2010届新课标高三物理第一轮复习阶段性测试题 （命题范围选修3-2 电磁感应 交变电流、传感器） 说明本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共150分；
答题时间120分钟． 第Ⅰ卷（选择题，共40分） 一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分．在每题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分） 1．如图所示，为早期制作的发电机及电动机的示意图，A盘和B盘分别是两个可绕固定转 轴转动的铜盘，用导线将A盘的中心和B盘的边缘连接起来，用另一根导线将B盘的中 心和A盘的边缘连接起来．当A盘在外力作用下转动起来时，B盘也会转动．则下列说 法中正确的是（ ） A．不断转动A盘就可以获得持续的电流，其原因是将整个铜盘看成沿径向排列的无数 根铜条，它们做切割磁感线运动，产生感应电动势 B．当A盘转动时，B盘也能转动的原因是电流在磁场中受到力的 作用，此力对转轴有力矩 C．当A盘顺时针转动时，B盘逆时针转动 D．当A盘顺时针转动时，B盘也顺时针转动 2．阻值为10Ω的电阻接到电压波形如图所示的交流电源上．以下说法 中正确的是（ ） A．电压的有效值为10V B．通过电阻的电流有效值为A C．电阻消耗电功率为5W D．电阻每秒种产生的热量为10J 3．水平固定放置的足够长的U形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，在导轨上放着金属 棒ab，开始时ab棒以水平初速度v0向右运动，最后静止在导轨上，就导轨光滑和粗糙两 种情况比较，这个过程（ ） A．安培力对ab棒所做的功相等 B．电流所做的功相等 C．产生的总热量相等 D．ab棒的动量改变量相等 4．在变电所，经常要用交流电表去检测电网上的强电流，使用的仪器是电流互感器，下列 图中能正确反映其工作原理的是（ ） 5．如图所示，MN是一根固定的通电直导线，电流方向由N到M，今将一金属框abcd放在 导线上，让线框的位置偏向导线的左边，两者彼此绝缘．当导线中的电流突然增大时， 线框整体受力情况为（ ） A．受力沿x轴正向 B．受力沿x轴负向 C．受力沿y轴正向 D．受力沿y轴负向 6．如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行轨道上，平行放置两根质量和电阻都相同 的滑杆ab和cd，组成矩形闭合回路．轨道电阻不计，匀强磁场B垂直穿过整个轨道平面．开 始时ab和cd均处于静止状态，现用一个平行轨道的恒力F向右拉ab杆，则下列说法正 确的是（ ） A．cd杆向左运动 B．cd杆向右运动 C．ab与cd杆均先做变加速运动，后做匀速运动 D．ab与cd杆均先做变加速运动，后做匀加速运动 7．如图所示，两种情况下变压器灯泡L2、L3的功率均 为P，且L1、L2、L3为相同的灯泡，匝数比为，则图（a）中L1的功率和 图（b）中L1的功率分别为（ ） A．P、P B．9P、 C．、9P D．、9P 8．如图所示，一根长导线弯成“n”形，通以直流电I，正中间用不计长度的一段绝缘线悬 挂一金属环C，环与导线处于同一竖直平面内，在电流I增大的过程中，下列叙述正确的 是（ ） A．金属环C中无感应电流产生 B．金属环C中有沿逆时针方向的感应电流 C．悬挂金属环C的竖直线拉力变大 D．金属环C仍能保持静止状态 9．振弦型频率传感器的结构如图所示，它由钢弦和永磁铁两部分组成，钢弦上端用固定夹 块夹紧，下端的夹块与一膜片相连接，当弦上的张力越大时，弦的固有频率越大．这种 装置可以从线圈输出电压的频率确定膜片处压力的变化．下列说法正确的是（ ） A．当软铁块与磁铁靠近时，a端电势高 B．当软铁块与磁铁靠近时，b端电势高 C．膜上的压力较小时，线圈中感应电动势的频率高 D．膜上的压力较大时，线圈中感应电动势的频率高 10．在图中的（a）、b、c中除导体棒ab可动外，其余部分均固定不动，（a）图中的电容器C原来不带电，设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计．图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面（即纸面）向下的匀强磁场中，导轨足够长，今给导体棒ab一个向右的初速度v0，导体棒的最终运动状态是（ ） A．三种情况下，导体棒ab最终都是匀速运动 B．图（a）、c中ab棒最终将以不同的速度做匀速运动；
图（b）中ab棒最终静止 C．图（a）、（c）中，ab棒最终将以相同的速度做匀速运动 D．三种情况下，导体棒ab最终均静止 第Ⅱ卷（非选择题，共110分） 二、本题共2小题，共20分，把答案填在题中相应的横线上或按题目要求作答． 11．（12分）（1）有一个称为“千人震”的趣味物理小实验，实验是用一节电动势为1.5V的新干电池，几根导线、开关和一个用于日光灯上的镇流器，几位做这个实验的同学手拉手成一串，另一位同学将电池、镇流器、开关用导线将它们首、尾两位同学两个空着的手相连，如图所示，在通或断时就会使连成一串的同学都有触电感觉，该实验原理是___________；
人有触电感觉时开关是通，还是断的瞬间_________，因为_____________． （2）在操场上，两同学相距L为10m左右，在东偏北、西偏南11的沿垂直于地磁场方向的两个位置上，面对面将一并联铜芯双绞线，象甩跳绳一样摇动，并将线的两端分别接在灵敏电流计上．双绞线并联后的电阻R为2Ω，绳摇动的频率配合节拍器的节奏，保持f2Hz．如果同学摇动绳子的最大圆半径h1m，电流计的最大值I3mA． ①试估算地磁场的磁感应强度的数量级 _________．数学表达式B___________．（用R,I,L,f,h等已知量表示） ②将两人的位置改为与刚才方向垂直的两点上，那么电流计的读数_________． 12．（10分）为了测定和描绘“220V 40W”的白炽灯灯丝的伏安特性曲线，可以利用调压变压器供电．调压变压器上一一种自耦变压器，它只有一组线圈L，绕在闭合的环形铁芯上，输入端接在220B交流电源的火线与零线之间，输出端有一个滑动触头P，移动它的位置，就可以使输出电压在0～250V之间连续变化，如图所示，画出的是调压变压器的电路图符号．实验室备有交流电压表、交流电流表、滑动变阻器、电键、导线等实验器材． （1）在图中完成实验电路图． （2）说明按的实验电路图进行测量，如果电表内阻的影响不能忽略， 电压较高段与电压较低段相比较，哪段误差更大为什么 ___________ ______． 三、本题共6小题，共90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． 13．（14分）如图甲所示的电路中，D为二极管（正向电阻为零，反向电阻为无穷大），，，当在AB间加上如图乙所示的交流电压时，求 （1）在0～110－2s时间内通过R1的电流；
（2）1s内电阻R3所消耗的电能． 14．（14分）在开展研究性学习的过程中，某同学设计了一个利用线圈测量转轮转速的装置．如图所示，在轮子的边缘贴上小磁体，将小线圈靠近轮边放置，接上数据采集器和电脑（即DIS实验器材）．如果小线圈的面积为S，圈数为N匝，小磁体附近的磁感应强度最大值为B，回路的总电阻为R，实验发现，轮子转过θ角，小线圈的磁感应强度由最大值变为零．因此，他说“只要测得此时感应电流的平均值I，就可以测出转轮转速的大小．”请你运用所学的知识，通过计算对该同学的结论作出评价． 15．（14分）如图甲所示是一种自行车上照明用的车头灯，图乙是这种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cm，摩擦小轮半径cm，线圈有n800匝，线圈横截面积S20cm2，总电阻R140Ω,旋转磁极的磁感应强度B0.010T，车头灯电阻R210Ω.当车轮转动的角速度8rad/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． 16．（16分）如图所示，平行金属导轨竖直放置，仅在虚线MN下面的空间存在着磁感应强度随高度变化的磁场（在同一水平线上各处磁感应强度相同），磁场方向垂直纸面向里导轨上端跨接一定值电阻R，质量为m的金属棒两端各套在导轨上并可在导轨上无摩擦滑动，导轨和金属棒的电阻不计，将导轨从O处由静止释放，进入磁场后正好做匀减速运动，刚进入磁场时速度为v，到达P处时速度为v/2，O点和P点到MN的距离相等，求 （1）求金属棒在磁场中所受安培力F1的大小；
（2）若已知磁场上边缘（紧靠MN）的磁感应强度为B0，求P处 磁感应强度BP；
（3）在金属棒运动到P处的过程中，电阻上共产生多少热量 17．（16分）如图所示为检测某传感器的电路图，传感器上标有“3V 0.9W”的字样（传感器可看作一个纯电阻），滑动变阻器R0上标有“10Ω 1A”的字样，电流表的量程为0.6A，电压表的量程为3V． （1）根据传感器上的标注，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的 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 1Ω，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压加在图中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 电压表示数U/V 电流表示数I/A 第一次 1.48 0.16 第二次 0.91 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所加的电压是多少 18．（16分）如图（甲）所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场．已知线圈的匝数n100匝，电阻r1．0Ω，所围成矩形的面积S0．040m2，小灯泡的电阻R9．0Ω，磁场的磁感应强度随按如图（乙）所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为，其中Bm为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期．不计灯丝电阻随温度的变化，求 （1）线圈中产生感应电动势的最大值． （2）小灯泡消耗的电功率． （3）在磁感强度变化的0的时间内，通过小灯泡的电荷量． 答案与解析 1．答案ABC 将图中铜盘A所在的一组装置作为发电机模型，铜盘B所在的一组装置作为电动机模型，这样就可以简单地把铜盘等效为由圆心到圆周的一系列“辐条”，处在磁场中的每一根“辐条”都在做切割磁