人教版物理选修1-1练习：第3章 电磁感应 检测A Word版含解析

第三章检测(A)
(时间:60分钟　满分:100分)
一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,有的题只有一个选项符合题目要求,有的题有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)
1发电的基本原理是电磁感应,发现电磁感应现象的科学家是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.安培 B.赫兹 C.法拉第 D.麦克斯韦
解析:该题考查有关物理学史的知识,应知道是法拉第发现了电磁感应现象。
答案:C
2
/
如图所示,矩形线圈平面与范围足够大的匀强磁场磁感线平行。下列哪种情况下线圈中有感应电流(　　)
A.线圈绕ab轴转动
B.线圈垂直纸面向外平移
C.线圈沿ab向下平移
D.线圈绕cd轴转动
解析:因为产生感应电流的条件是通过闭合电路的磁通量要发生变化,本题无论是哪种方式,只要是磁通量发生了变化,就可以满足产生电流的条件。只有A情况下穿过线圈的磁通量发生了变化。
答案:A
3穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒均匀地减少 2 Wb,则(　　)
A.线圈中感应电动势每秒增加2 V
B.线圈中感应电动势每秒减少2 V
C.线圈中无感应电动势
D.线圈中感应电动势大小不变
解析:由法拉第电磁感应定律可知E=
Δ??
Δ??
=2 V,且保持不变,故选项D正确。
答案:D
4如图所示,图象中不属于交变电流的是(　　)
/
/
解析:题图D表示的电流大小发生了周期性变化,但方向没有变化,题图A、B、C中的电流大小、方向都发生了周期性变化。故选项D不是交变电流。
答案:D
5
/
如图所示,理想变压器原线圈的匝数n1=1 000匝,副线圈的匝数n2=200匝。原线圈两端所加的电压 U1=220 V 时,副线圈两端的电压U2为(　　)
A.1 100 V B.44 V C.440 V D.22 V
解析:根据U1∶U2=n1∶n2可得U2=44 V。
答案:B
6电流方向每秒改变100次的交变电流,它的周期和频率分别是(　　)
A.0.01 s和100 Hz B.0.01 s和50 Hz
C.0.02 s和50 Hz D.0.02 s和100 Hz
解析:电流方向每秒钟改变100次,即50个周期,所以周期为0.02 s,频率为50 Hz。
答案:C
/
7如图所示,正方形线圈abcd的一半处于匀强磁场中,线圈平面与磁场方向垂直。在线圈以ab为轴旋转90°的过程中,穿过线圈的磁通量大小0(　　)
A.一直减小 B.先增大后减小
C.先减小后增大 D.先不变后减小
解析:在线圈以ab为轴旋转的过程中,在cd未进入磁场前,因为线圈在垂直于磁场平面上的投影面积不变,即有效面积不变,故开始时磁通量不变;而当cd边进入磁场后,有效面积减小,磁通量开始减小,故选项D正确。
答案:D
8某变压器原、副线圈匝数比为55∶9,原线圈所接电源电压按右图所示规律变化,副线圈接有负载。下列判断正确的是(　　)
/
A.输出电压的最大值为36 V
B.原、副线圈中电流之比为9∶55
C.变压器输入、输出功率之比为55∶9
D.电源电压有效值为220 V,频率为50 Hz
解析:由题图知Um=220
2
V,由
??
m
??
m
'
=
n
1
n
2
,则Um'=36
2
V,故选项A错误;由
I
1
I
2
=
n
2
n
1
=
9
55
,可知选项B正确;由P入=P出,可知选项C错误;由题图知交变电流的周期T=2×10-2 s,所以频率f=
1
T
=50 Hz,又因U=
U
??
2
=220 V,故选项D正确。
答案:BD
9由甲地向乙地输电,输送的电功率一定,输电线的材料一定,设输电电压为U,输电线横截面积为S,输电线因发热损失的电功率为P,那么(　　)
A.若U一定,则P与S成反比
B.若U一定,则P与S2成反比
C.若S一定,则P与U2成反比
D.若S一定,则P与U成反比
答案:AC
10
/
如图所示,电路中A1和A2是完全相同的灯泡,线圈L的电阻可以忽略不计,下列说法中正确的是(　　)
A.闭合开关S接通电路时,A2先亮A1后亮,最后一样亮
B.闭合开关S接通电路时,A1和A2始终一样亮
C.断开开关S切断电路时,A2立即熄灭,A2过一会儿熄灭
D.断开开关S切断电路时,A1和A2都要过一会儿才熄灭
解析:闭合S接通电路时,A2支路中的电流立即达到最大,A2先亮,由于线圈的自感作用,A1支路电流增加得慢,A1后亮。A1中的电流稳定后,线圈的阻碍作用消失,A1与A2并联,亮度一样,故选项A正确,选项B错误。S断开时,L和A1、A2组成串联的闭合回路,A1和A2亮度一样,由于L中产生自感电动势阻碍L中原电流的消失,使A1和A2过一会儿才熄灭,故选项C错误,选项D正确。
答案:AD
二、填空题(本题共2小题,共16分。把答案直接填在横线上)
11(8分)频率为50 Hz的正弦式电流,有效值36 V。这个交流电压的周期是　　　 s,峰值是　　　　 V。?
解析:周期和频率是互为倒数的关系,周期是0.02 s,峰值是有效值的
2
倍,所以峰值是36
2
V。
答案:0.02　36
2
12(8分)探究感应电流与磁通量变化关系的实验如图所示。下列操作会产生感应电流的有　　　　。?
/
①闭合开关的瞬间。
②断开开关的瞬间。
③闭合开关后,条形磁铁穿过线圈。
④闭合开关后,条形磁铁静止在线圈中。
此实验表明:只要穿过闭合电路的磁通量发生　　　　,闭合电路中就有感应电流产生。?
答案:③　变化
三、计算题(本题共4小题,共44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)
13(10分)大小和方向随时间做周期性变化的电流叫交变电流。某一交变电流随时间变化图象如图所示。求:
/
(1)此电流的最大值。
(2)此电流的周期。
(3)此电流的有效值。
解析:(1)由图象可知此电流的最大值是10 A。
(2)由图象可知此电流的周期是0.02 s。
(3)由正弦式电流有效值和最大值之间的关系可知
Ie=
??
m
2
Ie=5
2
A(或7.07 A)。
答案:(1)10 A　(2)0.02 s　(3)5
2
A(或7.07 A)
14(10分)甲、乙两图中的两交变电流分别通过相同电阻R。求:
/
(1)分别写出它们的有效值、周期、频率。
(2)计算它们在R上产生的热功率之比。
解析:(1)题图甲为正弦式电流,其有效值I1=
??
m
2
≈3.54 A,周期T1=0.4 s,频率f1=2.5 Hz;题图乙为方波式电流,电流的大小不变,方向做周期性变化,由于热效应与电流方向无关,因而它的有效值I2=5 A,周期 T2=0.4 s,频率f2=2.5 Hz。
(2)由公式P=I2R得P1∶P2=1∶2。
答案:(1)I1=3.54 A　T1=0.4 s　f1=2.5 Hz　I2=5 A　T2=0.4 s　f2=2.5 Hz
(2)1∶2
15(12分)如图所示,竖直平面内有一宽度为0.5 m且足够长的U形金属导轨,处在磁感应强度大小为0.2 T、方向与导轨平面垂直的匀强磁场中,导体棒MN沿导轨以 1.0 m/s 的速度竖直向下匀速运动了2.0 s。求:
/
(1)这段时间内回路中磁通量的变化量。
(2)这段时间内回路中感应电动势的大小。
解析:(1)回路中磁通量的变化量
ΔΦ=BΔS
ΔS=Lvt
代入数据得ΔΦ=0.2 Wb。
(2)由法拉第电磁感应定律,感应电动势为
E=
Δ??
Δ??
=
0.2
2
V=0.1 V。
答案:(1)0.2 Wb　(2)0.1 V
16(12分)如图所示,理想变压器的交流输入电压U1=220 V,有两组副线圈,其中n2=36,标有“6 V　9 W”“12 V　12 W”的电灯分别接在两副线圈上均正常发光,求:
/
(1)原线圈的匝数n1和另一副线圈的匝数n3。
(2)原线圈中电流I1。
解析:(1)由于两灯泡均正常发光,所以有U2=6 V,U3=12 V,根据原、副线圈电压与匝数的关系,由
??
1
??
2
=
??
1
??
2
,
??
2
??
3
=
??
2
??
3
,得n1=
??
1
??
2
??2=
220
6
×36=1 320,n3=
??
3
??
2
??2=
12
6
×36=72。
(2)由P入=P出,P出=P2+P3,所以P入=P2+P3,即I1U1=P2+P3,则I1=
??
2
+
??
3
??
1
=
9+12
220
A≈0.095 A。
答案:(1)1 320匝　72匝　(2)0.095 A