精品解析：黑龙江省哈尔滨师范大学附属中学2024-2025学年高二下学期4月考试物理试卷

哈师大附中2023级高二下学期4月月考物理试题 满分：100分时间：90分钟 一、选择题：本题共14小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~10题只有一项符合题目要求，每小题3分；第11~14题有多项符合题目要求，每小题4分，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. 某课外学习小组设计的应急安全装置模型如图所示，在电梯轿厢（未画出）的底部安装上永磁铁，电梯的井壁上铺设线圈，线圈中轴线与永磁铁中轴线重合，关于该装置下列说法正确的是（　　） A. 当电梯坠落至永磁铁在图示位置时，该装置能恰好停在空中 B. 当电梯坠落时，轿厢和底部磁铁系统机械能守恒 C. 当电梯坠落至永磁铁在图示位置时，线圈A、B中电流方向相同 D. 当电梯坠落至永磁铁在图示位置时，线圈A、B对电梯的作用力方向相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．电梯坠落时，线圈内的磁感应强度发生变化，产生感应电流；感应电流会阻碍磁铁的相对运动，但是不能阻止磁铁的运动，故A错误； B．当电梯坠落时，线圈内的磁感应强度发生变化，产生感应电流；感应电流会阻碍磁铁的相对运动，将会有热量产生，轿厢和底部磁铁系统机械能不守恒，故B错误； C．当电梯坠落至永磁铁在图示位置时，线圈A中此时向上的磁场减小，感应电流从上向下看是逆时针方向；B中此时向上的磁场增强，感应电流从上向下看是顺时针方向，所以此时线圈A、B中电流方向不同，故C错误； D．根据前面分析当电梯坠落至永磁铁在图示位置时，线圈A、B都在阻碍电梯的下落，作用力方向相同，故D正确。 故选D。 2. 用绝缘轻绳将矩形线框静止悬吊在空中，线框处于竖直平面内。线框正上方有一通电直导线，导线中通入方向向左、大小按图示变化的电流，已知通入电流过程中线框一直处于静止状态，下列说法正确的是（　　） A. 0~t1时间内，垂直纸面向内看，线框中电流方向先顺时针再逆时针 B. 0~t1时间内，线框中电流方向不变 C. 0~t0时间内，轻绳上的拉力大于线框的重力 D. t0~t1时间内，轻绳上的拉力大于线框的重力 【答案】D 【解析】 【详解】AB．右手定则可知，通电导线在线框处产生垂直于纸面向外的磁场，图像可知0~t1时间内，电流先弱后强，楞次定律可知，垂直纸面向内看，线框中电流方向先逆时针再顺时针，故AB错误； C．0~t0时间内，线圈磁通量减少，根据楞次定律的第二种表述知，线框受到向上的安培力，即轻绳上的拉力小于线框的重力，故C错误； D．t0~t1时间内，线圈磁通量增加，根据楞次定律的第二种表述知，线框受到向下的安培力，即轻绳上的拉力大于线框的重力，故D正确。 故选D。 3. 如图所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆处在水平导轨间的长度为L，电阻为2R，金属杆在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动。金属导轨电阻不计，金属杆与导轨的夹角为，ab间电阻为3R，M、N两点电势分别为、，M、N两点间电势差为U，下列说法正确的是（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】B 【解析】 【详解】由右手定则可以判定导体棒中电流的方向为由N到M，因此M点电势高； 导体棒切割磁感线的有效长度为 导体棒产生的动生电动势为 则MN间的电势差为 故选B。 4. 一根长为L、下端固定的导体棒OA处于匀强磁场中。磁场的方向竖直向上，大小为B。若该导体棒以角速度ω绕竖直轴旋转，旋转方向如图所示。则导体棒中的电动势（　　） A. 大小为， B. 大小为， C. 大小为， D. 大小为， 【答案】A 【解析】 【详解】由题可知，导线切割磁感线的有效长度为 导线切割磁感线的平均速度为 故根据动生电动势的表达式可知 根据右手定则可判断产生感应电流的方向为O→A，此时导体棒OA相当于一个感应电源，所以。 故选A。 5. 如图，电阻不计的光滑平行金属导轨竖直放置，金属导轨足够长，下端接一电阻R，整个空间存在垂直于导轨平面向里的匀强磁场。时刻，将一金属杆ab以初速度竖直向上抛出，时金属杆ab又返回到出发位置，金属杆ab在运动过程中始终与导轨垂直并保持良好接触。下列图像能正确描述在0~这段时间内金属杆ab的速度与时间关系的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】竖直向上的过程中，有 解得 则金属杆ab做加速度逐渐减小的减速运动，直到速度为0；竖直向下的过程中，有 解得 则金属杆ab做加速度逐渐减小的加速运动。由于安培力做负功，返回时速度的大小应该比小，故D正确，ABC错误。 故选D。 6. 如图所示，L是自感系数很大的线圈，其电阻不能忽略。A、B、C是三个相同的小灯泡。下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关S的瞬间，A、B、C灯泡同时亮 B. 闭合开关S一段时间后，A、B灯泡一样亮 C. 断开开关S的瞬间，点的电势比点高 D. 断开开关S的瞬间，A灯泡闪亮一下后再逐渐熄灭 【答案】C 【解析】 【详解】AB．S闭合瞬间，穿过线圈的电流增大，产生感抗，所以B逐渐亮起来，而A、C不受影响，立即亮，稳定后，L相当于一个电阻，故A灯比B灯亮，故AB错误； CD．S断开瞬间，线圈中的电流减小，产生阻碍原电流减小的感应电流，L相当于一个电源，点的电势比点高，此时L、A、B形成闭合回路，故A、B灯逐渐熄灭，因稳定时通过L的电流小于通过A的电流，则A灯泡不会闪亮一下逐渐熄灭，故C正确、D错误。 故选C。 7. 图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的图像如图乙所示。已知发电机线圈电阻为10 Ω，外接一只阻值为90 Ω的电阻，不计电路的其他电阻，则（　　） A. 电流表的示数为0.31 A B. 线圈转动的角速度为50π rad/s C. 0.01 s时线圈平面与磁场方向平行 D. 在线圈转动一周过程中，外电阻发热约为0.087 J 【答案】D 【解析】 【详解】A．在交流电路中电流表的示数为有效值22 V 电流表的示数A＝0.22 A 故A错误； B．从图像可知线圈转动的周期为0.02 s，则线圈转动的角速度ω＝＝100π rad/s 故B错误； C．0.01 s时线圈的电压为0，因此线圈在中性面处，线圈平面与磁场方向垂直，故C错误； D．线圈发热应用电流的有效值进行计算，则发热量Q＝I2Rt＝（0.22）2×90×0.02 J≈0.087 J 故D正确。 故选D。 8. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表。从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交流电压，其瞬时值表达式，则（　　） A. 当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22V B. 当时，c、d间电压的瞬时值为110V C. 单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小 D. 当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变小 【答案】A 【解析】 【详解】A．当单刀双掷开关与a连接时，原、副线圈的匝数之比为，原线圈两端的电压有效值 根据代入数据得，故电压表的示数为22V，故A正确； B．当时，c、d间电压的瞬间值 故B错误； C．当单刀双掷开关与a连接，滑动变阻器触头P向上移动的过程中，滑动变阻器接入电路中的阻值变大，副线圈输出电压不变，电流减小，即电压表示数不变，电流表示数减小，故C错误； D．当单刀双掷开关由a扳向b时，原线圈匝数减小，根据知变大，电压表和电流表的示数均变大，故D错误。 故选A。 9. 2024年10月31日，全球海拔最高的我国大唐八宿风电站正式并网发电。若输电线路示意图如图所示，风力发电机输出的正弦式交变电压为U1，输出功率为P0，输电线总电阻为r，用户端的电压为U4，两变压器均为理想变压器，升压变压器原、副线圈的匝数比，降压变压器原、副线圈的匝数比，则（　　） A. 用户端的电压 B. 用户端的功率 C. 输电线中的电流 D. 输电线上损失的电压为 【答案】B 【解析】 【详解】A．对升压变压器有 对降压变压器有 可得 又 则 故A错误； B．对升压变压器有 对降压变压器有 可得 又 用户端的功率 可得 故B正确； C．输电线中的电流 故C错误； D．输电线上损失的电压 故D错误。 故选B。 10. 如图所示的LC振荡电路中，已知某时刻电流i的方向指向A板，且正在增大，则（　　） A. A板带正电 B. 电场能正在转化为磁场能 C. 电容器C正在充电 D. 线圈L两端电压在增大 【答案】B 【解析】 【详解】AC．因为电流正在增大，说明电容器处于放电状态，则电容器上极板A带负电，下极B板带正电，故AC错误； B．电容器处于放电过程，则电容器放电时电场能逐渐减小，磁场能逐渐增大，所以电场能正在转化为磁场能，故B正确； D．电容器处于放电过程，电容器电荷量Q减小，根据 可知U减小，即线圈L两端电压在减小，故D错误。 故选B。 11. 如图所示，空间分布着宽为L，方向垂直于纸面向里的匀强磁场。一金属线框从磁场左边界匀速向右通过磁场区域。规定顺时针方向为电流的正方向，则感应电流随位移变化的关系图像、两端电势差随位移变化的关系图像，可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】设金属线框总电阻为，以线框刚要进入磁场为0时刻。 在过程中，根据右手定则可知，线框中的感应电流方向为逆时针（负方向），此时产生的电动势为 感应电流大小为 两端电势差为 在过程中，根据右手定则可知，线框中的感应电流方向为逆时针（负方向），此时产生的电动势为 感应电流大小为 两端电势差为 在过程中，根据右手定则可知，线框中的感应电流方向为顺时针（正方向），此时产生的电动势为 感应电流大小为 两端电势差为 故选AC。 12. 如图甲所示，轻质细线吊着一质量、边长、匝数的正方形线圈，线圈总电阻。在线圈的中间位置以下区域分布着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示，重力加速度。下列说法正确的是（　　） A. 0~6s内穿过线圈磁通量的变化量为3Wb B. 线圈中产生的感应电流的大小为1A C. t=6s时轻质细线的拉力大小为12N D. 0~6s内线圈产生的焦耳热为15J 【答案】BC 【解析】 【详解】A．0~6s内穿过线圈磁通量的变化量为 选项A错误； B．线圈中产生的感应电动势 感应电流的大小为 选项B正确； C．t=6s时线圈受安培力方向向上，则轻质细线的拉力大小为， 解得T=12N 选项C正确； D．0~6s内线圈产生的焦耳热为 选项D错误。 故选BC。 13. 如图所示，一对金属直导轨固定在水平面上，导轨平行、光滑、电阻不计、足够长、间距为L。匀强磁场垂直于导轨平面向下，磁感应强度大小为B。电容器的电容为C、带电量为Q，定值电阻阻值为R。一根长度为L、质量为m、电阻为R的金属棒静止在导轨上。现把开关拨到1，棒开始向右运动，等到棒匀速运动后，再把开关拨到2，棒最终静止。棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，下列说法正确的是（　　） A. 开关合向1一瞬间，金属棒的加速度大小为 B. 金属棒运动的最大速度为 C. 开关合向2以后，电容器的带电量为0 D. 开关合向2以后，金属棒还能运动的距离为 【答案】AB 【解析】 【详解】A．开关合向1瞬间，电容器开始放电，此时电流 金属棒受到的安培力F=BIL 根据牛顿第二定律F=ma 可得 解得 故A正确； BC．电容器放电使金属棒产生感应电动势E=BLv 当E=UC（电容器两端电压）时，金属棒运动的速度最大。设金属棒运动的最大速度为vm，此时电容器的带电量（即开关合向2以后电容器的带电量）为Q1。对金属棒，根据动量定理得： 联立解得： ， 故B正确，C错误； D．设开关合向2以后，金属棒还能运动的距离为x，则此过程通过金属棒的电荷量为： 对金属棒，根据动量定理得：-BLq=0-mvm 联立可得： 故D错误。 故选AB。 14. 如图，两条光滑平行金属导轨固定，所在平面与水平面夹角为θ，导轨电阻忽略不计。虚线ab、cd均与导轨垂直，在ab与cd之间的区域存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场。将两根相同的导体棒PQ、MN先后自导轨上同一位置由静止释放，两者始终与导轨垂直且接触良好。已知PQ棒进入磁场时加速度恰好为零，PQ进入磁场开始计时，到MN离开磁场区域为止，流过PQ的电流随时间变化的图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】根据图像可知，设PQ进入磁场匀速运动的速度为v，匀强磁场的磁感应强度为B，导轨宽度为L，两根导体棒的总电阻为R；根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律可得PQ进入磁场时电流 保持不变，根据右手定则可知电流方向Q→P；如果PQ离开磁场时MN还没有进入磁场，此时电流为零；当MN进入磁场时也是匀速运动，通过PQ的感应电流大小不变，方向相反；如果PQ没有离开磁场时MN已经进入磁场，此时电流为零，当PQ离开磁场时MN的速度大于v，安培力大于重力沿斜面向下的分力，电流逐渐减小，通过PQ的感应电流方向相反； 故选AD。 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 15. 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，某同学采用了如图所示的可拆式变压器进行研究，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“×100”的匝数。 （1）对于实验过程，下列说法正确的有_____； A. 测量副线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡” B. 使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用适当的挡位进行测量 C. 因为实验所用电压较低，通电情况下可用手接触裸露的导线、接线柱 （2）如下图所示、对上端放置的变压器铁芯的结构和材料，应（　　） A. 用彼此绝缘的硅钢片叠成，且硅钢片应平行于平面 B. 用彼此绝缘的硅钢片叠成，且硅钢片应平行于平面 C. 用一整块硅钢铁芯 （3）该同学组装变压器时忘记将铁芯闭合进行实验，当原副线圈匝数比为8：1，原线圈接12.0V交流电压，则测量副线圈的交流电压表的实际读数可能是_____； A. 0V B. 9.60V C. 1.50V D. 0.65V 【答案】（1）B （2）B （3）D 【解析】 【小问1详解】 A．变压器原、副线圈中的电压均为交流电压，测量副线圈电压应当用多用电表的 “交流电压挡” ，而不是“直流电压挡”，故A错误； B．使用多用电表测电压时，为保护电表，先用最大量程挡试测，若示数较小，再选用适当的挡位进行测量，故B正确； C．实验所用电压虽较低，但通电情况下用手接触裸露的导线、接线柱，仍可能有触电危险，故C错误。 故选B。 【小问2详解】 硅钢片的作用是形成闭合磁路，硅钢片中磁场变化引起在垂直于abcd平面内产生感应电流，所以为了减小涡流产生的热量，硅钢片应平行于平面aehd。 故选B。 【小问3详解】 若是理想变压器，则有 当实际实验时，变压器不是理想变压器，会存在漏磁等现象，故，D选项符合题意。 故选D。 16. 在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中， （1）按如图1所示连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转。进行这项实验操作的实验目的是为了________。 A. 测量灵敏电流表能够承受电流的最大值 B. 检查灵敏电流表测量电流的大小是否准确 C. 检测灵敏电流表指针偏转方向与电流流向的关系 （2）接下来用图2所示的装置做实验，图中螺线管上的粗线表示导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁向下插入螺线管的过程中，观察到电流表指针向右偏转，则螺线管中感应电流产生的磁场方向________（填“向上”或“向下”）。再观察发现条形磁铁下端是S极，插入过程中螺线管中的原磁场方向________（填“向上”或“向下”）。 【答案】（1）C （2） ①. 向下 ②. 向上 【解析】 【小问1详解】 进行这项实验操作的实验目的是为了检测灵敏电流表指针偏转方向与电流流向的关系。 故选C。 【小问2详解】 [1]由第一问可知电流表指针向右偏转代表电流由灵敏电流表负接线柱流出，可以判断俯视观察螺线管时电流为顺时针，由安培定则可以判断感应电流产生的磁场方向向下； [2]在条形磁铁向下插入螺线管的过程中，螺线管磁通量增加，由于螺线管中感应电流产生的磁场方向向下，由楞次定律可以判断，螺线管中的原磁场方向向上。 17. 如图为一个小型旋转电枢式交流发电机结构示意图，其矩形线圈的长度为，宽度为，共有n匝，总电阻为r，与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R的定值电阻，线圈以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴匀速转动，沿转轴方向看去，线圈沿逆时针方向转动，t＝0时刻线圈平面与磁感线垂直。求： （1）求线圈从t＝0时所处的位置开始转过60°时电路中的瞬时电流。 （2）求线圈从t＝0时所处的位置开始到转过180°的过程中流过R的电荷量； （3）求线圈从t＝0时所处的位置转一周电阻R产生的电热 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 线圈从t＝0时所处的位置开始转过60°时感应电动势瞬时值 根据 可得感应电流瞬时值 【小问2详解】 线圈从t＝0时所处的位置开始到转过180°的过程中磁通量变化量 根据，， 解得 【小问3详解】 感应电动势有效值 周期 产生的总热量为 因为 可得 18. 如图所示，一正方形导线框abcd边长为L，质量为m，总电阻为R，从高度h处静止下落。线框下方的匀强磁场区域高度为，磁感应强度大小为B。ab边刚离开磁场时线框便开始做匀速运动。重力加速度大小为g，忽略空气阻力。求： （1）ab边进入磁场时线框加速度的绝对值； （2）cd边刚进入磁场时线框的速度大小； （3）线框在穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据运动学公式可得ab边进入磁场时，有 产生的电动势为 根据闭合电路欧姆定律，有 线框受到的安培力为 根据牛顿第二定律，有 解得ab边进入磁场时线框加速度的绝对值为 【小问2详解】 ab刚出磁场时做匀速运动，根据平衡条件，有 线框受到的安培力为 根据闭合电路欧姆定律，有 产生的电动势为 线框从cd进入磁场到ab刚出磁场过程中，根据运动学公式 解得cd边刚进入磁场时线框的速度大小 【小问3详解】 线框从静止到全部离开磁场，根据能量守恒有 解得 19. 如图所示，平行光滑金属导轨由水平部分和倾斜部分平滑连接而成．导轨水平部分的矩形区域MNQP内存在方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.50T．在距离磁场左边界d=0.40m处垂直导轨放置导体棒a，在倾斜导轨高h=0.2m处垂直于导轨放置导体棒b．将b由静止释放，最终a以1m/s的速度离开磁场右边界．已知轨道间距L=0.20m．两棒质量均为0.01kg，两棒电阻均为0.1Ω，不计导轨电阻．导体棒在运动过程中始终垂直于导轨且接触良好．g取10m/s2．忽略磁场边界效应．求： （1）安培力对导体棒a做的功． （2）导体棒a刚出磁场时，b的速度大小及两棒之间的距离． （3）导体棒b的整个运动过程中，安培力对b做的功． 【答案】（1）0.005J（2）1m/s；0.2m（3）-0.02J 【解析】 【详解】（1）导体棒a在安培力的作用下由静止向右加速运动，根据动能定理，安培力对导体a做的功 （2）导铁棒b在倾斜部分运动时，由机械能守恒定律有 得 导体棒b进入磁场与导体棒a通过磁场相互作用直到导体棒a出磁场，由动量守恒定律有 得,即导体棒a出磁场时，两棒已获得共同速度 此过程中，对导体棒b运用动量定理有 得 两棒之间的距离为 （3）导体棒b进入磁场与导体棒a通过磁场相互作用后获得共同速度的过程中，安培力对导体棒b做的功 导体棒a从磁场中出来时，导体棒b与磁场右边界相距 此时对导体棒b运用动量定理有 得v3=0导体棒b刚好停止在磁场右边界处，该过程中安培力对导体棒b做的功 因此整个运动过程中安培力对于导体棒b做的功为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 哈师大附中2023级高二下学期4月月考物理试题 满分：100分时间：90分钟 一、选择题：本题共14小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~10题只有一项符合题目要求，每小题3分；第11~14题有多项符合题目要求，每小题4分，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. 某课外学习小组设计的应急安全装置模型如图所示，在电梯轿厢（未画出）的底部安装上永磁铁，电梯的井壁上铺设线圈，线圈中轴线与永磁铁中轴线重合，关于该装置下列说法正确的是（　　） A. 当电梯坠落至永磁铁在图示位置时，该装置能恰好停在空中 B. 当电梯坠落时，轿厢和底部磁铁系统机械能守恒 C. 当电梯坠落至永磁铁在图示位置时，线圈A、B中电流方向相同 D. 当电梯坠落至永磁铁在图示位置时，线圈A、B对电梯的作用力方向相同 2. 用绝缘轻绳将矩形线框静止悬吊在空中，线框处于竖直平面内。线框正上方有一通电直导线，导线中通入方向向左、大小按图示变化的电流，已知通入电流过程中线框一直处于静止状态，下列说法正确的是（　　） A. 0~t1时间内，垂直纸面向内看，线框中电流方向先顺时针再逆时针 B. 0~t1时间内，线框中电流方向不变 C. 0~t0时间内，轻绳上的拉力大于线框的重力 D. t0~t1时间内，轻绳上的拉力大于线框的重力 3. 如图所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆处在水平导轨间的长度为L，电阻为2R，金属杆在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动。金属导轨电阻不计，金属杆与导轨的夹角为，ab间电阻为3R，M、N两点电势分别为、，M、N两点间电势差为U，下列说法正确的是（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 4. 一根长为L、下端固定的导体棒OA处于匀强磁场中。磁场的方向竖直向上，大小为B。若该导体棒以角速度ω绕竖直轴旋转，旋转方向如图所示。则导体棒中的电动势（　　） A. 大小为， B. 大小为， C. 大小为， D. 大小为， 5. 如图，电阻不计的光滑平行金属导轨竖直放置，金属导轨足够长，下端接一电阻R，整个空间存在垂直于导轨平面向里的匀强磁场。时刻，将一金属杆ab以初速度竖直向上抛出，时金属杆ab又返回到出发位置，金属杆ab在运动过程中始终与导轨垂直并保持良好接触。下列图像能正确描述在0~这段时间内金属杆ab的速度与时间关系的是（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，L是自感系数很大的线圈，其电阻不能忽略。A、B、C是三个相同的小灯泡。下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关S的瞬间，A、B、C灯泡同时亮 B. 闭合开关S一段时间后，A、B灯泡一样亮 C. 断开开关S的瞬间，点的电势比点高 D. 断开开关S的瞬间，A灯泡闪亮一下后再逐渐熄灭 7. 图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的图像如图乙所示。已知发电机线圈电阻为10 Ω，外接一只阻值为90 Ω的电阻，不计电路的其他电阻，则（　　） A. 电流表的示数为0.31 A B. 线圈转动的角速度为50π rad/s C. 0.01 s时线圈平面与磁场方向平行 D. 在线圈转动一周过程中，外电阻发热约为0.087 J 8. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表。从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交流电压，其瞬时值表达式，则（　　） A. 当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22V B. 当时，c、d间电压的瞬时值为110V C. 单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小 D. 当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变小 9. 2024年10月31日，全球海拔最高的我国大唐八宿风电站正式并网发电。若输电线路示意图如图所示，风力发电机输出的正弦式交变电压为U1，输出功率为P0，输电线总电阻为r，用户端的电压为U4，两变压器均为理想变压器，升压变压器原、副线圈的匝数比，降压变压器原、副线圈的匝数比，则（　　） A. 用户端的电压 B. 用户端的功率 C. 输电线中的电流 D. 输电线上损失的电压为 10. 如图所示的LC振荡电路中，已知某时刻电流i的方向指向A板，且正在增大，则（　　） A. A板带正电 B. 电场能正在转化为磁场能 C. 电容器C正在充电 D. 线圈L两端电压在增大 11. 如图所示，空间分布着宽为L，方向垂直于纸面向里的匀强磁场。一金属线框从磁场左边界匀速向右通过磁场区域。规定顺时针方向为电流的正方向，则感应电流随位移变化的关系图像、两端电势差随位移变化的关系图像，可能正确的是（ ） A. B. C. D. 12. 如图甲所示，轻质细线吊着一质量、边长、匝数的正方形线圈，线圈总电阻。在线圈的中间位置以下区域分布着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示，重力加速度。下列说法正确的是（　　） A. 0~6s内穿过线圈磁通量的变化量为3Wb B. 线圈中产生的感应电流的大小为1A C. t=6s时轻质细线的拉力大小为12N D. 0~6s内线圈产生的焦耳热为15J 13. 如图所示，一对金属直导轨固定在水平面上，导轨平行、光滑、电阻不计、足够长、间距为L。匀强磁场垂直于导轨平面向下，磁感应强度大小为B。电容器的电容为C、带电量为Q，定值电阻阻值为R。一根长度为L、质量为m、电阻为R的金属棒静止在导轨上。现把开关拨到1，棒开始向右运动，等到棒匀速运动后，再把开关拨到2，棒最终静止。棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，下列说法正确的是（　　） A. 开关合向1一瞬间，金属棒的加速度大小为 B. 金属棒运动的最大速度为 C. 开关合向2以后，电容器的带电量为0 D. 开关合向2以后，金属棒还能运动的距离为 14. 如图，两条光滑平行金属导轨固定，所在平面与水平面夹角为θ，导轨电阻忽略不计。虚线ab、cd均与导轨垂直，在ab与cd之间的区域存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场。将两根相同的导体棒PQ、MN先后自导轨上同一位置由静止释放，两者始终与导轨垂直且接触良好。已知PQ棒进入磁场时加速度恰好为零，PQ进入磁场开始计时，到MN离开磁场区域为止，流过PQ的电流随时间变化的图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 15. 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，某同学采用了如图所示的可拆式变压器进行研究，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“×100”的匝数。 （1）对于实验过程，下列说法正确的有_____； A. 测量副线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡” B. 使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用适当的挡位进行测量 C. 因为实验所用电压较低，通电情况下可用手接触裸露的导线、接线柱 （2）如下图所示、对上端放置的变压器铁芯的结构和材料，应（　　） A. 用彼此绝缘的硅钢片叠成，且硅钢片应平行于平面 B. 用彼此绝缘的硅钢片叠成，且硅钢片应平行于平面 C. 用一整块硅钢铁芯 （3）该同学组装变压器时忘记将铁芯闭合进行实验，当原副线圈匝数比为8：1，原线圈接12.0V交流电压，则测量副线圈的交流电压表的实际读数可能是_____； A. 0V B. 9.60V C. 1.50V D. 0.65V 16. 在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中， （1）按如图1所示连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转。进行这项实验操作的实验目的是为了________。 A. 测量灵敏电流表能够承受电流的最大值 B. 检查灵敏电流表测量电流的大小是否准确 C. 检测灵敏电流表指针偏转方向与电流流向的关系 （2）接下来用图2所示的装置做实验，图中螺线管上的粗线表示导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁向下插入螺线管的过程中，观察到电流表指针向右偏转，则螺线管中感应电流产生的磁场方向________（填“向上”或“向下”）。再观察发现条形磁铁下端是S极，插入过程中螺线管中的原磁场方向________（填“向上”或“向下”）。 17. 如图为一个小型旋转电枢式交流发电机结构示意图，其矩形线圈的长度为，宽度为，共有n匝，总电阻为r，与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R的定值电阻，线圈以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴匀速转动，沿转轴方向看去，线圈沿逆时针方向转动，t＝0时刻线圈平面与磁感线垂直。求： （1）求线圈从t＝0时所处的位置开始转过60°时电路中的瞬时电流。 （2）求线圈从t＝0时所处的位置开始到转过180°的过程中流过R的电荷量； （3）求线圈从t＝0时所处的位置转一周电阻R产生的电热 18. 如图所示，一正方形导线框abcd边长为L，质量为m，总电阻为R，从高度h处静止下落。线框下方的匀强磁场区域高度为，磁感应强度大小为B。ab边刚离开磁场时线框便开始做匀速运动。重力加速度大小为g，忽略空气阻力。求： （1）ab边进入磁场时线框加速度的绝对值； （2）cd边刚进入磁场时线框的速度大小； （3）线框在穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热。 19. 如图所示，平行光滑金属导轨由水平部分和倾斜部分平滑连接而成．导轨水平部分的矩形区域MNQP内存在方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.50T．在距离磁场左边界d=0.40m处垂直导轨放置导体棒a，在倾斜导轨高h=0.2m处垂直于导轨放置导体棒b．将b由静止释放，最终a以1m/s的速度离开磁场右边界．已知轨道间距L=0.20m．两棒质量均为0.01kg，两棒电阻均为0.1Ω，不计导轨电阻．导体棒在运动过程中始终垂直于导轨且接触良好．g取10m/s2．忽略磁场边界效应．求： （1）安培力对导体棒a做的功． （2）导体棒a刚出磁场时，b的速度大小及两棒之间的距离． （3）导体棒b的整个运动过程中，安培力对b做的功． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $