开磁场的过程中（ ）
A．线框中的电动势随时间均匀增大
B．通过线框截面的电荷量为
C.线框所受外力的最大值为
D.线框中的热功率与时间成正比
１3.如图所示的电路中,Ｌ是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D１、Ｄ2和D3是三个完全相同的灯泡,E是内阻不计的电源．在t＝0
时刻，闭合开关Ｓ,电路稳定后在t1时刻断开开关S.规定电路
稳定时流过D１、Ｄ2的电流方向为正方向，分别用I１、I2表示流
过D１和D２的电流，则下图中能定性描述电流I随时间t变化
关系的是（）
14．在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一与磁场方向垂直、长度为L的金属杆aO,已知ab=bc=ｃＯ=Ｌ／3，a、c与磁场中以Ｏ为圆心的同心圆（都为部分圆弧）金属轨道始终接触良好．一电容为Ｃ的电容器接在轨道上,如图9－3－25所示,当金属杆在与磁场垂直的平面内以O为轴,以角速度ω顺时针匀速转动时，下列选项正确的是（ ）
A．Uａｃ=2UbO
B． Uａc=２Uab
C．电容器带电荷量Q＝BL２ωC
D．若在eO间连接一个电压表,则电压表示数为零
三、非选择题（本题共6题，满分54分）
1５.（本题满分4分）当光照射到光敏电阻上时，光敏电阻的阻值________（填“变大”、“不变”或“变小”）.半导体热敏电阻是利用半导体材料的电阻率随＿_＿___＿_变化而改变的特性制成的．
16．（本题满分８分）电流传感器可以像电流表一样测量电流,它与计算机相连,能在几秒内画出电流随时间变化的图像.如图甲所示电路,电源电动势为直流8 Ｖ，电容器为几百微法的电解电容器,先使开关S与1相连，电源向电容器充电，然后把开关Ｓ掷向2,电容器通过电阻R放电,计算机屏幕上显示出电流随时间变化的I－t曲线,如图乙所示.则：
在图乙中画出了一个竖立的狭长矩形（在乙图的左端），它的面积表示的物理意义是:
___＿＿___＿__＿＿_____.根据以上数据估算的电容是_＿＿_＿_____（结果保留三位有效数字）．
甲:
观察电容器放电的电路图
乙:
该电容器放电的I-t图象
１7．（本题满分8分）如图所示，矩形线圈在0.01s内由原始位置Ⅰ转落至位置Ⅱ.已知ad=5×
10－2ｍ,ab=20×
1０－2m，匀强磁场的磁感应强度Ｂ=２T,R1=Ｒ3=1Ω，R2=R4＝3Ω.求：
（1）平均感应电动势；
（２）转落时，通过各电阻的平均电流．（线圈的电阻忽略不计）
18．（本题满分８分）如图所示，在水平面上有两条光滑的长直平行金属导轨MN、PQ,导轨间距离为Ｌ,导轨的电阻忽略不计,磁感应强度为Ｂ的匀强磁场垂直于导轨所在平面.质量分别为ｍa、ｍb的两根金属杆a、b跨搁在导轨上，接入电路的电阻均为R．轻质弹簧的左端与b杆连接,右端被固定．开始时ａ杆以初速度v0向静止的b杆运动,当a杆向右的速度为v时，b杆向右的速度达到最大值vｍ,此过程中a杆产生的焦耳热为Ｑ，两杆始终垂直于导轨并与导轨良好接触.求当b杆达到最大速度ｖm时：
（1）b杆受到弹簧的弹力；
（2）弹簧具有的弹性势能.
19.（本题满分１4分）如图所示,匀强磁场的磁感应强度B＝２Ｔ,匝数n＝６的矩形线圈abcd绕中心轴OO′匀速转动，角速度ω=２０0ｒaｄ／s.已知aｂ＝０．１m,bc＝０．2m,线圈的总电阻R=４０ Ω，试求:
（1）感应电动势的最大值，感应电流的最大值;
（２）设ｔ＝0时线圈平面与磁感线垂直，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式;
（3）画出感应电流的瞬时值i随ωｔ变化的图象;
（４）当ωt=3０°
时，穿过线圈的磁通量和线圈中的电流的瞬时值各是多大?
（５）线圈从图示位置转过的过程中,感应电动势的平均值是多大?
（６）线圈的发热功率多大?
20.（本题满分12分）发电机的端电压为２20V，输出功率为44kW，输电导线的电阻为0.2 Ω,如果用原、副线圈匝数之比为1∶10的升压变压器升压，经输电线路后,再用原、副线圈匝数比为10∶１的降压变压器降压供给用户．
（1）画出全过程的线路图；
（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．
选修3—2期末测试卷（A）
一.单项选择题
1．【答案】 Ｂ
【解析】焦耳发现了电流的热效应，通常称此为焦耳热,Ａ错误.库仑研究电荷间作用的规律，得出库仑定律，B正确.奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第发现了磁场产生电流,打开电气时代的大门，C错误.伽利略做斜面实验，研究自由落体运动，D错误．
２.【答案】B
【解析】首先，在第一、二次运动过程中，磁通量的减少量为ΔΦ1=ΔΦ2=B·
aｂ/2．当回路为ｎ匝,总电阻为nR时．由q=
·
Δt=
Δt＝·
Δt=ΔΦ/R.可得q１∶q2=1∶1．故知A错Ｂ对.两种情况下线框电阻不变，由电（热）功率公式可得
=（
）2ﻩﻩ①
E1＝nBaｖﻩﻩ②
Ｅ2=nB·
ﻩﻩ③
联立①②③式，即可求出以下结果P1∶P2=2∶1，故知C、Ｄ均错．
3．【答案】C
【解析】由＝mａ可知该过程中ｌ、v均在变化,故a变化，A错.由能量守恒可知Ｑ热=
ｍｖ,B错.I=
ΔΦ＝BS，Q＝ＩΔｔ，联立得S＝
，C对．当v=v0时，ｌ<
l0,由I＝
=知,I<
Ｄ错.
4. 【答案】D
【解析】 电压表为理想电压表，故电压表读数为金属杆M转动切割磁感线时产生的感应电动势的大小.U0=
Ｂ0ω0r2,mU0=nB0ω′r2,r为金属杆的长度,则ω′=
ω0.故D正确．
５.【答案】 Ａ
【解析】 电流互感器应是测电流的,应串联在火线上,故B、Ｄ选项错误.同时,由I１n1＝I2n2知要使I2＜I1,须n2>
n1,故Ａ选项正确,Ｃ选项错误.
６.【答案】C
【解析】铁芯内的磁通量情况是相同的，金属环的有效面积即铁芯的横截面积.根据电磁感应定律E＝n
＝1×
０．２×
0．０1V=2×
10－3 V．又根据楞次定律，金属环中电流方向为逆时针方向，即C正确．
7.【答案】 C
【解析】 金属棒向右运动产生的电动势为E＝Ｂyv0,回路中的电阻R=yR０，故回路中的电流I＝=
，大小为一定值，故A、B均错误；
再由P=I2Ｒ=I２R０Ｌｓiｎｋx可知，在x＜
的情况下，P随ｘ增大而增大，故C正确,D错误.
8.【答案】 B
【解析】本题考查电压的有效值的计算.设电压的有效值为Ｕ，根据有效值定义有
=
T,解得Ｕ=1１０ Ｖ，则B正确.
9．【答案】B
【解析】 在0~
内，线圈在匀强磁场中匀速转动,故产生正弦式交流电，由楞次定律知，电流方向为负值；
在
～
T，线圈中无感应电流；
T时,aｂ边垂直切割磁感线,感应电流最大,且电流方向为正值,故只有Ｂ项正确.
１０．【答案】A
【解析】当直导线ＡＢ在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时,原线圈中产生恒定的电流，不能在铁芯中产生变化的磁场，副线圈中不会产生感应电流，A正确．
二.多项选择题
11.【答案】 AC
【解析】自行车车把切割磁感线，由右手定则知,自行车左车把的电势比右车把的电势高B2Lv；
辐条旋转切割磁感线，由右手定则知，图示位置中辐条A点电势比Ｂ点电势低；
自行车在十字路口左拐改为南北骑向,地磁场竖直分量始终垂直于自行车车把，则其两端电动势不变.正确答案为A、Ｃ两项．
12．【答案】 AB
【解析】三角形线框向外匀速运动的过程中,由于有效切割磁感线的长度L=vt,所以线框中感应电动势的大小E=ＢLv＝Bｖ2t，故选项Ａ正确;
线框离开磁场的运动过程中,通过线圈的电荷量Q＝It=
×
Δt＝，选项B正确；
当线框恰好刚要完全离开磁场时,线框有效切割磁感线的长度最大，则F=BIl＝，选项C错误;
线框的热功率为P=Ｆｖ＝BIvt×
v＝,选项D错误．
１３.【答案】BC
【解析】 在t1时刻断开开关S后,由于自感现象通过D1的电流逐渐减小,方向不变，A错误,B正确;
而通过Ｄ2和D3的电流方向立即改变,C正确，D错误.
1４.【答案】 AC
【解析】 金属杆转动切割磁感线,UaO＝
BL2ω,UｂO=B（
L）2ω＝
BL２ω,ＵｃＯ=
B（
L）2ω=
BL2ω;
则Ｕaｃ＝UaＯ－ＵｃO＝
BＬ2ω，得Uac=2ＵbO,Ａ对;
Ｕab＝UａO-UbO＝BL2ω,B项错误;
电容器两端的电压为Uａc,故Q＝ＣUａc＝
BL２ωC，C正确;
当把电压表接在eO间时，表与Oｃe组成回路，电压表有示数，测量cO间的电压，故Ｄ错．
三.非选择题
1５．【答案】 变小温度
【解析】光敏电阻是感光元件,它的阻值随光照强度的增强而减小,它可把光学量变为电阻这一电学量,常用来制造光控开关,热敏电阻对温度反应敏感．
1６.【答案】 通过电流传感器的电荷量 350～4００μＦ
【解析】 由ｑ=Ｉｔ可知，I-t图像中的面积表示为通过电流传感器的电荷量．由数格法可知电容器放电前所带电荷量Q＝37×
0.2×
１0－3×
0.4Ｃ＝２.96×
１0－３Ｃ,则C=
=370μＦ.
17．答案：
（1）1V （２）０.25A
解析：
线圈由位置Ⅰ转落至位置Ⅱ的过程中,穿过线圈的磁通量Φ发生变化，即产生感应电动势,视这一线圈为一等效电源，线圈内部为内电路,线圈外部为外电路，然后根据闭合电路欧姆定律求解．
（1）设线圈在位置Ⅰ时,穿过它的磁通量为Φ１，线圈在位置Ⅱ时,穿过它的磁通量为Φ2,有
Φ1＝BSsｉｎ30°
１0－2Wb，Φ2＝2×
10－2Wb,
所以ΔΦ＝Φ2－Φ1＝1×
10-２Ｗｂ.
根据电磁感应定律可得E＝＝
V＝1Ｖ.
（２）将具有感应电动势的线圈等效为电源，其外电路的总电阻
Ｒ＝＝Ω＝２Ω.
根据闭合电路欧姆定律得总电流
I=＝A＝０.5A.
通过各电阻的电流I′=0.2５A.
１8.【解析】
（1）设某时刻a、b杆速度分别为v和ｖm,经过很短的时间Δt,ａ杆移动距离为vΔt,b杆移动距离为vmΔｔ,回路面积改变量ΔS＝Ｌ（v－vｍ）Δt.
由法拉第电磁感应定律，回路中的感应电动势E＝
[或直接写为E＝BＬ（v－ｖm）]
回路中的电流I=
ｂ杆受到的安培力Fb=ＢIL
当b杆的速度达到最大值vｍ时，b杆的加速度为0,设此时b杆受到的弹簧弹力为ＦＴ，由牛顿第二定律得FT＝Fb,
联立以上各式解得FT＝
．
（2）以ａ、b杆和弹簧为研究对象，设弹簧弹性势能为Ｅp，由能量转化与守恒定律得
mav＝
mav2+
mbｖ+2Q＋Ep，
故Ep=
mav
-ｍａv2－
mbv
-２Q.
【答案】
（1）
1９.【解析】
（1）因为线圈匀速转动,感应电动势的最大值就出现在题图所示位置
Em＝ｎBSω＝6×
２×
0.1×
０．2×
２０0V=4８V
感应电流最大值
Im＝＝
Ａ=1.2A.
（2）感应电动势的瞬时值表达式：
e=Em·
sｉnωt=48sｉn200t V.
（3）ｉωｔ图象如图所示
（４）当线圈从图示位置转过３0°
角时，穿过线圈的磁通量Φ和感应电动势e分别为：
Φ＝BL1Ｌ２·
sｉn3０°
=2×
0.１×
0.２×
Wｂ
＝0.02Ｗb
e=4８siｎ 30°
V＝24 V
由欧姆定律可得此时电流瞬时值为：
i=
＝0.６A.
（5）线圈从图示位置转过
的过程中,磁通量的变化为
ΔΦ＝B·
S
线圈转过
所用的时间Δt＝
此过程中交变电动势的平均值
＝ｎ
＝ｎ=
nBSω=Em
=×
４8V
≈３０.６V．
（6）线圈的发热功率计算用电流有效值:
Ｐ热=（
）２Ｒ＝２8.8W.
【答案】
（1）48V1.２ A
（2）e=48sin200tV
（3）见解析图 （4）０.02Wb 0.6Ａ
（5）30.6V （６）2８．8W
20.【解析】 该题是输电线路的分析和计算问题,结合电路结构和输电过程中的电压关系和电流关系可解此题．
（1）线路图如图所示．
（2）升压变压器副线圈上的输出电压
U２=
U1=2２00V,
升压变压器副线圈上的输出电流I２=
I1，
升压变压器原线圈上的输入电流,由P＝Ｕ1I１得
I1=＝ A=２0０Ａ,
所以I2==Ａ=20A.
输电线路上的电压损失和功率损失分别为
ＵR＝I2Ｒ＝４Ｖ,ＰR＝I
Ｒ=0.08kＷ．
降压变压器原线圈上的输入电流和电压分别为
Ｉ3＝I2=2０A,U3＝Ｕ2－UR＝2196Ｖ．
降压变压器副线圈上的输出电压和电流分别为
U4＝U３=２19.6V,Ｉ４=
I3=200A.
用户得到的功率P4=U4I4=4３.9２ kW.
（3）若不采用高压输电，线路损失电压为
ＵR′＝I1R＝40 V，
用户得到的电压U′=Ｕ1-UＲ′＝1８0Ｖ，
用户得到的功率为Ｐ′=U′Ｉ1＝36ｋW.
【答案】
（1）见解析
（2）２１９.６ V４3.9２kW
（３）１80V 36 kＷ
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