高二下学期物理期中考试模拟测试（教科版2019）-2024-2025学年高二物理下学期期中考点大串讲

高二下学期物理期中考试模拟测试 一、单选题 1．如图所示，蹄形磁铁水平放置（N极在上），质量为的导体棒用两根轻质细导线悬挂，通入恒定电流，稳定时细导线与竖直方向的夹角为。两磁极间的磁场可看成匀强磁场，导体棒始终在两磁极之间，重力加速度为，则（　　） A．导体棒中的电流方向为 B．单根导线上的拉力大小为 C．若电流大小加倍，再次稳定后角也加倍 D．若导体棒处磁场方向在竖直面内逆时针缓慢转过角，导线上拉力变小 2．如图甲所示为磁电式电流表的结构图。磁电式电流表最基本的组成部分是磁体和放在磁体两极间的线圈，两极间装有极靴，极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向，螺旋弹簧反抗线圈的转动。某时刻当线圈左边导线a电流方向为垂直纸面向里时，它受到的安培力如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．此时导线a所处的磁场方向为水平向右 B．圆柱内磁感线全部穿过圆心 C．线圈中通入恒定的电流并转过一个小角度，导线受到的安培力不变 D．不管线圈转到什么位置，导线所受的安培力总是与线圈平面垂直 3．如图甲所示，粗糙绝缘水平面上方足够大空间内存在磁感应强度大小、方向垂直纸面向里的匀强磁场，带电物块A静置于水平面上，其所带电荷量。时，水平力F作用在物块A上，物块A由静止开始运动，其对水平面的压力随时间t变化的图像如图乙所示，取重力加速度大小，则下列说法正确的是（　　） A．物块A的质量为2kg B．物块A带负电 C．水平力F保持不变 D．物块A的加速度越来越大 4．云室是一种用于显示电离粒子径迹的装置，是早期核辐射探测的重要工具。如图为一云室中带电粒子运动的轨迹照片，已知和粒子在点的初动量等大反向，速度分别为、，在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径分别为且，不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A．粒子比粒子带电量多 B．粒子比粒子带电量少 C．若磁场方向垂直纸面向里，则粒子带负电 D．若磁场方向垂直纸面向外，则粒子带正电 5．如图所示，磁铁靠近处于超导状态的超导体时，由于超导体没有电阻，超导体中会产生强大的电流，从而对磁铁有排斥作用，这种排斥力可以使磁铁悬浮于空中。则（    ） A．在磁铁和超导体间，磁铁产生的磁场和超导体中电流产生的磁场方向垂直 B．在磁铁和超导体间，磁铁产生的磁场和超导体中电流产生的磁场方向相反 C．将悬浮在超导体上面的磁铁翻转，超导体和磁铁间的作用力将变成引力 D．磁铁悬浮一段时间后，超导体中的电流会产生焦耳热 6．如图甲所示，固定在水平桌面上的光滑平行金属导轨cd、eg处于竖直向下的匀强磁场中，长为l的金属杆ab与金属导轨接触良好。在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻，其阻值为R，其他部分电阻不计。现用一水平向右的外力F作用在金属杆ab上，使金属杆由静止开始向右在导轨上滑动，运动中金属杆ab始终垂直于导轨。图乙为一段时间内金属杆受到的安培力随时间t的变化关系图像，则下列选项可以表示外力F随时间t变化的图像是（   ） A． B． C． D． 7．通过某定值电阻的电流随时间变化的图像如图所示，其周期为0.8s。则电流的有效值为（　　） A． B． C．1.0A D．2.0A 8．有“中国天眼”美誉的FAST是目前世界最大口径的射电望远镜，它是一种用于接收和研究天体发射的电磁波的特殊装置。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．电磁波在真空中不能传播 B．电磁波能传播信息，不能传播能量 C．X射线的波长比红外线的波长更短 D．麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在 二、多选题 9．如图所示，理想变压器原线圈接有输出电压有效值恒为的交流电源，电源内阻不计，定值电阻的阻值分别为，滑动变阻器的最大阻值为。初始时滑动变阻器滑片位于中点，理想电流表的示数为，则下列说法正确的是（　　） A．变压器原、副线圈的匝数比为 B．初始时，电压表的示数为 C．向右移动滑动变阻器滑片，电压表示数先增大后减小 D．向左移动滑动变阻器滑片，变压器输出功率一直减小 10．关于以下四幅图说法正确的是（　　） A．图甲，真空冶炼炉接高频交流电源后能在炉体内产生涡流 B．图乙，断开开关S后，弹簧K不会立刻将衔铁D拉起而断电 C．图丙，将一自感系数较大的线圈与一电动势为E的电源相连，当断开开关时，线圈两端电压一定小于E D．图丁，电子沿逆时针方向运动，为了使电子加速，电磁线圈中的电流应该变大 11．洛伦兹力在现代科学技术中有着广泛的应用，下列说法正确的是（　　） A．甲图中，若仅增大加速电压，粒子离开加速器时的动能不变 B．乙图中，粒子的比荷越大，偏转半径越小 C．丙图中，A极板是磁流体发电机的正极 D．丁图中，带负电的粒子从左侧射入，若速度，将向下极板偏转 12．如图所示的光滑绝缘斜面固定在水平面上，倾角为θ，由均匀导线围成的正方形导体框ABCD放在斜面上，水平虚线的下侧存在垂直斜面向上的匀强磁场，t=0时刻在导体框上施加一沿斜面向下的外力，使导体框由静止开始以恒定的加速度a=gsinθ做匀加速直线运动，经时间t1导体框的BD边刚好到达虚线处，t2时导体框的AC边刚好到达虚线处。线框中的感应电流用I表示，BD两点间的电压用U表示，外力用F表示，导体框消耗的电功率用P表示。则下列图像正确的是（　　） A． B． C． D． 三、实验题 13．下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验，请按要求完成相关实验内容。 (1)在“用多用电表测量电学中的物理量”实验中，某次测量时，多用电表的刻度盘和指针位置如图甲所示，若选择开关位于电阻“×10”挡，则测量结果为 Ω；若选择开关位于直流10V挡，则测量结果为 V． (2)图乙是“观察电容器充、放电现象”的实验电路图，图丙中已正确连接了部分电路，请完成实物图连线 。当单刀双掷开关掷于 （填“1”或“2”）时，电容器放电。 (3)图丁和图戊是“探究影响感应电流方向的因素”实验。 ①如图丁连接实验器材，闭合开关，观察并记录电流表指针偏转方向，对调电源正负极，重复以上操作。该操作是为了获得电流表指针偏转方向与 方向的对应关系； ②如图戊，将实验操作的内容和观察到的指针偏转方向，记录在下表，由实验序号1和 （填实验序号）可得出结论：当穿过线圈的磁通量增大时，感应电流的磁场与磁体的磁场方向相反。 实验序号 磁体的磁场方向 磁体运动情况 指针偏转情况 感应电流的磁场方向 1 向下 插入线圈 向左 向上 2 向下 拔出线圈 向右 向下 3 向上 插入线圈 向右 向下 4 向上 拔出线圈 向左 向上 14．利用如图所示的装置探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。 按实验要求连接器材并进行实验，分别测量原线圈匝数为n1时的输入电压U1和副线圈匝数为n2时的输出电压U2，数据如下表： 原线圈匝数n1（匝） 副线圈匝数n2（匝） 输入电压U1（V） 输出电压U2（V） 100 200 4.32 8.27 100 800 4.32 33.90 400 800 4.33 8.26 400 1600 4.33 16.52 (1)下列说法正确的是（　　） A．变压器工作时通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈 B．变压器工作时在原线圈上将电能转化成磁场能、在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”能量的作用 C．变压器原、副线圈中的磁通量总是相同 D．变压器副线圈上不接负载时、原线圈两端电压为零 (2)为了减小涡流在铁芯中产生的热量、铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。如图丙所示、对上端放置的变压器铁芯，硅钢片应平行于（　　） A．平面abcd B．平面abfe C．平面abgh D．平面aehd (3)在误差允许范围内，表中数据基本符合 规律； (4)进一步分析数据，发现输出电压比理论值偏小，请分析原因 （至少写出两条）。 四、解答题 15．如图所示，水平面内存在一坐标系，在y轴左侧存在一水平向左的匀强电场，电场强度大小为E，在y轴右侧、x轴上方和下方分别存在方向垂直于纸面向里和向外的匀强磁场。磁感应强度大小分别为和。在坐标（处有一粒子源S能释放初速度为零。质量为m、电荷量大小为q带负电的粒子，经过电场和磁场作用后第一次从x轴上点进入x轴下方的磁场，在x轴下方运动过程中轨迹恰好与y轴的负半轴相切。（不计粒子所受重力）求： (1)粒子在电场中的运动时间； (2) 。 16．在“鸡蛋撞地球”活动中，某兴趣小组设想利用“电磁阻尼+弹簧”来设计着地缓冲装置，简化的结构原理如图所示。承重装置和鸡蛋的总质量，其内部区域存在着磁感应强度大小为的匀强磁场；缓冲装置由匝数为的刚性线圈和上端两个轻质弹簧构成，已知每个弹簧的劲度系数均为，线圈的总电阻为、宽度为、高度足够高。现将整体装置在距离地面高度为处自由释放，此时弹簧上端与承重装置相距为。假设弹簧与承重装置接触后立即连接在一起，刚性线圈落地后立即静止不动，整个装置始终处于竖直状态，忽略其他阻力，重力加速度取。 (1)在落地后瞬间，求线圈产生感应电流的大小和方向；（方向选“顺时针”或“逆时针”） (2)从开始到弹簧刚接触承重装置的过程中，求流过线圈某截面的电荷量； (3)若承重装置与弹簧接触前已经做匀速运动，求承重装置匀速运动速度的大小； (4)装置最终处于竖直静止状态，求整个过程中线圈产生的热量。 17．特高压直流输电是指±800kV及以上电压等级的直流输电及相关技术。以±1100kV为例，输电仅需要两根线，一根线的电势为+1100kV，另一根线的电势为-1100kV。准东一华东（皖南）±1100千伏特高压直流输电工程示意图如图所示，该工程送电线路起点为新疆，线路长度为3324公里，输送功率为900万千瓦，这是世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的特高压输电工程。发电站输出电压稳定，输出功率为900万千瓦，经升压后被整流成±1100kV的直流电，经长距离输送接近用户时，被逆变成交流电，再降压后供用户使用，整个输电过程中除输电线路外其他设备损失的能量均忽略不计，输电效率高达95%。求： (1)用户消耗的电功率P用； (2)输电线的总电阻。（保留三位有效数字） 1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高二下学期物理期中考试模拟测试 一、单选题 1．如图所示，蹄形磁铁水平放置（N极在上），质量为的导体棒用两根轻质细导线悬挂，通入恒定电流，稳定时细导线与竖直方向的夹角为。两磁极间的磁场可看成匀强磁场，导体棒始终在两磁极之间，重力加速度为，则（　　） A．导体棒中的电流方向为 B．单根导线上的拉力大小为 C．若电流大小加倍，再次稳定后角也加倍 D．若导体棒处磁场方向在竖直面内逆时针缓慢转过角，导线上拉力变小 【答案】D 【解析】A．导体棒所受安培力水平向右，根据左手定则可知，导体棒中的电流方向为，A错误； B．由力的平衡可得，每根细导线上的拉力大小，B错误； C．导体棒所受安培力大小，若导体棒中的电流大小加倍，则平衡时的值加倍，C错误； D．作出导体棒的受力分析图，如图所示，其所受重力大小、方向均不变，安培力的大小不变，磁场方向沿逆时针方向转动，根据余弦定理可得，细导线上的拉力变小，D正确。 故选D。 2．如图甲所示为磁电式电流表的结构图。磁电式电流表最基本的组成部分是磁体和放在磁体两极间的线圈，两极间装有极靴，极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向，螺旋弹簧反抗线圈的转动。某时刻当线圈左边导线a电流方向为垂直纸面向里时，它受到的安培力如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．此时导线a所处的磁场方向为水平向右 B．圆柱内磁感线全部穿过圆心 C．线圈中通入恒定的电流并转过一个小角度，导线受到的安培力不变 D．不管线圈转到什么位置，导线所受的安培力总是与线圈平面垂直 【答案】D 【解析】A．某时刻当线圈左边导线a电流方向为垂直纸面向里时，它受到的安培力竖直向上，根据左手定则可知，此时导线a所处的磁场方向为水平向左，故A错误； B．磁感线不可能相交，所以圆柱内磁感线不可能全部穿过圆心，故B错误； C．线圈中通入恒定的电流并转过一个小角度，根据，可知导线受到的安培力大小不变，但方向改变，故C错误； D．不管线圈转到什么位置，线圈平面始终与极靴与圆柱间的磁感线平行，导线所受的安培力总是与线圈平面垂直，故D正确。 故选D。 3．如图甲所示，粗糙绝缘水平面上方足够大空间内存在磁感应强度大小、方向垂直纸面向里的匀强磁场，带电物块A静置于水平面上，其所带电荷量。时，水平力F作用在物块A上，物块A由静止开始运动，其对水平面的压力随时间t变化的图像如图乙所示，取重力加速度大小，则下列说法正确的是（　　） A．物块A的质量为2kg B．物块A带负电 C．水平力F保持不变 D．物块A的加速度越来越大 【答案】A 【解析】A．初始时刻压力为20N，根据 解得 故A正确； B．物块向左运动，压力增大，说明洛伦兹力向下，根据左手定则可知物块带正电，故B错误； CD．图中压力随时间均匀变化，根据牛顿第三定律可知，物块A对水平面的压力大小为 可知加速度恒定； 水平方向有 解得 水平力F增大，故CD错误； 故选A。 4．云室是一种用于显示电离粒子径迹的装置，是早期核辐射探测的重要工具。如图为一云室中带电粒子运动的轨迹照片，已知和粒子在点的初动量等大反向，速度分别为、，在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径分别为且，不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A．粒子比粒子带电量多 B．粒子比粒子带电量少 C．若磁场方向垂直纸面向里，则粒子带负电 D．若磁场方向垂直纸面向外，则粒子带正电 【答案】B 【解析】AB．根据 得 可知动量相同，电荷量小的轨道半径大，可知 故A错误，B正确； CD．由左手定则，可判断磁场垂直纸面向里，粒子带正电，磁场垂直纸面向外，粒子带负电，故CD错误。 故选B。 5．如图所示，磁铁靠近处于超导状态的超导体时，由于超导体没有电阻，超导体中会产生强大的电流，从而对磁铁有排斥作用，这种排斥力可以使磁铁悬浮于空中。则（    ） A．在磁铁和超导体间，磁铁产生的磁场和超导体中电流产生的磁场方向垂直 B．在磁铁和超导体间，磁铁产生的磁场和超导体中电流产生的磁场方向相反 C．将悬浮在超导体上面的磁铁翻转，超导体和磁铁间的作用力将变成引力 D．磁铁悬浮一段时间后，超导体中的电流会产生焦耳热 【答案】B 【解析】AB．由楞次定律可知，在磁铁和超导体间，磁铁产生的磁场和超导体中电流产生的磁场方向相反，A错误，B正确； C．将悬浮在超导体上面的磁铁翻转，由楞次定律可知，超导体和磁铁间的作用力还是斥力，C错误； D．由于超导体没有电阻，故超导体中的电流不会发生电流的热效应，D错误。 故选B。 6．如图甲所示，固定在水平桌面上的光滑平行金属导轨cd、eg处于竖直向下的匀强磁场中，长为l的金属杆ab与金属导轨接触良好。在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻，其阻值为R，其他部分电阻不计。现用一水平向右的外力F作用在金属杆ab上，使金属杆由静止开始向右在导轨上滑动，运动中金属杆ab始终垂直于导轨。图乙为一段时间内金属杆受到的安培力随时间t的变化关系图像，则下列选项可以表示外力F随时间t变化的图像是（   ） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】由感应电动势 结合欧姆定律可得电流 联立解得安培力 由图乙可知，则，说明金属杆ab做匀加速运动，那么 根据牛顿第二定律可得 解得 故选B。 7．通过某定值电阻的电流随时间变化的图像如图所示，其周期为0.8s。则电流的有效值为（　　） A． B． C．1.0A D．2.0A 【答案】A 【解析】将交流与直流通过阻值都为R的电阻，设直流电流为I，则根据有效值的定义有 将s、s、s、s代入解得 故选A。 8．有“中国天眼”美誉的FAST是目前世界最大口径的射电望远镜，它是一种用于接收和研究天体发射的电磁波的特殊装置。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．电磁波在真空中不能传播 B．电磁波能传播信息，不能传播能量 C．X射线的波长比红外线的波长更短 D．麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在 【答案】C 【解析】A．电磁波传播不需要介质，可以在真空中传播，故A错误； B．电磁波能传播信息，也能传播能量，故B错误； C．X射线的波长比红外线的波长更短，故C正确； D．麦克斯韦预言电磁波的存在，而赫兹用实验证实了电磁波的存在，故D错误。 故选C。 二、多选题 9．如图所示，理想变压器原线圈接有输出电压有效值恒为的交流电源，电源内阻不计，定值电阻的阻值分别为，滑动变阻器的最大阻值为。初始时滑动变阻器滑片位于中点，理想电流表的示数为，则下列说法正确的是（　　） A．变压器原、副线圈的匝数比为 B．初始时，电压表的示数为 C．向右移动滑动变阻器滑片，电压表示数先增大后减小 D．向左移动滑动变阻器滑片，变压器输出功率一直减小 【答案】BCD 【解析】AB．滑动变阻器滑片位于中点时，所在支路的总电阻为，电流为，则电流表所在支路两端电压为 即副线圈两端电压为 因为所在支路的电阻为，由并联电路特点可知副线圈回路的总电阻为 则通过副线圈电流为 由理想变压器规律可知 则可知副线圈回路的等效电阻为 原线圈回路电流为 且 解得变压器原、副线圈的匝数比为 根据理想变压器原副线圈电压比等于匝数比可知初始时，电压表的示数为 故A错误，B正确； C．由数学知识可知，当和所在支路的总电阻相等时，副线圈回路总电阻最大，此时滑动变阻器滑片右边的电阻值为，则向右移动滑动变阻器滑片，副线圈回路总电阻先增大后减小，则等效电阻先增大后减小，由串联分压规律可知，电压表示数先增大后减小，故C正确； D．将视为电源内阻，则当等效电阻阻值等于阻值时，变压器输出功率最大，根据A选项可以得出当滑片位于中点时，变压器原线圈等效电阻为 等于，向左移动滑片等效电阻变小，则变压器输出功率减小，D正确。 故选BCD。 10．关于以下四幅图说法正确的是（　　） A．图甲，真空冶炼炉接高频交流电源后能在炉体内产生涡流 B．图乙，断开开关S后，弹簧K不会立刻将衔铁D拉起而断电 C．图丙，将一自感系数较大的线圈与一电动势为E的电源相连，当断开开关时，线圈两端电压一定小于E D．图丁，电子沿逆时针方向运动，为了使电子加速，电磁线圈中的电流应该变大 【答案】BD 【解析】A．真空冶炼炉的工作原理是炉中金属产生涡流使炉内金属熔化，不是炉体产生涡流，故A错误； B．将S断开，导致穿过线圈B的磁通量减小变慢，根据楞次定律可知，产生有延时释放D的作用，故B正确； C．图丙，将一自感系数较大的线圈与一电动势为E的电源相连，当断开开关时，线圈两端电压可能大于E，故C错误； D．电磁体线圈中电流变大，产生的磁感应强度变大，由楞次定律可知，进而产生的感生电场方向是顺时针方向，电子受感生电场的力与运动方向相同，电子的速度增大，故D正确； 故选BD。 11．洛伦兹力在现代科学技术中有着广泛的应用，下列说法正确的是（　　） A．甲图中，若仅增大加速电压，粒子离开加速器时的动能不变 B．乙图中，粒子的比荷越大，偏转半径越小 C．丙图中，A极板是磁流体发电机的正极 D．丁图中，带负电的粒子从左侧射入，若速度，将向下极板偏转 【答案】AB 【解析】A．图甲，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，有 可得最大动能 可知粒子离开加速器时的动能与加速电压无关，故A正确； B．图乙，所有粒子通过电场加速后可得 加速后的粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力可得 联立可得 可知粒子的比荷越大，偏转半径越小，故B正确； C．丙图中，由左手定则可知，正离子向下偏转，负离子向上偏转，即A极板是磁流体发电机的负极，故C错误； D．丁图中，带负电的粒子从左侧射入，受向上的电场力和向下的洛伦兹力，若速度 即 则粒子将向上极板偏转，故D错误。 故选AB。 12．如图所示的光滑绝缘斜面固定在水平面上，倾角为θ，由均匀导线围成的正方形导体框ABCD放在斜面上，水平虚线的下侧存在垂直斜面向上的匀强磁场，t=0时刻在导体框上施加一沿斜面向下的外力，使导体框由静止开始以恒定的加速度a=gsinθ做匀加速直线运动，经时间t1导体框的BD边刚好到达虚线处，t2时导体框的AC边刚好到达虚线处。线框中的感应电流用I表示，BD两点间的电压用U表示，外力用F表示，导体框消耗的电功率用P表示。则下列图像正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】BC 【解析】A．当BD边进入磁场后，导体框将受到沿斜面向上的安培力，导体框中的感应电流为 当导体框全部进入磁场后，导体框中电流为零，故A错误； B．当BD边进入磁场后，BD两点间的电压为 当导体框全部进入磁场后，BD两点间的电压为 故B正确； C．根据牛顿第二定律可得 所以 当线框全部进入磁场后，安培力为0，外力为0，故C正确； D．导体框消耗的电功率为 当线框全部进入磁场后，电流为0，电功率为0，故D错误。 故选BC。 三、实验题 13．下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验，请按要求完成相关实验内容。 (1)在“用多用电表测量电学中的物理量”实验中，某次测量时，多用电表的刻度盘和指针位置如图甲所示，若选择开关位于电阻“×10”挡，则测量结果为 Ω；若选择开关位于直流10V挡，则测量结果为 V． (2)图乙是“观察电容器充、放电现象”的实验电路图，图丙中已正确连接了部分电路，请完成实物图连线 。当单刀双掷开关掷于 （填“1”或“2”）时，电容器放电。 (3)图丁和图戊是“探究影响感应电流方向的因素”实验。 ①如图丁连接实验器材，闭合开关，观察并记录电流表指针偏转方向，对调电源正负极，重复以上操作。该操作是为了获得电流表指针偏转方向与 方向的对应关系； ②如图戊，将实验操作的内容和观察到的指针偏转方向，记录在下表，由实验序号1和 （填实验序号）可得出结论：当穿过线圈的磁通量增大时，感应电流的磁场与磁体的磁场方向相反。 实验序号 磁体的磁场方向 磁体运动情况 指针偏转情况 感应电流的磁场方向 1 向下 插入线圈 向左 向上 2 向下 拔出线圈 向右 向下 3 向上 插入线圈 向右 向下 4 向上 拔出线圈 向左 向上 【答案】(1) 160 5.4 (2) 1 (3) 电流 3 【解析】（1）[1] 选择开关位于电阻 “×10”挡，由甲图可知，电阻的测量结果为。 [2]选择开关位于直流10V挡，由甲图表盘可知，其分度为0.2V，则电压的测量结果为。 （2）[1]根据实验电路，连接的实物图，如图所示。 [2] 当单刀双掷开关掷于1时，与电源E断开，与电流传感器形成回路，电容器放电。 （3）[1]该操作是为了获得电流表指针偏转方向与电流方向的对应关系。 [2] 实验序号1和3都是磁体插入线圈，线圈的磁通量增大，根据楞次定律，线圈产生与磁体的磁场方向相反的感应磁场。 实验序号2和4都是磁体拔出线圈，线圈的磁通量减小，根据楞次定律，线圈产生与磁体的磁场方向相同的感应磁场。 故由实验序号1和3可得出结论：当穿过线圈的磁通量增大时，感应电流的磁场与磁体的磁场方向相反。 14．利用如图所示的装置探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。 按实验要求连接器材并进行实验，分别测量原线圈匝数为n1时的输入电压U1和副线圈匝数为n2时的输出电压U2，数据如下表： 原线圈匝数n1（匝） 副线圈匝数n2（匝） 输入电压U1（V） 输出电压U2（V） 100 200 4.32 8.27 100 800 4.32 33.90 400 800 4.33 8.26 400 1600 4.33 16.52 (1)下列说法正确的是（　　） A．变压器工作时通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈 B．变压器工作时在原线圈上将电能转化成磁场能、在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”能量的作用 C．变压器原、副线圈中的磁通量总是相同 D．变压器副线圈上不接负载时、原线圈两端电压为零 (2)为了减小涡流在铁芯中产生的热量、铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。如图丙所示、对上端放置的变压器铁芯，硅钢片应平行于（　　） A．平面abcd B．平面abfe C．平面abgh D．平面aehd (3)在误差允许范围内，表中数据基本符合 规律； (4)进一步分析数据，发现输出电压比理论值偏小，请分析原因 （至少写出两条）。 【答案】(1)B (2)D (3)或在误差允许的范围内，变压器原、副线圈的电压之比等于匝数（之比） (4)有漏磁、铁芯发热、导线发热等 【解析】（1）A．变压器开始正常工作后，通过电磁感应将电能从原线圈传递到副线圈，故A错误； B．变压器工作时在原线圈上将电能转化成磁场能、在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”能量的作用，故B正确； C．由于实际变压器存在漏磁，所以变压器原、副线圈中的磁通量不相同，故C错误； D．变压器副线圈上不接负载时、原线圈两端电压不为零，故D错误。 故选B。 （2）根据变压器的原理可知，当磁感线与硅钢平面平行时，产生的涡流较小，即硅钢片应平行于平面aehd。 故选D。 （3）根据表中数据，在误差允许的范围内基本符合 即变压器原、副线圈的电压之比等于匝数之比。 （4）输出电压比理论值偏小，主要原因是变压器不是理想变压器，有漏磁、铁芯发热、导线发热等能量损耗，使副线圈两端电压偏低。 四、解答题 15．如图所示，水平面内存在一坐标系，在y轴左侧存在一水平向左的匀强电场，电场强度大小为E，在y轴右侧、x轴上方和下方分别存在方向垂直于纸面向里和向外的匀强磁场。磁感应强度大小分别为和。在坐标（处有一粒子源S能释放初速度为零。质量为m、电荷量大小为q带负电的粒子，经过电场和磁场作用后第一次从x轴上点进入x轴下方的磁场，在x轴下方运动过程中轨迹恰好与y轴的负半轴相切。（不计粒子所受重力）求： (1)粒子在电场中的运动时间； (2) 。 【答案】(1) (2) 【解析】（1）作出粒子运动的轨迹如图所示 设粒子在电场中运动的时间为，由运动学规律得 由牛顿第二定律得 联立解得 （2）在直角三角形中，由几何关系可得 解得 在Ⅰ象限中，由磁场力提供向心力，由牛顿第二定律可得 解得 在直角三角形中，由几何关系可得 解得 在象限中，由几何关系可知， 解得 由磁场力提供向心力，由牛顿第二定律可得 解得 联立解得 16．在“鸡蛋撞地球”活动中，某兴趣小组设想利用“电磁阻尼+弹簧”来设计着地缓冲装置，简化的结构原理如图所示。承重装置和鸡蛋的总质量，其内部区域存在着磁感应强度大小为的匀强磁场；缓冲装置由匝数为的刚性线圈和上端两个轻质弹簧构成，已知每个弹簧的劲度系数均为，线圈的总电阻为、宽度为、高度足够高。现将整体装置在距离地面高度为处自由释放，此时弹簧上端与承重装置相距为。假设弹簧与承重装置接触后立即连接在一起，刚性线圈落地后立即静止不动，整个装置始终处于竖直状态，忽略其他阻力，重力加速度取。 (1)在落地后瞬间，求线圈产生感应电流的大小和方向；（方向选“顺时针”或“逆时针”） (2)从开始到弹簧刚接触承重装置的过程中，求流过线圈某截面的电荷量； (3)若承重装置与弹簧接触前已经做匀速运动，求承重装置匀速运动速度的大小； (4)装置最终处于竖直静止状态，求整个过程中线圈产生的热量。 【答案】(1)，逆时针 (2) (3) (4) 【解析】（1）设落地瞬间承重装置的速度为，感应电流大小为，则 方向为逆时针 （2）设流过线圈某截面的电荷量，则 得 （3）设承重装置做匀速运动速度的大小为，感应电流大小为，则 得 （4）设装置最终保持竖直静止状态时弹簧的压缩量为，则 弹性势能 设整个过程中线圈产生的热量为，由能量关系 得 17．特高压直流输电是指±800kV及以上电压等级的直流输电及相关技术。以±1100kV为例，输电仅需要两根线，一根线的电势为+1100kV，另一根线的电势为-1100kV。准东一华东（皖南）±1100千伏特高压直流输电工程示意图如图所示，该工程送电线路起点为新疆，线路长度为3324公里，输送功率为900万千瓦，这是世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的特高压输电工程。发电站输出电压稳定，输出功率为900万千瓦，经升压后被整流成±1100kV的直流电，经长距离输送接近用户时，被逆变成交流电，再降压后供用户使用，整个输电过程中除输电线路外其他设备损失的能量均忽略不计，输电效率高达95%。求： (1)用户消耗的电功率P用； (2)输电线的总电阻。（保留三位有效数字） 【答案】(1)8.55×109W (2)26.9Ω 【解析】（1）输出功率为900万千瓦，输电效率为95%，则有 （2）设整流后的电流为I，则有，， 联立解得 4 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $$