精品解析：广东省广州市第六中学2024-2025学年高二下学期第二次测验物理试题

高二物理小测 本试卷共6页，15小题，满分100分。考试时间75分钟。 第一卷 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分；每小题给出的四个选项中， 1. 如图甲为茂名浮山岭上的发电风车，图乙为风车简化的发电模型，风车扇叶带动内部铜质线圈绕垂直于磁场的水平转轴顺时针匀速转动产生交流电，图丙为风车转速为ω时线圈输出电流i与时间t的关系，下列说法正确的是（ ） A. 线圈输出电流的有效值是 B. 当线圈转到竖直位置时电流表的示数为 C. 当线圈转到图乙所示位置时产生的感应电流方向为 D. 若风车转速变时，则线圈输出最大电流为 2. 关于教材中插图所涉及的物理知识，下列描述正确的是（　　） A. 图甲为电磁波调制过程中采用调频方法产生的波形图 B. 图乙为可变电容器，通过改变铝片之间距离改变电容 C. 图丙为真空冶炼炉，通入线圈的高频电流在线圈中产生热量，从而冶炼金属 D. 图丁为应变片测力原理图，当梁受力向下弯曲，应变片a变长左右两端间的电阻变大 3. 当今，人工智能迅猛发展，形形色色的传感器是人工智能的基础。如图所示为某同学设计的测量材料竖直方向尺度随温度变化的传感器装置示意图，平行板电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动，两极板始终跟电源相连。若材料温度变化时，极板上所带电荷量增加，则（　　） A. 电容器电容变小 B. 极板间电场强度不变 C. 极板间电势差变小 D. 材料竖直方向尺度增大 4. 半圆形玻璃砖截去一部分，截面为AB，AB面与BC面垂直，截面图如图所示，一束单色光以与AB面成30°角的方向斜射到AB面上的D点，折射光线照射到圆弧面上的E点，DE与连线EC垂直，从E点出射的光线与BC平行，所有光线所在的面与图中圆面平行，则玻璃砖对光的折射率等于（　　） A. B. C. D. 5. 如图，发电机的矩形线圈长为、宽为L，匝数为N，放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，理想变压器的原、副线圈匝数分别为、和，两个副线圈分别接有电阻和，当发电机线圈以角速度匀速转动时，理想电流表读数为I，不计线圈电阻，下列说法正确的是（　　） A. 通过电阻的电流为 B. 电阻两端的电压为 C. 与的比值为 D. 发电机的功率为 6. 如图甲所示，在x轴上固定两个带电荷量分别为＋4q、-q的点电荷，以其中的某一电荷为原点，两电荷所形成的电场的电势φ在x轴正半轴上的分布如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 正电荷在坐标原点，负电荷在x=位置 B. 负电荷在坐标原点，正电荷在x=-x2的位置 C. 在x轴上x>x2区域电场强度沿x轴负方向 D 一带负电试探电荷从O处移到x2处，电势能先减小后增加 7. 如图所示，ab和ac是无限大磁场的分界线，在ab和ac的上下两侧分布着方向相反、与平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。∠bac=90°，P、Q是分界线上的两点，且aP=aQ=L。现有一质量为m、电荷量为－q的粒子从P点沿PQ方向水平射出，粒子射出速度v=，不计粒子的重力。下列说法不正确的是（　　） A. 粒子运动的轨迹半径为r=L B. 粒子由P点运动到Q点所用的时间为t= C. 若射出速度为v，粒子由P点运动到Q点所用时间为t′= D. 若射出速度为2v，粒子第一次运动到ac边上的位置到Q点的距离为d=(2－）L 二、多项选择题（本题共3题，每小题6分，共18分。每小题有不止一个正确答案，全部选对得6分，漏选得3分，错选或不选得0分） 8. 电容式液位计可判断绝缘液体液面的升降，某型号液位计的工作原理如图所示，一根金属棒插入金属容器内，金属棒为电容器的一个极，容器壁为电容器的另一个极，金属容器接地，在容器内绝缘液体液面升高的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 电容器的电容不变 B. 有从右到左的电流通过灵敏电流表G C. 电容器的带电荷量变大 D. 容器内液体换成氯化钠水溶液，测量液面升降将变得更灵敏 9. 如图为振荡电路，为电路上一点。某时刻线圈中磁场及电容器两极板所带的电荷如图所示，则（　　） A. 此时刻电容器内电场强度正在减小 B. 此时刻通过点的电流方向由左向右 C. 若只在线圈中插入铁芯，振荡电路的频率将增大 D. 若只增大电容器极板间距离，振荡电路的频率将增大 10. 某风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为0.2T，线圈的匝数为100、面积为，不计线圈的电阻，磁体转动的角速度为。发电机产生的交变电流经过变压器升压后向远处输电，升压变压器原、副线圈的匝数比为，输电线总电阻为8Ω，输电线上损失的功率为5kW，在用户端用降压变压器把电压降为220V。假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（ ） A. 当磁场与线圈平行时，感应电动势为零 B. 发电机输出电压的有效值为450V C. 输电线上的电流为 D. 降压变压器原、副线圈的匝数比为 三、实验题 11. 某同学做“测量玻璃的折射率”的实验时。 （1）如图1所示，通过插大头针确定入射光线和折射光线，其实验步骤如下： A．在替代入射光的直线AO上插上大头针P1、P2； B．在玻璃砖的另一侧确定大头针P3、P4的位置，请用简洁的文字描述出大头针P3、P4的插法。 ①插P3时，应使它___________________________；②插P4时，应使它___________________________。 （2）某同学在完成了正确实验操作后，他以入射光线与玻璃砖的交点O为圆心，以适当长度为半径作出圆周，与OA交于P，与OO′的延长线交于Q，如图2所示，从P、Q分别作玻璃砖界面法线NN′的垂线，图中P′、Q′为垂足，用刻度尺量得PP′=42.0mm，QQ′=28.0mm，则玻璃砖折射率为________。 12. 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，两个学习小组采用了如图甲所示的可拆式变压器进行研究，原、副线圈的电压由电压传感器获得。 （1）下列说法正确的是________。 A.变压器工作时，通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈 B.变压器工作时在原线圈上将电能转化磁场能，在副线圈上将磁场能转化为电能 C.理想变压器的输入功率等于输出功率，没有能量损失 D.变压器副线圈上不接负载时，原线圈两端电压为零 （2）第一组同学将变压器正确组装好，如图乙所示。连接到图乙中的电源，闭合电源开关，发现原线圈两端电压传感器有示数，但无论如何调节电源的电压旋钮，副线圈两端电压传感器均无示数，经检查导线和各连接处均无断路，则最可能的原因是_______。 A.接入的电源电压不够大 B.连接了电源ab间的直流电 C.副线圈匝数太少 （3）第二组同学正确组装变压器后，记录数据如下： 原线圈（匝） 100 100 400 400 副线圈（匝） 200 800 200 800 原线圈电压（伏） 1.96 1.50 4.06 2.80 副线圈电压（伏） 3.90 11.8 2.00 5.48 （4）第二组同学继续探究实验，把2.0V的学生电源cd接到原线圈“0”“100”接线柱，副线圈接到“200”“800”接线柱，则接在副线圈两端的传感器示数最有可能是________。 A.1.0V B.2.0V C.11.5V D.15.8V 四、计算题（本题共3小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值的单位） 13. 如图甲所示是“足球”玻璃球，某物理小组利用激光对该球的光学性质进行研究。如图乙所示是过球心所在的竖直截面的正视图，且AB是沿水平方向的直径，当激光水平向右从C点射入时，可从右侧的B点射出。已知玻璃球的半径为R，C到AB的竖直距离h=，且玻璃球内的“足球”是不透光体，不考虑反射光的情况下，光在真空中的速率为c，求： （1）B点的出射光相对C点入射光方向的偏折角； （2）激光在玻璃球中的传播时间。 14. 如图甲所示为某小型水电站的发电机示意图，已知正方形线圈边长，匝数匝，线圈电阻不计；线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，转速；已知电动势最大值。 （1）求发电机中匀强磁场的磁感应强度大小； （2）从线圈在图甲所示位置开始计时，写出感应电动势随时间变化的函数表达式； （3）如图乙所示，将发电机通过升压变压器升压后向远处输电，发电机的输出功率为200kW，输电线的总电阻为4Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V，要求在输电线上损失的功率控制在10kW，则、的原副线圈匝数比和分别为多少？ 15. 某小组设计了如图所示装置来研究通电导体在磁场中的运动情况，光滑水平的平行导轨间的距离为L，导轨足够长且不计电阻，左端连有一个直流电源，电动势为E，内阻不计，导轨处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。现将一质量为m、阻值为R的金属杆ab放置在导轨上并由静止释放，运动过程中金属杆ab与导轨始终垂直且接触良好，求： （1）金属杆ab的最大加速度大小； （2）金属杆ab的最大动能； （3）若已知金属杆ab从释放到达到最大速度的位移大小为x，其做加速运动的时间 t。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高二物理小测 本试卷共6页，15小题，满分100分。考试时间75分钟。 第一卷 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分；每小题给出的四个选项中， 1. 如图甲为茂名浮山岭上的发电风车，图乙为风车简化的发电模型，风车扇叶带动内部铜质线圈绕垂直于磁场的水平转轴顺时针匀速转动产生交流电，图丙为风车转速为ω时线圈输出电流i与时间t的关系，下列说法正确的是（ ） A. 线圈输出电流的有效值是 B. 当线圈转到竖直位置时电流表的示数为 C. 当线圈转到图乙所示位置时产生的感应电流方向为 D. 若风车转速变为时，则线圈输出最大电流为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据交流电最大值与有效值的关系可知，A错误； B．当线圈转到竖直位置时，电动势最大，电流最大，但电流表测量的是电流的有效值，B错误； C．根据右手定则可知，线圈转到图乙所示位置时产生的感应电流方向为，C错误； D．由丙图可知，线圈感应电流的瞬时表达式为 故当风车转速变为时，线圈输出最大电流为，D正确。 故选D。 2. 关于教材中插图所涉及的物理知识，下列描述正确的是（　　） A. 图甲为电磁波调制过程中采用调频方法产生的波形图 B. 图乙为可变电容器，通过改变铝片之间距离改变电容 C. 图丙为真空冶炼炉，通入线圈的高频电流在线圈中产生热量，从而冶炼金属 D. 图丁为应变片测力原理图，当梁受力向下弯曲，应变片a变长左右两端间的电阻变大 【答案】D 【解析】 【详解】A．图甲为电磁波调制过程中采用调幅方法产生的波形图，故A错误； B．图乙为可变电容器，通过改变铝片之间正对面积改变电容，故B错误； C．真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，在铁块中会产生涡流，铁块中就会产生大量热量，从而冶炼金属，故C错误； D．图丁为应变片测力原理图，当梁受力向下弯曲，长度变长，应变片左右两端间的电阻变大，故D正确。 故选D。 3. 当今，人工智能迅猛发展，形形色色的传感器是人工智能的基础。如图所示为某同学设计的测量材料竖直方向尺度随温度变化的传感器装置示意图，平行板电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动，两极板始终跟电源相连。若材料温度变化时，极板上所带电荷量增加，则（　　） A. 电容器电容变小 B. 极板间电场强度不变 C. 极板间电势差变小 D. 材料竖直方向尺度增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据题意可知极板之间电压U不变，极板上所带电荷量Q变多，根据电容定义式 可知电容器得电容C增大，故A错误； BD．根据电容的决定式 由于电容C增大，可知极板间距d减小，即材料竖直方向尺度增大，再根据 由于电压U不变，可知极板间电场强度增大，故B错误，D正确； C．根据题意可知极板之间电压U不变，即极板间电势差不变，故C错误。 故选D。 4. 半圆形玻璃砖截去一部分，截面为AB，AB面与BC面垂直，截面图如图所示，一束单色光以与AB面成30°角的方向斜射到AB面上的D点，折射光线照射到圆弧面上的E点，DE与连线EC垂直，从E点出射的光线与BC平行，所有光线所在的面与图中圆面平行，则玻璃砖对光的折射率等于（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】如图所示 根据题意可知，光在面的入射角为，根据几何关系可知，光在点的入射角与光在点的折射角相等，根据对称性和光路可逆可知，光在点的折射角为，由于点的出射光线与平行，根据几何关系可知，光在点的入射角与光在点的折射角均为，因此折射率为 故选B。 5. 如图，发电机的矩形线圈长为、宽为L，匝数为N，放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，理想变压器的原、副线圈匝数分别为、和，两个副线圈分别接有电阻和，当发电机线圈以角速度匀速转动时，理想电流表读数为I，不计线圈电阻，下列说法正确的是（　　） A. 通过电阻的电流为 B. 电阻两端的电压为 C. 与的比值为 D. 发电机的功率为 【答案】C 【解析】 【详解】AB．理想电流表读数为I，根据欧姆定律有U1=IR1 根据变压器电压与匝数的关系有， 解得， 根据欧姆定律有U2=I2R2 解得 故AB错误； C．由于矩形线圈产生的交变电流直接输入原线圈，则有Emax=NB·2L2ω， 结合上述有 解得 故C正确； D．由于变压器为理想变压器，则有P0= P1 + P2= U1I + U2I2= I2R1 + U2I2 结合上述有，， 解得 由于矩形线圈产生的交变电流直接输入原线圈，则发电机的功率为P0，故D错误。 故选C。 6. 如图甲所示，在x轴上固定两个带电荷量分别为＋4q、-q的点电荷，以其中的某一电荷为原点，两电荷所形成的电场的电势φ在x轴正半轴上的分布如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 正电荷在坐标原点，负电荷在x=的位置 B. 负电荷在坐标原点，正电荷在x=-x2的位置 C. 在x轴上x>x2区域电场强度沿x轴负方向 D. 一带负电试探电荷从O处移到x2处，电势能先减小后增加 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由φ-x图像可知，原点附近电势为负且绝对值很大，可知负电荷在坐标原点。φ-x图像斜率表示电场强度大小，x=x2位置电场强度为零，根据 解得x3=x2，正电荷在x=-x2的位置，A错误，B正确； C．在x轴上x>x2区域电势一直减小，电场强度沿x轴正方向，C错误； D．从O处移到x2处，电势不断增加，则带负电试探电荷从O移到x2处电势能不断减小，D错误。 故选B 7. 如图所示，ab和ac是无限大磁场的分界线，在ab和ac的上下两侧分布着方向相反、与平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。∠bac=90°，P、Q是分界线上的两点，且aP=aQ=L。现有一质量为m、电荷量为－q的粒子从P点沿PQ方向水平射出，粒子射出速度v=，不计粒子的重力。下列说法不正确的是（　　） A. 粒子运动的轨迹半径为r=L B. 粒子由P点运动到Q点所用的时间为t= C. 若射出速度为v，粒子由P点运动到Q点所用时间为t′= D. 若射出速度为2v，粒子第一次运动到ac边上的位置到Q点的距离为d=(2－）L 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据， 得粒子运动的轨迹半径为r＝L 故A正确； B．由左手定则及几何关系可知，粒子运动轨迹如图甲所示，可知粒子由P点运动到Q点所用的时间恰好为一个周期，即 故B正确； C．若射出速度为，由， 得运动半径r′＝L 由左手定则及几何关系可知，粒子运动轨迹如图乙所示，可知粒子由P点运动到Q点所用时间恰好为一个周期，即 故C错误； D．若射出速度为2v，由， 得运动半径r″＝L 由左手定则及几何关系可知，粒子运动轨迹如图丙所示，由几何关系可知，粒子第一次运动到ac边上的位置到Q点的距离为d＝L－r″（1－cos45°）＝（2－）L 故D正确。 此题选择不正确的，故选C。 二、多项选择题（本题共3题，每小题6分，共18分。每小题有不止一个正确答案，全部选对得6分，漏选得3分，错选或不选得0分） 8. 电容式液位计可判断绝缘液体液面的升降，某型号液位计的工作原理如图所示，一根金属棒插入金属容器内，金属棒为电容器的一个极，容器壁为电容器的另一个极，金属容器接地，在容器内绝缘液体液面升高的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 电容器的电容不变 B. 有从右到左的电流通过灵敏电流表G C. 电容器的带电荷量变大 D. 容器内液体换成氯化钠水溶液，测量液面升降将变得更灵敏 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据电容器决定式在液面升高的过程中，两极间填充电介质增加，即电容器的电容增大，故A错误； BC．根据可知，由于电容器电压不变，电容增大，则电容器的带电荷量增加，电容器充电，有从右到左的电流通过灵敏电流表G，故BC正确； D．电容器两板间应绝缘，液体换成氯化钠水溶液，整个电路将短路，不能用于测量液面的升降，故D错误。 故选BC。 9. 如图为振荡电路，为电路上一点。某时刻线圈中的磁场及电容器两极板所带的电荷如图所示，则（　　） A. 此时刻电容器内电场强度正在减小 B. 此时刻通过点的电流方向由左向右 C. 若只在线圈中插入铁芯，振荡电路的频率将增大 D. 若只增大电容器极板间距离，振荡电路的频率将增大 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．根据右手螺旋定则可知此时刻通过点的电流方向由右向左，故电容器正在放电，两极板上的电荷量正在减小，电容器内电场强度正在减小，故A正确，B错误； CD．根据可知，若只在线圈中插入铁芯，即增大，振荡电路的频率将减小，若只增大电容器极板间距离，根据可知减小，即振荡电路的频率将增大，故C错误，D正确。 故选AD。 10. 某风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为0.2T，线圈的匝数为100、面积为，不计线圈的电阻，磁体转动的角速度为。发电机产生的交变电流经过变压器升压后向远处输电，升压变压器原、副线圈的匝数比为，输电线总电阻为8Ω，输电线上损失的功率为5kW，在用户端用降压变压器把电压降为220V。假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（ ） A. 当磁场与线圈平行时，感应电动势为零 B. 发电机输出电压的有效值为450V C. 输电线上的电流为 D. 降压变压器原、副线圈的匝数比为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．当磁场与线圈平行时，线圈切割磁感线最快（垂直切割），此时感应电动势最大，故A错误； B．发电机输出电压的最大值为 发电机输出电压的有效值为 故B正确； C．输电线上损失的功率为 代入数据，解得 故C错误； D．根据 可知，升压变压器的输出电压为 输电线上损失的电压为 则减压变压器的输入电压为 根据 解得降压变压器原、副线圈的匝数比为 故D正确。 故选BD。 三、实验题 11. 某同学做“测量玻璃的折射率”的实验时。 （1）如图1所示，通过插大头针确定入射光线和折射光线，其实验步骤如下： A．在替代入射光的直线AO上插上大头针P1、P2； B．在玻璃砖的另一侧确定大头针P3、P4的位置，请用简洁的文字描述出大头针P3、P4的插法。 ①插P3时，应使它___________________________；②插P4时，应使它___________________________。 （2）某同学在完成了正确实验操作后，他以入射光线与玻璃砖的交点O为圆心，以适当长度为半径作出圆周，与OA交于P，与OO′的延长线交于Q，如图2所示，从P、Q分别作玻璃砖界面法线NN′的垂线，图中P′、Q′为垂足，用刻度尺量得PP′=42.0mm，QQ′=28.0mm，则玻璃砖折射率为________。 【答案】（1） ①. 挡住P1、P2的像 ②. 挡住P3和P1、P2的像 （2）1.5 【解析】 【小问1详解】 [1]插P3时，应使它挡住P1、P2的像； [2]插P4时，应使它挡住P3和P1、P2的像。 【小问2详解】 根据折射定律可得 12. 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，两个学习小组采用了如图甲所示的可拆式变压器进行研究，原、副线圈的电压由电压传感器获得。 （1）下列说法正确的是________。 A.变压器工作时，通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈 B.变压器工作时在原线圈上将电能转化为磁场能，在副线圈上将磁场能转化为电能 C.理想变压器的输入功率等于输出功率，没有能量损失 D.变压器副线圈上不接负载时，原线圈两端电压为零 （2）第一组同学将变压器正确组装好，如图乙所示。连接到图乙中的电源，闭合电源开关，发现原线圈两端电压传感器有示数，但无论如何调节电源的电压旋钮，副线圈两端电压传感器均无示数，经检查导线和各连接处均无断路，则最可能的原因是_______。 A.接入的电源电压不够大 B.连接了电源ab间的直流电 C.副线圈匝数太少 （3）第二组同学正确组装变压器后，记录数据如下： 原线圈（匝） 100 100 400 400 副线圈（匝） 200 800 200 800 原线圈电压（伏） 1.96 1.50 4.06 2.80 副线圈电压（伏） 3.90 11.8 2.00 5.48 （4）第二组同学继续探究实验，把2.0V的学生电源cd接到原线圈“0”“100”接线柱，副线圈接到“200”“800”接线柱，则接在副线圈两端的传感器示数最有可能是________。 A.1.0V B.2.0V C.11.5V D.15.8V 【答案】 ①. BC ②. B ③. C 【解析】 【详解】（1）[1]A．变压器是通过互感工作，而不是通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈，故A错误； B．变压器工作时在原线圈上将电能转化为磁场能，在副线圈上将磁场能转化为电能，故B正确； C．理想变压器忽略能量损失，原线圈输入功率全部转到副线圈输出功率，故C正确； D．变压器的原线圈两端电压由发电机提供，则副线圈上不接负载时，原线圈两端电压不变，不为0，故D错误。 故选BC。 （2）[2]由于原线圈有电压，副线圈无电压，且电路连接完好，最可能的是第一组同学在连接电源的时候连接的是间的直流电源。当电路连接完好，原线圈接直流电压时，副线圈的磁通量不变，无感应电动势。 故选B。 （4）[3]若为理想变压器，则 解得 考虑到不是理想电压器，有漏磁现象，则副线圈电压应略小于12V，所以最有可能的是11.5V。 故选C。 四、计算题（本题共3小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值的单位） 13. 如图甲所示是“足球”玻璃球，某物理小组利用激光对该球的光学性质进行研究。如图乙所示是过球心所在的竖直截面的正视图，且AB是沿水平方向的直径，当激光水平向右从C点射入时，可从右侧的B点射出。已知玻璃球的半径为R，C到AB的竖直距离h=，且玻璃球内的“足球”是不透光体，不考虑反射光的情况下，光在真空中的速率为c，求： （1）B点的出射光相对C点入射光方向的偏折角； （2）激光在玻璃球中的传播时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 光从C点到B点的光路图如图所示 光在C点折射，由折射定律可知 其中 由几何关系可得 解得折射率为 光在B点折射，由折射定律可知 可得 故B点的出射光相对C点入射光方向偏折角为。 【小问2详解】 激光在玻璃球中的传播速度为 激光在玻璃球中的传播距离为 所以激光在玻璃球中的传播时间为 14. 如图甲所示为某小型水电站的发电机示意图，已知正方形线圈边长，匝数匝，线圈电阻不计；线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，转速；已知电动势最大值。 （1）求发电机中匀强磁场的磁感应强度大小； （2）从线圈在图甲所示位置开始计时，写出感应电动势随时间变化的函数表达式； （3）如图乙所示，将发电机通过升压变压器升压后向远处输电，发电机的输出功率为200kW，输电线的总电阻为4Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V，要求在输电线上损失的功率控制在10kW，则、的原副线圈匝数比和分别为多少？ 【答案】（1）；（2）；（3）， 【解析】 【详解】（1）线圈转动的角速度 由 得 （2）线圈与中性面位置垂直，则感应电动势随时间变化的函数表达式 （3）输电线上的电流 的输入电流 则原、副线圈匝数比 副线圈两端电压 原线圈两端电压 则原、副线圈匝数比 15. 某小组设计了如图所示装置来研究通电导体在磁场中的运动情况，光滑水平的平行导轨间的距离为L，导轨足够长且不计电阻，左端连有一个直流电源，电动势为E，内阻不计，导轨处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。现将一质量为m、阻值为R的金属杆ab放置在导轨上并由静止释放，运动过程中金属杆ab与导轨始终垂直且接触良好，求： （1）金属杆ab的最大加速度大小； （2）金属杆ab的最大动能； （3）若已知金属杆ab从释放到达到最大速度的位移大小为x，其做加速运动的时间 t。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【详解】（1）当金属杆速度为零时，金属杆的加速度最大，对金属杆受力分析可得 此时电流 解得金属杆ab的最大加速度大小 （2）金属杆 ab切割磁感线产生与电源电动势相反的动生电动势，当两电动势大小相等时，金属杆ab的加速度为零，速度达到最大，有 解得金属杆ab的速度最大值 最大动能 解得 （3）对金属杆，由动量定理有 得， 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$