精品解析：四川省内江市资中县球溪高级中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题

2024-2025学年度高二3月物理考试卷 考试时间：100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（共28分） 1. 在物理学建立的过程中，有许多伟大的科学家作出了贡献． 关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（ ） A. 安培成功地发现了电流的磁效应 B. 洛伦兹通过实验测定了磁场对电流的作用力 C. 卡文迪许利用卡文迪许扭秤首先较准确地测定了静电力常量 D. 法拉第通过大量的实验研究发现了电磁感应现象 2. 考生入场时，监考老师要用金属探测器对考生进行安检后才允许其进入考场。探测器内有通电线圈，当探测器营近金属材料物体时，就会引起探测器内线圈中电流变化，报警器就会发出警报；靠近非金属物体时则不发出警报。关于探测器主要利用的原理正确的是（　　） A. 牛顿运动定律 B. 动量守恒定律 C. 法拉第电磁感应定律 D. 热力学定律 3. 为了演示“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”的现象，老师做了这样的演示实验：如图所示，铝制水平横梁两端各固定一个铝环，其中A环是闭合的，B环是断开的，横梁可以绕中间的支点在水平面内转动。当装置静止不动时，用一磁铁的N极去接近A环，发现A环绕支点沿顺时针（俯视）方向转动。若不考虑空气流动对实验结果的影响，关于该实验，下列说法中正确的是（ ） A. 若用磁铁的N极接近A环，A环也将绕支点沿顺时针（俯视）方向转动 B. 若用磁铁的S极接近A环，A环也将绕支点沿逆时针（俯视）方向转动 C. 制作A、B环材料用绝缘材料也可以得到相同的实验效果 D. 制作A、B环的材料只要是金属就行，很薄的铁环也可以得到相同的实验效果 4. 如图所示平面内，在通有图示方向电流I的长直导线右侧，固定一矩形金属线框abcd，ad边与导线平行。调节电流I使得空间各点的磁感应强度随时间均匀减少，则（　　） A. 线框中产生的感应电流方向为a→d→c→b→a B. 线框中产生的感应电流不变 C. 线框ad边所受安培力大小恒定 D. 线框整体受到的安培力方向水平向右 5. 如图所示的电路中，定值电阻的阻值大于灯泡L的阻值。自感线圈的阻值非常小，可忽略不计。下列说法正确的是（　　） A. 开关S由闭合到断开时，电阻的电流方向由流向 B. 开关S闭合至电路稳定时，灯泡L两端的电压比电阻两端的电压高 C. 开关S由断开到闭合时，灯泡L将逐渐变亮 D 开关S由闭合到断开时，灯泡L先闪亮一下然后才变暗 6. 如图甲所示，一矩形金属线框在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动。线框中产生的感应电动势随时间变化的关系如图乙所示，则（　　） A. 时，线框的磁通量变化率最大 B. 时，线框平面与中性面重合 C. 线框中感应电动势的有效值为 D. 线框中感应电动势的频率为 7. 如图甲所示，“火灾警报系统”电路中，理想变压器原、副线圈匝数之比为20：1，原线圈接入图乙所示的电压，电压表和电流表均为理想电表，为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，为滑动变阻器，当通过报警器的电流超过某值时，报警器将报警，下列说法正确的是（　　） A. 电压表V的示数为10V B. 要使报警器报警的临界温度升高，可将的滑片P适当向上移动 C. 处出现火情时，电压表V的示数减小 D. 处出现火情时，电流表A的示数减小 二、多选题 8. 如图所示的电路中，三个完全相同的灯泡L1、L2、L3，线圈L的直流电阻可忽略，D为理想二极管。下列判断正确的是（　　） A. 开关S闭合，L3先变亮，L1、L2逐渐变亮 B. 开关S闭合，L2、L3先变亮，L1逐渐变亮 C. 开关S断开，L2先变亮，然后逐渐变暗 D. 开关S断开，L2立即熄灭 9. 图甲所示电路中的理想变压器原、副线圈的匝数比为，原线圈接入电压按图乙所示变化的电源，电压表为理想电表。副线圈接有规格为“12.0V，6.0W”的小灯泡，电阻均为定值电阻，其中，若灯泡能正常工作，下列说法正确的是（　　） A. 两电阻阻值之比为 B. 电压表V的示数为140V C. 电源的输出功率为27.5W D. 穿过铁芯磁通量变化率的最大值为1Wb/s 10. 如图所示，虚线下方存在水平方向的匀强磁场，Ⅰ、Ⅱ是用相同材料、粗细不同的电阻丝制成的两个边长相同单匝正方形线框（Ⅱ的电阻丝较粗）．现将它们从磁场上方相同高度处无初速度释放，在它们进入磁场的过程（ ） A. Ⅱ的速度始终比Ⅰ的速度大 B. 所用的时间相同 C. 安培力的冲量相同 D. Ⅱ产生的热量较大 三、实验题（共14分） 11. 实验“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系” （1）实验室中有下列器材： A.可拆变压器（铁芯、两个已知匝数线圈） B.条形磁铁 C直流电源 D.多用电表 E.开关、导线若干 F.低压交流电源 上述器材在本实验中不需要的是______（填器材序号）。 （2）该学生继续做实验，先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压______（选填“增大”“减小”或“不变”）； （3）保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压______选填“增大”“减小”或“不变”）； 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. 开关闭合后将铁芯放入A线圈中 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）甲同学通过实验得出结论：感应电流的磁场总是在______ （3）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 （4）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（共43分） 13. 用均匀导线弯成正方形闭合金属线框abcd，线框每边长80cm，每边的电阻为1Ω。把线框放在磁感应强度的匀强磁场中，并使它绕轴以的角速度匀角速度旋转，旋转方向如图所示，已知轴在线框平面内，并且垂直于B，，，当线框转至和B平行的瞬间，求： （1）感应电动势大小，给出电动势的瞬时表达式； （2）线框内感应电流的大小； （3）线框从图示位置转动个周期，流过导体横截面的电荷量大小； 14. 图甲的调压装置可视为理想变压器，负载电路中，两电表为理想电流表和电压表，变压器原副线圈匝数比为，若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压。求： （1）电压表的示数； （2）电流表的示数； （3）变压器的输入功率。 15. 如图所示，两足够长平行金属直导轨MN、PQ的间距为，固定在同一水平面内，直导轨在左端M、P点分别与两条竖直固定、半径为的圆弧导轨相切。MP连线与直导轨垂直，其左侧无磁场，右侧存在磁感应强度大小为，方向竖直向下的匀强磁场。长为，质量为、电阻为的金属棒ab跨放在两圆弧导轨的最高点。质量为、电阻为的均匀金属丝制成一个边长为的正方形线框，水平放置在两直导轨上，其中心到两直导轨的距离相等。忽略导轨的电阻、所有摩擦以及金属线框的可能形变，金属棒、金属线框均与导轨始终接触良好，重力加速度大小为g。现将金属棒ab由静止释放，求 （1）ab刚越过MP时产生的感应电动势大小； （2）金属线框刚开始运动时的加速度大小； （3）为使ab在整个运动过程中不与金属线框接触，金属线框中心初始位置到MP的最小距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年度高二3月物理考试卷 考试时间：100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（共28分） 1. 在物理学建立的过程中，有许多伟大的科学家作出了贡献． 关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（ ） A. 安培成功地发现了电流的磁效应 B. 洛伦兹通过实验测定了磁场对电流的作用力 C. 卡文迪许利用卡文迪许扭秤首先较准确地测定了静电力常量 D. 法拉第通过大量的实验研究发现了电磁感应现象 【答案】D 【解析】 【详解】奥斯特成功地发现了电流的磁效应 特斯拉通过实验测定了磁场对电流的作用力 库仑利用库仑扭秤首先较准确的测定了静电力常量 法拉第通过大量的实验研究发现了电磁感应现象．所以选D 2. 考生入场时，监考老师要用金属探测器对考生进行安检后才允许其进入考场。探测器内有通电线圈，当探测器营近金属材料物体时，就会引起探测器内线圈中电流变化，报警器就会发出警报；靠近非金属物体时则不发出警报。关于探测器主要利用的原理正确的是（　　） A. 牛顿运动定律 B. 动量守恒定律 C. 法拉第电磁感应定律 D. 热力学定律 【答案】C 【解析】 【详解】当线圈靠近金属物体时，在金属物体中产生涡电流，相当于闭合电路的部分导体在切割磁感线，故在金属中会产生电流，而金属中的电流产生的磁场又引起线圈中的磁通量发生变化，进而引起线圈中电流的变化，报警器发出警报。则探测器主要利用法拉第电磁感应定律。 故选C。 3. 为了演示“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”的现象，老师做了这样的演示实验：如图所示，铝制水平横梁两端各固定一个铝环，其中A环是闭合的，B环是断开的，横梁可以绕中间的支点在水平面内转动。当装置静止不动时，用一磁铁的N极去接近A环，发现A环绕支点沿顺时针（俯视）方向转动。若不考虑空气流动对实验结果的影响，关于该实验，下列说法中正确的是（ ） A. 若用磁铁的N极接近A环，A环也将绕支点沿顺时针（俯视）方向转动 B. 若用磁铁的S极接近A环，A环也将绕支点沿逆时针（俯视）方向转动 C. 制作A、B环的材料用绝缘材料也可以得到相同的实验效果 D. 制作A、B环的材料只要是金属就行，很薄的铁环也可以得到相同的实验效果 【答案】A 【解析】 【详解】AB．当条形磁铁N极向A环靠近时，穿过A环的磁通量增加，A环闭合产生感应电流，磁铁对A环产生安培力，阻碍两者相对运动，因此A环阻碍磁铁靠近，出现顺时针转动现象；同理，条形磁铁S极接近A环时，横梁也会顺时针转动。故A正确B错误； C．制作A、B环的材料必须是金属导体，用绝缘材料，不能产生感应电流，故不能产生相同的实验效果，选项C错误； D．制作A、B环的材料必须是金属导体，用很薄的铁环，铁会被磁铁吸引，故不能产生相同的实验效果，故D错误。 故选A。 4. 如图所示平面内，在通有图示方向电流I的长直导线右侧，固定一矩形金属线框abcd，ad边与导线平行。调节电流I使得空间各点的磁感应强度随时间均匀减少，则（　　） A. 线框中产生的感应电流方向为a→d→c→b→a B. 线框中产生的感应电流不变 C. 线框ad边所受的安培力大小恒定 D. 线框整体受到的安培力方向水平向右 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据安培定则可知，通电导线产生的磁场在其右侧区域垂直纸面向里，因此可知穿过线框的磁场垂直纸面向里，而根据题意，电流I产生的磁场在空间各点的磁感应强度随时间均匀减少，则可知穿过线框的磁通量减小，根据楞次定律结合安培定则可知，线框中产生的感应电流为顺时针方向，即为a→b→c→d→a，故A错误； B．根据法拉第电磁感应定律，可得线框中产生的感应电动势为 由于电流I产生的磁场在空间各点的磁感应强度随时间均匀减少，则可知产生的感应电动势为定值，设线框的总电阻为，则根据闭合电路的欧姆定律有 可知，线框中的感应电流为定值，故B正确； C．线框ad边所受的安培力安培力 感应电流恒定，但磁场随时间在不断改变，因此可知，线框ad边所受安培力大小随时间不断改变，故C错误； D．根据左手定则可知，线框ab、cd边所受安培力始终大小相等方向相反，合力为零，而bc边与ad边所受安培力方向始终相反，但bc边离通电导线更远，而通电直导线产生的磁场离通电导线越远磁场越弱，因此可知，ad边所受安培力大于bc边所受安培力，而根据左手定则可知，bc边所受安培力方向水平向右，ad边所受安培力方向水平向左，因此可知线框整体受到的安培力方向水平向左，故D错误。 故选B。 5. 如图所示的电路中，定值电阻的阻值大于灯泡L的阻值。自感线圈的阻值非常小，可忽略不计。下列说法正确的是（　　） A. 开关S由闭合到断开时，电阻的电流方向由流向 B. 开关S闭合至电路稳定时，灯泡L两端的电压比电阻两端的电压高 C. 开关S由断开到闭合时，灯泡L将逐渐变亮 D. 开关S由闭合到断开时，灯泡L先闪亮一下然后才变暗 【答案】C 【解析】 【详解】A．开关S由闭合到断开时，线圈相当于一个电源，线圈中的电流在新回路中由先前的稳定值逐渐减为0，可知，电阻的电流方向由流向，故A错误； B．电路稳定时，由于线圈电阻不计，此时线圈相当于一根导线，灯泡与定值电阻并联，则灯泡L两端的电压等于电阻两端的电压，故B错误； C．开关S由断开到闭合时，由于线圈的自感作用，导致通过灯泡的电流逐渐增大，即灯泡L将逐渐变亮，故C正确； D．电路稳定时，由于线圈电阻不计，此时线圈相当于一根导线，又由于，定值电阻的阻值大于灯泡L的阻值，则通过灯泡的电流大于定值电阻中的电流，开关S由闭合到断开时，线圈相当于一个电源，线圈中的电流在新回路中由先前的稳定值逐渐减为0，可知，灯泡L逐渐变暗，不会闪亮一下，故D错误。 故选C。 6. 如图甲所示，一矩形金属线框在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动。线框中产生的感应电动势随时间变化的关系如图乙所示，则（　　） A. 时，线框的磁通量变化率最大 B. 时，线框平面与中性面重合 C. 线框中感应电动势的有效值为 D. 线框中感应电动势的频率为 【答案】B 【解析】 【详解】CD．由乙图可知感应电动势的最大值为，周期为，故感应电动势的有效值应约为，频率应为，故C错误，D错误； AB．根据周期性可得，和时的状态应与时相同，由图乙可得，时，，即此刻线框磁通量最大，线框平面和中性面重合，但磁通量变化率为零，故A错误，B正确。 故选B。 7. 如图甲所示，“火灾警报系统”电路中，理想变压器原、副线圈匝数之比为20：1，原线圈接入图乙所示的电压，电压表和电流表均为理想电表，为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，为滑动变阻器，当通过报警器的电流超过某值时，报警器将报警，下列说法正确的是（　　） A. 电压表V的示数为10V B. 要使报警器报警的临界温度升高，可将的滑片P适当向上移动 C. 处出现火情时，电压表V的示数减小 D. 处出现火情时，电流表A的示数减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．设原线圈的输入电压有效值为，根据有效值的定义，则有 解得 由变压器原理可得副线圈输出电压即电压表示数 故A错误； B．将的滑片P向上移动，副线圈电路的总电阻变小，总电流增大，两端的电压变大，报警器的分压变小，电流也减小，能使报警器报警的临界温度升高，B正确； CD．处出现火情时，热敏电阻的阻值减小，副线圈电流增大，根据变压器原理可知，电流表A的示数增大，电压表示数不变，CD错误。 故选B。 二、多选题 8. 如图所示的电路中，三个完全相同的灯泡L1、L2、L3，线圈L的直流电阻可忽略，D为理想二极管。下列判断正确的是（　　） A. 开关S闭合，L3先变亮，L1、L2逐渐变亮 B. 开关S闭合，L2、L3先变亮，L1逐渐变亮 C. 开关S断开，L2先变亮，然后逐渐变暗 D. 开关S断开，L2立即熄灭 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】AB．开关S闭合瞬间，L2、L3均立即变亮，L1的电路中由于线圈对电流的阻碍作用，会逐渐亮，故A错误，B正确； CD．关S从闭合状态突然断开时，L1、L3均逐渐变暗，由于L2的电路中的二极管由单向导电性，电流不能从右向左通过二极管，所以L2立即熄灭，故C错误，D正确。 故选BD。 9. 图甲所示电路中的理想变压器原、副线圈的匝数比为，原线圈接入电压按图乙所示变化的电源，电压表为理想电表。副线圈接有规格为“12.0V，6.0W”的小灯泡，电阻均为定值电阻，其中，若灯泡能正常工作，下列说法正确的是（　　） A. 两电阻阻值之比为 B. 电压表V的示数为140V C. 电源输出功率为27.5W D. 穿过铁芯磁通量变化率的最大值为1Wb/s 【答案】ABC 【解析】 【详解】B．变压器副线圈中电流为 变压器副线圈的输出电压为 原线圈电流 原线圈两端电压 电压表示数为 B正确； A．的阻值为 则两电阻阻值之比为 A正确； C．消耗的功率为 消耗功率为 则电源的输出功率为 C正确； D．副线圈两端电压最大值为 穿过铁芯的磁通量变化率的最大值为 由于不知道副线圈的匝数，故无法求出穿过铁芯磁通量变化率的最大值，D错误。 故选ABC。 10. 如图所示，虚线下方存在水平方向的匀强磁场，Ⅰ、Ⅱ是用相同材料、粗细不同的电阻丝制成的两个边长相同单匝正方形线框（Ⅱ的电阻丝较粗）．现将它们从磁场上方相同高度处无初速度释放，在它们进入磁场的过程（ ） A. Ⅱ的速度始终比Ⅰ的速度大 B. 所用的时间相同 C. 安培力的冲量相同 D. Ⅱ产生的热量较大 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．设材料的密度为，电阻率为，材料横截面积为，线框边长为，线框从静止释放到刚要进入磁场过程做自由落体运动，可知两线框刚进入磁场的速度相等，线框刚进入磁场产生的电动势为 电流为 安培力为 对线框根据牛顿第二定律可得 解得 同理可得当线框速度为，线圈的加速度为 可知两线框在磁场中的加速度始终相等，与线框的粗细无关，说明两个线框在磁场中的运动情况完全一样，故两线框的速度始终相等，两线框进入磁场所用的时间相同，A错误，B正确； C．线框在进入磁场过程的速度为时，线框在磁场中受到的安培力大小为 可知粗线框受到安培力始终比细线框受到的安培力大，由于两个线框进入磁场所用的时间相同，故粗线框受到的安培力冲量比细线框受到的安培力冲量大，C错误； D．线框在磁场中受到的安培力大小为 可知粗线框受到安培力始终比细线框受到的安培力大，由于两个线框进入磁场所通过的位移相等，故粗线框受到的安培力做功比细线框受到的安培力做功大，根据功能关系可知，粗线框产生的焦耳热比细线框产生的焦耳热大，D正确； 故选BD 三、实验题（共14分） 11. 实验“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系” （1）实验室中有下列器材： 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 F.低压交流电源 上述器材在本实验中不需要的是______（填器材序号）。 （2）该学生继续做实验，先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压______（选填“增大”“减小”或“不变”）； （3）保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压______选填“增大”“减小”或“不变”）； 【答案】（1）BC （2）增大 （3）减小 【解析】 【小问1详解】 实验中用交流电源供电，不需要直流电源，且使用变压器不需要条形磁铁。 故选BC。 【小问2详解】 保持原线圈匝数不变，增加副线圈匝数，根据可知，副线圈两端电压增大。 【小问3详解】 保持副线圈匝数不变，增加原线圈匝数，根据可知，副线圈两端电压减小。 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. 开关闭合后将铁芯放入A线圈中 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）甲同学通过实验得出结论：感应电流的磁场总是在______ （3）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 （4）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）阻碍原磁场的变化 （3）C （4）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．开关闭合后将铁芯放入A线圈中，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】 甲同学通过实验得出结论：感应电流的磁场总是在阻碍原磁场的变化。 【小问3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4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（共43分） 13. 用均匀导线弯成正方形闭合金属线框abcd，线框每边长80cm，每边的电阻为1Ω。把线框放在磁感应强度的匀强磁场中，并使它绕轴以的角速度匀角速度旋转，旋转方向如图所示，已知轴在线框平面内，并且垂直于B，，，当线框转至和B平行的瞬间，求： （1）感应电动势大小，给出电动势的瞬时表达式； （2）线框内感应电流的大小； （3）线框从图示位置转动个周期，流过导体横截面的电荷量大小； 【答案】（1）3.2V， （2）0.8A （3）0.008C 【解析】 【小问1详解】 该时刻磁通量为0，电动势最大，则 电动势的瞬时表达式 【小问2详解】 由欧姆定律 得线框内感应电流的大小 小问3详解】 由题意 解得 14. 图甲的调压装置可视为理想变压器，负载电路中，两电表为理想电流表和电压表，变压器原副线圈匝数比为，若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压。求： （1）电压表的示数； （2）电流表的示数； （3）变压器的输入功率。 【答案】（1）110V （2）2A （3） 【解析】 【小问1详解】 根据理想变压器特点有 其中 解得 即电压表读数为110V。 【小问2详解】 根据欧姆定律可得 代入数据解得 即电流表读数为2A。 【小问3详解】 根据理想变压器输入功率等于输出功率，则变压器的输入功率为 15. 如图所示，两足够长平行金属直导轨MN、PQ的间距为，固定在同一水平面内，直导轨在左端M、P点分别与两条竖直固定、半径为的圆弧导轨相切。MP连线与直导轨垂直，其左侧无磁场，右侧存在磁感应强度大小为，方向竖直向下的匀强磁场。长为，质量为、电阻为的金属棒ab跨放在两圆弧导轨的最高点。质量为、电阻为的均匀金属丝制成一个边长为的正方形线框，水平放置在两直导轨上，其中心到两直导轨的距离相等。忽略导轨的电阻、所有摩擦以及金属线框的可能形变，金属棒、金属线框均与导轨始终接触良好，重力加速度大小为g。现将金属棒ab由静止释放，求 （1）ab刚越过MP时产生的感应电动势大小； （2）金属线框刚开始运动时的加速度大小； （3）为使ab在整个运动过程中不与金属线框接触，金属线框中心初始位置到MP的最小距离。 【答案】（1）0.4V （2）m/s2 （3）0.7m 【解析】 【小问1详解】 对金属棒ab由静止释放到刚越过MP的过程，由动能定理可得 解得 则ab刚越过MP时产生的感应电动势大小为 【小问2详解】 正方形线框有两条边与两直导轨重合，线框接入电路的电阻为 由闭合电路的欧姆定律得 线框刚开始运动时的加速度大小为 解得 【小问3详解】 ab在整个运动过程中不与金属线框接触，则金属棒与线框恰好不接触时一起匀速运动；ab从越过MP到开始匀速，金属棒和线框受到的安培力大小相等、方向相反，水平方向动量守恒。取向右为正方向，根据动量守恒定律可得 解得最终共同速度大小为 取向右为正方向，对线框根据动量定理可得 又 联立可得 设金属棒运动距离为，金属环运动的距离为，则有 联立解得 则金属线框中心初始位置到MP的最小距离 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$