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2019-2020年高中物理综合测试卷B新人教版选修3-2
一、选择题(本题共12小题,每小题给出的四个答案中至少有一个是正确的,每小题4分,共48分)
1.关于电路中感应电动势的大小,下列说法中正确的是A.穿过电路的磁通量越大,感应电动势就越大B.电路中磁通量的该变量越大,感应电动势就越大C.电路中磁通量变化越快,感应电动势越大D.若电路中某时刻磁通量为零,则该时刻感应电流一定为零
2.某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动,产生交变电流的图像如图所示,由图中信息可以判断A.在A和C时刻线圈处于中性面位置B.在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零C.从A~D时刻线圈转过的角度为2πD.若从O~D时刻历时
0.02s,则在1s内交变电流的方向改变100次
3.如图所示,导线框abcd与通电导线在同一平面内,直导线中通有恒定电流并通过ad和bc的中点,当线框向右运动的瞬间,则A.线框中有感应电流,且按顺时针方向B.线框中有感应电流,且按逆时针方向C.线框中有感应电流,但方向难以判断D.由于穿过线框的磁通量为零,所以线框中没有感应电流
4.闭合线圈与匀强磁场垂直,现将线圈拉出磁场,第一次拉出速度为v1,第二次拉出速度为v2,且v2=2v1,则A.两次拉力做的功一样多B.两次所需拉力一样大C.两次拉力的功率一样大D.两次通过线圈的电荷量一样多
5.如图所示的电路为演示自感现象的实验电路,若闭合开关S,电流达到稳定后通过线圈L的电流为I1,通过小灯泡L2的电流为I2,小灯泡L2处于正常发光状态,则下列说法中正确的是A.S闭合瞬间,L2灯缓慢变亮,L1灯立即变亮B.S闭合瞬间,通过线圈L的电流由零逐渐增大到I1C.S断开瞬间,小灯泡L2中的电流由I1逐渐键位零,方向与I2相反D.S断开瞬间,小灯拍L2中的电流由I1逐渐减为零,方向不变
6.两个相同的电阻,分别通以如图所示的正弦交流电和方波电流,两种交变电流的最大值、周期如图所示,则在一个周期内,正弦交流电在电阻上产生的热量Q1与方波电流在电阻上产生的热量Q2之比等于A.3:1B.1:2C.2:1D.1:
17.如图所示,变压器初级线圈接电压一定的交流电,在下列措施中能使电流表示数减小的是A.只将S1从2拨向1B.只将S2从4拨向3C.只将S3从闭合改为断开D.只将变阻器R3的滑动触头上移
8.如图,两条平行虚线之间存在匀强磁场,虚线间的距离为l,磁场方向垂直纸面向里,abcd是位于纸面内的梯形线圈,ad与bc间的距离也为l,t=0时刻bc边与磁场区域边界重合现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域,取沿a-b-c-d-a的感应电流为正方向,则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流I随时间t变化的图线可能是下图中的
9.一台理想降压变压器从10kv的线路中降压并提供200A的负载电流已知两个线圈的匝数比为40:1,则变压器原线圈中电流、输出电压及输出功率分别为A.5A、250V、50kwB.5A、10kV、50kwC.200A、250V、50kwD.200A、10kV、50kw
10.右图中半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场中,绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动,电阻两端分别接盘心O和盘边缘,则通过电阻R的电流强度的大小和方向是A.由c到d,B.由d到c,C.由c到d,D.由d到c,
11.如图所示,平行金属导轨和水平面成θ角,导轨与固定电阻R
1、R2相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面有一导体棒ab,质量为m,导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等,与导轨之间的动摩擦因数为μ,导体棒ab沿导轨向上匀速滑动,当上滑的速度为v时,受到的安培力为F,则此时A.电阻R1的电功率为Fv/3B.电阻R1的电功率为Fv/6C.整个装置因摩擦而产生的热功率为μmgvcosθD.整个装置消耗的机械功率为F+μmgcosθv
12.如图所示,相距为d的两条水平虚线L
1、L2之间是方向水平向里的匀强磁场,磁感应强度为B,正方形线圈abcd边长为L(Ld),质量为m、电阻为R,将线圈在磁场上方h高处由静止释放,cd边刚进入磁场时速度为v0,cd边刚离开磁场时速度也为v0,则线圈穿过磁场的过程中(从cd边刚进入磁场起一直到ab边离开磁场为止)A.感应电流所做的功为mgdB.感应电流所做的功为2mgdC.线圈的最小速度可能为mgR/B2L2D.线圈的最小速度一定是
二、计算题(本题共5小题,共52分,需要写出必要的文字说明与规范的物理表达式)
13.正弦交变电压u=50sin314tV,加在一氖管的两端已知当氖管电压达到V时,才开始发光,求此氖管在一个周期内发光的时间和5min内发光的次数
14.如图所示,交流发电机电动势的有效值为E=20V,内阻不计,它通过一个R=6Ω的指示灯连接降压变压器降压变压器输出端并联24只彩色小灯泡,每只灯泡都是“6V、
0.25W”,灯泡都正常发光,导线电阻不计求
(1)降压变压器初级、次级线圈匝数比
(2)发电机的输出功率
15.如图甲所示,在两根水平放置的平行金属导轨两端各接一只阻值为R=1Ω的电阻,导轨间距为L=
0.2m,导轨电阻忽略不计,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B=
0.8T一根电阻r=
0.3Ω的导体棒ab置于导轨上,且始终与导轨良好接触,若导体棒沿平行于导轨方向在PQ和MN之间运动,其速度图像如图乙所示(正弦函数曲线),求
(1)导体棒产生的感应电动势的瞬时值表达式
(2)整个电路在1min内产生的电热
16.如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN和PQ固定在同一水平面上,两导轨间距L=
0.2m,电阻R=
0.4Ω,导轨上停放一质量m=
0.1kg、电阻r=
0.1Ω的金属杆,导轨电阻忽略不计,整个装置处在磁感应强度B=
0.5T的匀强磁场中,磁场的方向竖直向下,现用一外力F沿水平方向拉杆,使之由静止开始运动,若理想电压表示数U随时间t变化关系如图乙所示求
(1)金属杆在5s末的运动速率
(2)第4s末时外力F的功率
17.如图所示,平行且足够长的两条光滑金属导轨,相距
0.5m,与水平面夹角为30°,不计电阻,广阔的匀强磁场垂直穿过导轨平面,磁感应强度B=
0.4T,垂直导轨放置两金属棒ab和cd,长度均为
0.5m,电阻均为
0.1Ω,质量分别为
0.1kg和
0.2kg,两金属棒与金属导轨接触良好且可沿导轨自由滑动.现ab棒在外力作用下,以恒定速度v=
1.5m/s沿着导轨向上滑动,cd棒则由静止释放,试求取g=10m/s2
(1)金属棒ab产生的感应电动势;
(2)闭合回路中的最小电流和最大电流;
(3)金属棒cd的最终速度.参考答案
一、选择题(每小题4分)123456CDBDBCD789101112BCDBBCCBD
二、计算题
13.8分当氖管电压达到V时开始发光,代入交变电压瞬时值表达式可得,时间,,所以一个周期内氖管的发光时间为,即一个周期内氖管的发光时间为
0.01s每个周期内氖管的发光次数为2次,所以5min内发光的次数为次
14.(10分)
(1)由题意副线圈所接电灯泡均正常发光,所以副线圈中的电流为根据理想变压器原理有代入数据可得或(舍去)
15.(10分)
(1)导体棒切割磁感线运动,由于切割长度、磁感应强度均不变化,所以感应电动势与切割速度v成正比,所以瞬时值表达式为代入数据可得
(2)由瞬时值表达式可以看出,回路中的交流按正弦规律变化,所以产生的焦耳热为代入数据可得
16.(12分)1由题意,电压表的示数为5s末电压表的示数,所以代入数据可得
(2)由及U-t图像可知,U随时间均匀变化,导体棒在力F作用下匀加速运动,且代入数据可得在4s末,金属杆的切割速度为此时拉力F为所以4s末拉力F的功率为
17.(12分)
(1)ab棒切割磁感线产生的感应电动势为
(2)刚释放cd棒瞬间,对cd受力分析可得,重力沿斜面向下的分力为由于ab切割使cd受到的安培力沿斜面向上,其大小为因为所以cd棒将沿导轨下滑据此可知,当导体棒cd刚释放瞬间,回路中电流强度最小当cd向下匀速滑动时,回路中的电流强度最大,对cd分析所以
(3)由于金属棒cd与ab切割方向相反,所以回路中的感应电动势等于二者切割产生的电动势之和,即由欧姆定律所以cd运动的最终速度为EMBEDEquation.3。