第十一章 模块知识整合与综合检测(选修3-2)

第十一章 模块知识整合与综合检测(选修3-2)内容摘要：

1、迁移应用能力大提升(时间：50 分钟，满分：100 分)一、单项选择题（本题共 4 小题，每小题 5 分，共 20 分。 在每小题给出的四个选项中只有一个选项符合题意）1如图 1 所示，正方形闭合导线框处在磁感应强度恒定的匀强磁场中，C、E 、D 、甲中的导线框绕 E 点转动，图乙中的导线框向右平动，磁场足够大。 下列判断正确的是( )图 1A图甲线框中有感应电流产生， C 点电势比 D 点低B图甲线框中无感应电流产生，C 、D 两点电势相等C图乙线框中有感应电流产生， C 点电势比 D 点低D图乙线框中无感应电流产生， C、D 两点电势相等解析：两导线框在运动中都无磁通量的变化线框中都无感应电流 2、产生，A、C 错误。 图甲中 C、D 两点绕 E 点转动时切割磁感线的有效长度相同，旋转方向一致，故 向相同，B 正确。 图乙中 边切割磁感线产生的电动势相当于两电源，端相当于电源正极、端相当于电源负极，故 C 点电势高于 D 点电势，D 错误。 答案：图 2 所示电路，已知灯炮 a、R 1、R 2、R 3 的电阻和电源的内阻都为 R，线圈 L 的直流电阻为零，现灯泡正常发光。 由于电路出现故障，灯泡亮度发生变化，以下说法正确的是( )图 2A如果 路，灯泡亮度将突然增加，电源输出功率最终减小如果 路，灯泡亮度将逐渐减弱，电源输出功率最终减小C如果 路，灯泡亮度将逐渐增加，电源输出功率最终增大D如果 3、路，灯泡亮度将逐渐减弱，路端电压最终减小解析：电路出现故障前内外电路的电阻相等，电源的输出功率最大。 当 3短路时，电路中总电阻突然减小，通过电源的电流突然增大，内电压突然增大，路端电压突然减小，通过灯泡的电流应减小，但由于线圈的自感作用，通过灯泡的电流只能缓慢减小，灯泡亮度将逐渐减弱，最终状态下外电路阻值小于电源内阻，电源输出功率变小，A 错误B 正确。 当 理可知最终状态下灯泡亮度增加、路端电压减小、电源的输出功率减小，由于线圈的自感作用，此过程中灯泡的亮度应是逐渐增大的，C、D 皆错误。 答案：理想变压器原、副线圈匝数比 n1n 2115，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压 U 随时间 t 的 4、变化规律如图 3 所示，副线圈仅接入一个 10 的电阻，则()图 3A流过电阻的最大电流是 20 电阻并联的电压表的示数是 141 压器的输入功率是 1103 交变电流变化的一个周期内，电阻产生的焦耳热是 2103 图知输入电压的峰值为 220 V，其有效值为 220 V，由 n1 1效值分别为 100 V、100 V，则流过电阻的最大电流 10 A，A 错误。 电压表的示数应为副线圈两端电压的有效值 100 V，B 错误。 变压器的输入功率等于电阻的热功率 P 1 000 W， C 正确。 电阻在一个周期内产生的 000210 2 J20 J，D 错误。 答案：距离输电线的示意图如图 4 所示，若发 5、电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是( )升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关B输电线路中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定C当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率增大D升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压解析：根据变压器的功率关系，负载需要多少电能，原线圈端就输入多少电能，因此输电线路中的损耗功率、输电线上的电流、线路损失电压等都与用户有关，当用户增大用电量时，上述物理量都随之增大，选项 C 正确。 答案：项选择题（本题共 5 小题，每小题 7 分，共 35 分。 在每小题给出的四个选项中均有两个选项符合题意）5图 2 甲中的变压器为理想变压器，原线 6、圈的匝数 副线圈的匝数 比为101。 变压器的原线圈接如图 5 乙所示的正弦式电流，两个 20 的定值电阻串联接在副线圈两端。 电压表 为理想电表。 则()图 5A原线圈上电压的有效值为 100 线圈上电压的有效值约为 C电压表 的读数为 D电压表 的读数约为 解析：由图乙可以看出原线圈上电压的峰值为 00 V，则其有效值为V，A 错误 B 正确。 由 可得副线圈两端电压 ，因电表示1U2 电压表的示数 V，C 错误 D 正确。 ，理想变压器原、副线圈的匝数比为 k，输出端接有一交流电动机，此电动机线圈的电阻为 R。 当原线圈两端接有正弦交变电流时，变压器的输入功率为 动机恰好能带动质量为 m 的物体以速 7、度 v 匀速上升，此时理想交流电流表 的示数为 I。 图 6若不计电动机的机械能损耗，重力加速度为 g，则下列说法正确的是()A电动机输出的机械功率为 压器的输出功率为 线圈两端电压的有效值为个装置的效率为重物匀速上升，电动机的输出功率等于克服重物重力做功的功率，而电动机线圈要产生焦耳热，故变压器的输入功率即输出功率就等于电动机线圈的发热功率与输出的机械功率之和，P 0 、B 皆错误。 因副线圈的输出功率为 过的电流为 I，故其两端电压为 ，C 正确。 整个装置效率为有用功率 (电动机对重物做功的功消耗的总功率(变压器的输入功率)之比，D 正确。 答案：图 7 所示，在水平放置的两条平行光滑导轨上有 8、一垂直其放置的金属棒 强磁场跟轨道平面垂直，磁场方向如图所示，导轨接有两定值电阻，R 15 ，R 26 ，及滑动变阻器 余电阻不计。 电路中的电压表量程为 010 V，电流表的量程为 03 A，现将 至 30 ，用 F40 N 水平向右的力使 直导轨向右平移，当 到稳定状态时，两电表中有一表正好达到满偏，而另一表未达到满偏。 则下列说法正确的是()图 7A当棒 到稳定状态时，电流表满偏B当棒 到稳定状态时，电压表满偏C当棒 到稳定状态时，棒 速度是 1 m/棒 到稳定状态时，棒 速度是 m/电压表达到满偏，则电路中的电流 I A A2 A 小于电030 106，故 A 错误 B 正确。 电压表满偏时 9、 a、b 两端的电压 V20 V，再由 得 v1 m/s，C 正确 D 错误。 答案：图 8 所示，50 匝矩形闭合导线框 于磁感应强度大小 B T 的水平匀210强磁场中，线框面积 S0.5 框电阻不计。 线框绕垂直于磁场的轴 角速度200 s 匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈线接入一只“220 V60 W”灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为 10 A，下列说法正确的是( )图 8A图示位置穿过线框的磁通量为零B线框中产生交变电压的有效值为 500 压器原、副线圈匝数之比为 2511D允许变压器输出的最大功率为 5 000 示位置处线框平面与磁感线垂直，磁通量最大，A 错 10、误。 线框产生的交变电压的有效值为 U 500 V，B 错误。 对于理想变压器有 ，输出功率等于1511输入功率 P10 A500 V 5 000 W，C、D 正确。 答案：图 9 所示水平光滑的平行金属导轨，左端接有电阻 R，匀强磁场 B 竖直向下分布在导轨所在空间内，质量一定的金属棒 直于导轨放置。 今使棒以一定的初速度 其通过位置 a、b 时，速率分别为 va、v b 到位置 c 时棒刚好静止。 设导轨与棒的电阻均不计，a 与 b，b 与 c 的间距相等，则金属棒在由 ab 与 bc 的两个过程中，下列说法正确的是()图 9A金属棒运动的加速度相等B通过金属棒横截面的电荷量相等C回路中产生的电能 11、棒在运动过程中加速度与其运动速度是成正比的，而棒只在安其运动过程中加速度是逐渐减小的，A 错误 D 正确。 再由q 知金属棒在由 ab 与 bc 的两个过程中回路的磁通量变化相同，通过导体棒R 正确。 由于回路产生的电能等于导体棒克服安培力所做的功，两个过程中棒通过的位移相同，但棒做减速运动，第二阶段的最大安培力等于第一阶段中安培力的最小值，故棒在第一阶段中克服安培力做功多，回路中产生的电能多，C 错误。 答案：答题（本大题共 3 小题，共 45 分。 解答应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位）10(12 分) 人们利用发电机把天然存在的各种形式的能(水流能、风能、煤等燃烧的 12、化学能) 转化为电能。 为了合理的利用这些能源，发电站要修建在靠近这些天然资源的地方，但是，用电的地方往往很远。 因此，需要高压输送线路把电能输送到远方。 如果，某发电站将 U6 000 V 的电压直接地加在高压输送线路的入端，向远方供电，且输送的电功率为 P 800 此时安装在高压输送线路的入端和终端的电能表一昼夜读数就相差E9600 kWh(1 kWh1 度电)。 求：(1)此种情况下，高压线路的输电效率。 (2)若要使此高压输电线路的输电效率为 98%，则在发电站处应安装一个变压比 (n1/多少的变压器。 解析：(1)此情况下，终端功率：PP 800 400 600 kW 100% 100 %50 %。 PP 400 )设高压输送线路的导线电阻为 r，由题意知：原来线路损耗 P 损 1I 12r400 ，现在线路损耗：P 损 2P(1 98%)I 22r，I 2P， ，解得。 5答案：(1)50%(2)1511.(16 分) 宽度为 L，足够长的光滑倾斜导轨。