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1、模块综合检测一、选择题1下列说法正确的是()A交变电流在一个周期内电流方向改变两次B交变电流的有效值总是峰值的 倍C交变电流的有效值表示其产生的平均效果，所以有效值与平均值相同D交变电流的峰值可能等于其有效值解析：只有正弦式交变电流的有效值等于峰值的，故B错；交变电流的有效值与平均值不同，前者由电流的热效应求，而后者由法拉第电磁感应定律解决，C错对于方形波其有效值与峰值相等，故D正确由交变电流的周期性可知A正确答案：AD2如图所示，A为通电线圈，电流方向如图所示，B、C为与A在同一平面内的两同心圆，B、C分别为通过两圆面的磁通量的大小，下列判断正确的是()A穿过两圆面的磁通量方向是垂直纸面向外
2、B穿过两圆面的磁通量方向是垂直纸面向里CBCDBC解析：通电线圈A产生的磁场，在B，C内的磁能量有向里的，也有向外的，但向外的多，因此两线圈的合磁通量均向外；对于两线圈B，C来说，向外的一样多，向里的C比B多，合磁通量B大，即BC.答案：AC3如图所示，“U”形金属框架固定在水平面上，金属杆ab与框架间无摩擦整个装置处于竖直方向的磁场中若因磁场的变化，使杆ab向右运动，则磁感应强度()A方向向下并减小B方向向下并增大C方向向上并增大 D方向向上并减小解析：因磁场变化，发生电磁感应现象，杆ab中有感应电流产生，而使杆ab受到磁场力的作用，并发生向右运动而ab向右运动，使得闭合回路中磁通量有增加的
3、趋势，说明原磁场的磁通量必定减弱，即磁感应强度正在减小，与方向向上、向下无关答案：AD4一个电热器接在10 V的直流电源上，在时间t内产生的焦耳热为Q，今将该电热器接在一个正弦交流电源上，它在时间2t内产生的焦耳热为Q，则这一交流电源的交流电压的最大值和有效值分别是()A最大值是10 V，有效值是10 VB最大值是10 V，有效值是5 VC最大值是5 V，有效值是5 VD最大值是20 V，有效值是10 V答案：B5如图所示，理想变压器原线圈两端M、N接高压，降压后通过输电线(有一定电阻)接用电器，A、V是交流电表，原先S闭合，现将S断开，则()AV示数增大，A示数增大，R1功率增大BV示数增大
4、，A示数减小，R1功率增大CV示数减小，A示数减小，R1功率减小DV示数减小，A示数增大，R1功率减小解析：当S断开时，副线圈电路中总电阻增大，总电流减小，故导线上分压U线I2R线减小，V示数增大由变流比知，因I2减小，故I1即A示数减小，R1功率P1增大，故B选项正确答案：B6如图所示，一条形磁铁，从静止开始穿过采用双线绕成的闭合线圈，条形磁铁在穿过线圈的过程中可能做()A减速运动B匀速运动C自由落体运动 D非匀变速运动解析：双线绕法的线圈内部磁通量始终为0，绕线中无感应电流，磁铁下落时只受重力，故磁铁在线圈中做自由落体运动答案：C7如图所示质量为m、边长为L的正方形线框从某一高度自由落下后
5、，通过一高度也为L的匀强磁场区域，则线框通过磁场过程中产生的焦耳热()A可能大于2mgLB可能等于2mgLC可能小于2mgLD可能为零解析：因磁场的宽度也是L，则线框在下落时总是只有一条边在切割磁感线，当线框在磁场中做匀速运动时，由能量转化守恒知，动能不变，重力势能全部转化为热能，即为2mgL；若线框通过磁场过程中所受的安培阻力大于重力，则线框做减速运动，动能有一部分转化为热能，则生热大于2mgL；若线框通过磁场过程中，所受安培阻力小于重力，则线框做加速运动，重力势能部分转化为动能，则生热小于2mgL.答案：ABC8如图所示，A是硬橡胶圆环，B是一根可以运动的垂直纸面的通电直导线，电流方向如图
6、所示，用毛皮摩擦A环，并使它按图示方向转动，在开始转动的瞬间，导线B的运动方向是()A平行纸面向上 B平行纸面向下C平行纸面向左 D平行纸面向右解析：毛皮摩擦过的橡胶圆环带负电，A环如题图所示方向旋转相当于顺时针方向的环形电流根据右手螺旋定则，穿过右侧环中的磁通量为垂直纸面向外，右侧环中感应电流的方向根据楞次定律得为顺时针方向，感应电流流过螺线管，使螺线管的磁场右边为N极，左边为S极导线B所在处的磁场方向向左，根据左手定则，B受安培力方向向上答案：A9如图所示，交流发电机的矩形线圈边长abcd0.4 m，adbc0.2 m，线圈匝数N100，电阻r1 ，线圈在磁感应强度B0.2 T的匀强磁场中
7、绕垂直于磁场的轴以100 rad/s的角速度匀速转动，外接电阻R9 ，以图示时刻开始计时，则()A电动势瞬时值e160sin(100t) VBt0时线圈中磁通量变化率最大Ct s时线圈中感应电动势最小D交变电流的有效值是8 A解析：在题图所示位置时，产生的感应电动势最大，EmNBS160 V，e160cos(100t) V，A、C错误，B正确电动势的有效值是E V，所以交变电流的有效值是I8，A，D是正确的答案：BC10如图所示，在边长为a的等边三角形区域内有匀强磁场B，其方向垂直纸面向外一个边长也为a的等边三角形导线框架EFG正好与上述磁场区域的边界重合，并以周期T绕其中心O点在纸面内匀速转
8、动于是框架EFG产生感应电动势，经线框转到图中虚线位置，则在时间内()A平均感应电动势大小等于 B平均感应电动势大小等于 C顺时针方向转动时感应电流方向为EGFED逆时针方向转动时感应电流方向为EFGE解析：求出面积的改变量S3，所以E.故A正确因为转动后，面积变小，磁通量变小，产生的感应电流的作用效果阻碍这一变化，根据右手定则，电流方向应为逆时针，由EFGE.故选A、D答案：AD11竖直放置的平行光滑导轨，其电阻不计，磁场方向如图所示，磁感应强度B0.5 T，导体杆ab和cd在磁场中的长度均为0.2 m，电阻均为0.1 ，所受重力均为0.1 N现在用力向上推导体杆ab，使之匀速上升(与导轨接
9、触始终良好)，此时杆cd恰好静止不动，ab上升时下列说法正确的是()Aab受到的推力大小为2 NBab向上的速度为2 m/sC在2 s内，推力做功转化的电能是0.4 JD在2 s内，推力做功为0.6 J解析：以ab、cd为整体可知向上的推力F2mg0.2 N，对cd可得BILmg，所以I A1 A，ab运动速度为v，BlvI2R，所以v m/s2 m/s,2 s内转化的电能W电I22Rt0.4 J,2 s内推力做的功WFFvt0.8 J.答案：BC二、非选择题12一有界匀强磁场区域如图所示，质量为m，电阻为R，半径为r的圆形线圈一半在磁场内，一半在磁场外，t0时磁感应强度为B，以后均匀减小直至
10、为零磁感应强度的变化率为一常数k，线圈中产生感应电流，在磁场力作用下运动，不考虑重力影响求：(1)t0时刻线圈的加速度(2)线圈最后做匀速直线运动时回路中的电功率解析：(1)由法拉第电磁感应定律ES，又Sr2，k.由闭合电路的欧姆定律I，由安培力公式FBI2r，由牛顿第二定律a，由以上各式得a.(2)线圈做匀速直线运动，有三种可能：线圈没有全部进入磁场，磁场消失，所以以后没有感应电流，回路电功率P0.线圈全部进入磁场，磁场没有消失，尽管有感应电流，但所受合力为零，同样做匀速直线运动，电功率P.结合(1)中的E的求法可知Ekr2.解得P.在上面的前提下，等到磁场消失后，电功率P0.答案：(1)(
11、2)0或或013一个旋转线框abcd，线圈旋转时始终在匀强磁场中，电阻不计，abcd0.5 m，bc1 m，将其置于水平向左的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B6 T线框与理想变压器原线圈连接，变压器原、副线圈匝数比为1001，副线圈接入一只“3 V,1.5 W”的小灯泡，如图所示，当abcd线圈绕竖直轴OO匀速转动时，小灯泡恰好正常发光，求：(1)交流电压表V的示数？(2)线框abcd转动的角速度多大？解析：(1)因为所以U1U23 V300 V(2)因为UmU1，UmBbcab所以 rad/s100 rad/s答案：(1)300 V(2)100 rad/s14如图，一直导体棒质量为m、长为l、
12、电阻为r，其两端放在位于水平面内间距也为l的光滑平行导轨上，并与之密接；棒左侧两导轨之间连接一可控制的负载电阻(图中未画出)；导轨置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨所在平面开始时，给导体棒一个平行于导轨的初速度v0.在棒的运动速度由v0减小至v1的过程中，通过控制负载电阻的阻值使棒中的电流强度I保持恒定导体棒一直在磁场中运动若不计导轨电阻，求此过程中导体棒上感应电动势的平均值和负载电阻上消耗的平均功率解析：导体棒所受的安培力为FlIB该力大小不变，导体棒做匀减速运动，因此在导体棒的速度从v0减小到v1的过程中，平均速度为(v0v1)当棒的速度为v时，感应电动势的大小为El
13、vB棒中的平均感应电动势为lB由式得Bl(v0v1)导体棒中消耗的热功率为P1I2r负载电阻上消耗的平均功率为IP1由式得l(v0v1)BII2r答案：Bl(v0v1)l(v0v1)BII2r15如图所示，MN、PQ为平行光滑导轨，其电阻忽略不计，与水平面成30角固定N、Q间接一电阻R10 ，M、P端与电池组和开关组成回路，电源电动势E6 V，内阻r1.0 ，导轨所在区域加有与两导轨所在平面垂直的匀强磁场现将一根质量m10 g，电阻R10 的金属导线ab置于导轨上，并保持导线水平已知导轨间距L0.1 m，当开关S闭合后导轨ab恰静止不动(1)试计算磁感应强度B的大小(2)若某时刻将开关S断开，求导线ab能达到的最大速度(设导轨足够长)解析：(1)导线ab两端电压为UE6 V5 V导线ab中的电流I0.5 A导线ab受力如图所示，由平衡条件得F安BILmgsin 30解得B，代入数据，得B1 T.(2)开关S断开后，导线ab由静止开始加速下滑，当速度为v时，产生的感应电动势为EBLv导线ab中的感应电流I导线ab所受的安培力F安BIL当导线ab达到最大速度时，mgsin 30解得vm，代入数据解得vm100 m/s.答案：(1)1 T(2)100 m/s7
