最新人教版高中物理选修3-2：测试卷(十一)含答案

高中同步测试卷(十一)
学业水平测试卷
(时间：90分钟，满分：100分)
一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)
1．许多科学家在物理学发展中作出了重要的贡献，首先发现电流的磁效应和电磁感应现象的物理学家分别是( )
A．麦克斯韦和法拉第B．法拉第和密立根
C．奥斯特和法拉第D．奥斯特和安培
2．下列说法正确的是( )
A．发电机、电动机铭牌上所标电压、电流值为有效值
B．电容器的击穿电压不必大于所加交变电压的最大值
C．交流电压表所测数值为瞬时值
D．保险丝允许通过的电流值为平均值
3．平面上的光滑平行导轨MN、PQ上放着光滑导体棒ab、cd，两棒用细线系住，匀强磁场的方向如图甲所示．而磁感应强度B随时间t的变化图线如图乙所示，不计ab、cd间电流的相互作用，则细线中的张力( )
A．由0到t0时间内逐渐增大B．由0到t0时间内逐渐减小
C．由0到t0时间内不变D．由t0到t时间内逐渐增大
4．如图是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的( )
A．周期是0.01 s B．最大值是311 V
C．有效值是200 V D．表达式为U＝220sin 100πt(V)
5．穿过一个阻值为 2 Ω的单匝闭合线圈的磁通量每秒均匀减小0.4 Wb，则线圈中( )
A．感应电动势为0.2 V B．感应电动势每秒减小0.4 V
C．感应电流恒为0.2 A D．感应电流每秒减小0.2 A
6．如图所示，甲中有两条不平行轨道而乙中的两条轨道是平行的，其余物理条件都相同．金属棒MN都正在轨道上向右匀速平动，在棒运动的过程中，将观察到( )
A．L1、L2小电珠都发光，只是亮度不同
B．L1、L2都不发光
C．L2发光，L1不发光
D．L1发光，L2不发光
7．如图甲所示，一闭合金属圆环处在垂直圆环平面的匀强磁场中．若磁感应强度B随时间t按图乙所示的规律变化，设图中磁感应强度垂直纸面向里为正方向，环中感应电流沿顺时针方向为正方向，则环中电流随时间变化的图象是( )
二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意．)
8．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的e－t图象如图所示．则在( )
A．t1、t3时刻线圈通过中性面B．t2、t4时刻线圈中磁通量最大
C．t1、t3时刻线圈中磁通量变化率最大D．t2、t4时刻线圈平面与中性面垂
直
9.如图所示，在一个水平放置的闭合线圈上方有一条形磁铁，现要在线圈中产
生顺时针方向的电流(从上向下看)，那么下列选项中可以做到的是( ) A．磁铁下端为N极，磁铁向上运动B．磁铁上端为N极，磁铁向上运动
C．磁铁下端为N极，磁铁向下运动D．磁铁上端为N极，磁铁向下运动
10．如图所示的电路中，A 1、A 2是完全相同的灯泡，线圈L 的自感系数较大，它的电阻与定值电阻R 相等．下列说法正确的是( )
A ．闭合开关S ，A 2先亮、A 1后亮，最后它们一样亮
B ．闭合开关S ，A 1、A 2始终一样亮
C ．断开开关S ，A 1、A 2都要过一会才熄灭
D ．断开开关S ，A 2立刻熄灭、A 1过一会才熄灭
11．如图所示，相距为L 的两条足够长的光滑平行轨道上，平行放置两根质量和电阻都相同的滑杆ab 和cd ，组成矩形闭合回路．轨道电阻不计，匀强磁场B 垂直穿过整个轨道平面．开始时ab 和cd 均处于静止状态，现用一个平行轨道的恒力F 向右拉ab 杆，则下列说法正确的是( )
A ．cd 杆向左运动
B ．cd 杆向右运动
C ．ab 与cd 杆均先做变加速运动，后做匀速运动
D ．ab 与cd 杆均先做变加速运动，后做匀加速运动
12．如图所示，间距为L 的平行金属导轨上，有一电阻为r 的金属棒ab 与导轨接触良好．导轨左端连接电阻R ，其他电阻不计，磁感应强度为B ，金属棒ab 以速度v 向右做匀速运动，则( )
A ．回路中电流为逆时针方向
B ．电阻R 两端的电压为BLv
C ．ab 棒受到的安培力的方向向左
D ．ab 棒中电流大小为BLv r
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案
演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．) 13．(10分)如图，一个轮形的发电机模型，处于磁感应强度
为B的匀强磁场中做匀速转动，轮轴通过圆心O且与磁场方向平行，
轮半径是L，转动的角速度是ω，外电路连接一只平行板电容器，
两板水平放置．板间距离是d，板间有一个质量为m的带负电的微粒恰好处于静止状态，求：
(1)发电机转轮是逆时针转动还是顺时针转动？
(2)带电微粒的电量是多大？
14．(10分)如图所示，水平放置的平行金属导轨，相距L＝0.50 m，
左端接一电阻R＝0.20 Ω，匀强磁场的磁感应强度B＝0.40 T，方向垂
直于导轨平面，导体棒ab垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，
导轨和导体棒的电阻均可忽略不计，当ab以v＝4.0 m/s的速度水平向
右匀速滑动时，求：
(1)ab棒中感应电动势的大小，并指出a、b哪端电势高；
(2)回路中感应电流的大小；
(3)维持ab棒做匀速运动的水平外力F的大小．
15.(10分)如图所示为交流发电机示意图，匝数为n＝100匝的
矩形线圈，边长分别为10 cm和20 cm，内阻为5 Ω，在磁感应强度
B＝0.5 T的匀强磁场中绕OO′轴以50 2 rad/s的角速度匀速转动，
线圈和外部20 Ω的电阻R相接．求：
(1)S断开时，电压表的示数；
(2)电键S合上时，电流表和电压表的示数；
(3)通过电阻R的电流最大值是多少？电阻R上所消耗的电功率
是多少？
16．(12分)某小型水电站输出功率为20 kW ，输电线路总电阻是6 Ω. (1) 若采用380 V 输电，求输电线路损耗的功率；
(2)若改用5 000 V 高压输电，用户端利用n 1∶n 2＝22∶1的变压器降压，求用户得到的电压．
参考答案与解析
1．[导学号26020161] 【解析】选C.1820年，丹麦物理学家奥斯特发现载流导体能使小磁针发生偏转，首次发现了电流的磁效应，1831年，英国物理学家法拉第首次发现了电磁感应现象，选项C 正确；麦克斯韦预言了电磁波的存在，密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值，安培发现了磁场对电流的作用规律，选项A 、B 、D 错误．
2．[导学号26020162] 【解析】选A.发电机、电动机铭牌上所标电压、电流值为有效值，选项A 正确；电容器的击穿电压应大于所加交变电压的最大值，选项B 错误；交流电压表所测数值为有效值，选项C 错误；保险丝允许通过的电流值为有效值，选项D 错误．
3．[导学号26020163] 【解析】选B.在0～t 0时间内，abdc 中的B 随t 均匀减小至零，由楞次定律可判断abdc 产生顺时针方向的电流，I ≠0且为恒值，故ab 、cd 两棒将分别受到向左和向右的安培力，此安培力随着B 的减小而逐渐减小，在t ＝t 0时，B ＝0，导体不受安培力，细线拉力T ＝0，故B 正确．
4．[导学号26020164] 【解析】选B.由图象知周期为0.02 s ，故A 错误；由图象知最大值为311 V ，故B 正确；电压的有效值为3112 V ＝220 V ，故C 错误；表达式为U ＝311sin
100πt V ，故D 错误．
5.[导学号26020165] 【解析】选C.穿过闭合线圈的磁通量每秒均匀减小0.4 Wb ，则得到磁通量变化率大小为
ΔΦΔt ＝0.4 Wb/s ，由法拉第电磁感应定律得：E ＝ΔΦ
Δt
＝0.4 V 感应电动势恒定不变．故A 错误，B 也错误．
由欧姆定律得感应电流为：I ＝E R ＝0.4
2
A ＝0.2 A ，恒定不变．故C 正确，D 错误．
6．[导学号26020166] 【解析】选D.图甲中MN向右匀速运动过程中，在n1中产生正比增大的感应电流，从而使得穿过n2的磁通量在正比增加，故在n2中产生恒定的感应电动势，使得L1发光；而在乙图中，在MN向右匀速运动的过程中，线圈n1中得到的是恒定不变的电流，从而使得穿过n2的磁通量保持不变，故n2中不产生感应电动势，L2不发光，由此可知，只有选项D正确．
7．[导学号26020167] 【解析】选D.在0到t0内，由于磁感应强度垂直纸面向里为正方向，则磁感线是向里，且大小增大．所以由楞次定律可得线圈感应电流是逆时针，由于环中感应电流沿顺时针方向为正方向，则感应电流为负，由法拉第电磁感应定律可得，随着磁场均匀增大，得出感应电动势不变，形成的感应电流也不变；磁感应强度在t0到2t0内，磁场不变，则没有感应电流；磁感应强度在2t0到3t0内，同理可知感应电流方向为正，且大小是之前的两倍，所以只有D项对．
8．[导学号26020168] 【解析】选AD.t1时刻感应电动势为零，磁通量最大；t2时刻感应电动势最大，线圈平面与中性面垂直；t3时刻线圈通过中性面，线圈中电流方向改变；t4时刻线圈中感应电动势最大，磁通量变化率最大．因此t1、t3时刻线圈通过中性面，t2、t4时刻线圈平面与中性面垂直，故AD正确，BC错误．
9．[导学号26020169] 【解析】选AD.由安培定则可知，感应电流的磁场方向向下；当磁铁向上运动时，穿过线圈的磁通量变小，由楞次定律可知，原磁场方向向下，因此磁铁的下端是N极，上端是S极，故A正确，B错误；同理，可知当磁铁向下运动时，穿过线圈的磁通量变大，由楞次定律可知，原磁场方向向上，因此磁铁的下端是S极，上端是N极，故C错D对．
10．[导学号26020170] 【解析】选AC.闭合开关S，电阻R不产生自感电动势，A2立即发光，线圈中电流增大，产生自感电动势，根据楞次定律得知，自感电动势阻碍电流的增大，电流只能逐渐增大，A1逐渐亮起来，所以闭合开关S，A2先亮、A1后亮，最后它们一样亮，故A对B错．断开开关S时，A2灯原来的电流突然消失，线圈中电流减小，产生感应电动势，相当于电源，感应电流流过A1、A2和R组成的回路，所以A1、A2都要过一会才熄灭，故C正确，D错误．
11．[导学号26020171] 【解析】选BD.ab切割磁感线产生电流，方向为顺时针方向，流过cd杆的电流方向由d到c，根据左手定则，cd杆受到向右的安培力，向右做加速运动．随着ab速度增加，产生的感应电流增大，其受到的安培力增大，ab杆的加速度逐渐减小，cd 杆的加速度逐渐增大，当两者加速度相等后，一起做匀加速运动，故B、D正确．12．[导学号26020172] 【解析】选AC.根据右手定则(或楞次定律)可知回路中的电流方向为逆时针，故A正确；感应电动势为：E＝BLv，电阻R两端的电压为路端电压，为：U
＝
ER
R＋r
＝
BLvR
R＋r
，故B错误；根据左手定则可知ab棒受到的安培力的方向向左，故C正确；
回路中的电流为：I ＝
E
R ＋r ＝
BLv
R ＋r
，故D 错误．
13．[导学号26020173] 【解析】(1)由带负电的微粒恰好处于静止状态可知，电容器上极板带正电，再根据右手定则可得：发电机转轮是逆时针转动．
(4分) (2)根据公式E 感＝BL
L ω
2
(2分)
由电场力和重力平衡可得
E 感
d
q ＝mg (2分) q ＝
2mgd
BL 2ω
. (2分)
【答案】(1)逆时针 (2)2mgd
BL 2ω
14．[导学号26020174] 【解析】(1)根据法拉第电磁感应定律，ab 棒中的感应电动势
E ＝BLv ＝0.40×0.50×4.0 V ＝0.80 V ，
(2分) 根据右手定则可判定感应电流的方向为b →a ，所以a 端电势高．
(2分) (2)感应电流大小为I ＝E R ＝0.80
0.20
A ＝4.0 A ．
(3分)
(3)由于ab 棒受安培力和外力F 平衡，故外力F ＝BIL ＝0.40×4.0×0.50 N ＝0.80 N ．
(3分)
【答案】(1)0.80 V ，a 端电势高 (2)4.0 A (3)0.80 N
15．[导学号26020175] 【解析】(1)感应电动势最大值
E m ＝nBS ω＝100×0.5×0.1×0.2×50 2 V
＝50 2 V
(2分)
S 断开时，电压表示数为电源电动势有效值
E ＝
E m
2
＝50 V ． (2分)
(2)电键S 合上时，由闭合电路欧姆定律
I ＝E R ＋r ＝5020＋5A ＝2 A ， (1分) U ＝IR ＝2×20 V ＝40 V
(1分)
即电流表示数为2 A ，电压表示数为40 V. (3)通过R 中电流的最大值I m ＝2I ＝2 2 A ． (2分)
电阻R 上所消耗的电功率
P ＝IU ＝2×40 W ＝80 W ．
(2分)
【答案】(1)50 V (2)2 A 40 V (3)2 2 A 80 W
16．[导学号26020176] 【解析】(1)P 电＝U 1I 1 (1分) P 损＝I 21R 线
(1分)
损耗的功率为
P 损＝P 2电
U 21R 线＝4×108
380
2×6 W ＝16.6 kW.
(2分) (2)P 电＝U 2I 2
(2分) 损失的电压ΔU ＝I 2R 线＝24 V
(2分) U 3＝U 2－ΔU ＝4 976 V (2分) U 3∶U 4＝n 1∶n 2
(1分) 用户得到的电压U 4＝226.2 V ． (1分)
【答案】(1)16.6 kW (2)226.2 V。