精品解析：四川省成都市简阳实验学校（成都石室阳安学校）2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题

成都石室阳安学校高2022级高二下期期中考试 物理试卷 满分：100分　考试时间：75分钟 一、单选题：本题共7小题，每小题4分，共28分，在每题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 安培研究感应电流的方向与磁通量变化的关系，提出了安培定则 B. 根据赫兹的电磁理论，变化的磁场能够在周围空间产生电场 C. X射线又叫伦琴射线，在医学上可用来透视人体，检查体内的病变和骨骼情况 D. 法拉第发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系 2. 研究性学习小组的同学设计的防止电梯坠落的应急安全装置如图所示，在电梯轿厢上安装上永久磁铁，电梯的井壁上铺设线圈，下列说法正确的是（　　） A. 当电梯坠落至图示位置时，只有闭合线圈能阻碍电梯下落 B. 当电梯坠落至图示位置时，只有闭合线圈能阻碍电梯下落 C. 当电梯坠落至图示位置时，闭合线圈、中的电流方向相同 D. 当电梯坠落至图示位置时，闭合线圈、中的电流方向相反 3. 两束不同频率的平行单色光a、b分别由水中射入空气发生如图所示的折射现象（α＜β），下列说法正确的是（　　） A. 随着a、b入射角度的逐渐增加，a先发生全反射 B. 水对a的折射率比水对b的折射率小 C. a、b在水中的传播速度va小于vb D. a、b入射角为0°时，没有光线射入空气中 4. 在如图所示的电路中，L是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，和是两个完全相同的小灯泡，下列说法正确的是（　　） A. 当闭合开关S时，、同时亮，最后两灯一样亮 B. 闭合开关S后，、亮后逐渐变暗 C. 当断开开关S时，两灯同时熄灭 D. 断开开关S时，立即熄灭，亮一下然后逐渐熄灭，流过的电流从B通过流到A 5. 半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为r、电阻为R的均匀金属棒置于圆导轨上面，的延长线通过圆导轨中心O，装置的俯视图如图所示，整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下。在两环之间接阻值为R的定值电阻和电容为C的电容器。金属棒在水平外力作用下以角速度绕O逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。导轨电阻不计。下列说法正确的是（　　） A. 金属棒中电流从A流向B B. 金属棒两端电压为 C. 电容器的M板带负电 D. 电容器所带电荷量为 6. 如图所示，一不可伸长的细绳的上端固定，下端系在边长为的正方形金属框的一个顶点上。金属框的一条对角线水平，其下方有方向垂直于金属框所在平面的匀强磁场。已知构成金属框的导线阻值为，在到时间内，磁感应强度B随时间t的变化关系为，规定竖直向下为安培力的正方向，t=0s时的磁场垂直于金属框所在平面向外，则在0～6s内安培力随时间的变化关系图像是（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比，原线圈接V的交流电，灯泡L标有“50V 100W”字样，电阻，D为理想二极管，则（　　） A. 灯泡L不能正常发光 B. 通过电阻R的电流有效值为2A C. 原线圈输入功率为200W D. 通过副线圈的电流有效值为3A 二、多选题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 电磁波发射电路中的LC 电磁振荡电路如图所示，某时刻电路中正形成图示方向的电流，此时电容器的下极板带正电，上极板带负电，下列说法正确的是（　　） A. 图示时刻，磁场能正在转化成电场能 B. 图示时刻，电路中的电流正在增大 C. 若减少两极板间距离，则发射的电磁波频率将会变小 D. 若在线圈中加入铁芯，则线圈的自感系数将会减小 9. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度为，矩形线圈abcd的面积为S，共n匝，内阻为r，线圈通过滑环与理想电流表和阻值为R的定值电阻相连，ab边与滑环E相连，cd边与滑环F相连。若线圈正在绕垂直于磁感线的轴OO'以角速度ω逆时针匀速转动，图示位置线圈平面恰好与磁感线平行。以下说法正确的是（　　） A. 线圈自图示位置开始转过90°的过程中，通过电阻R的电量为 B. 线圈在图示位置时，通过电阻R的电流方向为自N流向M C. 线圈转动一周的过程中克服安培力做的功为 D. 线圈在图示位置时电流表的示数为 10. 如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ水平固定放置，导轨间存在竖直向上的匀强磁场。两根完全相同的金属棒ab、cd垂直放置在导轨上，两金属棒的长度恰好等于金属导轨的间距。t = 0时刻对金属棒cd施加一个水平向右的恒力F，此后两金属棒由静止开始运动，金属棒在运动过程中始终与导轨接触良好，两金属棒的速度大小分别记为va、vc，加速度大小分别记为aa、ac，金属棒cd两端电压绝对值记为Ucd，闭合回路消耗的电功率记为P，电路中除金属棒以外的电阻均不计，下列关系图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分） 11. 如图所示，图2为一个自动筛选鸡蛋重量的装置，可以筛选出两类重量不同的鸡蛋。当不同重量的鸡蛋传送到压力秤上时，压力秤作用在压力传感器电阻上，其电阻值随压力秤所受压力的变化图像如图2所示。是可调节电阻，其两端电压经放大电路放大后可以控制电磁铁是否吸动衔铁并保持一段时间。当电压超过某一数值时电磁铁可以吸动衔铁使弹簧下压，鸡蛋就进入B通道。已知电源电动势，内阻不计，调节为10Ω。 （1）由图1可知，压力传感器的电阻值随压力的增大而_________（填：“增大、减小”）。 （2）从B通道通过的是_________鸡蛋（填：“重、轻”）。 （3）由两个图可知，若两端的电压超过6V时，电磁铁可以吸动衔铁向下，则选择的重鸡蛋对压力秤的压力要大于_________N。（保留两位有效数字） （4）要想选择出更重的鸡蛋，需要把电阻的阻值调_________（填：“大、小”）。 12. （1）某同学用“插针法”测定玻璃的折射率，实验中，在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针、，在另一侧再竖直插两个大头针、。由于没有量角器，在完成了光路图以后，用圆规以O点为圆心，OA为半径画圆，交延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点，如图所示，若他测得，，则可求出玻璃的折射率________（保留两位有效数字）。 （2）在用插针法测定玻璃砖的折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面、与玻璃砖位置的关系分别如图①、②和③所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其他操作均正确，且均以，为界面画光路图。甲、乙、丙同学测得的折射率和真实值相比：甲________；乙________；丙________（填选项前的字母）。 A.偏大 B.偏小 C.不变 D.以上都可能 四、计算题：本题共3小题，共41分。解答应写出必要的文字说明，方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 如图所示，截面是扇形的玻璃砖放在水平面上，扇形的半径为R，，面涂有反射层，一束单色光竖直向下照射在面上的C点，折射光线照射在面的D点，反射光线照射在弧面的中点E，与平行，光在真空中的传播速度为c。求： （1）玻璃砖对该单色光的折射率； （2）该单色光从C点传播到E点所用的时间。 14. 如图甲所示为某小型水电站的发电机示意图，已知正方形线圈边长，匝数匝，线圈电阻不计；线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，转速；已知电动势最大值。 （1）求发电机中匀强磁场的磁感应强度大小； （2）从线圈在图甲所示位置开始计时，写出感应电动势随时间变化的函数表达式； （3）如图乙所示，将发电机通过升压变压器升压后向远处输电，发电机的输出功率为200kW，输电线的总电阻为4Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V，要求在输电线上损失的功率控制在10kW，则、的原副线圈匝数比和分别为多少？ 15. 如图所示，两导轨MN、PQ平行放置，间距为，左端用阻值为的定值电阻连接，磁场垂直于导轨平面向下，磁感应强度为，导体棒ab垂直于导轨放置，在水平向右的恒力的作用下由静止开始运动，导体棒的质量，电阻，导体棒与导轨间的动摩擦因数为0.4，当导体棒运动时速度达到最大，求： （1）导体棒的最大速度； （2）导体棒的速度从零到最大的过程中，电阻R上产生的热量Q； （3）若当导体棒的速度达到最大时撤去恒力，此后回路中产生的热量，则撤去恒力后导体棒的运动时间为多少。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 成都石室阳安学校高2022级高二下期期中考试 物理试卷 满分：100分　考试时间：75分钟 一、单选题：本题共7小题，每小题4分，共28分，在每题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 安培研究感应电流的方向与磁通量变化的关系，提出了安培定则 B. 根据赫兹的电磁理论，变化的磁场能够在周围空间产生电场 C. X射线又叫伦琴射线，在医学上可用来透视人体，检查体内的病变和骨骼情况 D. 法拉第发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系 【答案】C 【解析】 【详解】A．楞次研究感应电流的方向与磁通量变化的关系，提出了楞次定律，故A错误； B．根据麦克斯韦的电磁理论，变化的磁场能够在周围空间产生电场，故B错误； C．X射线又叫伦琴射线，在医学上可用来透视人体，检查体内的病变和骨骼情况，故C正确； D．奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系，故D错误。 故选C。 2. 研究性学习小组的同学设计的防止电梯坠落的应急安全装置如图所示，在电梯轿厢上安装上永久磁铁，电梯的井壁上铺设线圈，下列说法正确的是（　　） A. 当电梯坠落至图示位置时，只有闭合线圈能阻碍电梯下落 B. 当电梯坠落至图示位置时，只有闭合线圈能阻碍电梯下落 C. 当电梯坠落至图示位置时，闭合线圈、中的电流方向相同 D. 当电梯坠落至图示位置时，闭合线圈、中的电流方向相反 【答案】D 【解析】 【详解】AB．当电梯突然坠落时，线圈A中的磁通量突然减少，线圈B中的磁通量突然增多，根据楞次定律可知线圈AB都能阻碍电梯的运动，故AB错误； CD．当电梯坠落至图示位置时，磁场方向向上，此时穿过闭合线圈B中的磁通量增加，由楞次定律可知线圈B中感应电流的方向为顺时针（俯视），穿过闭合线圈A中的磁通量减小，由楞次定律可知线圈A中感应电流的方向为逆时针（俯视），闭合线圈、中的电流方向相反，故C错误，D正确； 故选D。 3. 两束不同频率的平行单色光a、b分别由水中射入空气发生如图所示的折射现象（α＜β），下列说法正确的是（　　） A. 随着a、b入射角度的逐渐增加，a先发生全反射 B. 水对a的折射率比水对b的折射率小 C. a、b在水中的传播速度va小于vb D. a、b入射角为0°时，没有光线射入空气中 【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据折射定律 且，可知 根据 可知全反射临界角 所以随着a、b入射角度的逐渐增加，b先发生全反射，A错误，B正确； C．根据 可得 C错误； D．a、b入射角为0°时，则光线沿直线射入空气中，不偏折，D错误。 故选B。 4. 在如图所示的电路中，L是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，和是两个完全相同的小灯泡，下列说法正确的是（　　） A. 当闭合开关S时，、同时亮，最后两灯一样亮 B. 闭合开关S后，、亮后逐渐变暗 C. 当断开开关S时，两灯同时熄灭 D. 断开开关S时，立即熄灭，亮一下然后逐渐熄灭，流过的电流从B通过流到A 【答案】D 【解析】 【详解】AB．开关闭合瞬间，L1和L2同时亮，由于线圈L的自感现象，L中的电流逐渐增大并达到最大，此时L1中电流逐渐减小并趋于零，L2中电流增大，因此闭合开关后，L1亮后逐渐变暗，L2亮后逐渐变亮，故AB错误； CD．开关断开后，由于L2中无电流，因此L2立即熄灭，L1与线圈L构成闭合回路，由于自感现象，因此L1会亮一下然后逐渐熄灭，电流方向从B通过L1流到A，故C错误，D正确。 故选D。 5. 半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为r、电阻为R的均匀金属棒置于圆导轨上面，的延长线通过圆导轨中心O，装置的俯视图如图所示，整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下。在两环之间接阻值为R的定值电阻和电容为C的电容器。金属棒在水平外力作用下以角速度绕O逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。导轨电阻不计。下列说法正确的是（　　） A. 金属棒中电流从A流向B B. 金属棒两端电压为 C. 电容器的M板带负电 D. 电容器所带电荷量为 【答案】B 【解析】 【详解】A．金属棒绕O逆时针匀速转动，根据右手定则可知金属棒中电流从B流向A，故A错误； B．金属棒转动产生的电动势为 切割磁感线的金属棒相当于电源，金属棒两端电压相当于电源的路端电压，则金属棒两端电压为 故B正确； C．金属棒A端相当于电源正极，则电容器M板带正电，故C错误； D．由 可得电容器所带电荷量为 故D错误。 故选B。 6. 如图所示，一不可伸长的细绳的上端固定，下端系在边长为的正方形金属框的一个顶点上。金属框的一条对角线水平，其下方有方向垂直于金属框所在平面的匀强磁场。已知构成金属框的导线阻值为，在到时间内，磁感应强度B随时间t的变化关系为，规定竖直向下为安培力的正方向，t=0s时的磁场垂直于金属框所在平面向外，则在0～6s内安培力随时间的变化关系图像是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】金属框中的感应电动势为 金属框中的感应电流为 方向为逆时针，金属框受到的安培力为 根据左手定则可知，金属框受到的安培力向下，金属框受到的安培力向上。 故选A。 7. 如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比，原线圈接V的交流电，灯泡L标有“50V 100W”字样，电阻，D为理想二极管，则（　　） A. 灯泡L不能正常发光 B. 通过电阻R的电流有效值为2A C. 原线圈输入功率为200W D. 通过副线圈的电流有效值为3A 【答案】D 【解析】 【详解】A．由交流电表达式可知原线圈的输入电压有效值为 根据理想变压器电压表等于匝数比可得，副线圈输出电压为 可知灯泡L能正常发光，故A错误； B．由理想二极管单向导电性可知，交变电流每个周期只有一半时间有电流通过，由交变电流的热效应可知 可得电阻两端电压有效值为 则通过电阻的电流有效值为 故B错误； CD．电阻的功率为 由理想变压器输入功率等于输出功率可知，原线圈的输入功率为 根据 可得副线圈电流有效值为 故C错误，D正确。 故选D。 二、多选题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 电磁波发射电路中的LC 电磁振荡电路如图所示，某时刻电路中正形成图示方向的电流，此时电容器的下极板带正电，上极板带负电，下列说法正确的是（　　） A. 图示时刻，磁场能正在转化成电场能 B. 图示时刻，电路中的电流正在增大 C. 若减少两极板间距离，则发射的电磁波频率将会变小 D. 若在线圈中加入铁芯，则线圈的自感系数将会减小 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．图示时刻，电流方向沿逆时针，电子定向移动方向沿顺时针，下极板得电子，下极板带正电，可知，下极板电荷量减小，电容器正在放电，电场能减小，磁场能在增大，将电场能转化为磁场能，电路中的电流正在增大，故A错误，B正确； C．根据 可知，若减少两极板间距离，则电容器的电容将会增大，根据 可知，电容器的电容将会增大，发射的电磁波频率将会变小，故C正确； D．若在线圈中加入铁芯，则线圈的自感系数将会增大，故D错误。 故选BC。 9. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度为，矩形线圈abcd的面积为S，共n匝，内阻为r，线圈通过滑环与理想电流表和阻值为R的定值电阻相连，ab边与滑环E相连，cd边与滑环F相连。若线圈正在绕垂直于磁感线的轴OO'以角速度ω逆时针匀速转动，图示位置线圈平面恰好与磁感线平行。以下说法正确的是（　　） A. 线圈自图示位置开始转过90°的过程中，通过电阻R的电量为 B. 线圈在图示位置时，通过电阻R的电流方向为自N流向M C. 线圈转动一周的过程中克服安培力做的功为 D. 线圈在图示位置时电流表的示数为 【答案】D 【解析】 【详解】A．线圈自图示位置开始转过90°的过程中，通过电阻R的电量为 故A错误； B．线圈在图示位置时，由右手定则可知通过电阻R的电流方向为自M流向N，故B错误； C．线圈转动一周的过程中克服安力做的功为 得 故C错误； D．电流表显示的是有效值 故D正确。 故选D。 10. 如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ水平固定放置，导轨间存在竖直向上的匀强磁场。两根完全相同的金属棒ab、cd垂直放置在导轨上，两金属棒的长度恰好等于金属导轨的间距。t = 0时刻对金属棒cd施加一个水平向右的恒力F，此后两金属棒由静止开始运动，金属棒在运动过程中始终与导轨接触良好，两金属棒的速度大小分别记为va、vc，加速度大小分别记为aa、ac，金属棒cd两端电压绝对值记为Ucd，闭合回路消耗的电功率记为P，电路中除金属棒以外的电阻均不计，下列关系图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．金属棒cd在恒力F作用下由静止开始加速，此时金属棒ab、cd加速度， 之后回路中出现感应电流，金属棒cd受到的安培力与恒力F反向，金属棒cd的加速度减小，金属棒ab在安培力作用下开始加速，金属棒cd与金属棒ab的速度差逐渐增大，回路中的电动势逐渐增大，安培力 逐渐增大，金属棒cd加速度减小，金属棒ab加速度增大，当 时，不再变化，回路中的电流不再变化，但是两金属棒的速度仍在增大，v—t图像如图甲所示 故A正确、B错误； C．设两金属棒电阻均为、质量均为m，金属棒cd两端电压绝对值 回路的电动势和感应电流为E = BL(vc－va)， 联立有 由于 可得 对两棒整体有Ft = m(va＋vc) 综上有 则Ucd—t图应该是一条过原点倾斜的直线，故C错误； D．闭合回路消耗的电功率 在开始阶段随回路中电流的增大，电功率逐渐增大，当系统稳定后回路中电流不变，电功率不再变化，故D正确。 故选AD。 【点睛】本题考查电磁感应的综合应用，目的是考查学生的分析综合能力。 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分） 11. 如图所示，图2为一个自动筛选鸡蛋重量的装置，可以筛选出两类重量不同的鸡蛋。当不同重量的鸡蛋传送到压力秤上时，压力秤作用在压力传感器电阻上，其电阻值随压力秤所受压力的变化图像如图2所示。是可调节电阻，其两端电压经放大电路放大后可以控制电磁铁是否吸动衔铁并保持一段时间。当电压超过某一数值时电磁铁可以吸动衔铁使弹簧下压，鸡蛋就进入B通道。已知电源电动势，内阻不计，调节为10Ω。 （1）由图1可知，压力传感器的电阻值随压力的增大而_________（填：“增大、减小”）。 （2）从B通道通过的是_________鸡蛋（填：“重、轻”）。 （3）由两个图可知，若两端的电压超过6V时，电磁铁可以吸动衔铁向下，则选择的重鸡蛋对压力秤的压力要大于_________N。（保留两位有效数字） （4）要想选择出更重的鸡蛋，需要把电阻的阻值调_________（填：“大、小”）。 【答案】 ①. 减小 ②. 重 ③. 0.43 ④. 小 【解析】 【详解】（1）[1]由图1可知F越大R越小，即压力传感器的电阻值R1随压力的增大而减小。 （2）[2]当鸡蛋质量较大时，压力秤作用于R1的压力F较大，则R1较小，令通过R2的电流较大，故R2两端电压较大，经过放大电路放大后电压超过某一数值时电磁铁可以吸动衔铁使弹簧下压，鸡蛋就进入B通道。所以从B通道通过的是重鸡蛋。 （3）[3]根据电路欧姆定律 和 解得 由图1，当时，，所以选择的重鸡蛋对压力秤的压力要大于0.43N。 （4）[4]要选出更重的鸡蛋，即要相同的鸡蛋送到压力秤时，令R2两端的电压较原来的小，所以需要把R2的阻值调小。 12. （1）某同学用“插针法”测定玻璃的折射率，实验中，在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针、，在另一侧再竖直插两个大头针、。由于没有量角器，在完成了光路图以后，用圆规以O点为圆心，OA为半径画圆，交延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点，如图所示，若他测得，，则可求出玻璃的折射率________（保留两位有效数字）。 （2）在用插针法测定玻璃砖的折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面、与玻璃砖位置的关系分别如图①、②和③所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其他操作均正确，且均以，为界面画光路图。甲、乙、丙同学测得的折射率和真实值相比：甲________；乙________；丙________（填选项前的字母）。 A.偏大 B.偏小 C.不变 D.以上都可能 【答案】（1） （2） ①. B ②. C ③. D 【解析】 【小问1详解】 图中作为入射光线，是折射光线，设光线在玻璃砖上表面的入射角为i，折射角为r，则由几何知识得到 ， 又 则折射率 【小问2详解】 三种情况下入射光线与折射光线之间的关系如图所示 [1]用图①测定折射率时，做出的折射光线与玻璃中的真实折射光线相比偏折大了，所以测量的折射角偏大了，折射率变小，故选B； [2]用图②测定折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关，故选C； [3]用图③测定折射率时，如果出射点为与玻璃砖下表面的交点，则测量值不变，如果出射点在交点的左侧，测量值偏小，出射点在交点的右侧，测量值偏大，所以测得的折射率可能偏大、可能偏小、可能不变，故选D。 四、计算题：本题共3小题，共41分。解答应写出必要的文字说明，方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 如图所示，截面是扇形的玻璃砖放在水平面上，扇形的半径为R，，面涂有反射层，一束单色光竖直向下照射在面上的C点，折射光线照射在面的D点，反射光线照射在弧面的中点E，与平行，光在真空中的传播速度为c。求： （1）玻璃砖对该单色光的折射率； （2）该单色光从C点传播到E点所用的时间。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】延长入射光线交OB于F点，如图 由于与平行，且CD和ED与竖直方向夹角相等，则 由几何关系，光的入射角为，则 故光的折射角为，则玻璃砖对该单色光的折射率为 （2）为正三角形，则OCED为菱形，则 得 即光在玻璃砖中的路程为 光在玻璃砖中的速度为 单色光从C点传播到E点所用的时间为 14. 如图甲所示为某小型水电站的发电机示意图，已知正方形线圈边长，匝数匝，线圈电阻不计；线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，转速；已知电动势最大值。 （1）求发电机中匀强磁场的磁感应强度大小； （2）从线圈在图甲所示位置开始计时，写出感应电动势随时间变化的函数表达式； （3）如图乙所示，将发电机通过升压变压器升压后向远处输电，发电机的输出功率为200kW，输电线的总电阻为4Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V，要求在输电线上损失的功率控制在10kW，则、的原副线圈匝数比和分别为多少？ 【答案】（1）；（2）；（3）， 【解析】 【详解】（1）线圈转动的角速度 由 得 （2）线圈与中性面位置垂直，则感应电动势随时间变化的函数表达式 （3）输电线上的电流 的输入电流 则原、副线圈匝数比 副线圈两端电压 原线圈两端电压 则原、副线圈匝数比 15. 如图所示，两导轨MN、PQ平行放置，间距为，左端用阻值为的定值电阻连接，磁场垂直于导轨平面向下，磁感应强度为，导体棒ab垂直于导轨放置，在水平向右的恒力的作用下由静止开始运动，导体棒的质量，电阻，导体棒与导轨间的动摩擦因数为0.4，当导体棒运动时速度达到最大，求： （1）导体棒的最大速度； （2）导体棒的速度从零到最大的过程中，电阻R上产生的热量Q； （3）若当导体棒的速度达到最大时撤去恒力，此后回路中产生的热量，则撤去恒力后导体棒的运动时间为多少。 【答案】（1）16m/s；（2）2.4J；（3）2.5s 【解析】 【详解】（1）当导体棒的速度达到最大时，加速度等于零，由受力分析可得 又有 ，， 代入数据可得 （2）导体棒的速度从零达到最大的过程中，由动能定理可得 代入数据可得 由功能关系可知，回路产生的焦耳热 则电阻R上产生的热量 （3）撤去恒力后，导体棒减速运动至停止，由能量守恒可得 代入数据可得 在此过程中，流过电阻R的电量 ，， 综上可得 对导体棒，由动量定理可得 有 代入数据可得 t=2.5s 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $