20-21版：模块综合试卷(一) （步步高）

与负载电阻R相连.若交流电压表和交流电流表的最大值是220 V
√B.若电流表的示数为0.5 A，变压器的
输入功率是12 W
图4
C.原线圈输入的正弦交变电流的频率是100 Hz
D.电压表的示数是24 2 V
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4.如图3所示，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转
动.现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速.在圆盘减速过程中，
以下说法不正确的是
A.处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高
B.所加磁场越强越易使圆盘停止转动
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11.在如图10甲所示的虚线框内有匀强磁场，设图示磁场方向为正，磁感应强度 随时间变化规律如图乙所示.边长为l、电阻为R的正方形均匀线框abcd有一半处 在磁场中，磁场方向垂直于线框平面，此时线框ab边的发热功率为P，则下列 说法正确的是 A.磁感应强度 B0＝2Tl2 PR
A、C 错误，B 正确；
从题图所示位置开始计时，感应电流的瞬时值表达式为 i＝
Imsin
ωt＝2sin
2π ( T t)
A，选项
D
错误.
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9.(2019·济南外国语学校高二检测)在如图8甲、乙所示电路中，自感线圈L的电
解析 由题图甲可知，灯泡A与自感线圈L在同一个支路中，流过的电流相同， 断开S时，线圈L中的自感电动势的作用使得支路中的电流瞬间不变，之后逐 渐变小，则A将逐渐变暗，A错误，B正确； 由题图乙可知，灯泡A所在支路的电流比自感线圈所在支路的电流要小(因为 自感线圈的电阻很小)，断开S时，自感线圈的自感电动势要阻碍电流变小，此 瞬间自感线圈中的电流不变，自感线圈与灯泡A组成闭合回路，相当于一个电 源给灯泡A供电.因此反向流过A的电流瞬间变大，然后逐渐变小，所以A先更 亮一下，然后渐渐变暗，C错误，D正确.
A.1∶ 2
B. 2∶1
图1
√C.1∶2
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D.2∶1
解析 根据题图图象可知，方波交流电的有效值 U 方＝u0，正弦交流电的有效 值 U 正＝2u20＝ 2u0，一个周期内产生的热量分别为 Q 方＝uR02T，Q 正＝2Ru02T，所 以 Q 方∶Q 正＝1∶2，C 正确.
解析 由题图乙可知交流电压最大值 Um＝220 2 V，故 A 错误； 输入电压的有效值为 220 V，根据变压器电压与匝数成正比知电压表示数为 U ＝565×220 V＝24 V，即电压表的示数是 24 V，若电流表的示数为 0.5 A，变压 器的输入功率是 P 入＝P 出＝UI＝24×0.5 W＝12 W，故 B 正确，D 错误； 变压器不改变频率，由题图乙可知交流电的周期 T＝0.02 s，根据 f＝T1可知原线 圈输入的正弦交变电流的频率是 50 Hz，故 C 错误.
A.输电线上通过的电流为
2P Um
B.输电线上损失的电压为n22Unm1
√C.输电线上损失的电功率为 2(nn12)2(UPm)2r
图6
D.仅增大输送的电功率即可提升输电的效率
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解析 由 u＝Umsin ωt 可知输入的交流电的有效值 U1＝U2m，升压变压器副线圈 中的电压 U2＝nn21U1，故输电线上通过的电流为 I＝UP2＝ n22Un1mP，A 错误； 输电线上损失的电压为 ΔU＝Ir＝ n22nU1rmP，B 错误； 输电线上损失的电功率为 ΔP＝I2r＝2(nn21)2(UPm)2r，C 正确； 输电的效率为 η＝P－PΔP＝1－2(nn12)2·Urm2P，则仅增大输送的电功率，将会降低输 电的效率，故 D 错误.
一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共计48分.1～8题为单选题，9～12题 为多选题，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分) 1.在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作 用.下列叙述不符合史实的是 A.奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应解释了电和磁之间存在联系 B.安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流
阻很小，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，下列说法正确的是
A.在电路甲中，断开S，A将立即熄灭
√B.在电路甲中，断开S，A将逐渐变暗
C.在电路乙中，断开S，A将逐渐变暗
√D.在电路乙中，断开S，A将先变得更亮，
然后渐渐变暗
图8
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√
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图5
7.(2020·阳泉市第十一中学高二月考)如图6所示为远距离输电示意图，图中两
变压器均为理想变压器，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，降压变 压器原、副线圈的匝数分别为n3、n4，输电线的总电阻为r.将原线圈接到u＝ Umsin ωt的交流电源上，若输送的电功率为P，不考虑其他因素的影响，则
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3.如图2所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的 正上方用绝缘丝线悬挂一个金属环B，使B的环面水平且与圆盘面平行，其轴 线与胶木圆盘A的轴线OO′重合，现使胶木圆盘A由静止开始绕其轴线OO′ 按箭头所示方向加速转动，则 A.金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大
假说
√C.法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，
会出现感应电流 D.楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应
电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
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2.一定值电阻接到电压为u0的方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q方； 若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q正.该电阻上电压的 峰值为2u0，周期为T，如图1所示.则Q方∶Q正等于
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10.为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效
值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了 理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如图9所 示.当开关S闭合后
√A.A1示数变大，A1与A2示数的比值不变
B.A1示数变大，A1与A2示数的比值变大
C.V2示数变小，V1与V2示数的比值变大
图9
√D.V2示数不变，V1与V2示数的比值不变
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解析 电源电压有效值不变，所以V1示数不变， 原、副线圈的电压之比等于原线圈与副线圈的匝 数之比，因匝数之比不变，故V2示数不变，V1与 V2示数的比值也不变，所以C项错误，D项正确； 当开关S闭合后，副线圈电路中的电阻减小，因为电压不变，所以副线圈电 路中的总电流增大，即A2的示数增大，原、副线圈的电流之比等于匝数反比， 因匝数之比不变，故A1示数变大，且A1与A2示数的比值不变，所以A项正确， B项错误.
√B.线圈中电流的最大值为2 A
C.线圈消耗的电功率为8 W
D.从图示位置开始计时，感应电流的瞬时值表达式为i＝
2cos (2π t) A
图7
T
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解析 从线圈平面与磁场方向垂直时开始计时，感应电动势的表达式为 e＝ Emsin ωt，则感应电流 i＝Re＝ERmsin ωt，由题给条件有 1 A＝2EΩm ×21，解得 Em＝ 4 V，则 Im＝2 A，I ＝ 有效 2 A，线圈中消耗的电功率为 P＝I 有效 2R＝4 W，选项
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12.如图11所示，两电阻可忽略不计的光滑平行长金属导轨相距为d，导轨与水平
面的夹角为30°，上端ab处接有阻值为R的定值电阻，磁感应强度为B的匀强磁场垂
直轨道平面向上.现有质量为m、电阻为R的金属杆从轨道上端ab处由静止释放，向
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8.如图7所示，圆形线圈在匀强磁场中匀速转动的周期为T，匝数为10匝，转轴
O1O2垂直于磁场方向，线圈总电阻为2 Ω，从线圈平面与磁场方向垂直时开始 计时，线圈转过30°时的瞬时电流为1 A，下列说法正确的是
A.线圈中电流的最大值为 2 A
√B.金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小
C.金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小 D.金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大
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图2
解析 胶木圆盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向 加速转动，形成环形电流，环形电流的大小增大，根据右手 螺旋定则知，通过金属环B的磁场方向向下，且磁通量增大， 根据楞次定律知，感应电流引起的效果阻碍原磁通量的增大， 则金属环B的面积有缩小的趋势，且有向上的运动趋势，所 以丝线受到的拉力减小，故选项B正确，A、C、D错误.
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6.如图5甲所示，矩形导线框abcd放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平 面垂直，磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示.设t＝0时刻，磁感应强度 的方向垂直纸面向里，则在0～4 s时间内，选项图中能正确反映线框ab边所受 的安培力F随时间t变化的图象是(规定ab边所受的安培力向左为正)
√B.线框中感应电流为 I＝2
P R
√C.线框 cd 边的发热功率为 P
图10
D.a 端电势高于 b 端电势
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解析 由题图乙可知，线框中产生的感应电动势恒定，线框 ab 边的发热功率为 P＝4ER2，感应电动势 E＝ΔΔBt S＝2TB0·l22＝BT0l2，所以磁感应强度 B0＝2lT2 PR，A 错误； 由 P＝14I2R 可得线框中感应电流为 I＝2 PR，B 正确； cd边电阻等于ab边电阻，且两边流过的电流相等，因此发热功率相等，C正确； 由楞次定律可知，线框中感应电流方向为adcba方向，磁场中线框部分为等效 电源，因此a端电势比b端电势低，D错误.
√C.若所加磁场反向，圆盘将加速转动
D.若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动
图3
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5.(2019·北京101中学高二期末)如图4甲所示，一理想变压器原、副线圈匝数之
比为55∶6，其原线圈两端接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈通过电流表
下运动的距离为x时达到最大速度，重力加速度为g，则下列说法正确的是
√A.金属杆运动的最大速度为mB2gdR2
B.金属杆从静止释放至达到最大速度过程中，通过电阻 R
的电荷量为BRdx
C.金属杆从静止释放至达到最大速度过程中，电阻 R 上产
图11
生的热量为m2gx－m23Bg42dR42
√D.金属杆运动的最大加速度为g2
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解析 金属杆刚刚释放时只受重力和支持力，此时加速度最大，由 mgsin 30°＝