精品解析：广东中山市濠头中学2025-2026学年高二年级下学期中段考物理试卷

中山市濠头中学2025-2026学年高二年级下学期中段考 物理试卷 本试卷共8页，16小题，满分100分。考试用时75分钟。 一、单选题（共7个题，每个题4分，共28分） 1. 2025年7月19日，雅鲁藏布江下游水电工程在西藏自治区林芝市正式开工。水电站向外供电示意图如图甲所示，发电机的内部原理简化图如图乙所示。已知升压变压器原、副线圈的匝数分别为、，降压变压器原、副线圈的匝数分别为、，变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A. 减小，可以提高远距离输电的输电效率 B. 图乙中的线圈转过90°时，线圈产生的电流最小 C. 若发电站输送功率一定，发电机的输出电压增大，则输电线中损耗的功率会减小 D. 当用户端接入的用电器增多时，为维持用户电压稳定，要适当减小 2. 如图甲所示，为一小型交流发电机示意图。为了便于观察，图甲中只画出其中的一匝线圈。线圈匀速转动时与电阻构成闭合回路。从图甲所示位置开始计时，通过电阻的交变电流如图乙所示，则下列判断正确的是（　　） A. 此交变电流的频率为 B. 此交变电流的表达式为 C. 线圈平面从甲图所示位置转动时，穿过线圈的磁通量变化最快 D. 线圈平面从甲图所示位置开始转动的过程，磁通量变化量为0 3. 如图所示，电阻为、长度为的导体棒OP可绕固定点O在水平面内以角速度逆时针匀速转动。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度。导体棒的P端与半径为L的圆形光滑金属导轨接触良好，导轨圆心为O。电路中定值电阻，其余电阻不计。下列说法正确的是（ ） A. 导体棒OP两端的电压大小为0.2V B. 通过电阻R的电流方向为从c流向d C. 电阻R消耗的电功率为 D. 维持导体棒匀速转动所需外力的功率为 4. 如图所示，在一带铁芯的固定线圈左右两侧对称位置分别放置闭合的铝环和铜环，两环的形状、大小和粗细都相同。已知铜的电阻率较小，不计摩擦，则闭合开关S瞬间（　　） A. 两环都向左运动 B. 两环都向右运动 C. 从左侧向右看，铝环中感应电流沿顺时针方向 D. 铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力 5. 如图所示，带电粒子（不计重力）在以下四种器件中运动，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中不改变质谱仪各区域的电场、磁场，击中光屏同一位置的粒子一定是相同的粒子 B. 乙图中磁感应强度越大，电子的运动径迹半径越大 C. 丙图中只要回旋加速器D形盒足够大，粒子就能获得无限大的速度 D. 丁图中，无论是电子还是质子从左向右水平射入速度选择器中均可能做匀速直线运动 6. 如图（a）所示，一点电荷（不计重力）在辐向电场中围绕圆心做匀速圆周运动，轨迹所在处的电场强度大小均为；该点电荷在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场中也能做匀速圆周运动，如图（b）所示。已知两个圆弧轨迹的半径均为，两次圆周运动的线速度大小相等，下列说法正确的是（ ） A. 点电荷的向心加速度大小为 B. 点电荷的线速度大小为 C. 点电荷的比荷为 D. 图（b）中点电荷可能沿逆时针转动也可能沿顺时针转动 7. 如图甲所示是磁电式电流表的结构图，蹄形磁体和铁芯间的磁场均匀辐向分布。线圈中a、b两条边长度均为l，未通电流时，a、b处于图乙所示位置，两条边所在处的磁感应强度大小均为B。通电后，a边中电流方向垂直纸面向外，大小为I，则（　　） A. 该磁场的磁感应强度的大小处处相等，方向相同 B. 线圈平面总与磁场方向垂直 C. 线圈将逆时针转动 D. a边受到的安培力大小始终为IlB 二、多选题（共5个小题，每个小题6分，共30分，漏选得3分，选错多选0分） 8. 无线耳机的信号发射模块需通过振荡电路产生高频电磁振荡信号（用于与接收端建立通信），该电路由固定自感系数的线圈与电容器构成。某工作状态下，电容器极板的电荷量随时间的变化规律如图所示，关于该振荡电路，下列说法正确的是（　　） A. 回路的周期为 B. 在时，电路中的磁场能达到最大值 C. 电容器处于放电过程 D. 增大电容器的电容，振荡频率会增大 9. 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. 发电机产生的电动势最大值为，线圈的转速 B. 电流表的示数为10A，电压表的示数为110V C. 0~0.01s的时间内，通过定值电阻的电荷量为 D. 时，穿过线圈的磁通量变化率为零 10. 如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图所示，左线圈连接着平行直导轨M和N，M、N置于绝缘水平面上，导轨电阻不计，在垂直于导轨方向上放置着金属棒，金属棒和导轨处于垂直于水平面向上的匀强磁场中，金属棒和导轨始终接触良好。下列说法正确的是（ ） A. 当金属棒向左匀速运动时，c点的电势低于d点的电势 B. 当金属棒向左减速运动时，c点的电势低于d点的电势 C. 当金属棒向右加速运动时，c点的电势高于d点的电势 D. 当金属棒向右减速运动时，c点的电势高于d点的电势 11. 如图所示，边长为L的正方形区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一质量为m，带电量为q的粒子从bc边中点O垂直入射，恰能从c点离开磁场，不计粒子重力，则正确的是（　　） A. 粒子带正电 B. 此时粒子入射速度大小为 C. 为使粒子从d点射出，速度大小应调整为 D. 粒子从O进入到从d点射出用时大于 12. 物理课上，老师做了一个奇妙的“自感现象”实验。按图连接电路，先闭合开关S，电路稳定后小灯泡A正常发光，然后断开开关S，同学们发现小灯泡A闪亮一下再熄灭。已知自感线圈L的直流电阻为RL，小灯泡A正常发光时电阻为RA。下列说法中正确的是（ ） A. RL>RA B. RL<RA C. 断开开关S的瞬间，小灯泡A中的电流方向为a→b D. 断开开关S的瞬间，小灯泡A中的电流方向为b→a 三、实验题（共8分，每空2分） 13. 在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，请回答下列问题。 （1）为弄清灵敏电流表指针摆动方向与电流方向的关系，可以使用一个已知正负极性的直流电源进行探究。某同学想到了多用电表内部某一挡，含有直流电源，他应选用多用电表的______（选填“欧姆”、“直流电流”、“直流电压”、“交流电流”或“交流电压”）挡，对灵敏电流表进行测试，由实验可知当电流从正接线柱流入电流表时，指针向右摆动。 （2）实验中，该同学将磁铁某极向下从线圈上方插入线圈时，发现电流表的指针向右偏转，请在图中用箭头画出线圈电流方向并用字母N、S标出磁铁的极性______。 （3）另一位同学利用图乙所示的实验器材来研究电磁感应现象及判定感应电流方向。在给出的实物图中，已用实线作为导线连接了部分实验电路。 ①请用实线作为导线从箭头1和2处开始完成其余部分电路的连接______； ②将L1插入L2后，下列实验操作产生的感应电流与合上开关时产生的感应电流方向相同的是______。 A．闭合开关，稳定后拔出软铁棒 B．闭合开关，稳定后使变阻器滑片P右移 C．闭合开关，稳定后使变阻器滑片P左移 D．闭合开关，稳定后断开开关 四、解答题（共三个大题，第14题10分，第15题12分，第16题14分） 14. 如图甲所示为一小型交流发电机结构示意图，图中仅画出一匝矩形线圈。线圈绕中心轴OO′以恒定角速度匀速转动，与外电路阻值R=10Ω的定值电阻构成闭合回路，线圈内阻不计。从图甲所示的中性面位置开始计时，通过电阻R的交变电流随时间变化的规律如图乙所示。 （1）求线圈转动产生的感应电动势的最大值Em和有效值E； （2）若将该发电机输出端接一原、副线圈匝数比的理想变压器的原线圈，副线圈并联两个用电器：一个标有“20V40W”的灯泡L（正常发光），另一个是阻值的定值电阻。求发电机输出的电功率。 15. 如图所示，两根足够长平行金属导轨MN、PQ固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上，顶部接有一阻值R=3Ω的定值电阻，下端开口，轨道间距L=1m。整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上，质量m=1kg的金属棒ab置于导轨上，ab在导轨之间的电阻r=1Ω，电路中其余电阻不计。金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好。不计空气阻力影响。已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数μ=0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2。 （1）求金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度以及向下运动过程中，电阻R上的最大电功率PR： （2）若从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，整个回路产生的总焦耳热为2J，求流过电阻R的总电荷量q； （3）在（2）问的条件下求金属棒ab开始运动至达到最大速度的时间。 16. 如图所示，一质量为m、带电荷量为q的粒子以速度v垂直射入一有界匀强磁场区域内，速度方向跟磁场左边界垂直，从右边界离开磁场时速度方向偏转角，磁场区域的宽度为d，求： （1）粒子的运动半径； （2）粒子在磁场中运动的时间； （3）若粒子恰好不从右边界射出，求粒子的速度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 中山市濠头中学2025-2026学年高二年级下学期中段考 物理试卷 本试卷共8页，16小题，满分100分。考试用时75分钟。 一、单选题（共7个题，每个题4分，共28分） 1. 2025年7月19日，雅鲁藏布江下游水电工程在西藏自治区林芝市正式开工。水电站向外供电示意图如图甲所示，发电机的内部原理简化图如图乙所示。已知升压变压器原、副线圈的匝数分别为、，降压变压器原、副线圈的匝数分别为、，变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A. 减小，可以提高远距离输电的输电效率 B. 图乙中的线圈转过90°时，线圈产生的电流最小 C. 若发电站输送功率一定，发电机的输出电压增大，则输电线中损耗的功率会减小 D. 当用户端接入的用电器增多时，为维持用户电压稳定，要适当减小 【答案】C 【解析】 【详解】A. 输电效率 其中 减小，根据可知升压变压器副线圈电压减小，导致输电电流增大，输电线上损耗的功率增大，输电效率降低，故A错误。 B. 由图乙可知，线圈平面与磁感线垂直，处于中性面位置，此时磁通量最大，但磁通量的变化率为零，感应电动势为零，感应电流为零。线圈转过时，线圈平面与磁感线平行，磁通量为零，但磁通量的变化率最大，感应电动势最大，感应电流最大，故B错误。 C. 若发电站输送功率一定，发电机的输出电压增大，根据可知增大。由可知输电电流减小。输电线中损耗的功率，因减小，所以减小，故C正确。 D. 当用户端接入的用电器增多时，用户端总电阻减小，降压变压器副线圈电流增大，原线圈电流（即输电线电流）增大，输电线上电压损失增大，降压变压器原线圈电压减小。用户电压随之减小。为维持用户电压稳定，应增大变压比，即适当增大，故D错误。 故选C。 2. 如图甲所示，为一小型交流发电机示意图。为了便于观察，图甲中只画出其中的一匝线圈。线圈匀速转动时与电阻构成闭合回路。从图甲所示位置开始计时，通过电阻的交变电流如图乙所示，则下列判断正确的是（　　） A. 此交变电流的频率为 B. 此交变电流的表达式为 C. 线圈平面从甲图所示位置转动时，穿过线圈的磁通量变化最快 D. 线圈平面从甲图所示位置开始转动的过程，磁通量变化量为0 【答案】C 【解析】 【详解】A．交变电流频率，故A错误； B．角速度，峰值，且时，因此电流表达式为，故B错误； C．由题意，甲图位置是、电流为0的位置，即中性面；线圈转动后，到达与中性面垂直的位置，此时磁通量为0，感应电动势最大，磁通量变化率越大（磁通量变化越快），故C正确； D．设甲图位置磁通量，转动后磁通量，磁通量变化量，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，电阻为、长度为的导体棒OP可绕固定点O在水平面内以角速度逆时针匀速转动。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度。导体棒的P端与半径为L的圆形光滑金属导轨接触良好，导轨圆心为O。电路中定值电阻，其余电阻不计。下列说法正确的是（ ） A. 导体棒OP两端的电压大小为0.2V B. 通过电阻R的电流方向为从c流向d C. 电阻R消耗的电功率为 D. 维持导体棒匀速转动所需外力的功率为 【答案】C 【解析】 【详解】A．导体棒OP两端的电压大小为，故A错误； B．右手定则可知通过OP的电流方向从O指向P，故通过电阻R的电流方向为从d流向c，故B错误； C．电阻R消耗的电功率为，故C正确； D．根据能量守恒，可知维持导体棒匀速转动所需外力的功率与电路热功率相等，即，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，在一带铁芯的固定线圈左右两侧对称位置分别放置闭合的铝环和铜环，两环的形状、大小和粗细都相同。已知铜的电阻率较小，不计摩擦，则闭合开关S瞬间（　　） A. 两环都向左运动 B. 两环都向右运动 C. 从左侧向右看，铝环中感应电流沿顺时针方向 D. 铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力 【答案】C 【解析】 【详解】AB．闭合开关瞬间，线圈电流增大，穿过左右两个环的磁通量均增大，根据楞次定律的“来拒去留”，感应电流的效果阻碍磁通量增加，因此两环都会远离线圈：左侧铝环向左运动，右侧铜环向右运动，故AB错误； C．电流从电源正极流出，由线圈右端流入、左端流出，根据右手螺旋定则，铁芯内部磁场方向向左，因此穿过铝环向左的磁通量增大。根据楞次定律，铝环感应电流的磁场方向向右。从左侧向右看铝环，由右手螺旋定则可得：感应电流沿顺时针方向，故C正确； D．两环形状、大小、粗细都相同，铜的电阻率更小，因此铜环电阻更小。两环的感应电动势相同，由可知，铜环感应电流更大；安培力，因此铜环受到的安培力大于铝环，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，带电粒子（不计重力）在以下四种器件中运动，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中不改变质谱仪各区域的电场、磁场，击中光屏同一位置的粒子一定是相同的粒子 B. 乙图中磁感应强度越大，电子的运动径迹半径越大 C. 丙图中只要回旋加速器D形盒足够大，粒子就能获得无限大的速度 D. 丁图中，无论是电子还是质子从左向右水平射入速度选择器中均可能做匀速直线运动 【答案】D 【解析】 【详解】A．甲图中不改变质谱仪各区域的电场、磁场，在加速电场中有 根据洛伦兹力提供向心力 击中光屏同一位置 可知击中光屏同一位置的粒子比荷一定相等，但不一定是相同的粒子，故A错误： B．乙图中，电子的运动由洛伦兹力提供向心力，则有 解得 当电子的速度一定时，磁感应强度越大，电子的运动径迹半径越小，故B错误； C．丙图中只要回旋加速器的D形盒足够大，加速粒子就能获得较大的能量，具有较大的速度，可当能量达到25MeV~30 MeV后就很难再加速了，原因是按照狭义相对论，粒子的质量随速度的增大而增大，而质量的变化会导致其回旋周期的变化，从而破坏了与电场变化周期的同步，因此加速粒子就不能获得无限大的速度，故C错误； D．丁图中带正电的粒子从左侧射入复合场中时，受向下的电场力和向上的洛伦兹力，当两个力平衡时，带电粒子有可能沿直线射出；当带负电的粒子从左侧射入复合场中时，受向下的洛伦兹力和向上的电场力，当两个力平衡时，带电粒子有可能沿直线射出，故D正确。 故选D。 6. 如图（a）所示，一点电荷（不计重力）在辐向电场中围绕圆心做匀速圆周运动，轨迹所在处的电场强度大小均为；该点电荷在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场中也能做匀速圆周运动，如图（b）所示。已知两个圆弧轨迹的半径均为，两次圆周运动的线速度大小相等，下列说法正确的是（ ） A. 点电荷的向心加速度大小为 B. 点电荷的线速度大小为 C. 点电荷的比荷为 D. 图（b）中点电荷可能沿逆时针转动也可能沿顺时针转动 【答案】A 【解析】 【详解】B．对图（a）有 对图（b）有 可得，故B错误； A．向心加速度大小为，故A正确； C．根据， 可得点电荷的比荷为，故C错误； D．由图（a）可知点电荷一定带正电，对图（b）由左手定则可知点电荷一定沿逆时针转动，故D错误。 故选A。 7. 如图甲所示是磁电式电流表的结构图，蹄形磁体和铁芯间的磁场均匀辐向分布。线圈中a、b两条边长度均为l，未通电流时，a、b处于图乙所示位置，两条边所在处的磁感应强度大小均为B。通电后，a边中电流方向垂直纸面向外，大小为I，则（　　） A. 该磁场的磁感应强度的大小处处相等，方向相同 B. 线圈平面总与磁场方向垂直 C. 线圈将逆时针转动 D. a边受到的安培力大小始终为IlB 【答案】D 【解析】 【详解】A．磁场为均匀辐向分布，磁感应强度大小处处相等，但方向为径向，从N极向S极呈辐射状，并非处处相同，A错误； B．线圈转动时，a、b边始终与磁场垂直，但线圈平面与磁场方向并非始终垂直，B错误； C．用左手定则判断安培力方向：a边电流垂直纸面向外，磁场径向，安培力向上；b边电流垂直纸面向里，安培力向下，因此线圈顺时针转动，并非逆时针，C错误； D．a边长度为l，电流为I，磁感应强度大小始终为B，且a边始终与磁场（径向）垂直。根据安培力公式 a边受到的安培力大小始终为 ，D正确。 故选D。 二、多选题（共5个小题，每个小题6分，共30分，漏选得3分，选错多选0分） 8. 无线耳机的信号发射模块需通过振荡电路产生高频电磁振荡信号（用于与接收端建立通信），该电路由固定自感系数的线圈与电容器构成。某工作状态下，电容器极板的电荷量随时间的变化规律如图所示，关于该振荡电路，下列说法正确的是（　　） A. 回路的周期为 B. 在时，电路中的磁场能达到最大值 C. 电容器处于放电过程 D. 增大电容器的电容，振荡频率会增大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据图像可知，回路的周期为，故A错误； B．回路中当电容器放电完毕时电路磁场能最大，由图像可知时电荷为零，电容器放电完毕，因此此时磁场能最大，故正确； C．电容器电荷量减小，处于放电过程，故C正确； D．根据 可知，增大电容器的电容，周期会增大，则其频率会减小，故D错误。 故选BC。 9. 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. 发电机产生的电动势最大值为，线圈的转速 B. 电流表的示数为10A，电压表的示数为110V C. 0~0.01s的时间内，通过定值电阻的电荷量为 D. 时，穿过线圈的磁通量变化率为零 【答案】CD 【解析】 【详解】A．已知单匝线圈内阻，外电阻，由图乙得电动势最大值，周期，电动势有效值 角速度 转速 不是，故A错误； B．电流表、电压表示数均为有效值。电路电流有效值 电流表示数为。电压表测的电压， 不是，故B错误； C．电荷量 由，得 为半个周期，初始时，线圈在中性面，末态线圈位于另一侧中性面，磁通量变化量大小 代入得，故C正确； D．时，线圈完成一个周期转动，回到初始中性面位置，此时电动势，由法拉第电磁感应定律 得 即穿过线圈的磁通量变化率为零，故D正确。 故选CD。 10. 如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图所示，左线圈连接着平行直导轨M和N，M、N置于绝缘水平面上，导轨电阻不计，在垂直于导轨方向上放置着金属棒，金属棒和导轨处于垂直于水平面向上的匀强磁场中，金属棒和导轨始终接触良好。下列说法正确的是（ ） A. 当金属棒向左匀速运动时，c点的电势低于d点的电势 B. 当金属棒向左减速运动时，c点的电势低于d点的电势 C. 当金属棒向右加速运动时，c点的电势高于d点的电势 D. 当金属棒向右减速运动时，c点的电势高于d点的电势 【答案】BD 【解析】 【详解】A．金属棒匀速向左运动切割磁感线时，左边回路中磁通量发生改变，产生恒定感应电动势，左边线圈中产生恒定电流，产生恒定磁场，穿过右边线圈的磁通量不变，右边线圈不产生感应电动势，c点与d点等势，故A错误； B．金属棒向左减速运动时，由右手定则可知ab中感应电流由b到a且逐渐减小，穿过右边闭合线圈的磁通量减小，所以右线圈中也产生感应电流，由楞次定律可判断电流从d点流出，在外电路c点电势低于d点，故B正确。 C．金属棒向右加速运动时，由右手定则可知ab中感应电流由a到b且逐渐增加，穿过右边闭合线圈的磁通量增加，所以右线圈中也产生感应电流，由楞次定律可判断电流从d点流出，在外电路c点电势低于d点，故C错误。 D．金属棒向右减速运动时，由右手定则可知ab中感应电流由a到b且逐渐减小，穿过右边闭合线圈的磁通量减小，所以右线圈中也产生感应电流，由楞次定律可判断电流从c点流出，在外电路c点电势高于d点，故D正确。 故选BD。 11. 如图所示，边长为L的正方形区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一质量为m，带电量为q的粒子从bc边中点O垂直入射，恰能从c点离开磁场，不计粒子重力，则正确的是（　　） A. 粒子带正电 B. 此时粒子入射速度大小为 C. 为使粒子从d点射出，速度大小应调整为 D. 粒子从O进入到从d点射出用时大于 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由于粒子从c点离开磁场，则粒子在O点受到竖直向上的洛伦兹力，根据左手定则可知，粒子带负电，故A错误； B．根据洛伦兹力提供向心力有 根据几何关系可得 联立解得粒子入射速度大小为，故B正确； C．若粒子从d点射出，则有 根据几何关系可得 解得 所以粒子的速度大小应调整为，故C正确； D．设粒子从O进入到从d点射出时圆心角为θ，则 所以 则运动时间为，故D错误。 故选BC。 12. 物理课上，老师做了一个奇妙的“自感现象”实验。按图连接电路，先闭合开关S，电路稳定后小灯泡A正常发光，然后断开开关S，同学们发现小灯泡A闪亮一下再熄灭。已知自感线圈L的直流电阻为RL，小灯泡A正常发光时电阻为RA。下列说法中正确的是（ ） A. RL>RA B. RL<RA C. 断开开关S的瞬间，小灯泡A中的电流方向为a→b D. 断开开关S的瞬间，小灯泡A中的电流方向为b→a 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．电路稳定时，灯泡A与线圈L并联，故两者电压相等。设通过线圈L的电流为，通过小灯泡A的电流为，当稳定后再断开开关S时，小灯泡A闪亮一下，这是因为断开开关S时线圈L产生的自感电动势阻碍磁通量的减小，这时线圈L相当于电源，电流突然增大到原来线圈L的电流，所以可以判断，则结合欧姆定律可知，线圈L的电阻小于灯泡A的电阻，即，故A错误，故B正确； CD．在断开开关S的瞬间，线圈L中产生自感电动势，线圈L相当于电源，线圈L右端为电源的正极，所以小灯泡A中的电流方向为，故C错误，故D正确。 故选BD。 三、实验题（共8分，每空2分） 13. 在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，请回答下列问题。 （1）为弄清灵敏电流表指针摆动方向与电流方向的关系，可以使用一个已知正负极性的直流电源进行探究。某同学想到了多用电表内部某一挡，含有直流电源，他应选用多用电表的______（选填“欧姆”、“直流电流”、“直流电压”、“交流电流”或“交流电压”）挡，对灵敏电流表进行测试，由实验可知当电流从正接线柱流入电流表时，指针向右摆动。 （2）实验中，该同学将磁铁某极向下从线圈上方插入线圈时，发现电流表的指针向右偏转，请在图中用箭头画出线圈电流方向并用字母N、S标出磁铁的极性______。 （3）另一位同学利用图乙所示的实验器材来研究电磁感应现象及判定感应电流方向。在给出的实物图中，已用实线作为导线连接了部分实验电路。 ①请用实线作为导线从箭头1和2处开始完成其余部分电路的连接______； ②将L1插入L2后，下列实验操作产生的感应电流与合上开关时产生的感应电流方向相同的是______。 A．闭合开关，稳定后拔出软铁棒 B．闭合开关，稳定后使变阻器滑片P右移 C．闭合开关，稳定后使变阻器滑片P左移 D．闭合开关，稳定后断开开关 【答案】（1）欧姆 （2） （3） ①. ②. C 【解析】 【小问1详解】 欧姆表内部含有直流电源，所以应选用多用电表的欧姆挡，对灵敏电流表进行测试。 【小问2详解】 电流表的指针向右偏转，说明电流从正接线柱流入电流表，感应电流的磁场方向向下，根据楞次定律可知，原磁场方向向上，故插入的磁铁下端为S极，如图所示 【小问3详解】 [1]将线圈L2与电流计串联形成回路，将电源、开关、滑动变阻器、线圈L1串联形成另一个回路，实物图如图所示 [2]AD．根据题意，闭合开关时，穿过线圈L2的磁通量增大，产生的感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，而拔出软铁棒、断开开关S，穿过线圈L2的磁通量均减小，产生的感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，故AD错误； BC．当使滑动变阻器滑片P左移，电流增大，穿过线圈L2的磁通量增大，产生的感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，故B错误，C正确。 故选C。 四、解答题（共三个大题，第14题10分，第15题12分，第16题14分） 14. 如图甲所示为一小型交流发电机结构示意图，图中仅画出一匝矩形线圈。线圈绕中心轴OO′以恒定角速度匀速转动，与外电路阻值R=10Ω的定值电阻构成闭合回路，线圈内阻不计。从图甲所示的中性面位置开始计时，通过电阻R的交变电流随时间变化的规律如图乙所示。 （1）求线圈转动产生的感应电动势的最大值Em和有效值E； （2）若将该发电机输出端接一原、副线圈匝数比的理想变压器的原线圈，副线圈并联两个用电器：一个标有“20V40W”的灯泡L（正常发光），另一个是阻值的定值电阻。求发电机输出的电功率。 【答案】（1）， （2） 【解析】 【小问1详解】 由图乙可知电流最大值为，根据闭合电路欧姆定律可得感应电动势的最大值为 则感应电动势的有效值为 【小问2详解】 若将该发电机输出端接一原、副线圈匝数比的理想变压器的原线圈，则原线圈输入电压为；根据，可得副线圈输出电压为 通过灯泡的电流为 通过定值电阻的电流为 则副线圈的电流为 发电机输出的电功率为 15. 如图所示，两根足够长平行金属导轨MN、PQ固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上，顶部接有一阻值R=3Ω的定值电阻，下端开口，轨道间距L=1m。整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上，质量m=1kg的金属棒ab置于导轨上，ab在导轨之间的电阻r=1Ω，电路中其余电阻不计。金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好。不计空气阻力影响。已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数μ=0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2。 （1）求金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度以及向下运动过程中，电阻R上的最大电功率PR： （2）若从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，整个回路产生的总焦耳热为2J，求流过电阻R的总电荷量q； （3）在（2）问的条件下求金属棒ab开始运动至达到最大速度的时间。 【答案】（1）2.0m/s，3W （2）1C （3）2s 【解析】 【小问1详解】 金属棒由静止释放后，沿着斜面做变加速运动，加速度不断减小，当加速度为0时有最大速度vm，由牛顿第二定律得mgsinθ-μmgcosθ-F安=0 而安培力公式F安=BIL 根据欧姆定律有 根据法拉第电磁感应定律有E=BLvm 联立解得vm=2.0m/s 电阻R上的最大电功率 解得 【小问2详解】 设金属棒从开始运动到达到最大速度过程中，沿导轨下滑距离为x，由能量守恒定律，其中Q=2J 解得x=2.0m 对根据电流的定义有 根据欧姆定律 根据法拉第电磁感应定律，其中 联立解得q=1C 【小问3详解】 规定沿导轨向下为正方向，由动量定理得 其中 解得t=2s 16. 如图所示，一质量为m、带电荷量为q的粒子以速度v垂直射入一有界匀强磁场区域内，速度方向跟磁场左边界垂直，从右边界离开磁场时速度方向偏转角，磁场区域的宽度为d，求： （1）粒子的运动半径； （2）粒子在磁场中运动的时间； （3）若粒子恰好不从右边界射出，求粒子的速度。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 作出粒子的运动轨迹如图所示 由几何知识可得粒子的运动半径为 【小问2详解】 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为 粒子在磁场中的运动时间 【小问3详解】 粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得 可得 若粒子恰好不从右边界射出，设粒子的速度为，由几何关系可知此时粒子的运动半径为 则有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $