鲁科版物理同步习题：选修3-2

第四模块 选修3—2 第九章 电磁感应

第一单元 电磁感应现象 楞次定律 第二单元 法拉第电磁感应定律 自感 第三单元 电磁感应规律的综合应用 章末综合检测

第十章 交变电流 传感器

第一单元 交变电流的产生及描述 第二单元 变压器 电能的输送 第三单元 传感器的原理及应用 第四单元 实验：传感器的简单使用 章末综合检测

第四模块 第9章 第1单元

一、选择题

1．(2008年海南卷)一航天飞机下有一细金属杆，杆指向地心．若仅考虑地磁场的影响，则当航天飞机位于赤道上空

( )

A．由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下 B．由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下

C．沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由下向上

D．沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时，金属杆中一定没有感应电动势

图18

2．如图19所示，在平面上有两条相互垂直且彼此绝缘的长通电直导线，以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系．四个相同的闭合圆形线圈在四个象限中完全对称放置，两条导线中电流大小与变化情况相同，电流方向如图所示，当两条导线中的电流都开始增大时，四个线圈a、b、c、d中感应电流的情况是

( )

图19 图20

A．线圈a中无感应电流 B．线圈b中无感应电流

C．线圈c中有顺时针方向的感应电流 D．线圈d中有逆时针方向的感应电流

图21

3．如图21所示，虚线a′b′c′d′内为一匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，矩形闭合金属线框abcd以一定的速度沿光滑绝缘水平面向磁场区域运动．下图所给出的是金属框的四个可能达到的位置，则金属框的速度不可能为零的位置是

条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时，下列判断正确的是

4．如图22所示，水平桌面上放有一个闭合铝环，在铝环轴线上方有一个条形磁铁．当

图22

( )

A．铝环有收缩趋势，对桌面压力减小 B．铝环有收缩趋势，对桌面压力增大 C．铝环有扩张趋势，对桌面压力减小 D．铝环有扩张趋势，对桌面压力增大

5．(2008年四川卷)在沿水平方向的匀强磁场中，有一圆形金属线圈可绕沿其直径的竖直轴自由转动．开始时线圈静止，线圈平面与磁场方向既不平行也不垂直，所成的锐角为α.在磁场开始增强后的一个极短时间内，线圈平面

( )

A．维持不动

B．将向使α减小的方向转动 C．将向使α增大的方向转动

D．将转动，因不知磁场方向，不能确定α会增大还是会减小

图23

6．(2010年福建模拟)如图23所示为两个同心闭合线圈的俯视图，若内线圈通有图示方向的电流I1，则当I1增大时，外线圈中的感应电流I2的方向及I2受到的安培力F的方向分别是

( )

A．I2顺时针方向，F沿半径指向圆心 B．I2顺时针方向，F沿半径背离圆心向外 C．I2逆时针方向，F沿半径指向圆心 D．I2逆时针方向，F沿半径背离圆心向外

7．如图24所示，MN、GH为平行导轨，AB、CD为跨在导轨上的两根杆，导轨和横杆均为导体，有匀强磁场垂直于导轨所在的平面，方向如图24所示．用I表示回路中的电流，则

( )

A．当AB不动而CD向右滑动时，I≠0且沿顺时针方向 B．当AB向左、CD向右滑动且速度相等时，I＝0 C．当AB、CD都向右滑动且速度相等时，I＝0

D．当AB、CD都向右滑动，且AB速度大于CD时，I≠0，且沿逆时针方向

图24

8．如图25所示，一闭合的金属环从静止开始由高处下落通过条形磁铁后继续下落，空气阻力不计，则在圆环下落的运动过程中，下列说法正确的是

( )

图25

A．在磁铁的上方时，圆环的加速度小于g，在下方大于g

B．在磁铁的上方时，圆环的加速度小于g，在圆环下方时也小于g C．圆环在磁铁的上方时，加速度小于g，在下方时等于g D．圆环在磁铁的上方时，加速度大于g，在下方时小于g

9．如图26所示，处于匀强磁场中的平行金属导轨跟大线圈P相接，导轨上放一导线ab，大线圈P内有同圆心的闭合小线圈M，要使M中产生顺时针方向的感应电流，则导线ab的运动是

( )

A．匀速向右运动 C．减速向右运动

B．加速向右运动 D．加速向左运动

图26

10．如图27所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈均与传送带以相同的速度匀速运动．为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带，线圈进入磁场前等距离排列，穿过磁场后根据线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈，通过观察图形，判断下列说法正确的是

( )

图27

A．若线圈闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动 B．若线圈不闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动 C．从图中可以看出，第2个线圈是不合格线圈 D．从图中可以看出，第3个线圈是不合格线圈

(1)村民和村办小企业需要220 V电压时，所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少？(不计变压器的损耗)

(2)若不用变压器而由发电机直接输送，村民和村办小企业得到的电压和功率是多少？

17．传感器有很多种，包括力学传感器、电学传感器等．它们在我们日常生活中的用途越来越大，越来越重要．某老师想制作一个电子控制电路，找到了一个旧传感器，如图16所示为检测该传感器的电路图．传感器上标有“3 V 0.9 W”的字样(传感器可看做一个纯电阻)，滑动变阻器R0上标有“10 Ω 1 A”的字样，电流表的量程为0.6 A，电压表的量程为3 V.

图16

(1)根据传感器上的标注图16，计算该传感器的电阻和额定电流．

(2)若电路各元件均完好，检测时，为了确保电路各部分的安全，在a、b之间所加的电源电压最大值是多少？

(3)根据技术资料可知，如果传感器的电阻变化超过1 Ω，则该传感器就失去了作用．实际检测时，将一个电压恒定的电源加在图中a、b之间(该电源电压小于上述所求电压的最大值)，闭合开关S，通过调节R0来改变电路中的电流和R0两端的电压．检测记录如下：

第一次 第二次 电压表示数U/V 1.48 0.91 电流表示数I/A 0.16 0.22 若不计检测电路对传感器电阻的影响，通过计算分析，你认为这个传感器是否仍可使用？此时a、b间所加的电压是多少？

B．初级线圈和次级线圈的匝数比为5∶1 C．电流表A2的示数为1.0 A D．电流表A2的示数为0.4 A

5．某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图3所示．如果其他条件不变，仅使线圈的转速变为原来的一半，则交流电动势的最大值和周期分别变为

( )

图3

A．200 V,0.08 s C．50 V,0.08 s

B．25 V,0.04 s D．50 V,0.04 s

6．全自动洗衣机中的排水阀是由程序控制器控制其动作的，当进行排水和脱水工序时，控制铁芯1的线圈通电，使铁芯2运动，从而牵引排水阀的阀门，排除污水(如图4所示)．以下说法中正确的是

( )

图4

A．若输入的控制电流由a流入，由b流出，则铁芯2中A端为N极，B端为S极 B．若输入的控制电流由a流入，由b流出，则铁芯2中A端为S极，B端为N极 C．若a、b处输入交变电流，铁芯2不能被吸入线圈中 D．若a、b处输入交变电流，铁芯2仍能被吸入线圈中

7．某理想变压器原、副线圈的匝数比为55∶9，原线圈所接电源电压按图5所示规律变化，副线圈接有一灯泡，此时灯泡消耗的功率为40 W，则下列判断正确的是

( )

图5

A．副线圈两端输出的电压为362 V B．原线圈中电流表的示数约为0.18 A C．变压器的输入、输出功率之比为55∶9

D．原线圈两端电压的瞬时值表达式为u＝220sin100πt V

8．在如图6所示的(a)(b)两电路中，当a、b端与e、f两端分别加上220 V的交流电压时，测得c、d间与g、h间的电压均为110 V，若分别在c、d和g、h两端加上110 V的交流电压，则a、b间与e、f间的电压分别为

( )

A．220 V,220 V C．110 V,110 V

B．220 V,110 V D．220 V,0 V

图6

9．面积为S的两个完全相同的单匝金属线圈分别放置在如图7甲、乙所示的磁场中．甲图中有磁感应强度为B0的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T绕OO′轴做匀速转动；乙图2π

中的磁场的变化规律为B＝B0cost，从图示时刻(t＝0时刻)起计时，则

T

( )

2π

A．两线圈中的磁通量变化规律均为Φ＝B0Scost

TB．两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同 C．两线圈中产生的交变电流的有效值不同

D．从此刻起，T/4时间内流过线圈截面的电荷量相同

图7

10．如图8所示，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻，开关S是闭合的．○V1和○V2为理想电压表，读数分别为U1和U2；○A1、○A2和○A3为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3，现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的是

( )

图8

A．U2变小、I3变小 C．I1变小、I2变小

B．U2不变、I3变大 D．I1变大、I2变大

11．一个闭合的矩形线圈放在匀强磁场中匀速转动，角速度为ω时，线圈中产生的交变电动势的最大值为E0，周期为T0，外力提供的功率为P0.若使线圈转动的角速度变为2ω，线圈中产生的交变电动势的最大值为E，周期为T，外力提供的功率为P.则E、T和P的大小为

( )

1

A．E＝2E0，T＝T0，P＝2P0

21

B．E＝E0，T＝T0，P＝2P0

2C．E＝2E0，T＝T0，P＝2P0 1

D．E＝2E0，T＝T0，P＝4P0

2

二、填空、实验题(2小题，共计15分)

图9

12．(2009年天津卷)如图9所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R.线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度π

ω匀速转动，线框中感应电流的有效值I＝__________.线框从中性面开始转过的过程中，2通过导线横截面的电荷量q＝__________.

13．(2009年山东卷)为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统．光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx)．某光敏电阻Rp在不同照度下的阻值如下表：

照度(lx) 电阻(kΩ) 0.2 75 0.4 40 0.6 28 0.8 23 1.0 20 1.2 18 ①根据表中数据，请在给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点．

图10

②如图10所示，当1、2两端所加电压上升至2 V时，控制开关自动启动照明系统，请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0(lx)时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图．(不考虑控制开关对所设计电路的影响)

提供的器材如下：

光敏电阻Rp(符号，阻值见上表)； 直流电源E(电动势3 V，内阻不计)；

定值电阻：R1＝10 kΩ，R2＝20 kΩ，R3＝40 kΩ(限选其中之一并在图中标出)； 开关S及导线若干．

三、计算题(本题包括4小题，共41分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．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)

14．如图12所示，圆形线圈共100匝，半径为r＝0.1 m，在匀强磁场中绕过直径的轴OO′匀速转动，磁感应强度B＝0.1 T，角速度为ω＝300

rad/s，电阻为R＝10 Ω，求： π

图12

(1)线圈由图示位置转过90°时，线圈中的感应电流为多大？

(2)写出线圈中电流的表达式(磁场方向如图12所示，图示位置为t＝0时刻)．

15．如图13所示是一种自行车上照明用的车头灯发电机的结构示意图，转轴的一端装有一对随轴转动的磁极，另一端装有摩擦小轮．电枢线圈绕在固定的U形铁芯上，自行车车轮转动时，通过摩擦小轮带动磁极转动，使线圈中产生正弦交变电流，给车头灯供电．已知自行车车轮半径r＝35 cm，摩擦小轮半径r0＝1.00 cm，线圈有n＝800匝，线圈框横截面积S＝20 cm2，总电阻R1＝40 Ω.旋转磁极的磁感应强度B＝0.010 T，车头灯电阻R2＝10 Ω.当车轮转动的线速度ω＝8 rad/s时求：

(1)发电机磁极转动的角速度． (2)车头灯中电流的有效值．

图13

16．某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站，发电机输出功率为9 kW，输出电压为500 V，输电线的总电阻为10 Ω，允许线路损耗的功率为输出功率的4%，求：

(1)村民和村办小企业需要220 V电压时，所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少？(不计变压器的损耗)

(2)若不用变压器而由发电机直接输送，村民和村办小企业得到的电压和功率是多少？

17．传感器有很多种，包括力学传感器、电学传感器等．它们在我们日常生活中的用途越来越大，越来越重要．某老师想制作一个电子控制电路，找到了一个旧传感器，如图16所示为检测该传感器的电路图．传感器上标有“3 V 0.9 W”的字样(传感器可看做一个纯电阻)，滑动变阻器R0上标有“10 Ω 1 A”的字样，电流表的量程为0.6 A，电压表的量程为3 V.

图16

(1)根据传感器上的标注图16，计算该传感器的电阻和额定电流．

(2)若电路各元件均完好，检测时，为了确保电路各部分的安全，在a、b之间所加的电源电压最大值是多少？

(3)根据技术资料可知，如果传感器的电阻变化超过1 Ω，则该传感器就失去了作用．实际检测时，将一个电压恒定的电源加在图中a、b之间(该电源电压小于上述所求电压的最大值)，闭合开关S，通过调节R0来改变电路中的电流和R0两端的电压．检测记录如下：

第一次 第二次 电压表示数U/V 1.48 0.91 电流表示数I/A 0.16 0.22 若不计检测电路对传感器电阻的影响，通过计算分析，你认为这个传感器是否仍可使用？此时a、b间所加的电压是多少？

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/0c6f.html