《志鸿全优设计》2013-2014学年高中物理人教选修1-1单元检测：第三章 电磁感应（含答案）
文档属性
| 名称 | 《志鸿全优设计》2013-2014学年高中物理人教选修1-1单元检测：第三章 电磁感应（含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 4.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2014-05-02 14:38:09 | ||
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文档简介
物理人教1—1第三章电磁感应单元检测
一、选择题(本题共8小题，每题至少有1个选项正确。全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错或不答得0分)www.21-cn-jy.com
1．关于自感系数，下列说法中错误的是( )
A．其他条件相同，线圈越长自感系数就越大
B．其他条件相同，线圈匝数越密自感系数就越大
C．其他条件相同，线圈越细自感系数就越大
D．其他条件相同，有铁芯的线圈比没有铁芯的线圈自感系数大
2．关于理想变压器，下面各说法中正确的是( )
A．它的输出功率等于它的输入功率21世纪教育网
B．它的输出功率可以大于它的输入功率
C．原副线圈两端的电压与它们的匝数成正比
D．原副线圈的电流与它们的匝数成正比
3．有一台使用交流电的电冰箱上标有额定电压为“220 V”的字样，“220 V”是指( )
A．交流电电压的瞬时值
B．交流电电压的最大值
C．交流电电压的平均值
D．交流电电压的有效值
4．一台理想变压器，初、次级线圈的匝数分别为n1＝400匝，n2＝800匝，连接导线的电阻忽略不计，那么可以确定( ) 21*cnjy*com
A．这是一台降压变压器
B．次级线圈两端的电压是初级线圈两端电压的一半
C．通过次级线圈的电流是通过初级线圈电流的一半
D．变压器输出的电功率是输入的电功率的一半
5．线框ABCD从有界的匀强磁场区域穿过，下列说法中正确的是( )
A．进入匀强磁场区域的过程中，ABCD中有感应电流
B．在匀强磁场中加速运动时，ABCD中有感应电流
C．在匀强磁场中匀速运动时，ABCD中有感应电流
D．离开匀强磁场区域的过程中，ABCD中没有感应电流
6．一个电阻接在10 V的直流电源上，它的发热功率是P，当接到电压为u＝10sin ωt V的交流电源上，它的发热功率是( )21世纪教育网版权所有
A．0.25P B．0.5P C．P D．2P
7．如图是某交流发电机产生的交变电流的图象，根据图象可以判定( )
A．此交变电流的周期为0.1 s
B．此交变电流的频率为5 Hz
C．将标有“12 V 3 W”的灯泡接在此交变电流上，灯泡可以正常发光
D．与图象上a点对应的时刻发电机中的线圈刚好转至中性面
8．如图所示电路中要使电流表读数变大，可采用的方法有( )[来源:21世纪教育网]
A．将R上的滑片向上移动
B．将R上的滑片向下移动
C．将电键S由1掷向2
D．将电键S由1掷向3
二、说明计算题(共7个小题，每题需说明计算或推理过程，只得出结论不得分)
9．(4分)如图为理想变压器，它的初级线圈接在交流电源上，次级线圈接在一个标有“12 V 100 W”的灯泡上。已知变压器初、次级线圈匝数之比为18∶1，那么灯泡正常工作时，图中的电压表读数为________ V，电流表读数为________ A。
10．(6分)如图所示，面积为1.0×10－2 m2的正方形导线框处于磁感应强度为2.5×10－2 T的匀强磁场中。当线框平面与磁场垂直时，穿过线框的磁通量为___________ Wb。在线框平面以ad边为轴转过90°的过程中，线圈中______感应电流产生(选填“有”或“无”)。
11．(10分)(浙江学业水平考试)如图所示，有一U形金属导轨MNPQ，处在与它垂直的匀强磁场中。有一导体棒ab在导轨上向右匀速运动，经过0.1 s，从“1”位置运动到“2”位置。这个过程中，穿过由导轨和导体棒组成的闭合回路的磁通量从0.05 Wb增加到0.15 Wb。求：21·世纪*教育网
(1)这段时间内通过回路的磁通量的变化量；
(2)这段时间内线圈中感应电动势的大小。
12．(8分)如图所示，长为L的铜杆OA以O为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω匀速转动，磁感应强度为B1，求OA两端电势差。www-2-1-cnjy-com
13．(8分)如图所示，小灯泡的规格为“2 V 4 W”，接在光滑水平导轨上，轨距0.1 m，电阻不计。金属棒ab垂直搁置在导轨上，电阻1 Ω。整个装置处于磁感应强度B＝1 T的匀强磁场中。求：2-1-c-n-j-y
(1)为使小灯正常发光，ab的滑行速度多大？
(2)拉动金属棒ab的外力功率多大？
14．(8分)如图所示为某正弦式电流的图象，求其峰值、周期和角频率，并写出该电流的瞬时值表达式。
15．(8分)输送同样的总功率，若用110 kV和220 kV的电压输电，输电线上损失的功率之比为多少？21教育网
参考答案
1．答案：C 点拨：自感系数是由线圈本身决定的，与之有关的因素有：线圈越粗、越长、越密、有铁芯，则它的自感系数越大，反之越小。2·1·c·n·j·y
2．答案：AC 点拨：变压器的工作原理是能量守恒定律和电磁感应现象。由能量守恒可知A对；由变压器的公式可知C对；而D项的电流应该是与它们的匝数成反比。
3．答案：D 点拨：这是一种常识性的知识，凡是家用电器上标有的电压或电流值都是指有效值。
4．答案：C 点拨：从线圈的匝数来看，由n2＞n1可知，U2＞U1，故该变压器是一台升压变压器，A错；再由理想变压器的输入功率等于输出功率，故D错；U1∶U2＝n1∶n2，I1n1＝I2n2可知C正确、B错误。21·cn·jy·com
5．答案：AC 点拨：从磁通量有无“变化”来判断产生感应电流与否，是触及本质的，也比较能抓住要点得出正确结论。若从切割磁感线的角度考虑问题，需注意全面比较闭合电路各部分切割的情况。在有界的匀强磁场中，常常需要考虑闭合回路进场、出场和在场中运动的情况，ABCD在匀强磁场中无论匀速运动，还是加速运动，穿过ABCD的磁通量都没有发生变化。答案为AC。【出处：21教育名师】
6．答案：B 点拨：计算交流的发热功率，必须用有效值，即P′＝U/R＝＝102/2R，
而P＝＝102/R，所以，P′＝P/2，故B选项正确。
7．答案：B 点拨：由正弦函数图象可以得知，线框是由中性面开始转动的，所以D选项错。题图告诉我们，交变电流的周期是0.2 s，频率f＝＝ Hz＝5 Hz，即A错，B对。12 V、3 W灯泡中12 V是有效值，如题图12 V为最大值，U有效＝，通过以上分析，只有选项B正确。[来源:21世纪教育网]21cnjy.com
8．答案：BC 点拨：在输入电压和匝数比一定的情况下，输出电压U2是一定的，当R减小时，由I＝可知电流表读数变大，故P应向下移动。在输入电压U1一定的条件下，减小匝数比，则输出电压U2增大，U2＝，故电流增大，应掷向2，所以正确的选项是BC。【版权所有：21教育】
9．答案：216 0.46
点拨：分析理想变压器问题时应注意正确应用电压关系和电流关系，特别是初、次级功率相等的关系。由公式＝，得U1＝U2＝216 V；因理想变压器的初、次级功率相等，所以I1＝＝＝0.46 A，即电压表、电流表读数分别为216 V、0.46 A。
10．答案：2.5×10－4 有
点拨：磁通量Φ＝B·S＝2.5×10－2×1.0×10－2 Wb＝2.5×10－4 Wb。在线框平面以ad边为轴转过90°的过程中穿过线框的磁通量减小，所以产生感应电流。
11．答案：(1)0.1 Wb (2)1 V21世纪教育网
点拨：(1)由题意知Φ1＝0.05 Wb，Φ2＝0.15 Wb
所以磁通量变化ΔΦ＝Φ2－Φ1＝(0.15－0.05) Wb＝0.1 Wb。
(2)由法拉第电磁感应定律知感应电动势E＝＝＝1 V。
12．答案：BL2ω
点拨：铜杆OA在匀强磁场中做切割磁感线运动，将产生感应电动势E，此即OA杆两端的电势差。OA杆匀速转动时，杆上各点运转半径不同，线速度大小不同，由v＝ωr知线速度v与半径r成正比，可见感应电动势从A至O是逐段均匀减小的，能够用平均值来计算OA杆的感应电动势。杆的平均速度＝＝＝ωL，感应电动势E＝BL＝BL2ω，杆OA两端的电势差UOA＝E＝BL2ω。【来源：21cnj*y.co*m】
13．答案：(1)40 m/s (2)8 W
点拨：要求小灯正常发光，灯两端电压应等于其额定值2 V。这个电压是由于金属棒滑动时产生的感应电动势提供的。金属棒移动时，外力的功率转化为全电路上的电功率。
(1)根据小灯的标志得小灯的额定电流和电阻分别为
I＝＝2 A，R＝＝1 Ω。设金属棒滑行速度为v，它产生的感应电流为
I′＝，式中r为棒的电阻。由I′＝I，即I＝得v＝＝40 m/s。
(2)根据能的转换，外力的机械功率等于整个电路中的电功率，所以拉动ab做切割运动的功率为P机＝P电＝I2(R＋r)＝22×(1＋1)W＝8 W。【来源：21·世纪·教育·网】
14．答案：i＝20sin 314t A
点拨：从题图中可看出交流的周期T为0.02 s
在t＝0.002 5 s＝时，电流为14.14 A，而t＝时线圈从中性面转过的角度为45°。由电流公式i＝Imsin ωt，得14.14 A＝Imsin 45°[来源:21世纪教育网]21教育名师原创作品
所以Im＝A＝20 A
而ω＝＝314 rad/s
故此电流的瞬时值表达式为i＝20sin 314t A。
15．答案：4∶1
点拨：损失的功率ΔP不等于，若要写成，这里的电压U应是输电线上损失的电压ΔU，它等于输电电压减去用户得到的电压即ΔU＝U－U′，损失的功率ΔP＝I2R，而I＝P/U，即ΔP与U2成反比。设输电总功率为P，输电电压为U，则输电电流I＝P/U；输电线电阻为R，输电线上功率损失ΔP＝I2R＝R，所以ΔP1∶ΔP2＝U∶U＝4；输电线上损失的功率之比为4∶1，即用220 kV输电时功率损失为110 kV时的1/4。21*cnjy*com
一、选择题(本题共8小题，每题至少有1个选项正确。全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错或不答得0分)www.21-cn-jy.com
1．关于自感系数，下列说法中错误的是( )
A．其他条件相同，线圈越长自感系数就越大
B．其他条件相同，线圈匝数越密自感系数就越大
C．其他条件相同，线圈越细自感系数就越大
D．其他条件相同，有铁芯的线圈比没有铁芯的线圈自感系数大
2．关于理想变压器，下面各说法中正确的是( )
A．它的输出功率等于它的输入功率21世纪教育网
B．它的输出功率可以大于它的输入功率
C．原副线圈两端的电压与它们的匝数成正比
D．原副线圈的电流与它们的匝数成正比
3．有一台使用交流电的电冰箱上标有额定电压为“220 V”的字样，“220 V”是指( )
A．交流电电压的瞬时值
B．交流电电压的最大值
C．交流电电压的平均值
D．交流电电压的有效值
4．一台理想变压器，初、次级线圈的匝数分别为n1＝400匝，n2＝800匝，连接导线的电阻忽略不计，那么可以确定( ) 21*cnjy*com
A．这是一台降压变压器
B．次级线圈两端的电压是初级线圈两端电压的一半
C．通过次级线圈的电流是通过初级线圈电流的一半
D．变压器输出的电功率是输入的电功率的一半
5．线框ABCD从有界的匀强磁场区域穿过，下列说法中正确的是( )
A．进入匀强磁场区域的过程中，ABCD中有感应电流
B．在匀强磁场中加速运动时，ABCD中有感应电流
C．在匀强磁场中匀速运动时，ABCD中有感应电流
D．离开匀强磁场区域的过程中，ABCD中没有感应电流
6．一个电阻接在10 V的直流电源上，它的发热功率是P，当接到电压为u＝10sin ωt V的交流电源上，它的发热功率是( )21世纪教育网版权所有
A．0.25P B．0.5P C．P D．2P
7．如图是某交流发电机产生的交变电流的图象，根据图象可以判定( )
A．此交变电流的周期为0.1 s
B．此交变电流的频率为5 Hz
C．将标有“12 V 3 W”的灯泡接在此交变电流上，灯泡可以正常发光
D．与图象上a点对应的时刻发电机中的线圈刚好转至中性面
8．如图所示电路中要使电流表读数变大，可采用的方法有( )[来源:21世纪教育网]
A．将R上的滑片向上移动
B．将R上的滑片向下移动
C．将电键S由1掷向2
D．将电键S由1掷向3
二、说明计算题(共7个小题，每题需说明计算或推理过程，只得出结论不得分)
9．(4分)如图为理想变压器，它的初级线圈接在交流电源上，次级线圈接在一个标有“12 V 100 W”的灯泡上。已知变压器初、次级线圈匝数之比为18∶1，那么灯泡正常工作时，图中的电压表读数为________ V，电流表读数为________ A。
10．(6分)如图所示，面积为1.0×10－2 m2的正方形导线框处于磁感应强度为2.5×10－2 T的匀强磁场中。当线框平面与磁场垂直时，穿过线框的磁通量为___________ Wb。在线框平面以ad边为轴转过90°的过程中，线圈中______感应电流产生(选填“有”或“无”)。
11．(10分)(浙江学业水平考试)如图所示，有一U形金属导轨MNPQ，处在与它垂直的匀强磁场中。有一导体棒ab在导轨上向右匀速运动，经过0.1 s，从“1”位置运动到“2”位置。这个过程中，穿过由导轨和导体棒组成的闭合回路的磁通量从0.05 Wb增加到0.15 Wb。求：21·世纪*教育网
(1)这段时间内通过回路的磁通量的变化量；
(2)这段时间内线圈中感应电动势的大小。
12．(8分)如图所示，长为L的铜杆OA以O为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω匀速转动，磁感应强度为B1，求OA两端电势差。www-2-1-cnjy-com
13．(8分)如图所示，小灯泡的规格为“2 V 4 W”，接在光滑水平导轨上，轨距0.1 m，电阻不计。金属棒ab垂直搁置在导轨上，电阻1 Ω。整个装置处于磁感应强度B＝1 T的匀强磁场中。求：2-1-c-n-j-y
(1)为使小灯正常发光，ab的滑行速度多大？
(2)拉动金属棒ab的外力功率多大？
14．(8分)如图所示为某正弦式电流的图象，求其峰值、周期和角频率，并写出该电流的瞬时值表达式。
15．(8分)输送同样的总功率，若用110 kV和220 kV的电压输电，输电线上损失的功率之比为多少？21教育网
参考答案
1．答案：C 点拨：自感系数是由线圈本身决定的，与之有关的因素有：线圈越粗、越长、越密、有铁芯，则它的自感系数越大，反之越小。2·1·c·n·j·y
2．答案：AC 点拨：变压器的工作原理是能量守恒定律和电磁感应现象。由能量守恒可知A对；由变压器的公式可知C对；而D项的电流应该是与它们的匝数成反比。
3．答案：D 点拨：这是一种常识性的知识，凡是家用电器上标有的电压或电流值都是指有效值。
4．答案：C 点拨：从线圈的匝数来看，由n2＞n1可知，U2＞U1，故该变压器是一台升压变压器，A错；再由理想变压器的输入功率等于输出功率，故D错；U1∶U2＝n1∶n2，I1n1＝I2n2可知C正确、B错误。21·cn·jy·com
5．答案：AC 点拨：从磁通量有无“变化”来判断产生感应电流与否，是触及本质的，也比较能抓住要点得出正确结论。若从切割磁感线的角度考虑问题，需注意全面比较闭合电路各部分切割的情况。在有界的匀强磁场中，常常需要考虑闭合回路进场、出场和在场中运动的情况，ABCD在匀强磁场中无论匀速运动，还是加速运动，穿过ABCD的磁通量都没有发生变化。答案为AC。【出处：21教育名师】
6．答案：B 点拨：计算交流的发热功率，必须用有效值，即P′＝U/R＝＝102/2R，
而P＝＝102/R，所以，P′＝P/2，故B选项正确。
7．答案：B 点拨：由正弦函数图象可以得知，线框是由中性面开始转动的，所以D选项错。题图告诉我们，交变电流的周期是0.2 s，频率f＝＝ Hz＝5 Hz，即A错，B对。12 V、3 W灯泡中12 V是有效值，如题图12 V为最大值，U有效＝，通过以上分析，只有选项B正确。[来源:21世纪教育网]21cnjy.com
8．答案：BC 点拨：在输入电压和匝数比一定的情况下，输出电压U2是一定的，当R减小时，由I＝可知电流表读数变大，故P应向下移动。在输入电压U1一定的条件下，减小匝数比，则输出电压U2增大，U2＝，故电流增大，应掷向2，所以正确的选项是BC。【版权所有：21教育】
9．答案：216 0.46
点拨：分析理想变压器问题时应注意正确应用电压关系和电流关系，特别是初、次级功率相等的关系。由公式＝，得U1＝U2＝216 V；因理想变压器的初、次级功率相等，所以I1＝＝＝0.46 A，即电压表、电流表读数分别为216 V、0.46 A。
10．答案：2.5×10－4 有
点拨：磁通量Φ＝B·S＝2.5×10－2×1.0×10－2 Wb＝2.5×10－4 Wb。在线框平面以ad边为轴转过90°的过程中穿过线框的磁通量减小，所以产生感应电流。
11．答案：(1)0.1 Wb (2)1 V21世纪教育网
点拨：(1)由题意知Φ1＝0.05 Wb，Φ2＝0.15 Wb
所以磁通量变化ΔΦ＝Φ2－Φ1＝(0.15－0.05) Wb＝0.1 Wb。
(2)由法拉第电磁感应定律知感应电动势E＝＝＝1 V。
12．答案：BL2ω
点拨：铜杆OA在匀强磁场中做切割磁感线运动，将产生感应电动势E，此即OA杆两端的电势差。OA杆匀速转动时，杆上各点运转半径不同，线速度大小不同，由v＝ωr知线速度v与半径r成正比，可见感应电动势从A至O是逐段均匀减小的，能够用平均值来计算OA杆的感应电动势。杆的平均速度＝＝＝ωL，感应电动势E＝BL＝BL2ω，杆OA两端的电势差UOA＝E＝BL2ω。【来源：21cnj*y.co*m】
13．答案：(1)40 m/s (2)8 W
点拨：要求小灯正常发光，灯两端电压应等于其额定值2 V。这个电压是由于金属棒滑动时产生的感应电动势提供的。金属棒移动时，外力的功率转化为全电路上的电功率。
(1)根据小灯的标志得小灯的额定电流和电阻分别为
I＝＝2 A，R＝＝1 Ω。设金属棒滑行速度为v，它产生的感应电流为
I′＝，式中r为棒的电阻。由I′＝I，即I＝得v＝＝40 m/s。
(2)根据能的转换，外力的机械功率等于整个电路中的电功率，所以拉动ab做切割运动的功率为P机＝P电＝I2(R＋r)＝22×(1＋1)W＝8 W。【来源：21·世纪·教育·网】
14．答案：i＝20sin 314t A
点拨：从题图中可看出交流的周期T为0.02 s
在t＝0.002 5 s＝时，电流为14.14 A，而t＝时线圈从中性面转过的角度为45°。由电流公式i＝Imsin ωt，得14.14 A＝Imsin 45°[来源:21世纪教育网]21教育名师原创作品
所以Im＝A＝20 A
而ω＝＝314 rad/s
故此电流的瞬时值表达式为i＝20sin 314t A。
15．答案：4∶1
点拨：损失的功率ΔP不等于，若要写成，这里的电压U应是输电线上损失的电压ΔU，它等于输电电压减去用户得到的电压即ΔU＝U－U′，损失的功率ΔP＝I2R，而I＝P/U，即ΔP与U2成反比。设输电总功率为P，输电电压为U，则输电电流I＝P/U；输电线电阻为R，输电线上功率损失ΔP＝I2R＝R，所以ΔP1∶ΔP2＝U∶U＝4；输电线上损失的功率之比为4∶1，即用220 kV输电时功率损失为110 kV时的1/4。21*cnjy*com