精品解析：宁夏回族自治区石嘴山市第三中学2024-2025学年高二下学期4月期中物理试题

石嘴山三中2024-2025学年第二学期高二年级 期中物理试题 一、单选题（本大题共13小题，每题3分，共39分）。 1. 关于物理学发展过程中的认识，下列说法正确的是（　　） A. 奥斯特发现了电流的磁效应,并发现了电磁感应现象 B. 法拉第在分析了许多实验事实后提出,感应电流应具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 C. 楞次发现了电流的磁效应,揭示了磁现象和电现象之间的联系 D. 在法拉第、纽曼、韦伯等人工作的基础上,人们认识到：电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比,后人称之为法拉第电磁感应定律 2. 如图所示，MN、PQ为两条平行的水平放置的金属导轨，左端接有定值电阻R，金属棒ab斜放在两导轨之间，与导轨接触良好，ab=L。磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面，设金属棒与两导轨间夹角为60°，以速度v水平向右匀速运动，不计导轨和棒的电阻，则流过金属棒的电流为（　　） A. B. C. D. 3. 在匀强磁场B中一带电粒子做匀速圆周运动半周后又顺利进入另一磁感应强度是2B的匀强磁场中，B的方向如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 粒子速率加倍，周期减半 B. 粒子的半径加倍，周期加倍 C. 粒子的半径减半，周期减半 D. 粒子在磁感应强度为2B的匀强磁场中仍沿逆时针方向运动 4. 图甲为100匝面积为的圆形金属线圈处于匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面，时刻磁场方向如图甲所示，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 0~2s内，线圈中感应电流的方向为顺时针 B. 3s~4s内，线圈中感应电动势大小为0.08V C. 3s~4s和4s~5s内，线圈中感应电流方向相同 D. 第5s内，线圈有扩张的趋势 5. 如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，产生的交变电动势的图象如图乙所示.下列说法正确的是（ ） A. 时，通过线框的磁通量为零 B. 时，线框平面与中性面重合 C. 线框匀速转动时的角速度大小为 D. 线框产生的交变电动势的有效值为 6. 水平地面上放条形磁铁，磁铁极上方吊着导线与磁铁垂直，导线中通入向纸内的电流（如图所示），且磁铁始终保持静止。则下列结论正确的是（　　） A. 弹簧的弹力变小 B. 地面受到磁铁的压力不受影响 C. 地面受到磁铁的压力变小 D. 条形磁铁受到桌面的摩擦力向左 7. 如图所示的电路中，A、B、C是三个相同的灯泡，L是自感线圈，其电阻与灯泡电阻相等，开关S先闭合然后再断开，则（　　） A. 闭合开关S的瞬间，灯泡A、B、C同时亮 B. 闭合开关S的瞬间，A立即亮而B、C慢慢亮 C. 断开开关S的瞬间，A、B、C先闪亮一下，然后逐渐变暗 D. 断开开关S的瞬间，灯泡A、B、C中的电流大小相同 8. 如图所示，理想变压器的原线圈接入电压恒定的交流电源，电表均为理想电表，导线电阻不计，为定值电阻。现将滑动变阻器R的滑动触头向上滑动，则下列说法正确的是（　　） A. 电流表示数均变大 B. 电压表示数均不变 C. 变压器输入功率变小 D. 定值电阻消耗的功率变大 9. 在图乙的电路中，通入如图甲所示的交变电流，此交变电流的每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定。电阻R的阻值为，电表均为理想电表，下列判断正确的是（ ） A. 该交变电流的电压有效值为 B. 电流表示数为 C. 电阻R一个周期内产生的热量为 D. 电压表的示数为 10. 霍尔传感器中的霍尔元件为一长方体结构，长宽高分别为a、b、c。如图所示，将霍尔传感器放入竖直向下的磁场中，霍尔元件产生的霍尔电压为前表面（图中阴影部分）电势高。下列说法正确的是（ ） A. 霍尔元件中电流I的载流子是负电荷定向运动形成的 B 当滑动变阻器滑动触头向左滑动，霍尔电压将减小 C. 同时改变磁场和电流的方向，电压表指针会偏向另一边 D. 霍尔电压大小与霍尔元件的长宽高a、b、c都有关系 11. 如图，固定在水平面上的半径为的金属圆环内存在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。金属棒一端与圆环接触良好，另一端通过电刷固定在竖直导电转轴上的P点（P点为金属圆环的圆心），随轴以角速度顺时针匀速转动。在金属圆环的M点和电刷间接有阻值为R的电阻，不计其他电阻及摩擦。下列说法正确的是（　　） A. R两端的电压为 B. 电路中的电流为 C. P点相当于电源的负极 D. 流过R的电流由M到N 12. 如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直.金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面.现金属杆PQ向右运动，不同情况下，关于感应电流的方向，下列说法正确的是： A 若金属杆PQ向右匀速运动， PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向 B. 若金属杆PQ向右加速运动，PQRS中沿逆时针方向， T中沿顺时针方向 C. 若金属杆PQ向右加速运动， PQRS中沿逆时针方向， T中沿逆时针方向 D. 若金属杆PQ向右减速运动，PQRS中沿逆时针方向， T中沿顺时针方向 13. 竖直平行导轨MN上端接有电阻R，金属杆ab质量为m，电阻也为R，跨在平行导轨间的长度为L，垂直导轨平面的水平匀强磁场方向向里，不计导轨电阻，不计摩擦，且ab与导轨接触良好，如图所示。若ab杆在竖直方向上的外力F作用下匀速上升h，则下列说法正确的是（　　） A. 金属杆ab克服安培力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热 B. 拉力F与金属杆ab安培力所做的功之和等于金属杆机械能的增加量 C. 拉力F与重力做功的代数和等于金属杆上产生的焦耳热 D. 拉力F与安培力的合力所做的功大于mgh 二、多选题（本大题共5小题，每题3分，少选得1.5分，错选或多选得3分，共15分）。 14. 电磁感应现象在科技和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，发射线圈接入恒定电流也能实现手机充电 B. 图乙中，电磁炉不能使用陶瓷锅，是因为陶瓷不能产生涡流 C. 图丙中，冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈产生大量热量，冶炼金属 D. 图丁中，电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理 15. 如图所示为电磁流量计（即计算单位时间内流过某一横截面的液体体积）的原理图：一圆形导管直径为d，用非磁性材料制成，其中有可以导电的液体向左流动。图中磁场方向垂直于纸面向里，大小为B，导电液体中的自由电荷（正、负离子）在洛伦兹力作用下偏转，a、b间出现电势差。当自由电荷所受电场力和洛伦兹力平衡时，a、b间的电势差就稳定为U，则（　　） A. 电势a高b低 B. 电势b高a低 C. 流量 D. 流量 16. 如图所示为交流发电机的示意图。一矩形线圈在两磁极间的匀强磁场中绕轴逆时针匀速转动，线圈匝数，线圈电阻，定值电阻，其余电阻不计。线圈绕垂直于磁场的轴以角速度逆时针匀速转动，线圈转动过程中最大磁通量。从图示位置（线圈平面与磁场方向平行）开始计时，下列说法正确的是（　　） A. 时，线圈位于中性面位置 B. 该交流电电流的有效值为 C. 线圈转动一周，通过电阻的电流方向改变两次 D. 在内，通过电阻的电荷量为 17. 如图所示，边长为L的单匝均匀金属线框置于光滑水平桌面上，在拉力作用下以恒定速度通过宽度为D（）、方向竖直向下的有界匀强磁场，在整个过程中线框的ab边始终与磁场的边界平行，若以F表示拉力大小、以表示线框ab两点间的电势差、I表示通过线框的电流（规定逆时针为正）、P表示拉力的功率，则下列反映这些物理量随时间变化的图象中可能正确的是（　　） A. B. C D. 18. 如图所示，某小型水电站发电机的输出功率P=100kW，发电机的电压（经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻在用户端用降压变压器把电压降为已知输电线上损失的功率假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（　　） A. 发电机输出的电流 B. 输电线上的电流 C. 降压变压器的匝数比 D. 升压变压器匝数比 三、实验题（本大题每空1分，共10分）。 19. 在“研究电磁感应现象”的实验中。 （1）如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。 ①如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将A线圈迅速插入B线圈中，电流计指针将________偏转。（填“向左”“向右”或“不”） ②连好电路后，并将A线圈插入B线圈中后，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是（ ） A．插入铁芯 B．拔出A线圈 C．变阻器的滑片向左滑动D．断开电键S瞬间 （2）G为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况如图（1）中所示，即电流从电流表G的左接线柱进时，指针也从中央向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图（2）中的条形磁铁的运动方向是向_______（填“上”或“下”）；图（3）中电流表的指针向_______偏（填“左”或“右”）；图（4）中的条形磁铁下端为_______极（填“N”或“S”）。 20. 某班物理实验课上，同学们用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示. （1）变压器铁芯的结构和材料（　　）（填字母代号） A. 是整块硅钢铁芯 B. 是整块不锈钢铁芯 C. 用绝缘的铜片叠成 D. 用绝缘的硅钢片叠成 （2）下列说法正确的是（　　） A. 为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数 B. 变压器的原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡” C. 可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响 D. 测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量 E. 变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈 F. 变压器开始正常工作后，若不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用 （3）如图丙所示，某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器铁芯上。原线圈接学生电源的交流输出端，副线圈接小灯泡。下列说法正确的是（　　） A. 与变压器未通电时相比较，此时若将可拆变压器上端的横条铁芯取下将更费力 B. 若仅增加原线圈绕制的圈数，小灯泡的亮度将保持不变 C. 若仅增加副线圈绕制的圈数，学生电源的过载指示灯可能会亮起 （4）组装变压器时，李辉同学没有将铁芯闭合，如图甲所示，原线圈接8.0V的学生电源，原副线圈的匝数比为8：1，副线圈两端接交流电压表，则交流电压表的实际读数可能是（　　） A. 0V. B. 0.7V C. 1.0V D. 64.0V （5）李明同学用组装好的变压器进行实验，如图乙所示，实验时变压器左边线圈选“800匝接线柱”接入，右边线圈选“400匝接线柱”接入，实验测量数据如表： Ua/V 1.80 2.80 3.80 4.90 Ub/V 4.00 6.01 8.02 9.98 根据测量数据可判断连接交流电源的原线圈是_______（填“左边线圈”或“右边线圈”）。 四、计算题：本大题共5小题，共36分。 21. 如图，abcd为交流发电机的矩形线圈，其面积为S，匝数为n，线圈电阻为r，外电阻为R。线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO'匀速转动，角速度为。若图中的电压表、电流表均为理想交流电表，求： （1）若从图示位置开始计时，写出e的表达式； （2）交流电压表和交流电流表的示数； 22. 固定在同一水平面上的两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ，间距为L=1m，MP间接入一阻值为的电阻，一长度大于L的金属杆ac垂直于MN边放置在导轨上，金属杆的质量为m=1kg，导轨间电阻，整个装置处于磁感应强度大小为B=1T，方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆在外力F的作用下从t=0时刻开始向右做初速度为零的匀加速直线运动，加速度大小为，金属杆在运动过程中始终垂直于MN边且与导轨接触良好，求t=1s时： （1）流经R的电流I为多大； （2）外力F的大小。 23. 如图所示，匀强磁场垂直纸面向外，以竖直方向的虚线PQ为界，左右两侧还都存在着匀强电场，两侧的电场强度大小相等，右侧的电场沿竖直方向，左侧的电场方向未知。一质量为m、电荷量为q的小球以速度v自A点沿着与竖直方向成30°角的方向斜向下运动，之后恰好可以沿直线运动至虚线PQ上的B点，穿过PQ后做匀速圆周运动，一段时间后再次到达虚线PQ上的C点。已知当地重力加速度为g。 （1）求匀强磁场的磁感应强度大小； （2）求小球在PQ右侧自B点运动至C点的时间。 24. 如图所示为某一新能源动力电池充电的供电电路图。配电设施的输出电压，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。充电桩充电时的额定功率，额定电压，变压器均视为理想变压器。求： （1）升压变压器副线圈两端电压以及降压变压器原线圈两端电压； （2）通过输电线上的电流及输电线的总电阻r； （3）供电电路的效率。 25. 如图所示，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑连接，右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、接入电路的电阻为2R的金属棒从高度为h处由静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒与导轨垂直且接触良好，重力加速度为g。求： （1）金属棒进入磁场的瞬间，金属棒两端的电压； （2）金属棒在磁场运动过程中，金属棒产生的焦耳热； （3）金属棒在磁场中运动的时间t． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 石嘴山三中2024-2025学年第二学期高二年级 期中物理试题 一、单选题（本大题共13小题，每题3分，共39分）。 1. 关于物理学发展过程中的认识，下列说法正确的是（　　） A. 奥斯特发现了电流的磁效应,并发现了电磁感应现象 B. 法拉第在分析了许多实验事实后提出,感应电流应具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 C. 楞次发现了电流的磁效应,揭示了磁现象和电现象之间的联系 D. 在法拉第、纽曼、韦伯等人工作的基础上,人们认识到：电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比,后人称之为法拉第电磁感应定律 【答案】D 【解析】 【详解】AC．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了磁现象和电现象之间的联系，法拉第发现了电磁感应现象，故AC错误； B．楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故B错误； D．纽曼、韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后，先后指出：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，后人称之为法拉第电磁感应定律，故D正确； 2. 如图所示，MN、PQ为两条平行的水平放置的金属导轨，左端接有定值电阻R，金属棒ab斜放在两导轨之间，与导轨接触良好，ab=L。磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面，设金属棒与两导轨间夹角为60°，以速度v水平向右匀速运动，不计导轨和棒的电阻，则流过金属棒的电流为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】金属棒切割磁感线的有效长度为 根据法拉第电磁感应定律 由欧姆定律 解得 B正确，ACD错误。 故选B。 3. 在匀强磁场B中一带电粒子做匀速圆周运动半周后又顺利进入另一磁感应强度是2B的匀强磁场中，B的方向如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 粒子速率加倍，周期减半 B. 粒子的半径加倍，周期加倍 C. 粒子的半径减半，周期减半 D. 粒子在磁感应强度为2B的匀强磁场中仍沿逆时针方向运动 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】ABC．粒子在磁场中运动，洛伦兹力不做功，故粒子进入另一磁感应强度是2B的匀强磁场中速率不变； 根据洛伦兹力提供向心力有 解得 带电粒子进入2B的磁场中时，洛仑兹力加倍，但速度不变，可得粒子的半径减为原来的一半、周期减半，选项AB错误，C正确； D．根据左手定则可判断粒子带负电，进入磁感应强度为2B的匀强磁场中将沿顺时针方向运动，选项D错误。 故选C。 4. 图甲为100匝面积为的圆形金属线圈处于匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面，时刻磁场方向如图甲所示，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 0~2s内，线圈中感应电流的方向为顺时针 B. 3s~4s内，线圈中感应电动势大小为0.08V C. 3s~4s和4s~5s内，线圈中感应电流方向相同 D. 第5s内，线圈有扩张的趋势 【答案】C 【解析】 【详解】A．0~2s内，磁通量增大，根据楞次定律可知，线圈中感应电流的方向为逆时针方向，故A错误； B．3s~4s内，根据法拉第电磁感应定律有 V 故B错误； CD．3~4s，由题图可看出在该段时间内，磁场的方向垂直纸面向里且在减小，根据楞次定律可知，线框中感应电流方向沿顺时针方向；4 ~ 5s，由题图可看出在该段时间内，磁场的方向垂直纸面向外且在增大，根据楞次定律可知，线框中感应电流方向沿顺时针方向，线圈有缩小的趋势，故C正确，D错误； 故选C。 5. 如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，产生的交变电动势的图象如图乙所示.下列说法正确的是（ ） A. 时，通过线框的磁通量为零 B. 时，线框平面与中性面重合 C. 线框匀速转动时的角速度大小为 D. 线框产生的交变电动势的有效值为 【答案】B 【解析】 【详解】A．时，感应电动势为零，此时通过线框的磁通量最大，选项A错误； B．时，感应电动势为零，此时通过线框的磁通量最大，线框平面与中性面重合，选项B正确； C．线框匀速转动时的角速度大小为 选项C错误； D．线框产生的交变电动势的有效值为 选项D错误。 故选B。 6. 水平地面上放条形磁铁，磁铁极上方吊着导线与磁铁垂直，导线中通入向纸内的电流（如图所示），且磁铁始终保持静止。则下列结论正确的是（　　） A. 弹簧的弹力变小 B. 地面受到磁铁的压力不受影响 C. 地面受到磁铁的压力变小 D. 条形磁铁受到桌面摩擦力向左 【答案】C 【解析】 【详解】A．对通电导线受力分析，受重力、弹力和安培力，导线所在位置的磁场方向斜向右上方，由左手定则可知，安培力方向斜向右下，可知弹簧被拉伸增大，则弹力变大，A错误； BC．由牛顿第三定律可知，通电导线对条形磁铁有斜向左上方的作用力，因此地面对条形磁铁的支持力变小，由牛顿第三定律可知，地面受到磁铁的压力变小，B错误，C正确； D．通电导线对条形磁铁有斜向左上方的作用力，该力对条形磁铁有水平向左的分力，条形磁铁相对地面有向左的运动趋势，因此条形磁铁受到桌面的摩擦力水平向右，D错误。 故选C。 7. 如图所示的电路中，A、B、C是三个相同的灯泡，L是自感线圈，其电阻与灯泡电阻相等，开关S先闭合然后再断开，则（　　） A. 闭合开关S的瞬间，灯泡A、B、C同时亮 B. 闭合开关S的瞬间，A立即亮而B、C慢慢亮 C. 断开开关S的瞬间，A、B、C先闪亮一下，然后逐渐变暗 D. 断开开关S的瞬间，灯泡A、B、C中的电流大小相同 【答案】D 【解析】 【详解】AB. 闭合开关S的瞬间，由于自感线圈的阻碍作用，使得电流逐渐变大，灯A慢慢变亮，B、C立即亮，故AB错误； CD. 断开开关S的瞬间，右侧形成闭合回路，由于自感线圈对电流的阻碍作用，使通过A的电流慢慢变小，因为自感线圈电阻与灯电阻相同，所以三个灯泡的电流相同，断开开关S瞬间，三个灯泡电流大小相同，且同时逐渐变暗。故C错误，D正确。 故选D。 8. 如图所示，理想变压器的原线圈接入电压恒定的交流电源，电表均为理想电表，导线电阻不计，为定值电阻。现将滑动变阻器R的滑动触头向上滑动，则下列说法正确的是（　　） A. 电流表示数均变大 B. 电压表示数均不变 C. 变压器输入功率变小 D. 定值电阻消耗的功率变大 【答案】C 【解析】 【详解】A．滑动触头向上滑动，R变大，副线圈总电阻变大，副线圈电流减小，又因为原、副线圈匝数比不变，所以原线圈电流也变小，故 A错误； B．滑动触头向上滑动，R变大，原、副线圈两端电压均不变，所以电压表示数不变，电阻R分压变大，电压表示数变大，故B错误； C．由，原线圈电流变小，电压表示数不变，可知变压器输入功率变小，故C正确； D．由可知，副线圈电流减小，则定值电阻消耗的功率变小，故 D错误。 故选C。 9. 在图乙的电路中，通入如图甲所示的交变电流，此交变电流的每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定。电阻R的阻值为，电表均为理想电表，下列判断正确的是（ ） A. 该交变电流的电压有效值为 B. 电流表的示数为 C. 电阻R一个周期内产生的热量为 D. 电压表的示数为 【答案】A 【解析】 【详解】AD．设此交变电流的电压有效值为，根据有效值定义可得 解得 则该交变电流的电压有效值为6V，电压表的示数为6V，故A正确，D错误； B．由闭合电路欧姆定律可得电流表的示数为 故B错误： C．由焦耳定律得电阻R一个周期内产生的热量为 故C错误。 故选A。 10. 霍尔传感器中的霍尔元件为一长方体结构，长宽高分别为a、b、c。如图所示，将霍尔传感器放入竖直向下的磁场中，霍尔元件产生的霍尔电压为前表面（图中阴影部分）电势高。下列说法正确的是（ ） A. 霍尔元件中电流I的载流子是负电荷定向运动形成的 B. 当滑动变阻器滑动触头向左滑动，霍尔电压将减小 C. 同时改变磁场和电流的方向，电压表指针会偏向另一边 D. 霍尔电压大小与霍尔元件的长宽高a、b、c都有关系 【答案】A 【解析】 【详解】AC．由题知，霍尔元件产生的霍尔电压为前表面（图中阴影部分）电势高，则根据左手定则可知霍尔元件中电流I的载流子是负电荷定向运动形成的，且同时改变磁场和电流的方向，粒子的偏转方向不变，电压表指针会偏向不变，故A正确、B错误； BD．当达到稳定状态时满足 其中 解得霍尔电势差 则霍尔电压大小与霍尔元件的宽b有关系，且变阻器滑动触头向左滑动，电流变大，U变大，故BD错误。 故选A。 11. 如图，固定在水平面上的半径为的金属圆环内存在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。金属棒一端与圆环接触良好，另一端通过电刷固定在竖直导电转轴上的P点（P点为金属圆环的圆心），随轴以角速度顺时针匀速转动。在金属圆环的M点和电刷间接有阻值为R的电阻，不计其他电阻及摩擦。下列说法正确的是（　　） A. R两端的电压为 B. 电路中的电流为 C. P点相当于电源的负极 D. 流过R的电流由M到N 【答案】B 【解析】 【详解】A．金属棒绕转轴转动切割磁感线，因不计其他电阻，则R两端端的电压就等于金属棒产生的感应电动势，则有 故A错误； B．电阻的阻值为R，不计其他电阻，则有 故B正确； CD．根据右手定则，P点相当于电源的正极，流过R的电流由N到M，故CD错误。 故选B。 12. 如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直.金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面.现金属杆PQ向右运动，不同情况下，关于感应电流的方向，下列说法正确的是： A. 若金属杆PQ向右匀速运动， PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向 B. 若金属杆PQ向右加速运动，PQRS中沿逆时针方向， T中沿顺时针方向 C. 若金属杆PQ向右加速运动， PQRS中沿逆时针方向， T中沿逆时针方向 D. 若金属杆PQ向右减速运动，PQRS中沿逆时针方向， T中沿顺时针方向 【答案】B 【解析】 【分析】PQ切割磁感线，根据右手定则判断；PQRS产生电流后，会对穿过T的磁感应强度产生影响，根据楞次定律分析T中的感应电流的变化情况； 【详解】PQ向右运动，导体切割磁感线，根据右手定则，可知电流由Q流向P，即逆时针方向； A、金属杆PQ向右匀速运动，根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势大小不变，根据闭合电路欧姆定律可得感应电流不变，垂直纸面向外感生磁场不变，根据楞次定律可知则T不会产生感应电流，故A错误； BC、金属杆PQ向右加速运动，根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势大小变大，根据闭合电路欧姆定律可得感应电流变大，垂直纸面向外感生磁场变大，根据楞次定律可知T的感应电流产生的磁场应指向纸面里面，则感应电流方向为顺时针，故B正确，C错误； 金属杆PQ向右减速运动，根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势大小变小，根据闭合电路欧姆定律可得感应电流变小，垂直纸面向外感生磁场变小，根据楞次定律可知T的感应电流产生的磁场应指向纸面外面，则感应电流方向为逆时针；故D错误； 故选B． 【点睛】关键是掌握右手定则判断感应电流的方向，还要理解轨道PQRS产生了感应电流瞬间会，让一圆环形金属框中的磁通量的变化，又会产生感应电流． 13. 竖直平行导轨MN上端接有电阻R，金属杆ab质量为m，电阻也为R，跨在平行导轨间的长度为L，垂直导轨平面的水平匀强磁场方向向里，不计导轨电阻，不计摩擦，且ab与导轨接触良好，如图所示。若ab杆在竖直方向上的外力F作用下匀速上升h，则下列说法正确的是（　　） A. 金属杆ab克服安培力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热 B. 拉力F与金属杆ab安培力所做的功之和等于金属杆机械能的增加量 C. 拉力F与重力做功的代数和等于金属杆上产生的焦耳热 D. 拉力F与安培力的合力所做的功大于mgh 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据功能关系可知，金属杆ab克服安培力所做的功等于电阻R上和金属杆ab产生的焦耳热之和， A错误； B．金属杆机械能的增加量等于除重力外的其他力所做的功，即拉力F与金属杆ab安培力所做的功之和等于金属杆机械能的增加量，B正确； C．ab杆在竖直方向外力F作用下匀速上升h，由动能定理可得 则 即，拉力F与重力做功的代数和等于金属杆克服安培力做的功，但大于金属杆上产生的焦耳热，C错误； D．ab杆在竖直方向外力F作用下匀速上升h，由动能定理可得 则 即拉力F与安培力的合力所做的功等于，D错误。 故选B。 二、多选题（本大题共5小题，每题3分，少选得1.5分，错选或多选得3分，共15分）。 14. 电磁感应现象在科技和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，发射线圈接入恒定电流也能实现手机充电 B. 图乙中，电磁炉不能使用陶瓷锅，是因为陶瓷不能产生涡流 C. 图丙中，冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈产生大量热量，冶炼金属 D. 图丁中，电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起，这为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理 【答案】BD 【解析】 【详解】A．充电设备中的发射线圈通恒定电流，其产生的磁场是恒定的，不能使手机产生感应电流，不能实现无线充电，故A错误； B．电磁炉不能用陶瓷锅是因为陶瓷锅属于绝缘材料，不会产生涡流，故B正确； C．真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈产生交变磁场，被冶炼的金属产生涡流，产生大量的热从而冶炼金属，故C错误； D．电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理，故D正确。 故选BD。 15. 如图所示为电磁流量计（即计算单位时间内流过某一横截面的液体体积）的原理图：一圆形导管直径为d，用非磁性材料制成，其中有可以导电的液体向左流动。图中磁场方向垂直于纸面向里，大小为B，导电液体中的自由电荷（正、负离子）在洛伦兹力作用下偏转，a、b间出现电势差。当自由电荷所受电场力和洛伦兹力平衡时，a、b间的电势差就稳定为U，则（　　） A. 电势a高b低 B. 电势b高a低 C. 流量 D. 流量 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．根据左手定则可知，正电荷向下偏转，因此b侧电势高于a侧电势，A错误，B正确； CD．当达到平衡时 而 流量 联立解得 C正确，D错误。 故选BC。 16. 如图所示为交流发电机的示意图。一矩形线圈在两磁极间的匀强磁场中绕轴逆时针匀速转动，线圈匝数，线圈电阻，定值电阻，其余电阻不计。线圈绕垂直于磁场的轴以角速度逆时针匀速转动，线圈转动过程中最大磁通量。从图示位置（线圈平面与磁场方向平行）开始计时，下列说法正确的是（　　） A. 时，线圈位于中性面位置 B. 该交流电电流的有效值为 C. 线圈转动一周，通过电阻的电流方向改变两次 D. 在内，通过电阻的电荷量为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由题可知，线圈转动的周期为 由于线圈经过即可经过中性面，当，线圈已过中性面，A错误； B．该交流电的最大电动势 电动势的有效值 故交流电电流的有效值 B错误； C．线圈每转动一周，经过两次中性面，电流方向改变两次，C正确； D．根据法拉第电磁感应定律可知 又因为 故有 D正确。 故选CD。 17. 如图所示，边长为L的单匝均匀金属线框置于光滑水平桌面上，在拉力作用下以恒定速度通过宽度为D（）、方向竖直向下的有界匀强磁场，在整个过程中线框的ab边始终与磁场的边界平行，若以F表示拉力大小、以表示线框ab两点间的电势差、I表示通过线框的电流（规定逆时针为正）、P表示拉力的功率，则下列反映这些物理量随时间变化的图象中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】A．线框做匀速直线运动，进入磁场和出磁场过程中根据楞次定律阻碍相对运动的条件，可知拉力与安培力等大反向，即 即线圈进入磁场和出离磁场的过程中拉力相同；线框完全进入磁场运动过程中，闭合线框中，线框中无感应电流，所以安培力为0，拉力大小为0，故A错误； B．线框进入磁场时，导体棒切割磁感线，即电源，根据右手定则可知 所以两端电势差为路端电压 完全进入磁场，线框中无电流，所以 线框穿出磁场过程中，边切割磁感线，根据楞次定律判断感应电流可知 则 对应图像可知，选项B正确； C．线框进入磁场时，根据右手定则可知线框中电流为逆时针方向，线框离开磁场时，电流为顺时针方向，且电流大小相同，结合上述分析可知，选项C正确； D．线框完全进入磁场运动过程中，拉力为0，根据可知拉力功率为0，选项D错误。 故选BC。 18. 如图所示，某小型水电站发电机的输出功率P=100kW，发电机的电压（经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻在用户端用降压变压器把电压降为已知输电线上损失的功率假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（　　） A. 发电机输出的电流 B. 输电线上的电流 C. 降压变压器的匝数比 D. 升压变压器匝数比 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．根据 发电机输出的电流，故A正确； B．根据 输电线上的电流，故B错误； C．降压变压器副线圈得到的功率为 降压变压器副线圈电流为 降压变压器的匝数比，故C正确； D．升压变压器匝数比，故D正确。 故选ACD。 三、实验题（本大题每空1分，共10分）。 19. 在“研究电磁感应现象”的实验中。 （1）如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。 ①如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将A线圈迅速插入B线圈中，电流计指针将________偏转。（填“向左”“向右”或“不”） ②连好电路后，并将A线圈插入B线圈中后，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是（ ） A．插入铁芯 B．拔出A线圈 C．变阻器的滑片向左滑动D．断开电键S瞬间 （2）G为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况如图（1）中所示，即电流从电流表G的左接线柱进时，指针也从中央向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图（2）中的条形磁铁的运动方向是向_______（填“上”或“下”）；图（3）中电流表的指针向_______偏（填“左”或“右”）；图（4）中的条形磁铁下端为_______极（填“N”或“S”）。 【答案】（1） ①. 向右 ②. BD （2） ①. 下 ②. 右 ③. S 【解析】 【小问1详解】 [1]已知闭合开关瞬间，A线圈中的磁通量增加，产生的感应电流使灵敏电流计的指针向右偏转，可知磁通量增加时，灵敏电流计的指针向右偏转；当开关闭合后，将A线圈迅速插入B线圈中时，B线圈中的磁通量增加，所以产生的感应电流也应使灵敏电流计的指针向右偏转。 [2]A．要使灵敏电流计的指针向左偏转，根据感应电流的磁场阻碍磁通量变化知，磁通量应减小，插入铁芯时，B线圈中的磁通量增大，A错误； B．拔出A线圈时，B线圈中的磁通量减小，B正确； C．变阻器的滑片向左滑动时，接入电路的电阻减小，电流增大，B线圈中的磁通量增大，C错误； D．断开开关S瞬间，电流减小，B线圈中的磁通量减小，D正确。 故选BD。 小问2详解】 [1][2] [3]图（2）中指针向左偏，可知感应电流的方向沿顺时针（俯视），感应电流的磁场方向向下，条形磁体的磁场方向向上，由感应电流的磁场阻碍磁通量变化可知，磁通量增大，条形磁体向下插入；图（3）中条形磁铁向下运动，可知向下的磁通量在增加，由感应电流的磁场方向阻碍原磁通量的变化可知感应电流方向为逆时针（俯视），即感应电流从电流表的右端流入电流表，即指针向右偏；图（4）中可知指针向右偏，则感应电流的方向是逆时针（俯视），由安培定则可知，感应电流的磁场方向向上，条形磁体向上拔出，即磁通量减小，由感应电流的磁场阻碍磁通量变化可知，条形磁体的磁场方向向上，所以条形磁体上端为N极，下端为S极。 20. 某班物理实验课上，同学们用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示. （1）变压器铁芯的结构和材料（　　）（填字母代号） A. 是整块硅钢铁芯 B. 是整块不锈钢铁芯 C. 用绝缘的铜片叠成 D. 用绝缘的硅钢片叠成 （2）下列说法正确的是（　　） A. 为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数 B. 变压器的原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡” C. 可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响 D. 测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量 E. 变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈 F. 变压器开始正常工作后，若不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用 （3）如图丙所示，某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上。原线圈接学生电源的交流输出端，副线圈接小灯泡。下列说法正确的是（　　） A. 与变压器未通电时相比较，此时若将可拆变压器上端的横条铁芯取下将更费力 B. 若仅增加原线圈绕制的圈数，小灯泡的亮度将保持不变 C. 若仅增加副线圈绕制的圈数，学生电源的过载指示灯可能会亮起 （4）组装变压器时，李辉同学没有将铁芯闭合，如图甲所示，原线圈接8.0V的学生电源，原副线圈的匝数比为8：1，副线圈两端接交流电压表，则交流电压表的实际读数可能是（　　） A. 0V. B. 0.7V C. 1.0V D. 64.0V （5）李明同学用组装好的变压器进行实验，如图乙所示，实验时变压器左边线圈选“800匝接线柱”接入，右边线圈选“400匝接线柱”接入，实验测量数据如表： Ua/V 1.80 2.80 3.80 4.90 Ub/V 4.00 6.01 8.02 9.98 根据测量数据可判断连接交流电源的原线圈是_______（填“左边线圈”或“右边线圈”）。 【答案】（1）D （2）CDF （3）AC （4）B （5）右边线圈 【解析】 【小问1详解】 变压器铁芯的材料要选择磁性材料，为防止出现涡流，用绝缘的硅钢片叠成，D正确。 故选D。 【小问2详解】 A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，使得次级电压较小，A错误； B．变压器的原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“交流电压挡”，B错误； C．可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，C正确； D．测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量，防止烧坏电表，D正确； E．变压器开始正常工作后，通过电磁感应，把电能由原线圈输送到副线圈，E错误； F．变压器开始正常工作后，若不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用，F正确。 故选CDF。 【小问3详解】 A．变压器线圈通电后会产生磁场，从而对变压器上端的横条铁芯有吸引作用，则与变压器未通电时相比较，此时若将可拆变压器上端的横条铁芯取下将更费力，A正确； B．若仅增加原线圈绕制的圈数，则次级电压减小，小灯泡的亮度将变暗，B错误； C．若仅增加副线圈绕制的圈数，则次级电压变大，学生电源的过载指示灯可能会亮起，C正确。 故选AC。 【小问4详解】 根据理想变压器的规律可得 但是铁芯未闭合，故所测得的电压应小于，B正确。 故选B。 【小问5详解】 根据电压比规律可知原线圈与副线圈电压之比等于原线圈与副线圈匝数之比，观察表格数据，当但考虑到漏磁，副线圈的实际得到电压应小于理论计算值，故连接交流电源的原线圈是右边线圈。 四、计算题：本大题共5小题，共36分。 21. 如图，abcd为交流发电机的矩形线圈，其面积为S，匝数为n，线圈电阻为r，外电阻为R。线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO'匀速转动，角速度为。若图中的电压表、电流表均为理想交流电表，求： （1）若从图示位置开始计时，写出e的表达式； （2）交流电压表和交流电流表的示数； 【答案】（1） （2）； 【解析】 【小问1详解】 由法拉第电磁感应定律可知 【小问2详解】 电动势的最大值为 电流的最大值为 故电流表读数为 电压表读数为 22. 固定在同一水平面上的两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ，间距为L=1m，MP间接入一阻值为的电阻，一长度大于L的金属杆ac垂直于MN边放置在导轨上，金属杆的质量为m=1kg，导轨间电阻，整个装置处于磁感应强度大小为B=1T，方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆在外力F的作用下从t=0时刻开始向右做初速度为零的匀加速直线运动，加速度大小为，金属杆在运动过程中始终垂直于MN边且与导轨接触良好，求t=1s时： （1）流经R的电流I为多大； （2）外力F的大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由法拉第电磁感应定律有 由运动学知识有 由闭合电路欧姆定律有 联立解得流经R的电流为 【小问2详解】 对金属杆ac受力分析由牛顿第二定律有 解得外力的大小为 23. 如图所示，匀强磁场垂直纸面向外，以竖直方向的虚线PQ为界，左右两侧还都存在着匀强电场，两侧的电场强度大小相等，右侧的电场沿竖直方向，左侧的电场方向未知。一质量为m、电荷量为q的小球以速度v自A点沿着与竖直方向成30°角的方向斜向下运动，之后恰好可以沿直线运动至虚线PQ上的B点，穿过PQ后做匀速圆周运动，一段时间后再次到达虚线PQ上的C点。已知当地重力加速度为g。 （1）求匀强磁场的磁感应强度大小； （2）求小球在PQ右侧自B点运动至C点的时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 小球在右侧做匀速圆周运动，有 小球在左侧做直线运动只能是匀速直线运动，小球受力分析图如图所示 正交分解有 联立解得 【小问2详解】 小球在右侧做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力有 由几何知识可知自B到C经过的弧长为 联立解得小球在右侧由B运动到C点的时间为 24. 如图所示为某一新能源动力电池充电的供电电路图。配电设施的输出电压，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。充电桩充电时的额定功率，额定电压，变压器均视为理想变压器。求： （1）升压变压器副线圈两端电压以及降压变压器原线圈两端电压； （2）通过输电线上的电流及输电线的总电阻r； （3）供电电路的效率。 【答案】（1）， （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 根据理想变压器两端电压与匝数的关系 得 得 【小问2详解】 通过输电线上的电流 输电线电压降 输电线的总电阻 【小问3详解】 配电设施的输出功率 供电效率 25. 如图所示，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑连接，右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、接入电路的电阻为2R的金属棒从高度为h处由静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒与导轨垂直且接触良好，重力加速度为g。求： （1）金属棒进入磁场的瞬间，金属棒两端的电压； （2）金属棒在磁场运动过程中，金属棒产生的焦耳热； （3）金属棒在磁场中运动的时间t． 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 金属棒沿弯曲部分下滑过程中，机械能守恒，由机械能守恒定律得 得 导体棒切割磁感线产生电动势 金属棒两端的电压 联立方程可解得 【小问2详解】 金属棒运动全过程，由能量守恒有 其中， 故金属棒产生的焦耳热 【小问3详解】 对金属棒在磁场中运动，由动量定理有 故金属棒在磁场中运动时间 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $