《2022年高中物理 模塊終結(jié)測評 新人教版選修3-2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2022年高中物理 模塊終結(jié)測評 新人教版選修3-2（16頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、2022年高中物理 模塊終結(jié)測評 新人教版選修3-2 一、選擇題(本題共9小題，每小題4分，共36分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意，有的有多個(gè)選項(xiàng)符合題意，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，選錯(cuò)或不答的得0分) 1．(多選)下列應(yīng)用中與渦流有關(guān)的是(　　) A．高頻感應(yīng)冶煉爐 B．金屬探測器 C．電磁灶 D．閉合線圈在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)，切割磁感線產(chǎn)生電流 2．一只“220 V　100 W”的燈泡接在u＝311sin 314t(V)的交變電源上，則下列判斷錯(cuò)誤的是(　　) A．在1 min內(nèi)，燈泡上產(chǎn)生的熱量是22 000 J B．與燈泡串聯(lián)的電流表的示

2、數(shù)為0.45 A C．與燈泡并聯(lián)的電壓表的示數(shù)為220 V D．通過燈泡的電流的表達(dá)式為i＝0.64sin 314t(A) 3．唱卡拉OK用的話筒內(nèi)有傳感器，其中有一種是用動(dòng)圈式的，它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個(gè)輕小的閉合線圈，線圈處于永磁體的磁場中，當(dāng)聲波使膜片前后振動(dòng)時(shí)，就將聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，下列說法正確的是(　　) A．該傳感器是根據(jù)電流的磁效應(yīng)工作的 B．該傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的 C．膜片振動(dòng)時(shí)，穿過金屬線圈的磁通量不變 D．膜片振動(dòng)時(shí)，金屬線圈中不會產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢 4．長為4L的粗細(xì)均勻的金屬桿圍成一個(gè)正方形閉合框架，框架放在光滑的水平桌面上，另一根

3、長為L的同種材料、同樣粗細(xì)的金屬桿ab擱在其上，如圖M-1-1所示．勻強(qiáng)磁場垂直穿過框架平面，不計(jì)一切摩擦．當(dāng)金屬桿ab獲得一個(gè)初速度沿框架從左向右運(yùn)動(dòng)的過程中(　　) 圖M-1-1 A．任一時(shí)刻ab桿的加速度大小均是框架加速度大小的4倍 B．任一時(shí)刻ab桿的加速度方向均和框架的加速度方向相同 C．a(chǎn)b桿對地做勻減速運(yùn)動(dòng)，框架對地做勻加速運(yùn)動(dòng) D．任一時(shí)刻ab桿的發(fā)熱功率均是框架發(fā)熱功率的 5．(多選)在如圖M-1-2(a)所示的虛線框內(nèi)有勻強(qiáng)磁場，設(shè)圖示磁場方向?yàn)檎?，磁感?yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖(b)所示．邊長為l，電阻為R的正方形均勻線框abcd有一半處在磁場中，磁場方向垂

4、直于線框平面，此時(shí)線框ab邊的發(fā)熱功率為P，則下列說法正確的是(　　) 圖M-1-2 A．磁感應(yīng)強(qiáng)度B0＝ B．線框中感應(yīng)電流為I＝2 C．線框cd邊的發(fā)熱功率為P D．a(chǎn)端電勢高于b端電勢 6．(多選)半導(dǎo)體中參與導(dǎo)電的電流載體稱為載流子．N型半導(dǎo)體的載流子是帶負(fù)電的電子，P型半導(dǎo)體的載流子是帶正電的“空穴”．一塊厚度為d、底面邊長為l的長方體半導(dǎo)體樣品，置于方向如圖M-1-3所示、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)半導(dǎo)體樣品中通以圖示方向、大小為I的恒定電流時(shí)，樣品的上、下底面出現(xiàn)恒定電勢差U，且上表面帶正電、下表面帶負(fù)電．設(shè)半導(dǎo)體樣品中每個(gè)載流子帶電荷量為q，半導(dǎo)體樣品

5、中載流子的密度(單位體積內(nèi)載流子的個(gè)數(shù))用n表示，則下列關(guān)于樣品材料類型的判斷和其中載流子密度n的大小，正確的是(　　) 圖M-1-3 A．是N型半導(dǎo)體 　B．是P型半導(dǎo)體 C．n＝ 　D．n＝ 7．如圖M-1-4所示，交流電流表A1、A2、A3分別與電阻R1、電容器C和電感線圈L串聯(lián)后接在正弦式交流電源上，交流電流表A4與電阻R2串聯(lián)后接在理想變壓器副線圈的兩端．如果保持供電電壓的最大值不變，而增大供電電壓的頻率，電流表示數(shù)不變的是(　　) 圖M-1-4 A．電流表A1和A2 　B．電流表A1和A4 C．電流表A3 和A2 　D．電流表A3和A4 8．(多選

6、)利用如圖M -1-5所示的電流互感器可以測量被測電路中的大電流，若互感器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝1∶100，交流電流表A的示數(shù)是50 mA，則(　　) 圖M-1-5 A．被測電路的電流的有效值為5 A B．被測電路的電流的平均值為0.5 A C．被測電路的電流的最大值為5 A D．原、副線圈中的電流同時(shí)達(dá)到最大值 9．隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對能源的需求日益擴(kuò)大，節(jié)能變得越來越重要．某發(fā)電廠采用升壓變壓器向某一特定用戶供電，用戶通過降壓變壓器用電．若發(fā)電廠輸出電壓為U1，輸電導(dǎo)線總電阻為R，在某一時(shí)段用戶需求的電功率為P0，用戶的用電器正常工作的電壓為U2.在滿足用戶

7、正常用電的情況下，下列說法正確的是(　　) A．輸電線上損耗的功率為 B．輸電線上損耗的功率為 C．若要減少輸電線上損耗的功率可以采用更高的電壓輸電 D．采用更高的電壓輸電會降低輸電的效率 第Ⅱ卷(非選擇題　共64分) 二、實(shí)驗(yàn)題(本題共2小題，10題6分，11題9分，共15分) 10．在研究光敏電阻的阻值與光照強(qiáng)弱的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)時(shí)： (1)應(yīng)將多用電表的選擇開關(guān)置于________擋； (2)將紅表筆插入________(選填“＋”或“－”)接線孔； (3)將光敏電阻接在多用電表的兩表筆上，用光照射光敏電阻時(shí)表針的偏角為θ，現(xiàn)用手掌擋住部分光線，表針的偏角變?yōu)棣取洌瑒t可判斷

8、θ________(選填“＞”“＜”或“＝”)θ′； (4)測試后應(yīng)將選擇開關(guān)置于________________擋． 11．圖M-1-6是一位同學(xué)設(shè)計(jì)的防盜門報(bào)警器的簡化電路示意圖．門打開時(shí)，紅外光敏電阻R3受到紅外線照射，電阻減??；門關(guān)閉時(shí)會遮蔽紅外線源(紅外線源沒有畫出)．經(jīng)實(shí)際試驗(yàn)，燈的亮、滅能反映門的開、關(guān)狀態(tài)． 圖M-1-6 (1)門打開時(shí)R2兩端的電壓U2與門關(guān)閉時(shí)相比________(選填“增大”或“減小”)； (2)門打開時(shí)________(選填“紅”或“綠”)燈亮． 三、計(jì)算題(本題共4小題，12題11分，13題11分，14題13分，15題14分，共49分．

9、解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分) 12．交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電原理是矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．一臺小型發(fā)電機(jī)的線圈共220匝，線圈面積S＝0.05 m2，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為50 Hz，線圈內(nèi)阻不計(jì)，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝ T．為了用此發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流帶動(dòng)兩個(gè)標(biāo)有“220 V　11 kW”字樣的電動(dòng)機(jī)正常工作，需在發(fā)電機(jī)的輸出端a、b與電動(dòng)機(jī)之間接一個(gè)理想變壓器，電路如圖M-1-7所示．求： (1)發(fā)電機(jī)的輸出電壓； (2)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比； (3)與變壓器原線圈串聯(lián)的交流電流表的示數(shù)． 圖M-1-7

10、 13．均勻?qū)Ь€制成的單匝正方形閉合線框abcd的邊長為L，總電阻為R，總質(zhì)量為m.將其置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場的上方h處，如圖M-1-8所示．線框由靜止自由下落，線框平面保持在豎直平面內(nèi)，且cd邊始終與磁場邊界平行．當(dāng)cd邊剛進(jìn)入磁場時(shí)，求： (1)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大??； (2)c、d兩點(diǎn)間的電勢差； (3)若此時(shí)線框的加速度恰好為零，求線框下落的高度h. 圖M-1-8 14．為了提高自行車夜間行駛的安全性，小明同學(xué)設(shè)計(jì)了一種“閃爍”裝置，如圖M-1-9所示，自行車的后輪由半徑r1＝5.0×10－2 m的金屬內(nèi)圈、半

11、徑r2＝0.40 m的金屬外圈和絕緣輻條構(gòu)成．后輪的內(nèi)、外圈之間等間隔地接有4根金屬條，每根金屬條的中間均串聯(lián)一個(gè)阻值為R的小燈泡．在支架上裝有磁鐵，形成了磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.10 T、方向垂直于紙面向外的“扇形”勻強(qiáng)磁場區(qū)域，其內(nèi)半徑為r1、外半徑為r2、張角θ＝.后輪以ω＝2π rad/s的角速度相對于轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)．若不計(jì)其他電阻，忽略磁場的邊緣效應(yīng)． (1)當(dāng)金屬條ab進(jìn)入“扇形” 磁場區(qū)域時(shí)，求感應(yīng)電動(dòng)勢E，并指出ab上的電流方向． (2)從金屬條ab進(jìn)入“扇形” 磁場區(qū)域開始，經(jīng)計(jì)算畫出后輪轉(zhuǎn)一圈的過程中，內(nèi)圈與外圈的之間電勢差Uab隨時(shí)間t變化的圖像． (3)若選擇的是“1.5 V

12、　0.3 A”的小燈泡，該“閃爍”裝置能否正常工作？有同學(xué)提出，通過改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B、后輪外圈半徑r2、角速度ω和張角θ等物理量的大小可以優(yōu)化小明同學(xué)的設(shè)計(jì)方案，請給出你的評價(jià)． 圖M-1-9 15．光滑的平行金屬導(dǎo)軌長為L＝2 m，兩導(dǎo)軌間距d＝0.5 m，軌道平面與水平面的夾角為θ＝30°，導(dǎo)軌上端接一個(gè)阻值為R＝0.6 Ω的電阻，導(dǎo)軌所在空間有垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1 T，如圖M-1-10所示，一根質(zhì)量m＝0.5 kg、電阻r＝0.4 Ω的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放在導(dǎo)軌最上端，且與導(dǎo)軌接觸良好，其余部分電阻不計(jì)．已知棒ab從導(dǎo)軌最上端

13、由靜止開始下滑到最底端脫離導(dǎo)軌的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量Q1＝0.6 J，棒與導(dǎo)軌始終垂直，g取10 m/s2，試求： (1)當(dāng)棒的速度v＝2 m/s時(shí)，電阻R兩端的電壓； (2)棒下滑到導(dǎo)軌最底端時(shí)速度的大??； (3)棒下滑到導(dǎo)軌最底端時(shí)加速度a的大?。? 圖M-1-10 模塊終結(jié)測評(二) 本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分，共100分，考試時(shí)間90分鐘． 第Ⅰ卷(選擇題　共36分) 一、選擇題(本題共9小題，每小題4分，共36分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意，有的有多個(gè)選項(xiàng)符合題意，全部選對的得4分

14、，選對但不全的得2分，選錯(cuò)或不答的得0分) 1．在一些星級賓館的洗手間中經(jīng)常裝有自動(dòng)干手機(jī)，洗手后將濕手靠近，機(jī)內(nèi)的傳感器就開通電熱器加熱，有熱空氣從機(jī)內(nèi)噴出，將濕手烘干．手靠近干手機(jī)能使傳感器工作，是因?yàn)?　　) A．改變濕度 B．改變溫度 C．改變磁場 D．改變電容 2．(多選)無線電力傳輸目前取得了重大突破，已有一種非接觸式電源供應(yīng)系統(tǒng)．這種系統(tǒng)基于電磁感應(yīng)原理可無線傳輸電力．兩個(gè)感應(yīng)線圈可以放置在左右相鄰或上下相對的位置，原理示意圖如圖M-2-1所示．下列說法正確的是(　　) 圖M-2-1 A．只要A線圈中輸入電流，B線圈中就會產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢 B．只有A線圈中輸入

15、變化的電流，B線圈中才會產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢 C．A線圈中電流越大，B線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢越大 D．A線圈中電流變化越快，B線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢越大 3．矩形金屬線圈共10匝，繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢e隨時(shí)間t變化的情況如圖M-2-2所示．下列說法中正確的是(　　) 圖M-2-2 A. 此交變電動(dòng)勢的頻率為0.2 Hz B. 此交變電動(dòng)勢的有效值為1 V C. t＝0.1 s時(shí)，線圈平面與磁場方向平行 D. t＝0.1 s時(shí)，通過線圈的磁通量最大 4．如圖M-2-3所示，矩形線圈abcd的面積為S，匝數(shù)為N，線圈電阻為R，在勻強(qiáng)磁場中可以分別繞

16、垂直于磁場方向的軸P1和P2以相同的角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(P1與ab邊重合，P2過ad邊的中點(diǎn))，從線圈平面與磁場方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，線圈轉(zhuǎn)過90°的過程中，繞P1及P2軸轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的交變電流的大小、通過線圈的電荷量及線圈中產(chǎn)生的熱量分別為I1、q1、Q1及I2、q2、Q2，則下列判斷正確的是(　　) 圖M-2-3 A．線圈繞P1和P2軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電流的方向相同，都是a→b→c→d B．q1>q2 C．I1＝I2 D．Q1

17、機(jī)為同一電網(wǎng)供電和不同電網(wǎng)的互聯(lián)．關(guān)于高壓直流輸電，下列說法正確的是(　　) A．高壓輸電可以減小輸電電流，從而減少輸電線上的能量損失 B．恒定的直流輸電可以有效地消除交流高壓輸電中感抗和容抗的影響 C．可以加快輸電的速度 D．為實(shí)現(xiàn)高壓直流輸電，可以用變壓器直接改變恒定電流的電壓 6．(多選)如圖M-2-4所示，光滑水平面上存在垂直于水平面的有界勻強(qiáng)磁場，直徑與磁場寬度相同的圓形金屬線框以一定的初速度斜向上勻速通過磁場．在必要的時(shí)間段內(nèi)施加必要的水平拉力保證其勻速運(yùn)動(dòng)，則(　　) 圖M-2-4 A．線框內(nèi)的感應(yīng)電流先沿逆時(shí)針方向再沿順時(shí)針方向 B．線框內(nèi)的感應(yīng)電流經(jīng)歷兩次

18、先增大后減小 C．水平拉力的方向與速度同向 D．水平拉力的方向與速度方向無關(guān) 7．如圖M-2-5所示，用長度相同、粗細(xì)相同的銅導(dǎo)線繞成兩個(gè)匝數(shù)不同、邊長不同的正方形閉合線圈A、B，其中A、B的邊長分別為a、b，且a＝2b，現(xiàn)在拉力作用下將兩個(gè)線圈從同一勻強(qiáng)磁場中以相同的速度勻速拉出，則(　　) 圖M-2-5 A．通過A、B兩個(gè)線圈的電荷量之比為1∶2 B．A、B兩個(gè)線圈受到的拉力之比為1∶1 C．A、B兩個(gè)線圈所受的拉力的功率之比為1∶2 D．A、B兩個(gè)線圈所受的拉力做功之比為1∶1 8．某同學(xué)學(xué)了電學(xué)以后，為了了解調(diào)光燈的調(diào)光原理，將調(diào)光燈拆卸開，發(fā)現(xiàn)并沒有電阻的串、并

19、聯(lián)現(xiàn)象．實(shí)際調(diào)光燈是用可控硅電子元件來實(shí)現(xiàn)的．一般調(diào)光燈有四個(gè)擋，每個(gè)擋截去電流的四分之一周期．在第三擋時(shí)，即在正弦交流電的每一個(gè)二分之一周期中，前面四分之一周期被截去，從而改變電燈的功率．如果調(diào)光燈最亮?xí)r功率為Pm，那么在第三擋時(shí)電燈的功率為(　　) A．Pm　　　　B.　　　　C.　　　　D. 9．(多選)如圖M-2-6所示，電動(dòng)機(jī)牽引一根原來靜止的長為1 m、質(zhì)量為0.1 kg的導(dǎo)體棒MN上升，導(dǎo)體棒的電阻為1 Ω，架在豎直放置的金屬框架上，它們處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為1 T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與框架平面垂直．當(dāng)導(dǎo)體棒上升3.8 m時(shí)，獲得穩(wěn)定的速度，導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的熱量為2 J，電動(dòng)機(jī)牽引

20、導(dǎo)體棒時(shí)，電壓表、電流表的讀數(shù)分別為7 V、1 A，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為1 Ω，不計(jì)框架電阻及一切摩擦，g取10 m/s2，則以下判斷正確的是(　　) 圖M-2-6 A．導(dǎo)體棒向上做勻減速運(yùn)動(dòng) B．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為49 W C．導(dǎo)體棒達(dá)到的穩(wěn)定速度為2 m/s D．導(dǎo)體棒從靜止至達(dá)到穩(wěn)定速度所需要的時(shí)間為1 s 二、實(shí)驗(yàn)題(本題共6分) 10．如圖M-2-7所示，圖甲為熱敏電阻的R-t圖像，圖乙為用此熱敏電阻R和繼電器組成的一個(gè)簡單恒溫箱溫控電路，繼電器線圈的電阻為100 Ω.當(dāng)線圈的電流大于或等于20 mA時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合．為繼電器線圈供電的電池的電動(dòng)勢E＝9.0 V，內(nèi)

21、阻可以不計(jì)．圖中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源．則 甲　　　　　　　　　　　　　乙 圖M-2-7 (1)應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在________(填“A、B端”或“C、D端”)． (2)如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持50 ℃，可變電阻R′的阻值應(yīng)調(diào)節(jié)為________Ω. 三、計(jì)算題(本題共5小題，11題10分，12題10分，13題11分，14題13分，15題14分，共58分．解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分) 11．有一種測量壓力的電子秤，其原理如圖M-2-8甲所示．E是內(nèi)阻不計(jì)、電動(dòng)勢為6 V的電源．R0是一個(gè)阻值為400 Ω的限流電阻

22、．G是由理想電流表改裝成的指針式測力顯示器．R是壓敏電阻，其阻值可隨壓力大小的變化而改變，其關(guān)系如下表所示．C是一個(gè)用來保護(hù)顯示器的電容器．秤臺所受的重力忽略不計(jì). 壓力F/N 0 50 100 150 200 250 300 … 電阻R/Ω 300 280 260 240 220 200 180 … (1)在圖乙所示的坐標(biāo)系中畫出電阻R隨壓力F變化的圖線，并歸納出電值R隨壓力F變化的函數(shù)關(guān)系式． 圖M-2-8 (2)寫出壓力與電流的關(guān)系式，說明該測力顯示器的刻度是否均勻． (3)若電容器的耐壓值為5 V，該電子秤的量程是多少？

23、 12．圖M-2-9甲為一理想變壓器，ab為原線圈，ce為副線圈，d為副線圈引出的一個(gè)接頭，原線圈輸入正弦式交變電壓的u-t圖像如圖乙所示．若只在c、e間接一只Rce＝400 Ω的電阻，或只在d、e間接一只Rde＝225 Ω的電阻，兩種情況下電阻消耗的功率均為80 W. (1)請寫出原線圈輸入電壓瞬時(shí)值uab的表達(dá)式． (2)求只在c、e間接400 Ω的電阻時(shí)，原線圈中的電流I1. (3)求c、e和d、e間線圈的匝數(shù)比. 　　　　 甲　　　　　　　　　　　　乙 圖M-2-9 13．如圖M-2-10所示，PN與QM兩平行金屬導(dǎo)軌相距1 m，電阻不計(jì)，兩端分

24、別接有電阻R1和R2，且R1＝6 Ω，導(dǎo)體棒ab的電阻為2 Ω，在導(dǎo)軌上可無摩擦地滑動(dòng)且與導(dǎo)軌接觸良好，垂直穿過導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為1 T．現(xiàn)導(dǎo)體棒以恒定的速度v＝3 m/s向右移動(dòng)，這時(shí)導(dǎo)體棒上消耗的電功率與R1、R2消耗的電功率之和相等． (1)求R2的阻值． (2)R1與R2消耗的電功率分別為多少？ 圖M-2-10 14．如圖M-2-11所示，P、Q為水平面內(nèi)平行放置的光滑長直金屬導(dǎo)軌，間距為L1，處在豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1的勻強(qiáng)磁場中．一根導(dǎo)體桿ef垂直于導(dǎo)軌放置，在外力作用下向左做

25、勻速直線運(yùn)動(dòng)且與導(dǎo)軌始終保持良好接觸．質(zhì)量為m、邊長為L2、每邊電阻均為r的正方形金屬框abcd置于豎直平面內(nèi)，兩頂點(diǎn)a、b通過細(xì)導(dǎo)線與導(dǎo)軌相連，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2的勻強(qiáng)磁場垂直于金屬框向里，金屬框恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)．不計(jì)其余電阻和細(xì)導(dǎo)線對a、b點(diǎn)的作用力． (1)通過ab邊的電流Iab是多大？ (2)導(dǎo)體桿ef運(yùn)動(dòng)的速度v是多大？ 圖M-2-11 15．風(fēng)能將成為21世紀(jì)大規(guī)模開發(fā)的一種可再生清潔能源．風(fēng)力發(fā)電機(jī)是將風(fēng)能(氣流的動(dòng)能)轉(zhuǎn)化為電能的裝置，如圖M-2-12所示，其主要部件包括風(fēng)輪機(jī)、齒輪箱、發(fā)電機(jī)等．

26、 (1)利用總電阻R＝10 Ω的線路向外輸送風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能．輸送功率P0＝300 kW，輸出電壓U＝10 kV，求導(dǎo)線上損失的功率與輸送功率的比值． (2)風(fēng)輪機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)所掃過的面積為風(fēng)力發(fā)電機(jī)可接受風(fēng)能的面積．設(shè)空氣密度為ρ，氣流速度為v，風(fēng)輪機(jī)葉片長度為r.求單位時(shí)間內(nèi)流向風(fēng)輪機(jī)的最大風(fēng)能Pm. (3)已知風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率P與Pm成正比．某風(fēng)力發(fā)電機(jī)在風(fēng)速v1＝9 m/s時(shí)能夠輸出電功率P1＝540 kW.我國某地區(qū)風(fēng)速不低于v2＝6 m/s的時(shí)間每年約為5000小時(shí)，則這臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)在該地區(qū)的最小年發(fā)電量是多少千瓦時(shí)？ 圖M-2-12 參考

27、答案 模塊終結(jié)測評(一) 1．ABC　[解析] 真空冶煉爐，爐外線圈通入交變電流，爐內(nèi)的金屬中產(chǎn)生渦流；金屬探測器和電磁灶是利用渦流工作的；閉合線圈在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電流，不同于渦流．故選項(xiàng)A、B、C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 2．A　[解析] 在1 min內(nèi)，燈泡上產(chǎn)生的熱量是W＝Pt＝100×60 J＝6000 J，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；從電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式知，電壓的有效值為220 V，通過燈泡的電流I＝＝0.45 A，也是與燈泡串聯(lián)的電流表的示數(shù)，故選項(xiàng)B正確；電壓表與燈泡并聯(lián)，測得的是燈泡電壓的有效值，故示數(shù)為220 V，所以選項(xiàng)C正確；通過燈泡的電流的有效值為0.45 A，故其最大值Im＝

28、×0.45 A＝0.64 A，故選項(xiàng)D正確． 3．B　[解析] 當(dāng)聲波使膜片前后振動(dòng)時(shí)，膜片后的金屬線圈就跟著振動(dòng)，從而使處于永磁體的磁場中的線圈切割磁感線，穿過線圈的磁通量發(fā)生改變，產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而將聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺梢娺@是利用電磁感應(yīng)原理，故選項(xiàng)B正確． 4．A　[解析] 任一時(shí)刻ab桿和框架所受的安培力大小相等、方向相反，由于ab桿的質(zhì)量只有框架質(zhì)量的，故ab桿的加速度大小是框架加速度大小的4倍，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．由于安培力的大小在變化，故ab桿和框架的加速度是變化的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．a(chǎn)b桿在框架上滑動(dòng)時(shí)，框架的等效電阻不斷變化，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 5．BC　[解析] 由題圖(

29、b)可知，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢恒定，線框ab邊的發(fā)熱功率為P＝，感應(yīng)電動(dòng)勢E＝S＝·＝，所以B0＝，A錯(cuò)誤；由P＝I2R可得線框中的感應(yīng)電流I＝2，B正確；cd邊電阻等于ab邊電阻，而兩邊流過的電流相等，因此發(fā)熱功率相等，C正確；由楞次定律可判斷，線框中感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcba方向，因此a端電勢比b端低，D錯(cuò)誤． 6．BD　[解析] 若載流子為電子，則可判斷電子受洛倫茲力而向上表面運(yùn)動(dòng)，故上表面帶負(fù)電，因此，此材料為P型半導(dǎo)體．根據(jù)I＝nqSv＝nqdlv，所受洛倫茲力與電場力平衡，q＝qB.解得n＝.綜上所述，選項(xiàng)B、D正確． 7．B　[解析] 隨著交變電流頻率的增大，電阻原件的阻抗(

30、電阻)不變，電感原件的感抗增大，電容器的容抗減小，根據(jù)歐姆定律可得：通過電阻的電流不變，通過電容器的電流變大，通過電感線圈的電流變小，選項(xiàng)B正確．(由于供電電壓的最大值不變，原、副線圈的匝數(shù)比不變，故電流表A4的示數(shù)也不變) 8．AC　[解析] 交流電流表的示數(shù)為副線圈中電流的有效值，即I2＝50 mA＝0.05 A，根據(jù)＝得，I1＝5 A，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．原線圈(被測電路)中電流的最大值I1m＝I1＝5 A，選項(xiàng)C正確．原、副線圈中的電流有相位差，故不能同時(shí)達(dá)到最大值，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 9．C　[解析] 在計(jì)算輸電線上損耗的功率時(shí)，ΔP＝I2R＝中I指的是通過輸電線的電流，U指的是

31、輸電線上損耗的電壓，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；采用更高的電壓輸電，可以減小輸電線上的電流，故可以減少輸電線上損耗的功率，提高輸電的效率，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 10．(1)歐姆　(2)＋　(3)>　(4)OFF或交流電壓最高 [解析] 用手掌擋住部分光線，電阻變大，偏角變?。? 11．(1)減小　(2)紅 [解析] 當(dāng)門打開時(shí)，R3受紅外線照射，電阻減小，從而使并聯(lián)電路電阻減小，總電阻減小，總電流增大，R2兩端的電壓減小，通過R2的電流減小，故通過R3的電流增大，線圈產(chǎn)生的磁場增強(qiáng)，吸引銜鐵，紅燈亮． 12．(1)1100 V　(2)5∶1　(3)20 A [解析] (1)感應(yīng)電動(dòng)勢的最大

32、值為Em＝nBSω＝2πnBSf＝2π×220××0.05×50 V＝1100 V 發(fā)電機(jī)的輸出電壓U1＝＝1100 V. (2)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為＝＝＝. (3)由P＝UI得副線圈的總電流為I2＝＝ A＝100 A， 由＝得I1＝I2＝×100 A＝20 A. 13．(1)BL　(2)BL　(3) [解析] (1)cd邊剛進(jìn)入磁場時(shí)，線框的速度v＝， 線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢E＝BLv＝BL. (2)此時(shí)線框中的電流I＝， 由右手定則可知，通過cd邊的電流方向?yàn)閐→c，故c點(diǎn)電勢較高． c、d兩點(diǎn)間的電勢差U＝I·＝BL. (3)安培力F＝BIL＝， 根據(jù)牛頓

33、第二定律得mg－F＝ma，又a＝0， 聯(lián)立解得下落高度h＝. 14．(1)4.9×10－2 V　電流方向由b到a　(2)見解析　(3)見解析 [解析] (1)金屬條ab在磁場中切割磁感線時(shí)，其所構(gòu)成的回路的磁通量發(fā)生變化，有E＝Brω－Brω， 代入數(shù)據(jù)解得E＝4.9×10－2 V， 根據(jù)右手定則可知電流方向由b到a. (2)設(shè)電路中的總電阻為R總，根據(jù)如圖所示的電路可知R總＝R＋R＝R， a、b兩點(diǎn)間的電勢差Uab＝E＝1.2×10－2 V， 設(shè)ab離開磁場區(qū)域的時(shí)刻為t1，下一根金屬條進(jìn)入磁場區(qū)域的時(shí)刻為t2，則 t1＝＝ s，t2＝＝ s， 設(shè)后輪轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間為T

34、，則T＝＝1 s， 在T＝1 s內(nèi)，金屬條有四次進(jìn)出，后三次與第一次相同． 可畫出Uab-t圖像如圖所示． (3)“閃爍”裝置不能正常工作．(金屬條產(chǎn)生的感應(yīng)電勢只有4.9×10－2 V，遠(yuǎn)小于小燈泡的額定電壓，因此無法正常工作) B增大，E增大，但有限度；r2增大，E增大，但有限度；ω增大，E增大，但有限度；θ增大，E不變． 15．(1)0.6 V　(2)4 m/s　(3)3 m/s2 [解析] (1)當(dāng)棒的速度v＝2 m/s時(shí)，棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢E＝Bdv＝1 V， 此時(shí)電路中的電流I＝＝1 A， 所以電阻R兩端的電壓U＝IR＝0.6 V. (2)根據(jù)Q＝I2Rt∝

35、R可知，在棒下滑的整個(gè)過程中金屬棒中產(chǎn)生的熱量 Q2＝Q1＝0.4 J， 設(shè)棒到達(dá)導(dǎo)軌最底端時(shí)的速度為v2，根據(jù)能量守恒定律，有 mgLsin θ＝mv＋Q1＋Q2， 解得v2＝4 m/s. (3)棒到達(dá)導(dǎo)軌最底端時(shí)回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流I2＝＝2 A， 根據(jù)牛頓第二定律有mgsin θ－BI2d＝ma， 聯(lián)立解得a＝3 m/s2. 模塊終結(jié)測評(二) 1．D　[解析] 手靠近時(shí)電熱器工作，手撤離時(shí)電熱器停止工作，人是一種導(dǎo)體，可以與其他導(dǎo)體構(gòu)成電容器．手靠近時(shí)相當(dāng)于連接一個(gè)電容器，可以確定干手機(jī)內(nèi)設(shè)有電容式傳感器，由于手的靠近改變了電容．用濕度和溫度來驅(qū)動(dòng)電熱器工作，理論上可

36、行，但是假如干手機(jī)是由于濕度、溫度的變化而工作，那它就成了室內(nèi)烘干機(jī)．故選項(xiàng)D正確． 2．BD　[解析] 根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的條件可知，只有處于變化的磁場中，B線圈才能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動(dòng)勢的大小取決于磁通量的變化率，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確． 3．D　[解析] 由e-t圖像可知，交變電動(dòng)勢的周期為0.2 s，故頻率為5 Hz，該交變電動(dòng)勢的最大值為1 V，有效值為 V，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤．t＝0.1 s時(shí)，電動(dòng)勢的瞬時(shí)值為零，方向改變，線圈處在中性面上，通過線圈的磁通量最大，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確． 4．C　[解析] 本題考查電磁感

37、應(yīng)中電荷量、熱量、電流的計(jì)算和感應(yīng)電流方向的判斷．繞P1、P2軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電流的方向相同，但電流的方向?yàn)閍→d→c→b→a，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電荷量q＝，與繞哪個(gè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)沒有關(guān)系，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；線圈分別繞兩軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢相同，所以電流相同，產(chǎn)生的熱量也相同，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 5．AB　[解析] 根據(jù)P＝IU可知，在功率一定時(shí)，采用高壓輸電，可以減小電流，從而減少輸電線上的能量損失，選項(xiàng)A正確；交變電流由于感抗和容抗的作用，對輸電有影響，而利用直流輸電可以有效地彌補(bǔ)這個(gè)缺陷，選項(xiàng)B正確；兩種輸電方式都不能改變輸電的速度，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；變壓器只能改變交變電流的電壓，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 6．ABD　[解

38、析] 圓形金屬線框的磁通量先增加后減少，由楞次定律可知，線框內(nèi)的感應(yīng)電流先沿逆時(shí)針方向再沿順時(shí)針方向，選項(xiàng)A正確；切割磁感線的有效長度為直徑時(shí)最大，故線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢經(jīng)歷兩次先增大后減小，選項(xiàng)B正確；水平拉力的方向與安培力的方向相反，與速度方向無關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確． 7．B　[解析] 由題意知nB＝2nA，某一回路的總電阻為R，在Δt時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為E＝n，平均感應(yīng)電流為I＝，根據(jù)I＝得通過線圈的電荷量為q＝It＝n＝，且a＝2b，得qA∶qB＝2∶1，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；線框A、B被勻速拉出時(shí)，拉力與安培力大小相等，所受的安培力的大小為F安＝nBIl，而I＝，E＝nBlv，所以

39、F＝F安＝，得FA∶FB＝1∶1；拉力的功率P＝Fv，故PA∶PB＝1∶1；拉力所做的功W＝Fl，故WA∶WB＝2∶1，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤. 8．C　[解析] 根據(jù)每個(gè)二分之一周期中，前四分之一周期被截去，則在一個(gè)周期中有二分之一周期被截去，由有效值的定義可知，PmT＝T＝·2T＝P·2T，即P＝，故選項(xiàng)C正確． 9．CD　[解析] 由于電動(dòng)機(jī)的輸出功率恒定，由P出＝Fv及F－mg－＝ma可知，導(dǎo)體棒的加速度逐漸減小，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)的輸出功率為P出＝IU－I2r＝6 W，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)的輸出功率就是電動(dòng)機(jī)牽引棒的拉力的功率，P出＝Fv，當(dāng)棒達(dá)穩(wěn)定速度時(shí)，F(xiàn)＝mg＋BI′

40、L，感應(yīng)電流I′＝＝，解得棒達(dá)到的穩(wěn)定速度為v＝2 m/s，選項(xiàng)C正確；由能量守恒定律得P出t＝mgh＋mv2＋Q，解得t＝1 s，選項(xiàng)D正確． 10．(1)A、B端　(2)260 [解析] (1)恒溫箱內(nèi)的加熱器應(yīng)接在A、B端．當(dāng)線圈中的電流較小時(shí)，繼電器的銜鐵在上方，恒溫箱的加熱器處于工作狀態(tài)，恒溫箱內(nèi)溫度升高． (2)隨著恒溫箱內(nèi)溫度升高，熱敏電阻R的阻值變小，則線圈中的電流變大，當(dāng)線圈中的電流大于或等于20 mA時(shí)，繼電器的銜鐵被吸到下方來，則恒溫箱加熱器與電源斷開，加熱器停止工作，恒溫箱內(nèi)溫度降低．隨著恒溫箱內(nèi)溫度降低，熱敏電阻R的阻值變大，則線圈中的電流變小，當(dāng)線圈中的電流小

41、于20 mA時(shí)，繼電器的銜鐵又被釋放到上方，則恒溫箱加熱器又開始工作，這樣就可以使恒溫箱內(nèi)保持在某一溫度．要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持50 ℃，即50 ℃時(shí)線圈內(nèi)的電流為20 mA.由閉合電路的歐姆定律得I＝，r為繼電器的電阻．由圖甲可知，50 ℃時(shí)熱敏電阻的阻值為90 Ω，所以R′＝－R－r＝260 Ω. 11．(1)如圖所示 R＝300－0.4F. (2)F＝－　不均勻 (3)550 N [解析] (1)要求用描點(diǎn)法畫成直線，如圖所示． 由圖可知R與F成線性關(guān)系，即R＝kF＋b，代入數(shù)值得R＝300－0.4F. (2)由I＝和R＝kF＋b可得F＝－，F(xiàn)與I不成線性關(guān)系，所以刻度

42、不均勻． (3)Fm＝550 N. 12．(1)uab＝400sin 200πt(V)　(2)I1≈0.28 A　(3) [解析] (1)由題圖知ω＝＝200π rad/s，電壓瞬時(shí)值uab＝400sin 200πt(V)． (2)電壓的有效值U1＝200 V，理想變壓器P1＝P2，原線圈中的電流I1＝ 解得I1≈0.28 A. (3)設(shè)原線圈的匝數(shù)為n1，＝，同理，＝， 由題意知 ＝， 解得 ＝＝. 13．(1)3 Ω　(2)0.375 W　0.75 W [解析] (1)內(nèi)、外電路消耗的功率相等，則內(nèi)、外電阻相等，有＝2， 解得R2＝3 Ω. (2)導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)

43、電動(dòng)勢E＝Blv＝1×1×3 V＝3 V， 總電流I＝＝ A＝0.75 A， 路端電壓U＝IR外＝0.75×2 V＝1.5 V， 故P1＝＝ W＝0.375 W，P2＝＝ W＝0.75 W. 14．(1)　(2) [解析] (1)設(shè)通過正方形金屬框的總電流為I，ab邊的電流為Iab，dc邊的電流為Idc，則Iab＝I，Idc＝I， 金屬框受重力和安培力，處于靜止?fàn)顟B(tài)，有mg＝B2IabL2＋B2IdcL2， 聯(lián)立解得Iab＝. (2)I＝Iab＝. 設(shè)導(dǎo)體桿切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢為E，有E＝B1L1v， 設(shè)ad、dc、bc三邊電阻串聯(lián)后與ab邊電阻并聯(lián)的總電阻為R，則R＝r， 根據(jù)閉合電路的歐姆定律，有I＝， 聯(lián)立解得v＝. 15．(1)3∶100　(2)πρr2v3　(3)8×105 kW·h [解析] 　(1)導(dǎo)線上損失的功率為P＝I2R＝R＝9 kW， 損失的功率與輸送功率的比值＝＝3∶100. (2)風(fēng)垂直流向風(fēng)輪機(jī)時(shí)，提供的風(fēng)能功率最大． 單位時(shí)間內(nèi)垂直流向葉片旋轉(zhuǎn)面積的氣體質(zhì)量為ρvS，其中S＝πr2，風(fēng)能的最大功率可表示為Pm＝(ρvS)v2＝πρr2v3. (3)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率為P2＝P1＝×540 kW＝160 kW， 最小年發(fā)電量為W＝P2t＝160×5000 kW·h＝8×105 kW·h.