精品解析:云南玉溪第一中学2025-2026学年高二下学期第一次阶段检测物理试题
2026-05-15
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 云南省 |
| 地区(市) | 玉溪市 |
| 地区(区县) | 红塔区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.63 MB |
| 发布时间 | 2026-05-15 |
| 更新时间 | 2026-05-15 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-15 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57885549.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
玉溪一中2025—2026学年下学期高二年级月考一
物理试卷
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. LC振荡电路以及该电路中电容器极板带电量随时间变化的关系如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 在t=0时,线圈中磁场能最大
B. 在t=a时,回路中电流最大
C. 在t=b时,电容器充电完毕
D. 在t=c时,线圈中自感电动势为零
2. 如图1所示,水平弹簧振子以O点为平衡位置,在A、B两点之间做简谐运动,取向右为正方向建立x轴,振子的位移x随时间t的变化图像如图2所示,下列说法正确的是( )
A. 从t=0到t=1.6s的时间内,振子通过的路程为24cm
B. t=0.2s时,振子在O点右侧6cm处
C. t=0.4s和t=1.2s时,振子的加速度大小相同
D. t=0.4s到t=0.8s的时间内,振子的速度逐渐减小
3. 初速度为v0的电子沿平行于通电长直导线的方向射出,直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示,则( )
A. 电子将向右偏转,速率不变 B. 电子将向左偏转,速率改变
C. 电子将向左偏转,速率不变 D. 电子将向右偏转,速率改变
4. 如图是变电所为市区用户供电的示意图。变压器的输入电压是电网的电压,可视为不变。变压器视为理想变压器,其变压比通过P上下可调,输电线的电阻为,则( )
A. 用户减少时,上的功率增大
B. 用户减少时,用户获得的电压不变
C. 用户增多时,电流表A的示数减小
D. 用户增多时,用户获得的电压要维持不变,应将P适当上调使得原线圈的匝数减小
5. 调压变压器就是一种自耦变压器,它的构造如图乙所示。线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上,CD之间输入交变电压,转动滑动触头P就可以调节输出电压。图乙中两电表均为理想交流电表,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器。现在CD两端输入图甲所示正弦式交流电,变压器视为理想变压器,那么( )
A. 由甲图可知CD两端输入交流电压u的表达式为
B. 当滑动触头P逆时针转动时,MN之间输出交流电压的频率变大
C. 当滑动变阻器滑动触头向下滑动时,电流表读数变大,电压表读数变小
D. 当滑动触头P逆时针转动时,电阻R2消耗的电功率变小
6. 如图所示,矩形线圈面积为S、匝数为N,线圈电阻为r,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动,外电路电阻为R,电压表电流表均为理想电表,在线圈由图示位置转过90°的过程中,下列说法正确的是( )
A. 图示位置处电流和电压的方向即将改变
B. 此过程全电路产生的焦耳热为
C. 电流表的示数为
D. 电压表示数NBSω
7. 如图所示,一平行金属轨道平面与水平面成θ角,两轨道宽为L,上端用一电阻R相连,该装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于轨道平面向上。质量为m的金属杆ab以初速度v0从轨道底端向上滑行,达到最大高度h后保持静止。若运动过程中金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好,轨道与金属杆的电阻均忽略不计。关于上滑过程,下列说法正确的是( )
A. 通过电阻R的电量为
B. 金属杆中的电流方向由b指向a
C. 金属杆克服安培力做功等于
D. 金属杆损失的机械能等于电阻R产生的焦耳热
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,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有错选的得0分。
8. 麦克斯韦在前人研究的基础上,创造性地建立了经典电磁场理论,进一步揭示了电现象与磁现象之间的联系。他大胆地假设:变化的电场就像导线中的电流一样,会在空间产生磁场,即变化的电场产生磁场。以平行板电容器为例,圆形平行板电容器在充、放电的过程中,板间电场发生变化,产生的磁场相当于一连接两板的板间直导线通以充、放电电流时所产生的磁场。如图所示,若某时刻连接电容器的导线具有向上的电流,两板间有向上的电场,则下列说法中正确的是( )
A. 电容器正在放电
B. 该变化电场产生顺时针方向(俯视)的磁场
C. 两平行板间的电场强度E在增大
D. 两极板间电场最强时,板间电场产生的磁场瞬时值为零
9. 在图甲电路中,理想变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1,电压表为理想电表,定值电阻R1=0.8Ω、R2=2Ω、R3=3Ω,变压器原线圈两端a、b接正弦交流电源后,通过R2的电流i2随时间t的变化规律如图乙。下列说法正确的是( )
A. 通过电阻R1的电流方向每秒钟改变50次
B. 变压器的输入电流为2.5 A
C. 电压表的示数为6 V
D. 变压器的输入功率为50W
10. 如图甲所示的电路中,电阻R1=R2=R,和R1并联的D是理想二极管(正向电阻可视为零,反向电阻为无穷大),在A、B之间加一个如图乙所示的交变电压(电压为正值时, UAB>0).由此可知( )
A. 在A、B之间所加的交变电压的周期为2×10-2 s
B. 在A、B之间所加的交变电压的瞬时值表达式为u=220sin 50πt (V)
C. 加在R1上电压的有效值为55 V
D. 加在R1上电压的有效值为55 V
三、实验题:本题2小题,共16分。把答案写在答题卡中指定的位置,不要求写出演算过程。
11. 某同学做“探究电磁感应产生条件”的实验时,由于没有滑动变阻器,于是他用一个光敏电阻(光照越强电阻越小,反之越大)和一个可调节光照强度的光源替代滑动变阻器。图中实验器材有部分已用导线连接。
(1)请用笔画线代替导线将图中的实验电路连接完整。________
(2)闭合电键的瞬间,观察到电流表G的指针向右偏转。那么闭合电键后,增强可调光源强度,电流表G的指针将向________偏转(填“左”或“右”);保持光源强度不变,将线圈A中的铁芯快速抽出,电流表G的指针将向________偏转(填“左”或“右”)。
12. 半导体型呼气酒精测试仪采用氧化锡半导体作为传感器。如图甲所示是该测试仪的原理图。图中为定值电阻,酒精气体传感器的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小。
(1)驾驶员呼出的酒精气体浓度越大,电压表的读数越________(填“大”或“小”)。
(2)如图乙所示为酒精气体传感器的电阻值随酒精气体浓度变化的关系曲线。则酒精气体浓度为0时的阻值为_______。若某司机呼气酒精浓度为,此时的阻值为_______。
(3)现有一个电源,电动势为,内阻为;电压表V量程为,内阻很大;定值电阻的阻值为;导线若干。按图甲所示电路图把电压表改装成酒精浓度表,则酒精气体浓度为0的刻度线应刻在电压刻度线为________V处(保留2位小数);酒精气体浓度为应刻在电压刻度线为______V处(保留2位小数)。
四、计算题:本题共3小题,共 38分。把答案写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13. 质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的仪器。如图所示为质谱仪原理示意图。质量为m、电荷量为q的粒子从容器A下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场,其初速度几乎为0,然后经过S3进入磁感应强度大小为B的匀强磁场,最后打到照相底片D点上,D点到S3的距离为L,求:
(1)粒子进入磁场时的速度大小。
(2)该粒子的比荷。
14. 如图,水平面内有足够长的两平行导轨,导轨间距L=1m,导轨间接有一电容器,电容器右侧导轨上垂直导轨放置一质量m=0.2kg、电阻R=1.5Ω、长度为L的导体棒,导体棒与导轨始终良好接触,导体棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,导轨平面内有竖直向下(即垂直纸面向里)的匀强磁场B1=1T。在导轨左端通过导线连接一水平放置的面积S=1m2、总电阻r=0.5Ω、匝数N=100的圆形线圈,线圈内有一面积S0=0.25m2的圆形区域,该圆形区域内有垂直纸面向外、大小随时间变化规律为B2=0.4t(T)的磁场,g=10m/s2,不计导轨电阻,两磁场互不影响,求:
(1)若开始时S3断开,仅闭合开关S1和S2,计算稳定后电容器两端的电压Uc是多少?上下极板哪个电势较高?
(2)若开始时S2断开,仅闭合开关S1和S3,导体棒从静止开始运动,计算达到最大速度时流过导体棒的电流有多大?此时导体棒的速度大小是多少?
(3)若开始时S2断开,仅闭合开关S1和S3,导体棒从静止开始运动,经时间t0=3s达到最大速度,计算此过程中流过导体棒的电荷量q。
15. 小型水利发电站的发电机输出功率为1000kW,输出电压为500V,输电线总电阻为,为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的,需在发电机处设升压变压器,用户所需电压为220V,所以在用户处需安装降压变压器。输电电路图如图所示,求:
(1)输电线上的电流;
(2)升压变压器的原、副线圈的匝数之比;
(3)降压变压器的原、副线圈的匝数之比。
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玉溪一中2025—2026学年下学期高二年级月考一
物理试卷
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. LC振荡电路以及该电路中电容器极板带电量随时间变化的关系如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 在t=0时,线圈中磁场能最大
B. 在t=a时,回路中电流最大
C. 在t=b时,电容器充电完毕
D. 在t=c时,线圈中自感电动势为零
【答案】A
【解析】
【详解】A.在时,,电容器放电完毕,电场能为0,,因此线圈中磁场能最大,故A正确;
B.在时,达到最大值,图像斜率为0,即电流,电流最小,故B错误;
C.在时,,说明电容器放电完毕,不是充电完毕,故C错误;
D.在时,的绝对值最大,电流,但电流的变化率最大,因此自感电动势最大,不为零,故D错误。
故选A。
2. 如图1所示,水平弹簧振子以O点为平衡位置,在A、B两点之间做简谐运动,取向右为正方向建立x轴,振子的位移x随时间t的变化图像如图2所示,下列说法正确的是( )
A. 从t=0到t=1.6s的时间内,振子通过的路程为24cm
B. t=0.2s时,振子在O点右侧6cm处
C. t=0.4s和t=1.2s时,振子的加速度大小相同
D. t=0.4s到t=0.8s的时间内,振子的速度逐渐减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图像可知,振子振幅,周期,从到恰好为1个周期,一个周期内振子的路程为,故A错误;
B.振子振动方程为
代入,得,故B错误;
C.由胡克定律和牛顿第二定律可知,振子做简谐运动的加速度满足
时振子位移,时振子位移,位移大小相等,则加速度大小相等,故C正确;
D.从到,振子从最大位移处向平衡位置运动,位移减小,速度逐渐增大,故D错误。
故选C。
3. 初速度为v0的电子沿平行于通电长直导线的方向射出,直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示,则( )
A. 电子将向右偏转,速率不变 B. 电子将向左偏转,速率改变
C. 电子将向左偏转,速率不变 D. 电子将向右偏转,速率改变
【答案】A
【解析】
【详解】由安培定则可判定直线电流右侧磁场的方向为垂直纸面向里,根据左手定则可判定电子所受洛伦兹力向右,即向右偏转;
由于洛伦兹力不做功,则电子动能不变,速率不变。故A正确,BCD错误。
故选A。
4. 如图是变电所为市区用户供电的示意图。变压器的输入电压是电网的电压,可视为不变。变压器视为理想变压器,其变压比通过P上下可调,输电线的电阻为,则( )
A. 用户减少时,上的功率增大
B. 用户减少时,用户获得的电压不变
C. 用户增多时,电流表A的示数减小
D. 用户增多时,用户获得的电压要维持不变,应将P适当上调使得原线圈的匝数减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.用户减少时,用户所在线路总电阻增大,而输入电压不变,由闭合电路欧姆定律可知,用户所在线路的总电流减小,由可知,上的功率减小。A错误;
B.由上述分析,用户所在线路的总电流减小,上的电压减小,总电压不变,所以用户获得的电压增大,B错误;
C.用户增多时,由A中分析,同理可得,用户所在线路总电流增大,由理想变压器原副线圈电流比等于匝数比的倒数可知,匝数比不变,原线圈中电流增大,电流表A的示数变大。C错误;
D.用户增多时,由B中分析,同理可知,用户获得的电压减小,若想维持用户获得的电压不变,应使用户所在电路总电压变大,故根据理想变压器原副线圈匝数比等于电压比,应将P适当上调使得匝数比变大。D正确。
故选D。
5. 调压变压器就是一种自耦变压器,它的构造如图乙所示。线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上,CD之间输入交变电压,转动滑动触头P就可以调节输出电压。图乙中两电表均为理想交流电表,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器。现在CD两端输入图甲所示正弦式交流电,变压器视为理想变压器,那么( )
A. 由甲图可知CD两端输入交流电压u的表达式为
B. 当滑动触头P逆时针转动时,MN之间输出交流电压的频率变大
C. 当滑动变阻器滑动触头向下滑动时,电流表读数变大,电压表读数变小
D. 当滑动触头P逆时针转动时,电阻R2消耗的电功率变小
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图甲得输入交流电压周期,角速度
因此电压表达式应为,故A错误;
B.理想变压器不改变交流电频率,M、N之间输出交流电压的频率由输入的交流电压的频率决定,与滑动触头位置无关,故B错误;
C.电压表读数
滑动触头P位置不变时,副线圈输出电压不变。滑动变阻器触头向下滑动,接入电阻减小,副线圈总电阻减小,总电流增大,分压增大,因此减小。电流
减小,则减小,由
增大,减小,因此增大,即电流表读数变大、电压表读数变小,故C正确;
D.P逆时针转动,副线圈匝数增加,输出电压增大,两端电压增大,由
可知消耗功率变大,故D错误。
故选C。
6. 如图所示,矩形线圈面积为S、匝数为N,线圈电阻为r,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动,外电路电阻为R,电压表电流表均为理想电表,在线圈由图示位置转过90°的过程中,下列说法正确的是( )
A. 图示位置处电流和电压的方向即将改变
B. 此过程全电路产生的焦耳热为
C. 电流表的示数为
D. 电压表示数NBSω
【答案】A
【解析】
【详解】A.图示位置线圈平面与磁场垂直,是中性面。线圈每经过一次中性面,感应电流、电压的方向就改变一次,因此该位置处电流电压方向即将改变,故A正确;
B.线圈转动产生感应电动势的最大值
有效值
转过的时间
全电路焦耳热需要用有效值计算,故B错误;
C.电流表测量的是电路电流的有效值,总电阻为,因此有效值,故C错误;
D.电压表测量外电路的路端电压有效值,故D错误。
故选A。
7. 如图所示,一平行金属轨道平面与水平面成θ角,两轨道宽为L,上端用一电阻R相连,该装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于轨道平面向上。质量为m的金属杆ab以初速度v0从轨道底端向上滑行,达到最大高度h后保持静止。若运动过程中金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好,轨道与金属杆的电阻均忽略不计。关于上滑过程,下列说法正确的是( )
A. 通过电阻R的电量为
B. 金属杆中的电流方向由b指向a
C. 金属杆克服安培力做功等于
D. 金属杆损失的机械能等于电阻R产生的焦耳热
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.根据
,,,
可得通过电阻R的电量为
故A正确;
B.由右手定则判断金属杆中的电流方向由a指向b,故B错误;
C.由于达到最大高度h后保持静止,所以轨道粗糙,由动能定理
可得金属杆克服安培力做功等于
故C错误;
D.由能量守恒可知金属杆损失的机械能等于电阻R产生的焦耳热和金属杆与轨道摩擦产生的热量,故D错误。
故选A。
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,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有错选的得0分。
8. 麦克斯韦在前人研究的基础上,创造性地建立了经典电磁场理论,进一步揭示了电现象与磁现象之间的联系。他大胆地假设:变化的电场就像导线中的电流一样,会在空间产生磁场,即变化的电场产生磁场。以平行板电容器为例,圆形平行板电容器在充、放电的过程中,板间电场发生变化,产生的磁场相当于一连接两板的板间直导线通以充、放电电流时所产生的磁场。如图所示,若某时刻连接电容器的导线具有向上的电流,两板间有向上的电场,则下列说法中正确的是( )
A. 电容器正在放电
B. 该变化电场产生顺时针方向(俯视)的磁场
C. 两平行板间的电场强度E在增大
D. 两极板间电场最强时,板间电场产生的磁场瞬时值为零
【答案】CD
【解析】
【详解】AC.由图中可以看出,极板间的电场方向是竖直向上的,说明下极板带正电,上极板带负电,电流的方向是从电容器负极板流出,从正极板流入,故电容器处于充电状态,电量增大,电场增强,A错误,C正确;
B.题目说明变化电场产生的磁场等效于向上电流产生的磁场,根据右手螺旋定则(安培定则):拇指沿电流方向向上,俯视的话四指环绕方向为逆时针,因此产生的磁场是逆时针(俯视),B错误;
D.两极板间的电场最强时,电场的变化率为零,电场产生的磁场的磁感应强度为零,D正确。
故选CD。
9. 在图甲电路中,理想变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1,电压表为理想电表,定值电阻R1=0.8Ω、R2=2Ω、R3=3Ω,变压器原线圈两端a、b接正弦交流电源后,通过R2的电流i2随时间t的变化规律如图乙。下列说法正确的是( )
A. 通过电阻R1的电流方向每秒钟改变50次
B. 变压器的输入电流为2.5 A
C. 电压表的示数为6 V
D. 变压器的输入功率为50W
【答案】BD
【解析】
【详解】A.电流的频率,故电流方向每秒钟改变100次,A错误;
B.通过R2的电流有效值
R2两端的电压U2=I2R2=6 V
通过R3的电流
通过副线圈的电流I=I2+I3=5A
故通过原线圈的电流,B正确;
C.电压表的示数U=U2+IR1=10V,C错误;
D.变压器的输入功率P1=P2=UI=50W,D正确。
故选BD。
10. 如图甲所示的电路中,电阻R1=R2=R,和R1并联的D是理想二极管(正向电阻可视为零,反向电阻为无穷大),在A、B之间加一个如图乙所示的交变电压(电压为正值时, UAB>0).由此可知( )
A. 在A、B之间所加的交变电压的周期为2×10-2 s
B. 在A、B之间所加的交变电压的瞬时值表达式为u=220sin 50πt (V)
C. 加在R1上电压的有效值为55 V
D. 加在R1上电压的有效值为55 V
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由图象可得交流电的周期 T=2×10-2s,故A正确.
B.电压最大值为 Um=220V,变电压的瞬时值表达式为:,故B错误;
CD.当电源在正半轴时A点电位高于B点电位,二极管导通,即R1被短路.电源在负半轴时B点电位高于A点电位,二极管截止 ,R1R2串联分压.设R1上电压的有效值为U.根据有效值的定义得:,解得 U=55V.故C正确,D错误.
三、实验题:本题2小题,共16分。把答案写在答题卡中指定的位置,不要求写出演算过程。
11. 某同学做“探究电磁感应产生条件”的实验时,由于没有滑动变阻器,于是他用一个光敏电阻(光照越强电阻越小,反之越大)和一个可调节光照强度的光源替代滑动变阻器。图中实验器材有部分已用导线连接。
(1)请用笔画线代替导线将图中的实验电路连接完整。________
(2)闭合电键的瞬间,观察到电流表G的指针向右偏转。那么闭合电键后,增强可调光源强度,电流表G的指针将向________偏转(填“左”或“右”);保持光源强度不变,将线圈A中的铁芯快速抽出,电流表G的指针将向________偏转(填“左”或“右”)。
【答案】 ①. 见详解 ②. 右 ③. 左
【解析】
【详解】(1)[1]
(2)[2]由题意可知当线圈B中的磁通量增加时,产生的感应电流,G表指针向右偏转。则增强光源强度时,电阻减小,电流变大,线圈B中的磁通量增加,所以G表指针向右偏转;保持光源强度不变,将线圈A中的铁芯快速抽出时,线圈B中的磁通量减小,所以G表指针向左偏转。
12. 半导体型呼气酒精测试仪采用氧化锡半导体作为传感器。如图甲所示是该测试仪的原理图。图中为定值电阻,酒精气体传感器的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小。
(1)驾驶员呼出的酒精气体浓度越大,电压表的读数越________(填“大”或“小”)。
(2)如图乙所示为酒精气体传感器的电阻值随酒精气体浓度变化的关系曲线。则酒精气体浓度为0时的阻值为_______。若某司机呼气酒精浓度为,此时的阻值为_______。
(3)现有一个电源,电动势为,内阻为;电压表V量程为,内阻很大;定值电阻的阻值为;导线若干。按图甲所示电路图把电压表改装成酒精浓度表,则酒精气体浓度为0的刻度线应刻在电压刻度线为________V处(保留2位小数);酒精气体浓度为应刻在电压刻度线为______V处(保留2位小数)。
【答案】 ①. 大 ②. 60 ③. 26##27 ④. 2.38 ⑤. 2.82
【解析】
【详解】(1)[1]由右图可以看出,酒精气体浓度越大,传感器阻值越小,根据左图电路结构可知,电压表读数越大。
(2)[2]由图乙可知:酒精气体浓度为0时的阻值为60;
[3] 由图乙可知:酒精浓度为,此时的阻值为26或27。
(3)[4] 按图甲所示电路图把电压表改装成酒精浓度表,则酒精气体浓度为0时,电阻R2阻值最大为60Ω,此时
则0刻度线应刻在电压刻度线为2.38V处;
[5] 酒精气体浓度为时,电阻R2阻值最大为41Ω,此时
酒精气体浓度为应刻在电压刻度线为2.82V处。
四、计算题:本题共3小题,共 38分。把答案写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13. 质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的仪器。如图所示为质谱仪原理示意图。质量为m、电荷量为q的粒子从容器A下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场,其初速度几乎为0,然后经过S3进入磁感应强度大小为B的匀强磁场,最后打到照相底片D点上,D点到S3的距离为L,求:
(1)粒子进入磁场时的速度大小。
(2)该粒子的比荷。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
在加速电场中,根据动能定理有
得
【小问2详解】
在偏转磁场中,根据牛顿第二定律有,依题意有
得
14. 如图,水平面内有足够长的两平行导轨,导轨间距L=1m,导轨间接有一电容器,电容器右侧导轨上垂直导轨放置一质量m=0.2kg、电阻R=1.5Ω、长度为L的导体棒,导体棒与导轨始终良好接触,导体棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,导轨平面内有竖直向下(即垂直纸面向里)的匀强磁场B1=1T。在导轨左端通过导线连接一水平放置的面积S=1m2、总电阻r=0.5Ω、匝数N=100的圆形线圈,线圈内有一面积S0=0.25m2的圆形区域,该圆形区域内有垂直纸面向外、大小随时间变化规律为B2=0.4t(T)的磁场,g=10m/s2,不计导轨电阻,两磁场互不影响,求:
(1)若开始时S3断开,仅闭合开关S1和S2,计算稳定后电容器两端的电压Uc是多少?上下极板哪个电势较高?
(2)若开始时S2断开,仅闭合开关S1和S3,导体棒从静止开始运动,计算达到最大速度时流过导体棒的电流有多大?此时导体棒的速度大小是多少?
(3)若开始时S2断开,仅闭合开关S1和S3,导体棒从静止开始运动,经时间t0=3s达到最大速度,计算此过程中流过导体棒的电荷量q。
【答案】(1)10V,上极板电势高
(2)1A,8m/s (3)4.6C
【解析】
【小问1详解】
根据法拉第电磁感应定律可得,左侧圆形线圈中产生的电动势
解得
则稳定后电容器两端的电压为
根据楞次定律可知,线圈中电流为顺时针方向,所以上极板电势高于下极板电势。
【小问2详解】
当导体棒受力平衡时,速度最大,根据平衡条件则有
解得
又由闭合电路欧姆定律有
联立解得
【小问3详解】
对导体棒,根据动量定理,可得
又因为
联立解得
15. 小型水利发电站的发电机输出功率为1000kW,输出电压为500V,输电线总电阻为,为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的,需在发电机处设升压变压器,用户所需电压为220V,所以在用户处需安装降压变压器。输电电路图如图所示,求:
(1)输电线上的电流;
(2)升压变压器的原、副线圈的匝数之比;
(3)降压变压器的原、副线圈的匝数之比。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)输电线上损耗的功率
根据功率公式
解得
(2)升压变压器原线圈上的电流
升压变压器原副线圈的匝数之比
(3)输电线上损失的电压
升压变压器副线圈两端的电压
解得
降压变压器原线圈两端的电压
降压变压器原副线圈的匝数比
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