内容正文:
2025-2026学年高二年级下学期物理质量检测
(满分:100分,时间:75 min)
一、单选题(每题5分,共40分)
1.如图所示线圈匀速转动或匀速直线运动,能产生交变电流的是( )
A. B. C. D.
2.如图所示,在平面内,矩形线框的底边长为且与轴重合,中轴线与轴重合。线框绕垂直于轴的转轴(例如图中的轴)匀速转动。匀强磁场区域足够大。在保持转速不变的情况下,线框内产生的感应电流的最大值与转轴所处位置的关系图像为( )
A. B.
C. D.
3.如图甲所示为某自行车的车灯发电机,其结构见图乙所示。绕有线圈的“口”形铁芯开口处装有磁铁(图示时刻通过铁芯横截面的磁通量大小为、铁芯不漏磁),车轮转动时带动与其接触的摩擦轮转动,摩擦轮又通过传动轴带动磁铁一起(与车轮角速度相等)转动,从而使铁芯中磁通量发生变化,线圈两端、作为发电机输出端,通过导线与标有“,”的灯泡L相连,当车轮匀速转动时,发电机输出电压视为正弦交流电,该发电机供电线圈匝数为,假设灯泡阻值不变,摩擦轮与轮胎间不打滑。则( )
A.在磁铁从图示位置匀速转过的过程中,通过的电流方向由到
B.在磁铁从图示位置匀速转过的过程中,中的电流逐渐变小
C.若灯泡正常发光,车轮转动的角速度为
D.若灯泡正常发光,车轮转动的角速度为
4.如图所示,有一“凸”形单匝金属线框,边长为,边长为,边和边到的距离均为。虚线右侧存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场,线框绕虚线以角速度匀速转动,则理想电压表的示数为( )
A. B. C. D.
5.如图为交变电流的两种引出方式,图甲采用两滑环引出电流,图乙则采用换向器实现电流的导出,两装置其它部分完全一样。发电机矩形线框匝数为,面积为,线框所在磁场可视为匀强磁场,磁感应强度为,线框从图示位置开始以角速度绕轴转动,图中电阻阻值均为,不计其它电阻,电流表均为理想交流电表。下列说法正确的是( )
A.图示位置电动势为
B.甲图电流表读数是乙图电表的2倍
C.甲图中线框转动一圈,通过电阻的电荷量为0
D.乙图中线框转动一圈,通过电阻的电荷量为
6.如图所示,电阻为的形导线框置于磁感应强度大小为、方向水平向右的匀强磁场中。线框相邻两边均互相垂直即折角不变,各边长均为。线框绕、所在直线以角速度顺时针(俯视)匀速转动,与磁场方向垂直。时,与磁场方向平行,则( )
A.线框中感应电动势的表达式为
B.线框中感应电流随时间的变化关系是
C.时刻线框中感应电动势为0
D.到过程中,感应电动势平均值为
7.如图所示,在光滑绝缘水平桌面上建立一个直角坐标系,在坐标系的第一、四象限的两块区域内分别存在垂直桌面向下、向上的匀强磁场,磁感应强度大小均为,磁场边界线的方程为()。在水平桌面上静置一个长为、宽为的矩形单匝导线框,其电阻,、边与轴平行,在拉力的作用下,线框从图示位置开始沿轴正方向以大小为的速度匀速穿过整个磁场区域,下列说法正确的是( )
A.内,线框中的感应电流方向为
B.边到达时,线框中的感应电流最大
C.线框穿过整个磁场的过程中,拉力的最大值为
D.线框穿过整个磁场的过程中,线框中电流的有效值为
8.如图所示,将一根绝缘硬金属导线弯曲成一个完整的正弦曲线形状,导线两端通过两个小金属环a、b与长直金属杆连接,在外力作用下,正弦形金属导线可以在杆上无摩擦滑动,金属杆的电阻不计,导线电阻为,ab间距离为,导线组成的正弦图形顶部、底部到杆的距离都是。在导线右侧有一有界匀强磁场区域,磁场的左右边界与金属杆垂直,磁场的宽度为,磁感应强度为。若导线在外力作用下沿杆以恒定的速度向右运动,在运动过程中导线所在平面始终与磁场垂直。则在导线穿过磁场的过程中( )
A.导线上有电流流过的时间为
B.导线上的电流最大值为
C.外力做的功为
D.导线上的电流的瞬时值表达式为()
二、多选题(每题6分,共18分)
9.“南鲲”号是我国自主研发的首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置,被称为“海上超级充电宝”,其原理如图所示,海浪冲击浪板带动线框以恒定角速度连续转动,从而将海浪的动能和势能转化成电能储存起来。若某时刻线框正好转到图中所示位置,下列说法正确的是( )
A.该时刻线框中的电流最大
B.该时刻通过线框磁通量的变化率为零
C.从图中所示位置再转过的过程中,电流方向发生改变
D.从图中所示位置再转过的过程中,磁通量的变化量不为零
10.图甲是利用风力发电对灯泡(电阻恒定)供电的简易装置原理图,图乙中、曲线是该发电装置在不同的恒定风速下,流过灯泡的电流随时间变化的关系,下列说法正确的有( )
A.曲线对应电流的有效值为
B.曲线对应电流的最大值为
C.时,曲线对应的回路线圈处于中性面
D.时,曲线对应的回路灯泡瞬时电压为零
11.如图所示,在水平面内,固定着间距为的足够长光滑金属导轨。在区域存在两个大小均为、垂直导轨平面、方向相反的匀强磁场,磁场边界满足,质量为、边长为的正方形金属框静置在导轨上,四条边的电阻均为,位于处。在沿轴的外力作用下金属框沿轴正方向以速度做匀速直线运动,当到达时撤去外力。导轨电阻不计,则下列说法正确的是( )
A.运动到过程中外力的方向先向右后向左
B.运动到过程中感应电动势的最大值为:
C.运动到的过程中通过金属框横截面的电荷量为
D.整个过程中外力对金属框所做的功为
三、非选择题(共42分)
12.(11分)如图甲所示,矩形线圈匝数匝、总电阻,边长为,边长为,匀强磁场的磁感应强度大小,线圈绕轴从图示位置开始匀速转动,角速度,(取3)试求:
(1)穿过线圈的磁通量最大值;
(2)线圈产生的感应电动势最大值;
(3)线圈内产生的热量。
13.(13分)如图为某交流发电机简化示意图,长度为、间距为的两平行金属电极固定在同一水平面内,两电极之间的区域Ⅰ和区域Ⅱ有竖直方向的磁场,磁感应强度大小均为、方向相反,区域Ⅰ边界是边长为的正方形,区域Ⅱ边界是长为、宽为的矩形。绝缘传送带从两电极之间以速度匀速通过,传送带上每隔固定一根垂直运动方向、长度为的导体棒,导体棒通过磁场区域过程中与电极接触良好。已知每根导体棒的电阻为,,。求:
(1)图示位置时导体棒上产生的感应电动势大小;
(2)该装置产生的感应电动势有效值;
(3)从第一根导体棒进入磁场开始计时,内产生的热量。
14.(18分)某探究小组设计了两种电磁驱动装置。图1利用直流电源给线框供电,接通电源后正方形导线框在磁极间的辐向磁场中,从静止开始绕中心轴线发生转动。图2为三个线圈连接到三相电源上,电流形成的磁场可等效为角速度的旋转辐向磁场,稳定后解锁正方形导线框,导线框由静止开始转动。图3为不同视角的上述两种驱动装置的截面图,分别为图1的正视图和图2的俯视图。已知导线框ABCD的边长为1,电阻为,、两边的质量均为,所处位置的磁感应强度大小均为,磁场方向始终与转动方向垂直,转动中、两边受到的阻力均为(为比例系数,为线速度),其余两边质量和所受阻力不计。电源的电动势为,内阻不计,
(1)在两种驱动装置中,若图1、2导线框的转动方向一致,则旋转辐向磁场的转动方向是顺时针还是逆时针;
(2)在图2装置中,若,则导线框转动的最大角速度;
(3)在图1装置中,若导线框经过时间恰好达到最大角速度,则该过程中边转过的弧长。
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$参考答案
题号
1
2
3
45
6
7
9
10
答案
马
A
B
D
D
BD
BD
题号
11
答案
BC
12.(1)0.02√2Wb,(2)600W2V,(3)2.16×106J
13.(1)4V,(2)2W10V,(3)200J
14.(1)顺时针,(2)0。=8,(3)S=
BIE(kRI+2B212t-mR
2
2B212+kR