高二寒假预习阶段检测卷--【寒假自学课】2025年高二物理寒假提升精品讲义（人教版2019）

高二物理寒假预习检测卷 考试范围：必修三第2章+第三章；考试时间：100分钟； 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第I卷（选择题） 一、选择题(本题共10小题,共46分。1-7小题,每题只有一个选项符合题意,每题4分;8-10小题,每题有两 个或两个以上的选项符合题意,选对得6分,选对不全得3分,选错或不选得0分。) 1．如图所示，在水平放置的条形磁铁的S极附近，一个闭合金属线圈竖直向下运动，线圈平面始终保持水平。在位置B，磁感线正好与线圈平面平行，A与B和B与C之间的距离都比较小。在线圈从位置A运动到位置C的过程中，从上往下看，感应电流的方向是（    ） A．顺时针方向 B．逆时针方向 C．先顺时针方向，后逆时针方向 D．先逆时针方向，后顺时针方向 2．电动汽车制动时可利用车轮转动将其动能转换成电能储存起来。车轮转动时带动磁极绕固定的线圈旋转，在线圈中产生交变电流。如图甲所示，时磁场方向恰与线圈平面垂直，磁极匀速转动，线圈中的电动势随时间变化的关系如图乙所示。将两磁极间的磁场近似视为匀强磁场，则（　　） A．时线圈中磁通量为0 B．时线圈中电流方向由P指向Q C．时线圈中磁通量变化率最大 D．线圈中的电动势瞬时值表达式为 3．在如图所示的电路中，L是自感系数很大、电阻很小的线圈，P、Q是两个相同的小灯泡。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S 后，两灯始终一样亮 B．闭合开关S 后，灯泡P 中电流从右向左 C．当断开开关S时，两灯同时熄灭 D．当断开开关S 时，灯泡P中电流从右向左 4．为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是（　　） A． B．C． D． 5．如图所示，电阻不计的水平导轨间距0.5m，导轨处于方向竖直向上的磁感应强度为的匀强磁场中。导体棒ab垂直于导轨放置且处于静止状态，其质量，电阻，与导轨间的动摩擦因数。电源电动势，其内阻，定值电阻的阻值。不计定滑轮的摩擦，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，细绳对ab的拉力沿水平方向，则（　　） A．导体棒ab受到的安培力大小为3N，方向水平向左 B．重物重力G最小值是2N C．当时，ab不受摩擦力 D．重物重力G最大值是5N 6．如图甲所示，用金属裸导线制作大小两个圆环，已知大圆半径为，小圆半径为，两圆环接触相切于点。大圆环上端、和切点处留有一非常小缺口。空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场，从时刻起磁感应强度按图乙规律变化，设磁场垂直纸面向里为正方向。则以下说法中正确的是（　　） A．在过程中，大圆环上a、b两点电势 B．若将小缺口闭合，在过程中小圆环上有如箭头所示方向的电流 C．若将小缺口闭合，在前后瞬间回路中的电流不同 D．在过程中，将理想电压表正确接在大圆环上的、两点之间，电压表读数为 7．如图甲所示，两个完全相同的正方形线圈，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的同一根轴匀速转动，转轴位于磁场边界处。线圈P以一条边为转轴，线圈Q以中心线为转轴，分别产生的电流随时间变化的图像如图乙、丙所示，则两线圈中电流的有效值之比为（    ） A． B． C． D． 8．某燃气灶点火装置原理如图，转换器将直流电压转换为如图所示的正弦交流电压，并加在一台理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压表为交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V 时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。则（　　） A． B． C． D．电压表的示数为 9．如图所示，磁极N、S间的磁场看成匀强磁场，磁感应强度大小为，矩形线圈ABCD的面积为S，线圈共n匝，电阻为r，线圈通过滑环与理想交流电压表V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。线圈绕垂直于磁感线的轴以角速度逆时针匀速转动，图示位置恰好与磁感线方向垂直。以下说法正确的是（    ） A．线圈过图示位置时磁通量最大，感应电动势最小 B．线圈转动一周的过程中克服安培力做的功为 C．线圈从图示位置开始转过的过程中，通过电阻R的电荷量为 D．线圈在图示位置时电压表示数为0 10．如图所示，两宽度不等的光滑平行金属导轨水平固定放置，窄轨间距为L、宽轨间距为2L，导体棒ab、cd分别垂直放置在两导轨上，质量均为m、电阻均为R，导轨间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小均为B，已知两导轨均足够长、电阻不计，现让两导体棒均以大小为v0的初速度平行于导轨水平向右运动，运动过程中棒始终与导轨垂直且接触良好，ab棒始终未滑离窄轨，在导体棒运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．导体棒ab的最大速度为 B．回路中的最大电流为 C．导体棒ab产生的焦耳热最多为 D．通过导体棒ab的电荷量最多为 第II卷（非选择题） 二、实验题（每空2分，共16分） 11．某同学需要通过一个变压器从家庭电路中得到的交流电电源，于是买了一个标记为“”的变压器，如图所示，他看到变压器上有、、、四个引出线头，且、d引线比、引线粗，没有相应的说明书。 (1)一般来说，同样材料和长度的导线，粗的导线比细的导线电阻小，适合承载稍 （填“大”或“小”）的电流。因此接家用电源的引线应该是 （填“”或“”）； (2)为了检验自己的上述判断是否准确，他借来一个学校实验室用的学生电源，从学生电源上输出的电压代替家用电路中的电压，按自己的判断接好线后，再用数字万用表测量另外两个引线之间的电压，发现读数为，说明他对哪一端接的判断是 的（填“正确”或“不正确”）。 12．在探究电磁感应有关现象及规律的实验中，某同学选择的灵敏电流计G，在没有电流通过的情况下，指针恰好指在刻度盘中央。请根据该同学的实验操作，回答问题： （1）首先，将灵敏电流计G连接在图甲所示电路中，电流计的指针如图甲中所示。 （2）然后，将灵敏电流计G与一螺线管串联，当条形磁铁运动时，灵敏电流计G指针偏转情况如图乙所示。则条形磁铁的运动情况是 。（选填“向上拔出”或“向下插入”） （3）接着，将灵敏电流计G接入图丙所示的电路。闭合开关后，灵敏电流计的指针向右偏了一下。请问：灵敏电流计指针向右偏与螺线管B中导线的绕向 （选填“有”或“没有”）关系：若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是 （填序号）。 A．断开开关 B．在A线圈中插入铁芯 C．变阻器的滑片向右滑动 D．变阻器的滑片向左滑动 （4）最后，该同学用电流传感器研究自感现象，电路如图丁所示。电源内阻不可忽略，线圈的自感系数较大，其直流电阻小于电阻R的阻值。 ①在时刻，闭合开关S，电路稳定后，在时刻断开S，电流传感器连接计算机描绘了整个过程线圈中的电流随时间t变化的图像。图丁中的A、B图像，可能正确的是 。（选填“A”或“B”） ②在“闭合开关—稳定一小段时间—断开开关”这个过程中，通过电流传感器得到图像如图戊所示。比较与的大小关系，有 。（选填“>”“<”或“=”） 三、解答题（本题共3小题，共38分） 13．（8分）发电站给用户供电电路如图所示。发电站的输出电压U1＝250V，升压变压器原、副线圈的匝数比n1:n2＝1:16，降压变压器原、副线圈的匝数比n3:n4＝190:11，用户用电时的功率P=95kW，用户两端电压U4＝220V。变压器均为理想变压器，求： (1)输电线的总电阻； (2)发电站的输出功率。 14．（14分）如图所示，固定金属圆环内存在匀强磁场，方向垂直圆环向下，在外力作用下金属棒ab可绕着圆心O匀速转动。从圆心和圆环边缘用细导线连接足够长的两平行金属导轨，导轨与水平面夹角为30°，空间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场。将金属棒cd垂直导轨轻轻放上，金属棒处于静止状态。已知圆环内和导轨平面的磁场大小均为B = 1T，圆环半径和金属棒ab长均为d = 1m，导轨宽度和金属棒cd长度均为L = 2m，金属棒cd质量为m = 1kg，与导轨之间的动摩擦因数为，ab棒电阻为r = 2Ω，cd棒电阻为R = 4Ω，其余电阻不计，，，重力加速度g取10m/s2。求： （1）若ab棒以ω0= 12rad/s逆时针匀速转动，cd棒保持静止，则流过ab棒的电流方向和ab棒两端的电压； （2）要使cd棒与导轨保持相对静止，则ab棒转动的角速度应满足什么条件？ （3）若ab棒以ω3= 31rad/s顺时针匀速转动，当cd棒恰好匀速时，cd棒的位移为x = 16m，求：从静止到恰好匀速过程中，安培力对cd棒做的功。 15．（16分）如图所示，两根足够长光滑平行金属导轨倾斜地固定在绝缘水平面上，倾角为α = 30°，两导轨之间的距离为l = 1.0 m，水平虚线1、2间的距离为s = 7 m，水平虚线1、2间以及水平虚线2、3间分别存在垂直导轨平面向上和垂直导轨平面向下的匀强磁场，且磁感应强度大小均为B = 2 T，两粗细相同的导体棒由同种材料制成，导体棒MN的长度为l，导体棒PQ的长度为2l，导体棒MN垂直导轨置于虚线2、3间，导体棒PQ由虚线1上方d = 1.6 m处垂直导轨静止释放，同时在导体棒MN上施加一平行导轨平面的外力F，导体棒MN始终保持静止。导体棒PQ刚越过虚线1时外力F刚好为零，且导体棒PQ到达虚线2前已做匀速直线运动，导体棒MN的电阻值为R = 2 Ω，重力加速度g取10 m/s2，金属导轨电阻不计。求： (1)导体棒PQ匀速时外力F的大小； (2)导体棒PQ从释放到虚线2的过程，导体棒MN上产生的热量； (3)导体棒PQ从释放到虚线2的过程，流过导体棒MN的电荷量。 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高二物理寒假预习检测卷 考试范围：必修三第2章+第三章；考试时间：100分钟； 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第I卷（选择题） 一、选择题(本题共10小题,共46分。1-7小题,每题只有一个选项符合题意,每题4分;8-10小题,每题有两 个或两个以上的选项符合题意,选对得6分,选对不全得3分,选错或不选得0分。) 1．如图所示，在水平放置的条形磁铁的S极附近，一个闭合金属线圈竖直向下运动，线圈平面始终保持水平。在位置B，磁感线正好与线圈平面平行，A与B和B与C之间的距离都比较小。在线圈从位置A运动到位置C的过程中，从上往下看，感应电流的方向是（    ） A．顺时针方向 B．逆时针方向 C．先顺时针方向，后逆时针方向 D．先逆时针方向，后顺时针方向 【答案】A 【详解】线圈从位置A运动到位置B的过程中，磁场方向向下，穿过线圈的磁感线条数在减少，根据楞次定律可知感应电流磁场方向向下，从上往下看，感应电流的方向是顺时针方向； 线圈从位置B运动到位置C的过程中，磁场方向向上，穿过线圈的磁感线条数在增加，根据楞次定律可知感应电流磁场方向向下，从上往下看，感应电流的方向是顺时针方向。 所以线圈从位置A运动到位置C的过程中，从上往下看，感应电流的方向是顺时针方向。故选A。 2．电动汽车制动时可利用车轮转动将其动能转换成电能储存起来。车轮转动时带动磁极绕固定的线圈旋转，在线圈中产生交变电流。如图甲所示，时磁场方向恰与线圈平面垂直，磁极匀速转动，线圈中的电动势随时间变化的关系如图乙所示。将两磁极间的磁场近似视为匀强磁场，则（　　） A．时线圈中磁通量为0 B．时线圈中电流方向由P指向Q C．时线圈中磁通量变化率最大 D．线圈中的电动势瞬时值表达式为 【答案】C 【详解】A．时线圈中感应电动势为零，磁通量最大，选项A错误； B．根据右手定则可知，时线圈中电流方向由Q指向P，选项B错误； C．时线圈中感应电动势最大，则磁通量变化率最大，选项C正确； D．线圈中的电动势瞬时值表达式为，选项D错误。 故选C。 3．在如图所示的电路中，L是自感系数很大、电阻很小的线圈，P、Q是两个相同的小灯泡。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S 后，两灯始终一样亮 B．闭合开关S 后，灯泡P 中电流从右向左 C．当断开开关S时，两灯同时熄灭 D．当断开开关S 时，灯泡P中电流从右向左 【答案】D 【详解】AB．开关S闭合时，由于L的电阻很小，自感系数很大，由于自感效应，L相当于断路，P灯、Q灯相当于串联，亮度相同，灯泡P 中电流从左向右；之后L逐渐分流变大，P灯逐渐变暗，Q灯变亮，灯泡P 中电流方向不变，始终从左向右；故AB错误； CD．当断开开关S时，Q灯立即熄灭，由于自感效应，L和灯泡P成一个回路，P 闪亮后再逐渐熄灭，P比 Q后熄灭，灯泡P中电流从右向左，故C错误，D正确； 故选D。 4．为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是（　　） A． B．C． D． 【答案】A 【详解】该装置的原理是利用电磁阻尼。薄板出现扰动时，穿过薄板表面的磁通量如果发生变化，就会产生感应电流，薄板就会受到安培力作用，安培力总是阻碍导体相对磁场的运动，从而使薄板尽快停下来。 A．薄板上、下、左、右运动时，磁通量都会发生变化，所以都会产生感应电流，所以都会受到安培力作用而很快停下来，故A正确； B．薄板只有向左运动时，磁通量才会发生变化，才会产生感应电流，进而受到安培力作用而很快停下来，而向上、向下和向右运动时，则不会产生感应电流，故B错误； C．板只有向左运动较大距离时，磁通量才会发生变化，才会产生感应电流，进而受到安培力作用而很快停下来，而向上向下和向右运动时，则不会产生感应电流，故C错误； D．薄板只有向左、向右运动时，磁通量才会发生变化，才会产生感应电流，进而受到安培力作用而很快停下来，而向上、向下运动时，则不会产生感应电流，故D错误。 故选A。 5．如图所示，电阻不计的水平导轨间距0.5m，导轨处于方向竖直向上的磁感应强度为的匀强磁场中。导体棒ab垂直于导轨放置且处于静止状态，其质量，电阻，与导轨间的动摩擦因数。电源电动势，其内阻，定值电阻的阻值。不计定滑轮的摩擦，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，细绳对ab的拉力沿水平方向，则（　　） A．导体棒ab受到的安培力大小为3N，方向水平向左 B．重物重力G最小值是2N C．当时，ab不受摩擦力 D．重物重力G最大值是5N 【答案】D 【详解】A. 根据左手定则，可以判定导体棒ab受到的安培力方向水平向右，大小为，故A错误； BC. 由导体棒静止，重物重力G最小值是，故BC错误； D. 由导体棒静止，重物重力G最大值是，故D正确。 故选D。 6．如图甲所示，用金属裸导线制作大小两个圆环，已知大圆半径为，小圆半径为，两圆环接触相切于点。大圆环上端、和切点处留有一非常小缺口。空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场，从时刻起磁感应强度按图乙规律变化，设磁场垂直纸面向里为正方向。则以下说法中正确的是（　　） A．在过程中，大圆环上a、b两点电势 B．若将小缺口闭合，在过程中小圆环上有如箭头所示方向的电流 C．若将小缺口闭合，在前后瞬间回路中的电流不同 D．在过程中，将理想电压表正确接在大圆环上的、两点之间，电压表读数为 【答案】D 【详解】A．根据楞次定律，在0~1s过程中，磁感应强度不断增大，在两环之间区域有逆时针方向的感应电动势，点相当于是电源正极，点相当于是电源负极，，故A错误； B．在0~1s过程中小圆环上的电流方向与箭头所示方向相反，故B错误； C．在1s~3s内，磁感应强度的变化率不变，可知在前后瞬间回路中感应电动势不变，则电流也不变，故C错误。 D．由法拉第电磁感应定律，即理想电压表读数为，故D正确。 故选D。 7．如图甲所示，两个完全相同的正方形线圈，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的同一根轴匀速转动，转轴位于磁场边界处。线圈P以一条边为转轴，线圈Q以中心线为转轴，分别产生的电流随时间变化的图像如图乙、丙所示，则两线圈中电流的有效值之比为（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据电流的热效应，可得，解得 由丙图可知，则两线圈中电流的有效值之比 故选B。 8．某燃气灶点火装置原理如图，转换器将直流电压转换为如图所示的正弦交流电压，并加在一台理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压表为交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V 时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。则（　　） A． B． C． D．电压表的示数为 【答案】BD 【详解】ABC．根据理想变压器原副线圈电压比等于匝数比可得 由题意和题图可知，，则有，故AC错误，B正确； D．电压表的示数为，故D正确。 故选BD。 9．如图所示，磁极N、S间的磁场看成匀强磁场，磁感应强度大小为，矩形线圈ABCD的面积为S，线圈共n匝，电阻为r，线圈通过滑环与理想交流电压表V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。线圈绕垂直于磁感线的轴以角速度逆时针匀速转动，图示位置恰好与磁感线方向垂直。以下说法正确的是（    ） A．线圈过图示位置时磁通量最大，感应电动势最小 B．线圈转动一周的过程中克服安培力做的功为 C．线圈从图示位置开始转过的过程中，通过电阻R的电荷量为 D．线圈在图示位置时电压表示数为0 【答案】AB 【详解】A．图示位置为中性面，线圈过图示位置时，磁通量最大，磁通量变化率为零，即感应电动势为零，即感应电动势最小，选项A正确； B．线圈转动过程中产生的感应电动势最大值为 有效值为 回路中消耗的总功率为 线圈转动一周的过程中克服安培力做的功等于回路中消耗的总电能，即 选项B正确； C．线圈从图示位置开始转过的过程中，通过电阻R的电荷量为，选项C错误； D．交流电压表的示数是电压的有效值，始终不为零，选项D错误。 故选AB。 10．如图所示，两宽度不等的光滑平行金属导轨水平固定放置，窄轨间距为L、宽轨间距为2L，导体棒ab、cd分别垂直放置在两导轨上，质量均为m、电阻均为R，导轨间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小均为B，已知两导轨均足够长、电阻不计，现让两导体棒均以大小为v0的初速度平行于导轨水平向右运动，运动过程中棒始终与导轨垂直且接触良好，ab棒始终未滑离窄轨，在导体棒运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．导体棒ab的最大速度为 B．回路中的最大电流为 C．导体棒ab产生的焦耳热最多为 D．通过导体棒ab的电荷量最多为 【答案】AD 【详解】A．稳定时电路中电流为0，ab棒速度最大，有，所以 取向右为正方向，根据动量定理可得，对ab棒 对cd棒，解得，，故A项正确； C．对整个过程根据能量守恒，有 导体棒ab产生的焦耳热最多为，解得，故C项错误； D．对ab棒 又因为，解得通过导体棒ab的电荷量最多为，故D项正确； B．导体棒刚开始运动时，感应电动势最大，感应电流最大，由闭合电路欧姆定律可得，故B项错误。 故选AD。 第II卷（非选择题） 二、实验题（每空2分，共16分） 11．某同学需要通过一个变压器从家庭电路中得到的交流电电源，于是买了一个标记为“”的变压器，如图所示，他看到变压器上有、、、四个引出线头，且、d引线比、引线粗，没有相应的说明书。 (1)一般来说，同样材料和长度的导线，粗的导线比细的导线电阻小，适合承载稍 （填“大”或“小”）的电流。因此接家用电源的引线应该是 （填“”或“”）； (2)为了检验自己的上述判断是否准确，他借来一个学校实验室用的学生电源，从学生电源上输出的电压代替家用电路中的电压，按自己的判断接好线后，再用数字万用表测量另外两个引线之间的电压，发现读数为，说明他对哪一端接的判断是 的（填“正确”或“不正确”）。 【答案】(1) 大 ；(2)正确 【详解】（1）[1]一般来说，同样材料和长度的导线，粗的导线比细的导线电阻小，适合承载稍大的电流。 [2]变压器输入功率等于输出功率，采用的是降压变压器根据 可知，电压小的副线圈中的电流大，接家用电源的引线应该是bc。 （2）根据实验数据可知，该同学成功将电压降低，验证了引线ad之间是副线圈，为降压变压器的输出端，引线bc之间是原线圈，为降压变压器的输入端。说明他对哪一端接的判断是正确。 12．在探究电磁感应有关现象及规律的实验中，某同学选择的灵敏电流计G，在没有电流通过的情况下，指针恰好指在刻度盘中央。请根据该同学的实验操作，回答问题： （1）首先，将灵敏电流计G连接在图甲所示电路中，电流计的指针如图甲中所示。 （2）然后，将灵敏电流计G与一螺线管串联，当条形磁铁运动时，灵敏电流计G指针偏转情况如图乙所示。则条形磁铁的运动情况是 。（选填“向上拔出”或“向下插入”） （3）接着，将灵敏电流计G接入图丙所示的电路。闭合开关后，灵敏电流计的指针向右偏了一下。请问：灵敏电流计指针向右偏与螺线管B中导线的绕向 （选填“有”或“没有”）关系：若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是 （填序号）。 A．断开开关 B．在A线圈中插入铁芯 C．变阻器的滑片向右滑动 D．变阻器的滑片向左滑动 （4）最后，该同学用电流传感器研究自感现象，电路如图丁所示。电源内阻不可忽略，线圈的自感系数较大，其直流电阻小于电阻R的阻值。 ①在时刻，闭合开关S，电路稳定后，在时刻断开S，电流传感器连接计算机描绘了整个过程线圈中的电流随时间t变化的图像。图丁中的A、B图像，可能正确的是 。（选填“A”或“B”） ②在“闭合开关—稳定一小段时间—断开开关”这个过程中，通过电流传感器得到图像如图戊所示。比较与的大小关系，有 。（选填“>”“<”或“=”） 【答案】 向下插入 有 AC/CA A 【详解】（2）[1]由图甲可知，电流从灵敏电流计的左接线柱流入，指针往左偏；由图乙可知，螺线管中的电流方向为逆时针方向（从下往上看），根据安培定则，螺线管中感应电流的磁场方向竖直向下；条形磁铁在螺线管中的磁场方向（原磁场方向）竖直向上，可见感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，根据楞次定律可知穿过线圈的原磁通量增加，所以条形磁铁向下插入线圈。 （3）[2]由右手螺旋定则可知，用右手握住螺线管，四指的方向和电流方向相同，大拇指指的方向为N极方向，螺线管B中导线的绕向不同，则灵敏电流计中电流方向不同，故灵敏电流计中电流方向与螺线管B中导线的绕向有关。 [3]A．合上开关后，灵敏电流计的指针向右偏了，说明B线圈中磁通量增加时，电流计指针右偏：现在要使灵敏电流计的指针向左偏转，因此穿过B线圈的磁通量应该减小；断开开关，则穿过B线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，线圈B中产生的感应电流方向与开关合上瞬间，B线圈中的感应电流方向相反，灵敏电流计左偏，故A项正确； B．在A线圈中插入铁芯，穿过B线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知，线圈中产生的电流方向与开关合上瞬间，B线圈中的电流方向相同，灵敏电流计指针右偏，故B项错误； C．由图丙可知，变阻器的滑片向右滑动，电路中的电流减小，线圈A的磁感应强度减小，穿过B线圈的磁通量减小，根据楞次定律，线圈B中产生的感应电流方向与开关合上瞬间，B线圈中的感应电流方向相反，灵敏电流计左偏，故C项正确； D．由图丙可知，变阻器的滑片向左滑动，电路中的电流增大，线圈A的磁感应强度增大，穿过B线圈的磁通量增大，根据楞次定律，线圈B中产生的感应电流方向与开关合上瞬间，B线圈中的感应电流方向相同，灵敏电流计右偏，故D项错误。 故选AC。 （4）[4]当时刻闭合开关S的瞬间，电路中的电流突然增大，在线圈L中要产生自感电动势阻碍电流的增加，所以线圈L中的电流会逐渐增加到稳定值，当时刻断开开关S时，线圈L中由于自感电动势阻碍电流的减小，所以磁电流会在线圈L和电阻R中形成回路，然后逐渐减到零。所以其A图像符合题意。 [5]刚闭合开关时，由于线圈L中自感电动势很大，所以线圈L所在支路相当于断路，由闭合电路欧姆定律有 当电路稳定时，由闭合电路欧姆定律有 由于，所以有 三、解答题（本题共3小题，共38分） 13．（8分）发电站给用户供电电路如图所示。发电站的输出电压U1＝250V，升压变压器原、副线圈的匝数比n1:n2＝1:16，降压变压器原、副线圈的匝数比n3:n4＝190:11，用户用电时的功率P=95kW，用户两端电压U4＝220V。变压器均为理想变压器，求： (1)输电线的总电阻； (2)发电站的输出功率。 【答案】(1)8Ω (2)100kW 【详解】（1）设升压变压器副线圈电压，则有 解得 设降压变压器原线圈电压，则有 解得 输电线上损失的电压为 根据 解得输电线电流为 则输电线的总电阻为 （2）发电站的输出功率为 14．（14分）如图所示，固定金属圆环内存在匀强磁场，方向垂直圆环向下，在外力作用下金属棒ab可绕着圆心O匀速转动。从圆心和圆环边缘用细导线连接足够长的两平行金属导轨，导轨与水平面夹角为30°，空间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场。将金属棒cd垂直导轨轻轻放上，金属棒处于静止状态。已知圆环内和导轨平面的磁场大小均为B = 1T，圆环半径和金属棒ab长均为d = 1m，导轨宽度和金属棒cd长度均为L = 2m，金属棒cd质量为m = 1kg，与导轨之间的动摩擦因数为，ab棒电阻为r = 2Ω，cd棒电阻为R = 4Ω，其余电阻不计，，，重力加速度g取10m/s2。求： （1）若ab棒以ω0= 12rad/s逆时针匀速转动，cd棒保持静止，则流过ab棒的电流方向和ab棒两端的电压； （2）要使cd棒与导轨保持相对静止，则ab棒转动的角速度应满足什么条件？ （3）若ab棒以ω3= 31rad/s顺时针匀速转动，当cd棒恰好匀速时，cd棒的位移为x = 16m，求：从静止到恰好匀速过程中，安培力对cd棒做的功。 【答案】（1）电流方向由b流向a，4V；（2）顺时针转动时，ω ≤ 15rad/s，逆时针转动时，ω ≤ 75rad/s；（3）W = 48J 【详解】（1）假设cd棒静止，对ab棒，由法拉第电磁感应定律，有 根据闭合电路欧姆定律，有 E = I(R＋r) 解得 I = 1A 对cd棒，因为 mgsin30°－BIL = 3N < μmgcos30° 故假设成立。 ab棒两端的电压为 Uab = IR 联立解得 Uab = 4V 由楞次定律，可知电流方向由b流向a。 （2）若ab棒以ω1逆时针转动，且cd刚好没滑动时，有 BI1L = mgsin30°＋μmgcos30° 且 代入数据得 ω1= 75rad/s 若ab棒以ω2顺时针转动，且cd刚好没滑动时，有 μmgcos30° = BI2L＋mgsin30° 且 代入数据得 ω2= 15rad/s 故要使棒保持静止，角速度应满足，顺时针转动时 ω2 ≤ 15rad/s 逆时针转动时 ω ≤ 75rad/s （3）设cd棒匀速的速度为v，则有 BI3L＋mgsin30° = μmgcos30° 回路的电动势为 由闭合电路欧姆定律得 E3= I3(R＋r) 解得 v = 4m/s 对cd棒，由动能定理，得 代入数据得 W = 48J 15．（16分）如图所示，两根足够长光滑平行金属导轨倾斜地固定在绝缘水平面上，倾角为α = 30°，两导轨之间的距离为l = 1.0 m，水平虚线1、2间的距离为s = 7 m，水平虚线1、2间以及水平虚线2、3间分别存在垂直导轨平面向上和垂直导轨平面向下的匀强磁场，且磁感应强度大小均为B = 2 T，两粗细相同的导体棒由同种材料制成，导体棒MN的长度为l，导体棒PQ的长度为2l，导体棒MN垂直导轨置于虚线2、3间，导体棒PQ由虚线1上方d = 1.6 m处垂直导轨静止释放，同时在导体棒MN上施加一平行导轨平面的外力F，导体棒MN始终保持静止。导体棒PQ刚越过虚线1时外力F刚好为零，且导体棒PQ到达虚线2前已做匀速直线运动，导体棒MN的电阻值为R = 2 Ω，重力加速度g取10 m/s2，金属导轨电阻不计。求： (1)导体棒PQ匀速时外力F的大小； (2)导体棒PQ从释放到虚线2的过程，导体棒MN上产生的热量； (3)导体棒PQ从释放到虚线2的过程，流过导体棒MN的电荷量。 【答案】(1)4 N (2)8.8 J (3)3.5 C 【详解】（1）设导体棒MN的质量为m，则导体棒PQ的质量为2m，导体棒PQ从释放到虚线1的过程沿导轨向下做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得 解得 导体棒PQ刚到达虚线1处的速度为 导体棒PQ产生的感应电动势为 导体棒PQ接入电路的电阻为 流过导体棒MN的电流为 由右手定则和左手定则可知导体棒MN所受安培力沿导轨向上，安培力大小为 导体棒MN静止，则由力的平衡条件得 解得 又由题意导体棒PQ到达虚线2前已做匀速直线运动，设导体棒PQ匀速的速度为v2，对导体棒PQ由力的平衡条件得 解得 此时导体棒MN所受的安培力沿导轨向上，大小为 对导体棒MN由力的平衡条件得 解得 （2）导体棒PQ从释放到虚线2的过程，由能量守恒定律得 解得 则导体棒MN上产生的热量为 （3）导体棒PQ由虚线1到虚线2的过程中，磁通量的变化量为 由法拉第电磁感应定律得 又， 整理得 代入数据解得 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$