精品解析：广东省珠海市2024-2025学年高二下学期期中教学质量检测物理试卷

华中师大珠海附中2024-2025学年度第二学期高二年级期中考试 物理学科试题 本试卷满分100分，考试时间：75分钟 一、选择题（1—7题为单项选择题，每小题4分，共28分。在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求。8—10题为多项选择题，每小题6分，共18分。在每小题列出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 1827年，布朗作为英国植物学家，在花粉颗粒的水溶液中观察到花粉不停顿的无规则运动．1905年，爱因斯坦根据扩散方程建立布朗运动的统计理论，从而使分子动理论的物理图景为人们广泛接受．关于分子动理论相关知识，下列说法中正确的是（ ） A. 分子的扩散现象是可逆的 B. 布朗运动证明组成固体小颗粒的分子在做无规则运动 C. 花粉颗粒越小，无规则运动越明显 D. 分子永不停息的无规则运动说明永动机是可以实现的 2. 东汉时期思想家王充在《论衡》书中有关于“司南之杓，投之于地，其柢（即勺柄）指南”的记载，如图所示。司南是用天然磁铁矿石琢成一个勺形的东西，放在一个刻着方位的光滑盘上。下列说法正确的是（ ） A. “柢”相当于磁体的N极 B. 司南在转动过程中产生感生电场 C. 地球的磁场是人为想象出来的 D. 司南的勺柄能够指南是由司南的磁场决定的 3. 利用质谱仪可以分析同位素，如图所示，电荷量均为q的同位素碘131和碘127质量分别为m1和m2，从容器A下方的小孔S1进入电势差为U的电场，初速度忽略不计，经电场加速后从S2射出，垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片D上。则照相底片上碘131和碘127与S2之间的距离之比为（　　） A. B. C. D. 4. 如图甲所示是某发电机的示意图。使线圈a沿轴线做简谐运动，线圈a中产生的感应电动势随时间变化的关系如图乙所示。线圈a连接原、副线圈匝数比为1：10的理想变压器，其输出端接充电设备。线圈a及导线的电阻不计。则（　　） A. 变压器输出电流的频率为10Hz B. 充电设备两端的电压有效值为5V C. 其他条件不变，对不同规格的充电设备充电，变压器输入功率可能不同 D. 其他条件不变，仅增大线圈a简谐运动的频率，充电设备两端的电压最大值不变 5. 某同学利用如图所示电路模拟远距离输电，图中交流电源电压有效值为6V，定值电阻R1=R2=R3=R4=20Ω，理想变压器T1的原、副线圈匝数比为1:3，理想变压器T2的原、副线圈匝数比为3:1，双刀双掷开关S先后接通电路Ⅰ（上面虚线框中的电路）和电路Ⅱ（下面虚线框中的电路），两电路都稳定工作，导线电阻忽略不计，下列说法不正确的是（　　） A. 电阻R1的电功率大于电阻R2的电功率 B. 通过电阻R2的电流为0.09A C. 电阻R3的电功率是1.8W D. 开关S接通电路Ⅱ时，交流电源的输出功率比接通电路Ⅰ时大 6. 某种手机的无线充电原理如图所示。无线充电器中的基座线圈与的交变电源相连产生变化的磁场，手机中的接收线圈便能感应出电流给手机电池充电。已知接收线圈的两端电压为5V，下列说法正确的是（ ） A. 无线充电工作原理与变压器工作原理相同 B. 接收线圈中电流的频率为100Hz C. 无线充电发射线圈与接收线圈匝数比为44∶1 D. 充电时接收线圈始终有收缩的趋势 7. 在如图甲所示的虚线框内有匀强磁场，一固定的金属线圈有部分处在磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。规定磁感应强度垂直纸面向里为正方向、电流逆时针为正方向，安培力水平向左为正方向，线圈中产生的电动势E、电流I、内能Q、线框受到的安培力F与时间t的关系可能正确的是（　　） A. B. C. D. 8. 如图，用轻质导线将一根硬直金属棒与电源、开关连接成电路，并将金属棒与ad'平行地搁在正方体的上表面，正方体处在匀强磁场中。闭合开关，发现金属棒竖直向上跳起，由此可知，该区域的磁场方向可能是（　　） A. 垂直aa'd'd平面 B. 垂直abb'a'平面 C. 平行abc'd'平面 D. 垂直abc'd'平面 9. 经过10多年的不懈努力，法拉第终于在1831年8月29日发现了“磁生电”的现象。如图，他把两个线圈绕在同一个软铁环上，一个线圈A连接电池与电键S，另一线圈B闭合并在其中一段直导线下方附近平行放置小磁针，小磁针静止时N极指向北方如图所示。利用此实验装置，下列说法正确的是（　　） A. 当合上电键S后，小磁针会抖动但最终又回到原来位置静止 B. 电键S断开和闭合的瞬间，小磁针偏转的方向不一样 C. 将线圈B的匝数增多，合上电键S的瞬间，小磁针抖动得更厉害 D. 电池由1节换为2节，保持电键S闭合一段时间后小磁针偏转的角度更大 10. 如图所示，在匀强磁场的上方有一质量为m、半径为R的细导线做成的圆环，圆环的圆心与匀强磁场的上边界的距离为h．将圆环由静止释放，圆环刚进入磁场的瞬间和完全进入磁场的瞬间，速度均为υ．已知匀强磁场的磁感应强度为B，导体圆环的电阻为r，重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ） A. 圆环刚进入磁场的瞬间，速度 B. 圆环进入磁场的过程中，圆环产生的热量大于2mgR C. 圆环进入磁场的过程，做匀速直线运动 D. 圆环进入磁场的过程中，通过导体横截面的电荷量为 二、实验题（本题共2小题，共16分，考生根据要求作答） 11. 在粗测油酸分子大小的实验中，具体操作如下： ①取油酸1.0mL注入2500mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到2500mL的刻度为止。摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液； ②用滴管吸取制得的溶液还滴滴入量筒。记录滴入的滴数直到量筒达到1.0mL为止。恰好共滴了100滴： ③在边长约40cm的浅水盘内注入约2cm深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有石膏粉，可以清楚地看出油膜轮廓： ④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油膜的形状； ⑤将画有油膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上，超过半格算一格，不足半格算零格共得到114格。 （1）利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液含油酸为___________m3（保留1位有效数字），油膜面积为___________m2。（保留。3位有效数字），求得油酸分子直径为___________m（保留1位有效数字）。 （2）若阿伏伽德罗常数为NA，油酸的摩尔质量为M，油酸的密度为ρ，则下列说法正确的是___________。 A. 1kg油酸所含有分子数为ρNA B. 1m3油酸所含分子数为 C. 1个油酸分子的质量为 D. 油酸分子的直径约为 12. （1）在下图甲乙丙丁图中。在图甲中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央），说明电流从负接线柱流入电流表时，电流表指针向左偏。则：在图乙中，磁体N极插入线圈A过程中，电流表的指针将______偏转（选填“向左”、“向右”或“不发生”）；在图丙中，导体棒ab向左移动过程中，电流表的指针将______偏转；（选填“向左”、“向右”或“不发生”）。 （2）在图丁中，R为光敏电阻（光强变大，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），并位于螺线管左侧。当光照增强时，从左向右看，金属环A中电流方向为______（选填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将______（选填“向左”或“向右”）运动。 三、解答题（本题共3小题，共38分，要有必要的解题步骤） 13. 某小组研究远距离输电的模拟装置如图所示，发电机产生交变电流，输电线路的总电阻R=25Ω，降压变压器的原、副线圈匝数之比为，降压变压器副线圈接入一台效率（输出机械功率与输入电功率之比）η=80%的电动机，其额定电压U=220V。开关闭合后，电动机正常工作，恰好能将m=44kg的重物匀速提起，电机内阻热功率PT=220W。变压器视为理想变压器，除输电线路电阻、电动机线圈内阻外，其余导线电阻均不计，取。求： （1）电动机提升重物的速度v； （2）输电线路上损失的电压△U。 14. 如图甲所示，一等腰直角三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板下方，图中的水平虚线过ab、ac边中点，在虚线的下方存在垂直于导线框所在平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小随时间变化的图像如图乙所示。已知直角边长l=0.40m，导线框的电阻R=0.003Ω， 求： （1）导线框在磁场变化时产生的感应电动势大小。 （2）在t=2s时，导线框所受安培力的大小。 （3）在t=0到t=2s时间内，导线框产生的焦耳热。 15. 如图甲，、是水平放置的足够长的平行光滑直导轨，其间距为，阻值的电阻接在导轨端，导体棒静止在导轨上，棒接入电路的电阻为，初始棒离距离为。从开始，给空间加入方向竖直向下的磁场，磁感应强度随时间变化的规律如图乙，加入磁场的同时对棒施加一个水平向左的拉力使其保持静止；时，棒由静止开始向左做匀加速直线运动，水平外力随时间变化的规律为（，单位），后撤掉水平拉力，棒最终停在导轨上。棒始终保持与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计。求： （1）内棒上产生的热量； （2）水平拉力的最大功率； （3）整个过程中棒运动的位移大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 华中师大珠海附中2024-2025学年度第二学期高二年级期中考试 物理学科试题 本试卷满分100分，考试时间：75分钟 一、选择题（1—7题为单项选择题，每小题4分，共28分。在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求。8—10题为多项选择题，每小题6分，共18分。在每小题列出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 1827年，布朗作为英国植物学家，在花粉颗粒的水溶液中观察到花粉不停顿的无规则运动．1905年，爱因斯坦根据扩散方程建立布朗运动的统计理论，从而使分子动理论的物理图景为人们广泛接受．关于分子动理论相关知识，下列说法中正确的是（ ） A. 分子的扩散现象是可逆的 B. 布朗运动证明组成固体小颗粒的分子在做无规则运动 C. 花粉颗粒越小，无规则运动越明显 D. 分子永不停息的无规则运动说明永动机是可以实现的 【答案】C 【解析】 【详解】A．分子的扩散现象是不可逆的，故A错误； B．布朗运动是固体小颗粒的无规则运动，反映了液体分子在做无规则运动，故B错误； C．温度越高，花粉颗粒越小，无规则运动越明显，故C正确； D．永动机是不可以实现的，故D错误。 故选C。 2. 东汉时期思想家王充在《论衡》书中有关于“司南之杓，投之于地，其柢（即勺柄）指南”的记载，如图所示。司南是用天然磁铁矿石琢成一个勺形的东西，放在一个刻着方位的光滑盘上。下列说法正确的是（ ） A. “柢”相当于磁体的N极 B. 司南在转动过程中产生感生电场 C. 地球的磁场是人为想象出来的 D. 司南的勺柄能够指南是由司南的磁场决定的 【答案】B 【解析】 【详解】A．地磁场在地表的方向由地理南极指向地理北极，磁铁静止时N极指向地理北极，“柢”相当于磁体的S极，A错误； B．司南在转动过程中，变化的磁场产生电场，B正确； C．地球磁场时客观存在的，C错误； D．司南的勺柄指向由地磁场决定，D错误。 故选B。 3. 利用质谱仪可以分析同位素，如图所示，电荷量均为q的同位素碘131和碘127质量分别为m1和m2，从容器A下方的小孔S1进入电势差为U的电场，初速度忽略不计，经电场加速后从S2射出，垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片D上。则照相底片上碘131和碘127与S2之间的距离之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】粒子在电场中加速时，有 qU＝mv2 设粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为R，则有 Bqv＝ 联立以上两式解得 所以照相底片上碘131和碘127与S2之间的距离之比为 故选C。 4. 如图甲所示是某发电机的示意图。使线圈a沿轴线做简谐运动，线圈a中产生的感应电动势随时间变化的关系如图乙所示。线圈a连接原、副线圈匝数比为1：10的理想变压器，其输出端接充电设备。线圈a及导线的电阻不计。则（　　） A. 变压器输出电流的频率为10Hz B. 充电设备两端的电压有效值为5V C. 其他条件不变，对不同规格的充电设备充电，变压器输入功率可能不同 D. 其他条件不变，仅增大线圈a简谐运动的频率，充电设备两端的电压最大值不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据图像可知线圈产生的交流电的周期为0.2s，所以交流电的频率为 变压器不能改变交流电的频率，所以变压器输出电流的频率为5Hz，A错误； B．根据图像可知线圈产生的交流电的最大值为0.5V，有效值为 根据原副线圈匝数与电压的关系，可得充电设备两端的电压有效值为 B错误； C．变压器的输出功率由副线圈决定，所以在其他条件不变，对不同规格的充电设备充电，变压器输入功率可能不同，C正确； D．由图可知线圈a沿轴线做简写振动切割磁感线产生感应电动势，设线圈a简谐振动的x-t关系 则v-t关系 线圈中的感应电动势 r为线圈半径，线圈产生的最大电压为 其他条件不变，仅增大线圈a简谐运动的频率，线圈产生的最大电压变大，所以充电设备两端的电压最大值变大，D错误。 故选C。 5. 某同学利用如图所示电路模拟远距离输电，图中交流电源电压有效值为6V，定值电阻R1=R2=R3=R4=20Ω，理想变压器T1的原、副线圈匝数比为1:3，理想变压器T2的原、副线圈匝数比为3:1，双刀双掷开关S先后接通电路Ⅰ（上面虚线框中的电路）和电路Ⅱ（下面虚线框中的电路），两电路都稳定工作，导线电阻忽略不计，下列说法不正确的是（　　） A. 电阻R1的电功率大于电阻R2的电功率 B. 通过电阻R2的电流为0.09A C. 电阻R3的电功率是1.8W D. 开关S接通电路Ⅱ时，交流电源的输出功率比接通电路Ⅰ时大 【答案】C 【解析】 【详解】AB.先对电路Ⅰ分析，有 则电阻R1的电功率为 再对电路Ⅱ分析，有 解得 所以 故AB正确； C.电阻R3的电功率是 C错误； D. 开关S接通电路Ⅰ时，交流电源的输出功率 开关S接通电路Ⅱ时，交流电源的输出功率为 开关S接通电路Ⅱ时，交流电源的输出功率比接通电路Ⅰ时大，D正确； 本题选不正确的，故选C。 6. 某种手机的无线充电原理如图所示。无线充电器中的基座线圈与的交变电源相连产生变化的磁场，手机中的接收线圈便能感应出电流给手机电池充电。已知接收线圈的两端电压为5V，下列说法正确的是（ ） A. 无线充电工作原理与变压器工作原理相同 B. 接收线圈中电流的频率为100Hz C. 无线充电发射线圈与接收线圈匝数比为44∶1 D. 充电时接收线圈始终有收缩的趋势 【答案】A 【解析】 【详解】A．无线充电和变压器工作原理都是互感现象，故A正确； B．交变电流频率为50Hz，接收线圈接收频率也为50Hz，故B错误； C．由于漏磁等因素，发射线圈与接收线圈匝数比不为44:1，故C错误； D．发射线圈产生的磁场周期性变化，所以穿过接收线圈的磁通量周期性变化，接收线圈不是始终有收缩趋势，故D错误。 故选A。 7. 在如图甲所示的虚线框内有匀强磁场，一固定的金属线圈有部分处在磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。规定磁感应强度垂直纸面向里为正方向、电流逆时针为正方向，安培力水平向左为正方向，线圈中产生的电动势E、电流I、内能Q、线框受到的安培力F与时间t的关系可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】AB．若设磁场向里为正方向，由楞次定律可知，在0~T时间内线圈中产生逆时针方向电流，在T~2T时间内线圈中产生顺时针方向电流，根据法拉第电磁感应定律 可知感应电动势大小不变，但是方向不同，根据 可知，在0~T时间内线圈中产生的逆时针方向电流不变，在T~2T时间内线圈中产生顺时针方向的电流也不变，选项AB错误； C．根据 可知，因I、R不变，则图像是过原点的直线，选项C正确； D．根据 在时间内B随时间均匀减小，则随时间均匀减小，且方向向左；在时间内B随时间均匀增加，则随时间均匀增加，且方向向右；在时间内随时间均匀减小，方向向左；时间内随时间均匀增大，方向向右，选项D错误。 故选C。 8. 如图，用轻质导线将一根硬直金属棒与电源、开关连接成电路，并将金属棒与ad'平行地搁在正方体的上表面，正方体处在匀强磁场中。闭合开关，发现金属棒竖直向上跳起，由此可知，该区域的磁场方向可能是（　　） A. 垂直aa'd'd平面 B. 垂直abb'a'平面 C. 平行abc'd'平面 D. 垂直abc'd'平面 【答案】BD 【解析】 【详解】根据题意可知，金属棒竖直向上跳起则安培力的方向竖直向上，电流方向沿导体棒，根据左手定则可知，安培力方向垂直于电流与磁场方向构成的平面，由数学知识可知，当磁场方向垂直abb'a'平面、垂直abc'd'平面时满足上述条件，当磁场方向平行abc'd'平面时，电流方向与磁场方向平行，金属棒不受安培力，不满足上述条件，当磁场方向垂直aa'd'd平面，安培力不是竖直向上，不满足上述条件。 故选BD。 9. 经过10多年的不懈努力，法拉第终于在1831年8月29日发现了“磁生电”的现象。如图，他把两个线圈绕在同一个软铁环上，一个线圈A连接电池与电键S，另一线圈B闭合并在其中一段直导线下方附近平行放置小磁针，小磁针静止时N极指向北方如图所示。利用此实验装置，下列说法正确的是（　　） A. 当合上电键S后，小磁针会抖动但最终又回到原来位置静止 B. 电键S断开和闭合的瞬间，小磁针偏转的方向不一样 C. 将线圈B的匝数增多，合上电键S的瞬间，小磁针抖动得更厉害 D. 电池由1节换为2节，保持电键S闭合一段时间后小磁针偏转的角度更大 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．合上电键A的瞬间，A线圈突然通电，导致B线圈的磁通量发生变化，B线圈产生感应电流，小磁针发生偏转；但A线圈通电电流达稳定后，B线圈的磁通量不发生变化，B线圈无感应电流，小磁针不再发生偏转，最终又回到原来位置静止，故A正确。 B．电键S断开和闭合的瞬间，B线圈产生的感应电流方向相反，所以小磁针偏转的方向也相反，故B正确。 C．将线圈B的匝数增多，合上电键S的瞬间，根据互感原理（变压器原理），线圈B上产生的感应电流的电流强度更大，小磁针抖动得更厉害，故C正确。 D．电池由1节换为2节，保持电键S闭合一段时间后，由于A线圈通电电流强度不变，B线圈的磁通量不变，B线圈没有产生感应电流，小磁针不发生偏转，故D错误。 故选ABC。 10. 如图所示，在匀强磁场的上方有一质量为m、半径为R的细导线做成的圆环，圆环的圆心与匀强磁场的上边界的距离为h．将圆环由静止释放，圆环刚进入磁场的瞬间和完全进入磁场的瞬间，速度均为υ．已知匀强磁场的磁感应强度为B，导体圆环的电阻为r，重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ） A. 圆环刚进入磁场的瞬间，速度 B. 圆环进入磁场的过程中，圆环产生的热量大于2mgR C. 圆环进入磁场的过程，做匀速直线运动 D. 圆环进入磁场的过程中，通过导体横截面的电荷量为 【答案】AD 【解析】 【详解】由图可知，圆环开始进入磁场时下落的高度为h-R，根据机械能守恒定律可知：mg（h-R）=mv2，解得：，故A正确；由于圆环刚进入磁场的瞬间和完全进入磁场的瞬间速度相等，根据动能定理得：mg2R-W=0，所以W=2mgR．而克服安培力所做的功等于产生的热量，故B错误．由于圆环刚进入磁场的瞬间和完全进入磁场的瞬间速度相等，该过程感应电流不同，安培力不同，故线圈不可能匀速，故C错误；根据，在进入过程中，，故 D正确. 二、实验题（本题共2小题，共16分，考生根据要求作答） 11. 在粗测油酸分子大小的实验中，具体操作如下： ①取油酸1.0mL注入2500mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到2500mL的刻度为止。摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液； ②用滴管吸取制得的溶液还滴滴入量筒。记录滴入的滴数直到量筒达到1.0mL为止。恰好共滴了100滴： ③在边长约40cm的浅水盘内注入约2cm深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有石膏粉，可以清楚地看出油膜轮廓： ④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油膜的形状； ⑤将画有油膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上，超过半格算一格，不足半格算零格共得到114格。 （1）利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液含油酸为___________m3（保留1位有效数字），油膜面积为___________m2。（保留。3位有效数字），求得油酸分子直径为___________m（保留1位有效数字）。 （2）若阿伏伽德罗常数为NA，油酸的摩尔质量为M，油酸的密度为ρ，则下列说法正确的是___________。 A. 1kg油酸所含有分子数为ρNA B. 1m3油酸所含分子数为 C. 1个油酸分子的质量为 D. 油酸分子的直径约为 【答案】（1） ①. 4×10-12 ②. 1.14×10-2 ③. 4×10-10 （2）BC 【解析】 【小问1详解】 [1]一滴油酸酒精溶液含油酸为 [2]油膜的面积为 [3]油酸分子直径为 【小问2详解】 A．1kg油酸所含有分子数为 A错误； B．1m3油酸所含分子数为 B正确； C．1个油酸分子的质量为 C正确； D．设油酸分子的直径d，则一个油酸分子的体积为 油酸的摩尔体积为 阿伏伽德罗常数为 解得 D错误。 故选BC。 12. （1）在下图甲乙丙丁图中。在图甲中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央），说明电流从负接线柱流入电流表时，电流表指针向左偏。则：在图乙中，磁体N极插入线圈A过程中，电流表的指针将______偏转（选填“向左”、“向右”或“不发生”）；在图丙中，导体棒ab向左移动过程中，电流表的指针将______偏转；（选填“向左”、“向右”或“不发生”）。 （2）在图丁中，R为光敏电阻（光强变大，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），并位于螺线管左侧。当光照增强时，从左向右看，金属环A中电流方向为______（选填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将______（选填“向左”或“向右”）运动。 【答案】（1） ①. 向左 ②. 向左 （2） ①. 逆时针 ②. 向左 【解析】 【小问1详解】 [1]电流从电流表负接线柱流入时，指针向左偏；电流从正接线柱流入时，指针向右偏。 乙图：N极插入线圈A，向下穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律，感应电流的磁场向上阻碍磁通量增加。由右手螺旋定则，线圈A感应电流从下端流出，流入电流表的负接线柱，因此指针向左偏转。 [2]丙图：磁场竖直向下（N在上S在下），导体棒ab向左移动，由右手定则，感应电流方向为，电流从a端流出后流入电流表的负接线柱，因此指针向左偏转。 【小问2详解】 [1]由右手螺旋定则，螺线管右端为N极，穿过金属环A的原磁场方向向右，且磁通量随电流增大而增加。根据楞次定律，A中感应磁场方向向左（阻碍磁通量增加），从左向右看，由右手螺旋定则，A中感应电流为逆时针。 [2]磁通量增加，A需要阻碍磁通量的增加，会向磁通量更小的左侧运动（楞次定律“来拒去留”，相互排斥），因此金属环A向左运动。 【点睛】 三、解答题（本题共3小题，共38分，要有必要的解题步骤） 13. 某小组研究远距离输电的模拟装置如图所示，发电机产生交变电流，输电线路的总电阻R=25Ω，降压变压器的原、副线圈匝数之比为，降压变压器副线圈接入一台效率（输出机械功率与输入电功率之比）η=80%的电动机，其额定电压U=220V。开关闭合后，电动机正常工作，恰好能将m=44kg的重物匀速提起，电机内阻热功率PT=220W。变压器视为理想变压器，除输电线路电阻、电动机线圈内阻外，其余导线电阻均不计，取。求： （1）电动机提升重物的速度v； （2）输电线路上损失的电压△U。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设电动机线圈内阻为r，电动机正常工作匀速提起重物，电动机机械功率 电动机额定功率 电动机的热功率 根据题意 根据能量守恒 联立并代入数据解得，， 【小问2详解】 根据降压变压器原、副线圈的匝数比 且 代入数据解得降压变压器原线圈电流，即输电线路电流 根据欧姆定律得，输电线路上损失的电压 14. 如图甲所示，一等腰直角三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板下方，图中的水平虚线过ab、ac边中点，在虚线的下方存在垂直于导线框所在平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小随时间变化的图像如图乙所示。已知直角边长l=0.40m，导线框的电阻R=0.003Ω， 求： （1）导线框在磁场变化时产生的感应电动势大小。 （2）在t=2s时，导线框所受安培力的大小。 （3）在t=0到t=2s时间内，导线框产生的焦耳热。 【答案】（1）0.006V （2） （3）0.024J 【解析】 【小问1详解】 线圈在磁场内部的面积 导线框在磁场变化时产生的感应电动势 【小问2详解】 线圈中的电流 在t=2s时，B=0.1T，有效长度 导线框所受安培力的大小 【小问3详解】 在t=0到t=2s时间内，导线框产生的焦耳热 15. 如图甲，、是水平放置的足够长的平行光滑直导轨，其间距为，阻值的电阻接在导轨端，导体棒静止在导轨上，棒接入电路的电阻为，初始棒离距离为。从开始，给空间加入方向竖直向下的磁场，磁感应强度随时间变化的规律如图乙，加入磁场的同时对棒施加一个水平向左的拉力使其保持静止；时，棒由静止开始向左做匀加速直线运动，水平外力随时间变化的规律为（，单位），后撤掉水平拉力，棒最终停在导轨上。棒始终保持与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计。求： （1）内棒上产生的热量； （2）水平拉力的最大功率； （3）整个过程中棒运动的位移大小。 【答案】（1）；（2）24W；（3） 【解析】 【详解】（1）内，根据法拉第电磁感应定律有 由闭合电路欧姆定律有 棒上产生的热量 联立解得 （2）棒加速过程，根据法拉第电磁感应定律有 根据闭合电路欧姆定律有 根据牛顿第二定律有 棒做匀加速直线运动 上式联立可得 化简得 对照 （） 解得 ， 时水平拉力的功率最大，此时有 ， 最大功率 （3）棒加速过程运动的位移 撤掉水平拉力后，根据动量定理有 即有 其中 整个过程中棒运动的位移 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $