精品解析：宁夏吴忠市青铜峡市宁朔中学2025-2026学年高二上学期期末考试物理试题

宁朔中学2025-2026（一）高二物理期末考试测试卷 考试时间：75分钟 满分：100分 一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。） 1. 如图所示，一根无限长直导线水平放置，其中电流从右向左流过，导线正下方有一个粒子源，可水平向右发射出四种粒子：α粒子（带正电）、β粒子（带负电）、中子和质子，不计粒子重力的影响，则轨迹向上偏转的粒子是（　　） A. α粒子 B. β粒子 C. 中子 D. 质子 2. 在电视剧中，我们经常会看到士兵手持探雷器进行探雷工作。士兵将带有线圈的探雷器在地面上扫过，在线圈中通有变化着的电流。如果扫过地下埋有金属物品，探雷器就会报警。探雷器工作利用了（　　） A. 静电感应 B. 电流的热效应 C. 电磁阻尼 D. 涡流 3. 某电磁弹射装置的简化模型如图所示，线圈固定在水平放置的光滑绝缘杆上，将金属环放在线圈左侧，闭合开关瞬间，则下列说法正确的是（　　） A. 金属环仍保持静止 B. 金属环将向右运动 C. 从左向右看，金属环中感应电流沿顺时针方向 D. 金属环有扩张的趋势 4. 1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。若一束粒子由左端经过速度选择器，沿直线通过后射入质谱仪的运动轨迹如图所示，已知速度选择器中电场强度为E，磁感应强度为，则下列说法中正确的是（　　） A. 该束带电粒子带负电 B. 速度选择器的极板带负电 C. 从射入质谱仪的粒子速度为 D. 在磁场中运动半径越大的粒子，比荷越小 5. 如图所示的电路中，灯泡、的电阻关系为，电感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K闭合后，、立即变亮 B. 开关K闭合后，逐渐变亮，立即变亮 C. 闭合电路且稳定后，再断开开关K，先变亮，然后逐渐变暗，立即熄灭 D. 闭合电路且稳定后，再断开开关K，逐渐变暗，先变亮，然后逐渐变暗 6. 如图甲所示，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像如图乙所示，则（　　） A. t=0.015s时线框的磁通量变化率为零 B. t=0.01s时线框平面与中性面重合 C. 线框产生的交变电动势有效值为311V D. 线框产生的交变电动势频率为25Hz 7. 两个完全相同的电热水器，分别通有如图所示的交变电流，则它们的电流有效值（左：右）之比为（　　） A. 4:1 B. 1: C. :1 D. 2:1 8. 如图，两根水平放置且互相平行的光滑金属导轨之间的距离为。在两导轨之间存在着磁感应强度为的匀强磁场，两导轨间串联一个阻值为的电阻。金属棒的电阻为，导轨的电阻不计。若在恒力的作用下从静止开始向右运动，则（　　） A. 的加速度是恒定的 B. 时间内恒力对棒做的功等于整个回路中产生的总电热 C. 金属棒获得的最大速度为 D. 电阻两端的最大电压为 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分，在每小题给出的四个选项中，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，有选错得0分。） 9. 图1是最大输出功率为66W的手机充电器，其A端可连接插座，B端可连接手机充电口，充电器内部存在一个小型的理想变压器和交直流转换装置。变压器可以把220V交流电降压为5V交流电，再利用交直流转换装置，转变成直流电输出，图2为示意图。下列说法正确的是（　　） A. 变压器原副线圈的匝数比为n1∶n2=44∶1 B. 若将A端连接插座，B端不连接手机，则A端的输入电流为0.3A C. 为更好的保护手机，充电时应先将A端连接插座，再将B端连接手机 D. 为更好的保护手机，充电结束后应先将A端拔离插座，再将B端拔离手机 10. 如图所示，有一宽为的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里。现有一边长为L、粗细均匀的正方形金属线框，以恒定速度穿过磁场区域。在运动过程中，金属线框边始终与磁场区域边界平行，取边刚进入磁场为计时起点，规定逆时针方向为电流正方向，则在下列选项中，能正确反映线框中感应电流以及两点间电势差随时间变化规律的是（　　） A. B. C. D. 11. 如图所示，水平平行金属导轨间距为，电源电动势为12 V，内阻。质量的导体棒ab跨放在导轨上并与导轨接触良好，棒的中点用平行于导轨的细绳经定滑轮与质量1 kg的物体相连，棒与导轨的动摩擦因数为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），定滑轮摩擦不计，导轨与棒的电阻不计，重力加速度取，导轨所在空间存在匀强磁场的磁感应强度，方向竖直向上，为了使物体保持静止，则（　　） A. 导体棒ab中的最小电流是8 A B. 变阻器接入电路的最大电阻是 C. 导体棒ab中的最大电流是16 A D. 变阻器接入电路的最小电阻是 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共12分。） 12. 在“探究变压器线圈两端的电压和匝数关系”的实验中，同学们发现了以下几个问题，并展开了讨论。 （1）要完成该实验，除了选用电压表、导线外，还需要选用低压______（填“直流”或“交流”）电源。 （2）本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压与匝数的关系，实验中需要运用的科学方法是______； A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 类比法 （3）实验中将电源接在原线圈两个接线柱之间，调整原副线圈的匝数之比为4:9，用电压表测得副线圈的两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为______； A. 1.1V B. 1.3V C. 1.5V 13. 在图甲中，不通电时电流计指针停在正中央，当闭合开关时，观察到电流计指针向左偏。现在按图乙连接方式将电流计与螺线管B连成一个闭合回路，将螺线管A与电池、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合回路： （1）将开关S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，螺线管B的__________端（填“上”或“下”）为感应电动势的正极； （2）螺线管A放在B中不动，开关S突然断开的瞬间，电流计的指针将__________（填“向左”“向右”或“不发生”）偏转； （3）螺线管A放在B中不动，滑动变阻器的滑片向左滑动，电流计的指针将__________（填“向左”“向右”或“不发生”）偏转； 四、解答题（14题6分，15题9分，16题9分，17题14分，共38分。） 14. 哈密南—郑州特高压直流输电工程,是我国自主设计、建设的世界上输送容量最大的直流输电工程。起点在新疆哈密南部的能源基地，落点郑州，途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南六省（区），线路全长2210公里。已知某段直流输电线长度L= 20m，通有从西向东I=4000A的恒定电流，该处地磁场沿南北方向、磁感应强度B= 4.5×10-5T，求： （1）该段导线受到的安培力F是多大？方向如何？ （2）若导线中电流大小变为I′=5000A，则该段导线受到的安培力F′变为多大？ 15. 如图甲所示，一个200匝的圆形线圈，面积，电阻，在线圈外接一个电阻为的电阻。整个线圈处于垂直线圈平面指向纸内的匀强磁场中，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，求： （1）内，整个线圈中产生的感应电动势； （2）内，、两点间的电势差； （3）内，通过的电荷量。 16. 如图为远距离输电示意图，已知电厂的输出功率为100kW，输出电压为250V，升压变压器的原、副线圈的匝数比为1：20，降压变压器的原、副线圈的匝数比为20：1，输电线的总电阻，图中变压器可视为理想变压器，求： （1）图示中的送电电流 （2）用户得到的电压 （3）用户得到的功率。 17. 如图所示，一匝数匝的矩形线圈abcd在磁感应强度大小恒为的水平匀强磁场中以的转速绕垂直于磁场的轴匀速转动，所产生的交流电通过理想变压器T对一放置于水平粗糙金属导轨上质量、阻值的导体棒CD供电，金属导轨MN、PQ间的距离，其间有方向竖直向上，磁感应强度的匀强磁场，导体棒CD与水平金属导轨间的动摩擦因数，并在水平外力F作用下始终处于静止状态（F的大小和方向可以根据需要调整为水平向左或水平向右）。若矩形线圈的ab边长，bc边长，变压器原线圈匝数为，副线圈匝数可以通过滑动头P的上下滑动进行调节，不计金属导轨的电阻，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取。 （1）从图示位置开始计时，求线圈abcd绕轴匀速转动时所产生的电动势e的表达式。 （2）若不计线圈abcd的电阻，调节变压器副线圈滑动头P的位置，使变压器原、副线圈匝数比，为使导体棒CD静止在导轨上，求施加在导体棒CD上外力F取值的最大值。 （3）若矩形线圈abcd阻值，调节滑动头P的位置，应使变压器原、副线圈的匝数比为多少时电流通过导体棒CD的电功率达到最大？且这个最大功率为多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 宁朔中学2025-2026（一）高二物理期末考试测试卷 考试时间：75分钟 满分：100分 一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。） 1. 如图所示，一根无限长直导线水平放置，其中电流从右向左流过，导线正下方有一个粒子源，可水平向右发射出四种粒子：α粒子（带正电）、β粒子（带负电）、中子和质子，不计粒子重力的影响，则轨迹向上偏转的粒子是（　　） A. α粒子 B. β粒子 C. 中子 D. 质子 【答案】B 【解析】 【详解】电流从右向左流过，根据安培定则可知，电流产生的磁场在导线下侧的方向为垂直于纸面向外，粒子运动轨迹向上偏转，表明粒子所受洛伦兹力方向向上，根据左手定则可知，粒子运动方向与四指指向相反，即粒子带负电，可知，粒子为β粒子。 故选B。 2. 在电视剧中，我们经常会看到士兵手持探雷器进行探雷工作。士兵将带有线圈的探雷器在地面上扫过，在线圈中通有变化着的电流。如果扫过地下埋有金属物品，探雷器就会报警。探雷器工作利用了（　　） A. 静电感应 B. 电流的热效应 C. 电磁阻尼 D. 涡流 【答案】D 【解析】 【详解】A．静电感应是静电场中导体电荷重新分布的现象，而探雷器涉及变化的磁场，A错误； B．电流的热效应是电能转化为热能，与探雷器报警机制无关，B错误； C．电磁阻尼是指导体在磁场中运动时因涡流产生的阻力，而探雷器中的金属物品是被动产生涡流，并非因运动受阻，C错误； D．变化的电流产生变化的磁场，金属物品中会感应出涡流，涡流产生的磁场反过来影响探雷器线圈，触发报警，D正确。 故选D。 3. 某电磁弹射装置的简化模型如图所示，线圈固定在水平放置的光滑绝缘杆上，将金属环放在线圈左侧，闭合开关瞬间，则下列说法正确的是（　　） A. 金属环仍保持静止 B. 金属环将向右运动 C. 从左向右看，金属环中感应电流沿顺时针方向 D. 金属环有扩张的趋势 【答案】C 【解析】 【详解】ABD．闭合开关瞬间，穿过圆环的磁通量增大，根据楞次定律可知金属环将向左运动且圆环有收缩的趋势，故ABD错误； C．根据右手定则可知闭合开关瞬间，穿过圆环的磁场方向向左，由于穿过圆环的磁通量增大，根据楞次定律可知，从左向右看，金属环中感应电流沿顺时针方向，故C正确。 故选C。 4. 1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。若一束粒子由左端经过速度选择器，沿直线通过后射入质谱仪的运动轨迹如图所示，已知速度选择器中电场强度为E，磁感应强度为，则下列说法中正确的是（　　） A. 该束带电粒子带负电 B. 速度选择器的极板带负电 C. 从射入质谱仪的粒子速度为 D. 在磁场中运动半径越大的粒子，比荷越小 【答案】D 【解析】 【详解】A．该束带电粒子在磁场中向下偏转，据左手定则可知，粒子带正电，故A错误； B．该束带电粒子在速度选择器中受到洛伦兹力向上，则受到电场力应向下，则极板带正电，故B错误； C．能通过狭缝的带电粒子满足 解得 故C错误； D．在磁场中，由洛伦兹力作为向心力可得 解得 故运动半径越大的粒子，比荷  越小，故D正确。 故选D。 5. 如图所示的电路中，灯泡、的电阻关系为，电感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K闭合后，、立即变亮 B. 开关K闭合后，逐渐变亮，立即变亮 C. 闭合电路且稳定后，再断开开关K，先变亮，然后逐渐变暗，立即熄灭 D. 闭合电路且稳定后，再断开开关K，逐渐变暗，先变亮，然后逐渐变暗 【答案】B 【解析】 【详解】AB．开关闭合后，对于二极管是正向导电，L2灯立即变亮，但由于线圈中自感电动势的阻碍作用，L1灯会逐渐变亮，A错误，B正确； CD．开关从闭合到断开，电感中产生方向向右的自感电动势，因理想二极管单向导电，所以线圈虽然产生了自感电动势，但无法与两个灯泡构成回路，故L1灯和L2灯都是立即熄灭，CD错误。 故选B。 6. 如图甲所示，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像如图乙所示，则（　　） A. t=0.015s时线框的磁通量变化率为零 B. t=0.01s时线框平面与中性面重合 C. 线框产生的交变电动势有效值为311V D. 线框产生的交变电动势频率为25Hz 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知，在t=0.015s时，线圈产生的感应电动势达到最大，即线框的磁通量变化率最大，故A错误； B．在t=0.01s时，感应电动势为零，磁通量达到最大，线框所在的位置为中性面，故B正确； C．线框产生的电动势的有效值 故C错误； D．由图可知 则 故D错误。 故选B。 7. 两个完全相同的电热水器，分别通有如图所示的交变电流，则它们的电流有效值（左：右）之比为（　　） A. 4:1 B. 1: C. :1 D. 2:1 【答案】C 【解析】 【详解】根据电流有效值的定义，左侧图像有 解得 根据正弦交流电的规律，右侧图像有 解得 故选C。 8. 如图，两根水平放置且互相平行的光滑金属导轨之间的距离为。在两导轨之间存在着磁感应强度为的匀强磁场，两导轨间串联一个阻值为的电阻。金属棒的电阻为，导轨的电阻不计。若在恒力的作用下从静止开始向右运动，则（　　） A. 的加速度是恒定的 B. 时间内恒力对棒做的功等于整个回路中产生的总电热 C. 金属棒获得的最大速度为 D. 电阻两端的最大电压为 【答案】C 【解析】 【详解】A．金属棒在恒力F作用下向右运动，切割磁感线产生感应电流，受到向左的安培力 感应电流 故安培力 根据牛顿第二定律，合力 随着速度v增大，安培力增大，合力减小，加速度a减小，金属棒做加速度减小的加速运动，最终匀速（加速度为 0），故A错误； B．根据能量守恒，恒力F做的功等于回路产生的总电热与金属棒动能之和，而不是总的电热，故B错误； C．当加速度为 0 时，速度最大（匀速），此时 即 解得，故C正确； D．最大速度时，感应电动势最大 电阻两端的最大电压为，故D错误。 故选C。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分，在每小题给出的四个选项中，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，有选错得0分。） 9. 图1是最大输出功率为66W的手机充电器，其A端可连接插座，B端可连接手机充电口，充电器内部存在一个小型的理想变压器和交直流转换装置。变压器可以把220V交流电降压为5V交流电，再利用交直流转换装置，转变成直流电输出，图2为示意图。下列说法正确的是（　　） A. 变压器原副线圈的匝数比为n1∶n2=44∶1 B. 若将A端连接插座，B端不连接手机，则A端的输入电流为0.3A C. 为更好的保护手机，充电时应先将A端连接插座，再将B端连接手机 D. 为更好的保护手机，充电结束后应先将A端拔离插座，再将B端拔离手机 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据理想变压器原副线圈电压比等于匝数比 代入数据可得n1∶n2=44∶1，故A正确； B．若将A端连接插座，B端不连接手机，B端没有负载，则没有电流流过副线圈，根据理想变压器原副线圈电流比等于匝数反比可知A端的输入电流也为0，故B错误； CD．为更好的保护手机，应避免过大的瞬时电流，充电时，应先插电源，让充电器稳定输出电压，再连接手机，避免瞬时电流过大；充电结束时，应先拔手机，再拔电源，避免瞬时过大的反向电流，故C正确，D错误。 故选AC。 10. 如图所示，有一宽为的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里。现有一边长为L、粗细均匀的正方形金属线框，以恒定速度穿过磁场区域。在运动过程中，金属线框边始终与磁场区域边界平行，取边刚进入磁场为计时起点，规定逆时针方向为电流正方向，则在下列选项中，能正确反映线框中感应电流以及两点间电势差随时间变化规律的是（　　） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】[1]线框进入磁场的过程，由楞次定律可知，线框中感应电流沿逆时针方向，为正； 感应电动势大小和感应电流大小分别为， 两点间电势差为 进入过程所用时间为 [2]线框完全进入至恰要出磁场的过程，线框内磁通量没有变化，没有感应电流，两点间电势差为 该过程所用时间为 [3]线框出磁场的过程，由楞次定律可知电流方向为顺时针方向，为负； 感应电动势大小和感应电流大小分别为， 两点间电势差为 穿出过程所用时间为，故BD正确，AC错误。 故选BD。 11. 如图所示，水平平行金属导轨间距为，电源电动势为12 V，内阻。质量的导体棒ab跨放在导轨上并与导轨接触良好，棒的中点用平行于导轨的细绳经定滑轮与质量1 kg的物体相连，棒与导轨的动摩擦因数为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），定滑轮摩擦不计，导轨与棒的电阻不计，重力加速度取，导轨所在空间存在匀强磁场的磁感应强度，方向竖直向上，为了使物体保持静止，则（　　） A. 导体棒ab中的最小电流是8 A B. 变阻器接入电路的最大电阻是 C. 导体棒ab中的最大电流是16 A D. 变阻器接入电路的最小电阻是 【答案】ABD 【解析】 【详解】AB．对导体棒受力分析可知，当导体棒有向左运动趋势时，安培力最小，电路中的电流最小，滑动变阻器接入电路中的阻值最大，根据平衡条件可得 结合安培力 联立解得电路中的最小电流 根据闭合电路的欧姆定律可得 解得滑动变阻器接入电路中的最大阻值，故AB正确； CD．同理可知，当导体棒有向右运动趋势时，电路中的电流最大，滑动变阻器的阻值最小，则有， 解得电路中的最大电流 根据闭合电路的欧姆定律可得 解得滑动变阻器接入电路中的最小阻值，故C错误，D正确。 故选ABD。 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共12分。） 12. 在“探究变压器线圈两端的电压和匝数关系”的实验中，同学们发现了以下几个问题，并展开了讨论。 （1）要完成该实验，除了选用电压表、导线外，还需要选用低压______（填“直流”或“交流”）电源。 （2）本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压与匝数的关系，实验中需要运用的科学方法是______； A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 类比法 （3）实验中将电源接在原线圈两个接线柱之间，调整原副线圈的匝数之比为4:9，用电压表测得副线圈的两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为______； A. 1.1V B. 1.3V C. 1.5V 【答案】（1）交流 （2）A （3）C 【解析】 【小问1详解】 变压器的工作原理是互感，可知，要完成该实验，除了选用电压表、导线外，还需要选用低压交流电源。 【小问2详解】 实验要通过改变原、副线圈匝数，在探究原、副线圈的电压与匝数四个物理量的关系时，需要确保其中两个物理量一定，可知实验中需要运用的科学方法是控制变量法。 故选A。 【小问3详解】 若为理想变压器，则有 解得 实际上的变压器由于漏磁、线圈与铁芯存在电阻，导致有一部分能量损耗，导致实际上原线圈的电压大于1.3V，则原线圈的输入电压可能为1.5V。 故选C。 13. 在图甲中，不通电时电流计指针停在正中央，当闭合开关时，观察到电流计指针向左偏。现在按图乙连接方式将电流计与螺线管B连成一个闭合回路，将螺线管A与电池、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合回路： （1）将开关S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，螺线管B的__________端（填“上”或“下”）为感应电动势的正极； （2）螺线管A放在B中不动，开关S突然断开的瞬间，电流计的指针将__________（填“向左”“向右”或“不发生”）偏转； （3）螺线管A放在B中不动，滑动变阻器的滑片向左滑动，电流计的指针将__________（填“向左”“向右”或“不发生”）偏转； 【答案】（1）下 （2）向右 （3）向左 【解析】 【小问1详解】 [1]将开关S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，穿过B的磁通量向下增加，根据楞次定律，螺线管B的感应电流由上到下，可知下端为感应电动势的正极； 【小问2详解】 [1]螺线管A放在B中不动，开关S突然断开的瞬间，穿过B的磁通量向下减少，根据楞次定律可知，螺线管B中感应电流从下到上，电流从右端流入电流计，可知电流计的指针将向右偏转； 【小问3详解】 [1]螺线管A放在B中不动，滑动变阻器的滑片向左滑动，电阻变小，电流减大，根据楞次定律可知，螺线管B中感应电流由上到下，电流从左端流入电流计，可知电流计的指针将向左偏转。 四、解答题（14题6分，15题9分，16题9分，17题14分，共38分。） 14. 哈密南—郑州特高压直流输电工程,是我国自主设计、建设的世界上输送容量最大的直流输电工程。起点在新疆哈密南部的能源基地，落点郑州，途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南六省（区），线路全长2210公里。已知某段直流输电线长度L= 20m，通有从西向东I=4000A的恒定电流，该处地磁场沿南北方向、磁感应强度B= 4.5×10-5T，求： （1）该段导线受到的安培力F是多大？方向如何？ （2）若导线中电流大小变为I′=5000A，则该段导线受到的安培力F′变为多大？ 【答案】（1）3.6N，方向竖直向上；（2）4.5N 【解析】 【详解】（1）由安培力的公式 解得 根据左手定则可得，安培力的方向竖直向上； （2）由安培力的公式 解得 15. 如图甲所示，一个200匝的圆形线圈，面积，电阻，在线圈外接一个电阻为的电阻。整个线圈处于垂直线圈平面指向纸内的匀强磁场中，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，求： （1）内，整个线圈中产生的感应电动势； （2）内，、两点间的电势差； （3）内，通过的电荷量。 【答案】（1）4V （2）2.4V （3） 【解析】 【小问1详解】 根据法律的电磁感应定律有 根据图乙可知 解得 【小问2详解】 根据闭合电路欧姆定律有 根据楞次定律可知，感应电流方向为逆时针方向，则 即有 根据欧姆定律有 解得 【小问3详解】 根据电流的定义式有 结合上述解得 16. 如图为远距离输电示意图，已知电厂的输出功率为100kW，输出电压为250V，升压变压器的原、副线圈的匝数比为1：20，降压变压器的原、副线圈的匝数比为20：1，输电线的总电阻，图中变压器可视为理想变压器，求： （1）图示中的送电电流 （2）用户得到的电压 （3）用户得到的功率。 【答案】(1)；(2)；(3) 【解析】 【分析】 【详解】(1)根据 可得 又因为 则输电线上的电流为 (2)输电线上损失的电压为 降压前的电压为 用户得到的电压为 (3)输电线上损失的功率为 用户得到的功率为 17. 如图所示，一匝数匝的矩形线圈abcd在磁感应强度大小恒为的水平匀强磁场中以的转速绕垂直于磁场的轴匀速转动，所产生的交流电通过理想变压器T对一放置于水平粗糙金属导轨上质量、阻值的导体棒CD供电，金属导轨MN、PQ间的距离，其间有方向竖直向上，磁感应强度的匀强磁场，导体棒CD与水平金属导轨间的动摩擦因数，并在水平外力F作用下始终处于静止状态（F的大小和方向可以根据需要调整为水平向左或水平向右）。若矩形线圈的ab边长，bc边长，变压器原线圈匝数为，副线圈匝数可以通过滑动头P的上下滑动进行调节，不计金属导轨的电阻，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取。 （1）从图示位置开始计时，求线圈abcd绕轴匀速转动时所产生的电动势e的表达式。 （2）若不计线圈abcd的电阻，调节变压器副线圈滑动头P的位置，使变压器原、副线圈匝数比，为使导体棒CD静止在导轨上，求施加在导体棒CD上外力F取值的最大值。 （3）若矩形线圈abcd阻值，调节滑动头P的位置，应使变压器原、副线圈的匝数比为多少时电流通过导体棒CD的电功率达到最大？且这个最大功率为多少？ 【答案】（1） （2）3N （3），50W 【解析】 【小问1详解】 线圈的角速度 感应电动势最大值 线圈abcd绕轴匀速转动时所产生的电动势e的表达式 【小问2详解】 次级电压最大值为 通过导体棒电流的最大值 施加在导体棒CD上外力F取值的最大值 【小问3详解】 变压器等效电阻为 因为当线圈电阻等于变压器等效电阻时在电阻R上的功率最大，则 解得 此时导体棒功率最大值 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $