精品解析：四川省广安中学2024-2025学年高二下学期第一次月考物理试题

高2023级高二下期第一次月考（物理学科） 一、单选题（每题4分，共6题，24分） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 赫兹通过实验测到了电磁波在真空中的传播速度 B. 麦克斯韦预言并首次通过实验捕捉到了电磁波，证实了自己提出的电磁场理论 C. 美国科学家富兰克林命名了正电荷和负电荷，并通过油滴实验测得元电荷的数值 D. 奥斯特发现了电磁感应现象，并形象地用“力线”（磁感线）描述磁场 【答案】A 【解析】 【详解】A．赫兹通过实验测到了电磁波在真空中的传播速度，故A正确； B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故B错误； C．美国科学家富兰克林命名了正电荷和负电荷，密立根通过油滴实验测得元电荷的数值，故C错误； D．法拉第发现了电磁感应现象，并形象地用磁感线描述磁场，故D错误。 故选A 2. 如图所示是一种电力变压器的铭牌中的部分信息。根据上面标示的信息，下列说法正确的是（　　） A. 额定容量指的是电荷量 B. 原线圈的匝数比副线圈的匝数多 C. 正常工作时，副线圈输出直流电压400V D. 正常工作时，副线圈中电流比原线圈中电流小 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据额定容量的单位可知，其是电压与电流的乘积，即电功率，A错误； B．根据变压器的原理可知 解得原、副线圈的匝数比为 B正确； C．变压器只对交流电起作用，故副线圈输出仍是交流电压400V，C错误； D．根据变压器的原理 可知正常工作时，副线圈中电流比原线圈中电流大，D错误。 故选B。 3. 关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A. 电磁波能传输电视信号 B. 电磁波由恒定的电场和磁场组成 C. 真空中红外线的传播速度比紫外线的大 D. 可见光不属于电磁波 【答案】A 【解析】 【详解】A．电磁波能传输电视信号，选项A正确； B．电磁波由周期性变化的电场和磁场组成，选项B错误； C．真空中红外线的传播速度与紫外线相等，选项C错误； D．可见光也属于电磁波，选项D错误。 故选A。 4. 图甲为LC振荡电路，电路中的电流i随时间t的变化规律如图乙所示，规定顺时针方向为电流i的正方向，则（ ） A. 电路的振荡周期为1s B. 时，电路中磁场能最大 C. 1s~1.5s之间，电容器两端电压在减小 D. 图甲可能对应时刻 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题图乙可知电路的振荡周期为2s，故A错误； B．时间内，电流减小，电容器充电，磁场能向电场能转化，时，电流为零，电路中电场能最大，故B错误； C．1s~1.5s之间，电流增大，电容器放电，根据可知电容器两端电压在减小，故C正确； D．根据右手螺旋定则可知电流为顺时针方向，电容器上极板带正电，则电容器在充电，电流减小，而图乙中时刻电流在变大，所以图甲不可能对应时刻，故D错误。 故选C。 5. 某科技小组设计了一款温控报警装置。如图所示，将理想自耦变压器的原线圈与交流电源相连，副线圈与滑动变阻器、灯泡和热敏电阻相连。已知热敏电阻的阻值随温度升高而减小，灯泡始终未烧坏，则能使灯泡变亮的是（　　） A. 减小输入电压的有效值 B. 环境温度降低 C. 将滑动变阻器滑片向左移动 D. 将自耦变压器滑片向下移动 【答案】B 【解析】 【详解】AD．根据变压器的原理可知，减小输入电压的有效值，副线圈两端的电压减小，结合电路连接情况，则小灯泡两端电压随之减小，灯泡变暗，自耦变压器滑片向下移动时，减小，副线圈的电压减小，灯泡两端的电压减小，灯也随之变暗，AD错误； B．环境温度降低，热敏电阻的阻值增大，副线圈两端的电压不变，则负载电路干路电流变小，滑动变阻器分担的电压减小，灯两端的电压增大，灯泡变亮，B正确； C．滑动变阻器向左移动，其接入电路中的阻值变大，根据串联分压的原则可知，小灯泡与热敏电阻并联部分的电压减小，则灯变暗，C错误。 故选B。 6. 利用可控硅电子元件可以对正弦交流电进行调节，这种技术在调光台灯等家用电器中有着广泛的应用。图甲是正弦交流电经过调节后电压随时间变化的图像（图像为正弦曲线的部分，图中、已知），图乙是某调光台灯的电路简化图，图中变压器为理想变压器，原、副线圈的匝数比为。已知当变压器原线圈中输入图甲所示的交流电时，额定功率为的调光台灯恰正常发光，则下列说法正确的是（ ） A. 调光台灯的额定电压为 B. 通过变压器原线圈中的电流为 C. 若仅使输入的交流电的周期减小，调光台灯不可正常发光 D. 若仅使交流电电压的最大值增大，调光台灯仍可正常发光 【答案】B 【解析】 【详解】A．设图甲所示的交变电压的有效值为，则有 解得 设灯泡的额定电压为，则有 解得 A错误； B．据理想变压器输入功率等于输出功率，则有 结合上述结论解得 B正确； C．若通过调节，仅使交流电的周期变化，其他不变，并不会改变电压的有效值与输出功率，调光台灯仍正常发光，C错误； D．若仅使交流电电压的最大值增大，则输入电压有效值会相应增大，调光灯的功率将大于正常发光的功率，调光灯不能处于“正常发光”状态，D错误。 故选B。 二、多选题（每题6分，共4题，24分） 7. 下列说法正确的是（ ） A. 微观粒子的能量是量子化的、分立的 B. 电流元在某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零 C. 在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调谐 D. 电磁波按照频率从高到低排序依次为：γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波 【答案】AD 【解析】 【详解】A．微观粒子的能量是量子化的、分立的，A正确； B．电流元在某处不受磁场力作用，可能是电流与磁场方向平行，不一定就是该处磁感应强度为零，故B错误； C．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调制，故C错误； D．电磁波按照频率从高到低排序依次为：γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波，故D正确。 故选AD。 8. 交流发电机通过自耦变压器给一电阻供电，如图所示，不计发电机内阻，下列说法正确的是（　　） A. 图示位置线圈产生的感应电动势为零 B. 仅将线圈的转速增大，电压表示数变大 C. 仅将变压器滑片P上移，电压表示数变大 D. 仅将变压器滑片P上移，电阻R的热功率变小 【答案】BD 【解析】 【详解】A．图示位置线圈平面与磁场方向平行，磁通量为零，磁通量变化率最大，产生的感应电动势最大，不为零，故A错误； B．线圈转动产生的感应电动势最大值为，仅将线圈的转速增大，角速度增大，原线圈两端的电压增大，电压表示数变大，故B正确； CD．仅将变压器滑片P上移，线圈转动产生的感应电动势最大值不变，原线圈两端电压不变，电压表示数不变，由于原线圈匝数增大，根据可知，副线圈两端的电压减小，根据可知，电阻R的热功率变小，故C错误，D正确。 故选BD。 9. 某电磁缓冲装置如图所示，两足够长且间距为的平行金属导轨置于同一水平面内，导轨左端与一阻值为的定值电阻相连，导轨段与段粗糙，其余部分光滑，右侧处于磁感应强度大小为方向竖直向下的匀强磁场中，、、均与导轨垂直，一质量为的金属杆垂直导轨放置。现让金属杆以初速度沿导轨向右经过进入磁场，最终恰好停在处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为，与粗糙导轨间的动摩擦因数为，，导轨电阻不计，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A. 金属杆刚进入磁场时的加速度为 B. 金属杆经过区域过程，其所受安培力的冲量大小为 C. 在整个过程中，定值电阻产生的热量为 D. 金属杆经过的速度小于 【答案】AC 【解析】 【详解】A．设平行金属导轨间距为L，金属杆在区域向右运动的过程中切割磁感线,产生感应电动势为0 通过的电流为 根据牛顿第二定律，有 解得 故A正确； BD．金属杆在区域运动的过程中根据动量定理，有 则安培力的冲量 由于 则上面方程左右两边累计求和，可得 则金属杆在区域安培力冲量的大小为 BB1处的速度为 设金属杆在区域运动的时间为，同理可得，则金属杆在区域运动的过程中有 解得 综上有 则金属杆经过的速度大于，故BD错误； C．在整个过程中，根据能量守恒，有 则在整个过程中，定值电阻R产生的热量为 故C正确。 故选AC。 10. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，原线圈电路中为定值电阻，副线圈电路中为滑动变阻器，灯泡、完全相同。当闭合开关、断开开关且输入端的电压为时，两灯泡均正常发光；断开开关、闭合开关，电路输入端的电压为，调节滑动变阻器使其接入电路的阻值为时两灯泡也均正常发光，则前、后两种情况下（　　） A. 输入端的输入功率之比为 B. 输入端的电压之比为 C. 与消耗功率之比 D. 【答案】CD 【解析】 【详解】B．当闭合开关、断开开关且输入端的电压为U时，变压器原、副线圈电压比 灯泡正常发光有 故有 当断开开关、闭合开关，电路输入端的电压为时，变压器原、副线圈两端电压比 灯泡正常发光有 故有 故 故B错误； A．两种情况下流过灯泡的电流均为额定电流，即两种情况下输入端的电流都相等，根据 可知输入功率之比 故A错误； C．当闭合开关、断开开关功率关系 断开开关、闭合开关功率关系 解得 故C正确； D．当闭合开关、断开开关且输入端的电压为时，变压器原、副线圈电流比 两灯泡正常发光有， 解得 当断开开关、闭合开关，电路输入端的电压为时，变压器原、副线圈电流 两灯泡正常发光有， 解得 故 根据 ， 解得 故D正确。 故选CD。 三、实验题 11. 在“探究变压器原，副线圈电压与匝数的关系”实验中，选择nA=200匝和nB=100匝两组线圈进行实验，表格中记录了实验时两组线圈两端电压的数据。 U1/V 5.86 4.93 3.94 2.91 1.90 U2/V 11.90 10.10 8.20 6.10 4.00 （1）与nB相对应的线圈两端的电压是______（选填“U1”或“U2”）；原线圈匝数是______（选填“nA”或“nB”）。 （2）实验中并未得到电压比等于匝数比这个理想的结果，可能原因为（　　） A. 原线圈的输入功率小于副线圈的输出功率 B. 绕制线圈的导线有电阻 C. 穿过原线圈的磁通量大于穿过副线圈的磁通量 D. 原、副线圈两端电压随时间正弦变化的相位不同 【答案】（1） ①. U1 ②. nA （2）BC 【解析】 【小问1详解】 [1][2]由于 则 所以与nB相对应的线圈两端的电压是U1；所以原线圈匝数是nA。 【小问2详解】 实验中并未得到电压比等于匝数比这个理想的结果，可能由于存在磁损、铁损和铜损，即绕制线圈的导线有电阻或穿过原线圈的磁通量大于穿过副线圈的磁通量。 故选BC。 12. 甲、乙、丙三位同学利用如图所示电磁感应实验装置进行的实验。 （1）如图1所示，甲同学“探究感应电流方向”的实验，将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏，则下列甲同学操作中同样能使指针向右偏转的有__________（填字母）。 A. 开关闭合后将向A线圈中插入铁芯 B. 开关闭合后将滑动变阻器的滑片向左滑动 C. 开关闭合后将滑动变阻器的滑片向右滑动 D. 开关闭合后将A线圈迅速从B线圈中拔出 （2）如图2所示，乙同学对课本演示实验装置改进后制作了“楞次定律演示仪”。演示仪由反向并联的红、黄两只发光二极管（简称LED）、一定匝数的螺线管以及强力条形磁铁组成。正确连接好实验电路后。将条形磁铁从图示位置向下移动一小段距离，出现的现象是__________（填字母）。 A. 红灯短暂发光、黄灯不发光 B. 红灯、黄灯均不发光 C. 红灯不发光、黄灯短暂发光 D. 两灯交替短暂发光 （3）如图3所示，丙同学利用光敏电阻制作了电磁感应演示实验装置。图中R为光敏电阻（光照强度变大，电阻变小），轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（A线圈平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管右侧。当光照增强时，从右向左看，金属环A出现的现象是__________（填字母）。 A. 金属环A中电流方向顺时针，将向左运动 B. 金属环A中电流方向顺时针，将向右运动 C. 金属环A中电流方向逆时针，将向左运动 D. 金属环A中电流方向逆时针，将向右运动 【答案】（1）AC （2）C （3）B 【解析】 【小问1详解】 由题意可知，将线圈A插入线圈B中，闭合开关，通过线圈B的磁通量增大，电流计指针向右偏转。 A．开关闭合后将向A线圈插入铁芯，通过线圈B的磁通量增大，电流计指针向右偏转，故A正确； B．开关闭合后将滑动变阻器的滑片向左滑动，滑动变阻器接入电路阻值变大，线圈A电流减小，通过线圈B的磁通量减小，电流计指针向左偏转，故B错误； C．开关闭合后将滑动变阻器的滑片向右滑动，滑动变阻器接入电路阻值变小，线圈A电流增大，通过线圈B的磁通量增大，电流计指针向右偏转，故C正确； D．开关闭合后，后将A线圈迅速从B线圈中拔出，通过线圈B的磁通量减小，电流计指针向左偏转，故D错误。 故选AC。 【小问2详解】 将条形磁铁向下移动一小段距离，穿过螺线管的向下的磁通量增加，根据楞次定律和安培定则可知，感应电流从螺线管最下方的导线中向右流出，根据二极管具有单向导电性可知，红灯不发光、黄灯短暂发光。 故选C。 【小问3详解】 当光照增强时，热敏电阻的阻值减小，回路电流增大，螺线管产生的磁场增大，穿过金属环A的向右的磁通量增大，根据楞次定律可知，从右向左看，金属环A中电流方向顺时针，螺线管电流方向为逆时针，由于反向电流相互排斥，可知金属环将向右运动。 故选B。 四、解答题 13. 如图所示为一个小型交流发电机的示意图，其线框匝数匝，面积为，总电阻，绕垂直于磁场的轴以的转速匀速转动，已知匀强磁场磁感应强度，矩形线圈通过滑环和电刷保持其两端与外电路的定值电阻连接，外电路的定值电阻，从图示位置开始计时，求： （1）线圈中感应电动势的瞬时值表达式； （2）线圈转动90°过程中通过电阻的电荷量； （3）求线圈转动1圈的过程中电阻上产生的焦耳热。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据题意可知 根据题已知可得感应电动势的最大值 图示中线圈处于垂直中性面的位置，可得感应电动势瞬时值表达式为 【小问2详解】 线圈转动90°过程中，感应电动势的平均值为 感应电流的平均值为 通过电阻的电荷量 联立解得 【小问3详解】 感应电动势的有效值为 感应电流的有效值为 线圈转动1圈的过程中电阻上产生的焦耳热 14. 某小组研究远距离输电的模拟装置如图所示，发电机产生的交变电流电动势瞬时表达式，输电线路的总电阻R=25Ω，降压变压器的原、副线圈匝数之比为25:11，降压变压器副线圈接入一台效率（输出机械功率与输入电功率之比）η=80%的电动机，其额定电压U=220V。开关闭合后，电动机正常工作，恰好能将m=44kg的重物以v=2m/s的速率匀速提起。变压器均视为理想变压器，电流表视为理想电表，除输电线路电阻、电动机线圈内阻外，其余导线电阻均不计。求： （1）电动机的机械功率P机及线圈内阻r； （2）输电线路上损失的电压∆U； （3）电流表的示数IA。 【答案】（1）880W，8.8Ω （2）55V （3）5.5A 【解析】 【小问1详解】 电动机正常工作，匀速提起重物，电动机机械功率 根据电动机额定电压以及效率有 根据能量守恒有 联立解得， 【小问2详解】 根据降压变压器原副线圈匝数比 根据欧姆定律 所以 【小问3详解】 根据能量守恒有， 所以 15. 如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为L。区域有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。初始时刻，磁场外的细金属杆M以初速度向右运动。磁场内的细金属杆N处于静止状态，且到的距离为。两杆在磁场内未相撞且N出磁场时的速度为，两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。金属杆M质量为，金属杆N质量为m，两杆在导轨间的电阻均为R，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。 （1）求M刚进入磁场时M两端的电压； （2）N在磁场内运动过程中N上产生的热量； （3）N刚离开磁场时M在磁场中运动的距离； （4）N在磁场内运动的时间t。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 M刚进入磁场时产生的感应电动势 则M两端的电压 【小问2详解】 由动量守恒定律可知 系统的总热量 解得， N上产生的热量 【小问3详解】 对M由动量定理可知 解得M在磁场中运动的距离 【小问4详解】 对两棒的系统由动量守恒定律 即 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高2023级高二下期第一次月考（物理学科） 一、单选题（每题4分，共6题，24分） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 赫兹通过实验测到了电磁波在真空中的传播速度 B. 麦克斯韦预言并首次通过实验捕捉到了电磁波，证实了自己提出的电磁场理论 C. 美国科学家富兰克林命名了正电荷和负电荷，并通过油滴实验测得元电荷的数值 D. 奥斯特发现了电磁感应现象，并形象地用“力线”（磁感线）描述磁场 2. 如图所示是一种电力变压器的铭牌中的部分信息。根据上面标示的信息，下列说法正确的是（　　） A. 额定容量指的是电荷量 B. 原线圈的匝数比副线圈的匝数多 C. 正常工作时，副线圈输出直流电压400V D. 正常工作时，副线圈中电流比原线圈中电流小 3. 关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A. 电磁波能传输电视信号 B. 电磁波由恒定的电场和磁场组成 C. 真空中红外线的传播速度比紫外线的大 D. 可见光不属于电磁波 4. 图甲为LC振荡电路，电路中的电流i随时间t的变化规律如图乙所示，规定顺时针方向为电流i的正方向，则（ ） A. 电路的振荡周期为1s B. 时，电路中磁场能最大 C. 1s~1.5s之间，电容器两端电压在减小 D. 图甲可能对应时刻 5. 某科技小组设计了一款温控报警装置。如图所示，将理想自耦变压器的原线圈与交流电源相连，副线圈与滑动变阻器、灯泡和热敏电阻相连。已知热敏电阻的阻值随温度升高而减小，灯泡始终未烧坏，则能使灯泡变亮的是（　　） A. 减小输入电压的有效值 B. 环境温度降低 C. 将滑动变阻器滑片向左移动 D. 将自耦变压器滑片向下移动 6. 利用可控硅电子元件可以对正弦交流电进行调节，这种技术在调光台灯等家用电器中有着广泛的应用。图甲是正弦交流电经过调节后电压随时间变化的图像（图像为正弦曲线的部分，图中、已知），图乙是某调光台灯的电路简化图，图中变压器为理想变压器，原、副线圈的匝数比为。已知当变压器原线圈中输入图甲所示的交流电时，额定功率为的调光台灯恰正常发光，则下列说法正确的是（ ） A. 调光台灯的额定电压为 B. 通过变压器原线圈中的电流为 C. 若仅使输入的交流电的周期减小，调光台灯不可正常发光 D. 若仅使交流电电压的最大值增大，调光台灯仍可正常发光 二、多选题（每题6分，共4题，24分） 7. 下列说法正确的是（ ） A. 微观粒子的能量是量子化的、分立的 B. 电流元在某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零 C. 在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调谐 D. 电磁波按照频率从高到低排序依次为：γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波 8. 交流发电机通过自耦变压器给一电阻供电，如图所示，不计发电机内阻，下列说法正确的是（　　） A. 图示位置线圈产生的感应电动势为零 B. 仅将线圈的转速增大，电压表示数变大 C. 仅将变压器滑片P上移，电压表示数变大 D. 仅将变压器滑片P上移，电阻R的热功率变小 9. 某电磁缓冲装置如图所示，两足够长且间距为的平行金属导轨置于同一水平面内，导轨左端与一阻值为的定值电阻相连，导轨段与段粗糙，其余部分光滑，右侧处于磁感应强度大小为方向竖直向下的匀强磁场中，、、均与导轨垂直，一质量为的金属杆垂直导轨放置。现让金属杆以初速度沿导轨向右经过进入磁场，最终恰好停在处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为，与粗糙导轨间的动摩擦因数为，，导轨电阻不计，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A. 金属杆刚进入磁场时的加速度为 B. 金属杆经过区域过程，其所受安培力的冲量大小为 C. 在整个过程中，定值电阻产生的热量为 D. 金属杆经过的速度小于 10. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，原线圈电路中为定值电阻，副线圈电路中为滑动变阻器，灯泡、完全相同。当闭合开关、断开开关且输入端的电压为时，两灯泡均正常发光；断开开关、闭合开关，电路输入端的电压为，调节滑动变阻器使其接入电路的阻值为时两灯泡也均正常发光，则前、后两种情况下（　　） A. 输入端的输入功率之比为 B. 输入端的电压之比为 C. 与消耗功率之比 D. 三、实验题 11. 在“探究变压器原，副线圈电压与匝数的关系”实验中，选择nA=200匝和nB=100匝两组线圈进行实验，表格中记录了实验时两组线圈两端电压的数据。 U1/V 5.86 4.93 3.94 2.91 1.90 U2/V 11.90 10.10 8.20 6.10 4.00 （1）与nB相对应的线圈两端的电压是______（选填“U1”或“U2”）；原线圈匝数是______（选填“nA”或“nB”）。 （2）实验中并未得到电压比等于匝数比这个理想的结果，可能原因为（　　） A. 原线圈的输入功率小于副线圈的输出功率 B. 绕制线圈的导线有电阻 C. 穿过原线圈的磁通量大于穿过副线圈的磁通量 D. 原、副线圈两端电压随时间正弦变化的相位不同 12. 甲、乙、丙三位同学利用如图所示电磁感应实验装置进行的实验。 （1）如图1所示，甲同学“探究感应电流方向”的实验，将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏，则下列甲同学操作中同样能使指针向右偏转的有__________（填字母）。 A. 开关闭合后将向A线圈中插入铁芯 B. 开关闭合后将滑动变阻器的滑片向左滑动 C. 开关闭合后将滑动变阻器的滑片向右滑动 D. 开关闭合后将A线圈迅速从B线圈中拔出 （2）如图2所示，乙同学对课本演示实验装置改进后制作了“楞次定律演示仪”。演示仪由反向并联的红、黄两只发光二极管（简称LED）、一定匝数的螺线管以及强力条形磁铁组成。正确连接好实验电路后。将条形磁铁从图示位置向下移动一小段距离，出现的现象是__________（填字母）。 A. 红灯短暂发光、黄灯不发光 B. 红灯、黄灯均不发光 C. 红灯不发光、黄灯短暂发光 D. 两灯交替短暂发光 （3）如图3所示，丙同学利用光敏电阻制作了电磁感应演示实验装置。图中R为光敏电阻（光照强度变大，电阻变小），轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（A线圈平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管右侧。当光照增强时，从右向左看，金属环A出现的现象是__________（填字母）。 A. 金属环A中电流方向顺时针，将向左运动 B. 金属环A中电流方向顺时针，将向右运动 C. 金属环A中电流方向逆时针，将向左运动 D. 金属环A中电流方向逆时针，将向右运动 四、解答题 13. 如图所示为一个小型交流发电机的示意图，其线框匝数匝，面积为，总电阻，绕垂直于磁场的轴以的转速匀速转动，已知匀强磁场磁感应强度，矩形线圈通过滑环和电刷保持其两端与外电路的定值电阻连接，外电路的定值电阻，从图示位置开始计时，求： （1）线圈中感应电动势的瞬时值表达式； （2）线圈转动90°过程中通过电阻的电荷量； （3）求线圈转动1圈的过程中电阻上产生的焦耳热。 14. 某小组研究远距离输电的模拟装置如图所示，发电机产生的交变电流电动势瞬时表达式，输电线路的总电阻R=25Ω，降压变压器的原、副线圈匝数之比为25:11，降压变压器副线圈接入一台效率（输出机械功率与输入电功率之比）η=80%的电动机，其额定电压U=220V。开关闭合后，电动机正常工作，恰好能将m=44kg的重物以v=2m/s的速率匀速提起。变压器均视为理想变压器，电流表视为理想电表，除输电线路电阻、电动机线圈内阻外，其余导线电阻均不计。求： （1）电动机的机械功率P机及线圈内阻r； （2）输电线路上损失的电压∆U； （3）电流表的示数IA。 15. 如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为L。区域有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。初始时刻，磁场外的细金属杆M以初速度向右运动。磁场内的细金属杆N处于静止状态，且到的距离为。两杆在磁场内未相撞且N出磁场时的速度为，两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。金属杆M质量为，金属杆N质量为m，两杆在导轨间的电阻均为R，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。 （1）求M刚进入磁场时M两端的电压； （2）N在磁场内运动过程中N上产生的热量； （3）N刚离开磁场时M在磁场中运动的距离； （4）N在磁场内运动的时间t。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $