精品解析：上海市延安中学2024-2025学年高二上学期期末考试物理试卷

上海市延安中学2024学年第一学期期末考试 高二年级物理试卷 （考试时间：60分钟 满分100分） 一、单项选择题（第1-8题每题3分，第9、10题每题4分，共32分） 1. 下列等式不是采用比值定义法的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】A．是部分电路的欧姆定律，是电流的决定式，不属于比值定义法，故A正确，符合题意； B．是磁感应强度的定义式，采用了比值定义法定义，故B错误，不符合题意； C．是电场强度的定义式，采用了比值定义法定义，故C错误，不符合题意； D．是功率的定义式，采用了比值定义法定义，故D错误，不符合题意。 故选A。 2. 在国际单位制中，下列物理致的单位表示正确的是（　　） A. 电量的单位A/s B. 电动势的单位J/C C. 电场强度的单位V·m D. 磁通量的单位T/m2 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据电流的定义式有 解得，可知电量的单位为A·s，故A错误； B．根据可知，电动势的单位为J/C，故B正确； C．根据可知，电场强度的单位为V/m，故C错误； D．根据可知，磁通量的单位为T·m2，故D错误。 故选B。 3. 如图甲所示，在某电场中建立x坐标轴，一个电子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，经过A、B、C三点，已知。该电子的电势能随坐标x变化的关系如图乙所示。则（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】C 【解析】 【详解】一个电子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，由图知电子电势能一直减小，根据，由于电子带负电，则有 由图可知，电子通过相同位移时，电势能的减小量越来越小，则有 根据功能关系可得 ， 则有 故选C。 4. 如图所示，三根长直导线平行放置并通以同样大小的电流，OA=OB=OC，若导线A在О点产生磁场的磁感应强度大小为B0，则О点的磁感应强度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】三根通电导线，电流大小相同，所以三根导线在O点处产生的磁感应强度大小相等，根据安培定则可知，A导线在O点产生的磁感应强度方向沿OB方向，B导线在O点产生的磁感应强度方向沿OC方向，C导线在O点产生的磁感应强度方向沿BO方向，所以O点的磁感应强度大小为B0，方向沿OC方向。 故选A。 5. 如图所示的电路中，L为电阻几乎为0的线圈，A、B和C是三只相同的小灯泡，S为开关。当电路达到稳定后断开S，则（　　） A. C灯立即熄灭，A灯逐渐变暗后熄灭 B. C灯立即熄灭，A灯闪亮后熄灭 C. A灯立即熄灭，C灯逐渐变暗后熄灭 D. A灯立即熄灭，C灯闪亮后炮灭 【答案】A 【解析】 【详解】电路稳定时，由于线圈电阻可以忽略，则通过并联A、B灯泡的电流相等，电路达到稳定后断开S，由于线圈的自感，线圈产生自感电动势，线圈相当于一个电源，线圈与A、B构成新的回路，线圈中的电流在新回路中由先前的稳定值逐渐减小为0，即此时通过A、B灯泡电流的最大值大小与断开S前通过A、B灯泡的电流相等，可知，C灯立即熄灭，A、B均逐渐变暗后熄灭，A、B不会闪亮。 故选A。 6. 如图所示，空间内有一垂直纸面方向的匀强磁场（方向未知），一带正电的粒子在空气中运动的轨迹如图所示，由于空气阻力的作用，使得粒子的轨迹不是圆周，假设粒子运动过程中的电荷量不变，则（　　） A. 粒子的运动方向为c→b→a，磁场垂直纸面向外 B. 粒子的运动方向为c→b→a，磁场垂直纸面向里 C. 粒子的运动方向为a→b→c，磁场垂直纸面向外 D. 粒子的运动方向为a→b→c，磁场垂直纸面向里 【答案】D 【解析】 【详解】根据，解得 由于空气阻力的作用，粒子速度逐渐减小，则轨迹对应位置的圆周轨道半径逐渐减小，可知，粒子的运动方向为a→b→c，粒子带正电，根据左手定则可知，磁场垂直纸面向里。 故选D。 7. 如图所示，电源电动势为E，内阻为r。电路中的R1为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减小）。R2为滑动变阻器，当开关S闭合时，电容器C的极板间有一带电微粒恰好处于静止状态。现仅减小光照强度，则（　　） A. 电压表示数变大，微粒将向上运动 B. 电压表示数变大，微粒将向下运动 C. 电压表示数变小，微粒将向上运动 D. 电压表示数变小，微粒将向下运动 【答案】B 【解析】 【详解】若减小R1处光照强度，R1电阻增大，总电流变小，电容器两端电压变小，微粒所受电场力减小，微粒会向下运动。总电流变小，根据可知，外电压变大，故电压表示数变大。 故选B。 8. 安检门原理图如图所示，左边门框中有一通电线圈，右边门框中有一接收线圈。若工作过程中某段时间内通电线圈中存在顺时针方向（从左侧观察）增大的电流，当金属片通过安检门时，接收线圈中的电流方向为（从左侧观察）（　　） A. 一定顺时针 B. 一定逆时针 C. 可能顺时针也可能逆时针 D. 大小为0，无方向 【答案】B 【解析】 【详解】根据安培定则可知，左边门框中通电线圈的电流产生的磁场在右边门框接收线圈位置的磁场方向整体向右，通电线圈的电流增大，穿过接收线圈的磁通量增大，当金属片通过安检门时，穿过接收线圈的磁通量仍然增大，接收线圈中产生感应电流，根据楞次定律可知，接收线圈中感应电流的方向为逆时针。 故选B。 9. 如图所示，一小磁针被绝缘细线悬挂在天花板上处于静止状态，不考虑铁芯漏磁，在开关闭合瞬间，小磁针（　　） A. 保持静止 B. N极向外偏转 C. N极向里偏转 D. 无法确定 【答案】C 【解析】 【详解】开关闭合的瞬间，右边线圈通过的电流突然增大，根据安培定则，可知右边线圈产生向下增大的磁场，该磁场向上通过左边线圈，左边线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知，左边线圈产生一个向下的感应磁场，根据安培定则，可知左边线圈产生逆时针方向的电流，即小磁针下方的导线有向左流过的电流，根据安培定则可知，小磁针处在垂直纸面向里的磁场中，小磁针的N极受力向里，即N极向里偏转。 故选C。 10. 如图所示，光滑绝缘圆管竖直固定在水平匀强磁场中，一带正电小球从管口由静止开始下落，圆管对小球的冲量I随下落时间t的平方或下落高度h的关系图像中正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】小球竖直方向只受重力，小球做自由落体运动，则有， 小球下落过程中在水平方向将受到洛伦兹力，根据水平方向受力平衡可知圆管对小球的弹力大小始终等于小球所受洛伦兹力，即有 由此可知圆管对小球的冲量 联立以上各式可得 则可知，小球的I—t2，I—h图像为过原点的倾斜直线。 故选。 二、填空题（每题第一空2分，第二空3分，共20分） 11. 法拉第用磁感线来描述磁场，磁感线是______（选填“一种物质”，“ 物理模型”），安培发现通电螺旋管和条形磁体产生的磁场有相似之处，提出了______假说。 【答案】 ①. 物理模型 ②. 分子电流 【解析】 【详解】[1][2]法拉第用磁感线来描述磁场，磁感线是一种物理模型，安培发现通电螺旋管和条形磁体产生的磁场有相似之处，提出了分子电流假说。 12. 一架歼-35战斗机在珠海上空沿水平方向自东向西以280m/s的速度飞行。该机的翼展为16m，在珠海地区地磁场的竖直分量约为2.0×10-5T，水平分量约为3.0×10-5T，则该机______（选填“左侧”，“右侧”）机翼端点电势较高，两侧机翼端点间电势差约为______V（保留两位有效数字）。 【答案】 ①. 左侧 ②. 9.0×10-2 【解析】 【详解】[1]珠海位于北半球，珠海地区地磁场的竖直分量方向竖直向下，根据右手定则可知，该机左侧机翼端点电势较高 [2]根据 解得 13. 如图（a），某无线充电装置接收线圈匝数为N、半径为a、总电阻为r。一匀强磁场垂直穿过线圈，其磁感应强度B随时间t变化规律如图（b）所示。外接定值电阻阻值为R。在时间内，接收线圈中的感应电动势大小为______，R上产生的热量为______。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]时间内磁感应强度的变化率大小为 则感应电动势为 解得 [2]感应电流为 时间内，R上产生的热量为 结合上述解得 14. 石墨烯是一种由碳原子组成的单层二维材料，其载流子为电子。如图甲所示，在长为a，宽为b的石墨烯样品表面加一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，电极1、3间通以恒定电流Ⅰ，电极2、4间将产生电压U。当I=1.6mA时，测得U-B关系图线如图乙所示，元电荷e=1.60×10-19C，则电极2的电势_______（选填“高于”，“低于”，“可能高于或低于”）电极4的电势；样品每平方米载流子数约为________个。 【答案】 ①. 低 ②. 【解析】 【详解】[1]根据电路中的电流方向为电极1→3，可知载流子（电子）的运动方向为电极3→1，根据左手定则可知电子在洛伦兹力作用下向电极2所在一侧偏转，所以电极2的电势比电极4的低， [2]当电子稳定通过样品时，其所受电场力与洛伦兹力平衡，设电子定向移动的速率为v，则有 解得 设样品每平方米载流子（电子）数为n，则时间t内通过样品的电荷量 根据电流的定义式得 联立可得 结合关系图线可得斜率为 代入I=1.6mA，e=1.60×10-19C，可得 三、综合题（共48分。计算题在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。） 15. 如图所示，实验用可拆变压器进行“探究变压器原、副线圈的电压与匝数的关系”实验。 （1）关于此实验，下列说法正确的是（　　） A. 副线圈不接用电器时，原线圈可以长时间通电 B. 为了保证人身安全，要使用低压直流电源 C. 副线圈空载时，用交流电压表可以测得副线圈两端的电压 （2）右侧放大图为铁芯上部“横梁”，为了减小涡流在铁芯中产生的热量，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成的。硅钢片应平行于（　　） A. 平面abcd B. 平面abfe C. 平面aehd （3）小黄同学将原线圈接在交流电源上，将副线圈接在电压传感器（可视为理想电压表）上，观察到副线圈电压U随时间变化的图像如图（丙）所示，在~时间内该同学先断开开关，其后仅进行的一项操作可能是（　　） A. 增加了交流电源的频率 B. 摆正并拧紧了松动的铁芯 C. 减少了副线圈的匝数 D. 增加了原线圈的匝数 （4）理想变压器是一种理想化模型。如上图（丁）所示，某用电器可以等效为右侧电路，若原、副线圈的匝数分别为、，在交流电源的电压有效值U0和电阻R0确定的情况下，调节可变电阻R，当R=______时，R可获得最大功率。 【答案】（1）C （2）C （3）B （4） 【解析】 【小问1详解】 A．即使副线圈不接用电器，实际应用时，变压器内仍然存在一定的能量损耗，原线圈仍然不能够长时间通电，故A错误； B．为了保证人身安全，要使用低压交流电源，故B错误； C．由于交流电压表测量的是交流电的电压有效值，副线圈在空载状态下没有负载，此时其两端电压即为交流电压表所测得的电压。可知副线圈空载时，用交流电压表可以测得副线圈两端的电压，故C正确。 故选C。 【小问2详解】 图中左右线圈中电流产生的磁场位于竖直平面内，与纸面平行，产生的涡流在垂直纸面方向，则为了减小涡流在铁芯中产生的热量，硅钢片应平行于纸面，即平行于平面aehd。 故选C。 【小问3详解】 A．根据图丙可知，在~时间前后，交流电周期没有发生变化，即交流电源的频率没有发生变化，故A错误； B．根据图丙可知，在~时间前后，交流电电压的最大值增大，即副线圈电压的有效值增大，若摆正并拧紧了松动的铁芯，则减小了涡流在铁芯中产生的热量，同时减小了漏磁，根据可知，穿过线圈的磁通量的变化率增大，使得副线圈电压，故B正确； CD．根据电压匝数关系有 解得 结合上述，副线圈两端电压增大，则可能是增大了副线圈的匝数，或者减小了原线圈的匝数，故CD错误。 故选B。 【小问4详解】 变压器与负载等效电阻为 则变压器负载消耗功率 根据数学对勾函数规律可知，当有 R可获得最大功率，解得 情境：电磁学的发展改变世界 1820年奥斯特发现了电流的磁效应，1831年法拉第发现了电磁感应现象，电磁学的发展促进了生产力极大的提升，人类文明进入电气时代。电动机、磁电式电流表、发电机、变压器、质谱仪、回旋加速器、电磁阻尼器……无数基于电磁学原理的创造发明影响着我们生活学习的方方面面。 16. （1）磁电式电流表的构造如图所示。蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布。假设长方形线圈的匝数为n，平行于纸面的边长度为L1，垂直于纸面的边a长度为L2，且垂直于纸面的边所在处磁场的磁感应强度大小为B。当线圈中通入电流I，则该线圈左侧边a所受的安培力大小为_____________，线圈带动指针__________（选填“顺时针转动”，“逆时针转动”，“不动”） （2）为了使电流表的指针在平衡位置附近快速停下，有如图所示的甲、乙两种方案，甲方案：在指针转轴上装上扇形铝板，磁场位于零刻度中间；乙方案：在指针转轴上装上扇形铝框，磁场位于零刻度中间。其中更合理的方案是____________方案。 【答案】（1） ①. nBIL2 ②. 逆时针转动 （2）甲 【解析】 【小问1详解】 [1] 由于线圈匝数为n，根据安培力公式可知，线圈左侧边所受的安培力大小为F=nBIL2 [2] 根据左手定则可知，线圈位于水平位置时，其左侧边所受的安培力方向竖直向下，右侧边所受的安培力方向竖直向上，线圈带动指针逆时针转动。 【小问2详解】 甲方案中，铝板摆动时，扇形铝板的半径切割磁感应线，在铝板内产生涡流，起电磁阻尼的作用，指针能很快停下来；乙方案中，当指针偏转角度较小时，铝框中磁通量不变，不能产生感应电流，起不到电磁阻尼的作用，指针不能很快停下，因此，甲方案更合理。 17. （1）一款风力发电机，由扇叶带动线圈在固定的磁极中转动并切割磁感线，当线圈转动到图示位置时，其瞬时电动势______（选填“最大”，“为0”），线圈左侧边所受安培力方向______（选填“向上”，“向下”，“为0”）。 （2）将风力发电机编入电网，图甲为远距离输电示意图，理想升压变压器原、副线圈匝数比为1:1000，理想降压变压器原、副线圈匝数比为1000:1，输电线的总电阻为1000Ω，若升压变压器的输入电压如图乙所示，用户端电压为220V。则输电线损耗功率为______kW，输电站输出功率为______kW，用户端交变电流的频率为______Hz。 【答案】（1） ①. 最大 ②. 向下 （2） ①. 900 ②. 7500 ③. 50 【解析】 【小问1详解】 [1]线圈转动过程，左右两边切割磁感线，左右两边可以等效为电源，图示位置线圈平面与磁场方向平行，左右两边垂直切割磁感线，可知当线圈转动到图示位置时，其瞬时电动势达到最大； [2]利用右手定则可知，左侧边的感应电流方向向里，根据左手定则可知，线圈左侧边所受安培力方向向下。 【小问2详解】 [1]根据图乙与题中所给数据可知， 根据电压匝数关系有， 解得， 则输电线损耗功率为 [2]结合上述可知，输电线中的电流 则输电站输出功率为 [3]变压器不改变交流电的频率，则用户端交变电流的频率为 18. 质谱仪和回旋加速器 （1）质谱仪的部分结构如图所示，一束粒子经左端的速度选择器从S0射入匀强磁场沿虚线运动后分成甲、乙两束，其运动轨迹如图所示，其中，则甲、乙两束粒子的速度之比为______，甲、乙两束粒子的比荷之比为______。 （2）劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示。这台加速器由两个铜质D形盒构成，其间留有空隙。若D形盒的半径为R，所加交变电压的频率为f，要加速质量为m，电荷量+q的粒子，则所加磁场的磁感应强度为______，带电粒子离开加速器时能获得的最大动能为______。 【答案】（1） ①. 1:1 ②. 3:2 （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 [1]粒子在速度选择器中沿虚线运动，粒子做匀速直线运动，则有 解得 可知，甲、乙两束粒子的速度之比为1:1； [2]粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有， 根据几何关系有 解得 【小问2详解】 [1]粒子在磁场中做匀速圆周运动，则有， 解得 回旋加速器正常工作时，交变电压的周期与粒子在磁场中圆周运动的周期相等，则有 解得 [2]结合上述可知，粒子圆周运动的最大半径为R，对应的速度最大，即对应的动能最大，则有， 解得 19. 某科研团队为列车设计了一款电磁阻尼减速器，其模型的简化原理图如图所示。该减速器由绝缘滑动杆及固定在杆上的多个相互紧靠且绝缘的相同正方形线圈组成，滑动杆及线圈的总质量为1kg。每个线圈均为单匝线圈，阻值均为6×10-4Ω，线圈的边长为30cm。该减速器在光滑水平面上以初速度6m/s水平向右进入磁感应强度大小为0.1T、方向竖直向下的匀强磁场中，磁场范围足够大，不考虑线圈个数变化对减速器总质量的影响。若线圈的数量刚好可以保证减速器的速度减为零，则 （1）求第一个线圈右侧边刚进入磁场时减速器的加速度大小； （2）求该减速器需要线圈数量（通过计算说明）； （3）求电流在第一个线圈上产生的热量； （4）与利用刹车片的摩擦来减速相比，电磁阻尼减速器从节能角度上来看有何优点。 【答案】（1） （2）14个 （3） （4）利用刹车片的摩擦来减速，减少的动能转化为因摩擦产生的内能散发到环境中，很难收集起来进行利用；通过电磁阻尼减速器，可以将产生的电能转变为发电机，从而将动能转化为其他能量，储存在储能装置中，可以再次利用 【解析】 【小问1详解】 第一个线圈右侧边刚进入磁场时，产生的电动势为 电流为 安培力大小为 减速器的加速度大小为 联立解得 【小问2详解】 当减速器的速度大小为时，安培力大小为 每一个线圈进入磁场的过程中，安培力的冲量大小为 设该减速器需要线圈数量为，根据动量定理可得 可得 可知该减速器需要14个线圈。 【小问3详解】 第一个线圈进入磁场的过程，根据动量定理可得 解得减速器的末速度大小为 根据能量守恒可知，电流在第一个线圈上产生的热量为 【小问4详解】 略。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 上海市延安中学2024学年第一学期期末考试 高二年级物理试卷 （考试时间：60分钟 满分100分） 一、单项选择题（第1-8题每题3分，第9、10题每题4分，共32分） 1. 下列等式不是采用比值定义法的是（　　） A. B. C. D. 2. 在国际单位制中，下列物理致的单位表示正确的是（　　） A. 电量的单位A/s B. 电动势的单位J/C C. 电场强度的单位V·m D. 磁通量的单位T/m2 3. 如图甲所示，在某电场中建立x坐标轴，一个电子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，经过A、B、C三点，已知。该电子的电势能随坐标x变化的关系如图乙所示。则（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 4. 如图所示，三根长直导线平行放置并通以同样大小的电流，OA=OB=OC，若导线A在О点产生磁场的磁感应强度大小为B0，则О点的磁感应强度大小为（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示的电路中，L为电阻几乎为0的线圈，A、B和C是三只相同的小灯泡，S为开关。当电路达到稳定后断开S，则（　　） A. C灯立即熄灭，A灯逐渐变暗后熄灭 B. C灯立即熄灭，A灯闪亮后熄灭 C. A灯立即熄灭，C灯逐渐变暗后熄灭 D. A灯立即熄灭，C灯闪亮后炮灭 6. 如图所示，空间内有一垂直纸面方向的匀强磁场（方向未知），一带正电的粒子在空气中运动的轨迹如图所示，由于空气阻力的作用，使得粒子的轨迹不是圆周，假设粒子运动过程中的电荷量不变，则（　　） A. 粒子的运动方向为c→b→a，磁场垂直纸面向外 B. 粒子的运动方向为c→b→a，磁场垂直纸面向里 C. 粒子的运动方向为a→b→c，磁场垂直纸面向外 D. 粒子的运动方向为a→b→c，磁场垂直纸面向里 7. 如图所示，电源电动势为E，内阻为r。电路中的R1为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减小）。R2为滑动变阻器，当开关S闭合时，电容器C的极板间有一带电微粒恰好处于静止状态。现仅减小光照强度，则（　　） A. 电压表示数变大，微粒将向上运动 B. 电压表示数变大，微粒将向下运动 C. 电压表示数变小，微粒将向上运动 D. 电压表示数变小，微粒将向下运动 8. 安检门原理图如图所示，左边门框中有一通电线圈，右边门框中有一接收线圈。若工作过程中某段时间内通电线圈中存在顺时针方向（从左侧观察）增大的电流，当金属片通过安检门时，接收线圈中的电流方向为（从左侧观察）（　　） A. 一定顺时针 B. 一定逆时针 C. 可能顺时针也可能逆时针 D. 大小为0，无方向 9. 如图所示，一小磁针被绝缘细线悬挂在天花板上处于静止状态，不考虑铁芯漏磁，在开关闭合瞬间，小磁针（　　） A. 保持静止 B. N极向外偏转 C. N极向里偏转 D. 无法确定 10. 如图所示，光滑绝缘圆管竖直固定在水平匀强磁场中，一带正电小球从管口由静止开始下落，圆管对小球的冲量I随下落时间t的平方或下落高度h的关系图像中正确的是（ ） A. B. C. D. 二、填空题（每题第一空2分，第二空3分，共20分） 11. 法拉第用磁感线来描述磁场，磁感线是______（选填“一种物质”，“ 物理模型”），安培发现通电螺旋管和条形磁体产生的磁场有相似之处，提出了______假说。 12. 一架歼-35战斗机在珠海上空沿水平方向自东向西以280m/s的速度飞行。该机的翼展为16m，在珠海地区地磁场的竖直分量约为2.0×10-5T，水平分量约为3.0×10-5T，则该机______（选填“左侧”，“右侧”）机翼端点电势较高，两侧机翼端点间电势差约为______V（保留两位有效数字）。 13. 如图（a），某无线充电装置接收线圈匝数为N、半径为a、总电阻为r。一匀强磁场垂直穿过线圈，其磁感应强度B随时间t变化规律如图（b）所示。外接定值电阻阻值为R。在时间内，接收线圈中的感应电动势大小为______，R上产生的热量为______。 14. 石墨烯是一种由碳原子组成的单层二维材料，其载流子为电子。如图甲所示，在长为a，宽为b的石墨烯样品表面加一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，电极1、3间通以恒定电流Ⅰ，电极2、4间将产生电压U。当I=1.6mA时，测得U-B关系图线如图乙所示，元电荷e=1.60×10-19C，则电极2的电势_______（选填“高于”，“低于”，“可能高于或低于”）电极4的电势；样品每平方米载流子数约为________个。 三、综合题（共48分。计算题在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。） 15. 如图所示，实验用可拆变压器进行“探究变压器原、副线圈的电压与匝数的关系”实验。 （1）关于此实验，下列说法正确的是（　　） A. 副线圈不接用电器时，原线圈可以长时间通电 B. 为了保证人身安全，要使用低压直流电源 C. 副线圈空载时，用交流电压表可以测得副线圈两端的电压 （2）右侧放大图为铁芯上部“横梁”，为了减小涡流在铁芯中产生的热量，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成的。硅钢片应平行于（　　） A. 平面abcd B. 平面abfe C. 平面aehd （3）小黄同学将原线圈接在交流电源上，将副线圈接在电压传感器（可视为理想电压表）上，观察到副线圈电压U随时间变化的图像如图（丙）所示，在~时间内该同学先断开开关，其后仅进行的一项操作可能是（　　） A. 增加了交流电源的频率 B. 摆正并拧紧了松动的铁芯 C. 减少了副线圈的匝数 D. 增加了原线圈的匝数 （4）理想变压器是一种理想化模型。如上图（丁）所示，某用电器可以等效为右侧电路，若原、副线圈的匝数分别为、，在交流电源的电压有效值U0和电阻R0确定的情况下，调节可变电阻R，当R=______时，R可获得最大功率。 情境：电磁学的发展改变世界 1820年奥斯特发现了电流的磁效应，1831年法拉第发现了电磁感应现象，电磁学的发展促进了生产力极大的提升，人类文明进入电气时代。电动机、磁电式电流表、发电机、变压器、质谱仪、回旋加速器、电磁阻尼器……无数基于电磁学原理的创造发明影响着我们生活学习的方方面面。 16. （1）磁电式电流表的构造如图所示。蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布。假设长方形线圈的匝数为n，平行于纸面的边长度为L1，垂直于纸面的边a长度为L2，且垂直于纸面的边所在处磁场的磁感应强度大小为B。当线圈中通入电流I，则该线圈左侧边a所受的安培力大小为_____________，线圈带动指针__________（选填“顺时针转动”，“逆时针转动”，“不动”） （2）为了使电流表的指针在平衡位置附近快速停下，有如图所示的甲、乙两种方案，甲方案：在指针转轴上装上扇形铝板，磁场位于零刻度中间；乙方案：在指针转轴上装上扇形铝框，磁场位于零刻度中间。其中更合理的方案是____________方案。 17. （1）一款风力发电机，由扇叶带动线圈在固定的磁极中转动并切割磁感线，当线圈转动到图示位置时，其瞬时电动势______（选填“最大”，“为0”），线圈左侧边所受安培力方向______（选填“向上”，“向下”，“为0”）。 （2）将风力发电机编入电网，图甲为远距离输电示意图，理想升压变压器原、副线圈匝数比为1:1000，理想降压变压器原、副线圈匝数比为1000:1，输电线的总电阻为1000Ω，若升压变压器的输入电压如图乙所示，用户端电压为220V。则输电线损耗功率为______kW，输电站输出功率为______kW，用户端交变电流的频率为______Hz。 18. 质谱仪和回旋加速器 （1）质谱仪的部分结构如图所示，一束粒子经左端的速度选择器从S0射入匀强磁场沿虚线运动后分成甲、乙两束，其运动轨迹如图所示，其中，则甲、乙两束粒子的速度之比为______，甲、乙两束粒子的比荷之比为______。 （2）劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示。这台加速器由两个铜质D形盒构成，其间留有空隙。若D形盒的半径为R，所加交变电压的频率为f，要加速质量为m，电荷量+q的粒子，则所加磁场的磁感应强度为______，带电粒子离开加速器时能获得的最大动能为______。 19. 某科研团队为列车设计了一款电磁阻尼减速器，其模型的简化原理图如图所示。该减速器由绝缘滑动杆及固定在杆上的多个相互紧靠且绝缘的相同正方形线圈组成，滑动杆及线圈的总质量为1kg。每个线圈均为单匝线圈，阻值均为6×10-4Ω，线圈的边长为30cm。该减速器在光滑水平面上以初速度6m/s水平向右进入磁感应强度大小为0.1T、方向竖直向下的匀强磁场中，磁场范围足够大，不考虑线圈个数变化对减速器总质量的影响。若线圈的数量刚好可以保证减速器的速度减为零，则 （1）求第一个线圈右侧边刚进入磁场时减速器的加速度大小； （2）求该减速器需要线圈数量（通过计算说明）； （3）求电流在第一个线圈上产生的热量； （4）与利用刹车片的摩擦来减速相比，电磁阻尼减速器从节能角度上来看有何优点。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $