精品解析：山东临沂市沂水县第二中学2025-2026学年高二下学期4月阶段检测物理试题

高二年级26年4月考物理试题 （考试时间：90分钟，分值：100分） 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3、测试范围：人教版2019选择性必修第二册第1、2、3章。 第Ⅰ卷 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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. 工业上常利用感应电炉冶炼合金，装置如图所示。当线圈中通有交变电流时，下列说法正确的是（　　） A. 金属中产生恒定感应电流 B. 金属中产生交变感应电流 C. 若线圈匝数增加，则金属中感应电流减小 D. 若线圈匝数增加，则金属中感应电流不变 2. 拓扑结构在现代物理学中具有广泛的应用。现有一条绝缘纸带，两条平行长边镶有铜丝，将纸带一端扭转180°，与另一端连接，形成拓扑结构的莫比乌斯环，如图所示。连接后，纸环边缘的铜丝形成闭合回路，纸环围合部分可近似为半径为R的扁平圆柱。现有一匀强磁场从圆柱中心区域垂直其底面穿过，磁场区域的边界是半径为r的圆（r < R）。若磁感应强度大小B随时间t的变化关系为B = kt（k为常量），则回路中产生的感应电动势大小为（　　） A. 0 B. kπR2 C. 2kπr2 D. 2kπR2 3. 如图所示，交流发电机中的线圈沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律为。下列说法正确的是（　　） A. 该交流电的频率为 B. 线圈转到图示位置时，产生的电动势为0 C. 线圈转到图示位置时，边受到的安培力方向向上 D. 仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为 4. 一交变电流的电压随时间变化的规律如图所示，周期为T，其电压的有效值（ ） A. B. C. D. 5. 如图所示，水平放置的两条电阻不计的光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当MN在外力作用下向左匀加速运动运动时，PQ的电流方向及运动情况是（　　） A. P→Q，向右运动 B. Q→P，向右运动 C. P→Q，向左运动 D. Q→P，向左运动 6. 如图所示，在边长为l的正方形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出），a、b两粒子从边的中点P处平行边垂直磁场射入，已知两粒子入射时速度大小相等，经磁场偏转后，a粒子从A点射出，b粒子从的中点N垂直射出。不计粒子重力及其相互间的作用力，则（　　） A. a粒子带正电 B. b粒子带负电 C. a、b粒子的比荷之比为2∶1 D. a、b粒子的电荷量之比为2∶1 7. 如图甲所示，在-d≤x≤d，-d≤y≤d的区域中存在垂直Oxy平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场（用阴影表示磁场的区域），边长为2d的正方形线圈与磁场边界重合。线圈以y轴为转轴匀速转动时，线圈中产生的交变电动势如图乙所示。若仅磁场的区域发生了变化，线圈中产生的电动势变为图丙所示实线部分，则变化后磁场的区域可能为（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，在水平光滑绝缘桌面上有一等腰直角三角形单匝均匀金属线框，直角边长为。空间存在竖直向下的有界匀强磁场，有界磁场的宽度为。线框在水平拉力作用下向右匀速穿过磁场区域，若图示位置为时刻，设逆时针方向为电流的正方向，水平向右为拉力的正方向，则线框中的感应电流i和拉力随时间的关系图像可能正确的是（时间单位为，图中曲线为抛物线）（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图所示．则下列说法中正确的是（ ） A. 时刻，线圈处在中性面 B. 时刻，的变化率为0 C. 时刻，感应电动势为0 D. 从时间内，线圈转过的角度是 10. 如图所示，在坐标系内存在匀强磁场和匀强电场，电场方向沿z轴正方向，磁场方向沿z轴负方向。一质子从点处沿y轴正方向入射，其轨迹与z轴的第1个交点坐标为。若质子的质量为m，带电荷量为q，入射速度大小为，不计质子所受的重力，则下列说法正确的是（　　） A. 匀强磁场的磁感应强度大小为 B. 匀强电场的电场强度大小为 C. 质子轨迹一定过点 D. 质子轨迹与z轴的第5个交点为 11. 小明设计了台灯的两种调光方案，电路图分别如图甲，乙所示，图中额定电压为6V灯泡的电阻恒定，R为滑动变阻器，理想变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2。原线圈两端接电压为220V的交流电，滑片P可调节灯泡L的亮度，P在R最左端时，甲、乙图中灯泡L均在额定功率下工作，则（ ） A. n1：n2 = 110：3 B. 当P滑到R中点时，图甲中L功率比图乙中的小 C. 当P滑到R最左端时，图甲所示电路比图乙更节能 D. 图甲中L两端电压的可调范围比图乙中的大 12. 如图，两条“∧”形的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，间距为L，左、右两导轨面与水平面夹角均为30°，均处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小分别为2B和B。将有一定阻值的导体棒ab、cd放置在导轨上，同时由静止释放，两棒在下滑过程中始终与导轨垂直并接触良好，ab、cd的质量分别为2m和m，长度均为L。导轨足够长且电阻不计，重力加速度为g，两棒在下滑过程中（　　） A. 回路中的电流方向为abcda B. ab中电流趋于 C. ab与cd加速度大小之比始终为2︰1 D. 两棒产生的电动势始终相等 第Ⅱ卷 三、实验题：2分/空，共16分。 13. 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 14. 某实验小组为探究远距离高压输电的节能优点，设计了如下实验。所用实验器材为： 学生电源； 可调变压器、； 电阻箱R； 灯泡L（额定电压为）； 交流电流表，交流电压表， 开关、，导线若干。 部分实验步骤如下： （1）模拟低压输电。按图甲连接电路，选择学生电源交流挡，使输出电压为，闭合，调节电阻箱阻值，使示数为，此时（量程为）示数如图乙所示，为________，学生电源的输出功率为________W。 （2）模拟高压输电。保持学生电源输出电压和电阻箱阻值不变，按图丙连接电路后闭合。调节、，使示数为，此时示数为，则低压输电时电阻箱消耗的功率为高压输电时的________倍。 （3）示数为，高压输电时学生电源的输出功率比低压输电时减少了________W。 四、计算题：共44分 15. 如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为10kW，输出电压为400V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用2kV高压输电，输电线上损失了0.5kW，最后用户得到220V的电压，求: （1）升压变压器原、副线圈的匝数比； （2）输电线的总电阻R； （3）降压变压器原、副线圈的匝数比。 16. 贯彻新发展理念，我国风力发电发展迅猛，2020年我国风力发电量高达4000亿千瓦时。某种风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为，线圈的匝数为100、面积为，电阻为，若磁体转动的角速度为，线圈中产生的感应电流为。求： （1）线圈中感应电动势的有效值E； （2）线圈的输出功率P。 17. 如图，、两条平行的光滑金属轨道与水平面成，轨道距离为0.5m。空间存在一垂直于轨道平面向上匀强磁场，磁感应强度大小为。P、M间连接一阻值为的电阻。质量为的金属杆水平放置在轨道上，其接入电路的电阻为。现从静止释放金属杆沿轨道下滑距离L为时，已经匀速。若轨道足够长且电阻不计，重力加速度取。求： （1）此时金属杆的速度大小； （2）此过程通过电阻的电量； （3）此过程中电阻产生的电热。 18. 为了研究微观粒子的运动，设计如图所示的实验装置。离子源A产生初速度为零、带电量均为、质量为的正离子，经电压为的加速电场加速后匀速通过准直管，从点垂直电场方向射入匀强偏转电场（O为偏转电场两极板的中点），偏转后通过极板上的小孔离开电场，经过一段匀速直线运动，垂直于边界MN进入方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁场区域为等腰直角三角形．已知，，。忽略粒子的重力和粒子间的相互作用力，求： （1）离子从O点进入偏转电场时速度的大小； （2）偏转电场两极板间的电压的大小以及离子离开偏转电场时速度的大小； （3）改变磁感应强度大小，可使离子打在不同位置上。当匀强磁场的磁感应强度大小为时，离子垂直打在的中点处，要使所有离子均打在上，求磁感应强度的调节范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二年级26年4月考物理试题 （考试时间：90分钟，分值：100分） 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3、测试范围：人教版2019选择性必修第二册第1、2、3章。 第Ⅰ卷 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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. 工业上常利用感应电炉冶炼合金，装置如图所示。当线圈中通有交变电流时，下列说法正确的是（　　） A. 金属中产生恒定感应电流 B. 金属中产生交变感应电流 C. 若线圈匝数增加，则金属中感应电流减小 D. 若线圈匝数增加，则金属中感应电流不变 【答案】B 【解析】 【详解】AB．当线圈中通有交变电流时，感应电炉金属内的磁通量也不断随之变化，金属中产生交变感应电流，A错误，B正确； CD．若线圈匝数增加，根据电磁感应定律可知，感应电动势增大，则金属中感应电流变大，CD错误。 故选B。 2. 拓扑结构在现代物理学中具有广泛的应用。现有一条绝缘纸带，两条平行长边镶有铜丝，将纸带一端扭转180°，与另一端连接，形成拓扑结构的莫比乌斯环，如图所示。连接后，纸环边缘的铜丝形成闭合回路，纸环围合部分可近似为半径为R的扁平圆柱。现有一匀强磁场从圆柱中心区域垂直其底面穿过，磁场区域的边界是半径为r的圆（r < R）。若磁感应强度大小B随时间t的变化关系为B = kt（k为常量），则回路中产生的感应电动势大小为（　　） A. 0 B. kπR2 C. 2kπr2 D. 2kπR2 【答案】C 【解析】 【详解】由题意可知，铜丝构成的“莫比乌斯环”形成了两匝（n = 2）线圈串联的闭合回路，穿过回路的磁场有效面积为 根据法拉第电磁感应定律可知，回路中产生的感应电动势大小为 故选C。 3. 如图所示，交流发电机中的线圈沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律为。下列说法正确的是（　　） A. 该交流电的频率为 B. 线圈转到图示位置时，产生的电动势为0 C. 线圈转到图示位置时，边受到的安培力方向向上 D. 仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题意可知，该交流电的频率为 故A错误； B．线圈转到图示位置时，磁场与线圈平面平行，磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大，故B错误； C．根据题意，由右手定则可知，线圈转到图示位置时，电流由，由左手定则可知，边受到的安培力方向向上，故C正确； D．根据题意，由公式可知，仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为原来的2倍，为，故D错误。 故选C。 4. 一交变电流的电压随时间变化的规律如图所示，周期为T，其电压的有效值（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】交流电的有效值是根据等效思想确定的，若同一阻值为的电阻接在恒压稳流的直流电路中在交流电的一个周期内产生的热量与接在交流电路中在一个周期内产生的热量相同，则认为该直流电的电压为交流电电压的有效值，该直流电路中通过电阻的电流为交流电电流的有效值，则根据等效思想有 解得 故选C。 5. 如图所示，水平放置的两条电阻不计的光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当MN在外力作用下向左匀加速运动运动时，PQ的电流方向及运动情况是（　　） A. P→Q，向右运动 B. Q→P，向右运动 C. P→Q，向左运动 D. Q→P，向左运动 【答案】A 【解析】 【详解】当MN在外力作用下向左匀加速运动运动时，根据右手定则和安培定则可知，线圈中电流产生的磁场向上穿过线圈，且穿过线圈的磁通量增加；根据楞次定律可知，线圈感应电流产生的磁场方向向下，根据右手螺旋定则可知通过金属棒PQ的电流方向由P→Q，根据左手定则可知，金属棒PQ受到的安培力向右，则金属棒PQ向右运动。 故选A。 6. 如图所示，在边长为l的正方形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出），a、b两粒子从边的中点P处平行边垂直磁场射入，已知两粒子入射时速度大小相等，经磁场偏转后，a粒子从A点射出，b粒子从的中点N垂直射出。不计粒子重力及其相互间的作用力，则（　　） A. a粒子带正电 B. b粒子带负电 C. a、b粒子的比荷之比为2∶1 D. a、b粒子的电荷量之比为2∶1 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由左手定则可知，粒子带负电，粒子带正电，AB错误； CD．由图可知、粒子圆周运动半径 由则，又入射时两粒子速度相等，故可得 a、b粒子的电荷量之比不能确定，C正确，D错误。 故选C。 7. 如图甲所示，在-d≤x≤d，-d≤y≤d的区域中存在垂直Oxy平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场（用阴影表示磁场的区域），边长为2d的正方形线圈与磁场边界重合。线圈以y轴为转轴匀速转动时，线圈中产生的交变电动势如图乙所示。若仅磁场的区域发生了变化，线圈中产生的电动势变为图丙所示实线部分，则变化后磁场的区域可能为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据题意可知，磁场区域变化前线圈产生的感应电动势为 由题图丙可知，磁场区域变化后，当时，线圈的侧边开始切割磁感线，即当线圈旋转时开始切割磁感线，由几何关系可知磁场区域平行于x轴的边长变为 C正确。 故选C。 【点睛】 8. 如图所示，在水平光滑绝缘桌面上有一等腰直角三角形单匝均匀金属线框，直角边长为。空间存在竖直向下的有界匀强磁场，有界磁场的宽度为。线框在水平拉力作用下向右匀速穿过磁场区域，若图示位置为时刻，设逆时针方向为电流的正方向，水平向右为拉力的正方向，则线框中的感应电流i和拉力随时间的关系图像可能正确的是（时间单位为，图中曲线为抛物线）（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】AB．在时间为0到范围内，由几何关系可知，线框有效切割长度为，可得感应电动势 可知感应电动势随时间线性减小，根据右手定则可判断电流方向由b指向a，所以感应电流为正方向，且线性减小到0；在时间为到范围内，线框的磁通量保持不变，没有感应电流；在时间为到范围内，线框有效切割长度为，可得感应电动势 可知感应电动势线性减小，根据右手定则可判断电流方向由c指向a，所以感应电流为负方向，且线性减小到0，故AB错误； CD．由以上分析可知，在时间为0到范围内，线框处于磁场中的实际长度为，可得安培力大小为 根据左手定则可判断安培力方向为水平向左，拉力与安培力二力平衡，所以拉力水平向右，即拉力方向为正方向，其大小为 同理得在时间为到到范围内，有 且拉力方向为正。在时间为到范围内，线框的磁通量保持不变，没有感应电流，安培力为零，拉力也为零，故C错误，D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图所示．则下列说法中正确的是（ ） A. 时刻，线圈处在中性面 B. 时刻，的变化率为0 C. 时刻，感应电动势为0 D. 从时间内，线圈转过的角度是 【答案】ACD 【解析】 【详解】AC．由图像可知t＝0、t＝0.02s、t＝0.04s时刻线圈平面位于中性面位置，最大 故 E＝0 故AC正确； B．t＝0.01s时刻线圈平面与磁感线平行，最小，最大，故E最大，故B错误； D．从图像可知，从t＝0.01s时刻至t＝0.04s时刻线圈旋转周，转过的角度为，故D正确。 故选ACD。 10. 如图所示，在坐标系内存在匀强磁场和匀强电场，电场方向沿z轴正方向，磁场方向沿z轴负方向。一质子从点处沿y轴正方向入射，其轨迹与z轴的第1个交点坐标为。若质子的质量为m，带电荷量为q，入射速度大小为，不计质子所受的重力，则下列说法正确的是（　　） A. 匀强磁场的磁感应强度大小为 B. 匀强电场的电场强度大小为 C. 质子轨迹一定过点 D. 质子轨迹与z轴的第5个交点为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．质子在电场力作用下，沿z轴正方向做初速度为0的匀加速直线运动，在洛伦兹力的作用下，在xOy平面内做匀速圆周运动，由几何关系可知，质子做圆周运动的半径，由洛伦兹力提供质子做圆周运动的向心力，有 解得匀强磁场的磁感应强度大小，故A正确； B．质子从入射到与z轴交第1个点的过程经历的时间 沿z轴方向有 解得，故B错误； C．质子每隔2t经过出发点正上方，则质子第n次经过出发点正上方时z轴方向上的位移大小 解得 则当时质子经过点，故C正确； D．质子与z轴第1次相交后，每隔2t时间再与z轴相交，则第n次与z轴相交时，在z轴上有 则与z轴的第5个交点的坐标为，故D错误。 故选AC。 11. 小明设计了台灯的两种调光方案，电路图分别如图甲，乙所示，图中额定电压为6V灯泡的电阻恒定，R为滑动变阻器，理想变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2。原线圈两端接电压为220V的交流电，滑片P可调节灯泡L的亮度，P在R最左端时，甲、乙图中灯泡L均在额定功率下工作，则（ ） A. n1：n2 = 110：3 B. 当P滑到R中点时，图甲中L功率比图乙中的小 C. 当P滑到R最左端时，图甲所示电路比图乙更节能 D. 图甲中L两端电压的可调范围比图乙中的大 【答案】AC 【解析】 【详解】A．滑片P在最左端时，图甲、乙中变压器输出电压均为灯泡的额定电压6V，因此 故A正确； B．当P滑到R中点时，图甲中总电阻为P左端电阻与灯泡电阻串联，图乙中总电阻为灯泡电阻与Р右端的电阻并联后再与P左端电阻串联，由于并联电阻小于灯泡电阻，则图甲中灯泡电压大于图乙中灯泡电压，则图甲中灯泡功率比图乙中灯泡功率大，故B错误； C．当P滑到R最左端时，图甲中只有灯泡，图乙中R与灯泡并联，总电阻更小，输出功率更大，图甲比图乙更节能，故C正确； D．图乙中的灯泡两端电压在0到6V间变化，图甲中灯泡两端电压最高为6V，最低达不到0，则图乙中灯泡两端可调电压范围大，故D错误。 故选AC。 12. 如图，两条“∧”形的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，间距为L，左、右两导轨面与水平面夹角均为30°，均处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小分别为2B和B。将有一定阻值的导体棒ab、cd放置在导轨上，同时由静止释放，两棒在下滑过程中始终与导轨垂直并接触良好，ab、cd的质量分别为2m和m，长度均为L。导轨足够长且电阻不计，重力加速度为g，两棒在下滑过程中（　　） A. 回路中的电流方向为abcda B. ab中电流趋于 C. ab与cd加速度大小之比始终为2︰1 D. 两棒产生的电动势始终相等 【答案】AB 【解析】 【详解】A．两导体棒沿轨道向下滑动，根据右手定则可知回路中的电流方向为abcda；故A正确； BC．设回路中的总电阻为R，对于任意时刻当电路中的电流为I时，对ab根据牛顿第二定律得 对cd 故可知 分析可知两个导体棒产生的电动势相互叠加，随着导体棒速度的增大，回路中的电流增大，导体棒受到的安培力在增大，故可知当安培力沿导轨方向的分力与重力沿导轨向下的分力平衡时导体棒将匀速运动，此时电路中的电流达到稳定值，此时对ab分析可得 解得 故B正确，C错误； D．根据前面分析可知，故可知两导体棒速度大小始终相等，由于两边磁感应强度不同，故产生的感应电动势不等，故D错误。 故选AB。 第Ⅱ卷 三、实验题：2分/空，共16分。 13. 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。 14. 某实验小组为探究远距离高压输电的节能优点，设计了如下实验。所用实验器材为： 学生电源； 可调变压器、； 电阻箱R； 灯泡L（额定电压为）； 交流电流表，交流电压表， 开关、，导线若干。 部分实验步骤如下： （1）模拟低压输电。按图甲连接电路，选择学生电源交流挡，使输出电压为，闭合，调节电阻箱阻值，使示数为，此时（量程为）示数如图乙所示，为________，学生电源的输出功率为________W。 （2）模拟高压输电。保持学生电源输出电压和电阻箱阻值不变，按图丙连接电路后闭合。调节、，使示数为，此时示数为，则低压输电时电阻箱消耗的功率为高压输电时的________倍。 （3）示数为，高压输电时学生电源的输出功率比低压输电时减少了________W。 【答案】（1） ①. 200 ②. 2.4 （2）100 （3）0.9 【解析】 【小问1详解】 [1]根据题图可知电流表的分度值为5mA，故读数为200mA； [2]学生电源的输出功率 【小问2详解】 低压输电时电阻箱消耗的功率为 电阻箱的接入的电阻为 高压输电时，电阻箱消耗的功率为 可得 即低压输电时电阻箱消耗的功率为高压输电时的100倍。 【小问3详解】 示数为时，学生电源的输出功率 高压输电时学生电源的输出功率比低压输电时减少了 四、计算题：共44分 15. 如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为10kW，输出电压为400V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用2kV高压输电，输电线上损失了0.5kW，最后用户得到220V的电压，求: （1）升压变压器原、副线圈的匝数比； （2）输电线的总电阻R； （3）降压变压器原、副线圈的匝数比。 【答案】（1）1:5；（2）；（3）95:11 【解析】 【详解】（1）升压变压器、副线圈匝数比为 （2）发电机输出功率等于升压变压器的输出功率，有 导线电阻R与输送电流和输电线上损失的电功率有关，有 输电线的总电阻 （3）设降压变压器原线圈上电压为 降压变压器原、副线圈匝数比为 16. 贯彻新发展理念，我国风力发电发展迅猛，2020年我国风力发电量高达4000亿千瓦时。某种风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为，线圈的匝数为100、面积为，电阻为，若磁体转动的角速度为，线圈中产生的感应电流为。求： （1）线圈中感应电动势的有效值E； （2）线圈的输出功率P。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）电动势的最大值 有效值 解得 带入数据得 （2）输出电压 输出功率 解得 代入数据得 17. 如图，、两条平行的光滑金属轨道与水平面成，轨道距离为0.5m。空间存在一垂直于轨道平面向上匀强磁场，磁感应强度大小为。P、M间连接一阻值为的电阻。质量为的金属杆水平放置在轨道上，其接入电路的电阻为。现从静止释放金属杆沿轨道下滑距离L为时，已经匀速。若轨道足够长且电阻不计，重力加速度取。求： （1）此时金属杆的速度大小； （2）此过程通过电阻的电量； （3）此过程中电阻产生的电热。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设匀速时速度为，对金属杆由法拉第电磁感应定律 闭合回路欧姆定律 由安培力公式 对金属杆受力分析，受重力、支持力和沿斜面向上的安培力，由匀速状态列平衡方程 联立上式代入数据得 【小问2详解】 由电流定义式 由法拉第电磁感应定律 闭合回路欧姆定律 联立两式可得 【小问3详解】 对金属杆从静止到匀速的过程，由功能关系 代入数据解得 由焦耳定律 则 18. 为了研究微观粒子的运动，设计如图所示的实验装置。离子源A产生初速度为零、带电量均为、质量为的正离子，经电压为的加速电场加速后匀速通过准直管，从点垂直电场方向射入匀强偏转电场（O为偏转电场两极板的中点），偏转后通过极板上的小孔离开电场，经过一段匀速直线运动，垂直于边界MN进入方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁场区域为等腰直角三角形．已知，，。忽略粒子的重力和粒子间的相互作用力，求： （1）离子从O点进入偏转电场时速度的大小； （2）偏转电场两极板间的电压的大小以及离子离开偏转电场时速度的大小； （3）改变磁感应强度大小，可使离子打在不同位置上。当匀强磁场的磁感应强度大小为时，离子垂直打在的中点处，要使所有离子均打在上，求磁感应强度的调节范围。 【答案】（1） （2）； （3） 【解析】 【小问1详解】 正离子在加速电场中，根据动能定理可得 解得 【小问2详解】 正离子在偏转电场中做匀变速曲线运动，水平方向上做匀加速运动，有 其中 在竖直方向上做匀速直线运动，有 联立解得 正离子沿电场方向的速度为 则 解得： 【小问3详解】 当离子打在NQ中点时，由洛伦兹力提供圆周运动所需要的向心力，有 解得 若增大磁感应强度，离子运动半径减小，当离子恰好打到点时，运动半径 可得 若减小磁感应强度，离子运动半径增大，由几何关系可得，当离子轨迹与相切时， 所以 求得 故磁感应强度B取值范围是： 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $