2015年人教版高中物理選修3-2第六章　傳感器作業(yè)題解析（5模塊綜合檢測

模塊綜合檢測 (時間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題4分，共40分)1如圖1所示，電阻和面積一定的圓形線圈垂直放入勻強(qiáng)磁場中，磁場的方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化規(guī)律為BB0sin t.下列說法正確的是()圖1A線圈中產(chǎn)生的是交流電B當(dāng)t/2時，線圈中的感應(yīng)電流最大C若增大，則產(chǎn)生的感應(yīng)電流的頻率隨之增大D若增大，則產(chǎn)生的感應(yīng)電流的功率隨之增大2兩個完全相同的靈敏電流計(jì)A、B，按圖2所示的連接方式，用導(dǎo)線連接起來，當(dāng)把電流計(jì)A的指針向左邊撥動的過程中，電流計(jì)B的指針將()圖2A向左擺動B向右擺動C靜止不動D發(fā)生擺動，由于不知道電流計(jì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)情況，故無法確定擺動方向3如圖3甲所示，一矩形線圈放在隨時間變化的勻強(qiáng)磁場內(nèi)以垂直線圈平面向里的磁場為正，磁場的變化情況如圖乙所示，規(guī)定線圈中逆時針方向的感應(yīng)電流為正，則線圈中感應(yīng)電流的圖象應(yīng)為()圖34如圖4所示，在光滑絕緣水平面上，有一鋁質(zhì)圓形金屬球以一定的初速度通過有界勻強(qiáng)磁場，則從球開始進(jìn)入磁場到完全穿出磁場的過程中(磁場寬度大于金屬球的直徑)，則小球()圖4A整個過程勻速運(yùn)動B進(jìn)入磁場的過程中球做減速運(yùn)動，穿出過程做加速運(yùn)動C整個過程都做勻減速運(yùn)動D穿出時的速度一定小于初速度5. 線框在勻強(qiáng)磁場中繞OO軸勻速轉(zhuǎn)動(由上向下看是逆時針方向)，當(dāng)轉(zhuǎn)到如圖5所示位置時，磁通量和感應(yīng)電動勢大小的變化情況是()圖5A磁通量和感應(yīng)電動勢都在變大B磁通量和感應(yīng)電動勢都在變小C磁通量在變小，感應(yīng)電動勢在變大D磁通量在變大，感應(yīng)電動勢在變小6.如圖6所示的電路中，變壓器是理想變壓器原線圈匝數(shù)n1600匝，裝有0.5 A的保險絲，副線圈的匝數(shù)n2120匝，要使整個電路正常工作，當(dāng)原線圈接在180 V的正弦交變電源上時，下列判斷正確的是()A副線圈可接耐壓值為36 V的電容器B副線圈可接“36 V,40 W”的安全燈兩盞C副線圈可接電阻為14 的電烙鐵D副線圈可以串聯(lián)一個量程為3 A的電流表，去測量電路中的總電流7一交變電流的it圖象如圖7所示，由圖可知()A用電流表測該電流示數(shù)為10 AB該交變電流的頻率為100 HzC該交變電流通過10 的電阻時，電阻消耗的電功率為2 000 WD該交變電流的電流瞬時值表達(dá)式為i10sin 628t A8圖8是測定自感系數(shù)很大的線圈L直流電阻的電路，L兩端并聯(lián)一只電壓表，用來測量自感線圈的直流電壓，在測量完畢后，將電路解體時應(yīng)()A先斷開S1 B先斷開S2C先拆除電流表D先拆除電阻R9如圖9所示的電路中，L為自感系數(shù)很大的電感線圈，N為試電筆中的氖管(啟輝電壓約70 V)，電源電動勢約為10 V已知直流電使氖管啟輝時輝光只產(chǎn)生在負(fù)極周圍，則()AS接通時，氖管不會亮 BS接通時啟輝，輝光在a端CS接通后迅速切斷時啟輝，輝光在a端 D條件同C，輝光在b端10如圖10所示是一種延時開關(guān)，當(dāng)S1閉合時，電磁鐵將銜鐵吸下，將C線路接通，當(dāng)S1斷開時，由于電磁作用，D將延遲一段時間才被釋放，則()A由于A線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時釋放D的作用B由于B線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時釋放D的作用C如果斷開B線圈的開關(guān)S2，無延時作用D如果斷開B線圈的開關(guān)S2，延時將變長 圖6圖7 圖8圖9圖10題號12345678910答案二、填空題(本題共2小題，共20分)11(5分)如圖11所示，是一交流電壓隨時間變化的圖象，此交流電壓的有效值等于_V.圖1112(15分)硅光電池是一種可將光能轉(zhuǎn)換為電能的器件，某同學(xué)用圖12所示的電路探究硅光電池的路端電壓U與總電流I的關(guān)系，圖中R0為定值電阻且阻值的大小已知，電壓表視為理想電壓表(1)請根據(jù)圖12，將圖13中的實(shí)驗(yàn)器材連接成實(shí)驗(yàn)電路圖12圖13圖14姓名：_班級：_學(xué)號：_得分：_ (2)若電壓表V2的讀數(shù)為U0，則I_.(3)實(shí)驗(yàn)一：用一定強(qiáng)度的光照射硅光電池，調(diào)節(jié)滑動變阻器，通過測量得到該電池的UI曲線a，見圖14.由此可知電池內(nèi)阻_(選填“是”或“不是”)常數(shù)，短路電流為_ mA，電動勢為_ V.(4)實(shí)驗(yàn)二：減小實(shí)驗(yàn)一中光的強(qiáng)度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測得UI曲線b，見圖14.當(dāng)滑動變阻器的電阻為某值時，實(shí)驗(yàn)一中的路端電壓為1.5 V，則實(shí)驗(yàn)二中外電路消耗的電功率為_ mW(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)三、計(jì)算題(本題共4小題，共40分)13(8分)如圖15所示，理想變壓器原線圈接到220 V的交流電源上，副線圈的匝數(shù)為30，與一標(biāo)有“12 V，12 W”的燈泡連接，燈泡正常發(fā)光副線圈的輸出電壓為110 V，電流為0.4 A求：圖15(1)副線圈的匝數(shù)；(2)原線圈的匝數(shù)以及通過原線圈的電流14(10分)某發(fā)電站的輸出功率為104 kW，輸出電壓為4 kV，通過理想變壓器升壓后向80 km遠(yuǎn)處的用戶供電已知輸電線的電阻率為2.4108 m，導(dǎo)線橫截面積為1.5104 m2，輸電線路損失的功率為輸出功率的4%.求：(1)升壓變壓器的輸出電壓；(2)輸電線路上的電壓損失15(8分)如圖16所示，光滑導(dǎo)軌MN、PQ在同一水平面內(nèi)平行固定放置，其間距d1 m，右端通過導(dǎo)線與阻值RL8 的小燈泡L相連，CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度B1 T的勻強(qiáng)磁場，一質(zhì)量m50 g、阻值為R2 的金屬棒在恒力F作用下從靜止開始運(yùn)動s2 m后進(jìn)入磁場恰好做勻速直線運(yùn)動(不考慮導(dǎo)軌的電阻，金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸)求：圖16(1)恒力F的大?。?2)小燈泡發(fā)光時的電功率16(14分)如圖17所示，在坐標(biāo)xOy平面內(nèi)存在B2.0 T的勻強(qiáng)磁場，OA與OCA為置于豎直平面內(nèi)的光滑金屬導(dǎo)軌，其中OCA滿足曲線方程x0.50sin y m，C為導(dǎo)軌的最右端，導(dǎo)軌OA與OCA相交處的O點(diǎn)和A點(diǎn)分別接有體積可忽略的定值電阻R1和R2，其中R14.0 、R212.0 .現(xiàn)有一足夠長、質(zhì)量m0.10 kg的金屬棒MN在豎直向上的外力F作用下，以v3.0 m/s的速度向上勻速運(yùn)動，設(shè)棒與兩導(dǎo)軌接觸良好，除電阻R1、R2外其余電阻不計(jì)，g取10 m/s2，求：圖17(1)金屬棒MN在導(dǎo)軌上運(yùn)動時感應(yīng)電流的最大值；(2)外力F的最大值；(3)金屬棒MN滑過導(dǎo)軌OC段，整個回路產(chǎn)生的熱量模塊綜合檢測 答案1ACD線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的規(guī)律和線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速運(yùn)動時一樣，都是正(余)弦交變電流由規(guī)律類比可知A、C、D正確2B因兩表的結(jié)構(gòu)完全相同，對A來說就是由于撥動指針帶動線圈切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流方向應(yīng)用右手定則判斷；對B表來說是線圈受安培力作用帶動指針偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)方向應(yīng)由左手定則判斷，研究兩表的接線可知，兩表串聯(lián)，故可判定電流計(jì)B的指針向右擺動3B0t1時間內(nèi)，磁場均勻增強(qiáng)，穿過線圈的磁通量均勻增大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小不變，由楞次定律知電流方向?yàn)槟鏁r針；同理，t1t2時間內(nèi)無電流，t2t4時間內(nèi)有順時針大小不變的電流4D小球進(jìn)出磁場時，有渦流產(chǎn)生，要受到阻力，故穿出時的速度一定小于初速度5D由題圖可知，mcos ，eEmsin ，所以磁通量變大，感應(yīng)電動勢變小6BD根據(jù)輸入電壓與匝數(shù)關(guān)系，有，解得U2U1180 V36 V根據(jù)保險絲熔斷電流，有P2P1I1U10.5180 W90 W根據(jù)正弦交變電流有效值與最大值間的關(guān)系，有U2mU236 V允許副線圈通過的最大電流有效值為I2I10.5 A2.5 A負(fù)載電阻是最小值R 14.4 .根據(jù)以上數(shù)據(jù)，得B、D正確7BD8BS1斷開瞬間，L中產(chǎn)生很大的自感電動勢，若此時S2閉合，則可能將電壓表燒壞，故應(yīng)先斷開S2.9AD接通時電壓不足以使氖管發(fā)光，迅速切斷S時，L中產(chǎn)生很高的自感電動勢，會使氖管發(fā)光，b為負(fù)極，輝光在b端故A、D項(xiàng)正確10BC如果斷開B線圈的開關(guān)S2，那么在S1斷開時，該線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，但沒有感應(yīng)電流，所以無延時作用1150解析題圖中給出的是一方波交流電，周期T0.3 s，前時間內(nèi)U1100 V，后時間內(nèi)U250 V設(shè)該交流電壓的有效值為U，根據(jù)有效值的定義，有T，代入已知數(shù)據(jù)，解得U50 V.12(1)實(shí)驗(yàn)電路如下圖所示(2)(3)不是0.295(0.2930.297)2.67(2.642.70)(4)0.068(0.0600.070)解析(1)略(2)根據(jù)歐姆定律可知I(3)路端電壓UEIr，若r為常數(shù)，則UI圖為一條不過原點(diǎn)的直線，由曲線a可知電池內(nèi)阻不是常數(shù)；當(dāng)U0時的電流為短路電流，約為295 A0.295 mA；當(dāng)電流I0時路端電壓等于電源電動勢E、約為2.67 V.(4)實(shí)驗(yàn)一中的路端電壓為U11.5 V時電路中電流為I10.21 mA，連接a中點(diǎn)(0.21 mA,1.5 V)和坐標(biāo)原點(diǎn)，此直線為此時對應(yīng)滑動變阻器阻值的外電路電阻(定值電阻)的UI圖，和圖線b的交點(diǎn)為實(shí)驗(yàn)二中的路端電壓和電路電流，如下圖，電流和電壓分別為I97 A，U0.7 V，則外電路消耗功率為PUI0.068 mW.13(1)275匝(2)550匝0.25 A解析理想變壓器原線圈兩端電壓跟每個副線圈兩端電壓之比都等于原、副線圈匝數(shù)之比由于有兩個副線圈，原、副線圈中的電流跟它們的匝數(shù)并不成反比，但輸入功率等于輸出的總功率(1)已知U212 V，n230；U3110 V由，得n3n2275匝；(2)由U1220 V，根據(jù)，得n1n2550匝由P1P2P3P2I3U356 W，得I10.25 A14(1)8104 V(2)3.2103 V解析(1)導(dǎo)線電阻r 25.6 輸電線路上損失的功率為輸出功率的4%，則4%PI2r代入數(shù)據(jù)得I125 A由理想變壓器P入P出及PUI得輸出電壓U V8104 V(2)輸電線路上的電壓損失UIr12525.6 V3.2103 V15(1)0.8 N(2)5.12 W解析(1)對導(dǎo)體棒由動能定理得Fsmv2因?yàn)閷?dǎo)體棒進(jìn)入磁場時恰好做勻速直線運(yùn)動所以FBIdBd代入數(shù)據(jù)，根據(jù)以上兩式方程可解得：F0.8 N，v8 m/s(2)小燈泡發(fā)光時的功率PL2RL5.12 W16(1)1.0 A(2)2.0 N(3)1.25 J解析(1)金屬棒MN沿導(dǎo)軌豎直向上運(yùn)動，進(jìn)入磁場中切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢當(dāng)金屬棒MN勻速運(yùn)動到C點(diǎn)時，電路中感應(yīng)電動勢最大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大金屬棒MN接入電路的有效長度為導(dǎo)軌OCA形狀滿足的曲線方程中的x值因此接入電路的金屬棒的有效長度為Lx0.5sin y，Lmxm0.5