精品解析：四川省新津中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试卷

2020级高二下3月月考物理试题 考试时间75分钟，满分100分 一、单项选择题：本题8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 电磁感应现象在科技和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，发射线圈接入恒定电流也能实现手机充电 B. 图乙中，电磁炉不能使用陶瓷锅，是因为陶瓷导热性能比金属差 C. 图丙中，真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈会产生大量热量，从而冶炼金属 D. 图丁中，电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理 2. 图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈，A1、A2、A3是三个完全相同的灯泡。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，A1与L1的电阻值相同 B. 图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流 C. 图乙中，变阻器R与L2的电阻值相同 D. 图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等 3. 近场通信（NFC）器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈，线圈尺寸从内到外逐渐变大。如图所示，一正方形NFC线圈共3匝，其边长分别为、和，图中线圈外线接入内部芯片时与内部线圈绝缘。若匀强磁场垂直通过此线圈，磁感应强度变化率为，则线圈产生的感应电动势最接近（ ） A. B. C. D. 4. 利用如图所示的电流天平，可以测量匀强磁场中的磁感应强度B。它的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，b段导线长为l，导线a、b、c段处于匀强磁场中，磁感应强度方向与线圈平面垂直。当线圈没有通电时，天平处于平衡状态。当线圈中通入电流I时，通过在右盘加质量为m的砝码（或移动游码）使天平重新平衡。下列说法中错误的是（　　） A. 若仅将电流反向，线圈将不能保持平衡状态 B. 线圈通电后，a、c段导线受到的安培力等大反向，b段导线的安培力向上 C. 线圈受到的安培力大小为mg D. 由以上测量数据可以求出磁感应强度 5. 如图所示为安检门原理图，左边门框中有一通电线圈，右边门框中有一接收线圈，若工作过程中某段时间通电线圈中存在顺时针方向（左视图）均匀增大的电流，则下列说法正确的是（电流方向判断均从左向右观察）（　　） A. 无金属片通过时，接收线圈中感应电流的方向为顺时针 B. 无金属片通过时，接收线圈中感应电流的大小不变 C. 有金属片通过时，按收线圈中感应电流的方向为顺时针 D. 有金属片通过时，接收线圈中感应电流会变大 6. 如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的水平金属棒，一端固定在竖直导电转轴OO＇上，随轴以角速度ω匀速转动，转动时棒与圆环接触良好，在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计其他电阻和摩擦，下列说法正确的是（　　） A. 棒产生的电动势为 B. 微粒的电荷量与质量之比为 C. 电阻消耗的电功率为 D. 电容器所带的电荷量为 7. 如图所示，在光滑水平面上，有一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcd．t=0时刻，线框在水平外力的作用下，从静止开始向右做匀加速直线运动，bc边刚进入磁场的时刻为t1，ad边刚进入磁场的时刻为t2，设线框中产生的感应电流的大小为i，ad边两端电压大小为U，水平拉力大小为F，则下列i、U、F随运动时间t变化关系图像正确的是 A. B. C. D. 8. 如图，空间中存在一匀强磁场区域，磁感应强度大小为，磁场方向与竖直面（纸面）垂直，磁场的上、下边界（虚线）均为水平面，间距为，纸面内磁场上方有一个质量为、电阻为的正方形导线框，边长为，其上、下两边均与磁场边界平行，若线框从上边界上方某处自由下落，恰能匀速进入磁场，则（　　） A. 线框释放处距离磁场上边界的高度为 B. 线圈进入磁场的过程中机械能的减少量为 C. 线圈进入磁场的过程中流过线圈横截面的电量为 D. 线圈的边到达磁场下边界时的速度为 二、多项选择题：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，选对但不全得3分，有选错得0分 9. 如图所示，交流发电机为50匝的矩形金属线圈以角速度绕垂直于磁场的轴匀速转动，磁场的磁感应强度为。线圈边长，，其总电阻为。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环、焊接在一起，并通过电刷与阻值的定值电阻连接。从图示时刻开始计时，取，下列说法正确的是（　　） A. 该发电机产生的交变电流方向在内改变100次 B. 从图示位置开始计时，该发电机产生的电动势瞬时表达式为 C. 该发电机产生的电流的有效值为 D. 定值电阻的热功率为 10. 如图所示，水平面内两光滑的平行金属导轨，左端与电阻R相连接，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒垂直于导轨并与导轨接触良好。今对金属棒施加一个水平向右的外力F，使金属棒从a位置开始向右做初速度为零的匀加速运动，依次通过位置b和c。若导轨与金属棒的电阻不计，ab与bc的距离相等，关于金属棒在运动过程中的有关说法正确的是（ ） A. 金属棒通过b、c两位置时，外力F的大小之比为 B. 金属棒通过b、c两位置时，电阻R的电功率之比为1∶2 C. 从a到b和从b到c的两个过程中，通过金属棒横截面的电荷量之比为1∶1 D. 从a到b和从b到c的两个过程中，电阻R上产生的热量之比为1∶1 11. 一学生小组在探究电磁感应现象时，进行了如下比较实验。用图（a）所示的缠绕方式，将漆包线分别绕在几何尺寸相同的有机玻璃管和金属铝管上，漆包线的两端与电流传感器接通。两管皆竖直放置，将一很小的强磁体分别从管的上端由静止释放，在管内下落至管的下端。实验中电流传感器测得的两管上流过漆包线的电流I随时间t的变化分别如图（b）和图（c）所示，分析可知（　　） A. 图（c）是用玻璃管获得的图像 B. 在铝管中下落，小磁体做匀变速运动 C. 在玻璃管中下落，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变 D. 用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的短 D．整个过程中导体棒Ⅱ上产生的焦耳热为 三、实验题：本题共2小题，共15分 12. 要测定一个自感系数很大的线圈L的直流电阻，实验室提供下列器材。 A.多用电表一只 B.电压表V（量程3V，内阻约为6kΩ） C.滑动变阻器R（阻值0~10Ω） D.电池E（电动势4V，内阻很小） E.开关S1，S2，导线若干 （1）首先用多用电表粗测线圈的电阻，操作步骤如下： ①机械调零后将红、黑表笔分别插入多用电表的“”“”插孔，选择欧姆“10”挡； ②把红、黑表笔分别与自感线圈的两端相接，发现多用电表的指针偏转量太大； ③为了较准确地进行测量，重新选择恰当的倍率； ④把红、黑表笔分别与自感线圈的两端相接，稳定后多用电表表盘示数如图a所示。 上述步骤中遗漏的重要步骤是___________，此自感线圈的直流电阻约为___________Ω。 （2）根据多用电表的示数，为了减少实验误差，并在实验中获得尽可能大的电压调节范围，应从下图中的A、B、C、D四个电路中选择___________电路来测量自感线圈的电阻；其中电流表用多用电表代替，所用电流挡为250mA。 A. B. C. D. （3）某学生进行的实验步骤如下： a、按上述已选电路图连接好实验电路； b、闭合开关S1，S2，移动滑动变阻器的滑片到适当位置，稳定后读出电流表和电压表的示数I、U； c、重复b步骤多次； d、先断开开关S1，再断开开关S2，拆除实验装置，整理好器材； e、求出每次U、I的比值，并求出它们的平均值即为自感线圈的直流电阻。 ①b步骤中在闭合开关S1，S2之前，应将滑动变阻器的触头P滑至___________（填写“A端”或“B端”） ②请指出上述实验步骤中的错误___________。 13. 某学习小组在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”的实验中采用了如图甲所示的实验装置。 （1）实验需用螺旋测微器测量挡光片的宽度，如图乙所示，则=___________mm；若实验中没有现成的遮光条，某同学用金属片替代，用20分度的游标卡尺测量金属片的宽度如图丙所示，其读数为___________mm，这种做法是否合理？___________（填“合理”或“不合理”）。 （2）在实验中，让小车以不同速度靠近螺线管，记录下光电门挡光时间内感应电动势的平均值E，改变速度多次实验，得到多组数据。这样实验的设计满足了物理实验中常用的“控制变量法”，你认为小车以不同速度靠近螺线管过程中不变的量是：在时间内___________。 （3）得到多组与E数据之后，若以E为纵坐标、以为横坐标作出图像，发现图像是一条曲线，不容易得出清晰的实验结论，为了使画出的图像为一条直线，最简单的改进办法是以___________为横坐标。 （4）根据改进后作出的图像得出的结论是：在误差允许的范围内___________。 四、计算题:本题共3小题，共38分。解答应当写出必要得文字说明、方程式和重要演算步骤。只写最后答案得，不能得分 14. 在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n=150匝，螺线管导线电阻r=1.0Ω，R1=4.0Ω，R2=5.0Ω，C=30μF。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁通量Φ按如图乙所示的规律变化，螺线管内的磁场B的方向向下为正方向。求： （1）闭合S，电路稳定后，a、b两点的电势差Uab； （2）闭合S，电路稳定后，电阻R2的电功率P； （3）断开S，电路稳定后，电容器的带电量。 15. 如图所示，在第一象限内，存在垂直于平面向外的匀强磁场Ⅰ，第二象限内存在水平向右的匀强电场，第三、四象限内存在垂直于平面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场Ⅱ．一质量为，电荷量为的粒子，从轴上点以某一初速度垂直于轴进入第四象限，在平面内，以原点为圆心做半径为的圆周运动；随后进入电场运动至轴上的点，沿与轴正方向成角离开电场；在磁场Ⅰ中运动一段时间后，再次垂直于轴进入第四象限．不计粒子重力．求： （1）带电粒子从点进入第四象限时初速度的大小； （2）电场强度的大小； （3）磁场Ⅰ的磁感应强度的大小． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2020级高二下3月月考物理试题 考试时间75分钟，满分100分 一、单项选择题：本题8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 电磁感应现象在科技和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，发射线圈接入恒定电流也能实现手机充电 B. 图乙中，电磁炉不能使用陶瓷锅，是因为陶瓷导热性能比金属差 C. 图丙中，真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈会产生大量热量，从而冶炼金属 D. 图丁中，电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理 【答案】D 【解析】 【详解】A．充电设备中的发射线圈通恒定电流，其产生的磁场是恒定的，不能使手机产生感应电流，不能实现无线充电，A错误 B．电磁炉不能用陶瓷锅是因为陶瓷锅属于绝缘材料，不会产生涡流，B错误； C．真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈产生交变磁场，被冶炼的金属产生涡流，产生大量的热从而冶炼金属，故C错误； D．电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理，D正确。 故选D。 2. 图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈，A1、A2、A3是三个完全相同的灯泡。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，A1与L1的电阻值相同 B. 图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流 C. 图乙中，变阻器R与L2的电阻值相同 D. 图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等 【答案】C 【解析】 【详解】AB．断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，由于线圈L1的自感，通过L1的电流逐渐减小，且通过A1，即自感电流会大于原来通过A1的电流，说明闭合S1，电路稳定时，通过A1的电流小于通过L1的电流，L1的电阻小于A1的电阻，故AB错误； C．闭合S2，电路稳定时，A2与A3的亮度相同，说明两支路的电流相同，因此变阻器R与L2的电阻值相同，故C正确； D．闭合开关S2，A2逐渐变亮，而A3立即变亮，说明L2中电流与变阻器R中电流不相等，故D错误。 故选C。 3. 近场通信（NFC）器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈，线圈尺寸从内到外逐渐变大。如图所示，一正方形NFC线圈共3匝，其边长分别为、和，图中线圈外线接入内部芯片时与内部线圈绝缘。若匀强磁场垂直通过此线圈，磁感应强度变化率为，则线圈产生的感应电动势最接近（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据法拉第电磁感应定律可知 故选B。 4. 利用如图所示的电流天平，可以测量匀强磁场中的磁感应强度B。它的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，b段导线长为l，导线a、b、c段处于匀强磁场中，磁感应强度方向与线圈平面垂直。当线圈没有通电时，天平处于平衡状态。当线圈中通入电流I时，通过在右盘加质量为m的砝码（或移动游码）使天平重新平衡。下列说法中错误的是（　　） A. 若仅将电流反向，线圈将不能保持平衡状态 B. 线圈通电后，a、c段导线受到的安培力等大反向，b段导线的安培力向上 C. 线圈受到的安培力大小为mg D. 由以上测量数据可以求出磁感应强度 【答案】D 【解析】 【详解】线圈通电后，根据左手定则可知、段导线受到的安培力等大反向，段导线的安培力向上；当线圈没有通电时，天平处于平衡状态，设左盘质量为m1，右盘质量为m2，有 当线圈中通入电流时，向上的安培力大小为 在右盘加质量为的砝码（或移动游码）使天平重新平衡，则有 可得 则磁感应强度大小为 若仅将电流反向，则安培力方向向下，其他条件不变，由以上分析可知，线圈不能保持平衡状态，故ABC正确，D错误。 本题选错误项，故选D。 5. 如图所示为安检门原理图，左边门框中有一通电线圈，右边门框中有一接收线圈，若工作过程中某段时间通电线圈中存在顺时针方向（左视图）均匀增大的电流，则下列说法正确的是（电流方向判断均从左向右观察）（　　） A. 无金属片通过时，接收线圈中感应电流的方向为顺时针 B. 无金属片通过时，接收线圈中感应电流的大小不变 C. 有金属片通过时，按收线圈中感应电流的方向为顺时针 D. 有金属片通过时，接收线圈中感应电流会变大 【答案】B 【解析】 【详解】AC．当左侧线圈中通有不断增大的顺时针方向的电流时，知穿过右侧线圈的磁通量向右，且增大，根据楞次定律，右侧线圈中产生逆时针方向的电流，即使有金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向仍然为逆时针，故AC错误； B．通电线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流，则通电线圈产生的磁场均匀增大，所以穿过右侧线圈中的磁通量均匀增大，则磁通量的变化率是定值，由法拉第电磁感应定律可知，接收线圈中的感应电流不变，故B正确； D．有金属片通过时，穿过金属片中的磁通量也发生变化，金属片中也会产生感应电流，与接收线圈中的感应电流的方向相同，所以会将该空间中磁场的变化削弱一些，引起接收线圈中的感应电流大小发生变化，接收线圈中感应电流会变小，故D错误。 故选B。 6. 如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的水平金属棒，一端固定在竖直导电转轴OO＇上，随轴以角速度ω匀速转动，转动时棒与圆环接触良好，在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计其他电阻和摩擦，下列说法正确的是（　　） A. 棒产生的电动势为 B. 微粒的电荷量与质量之比为 C. 电阻消耗的电功率为 D. 电容器所带的电荷量为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题图可知，切割磁感线的有效长度为，则棒产生的电动势 故A错误； B．金属棒电阻不计，电容两极板的电压等于金属棒产生的电动势，由微粒的重力等于电场力得 代入数据化简可得 故B错误； C．电阻消耗的电功率为 故C正确； D．电容器所带的电荷量为 故D错误。 故选C。 7. 如图所示，在光滑水平面上，有一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcd．t=0时刻，线框在水平外力的作用下，从静止开始向右做匀加速直线运动，bc边刚进入磁场的时刻为t1，ad边刚进入磁场的时刻为t2，设线框中产生的感应电流的大小为i，ad边两端电压大小为U，水平拉力大小为F，则下列i、U、F随运动时间t变化关系图像正确的是 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】AB．金属杆的速度与时间的关系式为，a是加速度．由和得，感应电流与时间的关系式为，B、L、a均不变，当时间内，感应电流为零，时间内，电流I与t成正比，时间后无感应电流，故AB错误； C．由和得，感应电流与时间的关系式为，当时间内，感应电流为零，ad的电压为零，时间内，电流I与t成正比 电压随时间均匀增加，时间后无感应电流，但有感应电动势 电压随时间均匀增加，故C正确； D．根据推论得知：金属杆所受的安培力为，由牛顿第二定律得，得 当时间内，感应电流为零，，为定值，时间内，F与t成正比，F与t是线性关系，但不过原点，时间后无感应电流，，为定值，故D错误． 故选C。 8. 如图，空间中存在一匀强磁场区域，磁感应强度大小为，磁场方向与竖直面（纸面）垂直，磁场的上、下边界（虚线）均为水平面，间距为，纸面内磁场上方有一个质量为、电阻为的正方形导线框，边长为，其上、下两边均与磁场边界平行，若线框从上边界上方某处自由下落，恰能匀速进入磁场，则（　　） A. 线框释放处距离磁场上边界的高度为 B. 线圈进入磁场的过程中机械能的减少量为 C. 线圈进入磁场的过程中流过线圈横截面的电量为 D. 线圈的边到达磁场下边界时的速度为 【答案】B 【解析】 【详解】A．线框进入磁场过程受到的安培力 线框匀速进入磁场，由平衡条件得 线框进入磁场过程的速度 线框进入磁场前做自由落体运动，则 解得 故A错误； B．线框匀速进入磁场，线框的动能不变，重力势能减小，线圈进入磁场过程中机械能的减少量 故B正确； C．线圈进入磁场的过程中流过线圈横截面的电量 故C错误； D．线圈完全进入磁场后不受安培力作用而做匀加速直线运动，由速度位移公式得 解得 故D错误。 故选B。 二、多项选择题：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，选对但不全得3分，有选错得0分 9. 如图所示，交流发电机为50匝的矩形金属线圈以角速度绕垂直于磁场的轴匀速转动，磁场的磁感应强度为。线圈边长，，其总电阻为。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环、焊接在一起，并通过电刷与阻值的定值电阻连接。从图示时刻开始计时，取，下列说法正确的是（　　） A. 该发电机产生的交变电流方向在内改变100次 B. 从图示位置开始计时，该发电机产生的电动势瞬时表达式为 C. 该发电机产生的电流的有效值为 D. 定值电阻的热功率为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．金属线圈转动周期为 交变电流方向在一个周期内改变2次，所以1s内电流方向改变次数 故A错误； B．发电机产生的电动势最大值为 图示位置是垂直中性面位置，故从图示位置开始计时，发电机产生的电动势瞬时表达式为 故B正确； C．发电机产生的电动势的有效值为 电流的有效值为 故C正确； D．定值电阻的热功率为 故D错误。 故选BC。 10. 如图所示，水平面内两光滑的平行金属导轨，左端与电阻R相连接，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒垂直于导轨并与导轨接触良好。今对金属棒施加一个水平向右的外力F，使金属棒从a位置开始向右做初速度为零的匀加速运动，依次通过位置b和c。若导轨与金属棒的电阻不计，ab与bc的距离相等，关于金属棒在运动过程中的有关说法正确的是（ ） A. 金属棒通过b、c两位置时，外力F的大小之比为 B. 金属棒通过b、c两位置时，电阻R的电功率之比为1∶2 C. 从a到b和从b到c的两个过程中，通过金属棒横截面的电荷量之比为1∶1 D. 从a到b和从b到c的两个过程中，电阻R上产生的热量之比为1∶1 【答案】BC 【解析】 【详解】B．金属棒从a位置由静止开始向右做匀加速运动，根据知，通过b、c两个位置的速度比为，根据知，金属棒经过b、c两个位置产生的感应电动势之比为，根据知，电阻R的电功率之比为1:2，故B正确； A．金属棒经过b、c两个位置电动势之比为，根据知，电流之比为，由知金属棒所受安培力之比为，根据牛顿第二定律有 可得 可知外力F的大小之比不等于，故A错误； C．根据 且 通过金属棒横截面的电荷量之比为1:1，故C正确； D．根据功能关系可知，电阻R上产生的热量等于金属棒克服安培力做的功，由于金属棒做匀加速运动，回路电流逐渐最大，金属棒受到的安培力逐渐最大，且从a到b和从b到c的两个过程中的位移相等，则从a到b过程金属棒克服安培力做的功小于从b到c过程金属棒克服安培力做的功，即从a到b过程电阻R上产生的热量小于从b到c过程电阻R上产生的热量，故D错误。 故选BC。 11. 一学生小组在探究电磁感应现象时，进行了如下比较实验。用图（a）所示的缠绕方式，将漆包线分别绕在几何尺寸相同的有机玻璃管和金属铝管上，漆包线的两端与电流传感器接通。两管皆竖直放置，将一很小的强磁体分别从管的上端由静止释放，在管内下落至管的下端。实验中电流传感器测得的两管上流过漆包线的电流I随时间t的变化分别如图（b）和图（c）所示，分析可知（　　） A. 图（c）是用玻璃管获得的图像 B. 在铝管中下落，小磁体做匀变速运动 C. 在玻璃管中下落，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变 D. 用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的短 【答案】A 【解析】 【详解】A．强磁体在铝管中运动，铝管会形成涡流，玻璃是绝缘体故强磁体在玻璃管中运动，玻璃管不会形成涡流。强磁体在铝管中加速后很快达到平衡状态，做匀速直线运动，而玻璃管中的磁体则一直做加速运动，故由图像可知图（c）的脉冲电流峰值不断增大，说明强磁体的速度在增大，与玻璃管中磁体的运动情况相符，A正确； B．在铝管中下落，脉冲电流的峰值一样，磁通量的变化率相同，故小磁体做匀速运动，B错误； C．在玻璃管中下落，玻璃管为绝缘体，线圈的脉冲电流峰值增大，电流不断在变化，故小磁体受到的电磁阻力在不断变化，C错误； D．强磁体分别从管的上端由静止释放，在铝管中，磁体在线圈间做匀速运动，玻璃管中磁体在线圈间做加速运动，故用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的长，D错误。 故选A。 D．整个过程中导体棒Ⅱ上产生的焦耳热为 三、实验题：本题共2小题，共15分 12. 要测定一个自感系数很大的线圈L的直流电阻，实验室提供下列器材。 A.多用电表一只 B.电压表V（量程3V，内阻约为6kΩ） C.滑动变阻器R（阻值0~10Ω） D.电池E（电动势4V，内阻很小） E.开关S1，S2，导线若干 （1）首先用多用电表粗测线圈的电阻，操作步骤如下： ①机械调零后将红、黑表笔分别插入多用电表的“”“”插孔，选择欧姆“10”挡； ②把红、黑表笔分别与自感线圈的两端相接，发现多用电表的指针偏转量太大； ③为了较准确地进行测量，重新选择恰当的倍率； ④把红、黑表笔分别与自感线圈的两端相接，稳定后多用电表表盘示数如图a所示。 上述步骤中遗漏的重要步骤是___________，此自感线圈的直流电阻约为___________Ω。 （2）根据多用电表的示数，为了减少实验误差，并在实验中获得尽可能大的电压调节范围，应从下图中的A、B、C、D四个电路中选择___________电路来测量自感线圈的电阻；其中电流表用多用电表代替，所用电流挡为250mA。 A. B. C. D. （3）某学生进行的实验步骤如下： a、按上述已选电路图连接好实验电路； b、闭合开关S1，S2，移动滑动变阻器的滑片到适当位置，稳定后读出电流表和电压表的示数I、U； c、重复b步骤多次； d、先断开开关S1，再断开开关S2，拆除实验装置，整理好器材； e、求出每次U、I的比值，并求出它们的平均值即为自感线圈的直流电阻。 ①b步骤中在闭合开关S1，S2之前，应将滑动变阻器的触头P滑至___________（填写“A端”或“B端”） ②请指出上述实验步骤中的错误___________。 【答案】 ①. 每次使用欧姆表和换挡后都要进行欧姆调零 ②. 22 ③. D ④. A端 ⑤. 步骤d中应该先断开S2，再断开S1 【解析】 【详解】（1）[1][2]因为欧姆表每次改换挡位，相当于改变了欧姆表的内部构造，所以每次使用时都要欧姆调零；因为第一次使用的是“”挡，指针偏转量太大，指针读数太小，故应该换成“”挡，题图a中指针指在“22”，所以电阻约为； （2）[3]因为题目要求获得尽可能大的电压调节范围，故采用分压电路，多用电表的直流电流挡的内阻与线圈的直流电阻相比不可忽略，而电压表的内阻远远大于线圈的直流电阻，故采用电流表外接法，故选D； （3）[4]为保护电路，要使滑动变阻器分出去的电压从零开始，故触头P滑至A端； [5]断开电路应该考虑线圈的自感，先断开开关，再断开开关，会产生反向感应电压加在电压表两端，可能会使电压表指针迅速反转而受损，故应先断开，再断开。 13. 某学习小组在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”的实验中采用了如图甲所示的实验装置。 （1）实验需用螺旋测微器测量挡光片的宽度，如图乙所示，则=___________mm；若实验中没有现成的遮光条，某同学用金属片替代，用20分度的游标卡尺测量金属片的宽度如图丙所示，其读数为___________mm，这种做法是否合理？___________（填“合理”或“不合理”）。 （2）在实验中，让小车以不同速度靠近螺线管，记录下光电门挡光时间内感应电动势的平均值E，改变速度多次实验，得到多组数据。这样实验的设计满足了物理实验中常用的“控制变量法”，你认为小车以不同速度靠近螺线管过程中不变的量是：在时间内___________。 （3）得到多组与E数据之后，若以E为纵坐标、以为横坐标作出图像，发现图像是一条曲线，不容易得出清晰的实验结论，为了使画出的图像为一条直线，最简单的改进办法是以___________为横坐标。 （4）根据改进后作出的图像得出的结论是：在误差允许的范围内___________。 【答案】（1） ①. 4.800 ②. 70.15 ③. 不合理 （2）穿过线圈磁通量的变化量都相同 （3） （4）感应电动势与磁通量变化率成正比 【解析】 【小问1详解】 [1]螺旋测微器的读数为 4.5mm +30.0×0.01mm=4.800mm [2]游标卡尺的读数为 70mm+3×0.05mm=70.15mm [3]遮光条的宽度越小，经过光电门时的平均速度越接近瞬时速度，遮光条的宽度越大，速度误差越大，不能用宽金属片替代遮光条，所以这种做法不合理。 【小问2详解】 在挡光片每次经过光电门的过程中，磁铁与线圈之间相对位置的改变量都一样，穿过线圈磁通量的变化量都相同。 【小问3详解】 根据 因不变，E与成正比，横坐标应该是。 【小问4详解】 感应电动势与磁通量变化率成正比（或者在磁通量变化量相同的情况下，感应电动势与时间成反比）。 四、计算题:本题共3小题，共38分。解答应当写出必要得文字说明、方程式和重要演算步骤。只写最后答案得，不能得分 14. 在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n=150匝，螺线管导线电阻r=1.0Ω，R1=4.0Ω，R2=5.0Ω，C=30μF。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁通量Φ按如图乙所示的规律变化，螺线管内的磁场B的方向向下为正方向。求： （1）闭合S，电路稳定后，a、b两点的电势差Uab； （2）闭合S，电路稳定后，电阻R2的电功率P； （3）断开S，电路稳定后，电容器的带电量。 【答案】（1）-27V；（2）45W；（3） 【解析】 【详解】（1）根据楞次定律，线圈中感应电流从a流向b，所以b点电势较高；再根据法拉第电磁感应定律可得 由闭合电路欧姆定律，电路中干路电流为 则 （2）电阻R2的电功率为 （3）断开开关后，电容器两端电势差等于电源电动势，则电容器的带电量为 15. 如图所示，在第一象限内，存在垂直于平面向外的匀强磁场Ⅰ，第二象限内存在水平向右的匀强电场，第三、四象限内存在垂直于平面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场Ⅱ．一质量为，电荷量为的粒子，从轴上点以某一初速度垂直于轴进入第四象限，在平面内，以原点为圆心做半径为的圆周运动；随后进入电场运动至轴上的点，沿与轴正方向成角离开电场；在磁场Ⅰ中运动一段时间后，再次垂直于轴进入第四象限．不计粒子重力．求： （1）带电粒子从点进入第四象限时初速度的大小； （2）电场强度的大小； （3）磁场Ⅰ的磁感应强度的大小． 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【详解】（1）粒子从轴上点进入第四象限，在平面内，以原点为圆心做半径为的圆周运动，由洛伦兹力提供向心力： 解得： （2）粒子在第二象限内做类平抛运动，沿着x轴方向： 沿与轴正方向成角离开电场，所以： 解得电场强度： (3)粒子的轨迹如图所示： 第二象限，沿着x轴方向： 沿着y轴方向： 所以： 由几何关系知，三角形OO’N为底角45°的等腰直角三角形．在磁场Ⅰ中运动的半径： 由洛伦兹力提供向心力： 粒子在点速度沿与轴正方向成角离开电场，所以离开的速度： 所以磁场Ⅰ的磁感应强度的大小： 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $