【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】高中物理人教版選修3-2同步訓(xùn)練：模塊檢測(cè)

模塊檢測(cè)A(時(shí)間：90分鐘滿(mǎn)分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本大題共6小題，每小題5分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，選對(duì)或不答的得0分)1．關(guān)于傳感器，下列說(shuō)法正確的是()A．傳感器能將非電學(xué)量按肯定規(guī)律轉(zhuǎn)換成電學(xué)量B．金屬熱電阻是一種可以將電學(xué)量轉(zhuǎn)換為熱學(xué)量的傳感器C．干簧管是能夠感知電場(chǎng)的傳感器D．半導(dǎo)體熱敏電阻的阻值隨溫度的上升而增大解析A項(xiàng)敘述符合傳感器的定義，A正確．B項(xiàng)敘述說(shuō)反了，B錯(cuò)誤．干簧管是把磁場(chǎng)的強(qiáng)弱轉(zhuǎn)化為電路的通斷的傳感器，C錯(cuò)．D項(xiàng)敘述也說(shuō)反了，D錯(cuò)誤．答案A2．如圖1所示，圓形線圈垂直放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)里，第1秒內(nèi)磁場(chǎng)方向指向紙里，如圖乙．若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖甲，那么，下面關(guān)于線圈中感應(yīng)電流的說(shuō)法正確的是()圖1A．在第1秒內(nèi)感應(yīng)電流增大，電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針B．在第2秒內(nèi)感應(yīng)電流大小不變，電流方向?yàn)轫槙r(shí)針C．在第3秒內(nèi)感應(yīng)電流減小，電流方向?yàn)轫槙r(shí)針D．在第4秒內(nèi)感應(yīng)電流大小不變，電流方向?yàn)轫槙r(shí)針答案B3．用相同導(dǎo)線繞制的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)或2L的四個(gè)閉合導(dǎo)線框，以相同的速度勻速進(jìn)入右側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖2所示．在每個(gè)線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，M、N兩點(diǎn)間的電壓分別為Ua、Ub、Uc和Ud.下列推斷正確的是圖2A．Ua＜Ub＜Uc＜Ud B．Ua＜Ub＜Ud＜UcC．Ua＝Ub＜Uc＝Ud D．Ub＜Ua＜Ud＜Uc解析線框進(jìn)入磁場(chǎng)后切割磁感線，a、b產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是c、d電動(dòng)勢(shì)的一半，而不同的線框的電阻不同，設(shè)a線框電阻為4r，b、c、d線框的電阻分別為6r、8r、6r則有：Ua＝BLv·eq\f(3r,4r)＝eq\f(3BLv,4)，Ub＝BLv·eq\f(5r,6r)＝eq\f(5BLv,6)，Uc＝B2Lv·eq\f(6r,8r)＝eq\f(3BLv,2)，Ud＝B2Lv·eq\f(4r,6r)＝eq\f(4Blv,3)，故ACD錯(cuò)誤，B正確．答案B4．如圖3所示，A、B是兩個(gè)完全相同的燈泡，B燈與電阻R串聯(lián)，A燈與自感系數(shù)較大的線圈L串聯(lián)，其直流電阻等于電阻R的阻值．電源電壓恒定不變，當(dāng)電鍵K閉合時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()圖3A．A比B先亮，然后A熄滅B．B比A先亮，最終A、B同樣亮C．A、B同時(shí)亮，然后A熄滅D．A、B同時(shí)亮，然后A漸漸變亮，B的亮度不變答案B5.圖4如圖4所示，一個(gè)由導(dǎo)體做成的矩形線圈，以恒定速率v運(yùn)動(dòng)，從無(wú)場(chǎng)區(qū)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)(磁場(chǎng)寬度大于bc間距)，然后出來(lái)，若取逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)楦袘?yīng)電流的正方向，那么下圖中正確地表示回路中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化關(guān)系的圖象是()答案C6．如圖5所示，把電阻R、電感線圈L、電容器C并聯(lián)接到一溝通電源上，三個(gè)燈泡的亮度相同，若保持電源電壓大小不變，而將頻率增大，則關(guān)于三個(gè)燈的亮度變化說(shuō)法正確的是()圖5A．A燈亮度不變，B燈變暗，C燈變亮B．A燈亮度不變，B燈變亮，C燈變暗C．A燈變暗，B燈亮度不變，C燈變亮D．A燈變亮，B燈變暗，C燈亮度不變答案A二、多項(xiàng)選擇題(本大題共4小題，每小題6分，共24分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)或不答的得0分)7．在電能輸送過(guò)程中，若輸送的電功率肯定，則在輸電線上損耗的功率()A．隨輸電線電阻的增大而增大B．和輸送電壓的平方成正比C．和輸送電壓的平方成反比D．和輸電線上電流強(qiáng)度的平方成正比答案ACD8.圖6如圖6所示，半徑為R的圓形線圈兩端A、C接入一個(gè)平行板電容器，線圈放在隨時(shí)間均勻變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈所在平面與磁感線的方向垂直，要使電容器所帶的電量增大，可實(shí)行的措施是()A．電容器的兩極板靠近些B．增大磁感強(qiáng)度的變化率C．增大線圈的面積D．使線圈平面與磁場(chǎng)方向成60°角答案ABC9．一個(gè)按正弦規(guī)律變化的溝通電的圖象如圖7所示，依據(jù)圖象可以知道()圖7A．該溝通電流的頻率是0.02HzB．該溝通電流的有效值是14.14C．該溝通電流的瞬時(shí)值表示式是i＝20sin0.02t(A)D．該溝通電流的周期是0.02s答案BD10．如圖8所示，電路中的變壓器為一抱負(fù)變壓器，S為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，P是滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，原線圈兩端接電壓恒定的交變電流，則能使原線圈的輸入功率變大的是()圖8A．保持P的位置不變，S由b切換到aB．保持P的位置不變，S由a切換到bC．S擲于b位置不動(dòng)，P向上滑動(dòng)D．S擲于b位置不動(dòng)，P向下滑動(dòng)答案AC三、填空題(共2小題，每題5分，共10分)11．(4分)兩個(gè)電流隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖9甲、乙所示，把它們通入相同的電阻中，則在1s內(nèi)兩電阻消耗的電能之比Wa∶Wb＝________.圖9答案1∶212．(6分)如圖10所示，先后以速度v1和v2(v1＝2v2)，勻速地把同一線圈從同一位置拉出有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的過(guò)程中，在先后兩種狀況下：圖10(1)線圈中的感應(yīng)電流之比I1∶I2＝________.(2)線圈中產(chǎn)生的熱量之比Q1∶Q2＝________.(3)拉力做功的功率之比P1∶P2＝________.答案(1)2∶1(2)2∶1(3)4∶1四、計(jì)算題(共4小題，共36分．并要求寫(xiě)出必要的演算過(guò)程和單位，只寫(xiě)出最終答案的不得分)13．(8分)圖11如圖11所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、匝數(shù)為n的正方形金屬線框，它的質(zhì)量為m、電阻為R，用細(xì)線把它懸掛于一個(gè)有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)邊緣．金屬框的上半部處于磁場(chǎng)內(nèi)，下半部處于磁場(chǎng)外，磁場(chǎng)隨時(shí)間的變化規(guī)律為B＝kt.求：(1)線框中的電流強(qiáng)度為多大？(2)t時(shí)刻線框受的安培力多大？解析(1)線框中的電動(dòng)勢(shì)E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝nSeq\f(ΔB,Δt)＝eq\f(1,2)nL2k，電流為I＝eq\f(nkL2,2R)(2)安培力為F＝BIL＝kteq\f(nkL2,2R)L＝eq\f(nk2L3,2R)t答案(1)eq\f(nkL2,2R)(2)eq\f(nk2L3,2R)t14．(8分)如圖12所示某電廠要將電能輸送到較遠(yuǎn)的用戶(hù)，輸送的總功率為9.8×104W，電廠輸出電壓僅350V，為削減輸送功率損失，先用一升壓變壓器將電壓上升再輸送，在輸送途中，輸電線路的總電阻為4Ω，允許損失的功率為輸送功率的5%，求用戶(hù)所需電壓為220V時(shí)，升壓、降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比各是多少？圖12解析損失的電功率ΔP＝9.8×104×0.05＝4900W輸電線上的電流I＝eq\r(\f(ΔP,R))＝35A輸電線上的電壓降ΔU＝IR＝140V輸電電壓U2＝eq\f(P,I)＝2800V降壓變壓器的輸入電壓U3＝U2－ΔU＝2660V升壓變壓器：eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)＝eq\f(350,2800)＝eq\f(1,8)降壓變壓器：eq\f(n3,n4)＝eq\f(U3,U4)＝eq\f(2660,220)＝eq\f(133,11)答案1∶8133∶1115．(10分)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子是邊長(zhǎng)為0.2m的正方形，線圈匝數(shù)為100匝，內(nèi)阻8Ω，初始位置如圖13所示，以ad、bc中點(diǎn)連線為軸以600r/min的轉(zhuǎn)速在eq\f(1,π)T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡電阻為24Ω，則：圖13(1)從圖示位置開(kāi)頭計(jì)時(shí)，寫(xiě)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值方程；(2)燈泡的實(shí)際消耗功率為多大？解析(1)線圈運(yùn)動(dòng)的角速度ω＝20πrad/s，電動(dòng)勢(shì)最大值為Em＝nBSω＝80V瞬時(shí)值方程e＝80sin20πt(V)(2)電動(dòng)勢(shì)有效值E＝eq\f(80,\r(2))＝40eq\r(2)V，電流為I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(40\r(2),32)A＝eq\f(5,4)eq\r(2)A電阻消耗的功率P＝I2R＝75W答案(1)e＝80sin20πtV(2)75W16．(10分)如圖14所示，ef、gh為水平放置的足夠長(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)＝1m，導(dǎo)軌左端連接一個(gè)R＝3Ω的電阻，一根電阻為1Ω的金屬棒cd垂直地放置導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面對(duì)上．現(xiàn)對(duì)金屬棒施加4N的水平向右的拉力F，使棒從靜止開(kāi)頭向右運(yùn)動(dòng)，圖14(1)金屬棒達(dá)到的最大速度v是多少？(2)金屬棒達(dá)到最大速度后，R上的發(fā)熱功率為多大？解析(1)當(dāng)金屬棒速度最大時(shí)，拉力與安培力相等.eq\f(B2L2vm,R＋r)＝F，vm＝eq\f(FR＋r,B2L2)＝4m/s(2)回路中電流為I＝eq\f(BLvm,R＋r)＝2A，電阻上的發(fā)熱功率為P＝I2R＝12W答案(1)4m/s(2)12模塊檢測(cè)B(時(shí)間：90分鐘滿(mǎn)分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本大題共6小題，每小題5分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，選對(duì)或不答的得0分)1．將一個(gè)閉合金屬環(huán)用絲線懸于O點(diǎn)，如圖1所示．虛線左邊有垂直于紙面對(duì)外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，而右邊沒(méi)有磁場(chǎng)．下列的現(xiàn)象能夠發(fā)生的是()圖1A．金屬環(huán)的搖擺不會(huì)停下來(lái)，始終做等幅搖擺B．金屬環(huán)的搖擺幅度越來(lái)越小，小到某一數(shù)值后做等幅搖擺C．金屬環(huán)的搖擺會(huì)很快停下來(lái)D．金屬環(huán)最終一次向左搖擺時(shí)，最終停在平衡位置左側(cè)某一點(diǎn)處解析此題考查電磁阻尼．左邊有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，金屬環(huán)在穿越磁場(chǎng)邊界時(shí)(無(wú)論是進(jìn)入還是穿出)，由于磁通量發(fā)生變化，環(huán)內(nèi)肯定有感應(yīng)電流產(chǎn)生．依據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流將會(huì)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以搖擺會(huì)很快停下來(lái)，這就是電磁阻尼現(xiàn)象．若用能量守恒來(lái)解釋?zhuān)河须娏鳟a(chǎn)生，就肯定有機(jī)械能向電能轉(zhuǎn)化，擺的機(jī)械能將不斷減小．搖擺就會(huì)很快停下來(lái)．答案C2．在圖2中，L為電阻很小的線圈，G1和G2為內(nèi)阻可不計(jì)、零點(diǎn)在表盤(pán)中心的電流計(jì)．當(dāng)開(kāi)關(guān)K處于閉合狀態(tài)時(shí)，兩表的指針皆偏向右方．那么，當(dāng)開(kāi)關(guān)K斷開(kāi)時(shí)，將消滅()圖2A．G1和G2的指針都馬上回到零點(diǎn)B．G1的指針馬上回到零點(diǎn)，而G2的指針緩慢地回到零點(diǎn)C．G1的指針緩慢地回到零點(diǎn)，而G2的指針先馬上偏向左方，然后緩慢地回到零點(diǎn)D．G1的指針先馬上偏向左方，然后緩慢地回到零點(diǎn)，而G2的指針緩慢地回到零點(diǎn)解析K斷開(kāi)后，自感電流的方向與G1原電流方向相反，與G2原電流方向相同．答案為D.答案D3．如圖3所示的電路中，電源電壓u＝311sin(100πt)V，A、B間接有“220V，440W”的電暖寶、“220V,220W”的抽油煙機(jī)、溝通電壓表及保險(xiǎn)絲，下列說(shuō)法正確的是()圖3A．溝通電壓表的示數(shù)為311VB．電路要正常工作，保險(xiǎn)絲的額定電流不能小于3eq\r(2)AC．電暖寶發(fā)熱的功率是抽油煙機(jī)發(fā)熱功率的2倍D．抽油煙機(jī)1min消耗的電能為1.32×104J解析本題考查歐姆定律和交變電流的規(guī)律，意在考查同學(xué)對(duì)歐姆定律和交變電流的理解．由交變電壓的表達(dá)式可知，交變電壓的有效值U＝eq\f(Um,\r(2))＝220V，所以溝通電壓表的示數(shù)為有效值220V，A錯(cuò)誤；電路正常工作時(shí)，通過(guò)保險(xiǎn)絲的電流為I＝eq\f(P1,U1)＋eq\f(P2,U2)＝3A<3eq\r(2)A，B錯(cuò)誤；電暖寶的功率是抽油煙機(jī)功率的2倍，但抽油煙機(jī)消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，產(chǎn)生的熱量很少，電暖寶的熱功率大于抽油煙機(jī)熱功率的2倍，C錯(cuò)誤；抽油煙機(jī)1min消耗的電能為W＝P2t＝220×60J＝1.32×104J，D正確．答案D4．一臺(tái)發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示，其中N、S是永久磁鐵的兩個(gè)磁極，它們的表面呈半圓柱面外形．M是圓柱形鐵芯，鐵芯外套有一矩形線圈，線圈繞鐵芯M中心的固定轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．磁極與鐵芯之間的縫隙中形成方向沿半徑的輻向磁場(chǎng)．若從圖示位置開(kāi)頭計(jì)時(shí)電動(dòng)勢(shì)為正值，下列圖象中能正確反映線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t變化規(guī)律的是()圖4解析由于發(fā)電機(jī)內(nèi)部相對(duì)兩磁極為表面呈半圓柱面外形，磁極與鐵芯之間的縫隙中形成方向沿半徑的軸向磁場(chǎng)，所以距轉(zhuǎn)軸距離相等的各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知回路中產(chǎn)生大小恒定的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故A、B錯(cuò)誤；當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)，回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)反向，所以C錯(cuò)誤、D正確．答案D5．鉗形電流表的外形和結(jié)構(gòu)如圖5(a)所示．圖(a)中電流表的讀數(shù)為1.2A．圖(b)中用同一電纜線繞了3匝，圖5A．這種電流表能測(cè)直流電流，圖(b)的讀數(shù)為2.4B．這種電流表能測(cè)溝通電流，圖(b)的讀數(shù)為0.4C．這種電流表能測(cè)溝通電流，圖(b)的讀數(shù)為3.6D．這種電流表既能測(cè)直流電流，又能測(cè)溝通電流，圖(b)的讀數(shù)為3.6解析鉗形表是依據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的，故只能用來(lái)測(cè)量溝通電流，對(duì)鉗形表的初、次級(jí)滿(mǎn)足eq\f(n1,n2)＝eq\f(I2,I1)，I2＝eq\f(n1,n2)I1，鉗形表在使用時(shí)，初級(jí)是串聯(lián)在被測(cè)電路中的，故同一電纜線雖多繞了幾匝，但電纜線中的電流I1保持不變，故當(dāng)n1增加3倍時(shí)I2＝3.6A，C正確．答案C6．如圖6所示，抱負(fù)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，b是原線圈的中心抽頭，電壓表V和電流表A均為抱負(fù)電表，除滑動(dòng)變阻器電阻R以外，其余電阻均不計(jì)，從某時(shí)刻開(kāi)頭在原線圈c、d兩端加上交變電壓，其瞬時(shí)值表達(dá)式為：u1＝220eq\r(2)sin100πt(V)．下列說(shuō)法中正確的是()圖6A．當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)與a連接時(shí)，電壓表的示數(shù)為22VB．t＝eq\f(1,600)s時(shí)，c、d兩點(diǎn)間的電壓瞬時(shí)值為110VC．單刀雙擲開(kāi)關(guān)與a連接，滑動(dòng)變阻器觸頭向上移動(dòng)的過(guò)程中，電壓表和電流表的示數(shù)均變小D．當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)由a扳向b時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)均變小解析由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，知U2＝eq\f(n2,n1)U1，當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)與a連接時(shí)，U1＝220V，n1∶n2＝10∶1，解得：U2＝22V，A選項(xiàng)正確；對(duì)B選項(xiàng)：u1＝220eq\r(2)sin100πt，所以u(píng)1＝220eq\r(2)sin100π×eq\f(1,600)＝110eq\r(2)(V)，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；對(duì)C選項(xiàng)：滑動(dòng)變阻器觸頭向上移動(dòng)時(shí)，其電阻R變大，由歐姆定律得：I2＝eq\f(U2,R)，I2變小，電流表示數(shù)變小，而電壓表示數(shù)不變，由于它的示數(shù)U2是由U1和匝數(shù)比打算的，而這些量沒(méi)有變化，因此C錯(cuò)誤；對(duì)D選項(xiàng)：當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)由a扳向b時(shí)，匝數(shù)n1變小，匝數(shù)n2和輸入電壓U1不變，由U2＝eq\f(n2,n1)·U1，得U2變大，I2變大，因此電壓表和電流表示數(shù)均變大．本題正確答案為A.答案A二、多項(xiàng)選擇題(本大題共4小題，每小題6分，共24分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)或不答的得0分)7．目前中國(guó)南極考察隊(duì)隊(duì)員正在地球南極考察，設(shè)想考察隊(duì)隊(duì)員在地球南極四周水平面上駕駛一輛冰車(chē)向前行進(jìn)時(shí)，由于地磁場(chǎng)作用，冰車(chē)兩端會(huì)有電勢(shì)差，設(shè)駕駛員左方電勢(shì)為U1，右方電勢(shì)為U2，則下列說(shuō)法正確的是()A．向著南極點(diǎn)行進(jìn)時(shí)，U1比U2高B．背著南極點(diǎn)行進(jìn)時(shí)，U1比U2低C．在水平冰面上轉(zhuǎn)圈時(shí)，U1比U2高D．無(wú)論怎樣在水平冰面上行進(jìn)，U1總是低于U2解析在南極四周，地磁場(chǎng)磁感線的方向都是向上的，向著南極點(diǎn)行進(jìn)或者背著南極點(diǎn)行進(jìn)時(shí)，冰車(chē)切割磁感線，由右手定則可知，駕駛員右方電勢(shì)高于左方電勢(shì)；不管冰車(chē)怎樣在水平冰面上行進(jìn)，依據(jù)右手定則可判定，駕駛員右方電勢(shì)總是高于左方電勢(shì)．故B、D正確．答案BD8．電阻為1Ω的單匝矩形線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖象如圖7所示，現(xiàn)把交變電流加在電阻為9Ω的電熱絲上，下列推斷正確的是()圖7A．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為100rad/sB．在0～0.005s時(shí)間內(nèi)，通過(guò)電阻的電荷量為eq\f(1,5π)CC．電熱絲兩端的電壓為180VD．電熱絲的發(fā)熱功率為1800W解析由題圖可知T＝0.02s，ω＝eq\f(2π,T)＝100πrad/s，A錯(cuò)誤．在0～0.005s內(nèi)，由Um＝nBSw得BS＝eq\f(2,π)Wb，q＝eq\f(ΔΦ,R＋r)＝eq\f(BS－0,R＋r)＝eq\f(1,5π)C，B正確．電熱絲兩端電壓U＝eq\f(R,R＋r).eq\f(Um,\r(2))＝90eq\r(2)V，C錯(cuò)誤．電熱絲的發(fā)熱功率P＝I2R＝eq\f(U2,R)＝eq\f(90\r(2)2,9)W＝1800W，D正確．答案BD9．傳感器是把非電學(xué)量(如速度、溫度、壓力等)的變化轉(zhuǎn)化成電學(xué)量變化的一種元件，在自動(dòng)把握中有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，如圖8所示，是一種測(cè)定液面高度的電容式傳感器示意圖，金屬芯線與導(dǎo)電的液體形成一個(gè)電容器，從電容C的大小變化就能反映導(dǎo)電液面的升降狀況，兩者的關(guān)系是()圖8A．C增大表示h增大 B．C增大表示h減小C．C減小表示h減小 D．C減小表示h增大答案AC10．如圖9所示，一抱負(fù)自耦變壓器線圈AB繞在一個(gè)圓環(huán)形的閉合鐵芯上，輸入端AB間加一正弦式溝通電壓，在輸出端BP間連接了抱負(fù)溝通電流表、燈泡和滑動(dòng)變阻器，移動(dòng)滑動(dòng)觸頭P的位置，可轉(zhuǎn)變副線圈的匝數(shù)，變阻器的滑動(dòng)觸頭標(biāo)記為Q，則()圖9A．只將Q向下移動(dòng)時(shí)，燈泡的亮度變大B．只將Q向下移動(dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變小C．只將P沿順時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變大D．只提高輸入端的電壓U時(shí)，電流表的讀數(shù)變大解析將Q向下移動(dòng)時(shí)，R阻值增大．電路中電阻增大，電流減小，故B項(xiàng)正確；由于副線圈上電壓不變，電燈兩端的電壓不變，功率不變，亮度不變，故A項(xiàng)錯(cuò)．將P沿順時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)時(shí)副線圈匝數(shù)削減，電壓減小，電流減小，故C項(xiàng)錯(cuò)．提高輸入端的電壓時(shí)，副線圈上電壓增大，電流增大，故D項(xiàng)正確．答案BD三、填空題(每小題5分，共10分)11．如圖10所示，抱負(fù)變壓器的初級(jí)線圈接在220V的正弦溝通電源上，R＝10Ω，次級(jí)線圈b、c間匝數(shù)為10匝，當(dāng)把電鍵K由b擲向c時(shí)，通過(guò)R上的電流增加0.2A，圖10解析由U1/n1＝U2/n2＝U3/n3得U1/n1＝(U3－U2)/(n3－n2)可得U1/n1＝0.2V/匝，即每匝線圈若接一個(gè)伏特表其示數(shù)為0.2V，所以結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律可知?jiǎng)t通過(guò)變壓器鐵芯的最大磁通量變化率為eq\f(\r(2),5)Wb/s.答案eq\f(\r(2),5)Wb/s12．如圖11甲所示，調(diào)壓器裝置可視為抱負(fù)變壓器，負(fù)載電路中R＝55Ω，、為抱負(fù)電流表和電壓表，若原線圈接入如圖11乙所示的正弦交變電壓，電壓表的示數(shù)為110V，則：圖11電流表的示數(shù)為_(kāi)_______A，的示數(shù)為_(kāi)_______A，原線圈中電流的瞬時(shí)值表達(dá)式為：________.答案2A1Ai＝220eq\r(2)sin(100πt)四、計(jì)算題(共4小題，共36分．并要求寫(xiě)出必要的演算過(guò)程和單位，只寫(xiě)出最終答案的不得分)13．(8分)在拆裝某種大型電磁設(shè)備的過(guò)程中，需將設(shè)備內(nèi)部的處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的線圈先閉合，然后再提升直至離開(kāi)磁場(chǎng)．操作時(shí)通過(guò)手搖輪軸A和定滑輪O來(lái)提升線圈．假設(shè)該線圈可簡(jiǎn)化為水平長(zhǎng)為L(zhǎng)，上下寬度為d的矩形線圈，其匝數(shù)為n，總質(zhì)量為M，總電阻為R，如圖12所示．開(kāi)頭時(shí)線圈的上邊緣與有界磁場(chǎng)的上邊緣平齊．若轉(zhuǎn)動(dòng)手搖輪軸A.在時(shí)間t內(nèi)把線圈從圖示位置勻速向上拉出磁場(chǎng)．此過(guò)程中，流過(guò)線圈中每匝導(dǎo)線橫截面的電量為q，求：圖12(1)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度．(2)在轉(zhuǎn)動(dòng)輪軸時(shí)，人至少需做多少功？(不考慮摩擦影響)．解析(1)設(shè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，在勻速提升過(guò)程中線圈運(yùn)動(dòng)速度v＝eq\f(d,t)①線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝nBLv②產(chǎn)生的感應(yīng)電流I＝eq\f(E,R)③流過(guò)導(dǎo)線橫截面的電量q＝It④聯(lián)立①②③④得B＝eq\f(qR,nLd)(2)勻速提拉過(guò)程中，要克服重力和安培力做功即W＝WG＋WB⑤又WG＝Mgd⑥WB＝nBILd⑦聯(lián)立①②③⑤⑥⑦可得W＝Mgd＋eq\f(q2R,t)答案(1)eq\f(qR,nLd)(2)Mgd＋eq\f(q2R,t)14．(8分)如圖13所示，在絕緣光滑水平面上，有一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的單匝正方形線框abcd，在外力的作用下以恒定的速率v向右運(yùn)動(dòng)進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域．線框被全部拉入磁場(chǎng)的過(guò)程中線框平面保持與磁場(chǎng)方向垂直，線框的ab邊始終平行于磁場(chǎng)的邊界．已知線框的四個(gè)邊的電阻值相等，均為R.求：圖13(1)在ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，線框內(nèi)的電流大小．(2)在ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，ab邊兩端的電壓．(3)在線框被拉入磁場(chǎng)的整個(gè)過(guò)程中，線框產(chǎn)生的熱量．解析(1)ab邊切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E＝BLv所以通過(guò)線框的電流為I＝eq\f(E,4R)＝eq\f(BLv,4R)(2)ab邊兩端電壓為路端電壓Uab＝I·3R所以Uab＝eq\f(3BLv,4)(3)線框被拉入磁場(chǎng)的整個(gè)過(guò)程所用時(shí)間t＝eq\f(L,v)線框中電流產(chǎn)生的熱量Q＝I2·4R·t＝eq\f(B2L3v,4R)答案(1)eq\f(BLv,4R)(2)eq\f(3BLv,4)(3)eq\f(B2L3v,4R)15．(10分)圖14甲所示，光滑且足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行地固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L＝0.20m，電阻R＝0.40Ω，導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量m＝0.10kg的金屬桿ab，位于兩導(dǎo)軌之間的金屬桿的電阻r＝0.10Ω，導(dǎo)軌的電阻可忽視不計(jì)．整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向豎直向下．現(xiàn)用一水平外力F水平向右拉金屬桿，使之由靜止開(kāi)頭運(yùn)動(dòng)，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，若抱負(fù)電壓表的示數(shù)U隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖14乙所示．從金屬桿開(kāi)頭運(yùn)動(dòng)經(jīng)t＝5.0圖14(1)通過(guò)金屬桿的感應(yīng)電流的大小和方向；(2)金屬桿的速度大小；(3)外力F的瞬時(shí)功率．解析(1)由圖象可知，t＝5.0s時(shí)的U＝0.40V此時(shí)電路中的電流(即通過(guò)金屬桿的電流)I＝eq\f(U,R)＝1.0A用右手定則推斷出，此時(shí)電流的方向?yàn)橛蒪指向a(2