1、模块综合试卷(二)一、单项选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1.正三角形金属框架ABC边长为a，将其放置在水平绝缘桌面上，俯视图如图1所示.现施加竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场，将AC接入电路，图中电流表示数为I，电流方向如图，金属框架静止.则A.金属框架所受的安培力为0B.金属框架所受摩擦力大小为BIaC.金属框架所受摩擦力方向水平向左D.若增大磁感应强度B，金属框架一定静止123456789 101112131415 161718图图1增大磁感应强度B，安培力增大，若安培力增大到大于最大静摩擦力，线框就要开始运动，故D错误.
2、123456789 101112131415 1617182.(2019中山市期末)电流i随时间t变化的图像如图2所示，该电流的周期和有效值分别是123456789 101112131514161718解析由题图可知，电流的周期为3103 s；图图23.如图3所示，圆形线圈在匀强磁场中绕轴O1O2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 ，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123456789 101112131514161718图图3123456789 101112131514161718解析从线圈平面与磁
3、场方向垂直时开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为eEmsin t，4.(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556，其原线圈两端接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈通过电流表与负载电阻R相连.若交流电压表和交流电流表都是理想电表，则下列说法中正确的是A.变压器输入电压的最大值是220 VB.若电流表的示数为 0.5 A，则变压 器的输入功率是12 WC.原线圈输入的正弦交变电流的频率是100 HzD.电压表的示数是24 V123456789 101112131514161718图图4123456789 101112131514161718若电流表的示数为
4、0.5 A，变压器的输入功率P入P出UI240.5 W12 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T0.02 s，5.(2019启东中学期中)如图5所示，A、B是两个完全相同的灯泡，D是理想二极管，L是带铁芯的线圈，其直流电阻忽略不计.下列说法正确的是A.S闭合瞬间，A先亮B.S闭合瞬间，A、B同时亮C.S断开瞬间，B逐渐熄灭D.S断开瞬间，A闪亮一下，然后逐渐熄灭123456789 101112131514161718图图56.(2020山西省实验中学期中)如图6所示，两块水平放置的金属板间距离为d，用导线、开关K与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的均匀变化
5、的磁场B中.两板间放一台小型压力传感器，压力传感器上表面绝缘，在其上表面静止放置一个质量为m、电荷量为q的带正电小球.K没有闭合时传感器有示数，K闭合时传感器示数变为原来的一半.重力加速度为g，则线圈中磁场B的变化情况和磁通量变化率分别为123456789 101112131514161718图图6解析开关闭合时，根据平衡条件：qEFNmg，123456789 101112131514161718小球带正电，可知上极板带负电，下极板带正电，根据楞次定律可知，磁场正在增强，故B正确，A、C、D错误.7.(2020张家口市高二期末)如图7所示，两平行金属板P、Q水平放置，上极板带正电，下极板带负电
6、，板间存在匀强电场和匀强磁场(图中未画出)，一个带电粒子在两平行板间做匀速直线运动后，从O点垂直进入另一个垂直纸面向外的匀强磁场中，粒子做匀速圆周运动，最后打在挡板MN上的A点，不计粒子重力.下列说法正确的是A.此粒子一定带负电B.P、Q间的磁场一定垂直于纸面向外C.若另一个带电粒子在磁场中也能沿 相同的轨迹运动，则它一定与该粒子具有相同的比荷D.若另一个带电粒子在P、Q间也能做匀速直线运动， 则它一定与该粒子具有相同的比荷123456789 101112131514161718图图7123456789 101112131514161718解析粒子在磁场中做匀速圆周运动，粒子向下偏转，粒子刚进
7、入MN右侧磁场时所受洛伦兹力竖直向下，应用左手定则可知，粒子带正电，故A错误；粒子在复合场中做匀速直线运动，粒子所受合力为零，粒子所受电场力竖直向下，则粒子所受洛伦兹力竖直向上，由左手定则可知，P、Q间的磁场垂直于纸面向里，故B错误；123456789 101112131514161718由于粒子匀速通过P、Q间的复合场，则粒子速度v相同，粒子运动轨迹相同，则粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径r相同，则粒子的比荷相同，故C正确.8.如图8甲所示，矩形导线框abcd固定在变化的磁场中，产生了感应电流(电流方向沿abcda为正方向).若规定垂直纸面向里的方向为磁场的正方向，能够产生如图乙所示电流
8、的磁场为123456789 101112131514161718图图8解析由题图乙可知，0t1内，线框中电流的大小与方向都不变，根据法拉第电磁感应定律可知，线框中磁通量的变化率不变，故0t1内磁感应强度与时间的关系图线是一条倾斜的直线，A、B错；123456789 101112131514161718又由于0t1时间内电流的方向为正，即沿abcda方向，由楞次定律可知，电路中感应电流的磁场方向垂直纸面向里，故0t1内原磁场垂直纸面向里减小或垂直纸面向外增大，C错，D对.二、多项选择题(本题4小题，每小题4分，共16分.在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求.全部选对的得4分，选对但不全的
9、得2分，有选错的得0分)9.如图9所示的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，R和L之间用挡板(未画出)隔开，LED为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R与LED间距不变，下列说法中正确的是A.当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大B.当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小C.当滑动触头P向右移动时，L消耗的功率减小D.无论怎样移动滑动触头P，L消耗的功率都不变123456789 101112131514161718图图9123456789 101112131514161718解析滑动触头P左移，滑动变阻器接入电路的电阻减小，流过二极管的电流增大，从而发光增强，使光敏
10、电阻R的阻值减小，流过灯泡的电流增大，L消耗的功率增大.同理，当滑动触头P向右移动时，L消耗的功率减小.10.(2019昆明市官渡一中期中)如图10甲，螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场，以图中箭头所示方向为其正方向.螺线管与导线框abcd相连，导线框内有一小金属圆环L，圆环与导线框在同一平面内.当螺线管内的磁感应强度B随时间按图乙所示变化时A.在t1t2时间内，L有收缩趋势B.在t2t3时间内，L有扩张趋势C.在t2t3时间内，L内有逆时针 方向的感应电流D.在t3t4时间内，L内有顺时针方向的感应电流123456789 101112131514161718图图10123456789 101
11、112131514161718解析在t1t2时间内，外加磁场的磁感应强度增大且图线斜率在增大，则在导线框中产生顺时针方向且大小增加的电流，该电流激发的磁场通过圆环，在圆环内产生感应电流，据“增缩减扩”可以判定圆环有收缩趋势，故选项A正确；在t2t3时间内，外加磁场均匀变化，在导线框中产生稳定电流，该电流激发出稳定磁场，该磁场通过圆环时，圆环中没有感应电流，故选项B、C错误；123456789 101112131514161718在t3t4时间内，外加磁场方向向下且减小，又知图线斜率也减小，在导线框中产生顺时针方向减小的电流，该电流激发出向内减小的磁场，则圆环内产生顺时针方向的电流，故选项D正确
12、.11.(2020莱西一中、高密一中、枣庄三中联考)如图11所示，在x轴上方第一象限内存在垂直纸面向里的匀强磁场，x轴下方存在沿y轴正方向的匀强电场.a、b两个重力不计的带电粒子分别从电场中的同一点P由静止释放后，经电场加速从M点射入磁场并在磁场中发生偏转.最后从y轴离开磁场时，速度大小分别为v1和v2，v1的方向与y轴垂直，v2的方向与y轴正方向成60.a、b两粒子在磁场中运动的时间分别记为t1和t2，则以下比值正确的是A.v1v221 B.v1v212C.t1t232 D.t1t238123456789 101112131514161718图图11123456789 10111213151
13、4161718粒子在磁场中运动时，其轨迹如图，a粒子的圆心为O，b粒子的圆心为O，根据几何知识可知，R2sin 30R1R2，则R1R212， 123456789 101112131514161718将代入中可得v1v221，故A正确，B错误.123456789 101112131514161718图图1212.(2020山东模拟)空间有磁感应强度为B的有界匀强磁场区域，磁场方向如图12所示，有一边长为L、电阻为R、粗细均匀的正方形金属线框abcd置于匀强磁场区域中，ab边与磁场的右边界平行，若金属线框在外力作用下以速度v向右匀速运动，下列说法正确的是123456789 10111213151
14、4161718123456789 101112131514161718三、非选择题(本题6小题，共52分)13.(5分)(2020北师联盟模拟)如图13为研究电磁感应现象的实验装置，部分导线已连接.(1)用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好；123456789 101112131514161718图图13答案见解析图解析将电源、开关、滑动变阻器、原线圈串联成一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱，再将电流计与副线圈串联成另一个回路，电路图所图所示.123456789 101112131514161718(2)在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么闭合开关后可能出现的情况有
15、：将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将_.原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向右拉时，灵敏电流计指针将_；断开开关时，灵敏电流计指针将_.(均选填“向右偏”“向左偏”或“不偏转”)123456789 101112131514161718向右偏向左偏向左偏解析在闭合开关时，穿过线圈的磁通量增大，灵敏电流计的指针向右偏转；将原线圈迅速插入副线圈时，穿过线圈的磁通量增加，灵敏电流计指针将向右偏.原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向右拉时，线圈中的电流减小，穿过线圈的磁通量减小，灵敏电流计指针将向左偏.断开开关时，线圈中的电流减小，穿过线圈的磁通量减小，灵敏电流计指针将左偏.1234
16、56789 10111213151416171814.(6分)如图14所示，线圈L的电感为25 mH，电阻为零，电容器C的电容为40 F，灯泡D的规格是“4 V2 W”.开关S闭合后，灯泡正常发光，S断开后，LC中产生振荡电流.若从S断开开始计时，求：123456789 101112131514161718图图14答案正电荷解析S断开后，LC中产生振荡电流，123456789 101112131514161718(2)当t103 s时，LC回路中的电流大小.123456789 101112131514161718答案0.5 A解析开关S闭合后，灯泡正常发光时电路中的电流LC回路中的电流达到反向
17、最大，即I0.5 A. (1分)15.(9分)(2019武汉二中期末)如图15甲为手机无线充电工作原理示意图，它由送电线圈和受电线圈组成.已知受电线圈的匝数为N50，电阻r1.0 ，在它的c、d两端接阻值R9.0 的电阻.设受电线圈内存在与线圈平面垂直的磁场，其磁通量随时间的变化规律如图乙所示，可在受电线圈中产生正弦式交变电流.求：123456789 101112131514161718图图15(1)在一个周期内，阻值为R的电阻上产生的焦耳热；(结果保留两位有效数字)答案5.7102 J123456789 101112131514161718解析由题图乙知T103 s，受电线圈中产生的电动势最
18、大值为受电线圈中产生的感应电流的最大值为在一个周期内电阻R上产生的焦耳热为QI2RT5.7102 J (1分)123456789 101112131514161718(2)从t1到t2时间内，通过阻值为R的电阻的电荷量.答案2.0103 C123456789 101112131514161718由题图乙可知，在t1t2时间内，|4.0104 Wb (1分)16.(10分)(2019哈尔滨市第三中学期中)一台小型发电机的最大输出功率为100 kW，发电机输出电压恒为500 V，现用总电阻为10 的输电线向远处的用电单位输电，在发电机以最大输出功率工作时，若输电线上的损失功率为发电机输出功率的4%
19、，(1)求所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比；123456789 101112131514161718123456789 101112131514161718由于输电线上损失的功率为发电机输出功率的4%，由P损I22R，P损4%P (1分)123456789 101112131514161718(2)如果用户用电器的额定电压为220 V，求所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比；输电线上损耗的电压为U损I2R2010 V200 V，降压变压器原线圈的电压为U3U2U损5 000 V200 V4 800 V(1分)123456789 101112131514161718(3)在保持输电线的电
20、阻以及升压、降压变压器各自匝数比不变的前提下，如果用电单位的电路中总电流为96 A，求此时输电线上损失的电压.答案44 V解析如果用电单位的电路中总电流为96 A，则输电线上的电流为则此时输电线上损失的电压为U损I2R44 V. (1分)123456789 10111213151416171817.(10分)如图16甲所示，间距为L的足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ放置在绝缘水平桌面上，M、P间接有电阻R0，导体棒ab垂直放置在导轨上，且与导轨接触良好.导轨间直径为L的圆形区域内有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B的大小随时间t变化的规律如图乙所示，导体棒和导轨的电阻不计，导体棒ab静止.求：
21、图图16(1)在0t0时间内，回路中的感应电动势E；123456789 101112131514161718123456789 101112131514161718(2)在0t0时间内，电阻R0产生的热量Q；解析在0t0时间内，123456789 101112131514161718(3)若从tt0时刻开始，导体棒始终以速度v向右匀速运动，则导体棒通过圆形区域过程中，导体棒所受安培力F的最大值.123456789 101112131514161718解析导体棒进入圆形磁场区域，保持匀速直线运动状态，当有效切割长度为L时，安培力最大，导体棒受到的安培力最大值FmB0IL， (1分)电动势EB0L
22、v， (1分)123456789 10111213151416171818.(12分)(2020青岛十七中模拟)如图17所示，在平面坐标系xOy的第象限内有M、N两个平行金属板，板间电压为U，在第象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，在第、象限内存在垂直坐标平面向里的匀强磁场.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子(不计粒子重力)从靠近M板的S点由静止释放后，经N板上的小孔穿出，从y轴上的A点(yAL)沿x轴负方向射入电场，从x轴上的C点(xC2L)离开电场，经磁场偏转后恰好从坐标原点O处再次进入电场.求：图图17(1)粒子运动到A点的速度大小；123456789 101112131514161718解析设粒子运动到A点的速度大小为v0，粒子在MN板间加速的过程，由动能定理得123456789 101112131514161718(2)电场强度E和磁感应强度B的大小.123456789 101112131514161718解析粒子在第象限的匀强电场中做类平抛运动，设运动时间为t，则沿x轴方向有2Lv0t (1分)根据牛顿第二定律有qEma (1分)设粒子离开电场时速度大小为v，与x轴负方向的夹角为，123456789 101112131514161718设粒子在磁场中做圆周运动的半径为R，画出粒子的运动轨迹如图，由几何关系有2Rsin 2L (1分)
