内容正文:
2025-2026学年第二学期高二年级第一次月考试题(卷)
物理
考生注意:
1、本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2、答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3、考生作答时,请将答案打在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑:非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4、本卷命题范围:选择性必修二第一、二、三章。
第I卷 选择题(共46分)
一、选择题(本题共10小题,共46分,在每小题给出的四个选项中,1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分,8~10题有多项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答得0分)
1. 下面对四幅图片中所涉及物理知识的描述,正确的是( )
A. 甲图中小磁针转动是由于电流产生的电场对小磁针有作用力
B. 乙图中回旋加速器通过磁场加速粒子
C. 丙图中高频冶炼炉利用涡流热效应工作
D. 丁图中无线充电过程利用了接触起电原理
2. 如图所示,线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上,下列说法正确的是( )
A. 闭合开关瞬间,线圈M和线圈P相互吸引
B. 闭合开关,达到稳定后,电流表的示数为0
C. 断开开关瞬间,流过电流表的电流方向由a到b
D. 断开开关瞬间,线圈M和线圈P相互排斥
3. 某实验小组设计的电梯坠落应急安全装置如图所示,电梯井内壁上铺设线圈,电梯轿厢底部安装永久磁铁,磁铁N极向上,线圈能在电梯轿厢突然坠落时自动闭合,阻碍电梯轿厢急剧下降从而减小对乘客的伤害。当电梯轿厢坠落至图示位置时( )
A. 线圈A、B相互吸引
B. 线圈A有收缩的趋势,B有扩张的趋势
C. 俯视线圈A,其感应电流沿逆时针方向
D. 电梯轿厢处于完全失重状态
4. 如图甲所示,轻质细线吊着一质量m=2kg、边长L=1m、匝数n=5的正方形线圈,线圈总电阻r=0.5Ω。在线圈的中间位置以下区域分布着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示,重力加速度。下列说法正确的是( )
A. 0~6s内穿过线圈磁通量的变化量为3Wb
B. 线圈中产生的感应电流的大小为0.5A
C. t=6s时轻质细线的拉力大小为12N
D. 0~6s内线圈产生的焦耳热为15J
5. 如图甲所示为一台小型发电机的结构示意图,内阻为0.7Ω的单匝线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的电动势随时间变化的正弦图线如图乙所示,电压表、电流表均为理想交流电表,定值电阻的阻值,,则下列说法正确的是 ( )
A. 电流表的示数为10A,电压表的示数为110V
B. 1分钟内定值电阻和内阻产生的总焦耳热
C. 0~0.01s的时间内,通过定值电阻的电荷量为
D. t=0.02s时,穿过线圈的磁通量变化率最大
6. 如图所示为某一交变电压的图像,曲线部分为正弦式交流电的部分图像,其峰值为U1=10V,直线部分的电压大小为U2=10V,则该交变电压的有效值为( )
A. B. 10V C. D.
7. 如图是某小型水电站进行电能输送时的简化模型。发电机的输出功率,发电机的电压,经升压变压器后向远处输电,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. 升压变压器匝数比
C. 降压变压器的匝数比
D. 当水电站输出电压一定时,若用电用户增多,则减小
8. 如图所示,在铁芯的两侧水平放置的两组光滑导轨上,有可自由移动的金属棒PQ、MN,导轨间存在垂直纸面向里的匀强磁场。当金属棒PQ在外力作用下运动时,通过金属棒MN的电流方向和金属棒MN受安培力方向可能是( )
A. PQ向左加速运动时MN中电流向下,所受安培力向左
B. PQ向右加速运动时MN中电流向上,所受安培力向左
C. PQ向右减速运动时MN中电流向下,所受安培力向右
D. PQ向左减速运动时MN中电流向下,所受安培力向左
9. 如图所示,边长为、总电阻为的正方形线框放在光滑水平面上,其右边有一磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向外的有界匀强磁场,磁场宽度为,磁场左边界与线框的边相距为。现给线框一水平向右的恒力,边进入磁场时线框恰好做匀速运动,此时线框中的感应电流大小为。下列说法正确的是( )
A. 线框进入磁场时,感应电流沿逆时针方向
B. 线框进入磁场时的速度大小为
C. 线框通过磁场区域所用的时间为
D. 线框通过磁场区域的过程中产生的焦耳热
10. 如图,两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ固定在水平面上,导轨间距为,其间存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为。两根长度相同的金属棒a、b垂直于导轨放置,金属棒的质量为,其接入电路的电阻分别为、。初始时刻金属棒a、b间距离足够大,同时给两金属棒方向相反、大小分别为、的初速度,两金属棒相向运动。两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨电阻。下列说法正确的是( )
A. 初始时刻金属棒b的加速度大小为
B. 整个运动过程中通过金属棒a的电荷量为4C
C. 整个运动过程中金属棒a产生的焦耳热为12J
D. 为使两金属棒不相碰,则初始距离最小为16m
第II卷 非选择题(共54分)
二、实验题(本题共2小题,其中第11题和第12题各8分,共16分。)
11. 某同学采用图甲所示的电路图测量一节干电池的电动势和内阻。
(1)实验时,闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应处在 ___________ (填“M”或“N”)端。
(2)按照图甲连接实物图,如图乙所示,闭合开关前检查电路时,发现有一根导线接错,该导线为___________ (填“a”“b”或“c”)。
(3)根据实验数据作出的U-I图像如图丙所示,则该电池的电动势E=___________V,内阻r= ___________Ω(结果均保留2位有效数字)。
12. 某实验小组做“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验。除开关、导线以外,实验室还有以下器材可供选择:
A.待测小灯泡L(,)
B.电流表(量程,内阻约)
C.电流表(量程,内阻约)
D.电压表V(量程,内阻约)
E.滑动变阻器(最大阻值,额定电流)
F.滑动变阻器(最大阻值,额定电流)
G.电池组E(电动势为,内阻不计)
(1)为了尽可能减小实验误差,且要求能够在的范围内对小灯泡的电压进行测量,电流表选________,滑动变阻器选________(填写实验器材前的字母代号);
(2)根据所选的器材,请在图甲中完成电路图________;
(3)某同学根据实验数据描绘的小灯泡伏安特性曲线如图乙所示,将两个规格相同的该灯泡并联后接到电动势为、内阻为的另一电源上,如图丙所示。则每个小灯泡的实际功率为_______W。(结果保留2位有效数字)
三、计算题(本题共3题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
13. 如图甲所示,一个匝数n=10匝的线圈总电阻,线圈所围成的面积将线圈置于垂直纸面向里的圆形匀强磁场中,磁场面积,磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。有一个阻值为的电阻与线圈构成闭合回路,其余电阻均忽略不计,不考虑圆形线圈缺口对感应电动势的影响,求:
(1)在0~4s内,线圈中的电流的大小和方向;
(2)时刻,两点间的电势差;
(3)在0~5s内,线圈中产生的感应电动势的平均值。
14. 如图所示,交流发电机的矩形金属线圈abcd处于磁感应强度的匀强磁场中。线圈面积、匝数(图中只画出1匝)、总电阻,线圈可绕垂直于磁场且过bc和ad边中点的转轴OO′以角速度匀速转动。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F焊接在一起,并通过电刷与阻值的定值电阻连接。电路中其他电阻忽略不计。求:
(1)线圈中感应电动势的最大值Em;
(2)线圈中电流的有效值I;
(3)电阻R上的发热功率P。
15. 如图所示,平行金属导轨宽度为d,一部分轨道水平,左端接电阻R,倾斜部分与水平面成角,且置于垂直斜面向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,现将一质量为m、长度也为d的导体棒从导轨顶端由静止释放,直至滑到水平部分(导体棒下滑到水平部分之前已经匀速,滑动过程中与导轨保持良好接触,重力加速度为g)。不计一切摩擦力,导体棒接入回路电阻为r,则整个下滑过程中求
(1)导体棒匀速运动时速度大小;
(2)匀速运动时导体棒两端电压;
(3)导体棒下滑距离为s时,通过R的总电荷量。
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2025-2026学年第二学期高二年级第一次月考试题(卷)
物理
考生注意:
1、本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2、答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3、考生作答时,请将答案打在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑:非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4、本卷命题范围:选择性必修二第一、二、三章。
第I卷 选择题(共46分)
一、选择题(本题共10小题,共46分,在每小题给出的四个选项中,1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分,8~10题有多项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答得0分)
1. 下面对四幅图片中所涉及物理知识的描述,正确的是( )
A. 甲图中小磁针转动是由于电流产生的电场对小磁针有作用力
B. 乙图中回旋加速器通过磁场加速粒子
C. 丙图中高频冶炼炉利用涡流热效应工作
D. 丁图中无线充电过程利用了接触起电原理
【答案】C
【解析】
【详解】A.通电导线周围产生的是磁场,小磁针受磁场作用而转动,故A错误;
B.回旋加速器真正提供粒子加速(增速)的不是磁场,而是交变电场,磁场只负责改变粒子运动方向,故B错误;
C.高频感应炉的加热确实利用了涡流热效应,故C正确;
D.无线充电利用的是电磁感应原理,而非“接触起电”原理,故D错误。
故选C。
2. 如图所示,线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上,下列说法正确的是( )
A. 闭合开关瞬间,线圈M和线圈P相互吸引
B. 闭合开关,达到稳定后,电流表的示数为0
C. 断开开关瞬间,流过电流表的电流方向由a到b
D. 断开开关瞬间,线圈M和线圈P相互排斥
【答案】B
【解析】
【详解】A.闭合开关瞬间,M中电流从无到有,穿过P的磁通量增大,根据楞次定律"增反",P中感应电流方向与M中电流方向相反,反向电流相互排斥,因此两线圈相互排斥,故A错误;
B.闭合开关达到稳定后,M中电流恒定,穿过P的磁通量不变,因此P中无感应电动势,感应电流为0,电流表示数为0,故B正确;
C.M中电流左进右出,由安培定则得铁芯内原磁场方向向右;断开开关瞬间,向右的磁通量减小,P中感应磁场方向与原磁场同向(向右)。对P由安培定则可得:P线圈内部电流为左进右出,因此线圈P右端流出电流到,电流表中电流方向为,故C错误;
D.断开开关瞬间,磁通量减小,根据楞次定律"减同",P中感应电流方向与M同向,同向电流相互吸引,因此两线圈相互吸引,故D错误。
故选B。
3. 某实验小组设计的电梯坠落应急安全装置如图所示,电梯井内壁上铺设线圈,电梯轿厢底部安装永久磁铁,磁铁N极向上,线圈能在电梯轿厢突然坠落时自动闭合,阻碍电梯轿厢急剧下降从而减小对乘客的伤害。当电梯轿厢坠落至图示位置时( )
A. 线圈A、B相互吸引
B. 线圈A有收缩的趋势,B有扩张的趋势
C. 俯视线圈A,其感应电流沿逆时针方向
D. 电梯轿厢处于完全失重状态
【答案】C
【解析】
【详解】AC.当电梯轿厢坠落到如图所示位置时,线圈A中向上的磁通量减弱,线圈B中向上的磁通量增强,从上向下看,线圈A中产生的感应电流为逆时针方向,线圈B中产生的感应电流为顺时针方向,两线圈感应电流方向相反,根据异相排斥可知,两线圈相互排斥,故A错误,C正确;
B.线圈A中向上的磁通量减弱,线圈B中向上的磁通量增强,由楞次定律可知,线圈A有扩张趋势,线圈B有收缩趋势,故B错误;
D.由上述分析可知,坠落过程中,线圈内的磁通量发生变化,线圈会产生感应电流,感应电流会阻碍磁铁的运动,进而阻碍电梯轿厢运动,使电梯轿厢处于非完全失重状态,故D错误。
故选C。
4. 如图甲所示,轻质细线吊着一质量m=2kg、边长L=1m、匝数n=5的正方形线圈,线圈总电阻r=0.5Ω。在线圈的中间位置以下区域分布着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示,重力加速度。下列说法正确的是( )
A. 0~6s内穿过线圈磁通量的变化量为3Wb
B. 线圈中产生的感应电流的大小为0.5A
C. t=6s时轻质细线的拉力大小为12N
D. 0~6s内线圈产生的焦耳热为15J
【答案】C
【解析】
【详解】A.0~6s内穿过线圈磁通量的变化量,故A错误;
B.线圈中产生的感应电动势
感应电流的大小,故B错误;
C.t=6s时线圈受到的安培力竖直向上,则轻质细线的拉力,故C正确;
D.0~6s内线圈产生的焦耳热,故D错误。
故选C 。
5. 如图甲所示为一台小型发电机的结构示意图,内阻为0.7Ω的单匝线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的电动势随时间变化的正弦图线如图乙所示,电压表、电流表均为理想交流电表,定值电阻的阻值,,则下列说法正确的是 ( )
A. 电流表的示数为10A,电压表的示数为110V
B. 1分钟内定值电阻和内阻产生的总焦耳热
C. 0~0.01s的时间内,通过定值电阻的电荷量为
D. t=0.02s时,穿过线圈的磁通量变化率最大
【答案】C
【解析】
【详解】A.由乙图可知,交流电压的最大值为
则交流电压有效值为
根据闭合电路欧姆定律可得电流为
电压的示数为电阻R两端的电压,则有
故A错误;
B.根据焦耳定律,可得
故B错误;
C.由乙图可知交流电的周期为,则线圈转动的角速度为
根据线圈最大感应电动势
可得
0~0.01s的时间内,通过定值电阻的电荷量为
又,
联立解得
而0~0.01s的时间内,磁通量的变化量为
代入上式,可得
故C正确;
D.由图可知t=0.02s时,感应电动为零,根据
可知穿过线圈的磁通量变化率最小,故D错误。
故选C。
6. 如图所示为某一交变电压的图像,曲线部分为正弦式交流电的部分图像,其峰值为U1=10V,直线部分的电压大小为U2=10V,则该交变电压的有效值为( )
A. B. 10V C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据电流的热效应,在一个周期内,有
解得
故选A。
7. 如图是某小型水电站进行电能输送时的简化模型。发电机的输出功率,发电机的电压,经升压变压器后向远处输电,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. 升压变压器匝数比
C. 降压变压器的匝数比
D. 当水电站输出电压一定时,若用电用户增多,则减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.由功率
可得发电机输出的电流为
故A错误;
B.由输电线上损失的功率
可得
根据变压器电流与匝数关系可得升压变压器匝数比为
故B错误;
C.根据变压器电压与匝数关系可得
可得升压变压器副线圈的输出电压为
输电线上损失的电压为
则降压变压器原线圈的输入电压为
根据变压器电压与匝数关系可得降压变压器的匝数比为
故C正确;
D.用户数量增多时,用户端的等效电阻为
用户数量增多时,减小,则输电线上的电流增大,也增大,故D错误。
故选C。
8. 如图所示,在铁芯的两侧水平放置的两组光滑导轨上,有可自由移动的金属棒PQ、MN,导轨间存在垂直纸面向里的匀强磁场。当金属棒PQ在外力作用下运动时,通过金属棒MN的电流方向和金属棒MN受安培力方向可能是( )
A. PQ向左加速运动时MN中电流向下,所受安培力向左
B. PQ向右加速运动时MN中电流向上,所受安培力向左
C. PQ向右减速运动时MN中电流向下,所受安培力向右
D. PQ向左减速运动时MN中电流向下,所受安培力向左
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.PQ向左加速运动时,根据右手定则,PQ中的感应电流向下且逐渐变大,则穿过线圈L1的磁通量向下增加,根据楞次定律,L1中感应电流磁场方向向上,则MN中电流向下,由左手定则可知,所受安培力向右;同理,PQ向右加速运动时,MN中电流向上,安培力向左,A错误,B正确;
C.PQ向右减速运动时,根据右手定则,PQ中的感应电流向上且逐渐变小,则穿过线圈L1的磁通量向上减小,根据楞次定律,则MN中电流向下,由左手定则可知,所受安培力向右,C正确;
D.PQ向左减速运动时,根据右手定则,PQ中的感应电流向下且逐渐变小,则穿过线圈L1的磁通量向下减小,根据楞次定律,则MN中电流向上,由左手定则可知,所受安培力向左,D错误。
故选BC。
9. 如图所示,边长为、总电阻为的正方形线框放在光滑水平面上,其右边有一磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向外的有界匀强磁场,磁场宽度为,磁场左边界与线框的边相距为。现给线框一水平向右的恒力,边进入磁场时线框恰好做匀速运动,此时线框中的感应电流大小为。下列说法正确的是( )
A. 线框进入磁场时,感应电流沿逆时针方向
B. 线框进入磁场时的速度大小为
C. 线框通过磁场区域所用的时间为
D. 线框通过磁场区域的过程中产生的焦耳热
【答案】BC
【解析】
【详解】A.线框进入磁场时,根据楞次定律和右手安培定则,感应电流沿顺时针方向,故A错误;
B.ab边进入磁场时线框恰好做匀速运动,感应电动势为
感应电流为
线框进入磁场时的速度大小为,故B正确;
C.线框通过磁场区域所用的时间为,故C正确;
D.根据能量守恒得线框通过磁场区域的过程中产生的焦耳热,故D错误。
故选BC。
10. 如图,两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ固定在水平面上,导轨间距为,其间存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为。两根长度相同的金属棒a、b垂直于导轨放置,金属棒的质量为,其接入电路的电阻分别为、。初始时刻金属棒a、b间距离足够大,同时给两金属棒方向相反、大小分别为、的初速度,两金属棒相向运动。两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨电阻。下列说法正确的是( )
A. 初始时刻金属棒b的加速度大小为
B. 整个运动过程中通过金属棒a的电荷量为4C
C. 整个运动过程中金属棒a产生的焦耳热为12J
D. 为使两金属棒不相碰,则初始距离最小为16m
【答案】BD
【解析】
【详解】A.初始时刻,回路中感应电动势为
回路中的电流为
对金属棒b,由牛顿第二定律有
解得,故A项错误;
B.对整体,由动量守恒有
解得
对金属棒a,有,
解得,故B项正确;
C.最终两棒以共同的速度向左匀速运动,有
整个过程中金属棒a产生的热量
解得,故C项错误;
D.设整个过程有,
由电磁感应定律有,
整理有,故D项正确。
故选BD。
第II卷 非选择题(共54分)
二、实验题(本题共2小题,其中第11题和第12题各8分,共16分。)
11. 某同学采用图甲所示的电路图测量一节干电池的电动势和内阻。
(1)实验时,闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应处在 ___________ (填“M”或“N”)端。
(2)按照图甲连接实物图,如图乙所示,闭合开关前检查电路时,发现有一根导线接错,该导线为___________ (填“a”“b”或“c”)。
(3)根据实验数据作出的U-I图像如图丙所示,则该电池的电动势E=___________V,内阻r= ___________Ω(结果均保留2位有效数字)。
【答案】(1)M (2)c
(3) ①. 1.5 ②. 1.0
【解析】
【小问1详解】
闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于最大阻值处,故应在M端
【小问2详解】
根据电路图可知实物图中导线c连接错误,应将c导线的两端分别连接电压表的“+”接线柱和开关S的右端接线柱。
【小问3详解】
[1][2]根据可知图线与纵轴交点为电动势,斜率的绝对值为内阻,则可知,
12. 某实验小组做“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验。除开关、导线以外,实验室还有以下器材可供选择:
A.待测小灯泡L(,)
B.电流表(量程,内阻约)
C.电流表(量程,内阻约)
D.电压表V(量程,内阻约)
E.滑动变阻器(最大阻值,额定电流)
F.滑动变阻器(最大阻值,额定电流)
G.电池组E(电动势为,内阻不计)
(1)为了尽可能减小实验误差,且要求能够在的范围内对小灯泡的电压进行测量,电流表选________,滑动变阻器选________(填写实验器材前的字母代号);
(2)根据所选的器材,请在图甲中完成电路图________;
(3)某同学根据实验数据描绘的小灯泡伏安特性曲线如图乙所示,将两个规格相同的该灯泡并联后接到电动势为、内阻为的另一电源上,如图丙所示。则每个小灯泡的实际功率为_______W。(结果保留2位有效数字)
【答案】 ①. C ②. E ③. ④. ()
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]小灯泡的额定电流为0.6A,所以电流表选择C。
[2]灯泡正常工作时电阻为5Ω,所以选择阻值与其接近的滑动变阻器。故选E。
(2)[3]灯泡电阻较小,故电流表外接,因为需要从零开始连续测量灯泡的电压与电流的关系,所以滑动变阻器应该用分压式连接,故电路为
(3)[4]设灯泡的实际电压为U,实际电流为I,则根据闭合电路的欧姆定律得
变形后得
如图所示
则灯泡的实际功率为
三、计算题(本题共3题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
13. 如图甲所示,一个匝数n=10匝的线圈总电阻,线圈所围成的面积将线圈置于垂直纸面向里的圆形匀强磁场中,磁场面积,磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。有一个阻值为的电阻与线圈构成闭合回路,其余电阻均忽略不计,不考虑圆形线圈缺口对感应电动势的影响,求:
(1)在0~4s内,线圈中的电流的大小和方向;
(2)时刻,两点间的电势差;
(3)在0~5s内,线圈中产生的感应电动势的平均值。
【答案】(1)1.8A,逆时针
(2)7.2V (3)3.6V
【解析】
【小问1详解】
在0~4s内,线圈中的感应电动势为
感应电流
根据楞次定律可知,感应电流方向为逆时针方向。
【小问2详解】
时刻,两点间的电势差;
【小问3详解】
在0~5s内,线圈中产生的感应电动势的平均值
14. 如图所示,交流发电机的矩形金属线圈abcd处于磁感应强度的匀强磁场中。线圈面积、匝数(图中只画出1匝)、总电阻,线圈可绕垂直于磁场且过bc和ad边中点的转轴OO′以角速度匀速转动。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F焊接在一起,并通过电刷与阻值的定值电阻连接。电路中其他电阻忽略不计。求:
(1)线圈中感应电动势的最大值Em;
(2)线圈中电流的有效值I;
(3)电阻R上的发热功率P。
【答案】(1)120V
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
线圈中感应电动势的最大值
解得
【小问2详解】
根据闭合电路欧姆定律可知线圈中电流的最大值
则线圈中电流的有效值
联立,解得
【小问3详解】
电阻R上的发热功率
解得
15. 如图所示,平行金属导轨宽度为d,一部分轨道水平,左端接电阻R,倾斜部分与水平面成角,且置于垂直斜面向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,现将一质量为m、长度也为d的导体棒从导轨顶端由静止释放,直至滑到水平部分(导体棒下滑到水平部分之前已经匀速,滑动过程中与导轨保持良好接触,重力加速度为g)。不计一切摩擦力,导体棒接入回路电阻为r,则整个下滑过程中求
(1)导体棒匀速运动时速度大小;
(2)匀速运动时导体棒两端电压;
(3)导体棒下滑距离为s时,通过R的总电荷量。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
导体棒做匀速直线运动时,处于平衡状态,由平衡条件得:,
又根据欧姆定律得:
且
联立可得:
【小问2详解】
此时,感应电动势为:
根据欧姆定律,导体棒两端电压为:
【小问3详解】
由感应电动势平均值:
感应电流平均值为:
又通过导体棒的总电荷量为:
联立解得:
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