精品解析：重庆市凤鸣山中学2024-2025学年高二下学期第一次月考物理试题

重庆市凤鸣山中学教育集团2024—2025学年度下期第一次月考 高2023级物理试题 考试说明：1.时间∶90分钟 2.试卷总分：100分 3.试卷页数：8页 注意事项： 1．答题前，务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡规定的位置。 2．答选择题时，必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦擦干净后，再选涂其它答案标号。 3．答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的位置上。 4．所有题目必须在答题卡上作答，在试题卷上答题无效。 第I卷（选择题，共48分） 一、选择题（本题包括12小题，每小题4分，共48分。1-8题单选，每小题只有一个选项符合题意；9-12题多选，每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 1. 关于感应电流的产生及方向，下列描述正确的是（ ） A. 导体ab向右切割磁感线时，导体中将产生沿abcda方向的感应电流 B. 磁铁通过图示位置向下插时，导线中将产生沿ba方向的感应电流 C. 开关闭合，电路稳定后，G表示数恒定且不为零 D. 通有恒定电流的导线及闭合线圈在同一竖直面内，线圈向上平移时，线圈将产生abcda方向的感应电流 2. 如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，OC导体棒的O端位于圆心，棒的中点A位于磁场区域的边缘。现使导体棒绕O点在纸面内逆时针转动。O、A、C点电势分别为φ0、φA、φC，则（ ） A φO > φC B. φC > φA C. φO = φA D. φO－φA = φA－φC 3. 一正弦式交变电流的i - t图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 在t0.4 s时电流改变方向 B. 该交变电流的周期为0.5 s C. 该交变电流的表达式为 D. 该交变电流的有效值为 4. 家用调光台灯、调速电风扇在过去是用变压器来实现上述调节的，缺点是成本高、体积大、效率低。现在的调光台灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现调节的。如图所示为一个经过可控硅电子元件调节后加在电灯上的电压U随时间t变化的图像，其中曲线为正弦曲线的一部分。由此可知，现加在电灯上的电压为（　　） A. V B. V C. 10V D. 10V 5. 如图所示，虚线左侧的匀强磁场垂直纸面向外，右侧的匀强磁场垂直纸面向里。一金属小球从固定的光滑绝缘圆弧轨道上的点a无初速度释放后向右侧运动到最高点b的过程中，下列说法正确的是（　　） A. a、b两点等高 B. 小球在最低点处于平衡状态 C. 小球穿过虚线时内部会产生涡流 D. 小球在穿过虚线时受到竖直向上的磁场力 6. 有一变化的匀强磁场与图甲所示的圆形线圈平面垂直。规定磁场方向向里为正方向，从经流向为电流的正方向。已知中的感应电流随时间变化的图象如图乙，则磁场的变化规律可能与下图中一致的是（　　） A. B. C. D. 7. 某同学想对比电感线圈和小灯泡对电路的影响，他设计了如图甲所示的电路，电路两端电压U恒定，A1、A2为完全相同的电流传感器。先闭合开关K得到如图乙所示的i-t图像，等电路稳定后，断开开关（断开开关的实验数据未画出）。下列关于该实验的说法正确的是（　　） A. 闭合开关时，自感线圈中电流为零，其自感电动势也为零 B. 乙图中的a曲线表示电流传感器A2测得的数据 C. 断开开关时，小灯泡会明显闪亮后逐渐熄灭 D. 小灯泡与线圈的电阻相等 8. 如图所示，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。导轨最窄处为一狭缝，取狭缝所在处O点为坐标原点。狭缝右侧两导轨与x轴夹角均为θ，电容为C的电容器与导轨左端相连。导轨上的金属棒与x轴垂直，在外力F作用下从O点开始以速度v向右匀速运动，忽略所有电阻。下列说法正确的是（　　） A. 金属棒运动过程中，电容器上极板带负电 B. 通过金属棒的电流为 C. 金属棒运动过程中，外力F的功率恒定 D. 金属棒经过时，电容器极板上的电荷量为 9. 下列表述正确的是（　　） A. 回路中磁通量变化量越大。回路产生的感应电流越大 B. 在自感现象中，感应电流一定和原电流方向相反 C. 物体克服安培力做功的过程是将其他形式的能量转化为电能的过程 D. 磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率的大小均与匝数无关 10. 无线充电给我们生活带来了很大的方便。图是手机无线充电器的示意图，其原理如图所示，当送电线圈接上220V的正弦交变电流后，会产生一个变化的磁场从而使手机中的受电线圈中产生交变电流，该电流经过其他装置转化为直流电给手机充电，该装置实际上可等效为一个无漏磁的理想变压器。送电线圈的匝数为N1，受电线圈匝数为N2，，若手机电阻为5Ω，当该装置给手机充电时，下列说法正确的是（ ） A. 流过原、副线圈的电流之比为1：44 B. 受电线圈两端cd的输出电压为4V C. 充电时流过手机的电流为1A D. 保持ab端输入电压不变，若在充电时玩大型游戏（即增大手机用电功率），则受电线圈输出电流将变小 11. 如图，空间中存在两个相邻的，磁感应强度大小相等、方向相反的有界匀强磁场，其宽度均为L。现将宽度也为L的矩形单匝闭合线圈从图示位置沿垂直于磁场方向匀速拉过磁场区域。若规定顺时针方向为感应电流的正方向，水平向左为安培力的正方向，则在该过程中，能正确反映线圈中所产生的感应电流或其所受安培力随时间变化的图像是（　　） A. B. C. D. 12. 如题图所示，竖直面内有高度为H的有界匀强磁场，完全相同的闭合矩形导线框甲和乙，从距离磁场上边界h高度处同时由静止释放，已知L1 = 2L2，H > L1，若甲恰好匀速进入磁场，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 刚进入磁场时，甲、乙的感应电流方向一定相同 B. 刚进入磁场时，甲、乙的加速度一定相同 C. 进入磁场过程中，通过甲、乙的电荷量一定相同 D. 进入磁场过程中，甲、乙产生的焦耳热一定相同 第Ⅱ卷（非选择题，共52分） 二、实验探究题（本题共2小题，共14分） 13. 在“探究影响感应电流方向的因素”实验中， ①为安全检测灵敏电流表指偏转方向与电流流向的关系，在给出的实物图如图中，将正确需要的实验仪器连成完整的实验电路_______。 ②电路中定值电阻的作用主要是为了______。 A.减小电路两端的电压，保护电源 B.增大电路两端的电压，保护电源 C.减小电路中的电流，保护灵敏电流表 D.减小电路中的电流，便于观察灵敏电流表的读数 ③下列实验操作中说法正确的是______。 A.判断感应电流的方向时，需要先确定线圈的绕法 B.实验中需要将条形磁体的磁极快速插入或快速拔出，感应电流的产生将更加明显 C.实验中将条形磁体的磁极插入或拔出时，不管缓慢，还是迅速，对实验现象都不影响 D.将N极向下插入线圈或将S极向下插入线圈，电流表的偏转方向相同 14. 用如图所示电路测量电源的电动势和内阻。实验器材：待测电源（电动势约3V，内阻约2Ω），保护电阻R1（阻值10Ω）和R2（阻值5Ω），滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干。实验主要步骤： (i)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关； (ii)逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I； (iii)以U为纵坐标，I为横坐标，作U—I图线（U、I都用国际单位）； (iv)求出U—I图线斜率的绝对值k和在纵轴上的截距a。 回答下列问题： (1)电压表最好选用______；电流表最好选用______；（填写字母） A．电压表（0-3V，内阻约15kΩ） B．电压表（0-15V，内阻约3kΩ） C．电流表（0-200mA，内阻约2Ω） D．电流表（0-30mA，内阻约2Ω） (2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大，两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是______； A．两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱 B．两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱 C．一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱 D．一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱 (3)选用k、a、R1、R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E=______，r=______，代入数值可得E和r的测量值； (4)待测电源电动势E的测量值______真实值，内阻r的测量值______真实值（大于、等于、小于）。 四、计算题（本题共4小题，共38分。解答应当写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的，不能得分。有数值运算的题目，答案中必须明确写出数值和单位。） 15. 如图所示，一带电荷量为质量为的粒子，在直线上一点O沿与直线夹角为30°方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，经过后到达直线上另一点P。 （1）求粒子做圆周运动的周期； （2）求磁感应强度B的大小； 16. 如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t均匀变化。正方形硬质金属框abcd放置在磁场中，金属框平面与磁场方向垂直，电阻，边长。求 （1）在到时间内，金属框中的感应电动势E； （2）时，金属框ab边受到的安培力F的大小和方向； （3）在到时间内，金属框中电流电功率P。 17. 题图为一个小型交流发电机的原理图。面积为S、匝数为n、总电阻为r的矩形线圈abcd绕与匀强磁场垂直的固定对称轴OO′匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为B，线圈转动的角速度为ω。线圈通过滑环和电刷与阻值为R的定值电阻相连。不计转轴及滑环与电刷的摩擦，求： （1）感应电动势的最大值Em； （2）理想交流电流表的示数I； （3）若线圈转速变为原来的2倍，从图示时刻开始计时，求定值电阻R两端电压的瞬时值表达式。 18. 如图甲，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ＝30°角固定，M、P之间接电阻箱R，电阻箱的阻值范围为0~4 Ω，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上、磁感应强度为B＝0.5 T。质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为r。现从静止释放杆ab，测得最大速度为vm。改变电阻箱的阻值R，得到vm与R的关系如图乙所示。已知轨距为L＝2 m，重力加速度g＝10 m/s2，轨道足够长且电阻不计。 （1）当R＝0时，求杆ab匀速下滑过程中产生感应电动势E的大小及杆中的电流方向； （2）求金属杆的质量m和阻值r； （3）当R=4Ω时，ab杆从静止到最大速度过程中，流过R的电荷量为0.8C，求此过程中电阻R产生的热量QR。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 重庆市凤鸣山中学教育集团2024—2025学年度下期第一次月考 高2023级物理试题 考试说明：1.时间∶90分钟 2.试卷总分：100分 3.试卷页数：8页 注意事项： 1．答题前，务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡规定的位置。 2．答选择题时，必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦擦干净后，再选涂其它答案标号。 3．答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的位置上。 4．所有题目必须在答题卡上作答，在试题卷上答题无效。 第I卷（选择题，共48分） 一、选择题（本题包括12小题，每小题4分，共48分。1-8题单选，每小题只有一个选项符合题意；9-12题多选，每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 1. 关于感应电流的产生及方向，下列描述正确的是（ ） A. 导体ab向右切割磁感线时，导体中将产生沿abcda方向的感应电流 B. 磁铁通过图示位置向下插时，导线中将产生沿ba方向的感应电流 C. 开关闭合，电路稳定后，G表示数恒定且不为零 D. 通有恒定电流的导线及闭合线圈在同一竖直面内，线圈向上平移时，线圈将产生abcda方向的感应电流 【答案】B 【解析】 【详解】A．导体向右切割磁感线时，磁场的方向向下，由右手定则可知，导线中将产生沿方向的感应电流，A错误； B．磁铁通过图示位置向下插时，线圈内磁场的方向向下增大，根据楞次定律可知，螺线管中产生向上的磁场，根据安培定则可知导线中将产生沿方向的感应电流，B正确； C．闭合电路稳定后线圈内的磁场不变，根据感应电流产生的条件可知，闭合回路中磁通量的变化量为0，电路中没有感应电流，所以表示数为零，C错误； D．通有恒定电流的长直导线和闭合线圈在同一竖直面内，线圈向上平移时，线圈中的磁通量保持不变，磁通量变化量为0，所以不产生感应电流，D错误。 故选B。 2. 如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，OC导体棒的O端位于圆心，棒的中点A位于磁场区域的边缘。现使导体棒绕O点在纸面内逆时针转动。O、A、C点电势分别为φ0、φA、φC，则（ ） A. φO > φC B. φC > φA C. φO = φA D. φO－φA = φA－φC 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．由题图可看出OA导体棒转动切割磁感线，则根据右手定则可知 φO > φA 其中导体棒AC段不在磁场中，不切割磁感线，电流为0，则φC = φA，A正确、BC错误； D．根据以上分析可知 φO－φA > 0，φA－φC = 0 则 φO－φA > φA－φC D错误。 故选A。 3. 一正弦式交变电流的i - t图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 在t0.4 s时电流改变方向 B. 该交变电流的周期为0.5 s C. 该交变电流的表达式为 D. 该交变电流的有效值为 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．由图可知t0.4 s时电流为正方向最大，电流方向没有发生变化，故A错误； B．由图可知，该交变电流的周期为T=0.4s，故B错误； C．由图可知，电流的最大值为，角速度为 故该交变电流的表达式为 故C正确； D．该交变电流有效值为 故D错误。 故选C。 4. 家用调光台灯、调速电风扇在过去是用变压器来实现上述调节的，缺点是成本高、体积大、效率低。现在的调光台灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现调节的。如图所示为一个经过可控硅电子元件调节后加在电灯上的电压U随时间t变化的图像，其中曲线为正弦曲线的一部分。由此可知，现加在电灯上的电压为（　　） A. V B. V C. 10V D. 10V 【答案】A 【解析】 【详解】电灯上的电压为有效值，根据电流的热效应可得 解得 故选A。 5. 如图所示，虚线左侧的匀强磁场垂直纸面向外，右侧的匀强磁场垂直纸面向里。一金属小球从固定的光滑绝缘圆弧轨道上的点a无初速度释放后向右侧运动到最高点b的过程中，下列说法正确的是（　　） A. a、b两点等高 B. 小球在最低点处于平衡状态 C. 小球在穿过虚线时内部会产生涡流 D. 小球在穿过虚线时受到竖直向上的磁场力 【答案】C 【解析】 【详解】BCD．小球在穿过虚线时内部会产生涡流，穿过小球的磁通量发生变化，小球内部会产生涡流，小球在最低点除需做圆周运动的向心力以外，水平方向还受到向左的电磁阻尼，选项BD均错误，选项C正确； A．由于电磁阻尼，b点一定低于a点，选项A错误。 故选C。 6. 有一变化的匀强磁场与图甲所示的圆形线圈平面垂直。规定磁场方向向里为正方向，从经流向为电流的正方向。已知中的感应电流随时间变化的图象如图乙，则磁场的变化规律可能与下图中一致的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】应用楞次定律定性分析知，内，电流为正方向，根据安培定则知磁场应正方向减小或负方向增大。内，电流为负方向，根据安培定则知磁场应正方向增大或负方向减小。设线圈面积为，则电动势 ① 电流 ② 解①②式得 ③ 由图象知两过程中电流大小关系为 ④ 解③④式得 所以A正确，BCD错误。 故选A。 7. 某同学想对比电感线圈和小灯泡对电路的影响，他设计了如图甲所示的电路，电路两端电压U恒定，A1、A2为完全相同的电流传感器。先闭合开关K得到如图乙所示的i-t图像，等电路稳定后，断开开关（断开开关的实验数据未画出）。下列关于该实验的说法正确的是（　　） A. 闭合开关时，自感线圈中电流零，其自感电动势也为零 B. 乙图中的a曲线表示电流传感器A2测得的数据 C. 断开开关时，小灯泡会明显闪亮后逐渐熄灭 D. 小灯泡与线圈的电阻相等 【答案】D 【解析】 【详解】A．闭合开关时，其线圈自感电动势等于电源电动势，则自感线圈中电流为零，故A错误； B．A2中电流等于自感线圈中电流，自感线圈中电流从零开始逐渐增大，最后趋于稳定，故A2中数据应为题图乙中b曲线，故B错误； C．断开开关前，两支路中电流相等，刚断开开关时，通电线圈的电流不变，故灯泡不会发生明显闪亮，而是逐渐熄灭，故C错误； D．t1时刻，两支路中电压相等，电流相等，则电阻相等，即小灯泡与线圈电阻相等，故D正确。 故选D。 8. 如图所示，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。导轨最窄处为一狭缝，取狭缝所在处O点为坐标原点。狭缝右侧两导轨与x轴夹角均为θ，电容为C的电容器与导轨左端相连。导轨上的金属棒与x轴垂直，在外力F作用下从O点开始以速度v向右匀速运动，忽略所有电阻。下列说法正确的是（　　） A. 金属棒运动过程中，电容器上极板带负电 B. 通过金属棒的电流为 C. 金属棒运动过程中，外力F的功率恒定 D. 金属棒经过时，电容器极板上的电荷量为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据右手定则可知，金属棒上端为电源正极，下端为电源负极，所以电容器的上极板应带正电，故A错误； B．由题知导体棒匀速切割磁感线，根据几何关系切割长度为， 则产生的感应电动势为 由题图可知电容器直接与电源相连，则电容器的电荷量为 则流过导体棒的电流 故B正确； D．当金属棒到达x0处时，导体棒产生的感应电动势为 则电容器的电荷量为 故D错误； C．由于导体棒做匀速运动，则 由以上分析可知，流过导体棒的电流I恒定，但L与t成正比，则F为变力，再根据力做功的功率公式可看出F为变力，v不变，则功率P随力F变化而变化，故C错误。 故选B。 9. 下列表述正确的是（　　） A. 回路中磁通量变化量越大。回路产生的感应电流越大 B. 在自感现象中，感应电流一定和原电流方向相反 C. 物体克服安培力做功的过程是将其他形式的能量转化为电能的过程 D. 磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率的大小均与匝数无关 【答案】CD 【解析】 【详解】A．根据 可知电动势E与有关，回路中磁通量变化量越大，电动势不一定大，则回路产生的感应电流不一定大，故A错误； B．在自感现象中，当原电流增大时，感应电流与原电流方向相反；当原电流减小时，感应电流与原电流方向相同，并非一定相反，故B错误； C．根据功能关系，物体克服安培力做功的过程是将其他形式的能量转化为电能的过程，故C正确； D．磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率，它们的大小均与匝数无关，故D正确。 故选 CD。 10. 无线充电给我们生活带来了很大的方便。图是手机无线充电器的示意图，其原理如图所示，当送电线圈接上220V的正弦交变电流后，会产生一个变化的磁场从而使手机中的受电线圈中产生交变电流，该电流经过其他装置转化为直流电给手机充电，该装置实际上可等效为一个无漏磁的理想变压器。送电线圈的匝数为N1，受电线圈匝数为N2，，若手机电阻为5Ω，当该装置给手机充电时，下列说法正确的是（ ） A. 流过原、副线圈的电流之比为1：44 B. 受电线圈两端cd的输出电压为4V C. 充电时流过手机的电流为1A D. 保持ab端输入电压不变，若在充电时玩大型游戏（即增大手机用电功率），则受电线圈的输出电流将变小 【答案】AC 【解析】 【详解】A．流过原、副线圈的电流之比等于原、副线圈的匝数反比，即 解得流过原、副线圈的电流之比为 故A正确； B．根据 代入数据解得受电线圈两端cd的输出电压为 故B错误； C．充电时流过手机电流为 故C正确； D．保持ab端输入电压不变，受电线圈的输出电压不变，则若在充电时玩大型游戏（即增大手机用电功率），则受电线圈的输出电流将变大，故D错误。 故选AC。 11. 如图，空间中存在两个相邻的，磁感应强度大小相等、方向相反的有界匀强磁场，其宽度均为L。现将宽度也为L的矩形单匝闭合线圈从图示位置沿垂直于磁场方向匀速拉过磁场区域。若规定顺时针方向为感应电流的正方向，水平向左为安培力的正方向，则在该过程中，能正确反映线圈中所产生的感应电流或其所受安培力随时间变化的图像是（　　） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】线圈在进入磁场前，没有磁通量的变化，故没有感应电流产生；线圈在进入磁场的过程中，线圈右侧切割磁感线，根据楞次定律，产生的感应电流方向为逆时针 电流 安培力的大小 线圈的右侧受力，电流方向向上，根据左手定则，安培力方向向左； 在进入磁场的过程中，线圈的左右两侧都在切割磁感线 电流 方向为顺时针，线圈受到的安培力的合力大小为 安培力方向向左； 在进入磁场的过程中，线圈左侧切割磁感线 电流 方向为逆时针，安培力的大小 线圈的左侧受力，安培力方向向左，故AC错误，BD正确。 故选BD。 12. 如题图所示，竖直面内有高度为H的有界匀强磁场，完全相同的闭合矩形导线框甲和乙，从距离磁场上边界h高度处同时由静止释放，已知L1 = 2L2，H > L1，若甲恰好匀速进入磁场，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 刚进入磁场时，甲、乙的感应电流方向一定相同 B. 刚进入磁场时，甲、乙的加速度一定相同 C. 进入磁场过程中，通过甲、乙的电荷量一定相同 D. 进入磁场过程中，甲、乙产生的焦耳热一定相同 【答案】AC 【解析】 【详解】A．刚进入磁场时，甲、乙线框的两个下导体边切割磁感线的方向相同，由右手定则可知，两个闭合矩形导线框中产生的感应电流方向相同，A正确； B．设线框的电阻是R，刚进入磁场时，若甲恰好匀速进入磁场，则有 乙线框刚进入磁场时，则有 解得 B错误； C．进入磁场过程中，由电荷量计算公式 可知，由于甲和乙是完全相同的闭合导线框，所以通过甲、乙的电荷量一定相同，C正确； D．在甲线框进入磁场过程中，做匀速运动，克服安培力做功，即产生的焦耳热 由题意可知，两线框进入磁场时的速度相等，进入磁场过程中，甲做匀速运动，乙做减速运动，则有乙完全进入磁场中时的速度小于甲线框进入磁场中时的速度，乙克服安培力做功，即产生的焦耳热 上式中的∆Ek是乙线框动能的变化量，由于mgL2与∆Ek的关系不能确定，因此进入磁场过程中，甲、乙两线框产生的焦耳热可能相同，也可能不相同，因此不一定相同，D错误。 故选AC。 第Ⅱ卷（非选择题，共52分） 二、实验探究题（本题共2小题，共14分） 13. 在“探究影响感应电流方向的因素”实验中， ①为安全检测灵敏电流表指偏转方向与电流流向的关系，在给出的实物图如图中，将正确需要的实验仪器连成完整的实验电路_______。 ②电路中定值电阻的作用主要是为了______。 A.减小电路两端的电压，保护电源 B.增大电路两端的电压，保护电源 C.减小电路中的电流，保护灵敏电流表 D.减小电路中的电流，便于观察灵敏电流表的读数 ③下列实验操作中说法正确的是______。 A.判断感应电流的方向时，需要先确定线圈的绕法 B.实验中需要将条形磁体的磁极快速插入或快速拔出，感应电流的产生将更加明显 C.实验中将条形磁体的磁极插入或拔出时，不管缓慢，还是迅速，对实验现象都不影响 D.将N极向下插入线圈或将S极向下插入线圈，电流表的偏转方向相同 【答案】 ①. ②. C ③. AB 【解析】 【详解】①[1]为安全检测灵敏电流表指偏转方向与电流流向的关系，应将电源和电流计连接，考虑到电流计的内阻很小，接入大电阻保护电表，几个元件串联连接，完整的实验电路如图 ②[2]因灵敏电流计的内阻很小，直接接电源容易满偏，则接入定值电阻的作用主要是为了减小电路中的电流，保护灵敏电流表，故选C； ③[3]A．判断感应电流方向时，用楞次定律需要知道线圈流过电流时原磁场的方向，则需要先确定线圈的绕法，故A正确； BC．实验中将条形磁体的磁极快速插入或快速拔出，磁通量的变化串更大，产生的感应电流大，指针的偏转幅度大，产生的现象将更加明显，故B正确，C错误； D．将N极向下插入线圈或将S极向下插入线圈，磁通量部增大，但两种原磁场方向相反，由楞次定律得出的感应电流方向相反，电流表的偏方向相反，故D错误； 故选AB。 14. 用如图所示电路测量电源的电动势和内阻。实验器材：待测电源（电动势约3V，内阻约2Ω），保护电阻R1（阻值10Ω）和R2（阻值5Ω），滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干。实验主要步骤： (i)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关； (ii)逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I； (iii)以U为纵坐标，I为横坐标，作U—I图线（U、I都用国际单位）； (iv)求出U—I图线斜率的绝对值k和在纵轴上的截距a。 回答下列问题： (1)电压表最好选用______；电流表最好选用______；（填写字母） A．电压表（0-3V，内阻约15kΩ） B．电压表（0-15V，内阻约3kΩ） C．电流表（0-200mA，内阻约2Ω） D．电流表（0-30mA，内阻约2Ω） (2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大，两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是______； A．两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱 B．两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱 C．一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱 D．一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱 (3)选用k、a、R1、R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E=______，r=______，代入数值可得E和r的测量值； (4)待测电源的电动势E的测量值______真实值，内阻r的测量值______真实值（大于、等于、小于）。 【答案】 ①. A ②. C ③. C ④. a ⑤. ⑥. 小于 ⑦. 小于 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]由于待测电源的电动势约3V，所以电压表最好选用A。 [2]由于保护电阻R1（阻值10Ω）和R2（阻值5Ω），则最大电流大约为200mA，所以电流表选C。 (2)[3]电压表示数增大，则外电阻增大，所以滑动变阻器的滑片从左向右滑动滑动变阻器的阻值增大 A．两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱，则动变阻器的滑片从左向右滑动滑动变阻器的阻值不变，所以A错误； B．两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱，则动变阻器的滑片从左向右滑动滑动变阻器的阻值总为0，所以B错误； D．一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱，则动变阻器的滑片从左向右滑动滑动变阻器的阻值减小，所以D错误； C．两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是一条导线接在滑动变阻器金属杆左端或右端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱，所以C正确； 故选C。 (3)[4][5]根据闭合电路欧姆定律可得 由U—I图线可得 ， 所以 ， (4)[6][7]如图所示电路测量电源的电动势和内阻，相当于外接法，引起误差的原因是电压表分流，测量的电动势与内阻都小于实际值。 四、计算题（本题共4小题，共38分。解答应当写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的，不能得分。有数值运算的题目，答案中必须明确写出数值和单位。） 15. 如图所示，一带电荷量为质量为的粒子，在直线上一点O沿与直线夹角为30°方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，经过后到达直线上另一点P。 （1）求粒子做圆周运动的周期； （2）求磁感应强度B的大小； 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）粒子的运动轨迹如图所示 有几何关系可知 设粒子做圆周运动的周期为T，有 解得 （2）粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力，有 其周期为 解得 16. 如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t均匀变化。正方形硬质金属框abcd放置在磁场中，金属框平面与磁场方向垂直，电阻，边长。求 （1）在到时间内，金属框中的感应电动势E； （2）时，金属框ab边受到的安培力F的大小和方向； （3）在到时间内，金属框中电流的电功率P。 【答案】（1）0.08V；（2）0.016N，方向垂直于ab向左；（3）0.064W 【解析】 【详解】（1）在到的时间内，磁感应强度的变化量，设穿过金属框的磁通量变化量为，有 ① 由于磁场均匀变化，金属框中产生的电动势是恒定的，有 ② 联立①②式，代入数据，解得 ③ （2）设金属框中的电流为I，由闭合电路欧姆定律，有 ④ 由图可知，时，磁感应强度为，金属框ab边受到的安培力 ⑤ 联立①②④⑤式，代入数据，解得 ⑥ 方向垂直于ab向左。⑦ （3）在到时间内，金属框中电流的电功率 ⑧ 联立①②④⑧式，代入数据，解得 ⑨ 17. 题图为一个小型交流发电机的原理图。面积为S、匝数为n、总电阻为r的矩形线圈abcd绕与匀强磁场垂直的固定对称轴OO′匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为B，线圈转动的角速度为ω。线圈通过滑环和电刷与阻值为R的定值电阻相连。不计转轴及滑环与电刷的摩擦，求： （1）感应电动势的最大值Em； （2）理想交流电流表的示数I； （3）若线圈转速变为原来的2倍，从图示时刻开始计时，求定值电阻R两端电压的瞬时值表达式。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）依题意，可得线圈最大切割速度 有效切割长度 可得感应电动势的最大值 （2）电动势的有效值 故理想交流电流表的示数 （3）若线圈转速变为原来的2倍，则线圈转动的角速度变为原来的2倍，感应电动势的最大值变为 感应电流的最大值 R两端电压的最大值 可得从图示时刻开始计时，R两端电压的瞬时值 18. 如图甲，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ＝30°角固定，M、P之间接电阻箱R，电阻箱的阻值范围为0~4 Ω，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上、磁感应强度为B＝0.5 T。质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为r。现从静止释放杆ab，测得最大速度为vm。改变电阻箱的阻值R，得到vm与R的关系如图乙所示。已知轨距为L＝2 m，重力加速度g＝10 m/s2，轨道足够长且电阻不计。 （1）当R＝0时，求杆ab匀速下滑过程中产生感应电动势E的大小及杆中的电流方向； （2）求金属杆的质量m和阻值r； （3）当R=4Ω时，ab杆从静止到最大速度过程中，流过R的电荷量为0.8C，求此过程中电阻R产生的热量QR。 【答案】（1）2 V，电流方向b→a；（2）0.2 kg，2 Ω；（3）0.8J 【解析】 【详解】(1)由图可知，当R＝0时，杆最终以v＝2 m/s匀速运动，产生电动势 E＝BLv＝2V 由右手定则判断可知杆中电流方向b→a。 (2)设杆运动的最大速度为v时产生的感应电动势 E＝BLv 由闭合电路的欧姆定律得 I＝ 杆达到最大速度时满足 mgsinθ－BIL＝0 解得 由图像可知：斜率为 k＝m/（s·Ω）＝1 m/（s·Ω） 纵截距为 v0＝2 m/s 可得到 联立解得 m＝0.2 kg r＝2Ω (3)当R=4Ω时，设ab杆的最大速度为vm，则有 解得 vm=6m/s 设杆从静止到最大速度的位移为x，则有 解得 x=4.8m 由能量守恒定律有 因为 解得 QR=0.8J 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$