資源簡介

模塊測評驗收卷　(滿分：100分)
一、單項選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項符合題目要求。)
1.關(guān)于傳感器、電磁場、無線電波的發(fā)射和接收，下列說法正確的是(　　)
電子秤應(yīng)用的是壓力傳感器，電飯鍋通過溫度傳感器實現(xiàn)溫度的自動控制
人民幣的防偽利用了紫外線的化學(xué)作用，紫外線能使熒光物質(zhì)發(fā)光
電磁場盡管是一種物質(zhì)，但不能在真空中傳播
無線電波的傳播方式只有天波和地波，手機接收的信號屬于長波段的無線電波
2.(2024·湖北武漢高二期中)2022年6月17日，我國第三艘航空母艦“中國人民解放軍海軍福建艦”下水后，將按計劃開展系泊試驗和航行試驗，這是我國完全自主設(shè)計建造的首艘彈射型航空母艦，配置電磁彈射和阻攔裝置。航母上艦載機電磁彈射的驅(qū)動原理如圖所示，當(dāng)閉合開關(guān)S，固定線圈中突然通過直流電流時，線圈左側(cè)的金屬環(huán)被彈射出去，則(　　)
閉合開關(guān)S的瞬間，從左側(cè)看金屬環(huán)中的感應(yīng)電流沿逆時針方向
若將電池正負極調(diào)換，金屬環(huán)彈射方向?qū)⒏淖?br/>若將金屬環(huán)置于線圈的右側(cè)，金屬環(huán)仍將向左彈射
若將金屬環(huán)置于線圈的右側(cè)，金屬環(huán)將向右彈射
3.某眼動儀可以根據(jù)其微型線圈在磁場中隨眼球運動時所產(chǎn)生的電流來追蹤眼球的運動。若該眼動儀線圈面積為S，匝數(shù)為N，處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，線圈平面最初平行于磁場，經(jīng)時間t后線圈平面逆時針轉(zhuǎn)動至與磁場夾角為θ處，如圖所示，則在這段時間內(nèi)，線圈中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢的大小和感應(yīng)電流的方向(從左往右看)為(　　)
，逆時針 ，逆時針
，順時針 ，順時針
4.如圖所示，兩塊水平放置的金屬板距離為d，用導(dǎo)線、開關(guān)S與一個n匝的線圈連接，線圈置于方向豎直向上的變化磁場B中。兩板間放一臺壓力傳感器，壓力傳感器上表面靜止放置一個質(zhì)量為m、電荷量為＋q的小球。S斷開時傳感器上有示數(shù)，S閉合時傳感器上恰好無示數(shù)。則線圈中的磁場B的變化情況和磁通量變化率分別是(　　)
正在增強，＝ 正在減弱，＝
正在減弱，＝ 正在增強，＝
5.如圖所示，△ABC為與勻強磁場垂直的邊長為a的等邊三角形，比荷為的電子以速度v0從A點沿AB邊入射，欲使電子經(jīng)過BC邊，磁感應(yīng)強度B的取值范圍為(　　)
B> B<
B> B<
6.(2024·山東日照高二期末)Ⅰ、Ⅱ兩區(qū)域存在勻強磁場，L1、L2、L3是磁場邊界，兩磁場區(qū)域?qū)挾染鶠閐，方向如圖所示。與磁場方向垂直的平面內(nèi)有一直角邊長也為d的等腰直角三角形硬導(dǎo)線框。現(xiàn)使導(dǎo)線框以恒定的速度水平向右穿過磁場，運動過程中始終保持一直角邊與磁場邊界平行。若規(guī)定順時針方向為電流的正方向，則此過程中，導(dǎo)線框內(nèi)感應(yīng)電流與時間的關(guān)系圖像，可能正確的是(圖中虛線方格為等大正方形)(　　)
A B
C D
7.(2024·浙江寧波高二期中)如圖甲所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為5∶1，R2＝5 Ω，現(xiàn)在電源輸入電壓如圖乙所示的交流電，電流表和電壓表均為理想電表，電流表A2的示數(shù)為4 A，下列說法錯誤的是(　　)
電壓表V1的示數(shù)是100 V
電阻R1的值為150 Ω
電路消耗的總功率是80 W
若R2的阻值增大，則電壓表V2的示數(shù)將增大
二、多項選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分。每小題有多個選項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但選不全的得3分，有選錯的得0分。)
8.某交流發(fā)電機產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與時間的關(guān)系如圖所示，由圖像可知(　　)
交變電流的頻率為4 Hz
0～1 s內(nèi)電流方向變化50次
若僅使線圈轉(zhuǎn)速加倍，則周期變?yōu)?.02 s
若僅使線圈轉(zhuǎn)速加倍，則感應(yīng)電動勢的最大值變?yōu)?00 V
9.如圖所示，兩水平放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌AB和CD相距為0.5 m，AC間接一阻值為5 Ω的定值電阻，導(dǎo)體棒MN到AC的距離為0.4 m，整個裝置放在方向垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強磁場中。導(dǎo)體棒MN垂直放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒MN的電阻均可忽略不計。則下列說法正確的是(　　)
若導(dǎo)體棒MN向右滑動，則M端電勢低
若勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為0.2 T，導(dǎo)體棒MN以5 m/s的速度水平向右勻速滑動時，則其所受水平外力的大小是0.01 N
若導(dǎo)體棒MN固定，圖中磁場的磁感應(yīng)強度隨時間均勻增大，則導(dǎo)體棒中有N到M的電流
若導(dǎo)體棒MN固定，磁場的磁感應(yīng)強度隨時間變化的規(guī)律為B＝(5＋0.5t)T，則通過導(dǎo)體棒的電流為0.125 A
10.(2024·湖南長沙高二期末)理想變壓器原線圈a的匝數(shù)n1＝200匝，副線圈b的匝數(shù)n2＝100匝，電路如圖所示，交流電源的輸出電壓u＝80·sin(100πt) V，副線圈中“20 V　10 W”的燈泡L恰好正常發(fā)光，電阻R2＝20 Ω，電壓表為理想電表。則下列推斷正確的是(　　)
交流電源的頻率為100 Hz 原線圈的輸入電壓有效值為80 V
電壓表的示數(shù)為30 V R1消耗的功率與R2相等
三、非選擇題(本題共5小題，共54分)
11.(6分)小紅用如圖甲所示的裝置探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，螺線管與靈敏電流計構(gòu)成閉合電路，條形磁鐵N極朝下，請回答下列問題：
(1)要想使電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，即有感應(yīng)電流產(chǎn)生，小紅進行了以下四種操作，其中可行的是________(2分)(填選項前的字母)；
A.螺線管不動，磁鐵勻速插入或拔出螺線管
B.螺線管不動，磁鐵加速插入或拔出螺線管
C.磁鐵與螺線管保持相對靜止，一起勻速向上運動
D.磁鐵與螺線管保持相對靜止，一起在水平面內(nèi)做圓周運動
(2)小紅將實驗裝置改造后，如圖乙所示，將帶鐵芯的線圈A通過滑動變阻器和開關(guān)連接到電源上，把線圈A放進螺線管B的里面，觀察指針擺動情況，下列說法正確的是________(2分)(填選項前的字母)。
A.開關(guān)閉合后，線圈A插入或拔出都會引起電流計指針偏轉(zhuǎn)
B.開關(guān)閉合后，線圈A插入或拔出的速度越快，電流計指針偏轉(zhuǎn)角度越大
C.線圈A插入線圈B中后，開關(guān)閉合和斷開的瞬間電流計指針向相反的方向偏轉(zhuǎn)
D.開關(guān)閉合后，只有滑動變阻器的滑片P加速滑動，電流計指針才會偏轉(zhuǎn)
(3)在(2)的研究中，完成實驗后未把線圈A、螺線管B和鐵芯分開，也未斷開開關(guān)，在先拆除A線圈時突然被電擊了一下，試分析被電擊的原因：________
__________________________________________(2分)。
12.(8分)某班物理實驗課上，同學(xué)們用可拆變壓器探究“變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”。可拆變壓器如圖甲、乙所示。
(1)如圖所示，從學(xué)生電源輸出的電壓，經(jīng)變壓器降壓后，使小燈泡正常發(fā)光。其對應(yīng)的電路圖為________(2分)。
(2)一位同學(xué)實驗時，觀察兩個線圈的導(dǎo)線，發(fā)現(xiàn)粗細不同。他選擇的原線圈為800匝，副線圈為400匝，原線圈接學(xué)生電源的正弦交流輸出端，所接電源為“8 V”擋位，測得副線圈的電壓為4.2 V。則下列敘述中可能符合實際情況的一項是________(2分)。
A.原線圈導(dǎo)線比副線圈導(dǎo)線粗
B.學(xué)生電源實際輸出電壓大于標(biāo)注的“8 V”
C.原線圈實際匝數(shù)與標(biāo)注“800”不符，應(yīng)大于800匝
D.副線圈實際匝數(shù)與標(biāo)注“400”不符，應(yīng)小于400匝
E.變壓器的鐵芯B沒有安裝在鐵芯A上，導(dǎo)致鐵芯沒有閉合
(3)變壓器鐵芯是利用由相互絕緣的薄硅鋼片平行疊壓而成的，而不是采用一整塊硅鋼，如圖所示。
①圖中，硅鋼片應(yīng)平行于________(2分)。
A.平面abcd B.平面abfe
C.平面abgh D.平面aehd
②這樣設(shè)計的原因是________(2分)。
A.增大渦流，提高變壓器的效率
B.減小渦流，提高變壓器的效率
C.增大鐵芯中的電阻，以產(chǎn)生更多的熱量
13.(10分)如圖甲所示，螺線管匝數(shù)n＝300匝，螺線管導(dǎo)線電阻r＝1.0 Ω，R1＝9.0 Ω，R2＝10.0 Ω，C＝50 μF。在一段時間內(nèi)，穿過螺線管的磁場的磁通量Φ按如圖乙所示的規(guī)律變化，取螺線管內(nèi)的磁場B的方向向下為正方向，閉合S電路穩(wěn)定后。求：
(1)(5分)a、b兩點的電勢差Uab；
(2)(5分)斷開S后，流經(jīng)R2的電荷量Q。
14.(14分)如圖所示為邊長為L的單匝正方形線圈abcd，放在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，從圖示位置開始以bc邊為軸勻速轉(zhuǎn)動。線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過一周的過程中產(chǎn)生的熱量為Q。已知線圈的bc邊與磁場方向垂直，線圈電阻為R。求：
(1)(4分)線圈轉(zhuǎn)動的角速度大小；
(2)(4分)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值；
(3)(6分)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過的過程中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的平均值。
15.(16分)(2024·四川綿陽南山中學(xué)高二期末)在如圖所示的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于xOy平面向外的勻強磁場，圓心在x軸正方向上的O1點，半徑為R，與y軸相切于O點，與垂直于x軸的虛線MN相切于O2點，虛線MN右側(cè)的整個區(qū)域有垂直于xOy平面向里的勻強磁場。一個帶正電的粒子(重力不計)以初速度v0從O點沿x軸正方向射入圓形區(qū)域并從MN上的P點進入MN右側(cè)區(qū)域，一段時間后從虛線MN上的Q點離開右側(cè)區(qū)域，且PQ兩點關(guān)于x軸對稱。已知O2P＝R，粒子質(zhì)量為m，電荷量為q。求：
(1)(5分)圓形區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度；
(2)(5分)MN右側(cè)區(qū)域磁場的磁感應(yīng)強度；
(3)(6分)粒子在MN右側(cè)區(qū)域運動時間。
模塊測評驗收卷
1.A　[電子秤應(yīng)用的是壓力傳感器，電飯鍋通過溫度傳感器實現(xiàn)溫度的自動控制，故A正確；人民幣的防偽利用了紫外線的光學(xué)效應(yīng)，紫外線的能量被熒光物質(zhì)吸收后，將其轉(zhuǎn)化為激發(fā)態(tài)的能量，然后在短時間內(nèi)重新輻射出可見光，故B錯誤；電磁場本身就是一種物質(zhì)，可以不依賴其他物質(zhì)傳播，因此，電磁場可以在真空中傳播，故C錯誤；無線電波的傳播方式有天波、地波、直射波和散射波傳播四種方式，而手機接收的信號屬于微波段的無線電波，故D錯誤。]
2.D　[閉合開關(guān)S的瞬間，穿過線圈的磁通量向左增加，由楞次定律可知，從左側(cè)看金屬環(huán)中的感應(yīng)電流沿順時針方向，選項A錯誤；根據(jù)楞次定律可知，只要線圈中的磁通量增加，則圓環(huán)所受的磁場力都向左，使得圓環(huán)向左彈出，即“來拒去留”，與線圈中電流方向無關(guān)，即若將電池正負極調(diào)換，金屬環(huán)彈射方向不變，選項B錯誤；若環(huán)放在線圈右方，根據(jù)楞次定律“來拒去留”可得，環(huán)將向右運動，故C錯誤，D正確。]
3.A　[初始時，線圈平面與磁場平行，磁通量為零。經(jīng)過時間t，線圈平面與磁場夾角為θ，磁通量為BSsin θ。由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，線圈中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢的大小為E＝N＝。由楞次定律可判斷出感應(yīng)電流的方向為逆時針方向，故A正確。]
4.D　[S閉合時傳感器上恰好無示數(shù)，說明小球受豎直向上的靜電力，下極帶正電，且靜電力大小等于重力，由楞次定律可判斷磁場B正在增強，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有E＝n＝U，又q＝mg，得＝，故D正確。]
5.D　[由題意可知，電子正好經(jīng)過C點時的運動軌跡如圖所示，
此時圓周運動的半徑r＝＝a，要想電子從BC邊經(jīng)過，電子做圓周運動的半徑要大于a，由r＝有a<，即B<，故D正確。]
6.B　[Ⅰ區(qū)域存在向里的勻強磁場，Ⅱ區(qū)域存在向外的勻強磁場，三角形閉合導(dǎo)線框進入磁場Ⅰ區(qū)時向里的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知，電流方向為逆時針方向，電流為負；三角形閉合導(dǎo)線框進入Ⅱ區(qū)時，向里的磁通量減小向外的磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知，電流方向為順時針方向，電流為正；三角形閉合導(dǎo)線框離開Ⅱ區(qū)時，向外的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知，電流方向為逆時針方向，電流為負；根據(jù)E＝Blv可知，穿過L2時離開向里的磁場同時進入向外的磁場，感應(yīng)電動勢為E＝2Blv，l由0增大到d，故感應(yīng)電動勢逐漸增大，電流逐漸增大，故B正確。]
7.C　[由題意得U2＝I2R2＝20 V，由＝，得U1＝100 V，故A正確；由圖乙可知電源的輸入電壓為U＝＝220 V，所以R1上的電壓為U′＝U－U1＝120 V，又因為＝，所以I1＝0.8 A，所以R1＝＝150 Ω，故B正確；電路消耗的總功率為P＝UI1＝176 W，故C錯誤；若R2的阻值增大，則電流I2減小，從而I1減小，則R1上的電壓減小，又因為總的輸入電壓不變，所以原線圈兩端電壓U1增大，則副線圈兩端電壓也增大，即電壓表V2的示數(shù)將增大，故D正確。]
8.BC　[由題圖可知，交變電流的周期T＝0.04 s，頻率f＝＝25 Hz，選項A錯誤；一個周期內(nèi)電流方向變化2次，1 s內(nèi)電流方向變化×2＝×2＝50次，選項B正確；若僅使線圈轉(zhuǎn)速加倍，根據(jù)T＝可知，周期將變?yōu)樵瓉淼亩种唬碩′＝0.02 s，選項C正確；若僅使線圈轉(zhuǎn)速n加倍，則角速度ω＝2πn加倍，根據(jù)Em＝NωBS可知感應(yīng)電動勢的最大值加倍，最大值變?yōu)?00 V，選項D錯誤。]
9.BC　[導(dǎo)體棒MN向右滑動時，由右手定則知導(dǎo)體棒MN中的感應(yīng)電流方向為N→M，M端相當(dāng)于電源的正極，電勢較高，A錯誤；導(dǎo)體棒MN產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E＝Blv＝0.2×0.5×5 V＝0.5 V，感應(yīng)電流為I＝＝0.1 A，MN棒所受的安培力F安＝IlB＝0.1×0.5×0.2 N＝0.01 N，棒勻速運動，由平衡條件知水平外力F＝F安＝0.01 N，B正確；若導(dǎo)體棒MN固定，圖中磁場的磁感應(yīng)強度隨時間均勻增大，穿過回路的磁通量增加，由楞次定律知導(dǎo)體棒中有N到M的電流，C正確；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E＝＝S＝0.5×0.5×0.4 V＝0.1 V，通過導(dǎo)體棒的電流為I＝＝0.02 A，D錯誤。]
10.CD　[依題意，交流電源輸出電壓瞬時值表達式u＝80sin(100πt) V，可知2πf＝100π，U＝＝80 V，解得f＝50 Hz，故A錯誤；燈泡正常發(fā)光，可知I2＝＝0.5 A，則電壓表的示數(shù)為U2＝UL＋I2R2＝30 V，故C正確；根據(jù)理想變壓器原、副線圈電壓比等于匝數(shù)比，有＝，解得U1＝60 V，故B錯誤；電阻R1兩端的電壓為UR1＝U－U1＝20 V，根據(jù)理想變壓器原、副線圈電流比等于匝數(shù)反比，有＝，解得I1＝0.25 A，R1消耗的功率為P1＝UR1I1＝5 W，R2消耗的功率為P2＝IR2＝5 W，則二者消耗的功率相等，故D正確。]
11.(1)AB　(2)ABC　(3)電流快速減小，由于自感作用，螺線管A會產(chǎn)生很大的感應(yīng)電動勢
解析　(1)螺線管不動，磁鐵不管是勻速還是加速插入或拔出螺線管，磁通量都會發(fā)生改變，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故A、B正確；磁鐵與螺線管保持相對靜止，一起勻速向上運動或一起在水平面內(nèi)做圓周運動，螺線管的磁通量均不發(fā)生變化，故均不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流計指針均不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故C、D錯誤。
(2)開關(guān)閉合后，線圈A插入或拔出時穿過B的磁通量都會發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，引起電流計指針偏轉(zhuǎn)，故A正確； 線圈A插入或拔出時速度越快，磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流越大，電流計指針偏轉(zhuǎn)角度越大，故B正確；線圈A插入線圈B中后，開關(guān)閉合和斷開的瞬間，穿過B的磁通量分別會增加和減小，且磁通量的方向相同，故會產(chǎn)生相反方向的感應(yīng)電流，電流計指針向相反的方向偏轉(zhuǎn)，故C正確；開關(guān)閉合后，滑動變阻器的滑片P無論如何滑動，線圈A中電流都會變化，穿過B的磁通量都會發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流計指針都會偏轉(zhuǎn)，故D錯誤。
(3)在拆除螺線管A時，電流快速減小，由于自感作用，螺線管A會產(chǎn)生很大的感應(yīng)電動勢，所以被電擊一下。
12.(1)B　(2)B　(3)①D　②B
解析　(1)變壓器不能改變直流電的電壓，A錯誤，而C、D圖不是變壓器，C、D錯誤，B正確。
(2)副線圈匝數(shù)少，則電流大，則副線圈導(dǎo)線比原線圈導(dǎo)線粗，A錯誤；學(xué)生電源實際輸出電壓大于標(biāo)注的“8 V”，副線圈電壓才可能為4.2 V，B正確；根據(jù)＝知，若原線圈實際匝數(shù)與標(biāo)注“800”不符，應(yīng)小于800匝，C錯誤；根據(jù)＝知，若副線圈實際匝數(shù)與標(biāo)注“400”不符，應(yīng)大于400匝，D錯誤；若變壓器的鐵芯B沒有安裝在鐵芯A上，導(dǎo)致鐵芯沒有閉合，則會導(dǎo)致變壓器“漏磁”現(xiàn)象嚴重，則副線圈電壓會小于4 V，E錯誤。
(3)①變壓器的鐵芯，在整塊導(dǎo)體內(nèi)部發(fā)生電磁感應(yīng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象稱為渦流現(xiàn)象，要損耗能量，不用整塊的硅鋼鐵芯，其目的是增大電阻，從而減小渦流，減小發(fā)熱量，提高變壓器的效率，由楞次定律及右手螺旋定則知，產(chǎn)生的渦流與圖示abcd面平行，則硅鋼片應(yīng)平行于平面aehd，故D正確；②這樣設(shè)計的原因是減小渦流，提高變壓器的效率，故B正確。
13.(1)－57 V　(2)1.5×10－3 C
解析　(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得
E＝n
得E＝60 V
閉合S后，根據(jù)閉合電路的歐姆定律有
I＝＝3 A
此時，路端電壓U＝E－Ir＝57 V
根據(jù)楞次定律可知φa<φb，則
Uab＝－U＝－57 V。
(2)穩(wěn)定后，電容器兩端電壓U1＝IR2＝30 V
則Q＝CU1＝1.5×10－3 C
則斷開S后，流經(jīng)R2的電荷量Q為1.5×10－3 C。
14.(1)　(2)　(3)
解析　(1)線圈轉(zhuǎn)動過程中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢有效值為E＝BL2ω
線圈從題圖所示位置轉(zhuǎn)過一周所用的時間
t＝T＝
所以線圈中產(chǎn)生的熱量Q＝t＝
解得ω＝。
(2)線圈從題圖所示位置開始轉(zhuǎn)過時，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值e＝BL2ωsin
解得e＝。
(3)線圈從題圖所示位置轉(zhuǎn)過的過程中，線圈內(nèi)磁通量的變化量為ΔΦ＝BL2
所用的時間為t1＝
線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的平均值
＝＝。
15.(1)　(2)　(3)
解析　(1)連接O1P交圓于B點，則粒子從B點離開圓形磁場區(qū)域，粒子的軌跡如圖，
圓心為A，在y軸上，設(shè)粒子在其中做勻速圓周運動的半徑為r1，∠O2O1P為θ，則
tan θ＝＝＝
解得θ＝60°
連接O1A，在△OO1A中，有tan ＝
解得r1＝R
設(shè)圓形區(qū)域磁場磁感應(yīng)強度為B1，有qv0B1＝m
圓形區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度為B1＝。
(2)設(shè)MN右側(cè)區(qū)域內(nèi)磁場磁感應(yīng)強度為B2，粒子做圓周運動的圓心為O3，半徑為r2，有
r2＝＝＝2R
根據(jù)洛倫茲力提供向心力qv0B2＝
解得MN右側(cè)區(qū)域磁場的磁感應(yīng)強度為
B2＝。
(3)軌跡對應(yīng)的圓心角為α，由于O1P垂直于O3P，則由幾何關(guān)系可知，粒子在B2磁場轉(zhuǎn)過的圓心角α＝300°
設(shè)粒子在MN右側(cè)區(qū)域做圓周運動的周期為T，運動時間為t
則T＝
t＝T
解得粒子在MN右側(cè)區(qū)域運動時間為
t＝。(共43張PPT)
模塊測評驗收卷
(時間：75分鐘　滿分：100分)
A
一、單項選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項符合題目要求。)
1.關(guān)于傳感器、電磁場、無線電波的發(fā)射和接收，下列說法正確的是(　　)
A.電子秤應(yīng)用的是壓力傳感器，電飯鍋通過溫度傳感器實現(xiàn)溫度的自動控制
B.人民幣的防偽利用了紫外線的化學(xué)作用，紫外線能使熒光物質(zhì)發(fā)光
C.電磁場盡管是一種物質(zhì)，但不能在真空中傳播
D.無線電波的傳播方式只有天波和地波，手機接收的信號屬于長波段的無線電波
解析　電子秤應(yīng)用的是壓力傳感器，電飯鍋通過溫度傳感器實現(xiàn)溫度的自動控制，故A正確；人民幣的防偽利用了紫外線的光學(xué)效應(yīng)，紫外線的能量被熒光物質(zhì)吸收后，將其轉(zhuǎn)化為激發(fā)態(tài)的能量，然后在短時間內(nèi)重新輻射出可見光，故B錯誤；電磁場本身就是一種物質(zhì)，可以不依賴其他物質(zhì)傳播，因此，電磁場可以在真空中傳播，故C錯誤；無線電波的傳播方式有天波、地波、直射波和散射波傳播四種方式，而手機接收的信號屬于微波段的無線電波，故D錯誤。
D
2.(2024·湖北武漢高二期中)2022年6月17日，我國第三艘航空母艦“中國人民解放軍海軍福建艦”下水后，將按計劃開展系泊試驗和航行試驗，這是我國完全自主設(shè)計建造的首艘彈射型航空母艦，配置電磁彈射和阻攔裝置。航母上艦載機電磁彈射的驅(qū)動原理如圖所示，當(dāng)閉合開關(guān)S，固定線圈中突然通過直流電流時，線圈左側(cè)的金屬環(huán)被彈射出去，則(　　)
A.閉合開關(guān)S的瞬間，從左側(cè)看金屬環(huán)中的感應(yīng)電流沿逆時針方向
B.若將電池正負極調(diào)換，金屬環(huán)彈射方向?qū)⒏淖?br/>C.若將金屬環(huán)置于線圈的右側(cè)，金屬環(huán)仍將向左彈射
D.若將金屬環(huán)置于線圈的右側(cè)，金屬環(huán)將向右彈射
解析　閉合開關(guān)S的瞬間，穿過線圈的磁通量向左增加，由楞次定律可知，從左側(cè)看金屬環(huán)中的感應(yīng)電流沿順時針方向，選項A錯誤；根據(jù)楞次定律可知，只要線圈中的磁通量增加，則圓環(huán)所受的磁場力都向左，使得圓環(huán)向左彈出，即“來拒去留”，與線圈中電流方向無關(guān)，即若將電池正負極調(diào)換，金屬環(huán)彈射方向不變，選項B錯誤；若環(huán)放在線圈右方，根據(jù)楞次定律“來拒去留”可得，環(huán)將向右運動，故C錯誤，D正確。
A
3.某眼動儀可以根據(jù)其微型線圈在磁場中隨眼球運動時所產(chǎn)生的電流來追蹤眼球的運動。若該眼動儀線圈面積為S，匝數(shù)為N，處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，線圈平面最初平行于磁場，經(jīng)時間t后線圈平面逆時針轉(zhuǎn)動至與磁場夾角為θ處，如圖所示，則在這段時間內(nèi)，線圈中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢的大小和感應(yīng)電流的方向(從左往右看)為(　　)
D
4.如圖所示，兩塊水平放置的金屬板距離為d，用導(dǎo)線、開關(guān)S與一個n匝的線圈連接，線圈置于方向豎直向上的變化磁場B中。兩板間放一臺壓力傳感器，壓力傳感器上表面靜止放置一個質(zhì)量為m、電荷量為＋q的小球。S斷開時傳感器上有示數(shù)，S閉合時傳感器上恰好無示數(shù)。則線圈中的磁場B的變化情況和磁通量變化率分別是(　　)
D
B
6.(2024·山東日照高二期末)Ⅰ、Ⅱ兩區(qū)域存在勻強磁場，L1、L2、L3是磁場邊界，兩磁場區(qū)域?qū)挾染鶠閐，方向如圖所示。與磁場方向垂直的平面內(nèi)有一直角邊長也為d的等腰直角三角形硬導(dǎo)線框。現(xiàn)使導(dǎo)線框以恒定的速度水平向右穿過磁場，運動過程中始終保持一直角邊與磁場邊界平行。若規(guī)定順時針方向為電流的正方向，則此過程中，導(dǎo)線框內(nèi)感應(yīng)電流與時間的關(guān)系圖像，可能正確的是(圖中虛線方格為等大正方形)(　　)
解析　Ⅰ區(qū)域存在向里的勻強磁場，Ⅱ區(qū)域存在向外的勻強磁場，三角形閉合導(dǎo)線框進入磁場Ⅰ區(qū)時向里的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知，電流方向為逆時針方向，電流為負；三角形閉合導(dǎo)線框進入Ⅱ區(qū)時，向里的磁通量減小向外的磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知，電流方向為順時針方向，電流為正；三角形閉合導(dǎo)線框離開Ⅱ區(qū)時，向外的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知，電流方向為逆時針方向，電流為負；根據(jù)E＝Blv可知，
穿過L2時離開向里的磁場同時進入向外的磁場，感應(yīng)電
動勢為E＝2Blv，l由0增大到d，故感應(yīng)電動勢逐漸增大，
電流逐漸增大，故B正確。
C
7.(2024·浙江寧波高二期中)如圖甲所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為5∶1，R2＝5 Ω，現(xiàn)在電源輸入電壓如圖乙所示的交流電，電流表和電壓表均為理想電表，電流表A2的示數(shù)為4 A，下列說法錯誤的是(　　)
A.電壓表V1的示數(shù)是100 V
B.電阻R1的值為150 Ω
C.電路消耗的總功率是80 W
D.若R2的阻值增大，則電壓表V2的示數(shù)將增大
BC
二、多項選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分。每小題有多個選項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但選不全的得3分，有選錯的得0分。)
8.某交流發(fā)電機產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與時間的關(guān)系如圖所示，由圖像可知(　　)
A.交變電流的頻率為4 Hz
B.0～1 s內(nèi)電流方向變化50次
C.若僅使線圈轉(zhuǎn)速加倍，則周期變?yōu)?.02 s
D.若僅使線圈轉(zhuǎn)速加倍，則感應(yīng)電動勢的最大值變?yōu)?00 V
BC
9.如圖所示，兩水平放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌AB和CD相距為0.5 m，AC間接一阻值為5 Ω的定值電阻，導(dǎo)體棒MN到AC的距離為0.4 m，整個裝置放在方向垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強磁場中。導(dǎo)體棒MN垂直放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒MN的電阻均可忽略不計。則下列說法正確的是(　　)
A.若導(dǎo)體棒MN向右滑動，則M端電勢低
B.若勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為0.2 T，導(dǎo)體棒MN以5 m/s的速度水平向右勻速滑動時，則其所受水平外力的大小是0.01 N
C.若導(dǎo)體棒MN固定，圖中磁場的磁感應(yīng)強度隨時間均勻增大，則導(dǎo)體棒中有N到M的電流
D.若導(dǎo)體棒MN固定，磁場的磁感應(yīng)強度隨時間變化的規(guī)律為B＝(5＋0.5t)T，則通過導(dǎo)體棒的電流為0.125 A
CD
A.交流電源的頻率為100 Hz
B.原線圈的輸入電壓有效值為80 V
C.電壓表 的示數(shù)為30 V
D.R1消耗的功率與R2相等
三、非選擇題(本題共5小題，共54分)
11.(6分)小紅用如圖甲所示的裝置探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，螺線管與靈敏電流計構(gòu)成閉合電路，條形磁鐵N極朝下，請回答下列問題：
(1)要想使電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，即有感應(yīng)電流產(chǎn)生，小紅進行了以下四種操作，其中可行的 是________(填選項前的字母)；
A.螺線管不動，磁鐵勻速插入或拔出螺線管
B.螺線管不動，磁鐵加速插入或拔出螺線管
C.磁鐵與螺線管保持相對靜止，一起勻速向上運動
D.磁鐵與螺線管保持相對靜止，一起在水平面內(nèi)做圓周運動
(2)小紅將實驗裝置改造后，如圖乙所示，將帶鐵芯的線圈A通過滑動變阻器和開關(guān)連接到電源上，把線圈A放進螺線管B的里面，觀察指針擺動情況，下列說法正確的是________(填選項前的字母)。
A.開關(guān)閉合后，線圈A插入或拔出都會引起電流計指針偏轉(zhuǎn)
B.開關(guān)閉合后，線圈A插入或拔出的速度越快，電流計指針偏轉(zhuǎn)角度越大
C.線圈A插入線圈B中后，開關(guān)閉合和斷開的瞬間電流計指針向相反的方向偏轉(zhuǎn)
D.開關(guān)閉合后，只有滑動變阻器的滑片P加速滑動，電流計指針才會偏轉(zhuǎn)
(3)在(2)的研究中，完成實驗后未把線圈A、螺線管B和鐵芯分開，也未斷開開關(guān)，在先拆除A線圈時突然被電擊了一下，試分析被電擊的原因：________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
答案　(1)AB　(2)ABC　(3)電流快速減小，由于自感作用，螺線管A會產(chǎn)生很大的感應(yīng)電動勢
解析　(1)螺線管不動，磁鐵不管是勻速還是加速插入或拔出螺線管，磁通量都會發(fā)生改變，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故A、B正確；磁鐵與螺線管保持相對靜止，一起勻速向上運動或一起在水平面內(nèi)做圓周運動，螺線管的磁通量均不發(fā)生變化，故均不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流計指針均不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故C、D錯誤。
(2)開關(guān)閉合后，線圈A插入或拔出時穿過B的磁通量都會發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，引起電流計指針偏轉(zhuǎn)，故A正確； 線圈A插入或拔出時速度越快，磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流越大，電流計指針偏轉(zhuǎn)角度越大，故B正確；線圈A插入線圈B中后，開關(guān)閉合和斷開的瞬間，穿過B的磁通量分別會增加和減小，且磁通量的方向相同，故會產(chǎn)生相反方向的感應(yīng)電流，電流計指針向相反的方向偏轉(zhuǎn)，故C正確；開關(guān)閉合后，滑動變阻器的滑片P無論如何滑動，線圈A中電流都會變化，穿過B的磁通量都會發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流計指針都會偏轉(zhuǎn)，
故D錯誤。
(3)在拆除螺線管A時，電流快速
減小，由于自感作用，螺線管A
會產(chǎn)生很大的感應(yīng)電動勢，所以
被電擊一下。
12.(8分)某班物理實驗課上，同學(xué)們用可拆變壓器探究“變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”。可拆變壓器如圖甲、乙所示。
(1)如圖所示，從學(xué)生電源輸出的電壓，經(jīng)變壓器降壓后，使小燈泡正常發(fā)光。其對應(yīng)的電路圖為________。
(2)一位同學(xué)實驗時，觀察兩個線圈的導(dǎo)線，發(fā)現(xiàn)粗細不同。他選擇的原線圈為800匝，副線圈為400匝，原線圈接學(xué)生電源的正弦交流輸出端，所接電源為“8 V”擋位，測得副線圈的電壓為4.2 V。則下列敘述中可能符合實際情況的一項是________。
A.原線圈導(dǎo)線比副線圈導(dǎo)線粗
B.學(xué)生電源實際輸出電壓大于標(biāo)注的“8 V”
C.原線圈實際匝數(shù)與標(biāo)注“800”不符，應(yīng)大于800匝
D.副線圈實際匝數(shù)與標(biāo)注“400”不符，應(yīng)小于400匝
E.變壓器的鐵芯B沒有安裝在鐵芯A上，導(dǎo)致鐵芯沒有閉合
(3)變壓器鐵芯是利用由相互絕緣的薄硅鋼片平行疊壓而成的，而不是采用一整塊硅鋼，如圖所示。
①圖中，硅鋼片應(yīng)平行于________。
A.平面abcd B.平面abfe
C.平面abgh D.平面aehd
②這樣設(shè)計的原因是________。
A.增大渦流，提高變壓器的效率
B.減小渦流，提高變壓器的效率
C.增大鐵芯中的電阻，以產(chǎn)生更多的熱量
答案　(1)B　(2)B　(3)①D　②B
解析　(1)變壓器不能改變直流電的電壓，A錯誤，而C、D圖不是變壓器，C、D錯誤，B正確。
(3)①變壓器的鐵芯，在整塊導(dǎo)體內(nèi)部發(fā)生電磁感應(yīng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象稱為渦流現(xiàn)象，要損耗能量，不用整塊的硅鋼鐵芯，其目的是增大電阻，從而減小渦流，減小發(fā)熱量，提高變壓器的效率，由楞次定律及右手螺旋定則知，產(chǎn)生的渦流與圖示abcd面平行，則硅鋼片應(yīng)平行于平面aehd，故D正確；②這樣設(shè)計的原因是減小渦流，提高變壓器的效率，故B正確。
13.(10分)如圖甲所示，螺線管匝數(shù)n＝300匝，螺線管導(dǎo)線電阻r＝1.0 Ω，R1＝9.0 Ω，R2＝10.0 Ω，C＝50 μF。在一段時間內(nèi)，穿過螺線管的磁場的磁通量Φ按如圖乙所示的規(guī)律變化，取螺線管內(nèi)的磁場B的方向向下為正方向，閉合S電路穩(wěn)定后。求：
(1)a、b兩點的電勢差Uab；
(2)斷開S后，流經(jīng)R2的電荷量Q。
答案　(1)－57 V　(2)1.5×10－3 C
得E＝60 V
閉合S后，根據(jù)閉合電路的歐姆定律有
此時，路端電壓U＝E－Ir＝57 V
根據(jù)楞次定律可知φa<φb，則
Uab＝－U＝－57 V。
(2)穩(wěn)定后，電容器兩端電壓U1＝IR2＝30 V
則Q＝CU1＝1.5×10－3 C
則斷開S后，流經(jīng)R2的電荷量Q為1.5×10－3 C。
14.(14分)如圖所示為邊長為L的單匝正方形線圈abcd，放在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，從圖示位置開始以bc邊為軸勻速轉(zhuǎn)動。線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過一周的過程中產(chǎn)生的熱量為Q。已知線圈的bc邊與磁場方向垂直，線圈電阻為R。求：
(1)圓形區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度；
(2)MN右側(cè)區(qū)域磁場的磁感應(yīng)強度；
(3)粒子在MN右側(cè)區(qū)域運動時間。
解析　(1)連接O1P交圓于B點，則粒子從B點離開圓形磁場區(qū)域，粒子的軌跡如圖，
(3)軌跡對應(yīng)的圓心角為α，由于O1P垂直于O3P，則由幾何關(guān)系可知，粒子在B2磁場轉(zhuǎn)過的圓心角α＝300°
設(shè)粒子在MN右側(cè)區(qū)域做圓周運動的周期為T，運動時間為t

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