精品解析:四川省自贡市荣县中学校2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题
2025-04-17
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 四川省 |
| 地区(市) | 自贡市 |
| 地区(区县) | 荣县 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.10 MB |
| 发布时间 | 2025-04-17 |
| 更新时间 | 2026-08-07 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-04-17 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51668826.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2025年3月度高二下物理第一次月考
考试范围:选修二;考试时间:75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、单选题(每题4分,共28分)
1. 关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是( )
A. 赫兹预言了电磁波的存在
B. 均匀变化的电场能够产生均匀变化的磁场
C. 紫外线是一种波长比紫光更长的电磁波,能够灭菌消毒
D. 无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、γ射线都是电磁波
2. “小蜜蜂”是老师上课常用的扩音设备,随着无线电技术的应用,很多老师用上了蓝牙“小蜜蜂”(蓝牙信号属于电磁波),麦克风与扩音器不用导线连接,老师拿着麦克风在教室中间说话,放在讲台上的扩音器也能工作。下列说法正确的是( )
A. “小蜜蜂”直接接收到了来自麦克风的声波信号
B. 麦克风中只要有变化的电场,就一定能发出蓝牙信号
C. “小蜜蜂”接收电磁波时,通过调制来使接收电路中出现电谐振现象
D. 麦克风回路可通过减小发射电磁波的波长来提高振荡电路发射电磁波的本领
3. 把光敏电阻(光照越强,阻值越小)接入如图所示电路,制成光电报警装置。闭合开关,当光照达到一定强度时,报警器的蜂鸣器发声,则( )
A. 干簧管应用了电磁感应原理
B. 增大电阻箱R的阻值,报警器在光照更强时才可能报警
C. 增加电源B的电动势,报警器在光照更强时才可能报警
D. 增加电源A的电动势,报警器在光照更强时才可能报警
4. 如图所示,在水平桌面上放置一个闭合的线圈,其正上方放一条形磁铁,当条形磁铁向下运动时,关于线圈对桌面的压力和线圈所受的安培力,正确的是( ).
A. 线圈对桌面的压力减小,线圈有收缩的趋势 B. 线圈对桌面的压力减小,线圈有扩张的趋势
C. 线圈对桌面的压力增大,线圈有收缩的趋势 D. 线圈对桌面的压力增大,线圈有扩张的趋势
5. 如图甲所示电路中,电流i(以图甲中电流方向为正)随时间t的变化规律如图乙所示的正弦曲线,下列说法正确的是( )
A. 内,电容器C正在充电 B. 内,电容器C上极板带负电
C. 内,自感电动势逐渐增大 D. 内,电场能转化为磁场能
6. 如图,正方形导线框放在匀强磁场中静止不动,磁场方向与线框平面垂直,磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示,时刻,磁感应强度的方向垂直纸面向里。下列选项中能表示线框的边受到的安培力F随时间t的变化关系的是(规定水平向左为F的正方向)( )
A. B.
C. D.
7. 在如图甲所示的电路中,R1、R2是两个定值电阻且R2=2R1,与R2并联的理想二极管D,其正向电阻可视为零、反向电阻为无穷大。接线柱a、b之间加一个如图乙所示的交变电压,Uab>0时电压为正值。则R1两端电压的有效值为( )
A. 10V B. 10V C. 20V D. 20V
二、多选题(每题5分,少选3分,错选不给分,共15分)
8. 如图所示,理想变压器原线圈输入正弦式交变电压且保持不变,副线圈电路中、为定值电阻,R是滑动变阻器,和是理想交流电压表,示数分别用和表示;和是理想交流电流表,示数分别用和表示;则在滑片P向上滑动过程中,下列说法正确的是( )
A. 和均保持不变
B. 消耗的功率增大
C. 和均减小
D. 减小,变大
9. 如图1所示,在匀强磁场中,有一匝数为10匝的矩形金属线圈两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动,产生的交变电动势图象如图2中曲线a、b所示,则下列说法中不正确的是 ( )
A. 曲线a、b对应的线圈转速之比为2:3
B. 曲线a、b对应的t=6×10-2s时刻线圈平面均与中性面重合
C. 曲线b对应的t=0时刻穿过线圈磁通量为
D. 曲线b对应的交变电动势有效值为10V
10. 如图所示,水平光滑的平行金属导轨间距为,左端与电阻相连接,匀强磁场的磁感应强度为,方向竖直向上,质量一定的金属棒垂直放在导轨上,令棒以一定的初速度向右运动,当其通过位置时速率为,通过位置时速率为,到位置时棒刚好静止,设导轨与棒的电阻均不计,、的间距是、的间距的两倍,则以下说法正确的是( )
A. 在棒从到与从到的两个过程中,通过棒的横截面的电荷量相等
B. 棒运动的加速度不变
C. 棒通过、两位置时,电阻的电功率之比为
D. 在棒从到与从到的两个过程中,电阻上产生的热量之比为
第Ⅱ卷(非选择题)
三、实验题(每空1分,共11分)
11. 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中:
(1)实验室中备有下列可供选择的器材:
A.可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈)
B.条形磁铁
C.直流电源
D.多用电表
E.开关、导线若干
上述器材在本实验中不必用到的是___________(填器材前的序号),本实验中还需用到的器材有____________。
实验中,小型可拆变压器的原、副线圈匝数分别为n1=120匝、n2=240匝,某实验小组在原线圈两端依次加上不同的电压,用多用电表的交流电压挡分别测量原、副线圈两端的电压,数据如表所示。
实验序号
原线圈两端的电压U1(V)
副线圈两端的电压U2(V)
1
4.3
8.2
1:1.9
2
5.9
11.8
1:2.0
3
7.8
15.2
(2)实验小组根据测得的数据在表格中算出U1、U2的比值,还有一组U1、U2的比值没有算出,把求出的结果填在表格中_______。
(3)本实验可得出结论:变压器线圈两端电压与匝数关系为_____________(用题目中给出的字母表示)。
(4)如图所示,在用可拆变压器“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中,若铁芯不闭合,通过正确的操作可以得到结论( )
A.在误差允许的范围内,原、副线圈的电压之比等于匝数之比
B.原、副线圈的电压之比明显大于匝数之比
C.原、副线圈的电压之比明显小于匝数之比
12. 某同学想通过实验探究一个热敏电阻的特性,并用此热敏电阻制作一个报警电路。
(1)为了探测热敏电阻的特性,设计了如图甲所示的电路,R1为滑动变阻器,R2为电阻箱,RT为热敏电阻,热敏电阻处在虚线所示的温控室中。
①实验时,记录温控室的温度t0,将S2合向1,闭合电键S1前,将滑动变阻器R1的滑片移到__________(填“a”或“b”)端,调节滑动变阻器的滑片,使电流表有合适的示数I0,将S2合向2,调节电阻箱,使电流表的示数仍为I0,记录此时电阻箱接入电路的示数为R0,则温度为t0时,热敏电阻的阻值为__________。
②多次改变温控室的温度,重复上述实验过程,测得多组热敏电阻在不同温度t下对应的电阻值R,作出R—t图象,如图乙所示,由图可知,该热敏电阻的阻值随温度的升高而__________(填“增大”或“减小”)。
(2)用上述热敏电阻设计一个报警电路如图丙所示,图中继电器的供电电池E1,其电动势为3V,内阻不计,继电器电磁铁线圈用漆包线绕成,其电阻R3为40。当线圈中的电流大于等于50mA时,继电器的衔铁将被吸合,指示灯熄灭,警铃响。当环境温度升高时,继电器的磁性将__________(填“增大”“减小”或“不变”),当环境温度达到__________℃时,指示灯熄灭,警铃报警。
(3)如果要使报警电路在更低的温度就报警,下列方案可行的是__________。
A.将继电器的供电电池E1更换为电动势更小一些的电池
B.将继电器的供电电池E1更换为电动势更大一些的电池
C.将指示灯的供电电池E2更换为电动势更小一些的电池
D.将指示灯的供电电池E2更换为电动势更大一些的电池
四、解答题(11题11分,12题15分,13题20分,共46分)
13. 某小型水电站的输电电路如图所示,发电机的输出功率为,输出电压为,升压变压器的原、副线圈的匝数比为,输电导线的总电阻为,用户的用电电压是。求:
(1)输电线上损耗的功率;
(2)降压变压器的原、副线圈的匝数比。
14. 如图所示,足够长的平行光滑金属导轨左端连接一阻值为R的电阻,两导轨间距为L,垂直导轨平面有磁感应强度为B的匀强磁场,质量为m、电阻为r的金属棒垂直两导轨放置。现使金属棒获得平行于轨道平面且垂直于金属棒向右的初速度,不计导轨电阻,求:
(1)金属棒刚开始运动时,电阻R消耗的功率;
(2)金属棒运动的最远距离。
15. 如图所示,电阻可忽略的导轨EFGH与组成两组足够长的平行导轨,其中组成的面与水平面夹角为,且处于垂直于斜面向下的大小为B的匀强磁场中,EF与之间的距离为2L,水平,且处于竖直向下大小也为B的匀强磁场中,GH与之间的距离为L。质量为2m,长为2L,电阻为2R的导体棒ab横跨在倾斜导轨上,且与倾斜导轨之间无摩擦:质量为m、长为L、电阻为R的导体棒cd横跨在水平导轨上,且与水平导轨之间的动摩擦因数:导体棒cd通过轻质细线跨过定滑轮与一质量也为m的物块相连,不计细线与滑轮的阻力和空气阻力,重力加速度为g。
(1)若固定cd棒,将ab棒由静止释放,求ab棒两端的最大电压U;
(2)若固定ab棒,将cd棒由静止释放到其达到最大速度过程中,cd棒走过的位移为x,求此过程中
①cd棒上产生的焦耳热Q;
②cd棒运动的时间t。
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2025年3月度高二下物理第一次月考
考试范围:选修二;考试时间:75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、单选题(每题4分,共28分)
1. 关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是( )
A. 赫兹预言了电磁波的存在
B. 均匀变化的电场能够产生均匀变化的磁场
C. 紫外线是一种波长比紫光更长的电磁波,能够灭菌消毒
D. 无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、γ射线都是电磁波
【答案】D
【解析】
【详解】A.麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在。故A错误;
B.均匀变化的电场产生恒定的磁场。故B错误;
C.紫外线是一种波长比紫光更短的电磁波,能够灭菌消毒。故C错误;
D.在电磁波谱中,无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波。故D正确。
故选D。
2. “小蜜蜂”是老师上课常用的扩音设备,随着无线电技术的应用,很多老师用上了蓝牙“小蜜蜂”(蓝牙信号属于电磁波),麦克风与扩音器不用导线连接,老师拿着麦克风在教室中间说话,放在讲台上的扩音器也能工作。下列说法正确的是( )
A. “小蜜蜂”直接接收到了来自麦克风的声波信号
B. 麦克风中只要有变化的电场,就一定能发出蓝牙信号
C. “小蜜蜂”接收电磁波时,通过调制来使接收电路中出现电谐振现象
D. 麦克风回路可通过减小发射电磁波的波长来提高振荡电路发射电磁波的本领
【答案】D
【解析】
【详解】A.因为蓝牙信号属于电磁波,所以“小蜜蜂”接收的是来自麦克风的电磁波信号,故A错误;
B.均匀变化的电场产生恒定的磁场,不能产生电磁波信号,故B错误;
C.使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制,使接收电路产生电谐振的过程叫调谐,故C错误;
D.减小发射电磁波的波长会提高频率,从而可以提高振荡电路发射电磁波的本领,故D正确。
故选D。
3. 把光敏电阻(光照越强,阻值越小)接入如图所示电路,制成光电报警装置。闭合开关,当光照达到一定强度时,报警器的蜂鸣器发声,则( )
A. 干簧管应用了电磁感应原理
B. 增大电阻箱R的阻值,报警器在光照更强时才可能报警
C. 增加电源B的电动势,报警器在光照更强时才可能报警
D. 增加电源A的电动势,报警器在光照更强时才可能报警
【答案】B
【解析】
【详解】A.干簧管上的线圈通电形成的磁场使簧片磁化时,簧片的触点部分就会被磁力吸引,当吸力大于簧片的弹力时,常开接点就会吸合,当磁力减小到一定程度时,接点被簧片的弹力打开。则干簧管是利用磁极间的相互作用来控制电路的通断,A错误;
B.报警时线圈中电流不变,总电阻不变,若增大电阻箱R的阻值,则光敏电阻应变小,光照更强,所以报警器在光照更强时才会报警,B正确;
C.报警时线圈中电流不变,若增加电源B的电动势,则电路中总电阻应变大,光敏电阻变大,所以报警器在光照更弱时就会报警,C错误;
D.增加电源A的电动势,不影响线圈中电流,报警器在原光照强度时会报警,D错误。
故选B。
4. 如图所示,在水平桌面上放置一个闭合的线圈,其正上方放一条形磁铁,当条形磁铁向下运动时,关于线圈对桌面的压力和线圈所受的安培力,正确的是( ).
A. 线圈对桌面的压力减小,线圈有收缩的趋势 B. 线圈对桌面的压力减小,线圈有扩张的趋势
C. 线圈对桌面的压力增大,线圈有收缩的趋势 D. 线圈对桌面的压力增大,线圈有扩张的趋势
【答案】C
【解析】
【详解】AB.根据“来拒去留”可知当条形磁铁向下运动时,线圈有远离磁铁的趋势,故表现出挤压桌面,对桌面的压力增大,AB错误;
CD.根据楞次定律的第二种表述,当条形磁铁向下运动时,线圈中的磁通量变大,感应电流要阻碍其增大,线圈有收缩趋势,C正确D错误。
5. 如图甲所示电路中,电流i(以图甲中电流方向为正)随时间t的变化规律如图乙所示的正弦曲线,下列说法正确的是( )
A. 内,电容器C正在充电 B. 内,电容器C上极板带负电
C. 内,自感电动势逐渐增大 D. 内,电场能转化为磁场能
【答案】B
【解析】
【详解】A.依题图可知,内,电流在逐渐变大,电容器C正在放电,故A错误;
B.依题图可知,内,电流在逐渐减小,电容器正在充电,根据电流方向可知,电容器C下极板带正电,上极板带负电,故B正确;
C.依题图可知,内,电流随时间变化率减小,则自感电动势逐渐减小,故C错误;
D.依题图可知,内,电流逐渐减小,磁场能转化为电场能,故D错误。
故选B。
6. 如图,正方形导线框放在匀强磁场中静止不动,磁场方向与线框平面垂直,磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示,时刻,磁感应强度的方向垂直纸面向里。下列选项中能表示线框的边受到的安培力F随时间t的变化关系的是(规定水平向左为F的正方向)( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】0~1s内磁场方向向里且均匀减小,由楞次定律可得线圈中产生顺时针方向的感应电流,由公式
可知产生的感应电动势恒定,由,可知电流恒定;
由于可知,磁感应强度均匀减小,则线框的边受到的安培力F均匀减小,由左手定则可知安培力方向水平向左,为正值。
1~3s内磁场方向向外且均匀增大,由楞次定律可得线圈中产生顺时针方向的感应电流,感应电动势恒定,电流恒定,则根据安培力公式可知,随着磁感应强度均匀增大,安培力均匀增大,由左手定则可知安培力方向水平向右,为负值。
3~5s内磁场方向向外且均匀减小,由楞次定律可得线圈中产生逆时针方向的感应电流,感应电动势恒定,电流恒定,则根据安培力公式可知,随着磁感应强度均匀减小,安培力均匀减小,由左手定则可知安培力方向水平向左,为正值。
5~6s内磁场方向向里且均匀增大,由楞次定律可得线圈中产生逆时针方向的感应电流,感应电动势恒定,电流恒定,则根据安培力公式可知,随着磁感应强度均匀增大,安培力均匀增大,由左手定则可知安培力方向水平向右,为负值。
故选A。
7. 在如图甲所示的电路中,R1、R2是两个定值电阻且R2=2R1,与R2并联的理想二极管D,其正向电阻可视为零、反向电阻为无穷大。接线柱a、b之间加一个如图乙所示的交变电压,Uab>0时电压为正值。则R1两端电压的有效值为( )
A. 10V B. 10V C. 20V D. 20V
【答案】A
【解析】
【详解】因为a、b加的是正弦交流电压,故有两种情况,当a点电位高于b点电位,R2被短路,则R1的电压为电源电压
当a点低于b点则R1与R2串联
30=I(R1+R2)
R1两端电压为
U2=IR1
解得
U2=10V
根据电流的热效应,来计算R1在0-T时间内电压有效值为
解得
故选A。
二、多选题(每题5分,少选3分,错选不给分,共15分)
8. 如图所示,理想变压器原线圈输入正弦式交变电压且保持不变,副线圈电路中、为定值电阻,R是滑动变阻器,和是理想交流电压表,示数分别用和表示;和是理想交流电流表,示数分别用和表示;则在滑片P向上滑动过程中,下列说法正确的是( )
A. 和均保持不变
B. 消耗的功率增大
C. 和均减小
D. 减小,变大
【答案】BD
【解析】
【详解】A.当滑片P向上端滑动过程中,电阻增大,副线圈电路的总电阻增大,由于匝数比不变,所以副线圈电压不变,副线圈电流变小,R1的电压变小,电压表V2的示数变大,故A错误;
B.由上可知电阻R2两端的电压增大,根据,可知R2消耗的功率增大,故B正确;
CD.由上可知电阻R2两端的电压增大,根据可知I2变大,原线圈、副线圈的匝数比不变,原线圈、副线圈两端的电压都不变,当滑片P向上端滑动过程中,电阻增大,副线圈电路的总电阻增大,输出功率变小,输入功率也变小,输入电压不变,所以I1变小,故D正确,C错误。
故选BD。
9. 如图1所示,在匀强磁场中,有一匝数为10匝的矩形金属线圈两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动,产生的交变电动势图象如图2中曲线a、b所示,则下列说法中不正确的是 ( )
A. 曲线a、b对应的线圈转速之比为2:3
B. 曲线a、b对应的t=6×10-2s时刻线圈平面均与中性面重合
C. 曲线b对应的t=0时刻穿过线圈磁通量为
D. 曲线b对应的交变电动势有效值为10V
【答案】ACD
【解析】
【详解】由图可知,a的周期为4×10-2s;b的周期为6×10-2s,则由n=1/T可知,转速与周期成反比,故转速之比为3:2;故A错误;曲线a、b对应的t=6×10-2s时刻两线圈中感应电动势均为零,则线圈平面均与中性面重合,选项B正确;根据可知曲线a对应的t=0时刻穿过线圈磁通量为,则曲线b对应的t=0时刻穿过线圈磁通量为Wb,选项C错误;根据可知,所以Emb=Ema=10V ;则曲线b表示的交变电动势有效值为,故D错误;此题选择错误的选项,故选ACD.
10. 如图所示,水平光滑的平行金属导轨间距为,左端与电阻相连接,匀强磁场的磁感应强度为,方向竖直向上,质量一定的金属棒垂直放在导轨上,令棒以一定的初速度向右运动,当其通过位置时速率为,通过位置时速率为,到位置时棒刚好静止,设导轨与棒的电阻均不计,、的间距是、的间距的两倍,则以下说法正确的是( )
A. 在棒从到与从到的两个过程中,通过棒的横截面的电荷量相等
B. 棒运动的加速度不变
C. 棒通过、两位置时,电阻的电功率之比为
D. 在棒从到与从到的两个过程中,电阻上产生的热量之比为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.通过棒的横截面的电荷量
由于在棒从到与从到的两个过程中,面积的变化量之比为,所以通过棒的横截面的电荷量之比为,故A错误;
B.棒运动的过程中,根据牛顿第二定律有
可得,棒的加速度为
可知棒运动的加速度随着速度的减小而减小,故B错误;
C.安培力的冲量为
取向右为正方向,对棒从到的过程,根据动量定理有
对棒从到的过程,根据动量定理有
由于,联立可得
又电阻的电功率为
所以有棒通过、两位置时,电阻的电功率之比为,故C正确;
D.根据能量守恒可知,在棒从到与从到的两个过程中,电阻上产生的热量等于其过程中动能的减少量。则有
即在棒从到与从到的两个过程中,电阻上产生的热量之比为,故D正确。
故选CD。
第Ⅱ卷(非选择题)
三、实验题(每空1分,共11分)
11. 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中:
(1)实验室中备有下列可供选择的器材:
A.可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈)
B.条形磁铁
C.直流电源
D.多用电表
E.开关、导线若干
上述器材在本实验中不必用到的是___________(填器材前的序号),本实验中还需用到的器材有____________。
实验中,小型可拆变压器的原、副线圈匝数分别为n1=120匝、n2=240匝,某实验小组在原线圈两端依次加上不同的电压,用多用电表的交流电压挡分别测量原、副线圈两端的电压,数据如表所示。
实验序号
原线圈两端的电压U1(V)
副线圈两端的电压U2(V)
1
4.3
8.2
1:1.9
2
5.9
11.8
1:2.0
3
7.8
15.2
(2)实验小组根据测得的数据在表格中算出U1、U2的比值,还有一组U1、U2的比值没有算出,把求出的结果填在表格中_______。
(3)本实验可得出结论:变压器线圈两端电压与匝数关系为_____________(用题目中给出的字母表示)。
(4)如图所示,在用可拆变压器“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中,若铁芯不闭合,通过正确的操作可以得到结论( )
A.在误差允许的范围内,原、副线圈的电压之比等于匝数之比
B.原、副线圈的电压之比明显大于匝数之比
C.原、副线圈的电压之比明显小于匝数之比
【答案】 ①. BC##CB ②. 低压交流电源 ③. ④. ⑤. B
【解析】
【详解】(1)[1][2]需要知道原副线圈的匝数,故需要可拆变压器;变压器的原理是互感现象,需要低压交流电源,而不是直流电源,同时不需要外界的磁场;需要用多用电表测电压;做实验需要开关、导线。所以不必用到的是条形磁铁和直流电源,还需用到的器材有低压交流电源。
(2)[3]第三组数据原副线圈中的电压比为
(3)[4]线圈匝数之比为
结合表中的数据可知在误差允许的范围内,变压器线圈两端电压与匝数关系为
(4)[5]若铁芯不闭合,存在漏磁的现象,故此时副线圈中因互感得到的电压比铁芯完全闭合时感应得到的电压小,此时有
即此时原、副线圈的电压之比明显大于匝数之比。
故选B。
12. 某同学想通过实验探究一个热敏电阻的特性,并用此热敏电阻制作一个报警电路。
(1)为了探测热敏电阻的特性,设计了如图甲所示的电路,R1为滑动变阻器,R2为电阻箱,RT为热敏电阻,热敏电阻处在虚线所示的温控室中。
①实验时,记录温控室的温度t0,将S2合向1,闭合电键S1前,将滑动变阻器R1的滑片移到__________(填“a”或“b”)端,调节滑动变阻器的滑片,使电流表有合适的示数I0,将S2合向2,调节电阻箱,使电流表的示数仍为I0,记录此时电阻箱接入电路的示数为R0,则温度为t0时,热敏电阻的阻值为__________。
②多次改变温控室的温度,重复上述实验过程,测得多组热敏电阻在不同温度t下对应的电阻值R,作出R—t图象,如图乙所示,由图可知,该热敏电阻的阻值随温度的升高而__________(填“增大”或“减小”)。
(2)用上述热敏电阻设计一个报警电路如图丙所示,图中继电器的供电电池E1,其电动势为3V,内阻不计,继电器电磁铁线圈用漆包线绕成,其电阻R3为40。当线圈中的电流大于等于50mA时,继电器的衔铁将被吸合,指示灯熄灭,警铃响。当环境温度升高时,继电器的磁性将__________(填“增大”“减小”或“不变”),当环境温度达到__________℃时,指示灯熄灭,警铃报警。
(3)如果要使报警电路在更低的温度就报警,下列方案可行的是__________。
A.将继电器的供电电池E1更换为电动势更小一些的电池
B.将继电器的供电电池E1更换为电动势更大一些的电池
C.将指示灯的供电电池E2更换为电动势更小一些的电池
D.将指示灯的供电电池E2更换为电动势更大一些的电池
【答案】 ①. b ②. R0 ③. 减小 ④. 增大 ⑤. 100 ⑥. B
【解析】
【详解】(1)①[1].闭合电键S1前,应将滑动变阻器R1的滑片移动b端,使滑动变阻器接入电路的电阻最大;
[2].由等效法可知,温度为t0时,热敏电阻的阻值为R0;
②[3].从图象可以看出,该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。
(2)[4].当环境温度升高时,热敏电阻阻值减小,电压不变,电流将增大,对应继电器的磁性将增大;
[5].又题意可知,当线圈中的电流大于等于50mA时,继电器的衔铁将被吸合,指示灯熄火,警铃响。当电流等于50mA时,热敏电阻的阻值为
则由图乙可知,当热敏电阻阻值为20,温度为100℃。
(3)[6].AB.由图乙可知,温度越低,对应热敏电阻的阻值越大,由可知,当热敏电阻阻值R增大,电流I仍然等于50mA。E1需要适当增大,所以要使报警电路在更低的温度就报警,应将继电器的供电电池E1更换为电动势更大一些的电池,故选项B正确,选项A错误;
CD.E2是为指示灯提供电压的,所以改变报警器的报警温度与E2无关,故选项C、D错误。
故选B。
四、解答题(11题11分,12题15分,13题20分,共46分)
13. 某小型水电站的输电电路如图所示,发电机的输出功率为,输出电压为,升压变压器的原、副线圈的匝数比为,输电导线的总电阻为,用户的用电电压是。求:
(1)输电线上损耗的功率;
(2)降压变压器的原、副线圈的匝数比。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)根据题意,由公式可得,发电机的输出电流为
由理想变压器匝数与电流关系可得,输电线上的电流为
则输电线上损失的功率为
(2)根据题意,由公式可得,输电线上损失的电压为
由理想变压器匝数与电压关系可得,输电线上的输入电压为
则降压变压器的输入电压为
由理想变压器匝数与电压关系可得,降压变压器的原、副线圈的匝数比
14. 如图所示,足够长的平行光滑金属导轨左端连接一阻值为R的电阻,两导轨间距为L,垂直导轨平面有磁感应强度为B的匀强磁场,质量为m、电阻为r的金属棒垂直两导轨放置。现使金属棒获得平行于轨道平面且垂直于金属棒向右的初速度,不计导轨电阻,求:
(1)金属棒刚开始运动时,电阻R消耗的功率;
(2)金属棒运动的最远距离。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)金属棒刚开始运动时,回路中的感应电动势
回路中的感应电流
电阻R消耗的功率
联立解得
(2)运动过程中,导体棒所受安培力
根据动量定理
而
可得金属棒运动的最远距离
15. 如图所示,电阻可忽略的导轨EFGH与组成两组足够长的平行导轨,其中组成的面与水平面夹角为,且处于垂直于斜面向下的大小为B的匀强磁场中,EF与之间的距离为2L,水平,且处于竖直向下大小也为B的匀强磁场中,GH与之间的距离为L。质量为2m,长为2L,电阻为2R的导体棒ab横跨在倾斜导轨上,且与倾斜导轨之间无摩擦:质量为m、长为L、电阻为R的导体棒cd横跨在水平导轨上,且与水平导轨之间的动摩擦因数:导体棒cd通过轻质细线跨过定滑轮与一质量也为m的物块相连,不计细线与滑轮的阻力和空气阻力,重力加速度为g。
(1)若固定cd棒,将ab棒由静止释放,求ab棒两端的最大电压U;
(2)若固定ab棒,将cd棒由静止释放到其达到最大速度过程中,cd棒走过的位移为x,求此过程中
①cd棒上产生的焦耳热Q;
②cd棒运动的时间t。
【答案】(1);(2)①;②
【解析】
【详解】(1)对ab,根据共点力平衡
根据闭合电路欧姆定律
解得
ab棒两端的最大电压U
(2)①cd棒达到的最大速度,根据平衡条件有
根据闭合电路欧姆定律
解得
根据能量守恒定律有
因此cd棒上产生的焦耳热
②根据动量定理
得
得
解得
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