2019-2020人教版物理选修1-1 章末综合测评3

章末综合测评(三)
(时间：45分钟分值：100分)
一、选择题(本题包括10小题，每小题4分，共40分，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，全都选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)
1．下列设备或电器中，利用电磁感应原理工作的是()
A．发电机B．白炽灯
C．电动机D．电吹风
A[发电机是线圈在磁场中运动，结果是产生电流，利用电磁感应现象原理，故A正确；白炽灯是将电能转化为热能后一部分热能转化为光能的设备，即是消耗电能的电热装置，故B错误；电动机是线圈在磁场中运动，因通电而产生力，故C错误；电吹风是将电能转化为机械能和热能，与电磁感应无关，故D错误．]
2．关于家庭安全用电，下列做法正确的是()
A．将移动插座远离水池
B．用湿抹布擦去工作中电器上的灰尘
C．使用洗衣机时，电器外壳不接地
D．消毒碗柜、电饭煲和电冰箱同时使用一个移动插座
A[因为普通水是导体，会使原来绝缘的物体导电，所以选项A对，选项B错；功率较大和容易漏电的电器要用三相插座并使外壳接地，选项C错；较大功率的电器不可共用一个移动插座，以免电流过大引起事故，选项D错．] 3．如图所示为通电长直导线的磁感线图，等面积线圈S1、S2与导线处于同一平面，关于通过线圈S1、S2的磁通量Φ1、Φ2，下列分析正确的是()
A．Φ1＞Φ2
B．Φ1＜Φ2
C．Φ1＝Φ2≠0
D．Φ1＝Φ2＝0
A[由图中磁感线的疏密分布可以看出，穿过S1的磁通量大，选项A正确．] 4．如图所示，栅栏大门朝正南方向，在门的四角上钉有四个钉子，沿着钉子绕有50匝的大线圈，穿过该线圈的最大磁通量为1.6×10－4 Wb，那么，小明在2 s内把关闭的大门打开并转过90°的过程中，线圈中产生的感应电动势约为()
A．2×10－2 V
B．4×10－3 V
C．1.6×10－4 V
D．8×10－5 V
B[开始时穿过栅栏大门上线圈的磁通量Φ1＝1.6×10－4Wb，大门打开转
过90°时磁通量Φ2＝0，则ΔΦ＝1.6×10－4Wb，由公式E＝n ΔΦ
Δt得E＝
50×1.6×10－4
2V＝4×10
－3 V，故选项B正确．]
5．矩形线圈的面积为S，匝数为n，在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕
垂直于磁场的轴OO′以角速度ω匀速转动．当转到线圈平面与磁场垂直的图示位置时()
A．线圈中的电动势为nBSω
B．线圈中的电动势为0
C．穿过线圈的磁通量为0
D．穿过线圈的磁通量变化率最大
B [图示时刻线圈的四边都不切割磁感线，不产生感应电动势，即线圈中的电动势为0，故A 错误，B 正确．图示时刻线圈与磁场垂直，磁通量最大，为Φ＝BS ，故
C 错误．图示位置线圈中的电动势为0，根据法拉第电磁感应定律E
＝n ΔΦΔt
可知穿过线圈的磁通量变化率为0，故D 错误．] 6．如图所示电路中，L 是一电阻可忽略不计的电感线圈，a 、b 为L 上的左右两端点，A 、B 、C 为完全相同的三个灯泡，原来开关S 是闭合的，三个灯泡均在发光．某时刻将开关S 打开，则下列说法正确的是( )
A ． a 点电势高于b 点，A 灯闪亮后缓慢熄灭
B . b 点电势高于a 点，B 、
C 灯闪亮后缓慢熄灭
C ． a 点电势高于b 点，B 、C 灯闪亮后缓慢熄灭
D ． b 点电势高于a 点，B 、C 灯不会闪亮只是缓慢熄灭
B [开关S 闭合稳定时，电感线圈支路的总电阻较B 、
C 灯支路电阻小，故流过A 灯的电流I 1大于流过B 、C 灯的电流I 2，且电流方向由a 到b ，a 点电势高于b 点．当开关S 打开，由于与电源断开，但电感线圈会产生自感现象，相当于电源，b 点电势高于a 点，流过A 灯的电流由I 1减小到0，瞬间流过B 、C 灯支路的电流为I 1＞I 2.故B 、C 灯闪亮一下后再缓慢熄灭，故B 正确．]
7．下列现象中，能表明电和磁有联系的是( )
A ．摩擦起电
B ．两块磁铁相互吸引或排斥
C ．小磁针靠近通电导线时偏转
D ．磁铁插入闭合线圈过程中，线圈中产生感应电流
CD [摩擦起电表明电荷可以发生转移，不能表明电和磁有联系，A 错；两块磁铁相互吸引或排斥说明磁体间有联系，不能表明电和磁有联系，B 错；小磁针靠近通电导线时偏转和磁铁插入闭合线圈过程中，线圈中产生感应电流都能表明电和磁有联系，C 、D 对．]
8．下列说法中正确的是( )
A．电磁炉是采用电磁感应原理，在金属锅上产生涡流，使锅体发热从而加热食物的
B．磁电式电表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，是为了防止电磁感应
C．精密线绕电阻常采用双线绕法，可以增强线绕电阻通电时产生的磁场D．交流发电机的工作原理是电磁感应
AD[电磁炉是采用电磁感应原理，在金属锅上产生涡流，使锅体发热从而加热食物的，与微波炉工作原理不同，故A正确；常常用铝框做骨架，起到电磁阻尼作用，是为了利用电磁感应，故B错误；采用双线绕法，磁场相互抵消，可以减弱线绕电阻通电时产生的磁场，故C错误；发电机的工作原理是电磁感应，故D正确．]
9．电磁炉采用感应电流(涡流)的加热原理，是通过电子线路产生交变磁场，把铁锅放在炉面上时，在铁锅底部产生交变的电流．它具有升温快、效率高、体积小、安全性好等优点．下列关于电磁炉的说法中正确的是()
A．电磁炉面板可采用陶瓷材料，发热部分为铁锅底部
B．电磁炉面板可采用金属材料，通过面板发热加热锅内食品
C．电磁炉可以用陶瓷器皿作为锅具对食品加热
D．可以通过改变电子线路的频率来改变电磁炉的功率
AD[电磁炉是利用电磁感应加热原理制成的电器烹饪器具．由高频感应加热线圈(即励磁线圈)、高频电力转换装置、控制器及铁磁材料锅底炊具等部分组成．使用时，加热线圈中通入交变电流，线圈周围便产生一交变磁场，交变磁场的磁力线大部分通过金属锅体，在锅底中产生大量涡流，从而产生烹饪所需的热．所以电磁炉发热部分需要用铁锅底部，而不能用陶瓷材料，产生的热量可通过面板加热，故面板可采用陶瓷材料，A、D正确，B、C错误．] 10．下列关于理想变压器的说法，正确的是()
A．输入功率等于输出功率
B．输送的电能经变压器先转化为磁场能，再转化为电能
C．输送的电能经变压器先转化为电场能，再转化为电能
D．输送的电能经变压器的铁芯直接传输出去
AB[从能量的转化来看，由于过程中有电磁感应现象出现，所以会存在“磁生电”的过程，这里的“磁”就是指原线圈中产生的变化磁场，这样在副线圈中就产生了电磁感应现象，从而副线圈可以产生电能．所以选项A、B正确．]
二、填空题(本题共2小题，每空3分，共12分)
11．某磁场的磁感线分布如图所示．将闭合导体圆环从磁场中的M处平移到N处，则通过圆环的磁通量将________(填“变大”“变小”或“不变”)；圆环中________(填“能”或“不能”)产生感应电流．
[解析]将闭合导体圆环从磁场中的M处平移到N处，穿过圆环的磁感线条数减少，则通过圆环的磁通量将变小；圆环中能产生感应电流．[答案]变小能
12．电磁感应现象是英国物理学家法拉第首先发现的，探究这个现象应选用图中________(填“甲”或“乙”)所示的装置进行实验，利用电磁感应现象可以制成________，实现机械能转化为电能．
[解析]甲图没有电源，则利用导体在磁场中运动产生电能，即甲图是研究电磁感应现象，图乙有电源，当闭合开关后，处于磁场中的导体会在安培力的作用下运动，图乙是研究通电导体在磁场中受到力的作用的现象的，故选甲图，利用电磁感应规律可制作发电机．
[答案]甲发电机
三、计算题(本题共4小题，共48分)
13．(10分)如图为余弦交流电的图象，根据图象回答下列问题：
(1)该交流电的周期多大？
(2)该交流电的频率多大？
(3)若该交流电流通过10 Ω的电阻时，电阻消耗的电功率为多少？
[解析] 由图象可知T ＝0.08 s ，因f ＝1T
所以f ＝10.08
Hz ＝12.5 Hz 该交流电的电压有效值为U e ＝
1102 V ＝55 2 V P ＝U 2e R ＝（552）210
W ＝605 W. [答案] (1)0.08 s (2)12.5 Hz (3)605 W
14．(12分)如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为n 1∶n 2＝2∶1，原线圈接
200 V 交流电源，副线圈接额定功率为20 W 的灯泡L ，灯泡正常发光，当电源电压降为180 V 时，求灯泡实际消耗功率与其额定功率之比？
[解析] 由U 1U 2＝n 1n 2得 U 2＝n 2n 1U 1＝12
×200 V ＝100 V 而U 2′＝n 2n 1U 1′＝12
×180 V ＝90 V 所以功率之比P 2′P 2＝U 2′2
R U 22R
＝U 2′2U 22＝9021002＝81100
. [答案] 81100
15．(12分)交流发电机输出电压为250 V ，输出功率为100 kW ，输电线总
电阻R ＝8 Ω，为使输电线上的功率损失不超过输送功率的5%，用户能得到220 V 的电压，则发电处升压变压器和用户处降压变压器的匝数比为多少？
[解析] 根据I ＝P U ，升压变压器的输入电流I 1＝P 1U 1
＝400 A 得升压变压器输出的电流为：I 2＝
ΔP R ＝25 A ，所以升压变压器的匝数比为n 1n 2＝I 2I 1＝25400＝116
降压变压器得到的输入电压为：U 3＝P 3I 2
＝3 800 V 所以降压变压器原副线圈匝数比为：n 3n 4＝3 800220＝19011
. [答案] 1∶16 190∶11
16．(14分)将交变电压u ＝2202sin 100πt V 接到“220 V ，100 W ”的灯泡两端，如灯泡灯丝电阻保持不变，求：
(1)通过灯泡的电流的最大值；
(2)灯泡实际功率；
(3)每秒钟电流方向改变的次数；
(4)通过灯泡的电流i 的瞬时值表达式．
[解析] (1)交变电压的有效值为U ＝
22022
V ＝220 V ，灯的额定电压为U L ＝220 V ，因此灯恰好正常发光．
由“220 V ，100 W ”知该灯电阻为
R ＝U 2P ＝2202
100
Ω＝484 Ω. 通过灯泡电流的最大值为
I m ＝U m R L
＝2202484 A ≈0.64 A. (2)灯泡的实际功率与额定功率相同，P ＝100 W.
(3)周期T ＝0.02 s ，1秒钟电流方向可以改变的次数为n ＝1T ×2＝100次．
(4)通过灯泡的电流的瞬时值表达式为
i ＝I m sin ωt ＝0.64sin 100πt A.
[答案](1)0.64 A(2)100 W(3)100次(4)i＝0.64sin 100πt A。