模块综合测评—2020-2021学年教科版高中物理选修3-2练习（word含答案）

模块综合测评
(时间：90分钟　分值：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，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)
1．如图所示的四种情形，下列说法正确的是(　　)
A．(1)图中的圆形线圈水平，直导线在其某一条直径的正上方，直导线中通入变化的电流时，下面的线圈中会产生感应电流
B．(2)图中蹄形磁铁绕轴(虚线)旋转时，其下方静止不动的铜盘里会产生感应电流
C．若(3)图中导体棒沿图示方向在磁场中运动会产生感应电动势
D．(4)图中由于导体线圈不闭合，所以磁铁靠近导体线圈的过程中，导体线圈中无感应电动势
2．如图所示，将两端刮掉绝缘漆的导线绕在一把锉刀上，一端接上电池(电池另一极与锉刀接触)，手执导线的另一端，在锉刀上来回划动，由于锉刀表面凹凸不平，就会产生电火花．下列说法正确的是(　　)
A．产生电火花的回路只由导线与电池组成
B．如果导线端只向一个方向划动也能产生电火花
C．锉刀采用什么材料制成对实验没有影响
D．导线端划动的方向决定了自感电动势的方向
3．如图所示的电路中，a、b、c为三个相同的灯泡，线圈L的自感系数很大，电阻不计，电源E内阻不计，下列判断正确的有(　　)
A．S闭合的瞬间，a、b、c三灯一样亮
B．S闭合的瞬间，b灯最亮
C．电路稳定后，将S断开的瞬间，a、c两灯立即熄灭
D．电路稳定后，将S断开，a、c两灯亮度相同且逐渐变暗
4．用电流传感器可以清楚地演示一些电学元件对电路中电流的影响，如图所示，在A、B间分别接入电容器、电感线圈、定值电阻．闭合开关时，计算机显示的电流随时间变化的图像分别如图中a、b、c所示，则下列判断中正确的是(　　)
A．A、B间接入定值电阻显示图像a
B．A、B间接入电容器显示图像b
C．A、B间接入电感线圈显示图像c
D．A、B间接入电感线圈显示图像b
5．如图甲所示，一矩形线圈位于随时间t变化的匀强磁场中，磁感应强度B随t的变化规律如图乙所示．以i表示线圈中的感应电流，以图甲中线圈上箭头所示方向为电流正方向，以垂直纸面向里的磁场方向为正，则以下的i?t图像中正确的是 (　　)
甲　　　　　　　　　　乙
A　　　　　　　　　　B
C　　　　　　　　　　D
6．如图所示，矩形线圈abcd与可变电容器C、理想电流表A构成闭合电路．线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，转动的角速度ω＝100π rad/s.线圈的匝数n＝100，边长ab＝0.2 m、ad＝0.4 m，电阻不计．磁场只分布在bc边的左侧，磁感应强度大小B＝ T．电容器放电时间不计．下列说法正确的是(　　)
A．该线圈产生的交流电动势峰值为50 V
B．该线圈产生的交流电动势有效值为25 V
C．电容器的耐压值至少为50 V
D．电容器的电容变大时，电流表的示数变小
7．如图所示，一对平行光滑轨道水平放置．轨道间距L＝0.20 m，电阻R＝10 Ω，有一质量为m＝1 kg的金属棒平放在轨道上，与两轨道垂直，金属棒及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于垂直轨道平面竖直向下的匀强磁场中．现用一拉力F沿轨道方向拉金属棒，使之做匀加速运动，力F与时间t的关系为F＝(0.1t＋1)N，则下列说法正确的是(　　)
A．金属棒的加速度a＝1 m/s2
B．磁感应强度B＝5 T
C．当F＝3 N时，电路消耗的电功率P＝60 W
D．若拉力F的最大值为5 N，则金属棒所能达到的最大速度为50 m/s
8．某物理兴趣小组设计了如图所示的火情报警系统，其中M是理想变压器，将a、b接在恒定电压的正弦交流电源上，RT为用半导体热敏材料制成的传感器(其电阻率随温度升高而减小)，电流表A2为值班室的显示器，显示通过R1的电流，电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出)，R2为定值电阻．若传感器RT所在处出现火警时，以下说法中正确的是(　　)
A．电流表A1的示数不变，电流表A2的示数增大
B．电流表A1的示数增大，电流表A2的示数减小
C．电压表V1的示数增大，电压表V2的示数增大
D．电压表V1的示数不变，电压表V2的示数变小
9．如图所示的正方形导线框abcd，电阻为R，线框以恒定速度v沿x轴正方向运动，并穿过图中所示的磁感应强度为B的匀强磁场区域．如果以x轴正方向为力的正方向，线框在图示位置的时刻作为计时零点，则磁场对线框的作用力F、线框的ab边两端的电势差Uab随时间变化的图像正确的是(　　)
10．如图甲所示，垂直纸面向里的有界匀强磁场的磁感应强度B＝1.0 T，质量m＝0.04 kg、高h＝0.05 m、总电阻R＝5 Ω，n＝100匝的矩形线圈竖直固定在质量M＝0.08 kg的小车上，小车与线圈的水平长度l相等．线圈和小车一起沿光滑水平面运动，并以初速度v1＝10 m/s进入磁场，线圈平面和磁场方向始终垂直．若小车运动的速度v随位移x变化的v?x图像如图乙所示，则根据以上信息可知(　　)
甲　　　　　　　　　乙
A．小车的水平长度l＝10 cm
B．磁场的宽度d＝35 cm
C．小车的位移x＝10 cm时线圈中的电流I＝7 A
D．线圈通过磁场的过程中线圈产生的热量Q＝1.92 J
二、非选择题(本题共5小题，共60分)
11．(10分)如图所示器材可用来研究电磁感应现象及确定感应电流方向．
(1)在给出的实物图中，用实线作为导线将实验仪器连成实验电路．
(2)线圈L1和L2的绕向一致，将线圈L1插入L2中，合上开关．能使L2中感应电流的流向与L1中电流的流向相同的实验操作是________．
A．插入软铁棒
B．拔出线圈L1
C．增大接入电路中的滑动变阻器的阻值
D．断开开关
12．(10分)为了节能环保，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)．
甲　　　　　　　　　乙
丙
(1)某光敏电阻R在不同照度下的阻值如下表，根据表中已知数据，在图甲的坐标系中描绘出了阻值随照度变化的曲线．由图像可求出照度为1.0 lx时的电阻约为________kΩ.
照度/lx 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
电阻/kΩ 5.8 3.7 2.8 2.3
1.8
(2)如图乙所示是街道路灯自动控制模拟电路，利用直流电源为电磁铁供电，利用照明电源为路灯供电．为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果，路灯应接在________(填“AB”或“BC”)之间，请用笔画线代替导线，正确连接电路元件．
(3)用多用电表“×10 Ω”挡，按正确步骤测量图中电磁铁线圈电阻时，指针示数如图丙所示．则线圈的电阻为________Ω.已知当线圈中的电流大于或等于2 mA时，继电器的衔铁将被吸合．图中直流电源的电动势E＝6 V，内阻忽略不计，滑动变阻器有三种规格可供选择：R1(0～10 Ω，2 A)、R2(0～200 Ω，1 A)、R3(0～1 750 Ω，0.1 A)．要求天色渐暗照度降低至1.0 lx时点亮路灯，滑动变阻器应选择________(填“R1”“R2”或“R3”)．为使天色更暗时才点亮路灯，应适当地________(填“增大”或“减小”)滑动变阻器的电阻．
13．(10分)电磁弹是我国最新研究的重大科技项目，原理可用下述模型说明．如图甲所示，虚线MN右侧存在竖直向上的匀强磁场，边长为L的正方形单匝金属线框abcd放在光滑水平面上，电阻为R，质量为m，ab边在磁场外侧紧靠MN虚线边界．t＝0时起磁感应强度B随时间t的变化规律是B＝B0＋kt(k为大于零的常数)．空气阻力忽略不计．
甲　　　　　　　　乙
(1)求t＝0时刻，线框中感应电流的功率P；
(2)若用相同的金属线绕制相同大小的n匝线框，如图乙所示，在线框上加一质量为M的负载物，证明：载物线框匝数越多，t＝0时线框加速度越大．
14．(14分)如图所示，左右两根金属导轨分别平行且相距均为L，左导轨与水平面夹角为30°，右导轨与水平面夹角为60°，左右导轨上端用导线连接，而下端与水平面绝缘．导轨空间内存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，左边磁场垂直于左导轨平面斜向下，右边磁场垂直于右导轨平面斜向上．质量均为m的导体杆ab和cd分别垂直于左右导轨放置，且两杆与两侧导轨间的动摩擦因数均为μ＝，回路电阻恒为R，若同时无初速释放两杆，发现cd杆沿右导轨下滑距离s时，ab杆才开始运动．已知两侧导轨都足够长，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，试求：
(1)ab杆刚要开始运动时cd杆的速度；
(2)以上过程中，回路中共产生多少焦耳热．
15．(16分)如图所示，将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为b、磁感应强度为B的匀强磁场区域，磁场的
方向垂直纸面向里，线框向上离开磁场时的速度刚好是进入磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进入磁场．整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力f且线框不发生转动．求：
(1)线框在下落阶段匀速进入磁场时的速度v2；
(2)线框在上升阶段刚离开磁场时的速度v1；
(3)线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q.
模块综合测评
(时间：90分钟　分值：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，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)
1．如图所示的四种情形，下列说法正确的是(　　)
A．(1)图中的圆形线圈水平，直导线在其某一条直径的正上方，直导线中通入变化的电流时，下面的线圈中会产生感应电流
B．(2)图中蹄形磁铁绕轴(虚线)旋转时，其下方静止不动的铜盘里会产生感应电流
C．若(3)图中导体棒沿图示方向在磁场中运动会产生感应电动势
D．(4)图中由于导体线圈不闭合，所以磁铁靠近导体线圈的过程中，导体线圈中无感应电动势
B　[直导线中电流产生磁场，但穿过线圈的磁通量叠加后为零，即使直导线中的电流变化，也不会导致线圈中的磁通量变化，故线圈中不会产生感应电流，A错误；当蹄形磁铁绕轴(虚线)旋转时，其下方静止不动的铜盘，相当于若干个过圆心的铜棒在切割磁感线，从而产生感应电流，B正确；导体棒沿图示方向在磁场中运动，没有切割磁感线，因此不会产生感应电动势，C错误；在磁铁靠近导体线圈的过程中，导体线圈中磁通量变化，从而产生感应电动势，由于不闭合，因此线圈中没有感应电流，D错误．]
2．如图所示，将两端刮掉绝缘漆的导线绕在一把锉刀上，一端接上电池(电池另一极与锉刀接触)，手执导线的另一端，在锉刀上来回划动，由于锉刀表面凹凸不平，就会产生电火花．下列说法正确的是(　　)
A．产生电火花的回路只由导线与电池组成
B．如果导线端只向一个方向划动也能产生电火花
C．锉刀采用什么材料制成对实验没有影响
D．导线端划动的方向决定了自感电动势的方向
B　[由题图可知，产生电火花的回路由导线、锉刀与电池组成，A错误；手执导线的另一端，在锉刀上来回划动时产生的电火花，是电路时通时断在回路中产生自感电动势产生的，与导线运动的方向无关，如果导线端只向一个方向划动也能产生电火花，B正确；产生电火花的回路由导线、锉刀与电池组成，如果锉刀是绝缘体，则实验不能完成，C错误；自感电动势的方向与电流接通或电流断开有关，与导线端划动的方向无关，D错误．]
3．如图所示的电路中，a、b、c为三个相同的灯泡，线圈L的自感系数很大，电阻不计，电源E内阻不计，下列判断正确的有(　　)
A．S闭合的瞬间，a、b、c三灯一样亮
B．S闭合的瞬间，b灯最亮
C．电路稳定后，将S断开的瞬间，a、c两灯立即熄灭
D．电路稳定后，将S断开，a、c两灯亮度相同且逐渐变暗
D　[由于通过线圈L的电流会缓慢变化，在开关S闭合的瞬间，L中的电流为零，电路的结构为b、c串联后与a并联，所以a支路的电阻值小，流过a的电流大，而流过b、c的电流相等，故S闭合的瞬间，b、c两灯一样亮，a灯最亮，A、B错误；当电流逐渐稳定时，线圈不产生感应电动势，此时b被短路，a、c并联，电路稳定后，将S断开，此时线圈L产生感应电动势，相对于电源电路的结构是a、c串联后与b并联，所以a、c两灯亮度相同且逐渐变暗，C错误，D正确．]
4．用电流传感器可以清楚地演示一些电学元件对电路中电流的影响，如图所示，在A、B间分别接入电容器、电感线圈、定值电阻．闭合开关时，计算机显示的电流随时间变化的图像分别如图中a、b、c所示，则下列判断中正确的是(　　)
A．A、B间接入定值电阻显示图像a
B．A、B间接入电容器显示图像b
C．A、B间接入电感线圈显示图像c
D．A、B间接入电感线圈显示图像b
D　[a图像电流瞬间增大后恢复为零，这是接入了电容器，充电时有瞬间电流而后不再通电，故A错误；b图电流逐渐增大到某一数值，这是接入了电感线圈，闭合开关时对电流增大有阻碍作用但电流还是增大，只是时间上被延缓了，故B错误，D正确；c图电流瞬间增大后保持不变，这是接入了定值电阻，故C错误；所以正确答案为D.]
5．如图甲所示，一矩形线圈位于随时间t变化的匀强磁场中，磁感应强度B随t的变化规律如图乙所示．以i表示线圈中的感应电流，以图甲中线圈上箭头所示方向为电流正方向，以垂直纸面向里的磁场方向为正，则以下的i?t图像中正确的是 (　　)
甲　　　　　　　　　　乙
A　　　　　　　　　　B
C　　　　　　　　　　D
A　[由电磁感应定律和欧姆定律得I＝＝·＝·，线圈的面积S和电阻R都是定值，则线圈中的感应电流与磁感应强度B随t的变化率成正比．由图乙可知，0～1时间内，B均匀增大，Φ增大，根据楞次定律得知，感应磁场与原磁场方向相反(感应磁场的磁感应强度的方向向外)，由右手定则判断可知，感应电流是逆时针的，因而是负值．由于不变，所以可判断0～1为负的恒值；同理可知1～2为正的恒值；2～3为零；3～4为负的恒值；4～5为零；5～6为正的恒值，故选A.]
6．如图所示，矩形线圈abcd与可变电容器C、理想电流表A构成闭合电路．线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，转动的角速度ω＝100π rad/s.线圈的匝数n＝100，边长ab＝0.2 m、ad＝0.4 m，电阻不计．磁场只分布在bc边的左侧，磁感应强度大小B＝ T．电容器放电时间不计．下列说法正确的是(　　)
A．该线圈产生的交流电动势峰值为50 V
B．该线圈产生的交流电动势有效值为25 V
C．电容器的耐压值至少为50 V
D．电容器的电容变大时，电流表的示数变小
B　[该线圈产生的交流电动势峰值Em＝nBSω＝100××0.2×0.4×100π V＝50 V，选项A错误；设线圈产生的交流电动势有效值为E，则2··＝·T，解得E＝25 V，选项B正确；电容器的耐压值至少为50 V，选项C错误；电容器的电容变大时，电容器对交变电流的阻碍作用减小，电流表的示数增大，选项D错误．]
7．如图所示，一对平行光滑轨道水平放置．轨道间距L＝0.20 m，电阻R＝10 Ω，有一质量为m＝1 kg的金属棒平放在轨道上，与两轨道垂直，金属棒及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于垂直轨道平面竖直向下的匀强磁场中．现用一拉力F沿轨道方向拉金属棒，使之做匀加速运动，力F与时间t的关系为F＝(0.1t＋1)N，则下列说法正确的是(　　)
A．金属棒的加速度a＝1 m/s2
B．磁感应强度B＝5 T
C．当F＝3 N时，电路消耗的电功率P＝60 W
D．若拉力F的最大值为5 N，则金属棒所能达到的最大速度为50 m/s
ABD　[t＝0时，F＝1 N，此时金属棒的速度为零，不受安培力，由牛顿第二定律得a＝＝ m/s2＝1 m/s2，A正确；根据牛顿第二定律得F－＝ma，将F＝(0.1t＋1)N，v＝at代入解得B＝5 T，B正确；当F＝3 N时，由F＝(0.1t＋1)N，得t1＝20 s，v1＝at1＝20 m/s，E＝BLv1＝5×0.20×20 V＝20 V，电路消耗的电功率P＝＝ W＝40 W，C错误；若拉力F的最大值为5 N，则当F＝时金属棒做匀速直线运动，解得速度最大值vmax＝50 m/s，D正确．]
8．某物理兴趣小组设计了如图所示的火情报警系统，其中M是理想变压器，将a、b接在恒定电压的正弦交流电源上，RT为用半导体热敏材料制成的传感器(其电阻率随温度升高而减小)，电流表A2为值班室的显示器，显示通过R1的电流，电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出)，R2为定值电阻．若传感器RT所在处出现火警时，以下说法中正确的是(　　)
A．电流表A1的示数不变，电流表A2的示数增大
B．电流表A1的示数增大，电流表A2的示数减小
C．电压表V1的示数增大，电压表V2的示数增大
D．电压表V1的示数不变，电压表V2的示数变小
BD　[当传感器RT所在处出现火情时，RT的电阻减小，导致电路中总的电阻减小，所以电路中的总电流将会增加，A1测量的是原线圈中的总的电流，
①由于副线圈的电流增大了，所以原线圈的电流A1示数也要增加；
②由于电源的电压不变，匝数比不变，原副线圈的电压也不变，所以V1的示数不变；
③由于副线圈中电流增大，R2两端的电压变大，所以V2的示数要减小；
④R1两端的电压也要减小，所以A2的示数要减小；
由①④可知A错误，B正确；由②③可知C错误，D正确．]
9．如图所示的正方形导线框abcd，电阻为R，线框以恒定速度v沿x轴正方向运动，并穿过图中所示的磁感应强度为B的匀强磁场区域．如果以x轴正方向为力的正方向，线框在图示位置的时刻作为计时零点，则磁场对线框的作用力F、线框的ab边两端的电势差Uab随时间变化的图像正确的是(　　)
BD　[0～时间内线框在磁场外，力与电流为零.～时间内，由右手定则可得出电流的方向为逆时针方向，线框以恒定速度运动，所以感应电动势和感应电流不变，根据法拉第电磁感应定律有E＝Blv，I＝，Uab＝Blv，由左手定则可知，线框受到的安培力沿x轴负方向，F＝BIl＝.～时间内，线框全部进入磁场，感应电流为0，但Uab＝Blv，安培力为零.～时间内，线框cd边切割磁感线，由右手定则可得电流的方向为顺时针方向，因为线框以恒定速度v沿x轴正方向运动，所以感应电动势和电流不变，E＝Blv，I＝，Uab＝Blv.根据左手定则，安培力向左，F＝BIl＝，故B、D正确．]
10．如图甲所示，垂直纸面向里的有界匀强磁场的磁感应强度B＝1.0 T，质量m＝0.04 kg、高h＝0.05 m、总电阻R＝5 Ω，n＝100匝的矩形线圈竖直固定在质量M＝0.08 kg的小车上，小车与线圈的水平长度l相等．线圈和小车一起沿光滑水平面运动，并以初速度v1＝10 m/s进入磁场，线圈平面和磁场方向始终垂直．若小车运动的速度v随位移x变化的v?x图像如图乙所示，则根据以上信息可知(　　)
甲　　　　　　　　　乙
A．小车的水平长度l＝10 cm
B．磁场的宽度d＝35 cm
C．小车的位移x＝10 cm时线圈中的电流I＝7 A
D．线圈通过磁场的过程中线圈产生的热量Q＝1.92 J
AC　[闭合线圈在进入或离开磁场时的位移即为线圈的长度，线圈进入或离开磁场时受安培力作用，将做减速运动，由乙图可知，线圈的长度l＝10 cm，故A正确；磁场的宽度等于线圈刚进入磁场到刚离开磁场时的位移，由乙图可知，5～15 cm是进入的过程，15～30 cm是完全在磁场中运动的过程，30～40 cm是离开磁场的过程，所以d＝30 cm－5 cm＝25 cm，故B错误；位移x＝10 cm时线圈的速度为7 m/s，线圈进入磁场过程中，根据I＝＝7 A，故C正确；线圈通过磁场过程中运用动能定理得：(M＋m)v－(M＋m)v＝W安，由乙图可知v1＝10 m/s，v2＝3 m/s，代入数据得：W安＝－5.46 J，所以克服安培力做功为5.46 J，即线圈通过磁场过程中产生的热量为5.46 J，故D错误．]
二、非选择题(本题共5小题，共60分)
11．(10分)如图所示器材可用来研究电磁感应现象及确定感应电流方向．
(1)在给出的实物图中，用实线作为导线将实验仪器连成实验电路．
(2)线圈L1和L2的绕向一致，将线圈L1插入L2中，合上开关．能使L2中感应电流的流向与L1中电流的流向相同的实验操作是________．
A．插入软铁棒
B．拔出线圈L1
C．增大接入电路中的滑动变阻器的阻值
D．断开开关
解析：(1)将线圈L2和电流计串联形成一个回路，将开关、滑动变阻器、电源、线圈L1串联而成另一个回路即可．(2)根据楞次定律可知，若使感应电流与原电流的绕行方向相同，则线圈L2中的磁通量应该减小，故拔出线圈L1、使变阻器阻值变大、断开开关均可使线圈L2中的磁通量减小，故A错误，B、C、D正确．
答案：(1)电路图如图所示 　(2)B、C、D
12．(10分)为了节能环保，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)．
甲　　　　　　　　　乙
丙
(1)某光敏电阻R在不同照度下的阻值如下表，根据表中已知数据，在图甲的坐标系中描绘出了阻值随照度变化的曲线．由图像可求出照度为1.0 lx时的电阻约为________kΩ.
照度/lx 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
电阻/kΩ 5.8 3.7 2.8 2.3
1.8
(2)如图乙所示是街道路灯自动控制模拟电路，利用直流电源为电磁铁供电，利用照明电源为路灯供电．为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果，路灯应接在________(填“AB”或“BC”)之间，请用笔画线代替导线，正确连接电路元件．
(3)用多用电表“×10 Ω”挡，按正确步骤测量图中电磁铁线圈电阻时，指针示数如图丙所示．则线圈的电阻为________Ω.已知当线圈中的电流大于或等于2 mA时，继电器的衔铁将被吸合．图中直流电源的电动势E＝6 V，内阻忽略不计，滑动变阻器有三种规格可供选择：R1(0～10 Ω，2 A)、R2(0～200 Ω，1 A)、R3(0～1 750 Ω，0.1 A)．要求天色渐暗照度降低至1.0 lx时点亮路灯，滑动变阻器应选择________(填“R1”“R2”或“R3”)．为使天色更暗时才点亮路灯，应适当地________(填“增大”或“减小”)滑动变阻器的电阻．
解析：(1)根据图像直接读出照度为1.0 lx时对应的电阻约为2.0 kΩ.
(2)光敏电阻的电阻值随光照强度的增大而减小，所以白天时光敏电阻的电阻值小，电路中的电流值大，电磁铁将被吸住；静触点与C接通；晚上时的光线暗，光敏电阻的电阻值大，电路中的电流值小，所以静触点与A接通．所以要达到晚上灯亮，白天灯灭，则路灯应接在AB之间．电路图如图所示：
(3)欧姆表的读数是先读出表盘的刻度，然后乘以倍率，表盘的刻度是14，倍率是“×10 Ω”，所以电阻值是14×10 Ω＝140 Ω；天色渐暗照度降低至1.0 lx时点亮路灯，此时光敏电阻的电阻值是2 kΩ，电路中的电流是2 mA，R＝－R光＝ Ω－2 000 Ω＝1 000 Ω，所以要选择滑动变阻器R3.由于光变暗时，光敏电阻变大，分的电压变大，所以为使天色更暗时才点亮路灯，应适当地减小滑动变阻器的电阻．
答案：(1)2.0　(2)AB　电路图见解析图
(3)140　R3　减小
13．(10分)电磁弹是我国最新研究的重大科技项目，原理可用下述模型说明．如图甲所示，虚线MN右侧存在竖直向上的匀强磁场，边长为L的正方形单匝金属线框abcd放在光滑水平面上，电阻为R，质量为m，ab边在磁场外侧紧靠MN虚线边界．t＝0时起磁感应强度B随时间t的变化规律是B＝B0＋kt(k为大于零的常数)．空气阻力忽略不计．
甲　　　　　　　　乙
(1)求t＝0时刻，线框中感应电流的功率P；
(2)若用相同的金属线绕制相同大小的n匝线框，如图乙所示，在线框上加一质量为M的负载物，证明：载物线框匝数越多，t＝0时线框加速度越大．
解析：(1)t＝0时刻线框中的感应电动势，由法拉第电磁感应定律得E0＝L2
功率P＝＝.
(2)n匝线框中t＝0时刻产生的感应电动势E0＝n
线框的总电阻R总＝nR
线框中的感应电流I＝
t＝0时刻线框受到的安培力F＝nB0IL
设线框的加速度为a，根据牛顿第二定律有F＝(nm＋M)a
解得：a＝
可知n越大，a越大
证得：若用相同的金属线绕制相同大小的n匝线框，如图乙所示，在线框上加一质量为M的负载物，载物线框匝数越多，t＝0时线框加速度越大．
答案：(1)　(2)证明过程见解析
14．(14分)如图所示，左右两根金属导轨分别平行且相距均为L，左导轨与水平面夹角为30°，右导轨与水平面夹角为60°，左右导轨上端用导线连接，而下端与水平面绝缘．导轨空间内存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，左边磁场垂直于左导轨平面斜向下，右边磁场垂直于右导轨平面斜向上．质量均为m的导体杆ab和cd分别垂直于左右导轨放置，且两杆与两侧导轨间的动摩擦因数均为μ＝，回路电阻恒为R，若同时无初速释放两杆，发现cd杆沿右导轨下滑距离s时，ab杆才开始运动．已知两侧导轨都足够长，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，试求：
(1)ab杆刚要开始运动时cd杆的速度；
(2)以上过程中，回路中共产生多少焦耳热．
解析：(1)ab杆刚运动时，有
mgsin 30°＋F安＝μmgcos 30°
解得F安＝mg
由安培力公式F安＝BIL得I＝
由闭合电路欧姆定律得E＝IR＝
对cd杆，由法拉第电磁感应定律E＝BLv得
v＝.
(2)对cd杆由动能定理得
mgssin 60°－μmgscos 60°－W克安＝mv2
而W克安＝Q，故Q＝mgs－.
答案：(1)　(2)mgs－
15．(16分)如图所示，将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为b、磁感应强度为B的匀强磁场区域，磁场的
方向垂直纸面向里，线框向上离开磁场时的速度刚好是进入磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进入磁场．整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力f且线框不发生转动．求：
(1)线框在下落阶段匀速进入磁场时的速度v2；
(2)线框在上升阶段刚离开磁场时的速度v1；
(3)线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q.
解析：(1)线框在下落阶段匀速进入磁场时有
mg＝f＋
解得v2＝.
(2)由动能定理，线框从离开磁场至上升到最高点的过程有(mg＋f)h＝mv
线框从最高点回落至进入磁场瞬间有
(mg－f)h＝mv
两式联立解得v1＝.
(3)线框在向上通过磁场过程中，由能量守恒定律有
mv－mv＝Q＋(mg＋f)(a＋b)
且由已知v0＝2v1
解得Q＝[(mg)2－f2]－(mg＋f)(a＋b)．
答案：(1)　(2)
(3)[(mg)2－f2]－(mg＋f)(a＋b)