精品解析：江西省南昌新民外语学校2024-2025学年高二下学期第二次月考物理试题

新民学校2024—2025学年度第二学期第二次月考 高二物理试卷 时间：75分钟；分值：100分 一、单选题（共28分） 1. 关于教材中的插图下面说法正确的是（ ） A. 甲图是利用右手定则来判断直线电流产生的磁场方向的示意图 B. 乙图是利用左手定则来判断通电导线在磁场中受力方向的示意图 C. 丙图是利用左手定则来判断导线切割磁感线时产生的感应电流方向的示意图 D. 丁图是磁电式电流表其物理学原理是基于通电线圈在磁场中受到安培力作用而发生转动 2. 如图所示，金属线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动，转动周期为，感应电动势的有效值为，从图示位置开始计时，其表达式为（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下｡现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止。下列说法正确的是（  ） A. ab中的感应电流方向由a到b B. ab中的感应电流逐渐减小 C. ab所受的安培力保持不变 D. ab所受的静摩擦力保持不变 4. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为1:2，正弦交流电源电压的有效值为U=15V保持不变，电阻R1=15Ω，R2=20Ω，滑动变阻器R3最大阻值为40Ω。开始时，滑片P处于滑动变阻器正中间位置，则下列说法正确的是（　　） A. 通过R1的电流为1A B. 电压表读数为6V C. 若向下移动P，电压表读数将变大 D. 若向上移动P，变压器的输出功率将变大 5. 电压互感器能将高电压变成低电压、电流互感器能将大电流变成小电流，用于测量或保护系统。如图所示，、是监测交流高压输电参数的互感器，a、b是交流电压表或交流电流表，若高压输电线间电压为220kV，的原、副线圈匝数比为1︰100，交流电压表的示数为200V，交流电流表的示数为2A，则（　　） A. a是交流电压表，b是交流电流表 B. 的原、副线圈匝数比为1000︰1 C. 高压线路输送的电流为200A D. 高压线路输送的电功率为 6. 如图所示，软铁环上绕有M、N两个线圈，线圈M与直流电源、电阻和开关S1相连，线圈N与电流表和开关S2相连。下列说法正确的是（ ） A. 保持S1闭合，软铁环中的磁场为逆时针方向 B. 保持S1闭合，在开关S2闭合的瞬间，通过电流表的电流由 C. 保持S2闭合，在开关S1闭合的瞬间，通过电流表的电流由 D. 保持S2闭合，在开关S1断开的瞬间，电流表所在回路不会产生电流 7. 如图，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，两部分平滑连接，平直部分右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处由静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，金属棒与导轨间接触良好，则金属棒穿过磁场区域的过程中（　　） A. 流过金属棒的最大电流为 B. 通过金属棒的电荷量为 C. 克服安培力所做的功为mgh D. 金属棒内产生的焦耳热为 二、多选题（共18分） 8. 电磁感应现象在科技和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，发射线圈接入恒定电流也能实现手机充电 B. 图乙中，电磁炉不能使用陶瓷锅，是因为陶瓷不能产生涡流 C. 图丙中，冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈产生大量热量，冶炼金属 D. 图丁中，电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理 9. 如图，足够长的光滑金属导轨固定在水平桌面上，磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直于导轨平面向下，金属棒cd静止在导轨上，绝缘棒ab位于金属棒cd左侧，正以v0的速度向cd运动并与cd发生弹性碰撞。cd在导轨上运动时，两端与导轨接触良好，cd与ab始终平行，不计空气阻力。导轨宽度为L，绝缘棒ab和金属棒cd的质量分别为2m、m，金属棒cd的电阻为R，导轨的电阻忽略不计。下列说法正确的是（　　） A. 碰撞后瞬间金属棒cd中感应电流的方向为 B. 碰撞后瞬间金属棒cd中感应电流的方向为 C. 碰撞后瞬间金属棒cd的速度为 D. 两棒碰撞后到共速的过程中，金属棒cd产生的热量是 10. 随着节能减排的推进，水力发电站将代替部分火力发电站而成为发电主力。某小型水电站的电能输送示意图如图所示。升压变压器原、副线圈匝数比为1:16，输电线总电阻r=8Ω，降压变压器的输出功率和输出电压分别为95kW和220V。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的5%，变压器均视为理想变压器，则下列说法正确的是（　　） A. 通过输电线的电流为25A B. 发电机的输出功率为98kW C. 发电机的输出电压有效值为500V D. 降压变压器的原、副线圈匝数比为190:11 三、实验题（共18分） 11. 某兴趣小组在探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素 （1）图a中，将条形磁铁从图示位置先向上后向下移动一小段距离，出现的现象是______________。 A．灯泡A、B均不发光 B．灯泡A、B交替短暂发光 C．灯泡A短暂发光、灯泡B不发光 D．灯泡A不发光、灯泡B短暂发光 （2）通过实验得知：当电流从图b中电流计的正接线柱流入时指针向右偏转；则当磁体______________（选填“向上”或“向下”）运动时，电流计指针向右偏转。 （3）为进一步探究影响感应电流方向的因素，该小组设计了如图c的电路。 （4）若图c电路连接正确，在闭合开关前滑动变阻器滑片应移至最______________（选填“左”或“右”）端。 （5）若图c电路连接正确，开关闭合瞬间，指针向左偏转，则将铁芯从线圈P中快速抽出时，观察到电流计指针______________。 A．不偏转 B．向左偏转 C．向右偏转 12. 在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。 （1）为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是_______。 A．控制变量法　　B．等效替代法　　C．演绎法　　D．理想实验法 （2）用学生电源给原线圈供电，用多用表测量副线圈两端电压，下列操作正确的是_______。 A．原线圈接直流电压，电表用直流电压挡 B．原线圈接直流电压，电表用交流电压挡 C．原线圈接交流电压，电表用直流电压挡 D．原线圈接交流电压，电表用交流电压挡 （3）在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间（接入匝数为800匝），用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱（接入匝数为400匝）之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为_______。 A．1.5V　　 B．3.5V　　 C．5.5V D．7.0V （4）实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别，原因不可能为_____。 A．原、副线圈上通过的电流发热 B．铁芯在交变磁场作用下发热 C．原线圈输入电压发生变化 D．变压器铁芯漏磁 （5）图为某电学仪器原理图，图中变压器为理想变压器。左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻R0可等效为该电学仪器电压输出部分，该部分与一理想变压器的原线圈连接；一可变电阻R与该变压器的副线圈连接，原、副线圈的匝数分别为n1、n2。在交流电源的电压有效值U0不变的情况下，调节可变电阻R的过程中，当=___________时，R获得的功率最大。 四、解答题（共36分） 13. 如图所示为交流发电机示意图，匝数n = 100的矩形线圈，边长分别为30 cm和20 cm，内阻为5 Ω，在磁感应强度B = 0.5 T的匀强磁场中绕OO′轴以的角速度匀速转动，线圈和外部20 Ω的电阻R相连接，已知线圈绕OO′轴转动，t = 0时刻为图示位置，求： （1）交变电流的感应电动势瞬时值表达式： （2）电阻R上所消耗的电功率是多少； （3）由图示位置转过30°的过程中，通过R的电量是多少。 14. 如图所示为某工厂购买的升压变压器和降压变压器各一台，给工厂车间供电，升压变压器匝数比为，降压变压器匝数比，输电线总电阻。发电机输出电压，输出功率为。问： （1）降压变压器的输出电压为多大？ （2）工厂获得的功率为多大？ 15. 如图所示，一单匝矩形闭合线圈abcd的质量m=3kg，总电阻R=0.12Ω，ab边的长l1=0.6m， bc边的长l2=0.2m，置于光滑的绝缘水平桌面（纸面）上，虚线右侧存在范围足够大、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B=1T。现使线圈以初速度v0=0.5m/s向右运动进入磁场，直到线圈全部进入磁场，运动过程中线圈的左右边始终与磁场边界平行，不考虑线圈产生磁场对原磁场分布和空气阻力的影响。求： （1）线圈的ab边刚进入磁场时，ab边受到的安培力大小； （2）线圈全部进入磁场过程中，流过ab的电荷量； （3）线圈全部进入磁场时的速度大小以及线圈进入磁场过程中产生的焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 新民学校2024—2025学年度第二学期第二次月考 高二物理试卷 时间：75分钟；分值：100分 一、单选题（共28分） 1. 关于教材中的插图下面说法正确的是（ ） A. 甲图是利用右手定则来判断直线电流产生的磁场方向的示意图 B. 乙图是利用左手定则来判断通电导线在磁场中受力方向的示意图 C. 丙图是利用左手定则来判断导线切割磁感线时产生的感应电流方向的示意图 D. 丁图是磁电式电流表其物理学原理是基于通电线圈在磁场中受到安培力作用而发生转动 【答案】D 【解析】 【详解】A．甲图是利用右手螺旋定则来判断直线电流产生的磁场方向的示意图，故A错误； B．乙图是利用右手定则来判断导线切割磁感线时产生的感应电流方向的示意图，故B错误； C．丙图是利用左手定则来判断通电导线在磁场中受力方向的示意图，故C错误； D．磁电式电流表其物理学原理是基于通电线圈在磁场中受到安培力作用而发生转动，故D正确； 故选D。 2. 如图所示，金属线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动，转动周期为，感应电动势的有效值为，从图示位置开始计时，其表达式为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】线圈转动的角速度为，感应电动势的峰值为，图示位置为中性面位置，故感应电动势的表达式为。 故选A。 3. 如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下｡现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止。下列说法正确的是（  ） A. ab中的感应电流方向由a到b B. ab中的感应电流逐渐减小 C. ab所受的安培力保持不变 D. ab所受的静摩擦力保持不变 【答案】A 【解析】 【详解】A．磁感应强度均匀减小,磁通量减小,根据楞次定律得,ab中的感应电流方向由a到b,故A正确； B．由于磁感应强度均匀减小,根据法拉第电磁感应定律有 由于磁通量均匀减小，可知,感应电动势恒定,则感应电流不变,故B错误； C．根据安培力公式 知,电流I不变,B均匀减小,则安培力减小,故C错误； D．导体棒受安培力和静摩擦力处于平衡,则，安培力减小,则静摩擦力减小,故D错误。 故选A。 4. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为1:2，正弦交流电源电压的有效值为U=15V保持不变，电阻R1=15Ω，R2=20Ω，滑动变阻器R3最大阻值为40Ω。开始时，滑片P处于滑动变阻器正中间位置，则下列说法正确的是（　　） A. 通过R1的电流为1A B. 电压表读数为6V C. 若向下移动P，电压表读数将变大 D. 若向上移动P，变压器的输出功率将变大 【答案】C 【解析】 【详解】AB．设原线圈中的电流为，副线圈中的电流为，根据原副线圈电压与线圈匝数的关系可知 据原副线圈电流与线圈匝数的关系可知 联立解得 开始时，滑片P处于滑动变阻器正中间位置，即 ，代入数据可知 电压表的读数 AB错误； C．若向下移动P，滑动变阻器的阻值增加，由上分析可知 副线圈中的电流减小，原线圈的电流也减小，原线圈的输入电压为 可知输入电压增大，故副线圈的输出电压随之增大，C正确； D．由上分析可知，副线圈的输出功率为 故当时，即时，副线圈的输出功率最大，若向上移动P，滑动变阻器的阻值减小，副线圈的输出功率减小，D错误。 故选C。 5. 电压互感器能将高电压变成低电压、电流互感器能将大电流变成小电流，用于测量或保护系统。如图所示，、是监测交流高压输电参数的互感器，a、b是交流电压表或交流电流表，若高压输电线间电压为220kV，的原、副线圈匝数比为1︰100，交流电压表的示数为200V，交流电流表的示数为2A，则（　　） A. a是交流电压表，b是交流电流表 B. 的原、副线圈匝数比为1000︰1 C. 高压线路输送的电流为200A D. 高压线路输送的电功率为 【答案】C 【解析】 【详解】A．两端接在同一根电线上，因此a是交流电流表，两端接在两根电线上，因此b是交流电压表，故A错误； B．变压器原副线圈电压之比等于匝数之比，所以原、副线圈匝数之比为 故B错误； C．变压器原副线圈电流与匝数成反比，则高压线路输送的电流为200A，故C正确； D．由C选项可知高压线路输送的电功率为 故D错误。 故选C。 6. 如图所示，软铁环上绕有M、N两个线圈，线圈M与直流电源、电阻和开关S1相连，线圈N与电流表和开关S2相连。下列说法正确的是（ ） A. 保持S1闭合，软铁环中的磁场为逆时针方向 B. 保持S1闭合，在开关S2闭合的瞬间，通过电流表的电流由 C. 保持S2闭合，在开关S1闭合的瞬间，通过电流表的电流由 D. 保持S2闭合，在开关S1断开的瞬间，电流表所在回路不会产生电流 【答案】C 【解析】 【详解】A．由右手螺旋定则可以判断出，软铁环中的磁场为顺时针方向，故A错误； B．保持S1闭合，在开关S2闭合的瞬间，N线圈中磁通量不变，没有感应电流产生。故B错误； C．保持S2闭合，在开关S1闭合的瞬间，N线圈中磁通量增大，根据楞次定律可以判断，通过电流表的电流由。故C正确； D．保持S2闭合，在开关S1断开的瞬间，N线圈中磁通量减小，根据“增反减同”可以判断，通过电流表的电流由。故D错误。 故选C。 7. 如图，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，两部分平滑连接，平直部分右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处由静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，金属棒与导轨间接触良好，则金属棒穿过磁场区域的过程中（　　） A. 流过金属棒的最大电流为 B. 通过金属棒的电荷量为 C. 克服安培力所做的功为mgh D. 金属棒内产生的焦耳热为 【答案】D 【解析】 【详解】A．金属棒下滑到弯曲部分底端时，根据动能定理有 金属棒在磁场中运动时产生的感应电动势 E = BLv 流过金属棒的电流 当金属棒刚进入磁场中时，感应电流最大，分析可得 故A错误； B．金属棒穿过磁场区域的过程中通过金属棒的电荷量 故B错误； CD．对整个过程由动能定理得 mgh − W安 − μmgd = 0 金属棒克服安培力做的功 W安 = mgh − μmgd 金属棒内产生的焦耳热 故C错误，D正确。 故选D。 二、多选题（共18分） 8. 电磁感应现象在科技和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，发射线圈接入恒定电流也能实现手机充电 B. 图乙中，电磁炉不能使用陶瓷锅，是因为陶瓷不能产生涡流 C. 图丙中，冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈产生大量热量，冶炼金属 D. 图丁中，电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理 【答案】BD 【解析】 【详解】A．充电设备中的发射线圈通恒定电流，其产生的磁场是恒定的，不能使手机产生感应电流，不能实现无线充电，故A错误； B．电磁炉不能用陶瓷锅是因为陶瓷锅属于绝缘材料，不会产生涡流，故B正确； C．真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈产生交变磁场，被冶炼的金属产生涡流，产生大量的热从而冶炼金属，故C错误； D．电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理，故D正确。 故选BD。 9. 如图，足够长的光滑金属导轨固定在水平桌面上，磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直于导轨平面向下，金属棒cd静止在导轨上，绝缘棒ab位于金属棒cd左侧，正以v0的速度向cd运动并与cd发生弹性碰撞。cd在导轨上运动时，两端与导轨接触良好，cd与ab始终平行，不计空气阻力。导轨宽度为L，绝缘棒ab和金属棒cd的质量分别为2m、m，金属棒cd的电阻为R，导轨的电阻忽略不计。下列说法正确的是（　　） A. 碰撞后瞬间金属棒cd中感应电流的方向为 B. 碰撞后瞬间金属棒cd中感应电流的方向为 C. 碰撞后瞬间金属棒cd的速度为 D. 两棒碰撞后到共速的过程中，金属棒cd产生的热量是 【答案】AC 【解析】 【详解】ABC．绝缘棒ab向右匀速运动，碰撞过程中由动量守恒定律 由机械能守恒定律 解得 ， 由右手定则可知，碰撞后瞬间金属棒cd中感应电流的方向为，碰撞后瞬间金属棒cd的速度为，故AC正确，B错误； D．碰撞后，绝缘棒ab以向右匀速运动，当两棒碰撞后到共速的过程中，对金属棒cd由能量守恒定律 解得金属棒cd产生的热量是 故D错误。 故选AC。 10. 随着节能减排的推进，水力发电站将代替部分火力发电站而成为发电主力。某小型水电站的电能输送示意图如图所示。升压变压器原、副线圈匝数比为1:16，输电线总电阻r=8Ω，降压变压器的输出功率和输出电压分别为95kW和220V。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的5%，变压器均视为理想变压器，则下列说法正确的是（　　） A. 通过输电线的电流为25A B. 发电机的输出功率为98kW C. 发电机的输出电压有效值为500V D. 降压变压器的原、副线圈匝数比为190:11 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．根据题意可知 联立解得 ， 故A正确，B错误； C．根据升压变压器原副线圈电流与匝数的关系有 所以 ， 故C错误； D．在输电回路中有 联立可得 故D正确。 故选AD。 三、实验题（共18分） 11. 某兴趣小组在探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素 （1）图a中，将条形磁铁从图示位置先向上后向下移动一小段距离，出现的现象是______________。 A．灯泡A、B均不发光 B．灯泡A、B交替短暂发光 C．灯泡A短暂发光、灯泡B不发光 D．灯泡A不发光、灯泡B短暂发光 （2）通过实验得知：当电流从图b中电流计的正接线柱流入时指针向右偏转；则当磁体______________（选填“向上”或“向下”）运动时，电流计指针向右偏转。 （3）为进一步探究影响感应电流方向的因素，该小组设计了如图c的电路。 （4）若图c电路连接正确，在闭合开关前滑动变阻器滑片应移至最______________（选填“左”或“右”）端。 （5）若图c电路连接正确，开关闭合瞬间，指针向左偏转，则将铁芯从线圈P中快速抽出时，观察到电流计指针______________。 A．不偏转 B．向左偏转 C．向右偏转 【答案】 ①. B ②. 向上 ③. 左 ④. C 【解析】 【详解】（1）[1]条形磁铁向上移动一小段距离，穿过螺线管的磁感线减少，向下移动一小段距离，穿过螺线管的磁感线增加，移动方向不同，产生的感应电流方向不同，根据二极管具有单向导电性可知灯泡A、B交替短暂发光。 故选B。 （2）[2]当磁体向上运动时，穿过螺旋管的磁通量为竖直向下的减少，根据楞次定律，可知线圈中的感应电流产生的磁场竖直向下，根据右手螺旋定则可知电流从正接线柱流入，指针向右偏；故磁体向上运动。 （4）[3]闭合开关瞬间，电路中电流增多，电磁铁的磁性增强，穿过螺线管的磁感线增多，会产生感应电流，为了防止产生的感应电流过大烧坏电流表，闭合开关前需要将滑动变阻器的滑片移到最左端。 （5）[4]开关闭合瞬间，穿过螺线管的磁通量增多，根据题意可知指针向左偏转，所以将铁芯从线圈P中快速抽出时，穿过螺线管的磁通量减少，观察到电流计指针向右偏转。 故选C。 12. 在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。 （1）为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是_______。 A．控制变量法　　B．等效替代法　　C．演绎法　　D．理想实验法 （2）用学生电源给原线圈供电，用多用表测量副线圈两端电压，下列操作正确的是_______。 A．原线圈接直流电压，电表用直流电压挡 B．原线圈接直流电压，电表用交流电压挡 C．原线圈接交流电压，电表用直流电压挡 D．原线圈接交流电压，电表用交流电压挡 （3）在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间（接入匝数为800匝），用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱（接入匝数为400匝）之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为_______。 A．1.5V　　 B．3.5V　　 C．5.5V D．7.0V （4）实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别，原因不可能为_____。 A．原、副线圈上通过的电流发热 B．铁芯在交变磁场作用下发热 C．原线圈输入电压发生变化 D．变压器铁芯漏磁 （5）图为某电学仪器原理图，图中变压器为理想变压器。左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻R0可等效为该电学仪器电压输出部分，该部分与一理想变压器的原线圈连接；一可变电阻R与该变压器的副线圈连接，原、副线圈的匝数分别为n1、n2。在交流电源的电压有效值U0不变的情况下，调节可变电阻R的过程中，当=___________时，R获得的功率最大。 【答案】 ①. A ②. D ③. D ④. C ⑤. 【解析】 【详解】（1）[1]在物理学中，当一个物理量与两个或两个以上的物理量有关系，需要研究其中两个物理量之间的关系时，需要控制其它物理量保持不变，从而方便研究二者之间的关系，该方法称之为控制变量法。为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法为控制变量法。 故选A。 （2）[2]变压器的工作原理是互感，故原线圈接交流电压，输出电压也是交流电源，电表用交流电压挡。 故选D。 （3）[3]若是理想变压器，则有变压器线圈两端的电压与匝数的关系 若变压器的原线圈接“0”和“8”两个接线柱，副线圈接“0”和“4”两个接线柱，可知原副线圈的匝数比为，副线圈的电压为3V，则原线圈的电压为 考虑到不是理想变压器，有漏磁等现象，则原线圈所接的电源电压大于6V，可能为7V。 故选D。 （4）[4]AB．原、副线圈上通过的电流发热，铁芯在交变磁场作用下发热，都会使变压器输出功率发生变化，从而导致电压比与匝数比有差别，故AB正确，不符合题意； C．原线圈输入电压发生变化，不会影响电压比和匝数比，故C错误，符合题意。 D．变压器铁芯漏磁，从而导致电压比与匝数比有差别，故D正确，不符合题意； 故选C。 （5）[5]把变压器和R等效为一个电阻R1，R0当做电源内阻，当内外电阻相等时，即 此时，输出功率最大，根据 得 将公式代入上式，可得 从而得出时获得的功率最大。 四、解答题（共36分） 13. 如图所示为交流发电机示意图，匝数n = 100的矩形线圈，边长分别为30 cm和20 cm，内阻为5 Ω，在磁感应强度B = 0.5 T的匀强磁场中绕OO′轴以的角速度匀速转动，线圈和外部20 Ω的电阻R相连接，已知线圈绕OO′轴转动，t = 0时刻为图示位置，求： （1）交变电流的感应电动势瞬时值表达式： （2）电阻R上所消耗的电功率是多少； （3）由图示位置转过30°的过程中，通过R的电量是多少。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 t = 0时刻线圈垂直于中性面，故交变电流的感应电动势瞬时值表达式为 【小问2详解】 感应电动势的有效值为 电阻R上消耗的电功率为 【小问3详解】 由图示位置转过30°的过程中有 联立得 14. 如图所示为某工厂购买的升压变压器和降压变压器各一台，给工厂车间供电，升压变压器匝数比为，降压变压器匝数比，输电线总电阻。发电机输出电压，输出功率为。问： （1）降压变压器的输出电压为多大？ （2）工厂获得的功率为多大？ 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据 可得升压变压器副线圈输出电压为 根据 可得通过输电线电流为 则降压变压器原线圈输入电压为 根据 可得降压变压器的输出电压为 （2）工厂获得的功率为 又 联立可得 15. 如图所示，一单匝矩形闭合线圈abcd的质量m=3kg，总电阻R=0.12Ω，ab边的长l1=0.6m， bc边的长l2=0.2m，置于光滑的绝缘水平桌面（纸面）上，虚线右侧存在范围足够大、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B=1T。现使线圈以初速度v0=0.5m/s向右运动进入磁场，直到线圈全部进入磁场，运动过程中线圈的左右边始终与磁场边界平行，不考虑线圈产生磁场对原磁场分布和空气阻力的影响。求： （1）线圈的ab边刚进入磁场时，ab边受到的安培力大小； （2）线圈全部进入磁场过程中，流过ab的电荷量； （3）线圈全部进入磁场时的速度大小以及线圈进入磁场过程中产生的焦耳热。 【答案】（1）1.5N （2）1C （3）m/s，0.24J 【解析】 【小问1详解】 当线圈的ab边进入磁场时，感应电动势 电流为 ab边受到的安培力 解得 N 【小问2详解】 设ab边进入磁场后，经过时间∆t，cd边恰好进入磁场，此过程流过ab边的电荷量 平均电动势为 磁通量变化量为 平均电流为 解得 C 【小问3详解】 线圈进入磁场的过程由动量定理有 解得 m/s 由能量转换与守恒定律，有 解得 J 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $