高考物理大二輪總復(fù)習(xí) 模塊滾動(dòng)檢測(cè)卷（四）

模塊滾動(dòng)檢測(cè)卷(四)(范圍：選修32滿(mǎn)分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共13小題，每小題3分，滿(mǎn)分39分每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)正確選對(duì)的得3分，不選或錯(cuò)選得0分)1(2016杭州市余杭區(qū)高二期末)電磁感應(yīng)是發(fā)電的基本原理之一，發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的科學(xué)家是()A安培 B赫茲C法拉第 D麥克斯韋答案C解析發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的科學(xué)家是法拉第，故選C.2隨著科技的不斷發(fā)展，無(wú)線充電已經(jīng)進(jìn)入人們的生活某品牌手機(jī)的無(wú)線充電原理如圖1所示，下列哪種裝置的工作原理與其相同()圖1A電磁爐 B電動(dòng)機(jī)C回旋加速器 D速度選擇器答案A解析手機(jī)無(wú)線充電及電磁爐均應(yīng)用了電磁感應(yīng)原理；而電動(dòng)機(jī)是導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力；回旋加速器利用電場(chǎng)中的加速及磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)；速度選擇器采用的是復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；故選A.3如圖2所示，水平放置的光滑桿上套有A、B、C三個(gè)金屬環(huán)，其中B接電源在接通電源的瞬間，A、C兩環(huán)()圖2A都被B吸引B都被B排斥CA被吸引，C被排斥DA被排斥，C被吸引答案B解析在接通電源的瞬間，通過(guò)B環(huán)的電流變大，電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)增強(qiáng)，穿過(guò)A、C兩環(huán)的磁通量變大，A、C兩環(huán)產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁通量的變化，為了阻礙原磁通量的增加，A、C兩環(huán)都被B環(huán)排斥而遠(yuǎn)離B環(huán)，以阻礙磁通量的增加，故A、C、D錯(cuò)誤，B正確；故選B.4如圖3為安檢門(mén)原理圖，左邊門(mén)框中有一通電線圈，右邊門(mén)框中有一接收線圈工作過(guò)程中某段時(shí)間通電線圈中存在順時(shí)針?lè)较蚓鶆驕p小的電流，則()圖3A無(wú)金屬片通過(guò)時(shí)，接收線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針B無(wú)金屬片通過(guò)時(shí)，接收線圈中的感應(yīng)電流增大C有金屬片通過(guò)時(shí)，接收線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針D有金屬片通過(guò)時(shí)，接收線圈中的感應(yīng)電流大小發(fā)生變化答案D解析當(dāng)左側(cè)線圈中通有不斷減小的順時(shí)針?lè)较虻碾娏鲿r(shí)，知穿過(guò)右側(cè)線圈的磁通量向右，且減小，根據(jù)楞次定律，右側(cè)線圈中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎还蔄錯(cuò)誤；無(wú)金屬片通過(guò)時(shí)，通電線圈中存在順時(shí)針?lè)较蚓鶆驕p小的電流，則通電線圈中的磁通量均勻減小，所以穿過(guò)右側(cè)線圈中的磁通量均勻減小，則磁通量的變化率是定值，由法拉第磁感應(yīng)定律可知，接收線圈中的感應(yīng)電流不變故B錯(cuò)誤；有金屬片通過(guò)時(shí)，則穿過(guò)金屬片中的磁通量發(fā)生變化，金屬片中也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的方向與接收線圈中的感應(yīng)電流的方向相同，所以也會(huì)將該空間中的磁場(chǎng)的變化削弱一些，引起接收線圈中的感應(yīng)電流大小發(fā)生變化但是電流的方向不會(huì)發(fā)生變化；故C錯(cuò)誤，D正確；故選D.5(2016杭州月考)如圖4甲所示，矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的交變電流如圖乙所示，設(shè)沿abcda方向?yàn)殡娏髡较颍瑒t下列說(shuō)法正確的是()圖4A乙圖中ab時(shí)間段對(duì)應(yīng)甲圖中A至B圖的過(guò)程B乙圖中bc時(shí)間段對(duì)應(yīng)甲圖中C至D圖的過(guò)程C乙圖中d時(shí)刻對(duì)應(yīng)甲圖中的D圖D若乙圖中d處是0.02 s，則1 s內(nèi)感應(yīng)電流的方向改變50次答案B解析A圖中，穿過(guò)線圈的磁通量最大，但變化率為零，此時(shí)線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為零，故A錯(cuò)；C圖中，穿過(guò)線圈的磁通量最大，變化率為零，此時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)也為零，線圈沿軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，由C轉(zhuǎn)到D的過(guò)程中，穿過(guò)線圈的磁通量減小，感應(yīng)電流形成的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同，故感應(yīng)電流的方向?yàn)閍dcba，與規(guī)定方向相反，電流為負(fù)，B對(duì)；乙圖中的d時(shí)刻感應(yīng)電流為零，線圈應(yīng)處于中性面位置，知C錯(cuò)；若乙圖中d處是0.02 s，即周期為0.02 s，一個(gè)周期內(nèi)感應(yīng)電流方向改變兩次，故1 s改變100次，D錯(cuò)6如圖5，有一臺(tái)使用交流電的電冰箱上標(biāo)有額定電壓為“220 V”的字樣，這“220 V”是指()圖5A交流電電壓的最大值B交流電電壓的瞬時(shí)值C交流電電壓的有效值D交流電電壓的平均值答案C解析平時(shí)所說(shuō)、電表所測(cè)、銘牌所標(biāo)都是有效值，此題中的“220 V”是電冰箱銘牌所標(biāo)注的，是有效值，故選C.7(2015紹興模擬)如圖6所示，正方形線圈abcd位于紙面內(nèi)，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，匝數(shù)為N，過(guò)ab中點(diǎn)和cd中點(diǎn)的連線OO恰好位于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的右邊界上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則穿過(guò)線圈的磁通量為()圖6A. B. CBL2 DNBL2答案A解析在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)線圈與磁場(chǎng)垂直時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量為BS，圖中S為有磁感線穿過(guò)線圈的面積，即為有效面積，磁通量與線圈的匝數(shù)無(wú)關(guān)當(dāng)正方形線圈abcd有一半處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中時(shí)，磁通量為：BL2，故選A.8如圖7甲所示，一個(gè)圓形線圈的匝數(shù)n100匝，線圈面積S200 cm2，線圈的電阻r1 ，線圈外接一個(gè)阻值R4 的電阻，把線圈放入一方向垂直線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示下列說(shuō)法中正確的是()圖7A電阻R兩端的電壓均勻增大B初始時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量為0.4 WbC電路中電流為0.025 AD電路中電流為0.02 A答案D解析根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，可知磁通量的變化率恒定，所以電動(dòng)勢(shì)恒定，則電阻兩端的電壓恒定，故A錯(cuò)誤；初始時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量為BS0.2200104 Wb0.004 Wb，故B錯(cuò)誤；由法拉第電磁感應(yīng)定律得：Enn 1000.02 V0.1 V，由閉合電路歐姆定律，可知電路中的電流為I A0.02 A, 故C錯(cuò)誤，D正確9圖8中兩條平行虛線之間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，虛線間的距離為l，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里abc是位于紙面內(nèi)的等腰直角三角形線圈，ab邊平行于磁場(chǎng)的虛線邊界，bc邊長(zhǎng)也為l.t0時(shí)刻，c點(diǎn)位于磁場(chǎng)區(qū)域的邊界上(如圖)現(xiàn)令線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場(chǎng)區(qū)域邊界的方向穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域取沿abc方向的感應(yīng)電流為正，則在線圈穿越磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中，感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖線可能是()圖8答案A解析感應(yīng)電流i，在0時(shí)間內(nèi)，由右手定則及楞次定律判斷可知，感應(yīng)電流方向沿逆時(shí)針?lè)较颍钦?，線圈切割磁感線的有效長(zhǎng)度l均勻增加，則電流i均勻增加；在時(shí)間內(nèi)，由右手定則及楞次定律判斷可知，感應(yīng)電流方向沿順時(shí)針?lè)较?，是?fù)的，線圈切割磁感線的有效長(zhǎng)度l均勻增加，則電流I均勻增加；由圖示圖象可知，B、C、D錯(cuò)誤，A正確；故選：A.10如圖9所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有半徑為r的光滑半圓形導(dǎo)體框，OC為一能繞O在框架上滑動(dòng)的導(dǎo)體棒，Oa之間連一電阻R，導(dǎo)體框架與導(dǎo)體棒的電阻均不計(jì)，若使OC以角速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則()圖9A通過(guò)電阻R的電流方向由a經(jīng)R到OB導(dǎo)體棒O端電勢(shì)低于C端的電勢(shì)C外力做功的功率為D回路中的感應(yīng)電流大小為答案C解析根據(jù)右手定則得知，導(dǎo)體棒OC中的感應(yīng)電流方向?yàn)閺腃到O，則通過(guò)電阻R中的電流方向由O經(jīng)R到a，故A錯(cuò)誤導(dǎo)體棒OC切割磁感線，相當(dāng)于電源，O是電源的正極，C是負(fù)極，則O端的電勢(shì)高于C端，故B錯(cuò)誤導(dǎo)體棒OC產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為EBr2，則電流為I，故D錯(cuò)誤外力做功的功率等于電路產(chǎn)生的電功率PEI，故C正確故選C.11(2016寧波模擬)一自耦變壓器如圖10所示，環(huán)形鐵芯上只繞有一個(gè)線圈，將其接在a、b間作為原線圈通過(guò)滑動(dòng)觸頭取該線圈的一部分，接在c、d間作為副線圈在a、b間輸入電壓為U1的交變電流時(shí)，c、d間的輸出電壓為U2，在將滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過(guò)程中()圖10AU2>U1，U2降低 BU2>U1，U2升高CU2<U1，U2降低 DU2<U1，U2升高答案C解析由題圖知自耦變壓器原線圈的匝數(shù)大于副線圈的匝數(shù)，根據(jù)變壓器的變壓規(guī)律可知，U2<U1；在將滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過(guò)程中，副線圈的匝數(shù)減少，所以U2降低，故A、B、D錯(cuò)誤；C正確12如圖11所示為遠(yuǎn)距離輸電的電路原理圖，下列判斷正確的是()圖11AI1>I2 BI3<I2CU2U3 DU1>U2答案A解析由電廠向外輸送先經(jīng)升壓變壓器，再經(jīng)降壓變壓器到用戶(hù)，故U1<U2，U3>U4，D錯(cuò)；在輸電線上，U2I2RU3，故U2>U3，C錯(cuò)；變壓器為理想變壓器，故P1P2，P3P4，又由PUI知功率相等時(shí)，電壓越大，電流越小，A對(duì)，B錯(cuò)13如圖12甲所示，矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出交流電的電動(dòng)勢(shì)圖象如圖乙所示，經(jīng)原副線圈匝數(shù)比為110的理想變壓器給一燈泡供電如圖丙所示，燈泡的額定功率為22 W現(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)，燈泡正常發(fā)光則()圖12At0.01 s時(shí)刻穿過(guò)線框回路的磁通量為零B線框的轉(zhuǎn)速為100 r/sC變壓器原線圈中電流表示數(shù)為1 AD燈泡的額定電壓為220 V答案C解析由題圖乙可知，當(dāng)t0.01 s時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，則此時(shí)穿過(guò)線框回路的磁通量最大，故A錯(cuò)誤；由圖可知，交流電的周期為0.02 s，則轉(zhuǎn)速為：n50 r/s，故B錯(cuò)誤；原線圈輸入電壓有效值為22 V，則副線圈的電壓為2210 V220 V；由PUI可知，副線圈電流I2 A0.1 A，則由，求得I11 A；故C正確；燈泡正常發(fā)光，故額定電壓為220 V，故D錯(cuò)誤；故選C.二、不定項(xiàng)選擇題(本題共3小題，每小題3分，滿(mǎn)分9分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，至少有一個(gè)選項(xiàng)符合題意，全部選對(duì)的得3分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分)14如圖13所示的電路中，A1和A2是完全相同的燈泡，線圈L的電阻可以忽略下列說(shuō)法中正確的是()圖13A合上開(kāi)關(guān)K接通電路時(shí)，A2先亮，A1后亮，最后一樣亮B合上開(kāi)關(guān)K接通電路時(shí)，A1和A2始終一樣亮C斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K切斷電路時(shí)，A2立刻熄滅，A1逐漸熄滅D斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K切斷電路時(shí)，A1和A2都逐漸熄滅答案AD解析合上開(kāi)關(guān)K接通電路時(shí)，A2立即正常發(fā)光，線圈中電流要增大，由于自感電動(dòng)勢(shì)的阻礙，燈泡A1中電流只能逐漸增大，則A2先亮，A1后亮，最后一樣亮，故A正確，B錯(cuò)誤；A2原來(lái)的電流立即減小為零，線圈中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，兩燈泡串聯(lián)和線圈組成回路，回路中電流從原來(lái)值逐漸減小到零，則A1和A2要過(guò)一會(huì)兒才熄滅，故C錯(cuò)誤，D正確15如圖14所示，矩形線圈面積為S，匝數(shù)為N，線圈電阻為r，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，外電路電阻為R，當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()圖14A磁通量的變化量NBSB電壓表的示數(shù)為C電阻R產(chǎn)生的焦耳熱QD通過(guò)電阻R的電量為q答案CD解析當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90的過(guò)程中，磁通量的變化量BS，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值為EmNBS，電動(dòng)勢(shì)的有效值為E，電壓表測(cè)量的是電路的外電壓，所以電壓表的示數(shù)為U，所以B錯(cuò)誤；電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q，選項(xiàng)C正確；通過(guò)電阻R的電量為qN，選項(xiàng)D正確；故選C、D.16(2016舟山調(diào)研)一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為101，原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖15甲所示，副線圈所接電路如圖乙所示，P為滑動(dòng)變阻器的觸頭則()圖15A副線圈輸出電壓的頻率為50 HzB副線圈輸出電壓的有效值約為31 VCP向右移動(dòng)時(shí)，原線圈中的電流變小DP向右移動(dòng)時(shí)，負(fù)載R上的功率變大答案AD解析理想變壓器原副線圈不會(huì)改變交流電的頻率，所以副線圈輸出電壓的頻率為f，由圖可知交流電的周期為0.02 s，故頻率為50 Hz，故A對(duì)變壓器原副線圈電壓之比為匝數(shù)比即101，副線圈輸出電壓最大值約為31 V，正弦交流電的最大值等于有效值的倍，故輸出有效值約為22 V，故B錯(cuò)P向右移動(dòng)時(shí)，電阻變小，輸出電流變大，輸入電流也變大，故C錯(cuò)由C選項(xiàng)可知輸出電流增大，由電阻R消耗功率PI2R可知，負(fù)載R上的功率變大，故D對(duì)故選A、D.三、實(shí)驗(yàn)題(本題共2小題，每空格2分，共10分)17(6分)在探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中：(1)首先要確定電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向間的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中所用電流表量程為100 A，電源電動(dòng)勢(shì)為1.5 V，待選的保護(hù)電阻有三種R120 k，R21 k，R3100 ，應(yīng)選用_的電阻(2)已測(cè)得電流表指針向右偏時(shí)，電流是由正接線柱流入由于某種原因，螺線管線圈繞線標(biāo)識(shí)已沒(méi)有了，通過(guò)實(shí)驗(yàn)查找繞線方向如圖16所示，當(dāng)磁鐵N極插入線圈時(shí)，電流表指針向左偏，如圖17所示線圈的繞線方向是_圖(填“左”或“右”)圖16圖17(3)若將條形磁鐵S極放在下端，從螺線管中拔出，這時(shí)電流表的指針應(yīng)向_偏(填“左”或“右”)答案(1)20 k(2)左(3)左解析(1)由閉合電路歐姆定律得：R 15103 ，R1>R.不會(huì)使電流表超過(guò)量程，達(dá)到保護(hù)的作用，所以應(yīng)選20 k的電阻(2)當(dāng)磁鐵N極插入螺線管時(shí)，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙原磁通量的增加，螺線管上端應(yīng)為N極，下端為S極，又電流表指針向左偏，可知電流方向是由電流表正接線柱流出至螺線管上端接線柱，由安培定則可判斷螺線管的繞線方向如左圖所示(3)若將條形磁鐵S極放在下端，從螺線管中拔出時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)為阻礙原磁通量的減少，螺線管上端應(yīng)為N極，下端為S極，由螺線管的繞線方向可以判定電流是從電流表的負(fù)接線柱流入，故指針向左偏18.(4分)在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，下列連線正確的是_，實(shí)驗(yàn)時(shí)，若可拆變壓器的鐵芯固定得不是很緊時(shí)，變壓器會(huì)發(fā)出較響的“嗡嗡”聲，產(chǎn)生“嗡嗡”聲的原因是_答案B在交變電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用下，發(fā)生電磁感應(yīng)，鐵芯受安培力作用產(chǎn)生振動(dòng)，發(fā)出聲音解析A圖連接的是直流電，所以A錯(cuò)；C圖只連接了原線圈，C錯(cuò)；D圖原、副線圈都沒(méi)有連上，不能工作，D錯(cuò)；正確的接法是原線圈接上交流電，副線圈接上用電器，所以B正確在交變電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用下，發(fā)生電磁感應(yīng)，鐵芯受安培力作用產(chǎn)生振動(dòng)，發(fā)出聲音四、計(jì)算題(本題共4小題，19題10分，20題10分，21題10分，22題12分，共42分要求每題寫(xiě)出解題過(guò)程，只有答案沒(méi)有過(guò)程概不評(píng)分)19(10分)如圖18所示，一個(gè)小型應(yīng)急交流發(fā)電機(jī)內(nèi)部為n50匝邊長(zhǎng)L20 cm的正方形線圈，總電阻為r1.0 .線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0.1 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電機(jī)對(duì)一電阻為R9.0 的電燈供電，線路中其它電阻不計(jì)，若發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為100 rad/s時(shí)，電燈正常發(fā)光求：圖18(1)交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值；(2)電燈正常發(fā)光的功率；(3)從圖示位置開(kāi)始，線圈轉(zhuǎn)過(guò)30的過(guò)程中，通過(guò)電燈的電量答案(1)20 V(2)18 W(3)0.01 C解析(1)電動(dòng)勢(shì)的最大值為EmnBSnBL2500.10.04100 V20 V(2)電動(dòng)勢(shì)的有效值為E10 V流過(guò)電燈的電流為I A A電燈正常發(fā)光的功率PI2R18 W(3)qtn0.01 C.20(10分)如圖19，水平面(紙面)內(nèi)間距為l的平行金屬導(dǎo)軌間接一電阻R1 ，質(zhì)量為m1 kg，長(zhǎng)度為l1 m的金屬桿置于導(dǎo)軌上，t0時(shí)，金屬桿在水平向右、大小為F2 N的恒定拉力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，t04 s時(shí)刻，金屬桿進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0.5 T、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，且在磁場(chǎng)中恰好能保持勻速運(yùn)動(dòng)，桿與導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)，兩者始終保持垂直且接觸良好，兩者之間的滑動(dòng)摩擦力為Ff1 N，重力加速度大小為g10 m/s2.求：圖19(1)未進(jìn)入磁場(chǎng)前，金屬桿做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大??；(2)金屬桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)大??；(3)金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)后所受安培力的大小答案(1)1 m/s2(2)2 V(3)1 N解析(1)未進(jìn)入磁場(chǎng)前，受拉力和摩擦力作用，根據(jù)牛頓第二定律可得FFfma，解得a1 m/s2(2)剛進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)的速度：v0at0感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：EBlv0解得：EBlat02 V(3)根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件可得F安FFf1 N.21(10分)如圖20所示為杭州某學(xué)校一套校內(nèi)備用供電系統(tǒng)，由一臺(tái)內(nèi)阻為1 的發(fā)電機(jī)向全校22個(gè)教室(每個(gè)教室有“220 V40 W”的白熾燈6盞)供電如果輸電線的總電阻R是4 ，升壓變壓器和降壓變壓器(都認(rèn)為是理想變壓器)的匝數(shù)比分別是14和41，那么：圖20(1)發(fā)電機(jī)的輸出功率應(yīng)是多大？(2)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)是多大？(3)輸電效率是多少？答案(1)5 424 W(2)250 V (3)97.3%解析(1)全校教室白熾燈消耗的功率P用22406 W5 280 W.設(shè)輸電線路電流為I線，輸電電壓為U2，降壓變壓器原線圈電壓為U3，而U4220 V，則U34220 V880 V，I線 A6 A線路損失功率P損I線2R線364 W144 W，所以P出P用P損5 424 W.(2)U損I線R線64 V24 V，U2U損U3904 V，由得：U1904 V226 V升壓變壓器原線圈電流I1 A24 A發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)EI1rU1241 V226 V250 V.(3)100%100%97.3%.22(12分)(2016浙江溫州中學(xué)期末)如圖21所示，足夠長(zhǎng)的兩光滑水平導(dǎo)軌間距L1.0 m，導(dǎo)軌間接有R2.5 的電阻和電壓傳感器電阻r0.5 、質(zhì)量m0.02 kg的金屬棒ab，在恒力F0.5 N的作用下沿導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始滑動(dòng)，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B1.0 T.圖21(1)請(qǐng)判別通過(guò)金屬棒ab的電流方向；(2)寫(xiě)出電壓傳感器兩端的電壓U與金屬棒ab速度v的關(guān)系式；(3)若F作用2.0 m時(shí)，金屬棒ab已達(dá)到最大速度，求這一過(guò)程中拉力功率的最大值及金屬棒ab產(chǎn)生的焦耳熱答案(1)b到a(2)Uv(0<v 1.5 m/s)(3)0.75 W0.16 J解析(1)由右手定則可得通過(guò)金屬棒ab的電流方向?yàn)閎到a(2)金屬棒ab切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBLv根據(jù)閉合回路的歐姆定律：UEUBLvUv (0<v 1.5 m/s)(3)當(dāng)導(dǎo)體棒達(dá)到最大速度時(shí)，金屬棒的合力為零：FF安 F安BILIEBLv最大可以求得v最大 1.5 m/sP輸入Fv最大P輸入0.75 W從靜止到最大速度的過(guò)程，由動(dòng)能定理得：FxW安mv最大2W安Q焦耳0.977 5 J金屬棒ab產(chǎn)生的焦耳熱為QabQ焦耳Qab0.16 J.