章末综合检测
一、单项选择题(本大题共7小题，每小题5分，共35分)
1．电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系，根据这一发现，发明了许多电器设备．下列电器设备中，没有利用电磁感应原理的是( )
A．动圈式话筒 B．白炽灯泡
C．磁带录音机 D．日光灯镇流器
解析：动圈式话筒、磁带录音机放音时，都是利用电磁感应现象分别把声音信号和磁信号转化为电信号；日光灯镇流器通交流时，产生自感电动势，起到产生高压(启动时)和降压限流(正常发光时)作用；白炽灯利用电流热效应将电能转化为光能，故选B.
答案：B
2．在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是( )
A．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化
B．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化
C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化
D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化
解析：将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，因线圈中的磁通量没有变化，故不能观察到感应电流，选项A不符合题意；在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈时，如果通电线圈通以恒定电流，产生不变的磁场，则在另一线圈中不会产生感应电流，选项B不符合题意；在线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表时，磁通量已不再变化，因此也不能观察到感应电流，选项C不符合题意；绕在同一铁环上的两个线圈，在给一个线圈通电或断电的瞬间，线圈产生的磁场变化，使穿过另一线圈的磁通量变化，因此，能观察到感应电流，选项D符合题意．
答案：D
3．一磁感应强度为B的匀强磁场方向水平向右，一面积为S的矩形线圈abcd如图所示放置，平面abcd与竖直方向成θ角，将abcd绕ad轴转180°角，则穿过线圈平面的磁通量的变化量为( )
A．0 B．2BS
C．2BScos θ D．2BSsin θ
解析：开始时穿过线圈平面的磁通量为Φ1＝BScos θ，后来为Φ2＝－BScos θ，则磁通量的变化量为ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BScos θ.
答案：C
4.如图所示是测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路，L两端并联一只电压表，用来测量自感线圈的直流电压，在测量完毕后，将电路解体时应( )
A．先断开S1
B．先断开S2
C．先拆除电流表
D．先拆除电阻R
解析：S1断开瞬间，L中产生很大的自感电动势，若此时S2闭合，则可能将电压表烧坏，故应先断开S2.
答案：B
5．某一电热器接在U＝110 V的直流电源上，每秒产生的热量为Q；现把它改接到正弦式交流电源上，每秒产生的热量为2Q，则该交流电压的最大值Um是( )
A．110 V B．110 V
C．220 V D．220 V
解析：接在直流电源上，Q＝t，接在正弦式交流电源上应有2Q＝t，所以Um＝2U＝220 V.
答案：C
6．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
7．某水电站，用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km外的用户，其输出电功率是3×106 kW.现用500 kV电压输电，则下列说法正确的是( )
A．输电线上输送的电流大小为2×105 A
B．输电线上由电阻造成的损失电压为15 kV
C．若改用5 kV电压输电．则输电线上损失的功率为9×108 kW
D．输电线上损失的功率为ΔP＝，U为输电电压，r为输电线的电阻
解析：由P＝IU得输电线上输送的电流
I＝＝ A＝6×103 A，
由ΔU＝Ir得输电线路上的电压损失
ΔU＝6×103×2.5 V＝1.5×104 V，
若改用5 kV电压输电，输电线上损失的功率为
ΔP＝I′2r＝r＝()2×2.5 W＝9×1011 W＞3×106 kW，这是不可能的，所以选项A、C、D错误，选项B正确．
答案：B
二、多项选择题(本大题共5小题，每小题5分，共25分)
8．如图所示为“探究产生感应电流的条件”的实验装置．下列操作中，电流表的指针会发生偏转的是( )
A．将条形磁铁插入线圈
B．将条形磁铁从线圈中拔出
C．将条形磁铁放在线圈中不动
D．将条形磁铁放在线圈附近不动
解析：根据产生感应电流的条件可知，无论采用什么方法，只要能使闭合回路中的磁通量发生变化，这个回路中就会产生感应电流．解答本题时，务必要注意一个很重要的条件就是要有磁通量发生变化．
答案：AB
9.如图，将额定电压为60 V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上，闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220 V和2.2 A．以下判断正确的是( )
A．变压器输入功率为484 W
B．通过原线圈的电流的有效值为0.6 A
C．通过副线圈的电流的最大值为2.2 A
D．变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶3
解析：对于理想变压器，P入＝P出，所以输入功率P入＝60×2.2 W＝132 W，A错．I1＝＝ A＝0.6 A，B正确．正弦式交变电流的最大值I2m＝I2＝2.2 A，C错误．变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝U1∶U2＝11∶3，D正确．
答案：BD
10.如图所示的电路中，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．合上开关S接通电路时，A2先亮A1后亮，最后一样亮
B．合上开关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：S闭合接通电路时，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A正确，B不正确．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D选项正确．
答案：AD
11.如图所示的交流电为u＝311sin(314t＋) V，接在阻值为220 Ω的电阻两端，则( )
A．电压表的读数为311 V
B．电流表读数为1.41 A
C．电流表读数是1 A
D．2 s内电阻的电热是440 J
解析：电压表的读数应是有效值220 V，所以电流表的读数应是1 A,2 s内产生的焦耳热为440 J.
答案：CD
12.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0.2 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
解析：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．此图告诉我们，交变电流的周期是0.2 s，频率f＝＝ Hz＝5 Hz，即A、B对．“12 V 3 W”灯泡中12 V是有效值，题图中12 V为最大值，U有效＝，故C错误．
答案：AB
三、非选择题(本大题共4小题，共40分)
13．(10分)在应用图甲的实验装置探究产生感应电流条件的实验中，将开关关闭时________电流．将开关断开时________电流．将开关闭合后，滑动变阻器滑键向左匀速滑动时________电流．向左匀加速滑动时________电流．
在应用图乙的实验装置探究感应电流方向时，应该先查螺线管的________和表针偏转方向与流进电流的方向的关系．我们发现当条形磁铁的N极插入螺线管时，表针向右偏转，N极拔出时，表针向________偏转．当S极插入时表针向________偏转．这个实验说明感应电流的磁场总是________原来磁场的变化．
解析：图甲中开关S闭合时，线圈B中磁通量增加，产生感应电流；断开时，磁通量减少，故有感应电流．同理，滑键的滑动通过改变电流而改变线圈B中的磁通量．图乙中为表明电流的流向，应先明确线圈的绕向．
答案：有 有 有 有 绕向 左 左 阻碍
14.(10分)设一单匝线圈内磁通量变化情况如图所示，则线圈中：
(1)前3 s内的平均感应电动势为多少？
(2)前4 s内的平均感应电动势为多少？
(3)第4 s内的感应电动势的大小为多少？
解析：本题考查平均感应电动势．由题图知Φ0＝0，Φ3＝0.3 Wb，Φ4＝0，
根据公式E＝求解．
(1)前3 s内的平均感应电动势
E1＝＝ V＝0.1 V.
(2)前4 s内的平均感应电动势E2＝＝0.
(3)第4 s内的感应电动势的大小，即第3 s末至第4 s末的平均感应电动势的大小，因为第3 s末至第4 s末磁通量是均匀变化的，感应电动势大小不变．
所以第4 s内感应电动势
E4＝＝ V＝－0.3 V，
即大小为0.3 V.
答案：(1)0.1 V (2)0 (3)0.3 V
15．(10分)发电机产生的按正弦规律变化的电动势最大值为311 V，其线圈共100匝，在匀强磁场中匀速转动的角速度为100π rad/s.
(1)从中性面开始计算，写出电动势的瞬时值表达式．
(2)此发电机外电路组成闭合回路时，总电阻为100 Ω，求t＝ s时的电流．
(3)求线圈中磁通量变化率的最大值．
解析：(1)由交变电流的变化规律可推知，本题电动势的瞬时值表达式为e＝311sin 100πt V.
(2)利用欧姆定律，在t＝ s时的电流为
i＝＝ A＝1.56 A.
(3)由法拉第电磁感应定律Em＝得：磁通量变化率的最大值＝3.11 V.
答案：(1)e＝311sin 100πt V (2)1.56 A (3)3.11 V
16．(10分)如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为10 kW，输出电压为400 V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用2 kV高压输电，最后用户得到200 V、9.5 kW的电力．求：
(1)水电站升压变压器原、副线圈匝数比；
(2)输电线路导线电阻R；
(3)用户降压变压器原、副线圈匝数比.
解析：(1)由题可知：U1＝400 V，U2＝2 kV＝2 000 V，所以n1∶n2＝U1∶U2＝400∶2 000＝1∶5.
(2)由P1＝U1I1得I1＝＝ A＝25 A，
而I1∶I2＝n2∶n1，所以I2＝＝5 A，
因为P损＝P1－P4＝(10 000－9 500) W＝500 W，
而P损＝IR，所以R＝＝Ω＝20 Ω.
(3)由P3＝U3I3，I3＝I2得U3＝＝V＝1 900 V，
＝得＝＝.
答案：(1)1∶5 (2)20 Ω (3)95∶11
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