78学年同步备课套餐之物理沪科版选修32讲义综合检测卷B Word版含答案完美版.docx
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78学年同步备课套餐之物理沪科版选修32讲义综合检测卷BWord版含答案完美版
综合检测卷B
（时间：
90分钟 满分：
100分）
一、单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分）
1．了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要．则以下符合事实的是（ ）
A．丹麦物理学家奥斯特梦圆电生磁，终于发现了电磁感应现象
B．英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发一种电场
C．法拉第发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕
D．安培定则是用来判断通电导线在磁场中所受安培力方向的
答案 B
2．如图1所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置．小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块（ ）
图1
A．在P和Q中都做自由落体运动
B．在两个下落过程中的机械能都守恒
C．在P中的下落时间比在Q中的长
D．落至底部时在P中的速度比在Q中的大
答案 C
解析 小磁块下落过程中，在铜管P中产生感应电流，小磁块受到向上的磁场力，不做自由落体运动，而在塑料管Q中只受到重力，在Q中做自由落体运动，故选项A错误；根据功能关系知，在P中下落时，小磁块机械能减少，在Q中下落时，小磁块机械能守恒，故选项B错误；在P中加速度较小，在P中下落时间较长，选项C正确；由于在P中下落时要克服磁场力做功，机械能有损失，故知，落至底部时在P中的速度比在Q中的小，选项D错误．
3.如图2所示是测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路，L两端并联一只电压表，用来测量自感线圈的直流电压．在测量完毕后，将电路解体时应（ ）
图2
A．先断开S1
B．先断开S2
C．先拆除电流表
D．先拆除电阻R
答案 A
解析 只要不断开S1线圈L与电压表就会组成闭合电路，在断开电路干路时，线圈L会因此产生感应电流，流过电压表的电流方向与原来方向相反，电压表中指针将反向转动，损坏电压表，所以必须先拆下电压表，即断开S1.
4.如图3所示，两条平行的虚线间的区域内存在着有界匀强磁场，有一较小的三角形线框abc的ab边与磁场边界平行，现使此线框向上匀速穿过磁场区域，运动过程中始终保持速度方向与ab边垂直，则下图中哪一个可以定性地表示线框在上述过程中感应电流随时间变化的规律（ ）
图3
答案 D
解析 感应电流的变化与感应电动势的变化一致，线圈进入磁场过程中，切割磁感线的有效长度逐渐变短，感应电动势逐渐变小，完全进入磁场之后，磁通量不再变化，感应电动势等于零，离开磁场过程中，切割磁感线的有效长度逐渐变短，感应电动势也是逐渐变小，D正确．
5．一矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电动势为e＝10sin（20πt）V，则下列说法正确的是（ ）
A．t＝0时，线圈位于中性面
B．t＝0时，穿过线圈的磁通量为零
C．t＝0时，线圈切割磁感线的有效速度最大
D．t＝0.4s时，电动势第一次出现最大值
答案 A
解析 由电动势e＝10sin（20πt）V知，计时从线圈位于中性面时开始，所以t＝0时，线圈位于中性面，磁通量最大，但此时线圈切割磁感线的线速度方向与磁感线平行，切割磁感线的有效速度为零，A正确，B、C错误．当t＝0.4s时，e＝10sin（20π×0.4）V＝0，D错误．
6．如图4所示，光滑导轨倾斜放置，下端连一灯泡，匀强磁场垂直于导轨平面，当金属棒ab沿导轨下滑到稳定状态时，灯泡的电功率为P，其他电阻不计，要使灯泡在棒稳定运动状态下的电功率为2P，则应（ ）
图4
A．将导轨间距变为原来的倍
B．换一电阻减半的灯泡
C．将磁场磁感应强度B加倍
D．换一质量为原来倍的金属棒
答案 D
解析 导体棒达到稳定状态时，有
mgsinθ＝BIL＝①
灯泡的电功率P＝②
由①②式得P＝
根据上式可知只有D项正确．
二、多项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分．每题至少有两个选项正确，选对得5分，漏选得2分，错选得0分）
7．如图5所示，M是一小型理想变压器，接线柱a、b接在正弦交流电源上．变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，其阻值随温度升高而减小．电流表
为值班室的显示器，显示通过R1的电流，电压表
显示加在报警器上的电压（报警器未画出），R3为一定值电阻．当传感器R2所在处出现火警时，以下说法中正确的是（ ）
图5
A.
的示数不变，
的示数增大
B.
的示数增大，
的示数减小
C.
的示数不变，
的示数增大
D.
的示数不变，
的示数减小
答案 BD
8.如图6所示，矩形线圈abcd的边长分别是ab＝L，ad＝D，线圈与磁感应强度为B的匀强磁场平行，线圈以ab边为轴做角速度为ω的匀速转动，下列说法正确的是（从图示位置开始计时）（ ）
图6
A．t＝0时线圈的感应电动势为零
B．转过90°时线圈的感应电动势为零
C．转过90°的过程中线圈中的平均感应电动势为ωBLD
D．转过90°的过程中线圈中的平均感应电动势为
答案 BD
解析 A、B两选项中都是瞬时感应电动势，用E＝BLv求解比较方便．t＝0时，只有cd边切割磁感线，感应电动势E1＝BLv＝BL·ωD＝BSω≠0，A错；转过90°时，线圈的四条边均不切割磁感线，E2＝0，B正确；C、D两选项求的都是平均感应电动势，用E＝较方便．转过90°的过程中，穿过线圈的磁通量由0变为Φ＝BLD.转过90°所用时间Δt＝＝＝，故平均电动势为：
E＝＝＝，故C错，D正确．
9．某发电厂原来用电压为U1的交流电输电，后改用变压比为1∶50的升压器将电压升高为U2后输电，输送的电功率保持不变．若输电线路的总电阻为R线，则下列说法中正确的是（ ）
A．由公式I＝可知，提高电压后输电线上的电流降为原来的
B．由公式I＝可知，提高电压后输电线上的电流增为原来的50倍
C．由公式P＝I2R线可知，提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的
D．由公式P＝可知，提高电压后输电线上的功率损耗增大为原来的2500倍
答案 AC
解析 由＝可知，U2＝50U1，输送功率不变，由公式I＝可知，输电线中的电流变为原来的，选项A正确，B错误；由P＝I2R线可知，输电线上的功率损耗减为原来的，选项C正确，D错误．
10．如图7所示，平行金属导轨与水平面间的倾角为θ，导轨电阻不计，与阻值为R的定值电阻相连，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过导轨平面．有一质量为m、长为l的导体棒从ab位置获得平行斜面的大小为v的初速度向上运动，最远到达a′b′的位置，滑行的距离为s，导体棒的电阻也为R，与导轨之间的动摩擦因数为μ.则（ ）
图7
A．上滑过程中导体棒受到的最大安培力为
B．上滑过程中安培力、滑动摩擦力和重力对导体棒做的总功为
C．上滑过程中电流做功产生的热量为－mgs（sinθ＋μcosθ）
D．上滑过程中导体棒损失的机械能为－mgssinθ
答案 CD
解析 上滑过程中导体棒在初始位置所受安培力最大，即F＝BIl＝Bl＝，所以选项A错误；上滑过程中由动能定理可得安培力、滑动摩擦力和重力对导体棒做的总功为W安培力＋W摩擦力＋WG＝ΔEk＝－mv2，选项B错误；上滑过程中电流做功产生的热量等于克服安培力做的功，选项C正确；由能量守恒定律可判断D正确．
三、填空题（本题共2小题，共11分）
11．（4分）如图8所示，变压器的原线圈1接到有效值为220V的交流电源上．副线圈2的匝数n2＝30匝，与一个“12V，12W”的灯泡L连接，L能正常发光．副线圈3的输出电压U3＝110V，与电阻R连接，通过R的电流为0.4A，由此可知原线圈1与副线圈3的匝数比为________，原线圈1中通过的电流为________A.
图8
答案 2∶1 0.25
图9
12．（7分）如图9所示，有一个电阻不计的光滑导体框架，水平放在磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场中，框架宽为l.框架上放一质量为m、电阻为R的导体棒，现用一水平恒力F作用于棒上，使棒由静止开始运动．当棒的速度为零时，其加速度a＝________，当棒的加速度为零时，其速度v＝________.
答案
（1）
（2）
解析
（1）当导体棒速度为零时，导体棒中电流为零．
F＝ma，a＝
（2）当棒的加速度为零时，
F＝F安，F安＝BIl，I＝，v＝.
四、计算题（本题共4小题，共45分）
13．（8分）如图10所示，在水平平行放置的两根长直导轨MN与PQ上，放着一根直导线ab，ab与导轨垂直，它在导轨间的长度为20cm，这部分的电阻为0.02Ω.导轨部分处于方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.20T，电阻R＝0.08Ω，其他电阻不计．ab的质量为0.02kg.
图10
（1）打开开关S，ab在水平恒力F＝0.01N的作用下，由静止沿轨道滑动，求经过多长时间速度才能达到10m/s；
（2）上述过程中感应电动势随时间变化的表达式是怎样的？
（3）当ab的速度达到10m/s时，闭合开关S，为了保持ab仍能以10m/s的速度匀速运动，水平拉力F应变为多少？
答案
（1）20s
（2）E＝0.02t （3）0.16N
解析
（1）由牛顿第二定律F＝ma，得a＝＝m/s2＝0.5m/s2，t＝＝s＝20s.
（2）因为感应电动势E＝BLv＝BLat＝0.02t，所以感应电动势与时间成正比．
（3）导线ab保持以10m/s的速度运动，受到的安培力F安＝BIL＝＝0.16N
安培力与拉力F是一对平衡力，故F＝0.16N.
14．（9分）如图11所示，一个小型旋转电枢式交流发电机，其矩形线圈的长为l1，宽为l2，共有n匝，总电阻为r，与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R的定值电阻．线圈以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO′匀速转动，沿转动轴OO′方向看去，线圈转动方向沿顺时针．求：
图11
（1）线圈经过图示位置时通过电阻R上的感应电流的方向；
（2）从图示位置（线圈平面平行于磁场方向）开始计时，经多长时间，通过电阻R上电流的瞬时值第一次为零？
（3）与电阻并联的电压表的示数是多少？
答案
（1）自上而下
（2） （3）
解析
（1）根据右手定则判断，R上的感应电流的方向为自上而下．
（2）t＝T＝＝.
（3）Em＝nBl1l2ω.所以E＝nBl1l2ω.
UR＝·E＝.
15．（14分）如图12所示，某电厂要将电能输送给较远的用户，输送的总功率为9.8×104W，电厂输出的电压仅为350V，为减少输送的功率损失，先用升压变压器将电压升高后输出，再用降压变压器将电压降低供用户使用．已知输电线路的总电阻R为4Ω，允许损失的功率为输送功率的5%，用户所需的电压为220V，求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比．
图12
答案 1∶8 133∶11
解析 电路中损失功率P损＝5%P总
而P损＝IR
输电线路中的电流
I2＝＝35A
升压变压器的输出电压
U2＝＝2.8×103V
根据理想变压器电压之间的关系，升压变压器的原、副线圈的匝数比＝＝
降压变压器的输入功率
P3＝P总－P损＝95%·P总＝9.31×104W
所以降压变压器的输入电压
U3＝＝2660V
降压变压器的原、副线圈的匝数比
＝＝＝.
16．（14分）如图13所示，倾角为θ的足够长的光滑绝缘斜面上存在宽度均为L的匀强磁场和匀强电场区域，磁场的下边界与电场的上边界相距为3L，其中电场方向沿斜面向上，磁场方向垂直于斜面向下、磁感应强度的大小为B.电荷量为q的带正电小球（视为质点）通过长度为L的绝缘轻杆与边长为L、电阻为R的正方形单匝线框相连，组成总质量为m的装置，置于斜面上，线框上边与磁场的上边界重合．现将该装置由静止释放，当线框下边刚离开磁场时恰好做匀速运动；当小球运动到电场的下边界时刚好返回．已知L＝1m，B＝0.8T，q＝2.2×10－6C，R＝0.1Ω，m＝0.8kg，θ＝53°，sin53°＝0.8，g取10m/s2.求：
图13
（1）线框做匀速运动时的速度大小；
（2）电场强度的大小；
（3）正方形单匝线框中产生的总焦耳热．
答案
（1）1m/s
（2）6×106N/C （3）12.8J
解析
（1）设线框做匀速运动时的速度大小v
E＝BLv I＝ F安＝BIL
则F安＝
由平衡条件得F安＝mgsinθ
解得v＝＝1m/s
（2）从线框刚离开磁场区域到小球运动到电场下边界的过程
由动能定理mg·2Lsinθ＋（－qEL）＝0－mv2
解得：
E＝6×106N/C
（3）经足够长的时间后，线框上边运动到磁场区域的下边界时速度恰为零，此后线框不再进入磁场，不再产生焦耳热．从开始运动到该状态，由能量守恒得
Q＝mg·2Lsinθ
解得：
Q＝12.8J.
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