20xx人教版高中物理選修一模塊檢測(cè)(存儲(chǔ)版)
【正文】 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)針方向移動(dòng)時(shí)副線圈匝數(shù)減少，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 ， 理想變壓器的初級(jí)線圈接在 220 V的正弦交流電源上 ， R＝ 10 Ω， 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 R上的電流增加 A， 則通過變壓器鐵芯的最大磁通量變化率為 ________． 圖 10 解析 由 U1/n1＝ U2/n2＝ U3/n3得 U1/n1＝ (U3－ U2)/(n3－ n2)可得 U1/n1＝ V/匝，即每匝線圈若接一個(gè)伏特表其示數(shù)為 V，所以結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律可知?jiǎng)t通過變壓器鐵芯的最大磁通量變化率為 25 Wb/s. 答案 25 Wb/s 12． 如圖 11 甲所示 ， 調(diào)壓器裝置可視為理想變壓器 ， 負(fù)載電路中 R＝ 55 Ω， 、 為理想電流表和電壓表 ， 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 110 V， 則 ： 圖 11 電流表 的示數(shù)為 ________A， 的示數(shù)為 ________A， 原線圈中電流的瞬時(shí)值表達(dá)式為 ：________. 答案 2 A 1 A i＝ 220 2sin(100πt) A 四、計(jì)算題 (共 4 小題 ， 共 36 分 ． 并要求寫出必要的演算過程和單位 ， 只寫出最后答案的不得分 ) 13． (8 分 )在拆裝某種大型電磁設(shè)備的過程中 ， 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 再提升直至離開磁場(chǎng) ． 操作時(shí)通過手搖輪軸 A和定滑輪 O來提升線圈 ． 假設(shè)該線圈可簡(jiǎn)化為水平長(zhǎng)為 L， 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 ． 開始時(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 t內(nèi)把線圈從圖示位置勻速向上拉出磁場(chǎng) ． 此過程中 ， 流過線圈中每匝導(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，在勻速提升過程中線圈運(yùn)動(dòng)速度 v＝ dt① 線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E＝ nBLv② 產(chǎn)生的感應(yīng)電流 I＝ ER③ 流過導(dǎo)線橫截面的電量 q＝ It④ 聯(lián)立 ①②③④ 得 B＝ qRnLd (2)勻速提拉過程中，要克服重力和安培力做功 即 W＝ WG＋ WB⑤ 又 WG＝ Mgd⑥ WB＝ nBILd⑦ 聯(lián)立 ①②③⑤⑥ ⑦ 可得 W＝ Mgd＋ q2Rt 答案 (1) qRnLd (2)Mgd＋ q2Rt 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 ： 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 所以通過線框的電流為 I＝ E4R＝ BLv4R (2)ab邊兩端電壓為路端電壓 Uab＝ I3r4r＝ 3BLv4 ， Ub＝ BLvt＝ B2L3v4R 答案 (1)BLv4R (2)3BLv4 (3)B2L3v4R 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＝ m， 電阻 R＝ Ω， 導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量 m＝ kg的金屬桿 ab， 位于兩導(dǎo)軌之間的金屬 桿的電阻 r＝ Ω， 導(dǎo)軌的電阻可忽略不計(jì) ． 整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝ T 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 ， 使之由靜止開始運(yùn)動(dòng) ， 在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好 ， 若理想電壓表的示數(shù) U隨時(shí)間 t變化的關(guān)系如圖 14 乙所示 ． 從金屬桿開始運(yùn)動(dòng)經(jīng) t＝ s 時(shí) ， 求 ： 圖 14 (1)通過金屬桿的感應(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＝ s 時(shí)的 U＝ V 此時(shí)電路中的電流 (即通過金屬桿的電流 )I＝ UR＝ A 用右手定則判斷出，此時(shí)電流的方向?yàn)橛?b指向 a (2)金屬桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E＝ I(R＋ r)＝ V 因 E＝ BLv，所以 s 時(shí)金屬桿的速度大小 v＝ EBL＝ m/s (3)金屬桿速度為 v時(shí)，電壓表 的示數(shù)應(yīng)為 U＝ RR＋ rBLv 由圖象可知， U與 t成正比，由于 R、 r、 B及 L均為不變量，所以 v與 t成正比，即金屬桿應(yīng)沿水平方向向右做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng) ．
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