精品解析：重庆市大足城南中学2024-2025学年高二上学期第二次学业水平测试物理试卷

城南中学2024—2025（下）高二第二次学业水平测试物理试卷 一、单选题（共28分） 1. 如图所示，一个有孔的小球连接在轻弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球套在水平光滑杆上，能够自由滑动，静止时小球位于O点。以O点为原点、向右为正方向建立Ox轴。将小球拉到N点由静止释放，小球将在M、N之间做简谐运动，P为MO的中点。小球第一次经过P点时开始计时，则小球的振动图像为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设振幅为A，由题知，取向右为正方向，将小球拉到N点由静止释放，当小球第一次经过P点时开始计时，此时小球具有负方向的速度，且位移为，接着小球继续向左运动，直到负方向的最大位移M点，此时位移为-A；然后小球向右运动，从M点回到平衡位置O点，再向右运动到正方向的最大位移处N点，此时位移为A，之后一直做相同的简谐运动。 故选B。 2. 如图所示，质量为m、长为l的铜棒ab，用长度相同的轻质绝缘导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，未通电时，铜棒静止，通入恒定电流后，棒向外偏转的最大角度为，重力加速度为g，不计空气阻力。则（　　） A. 棒中电流的方向为b→a B. 棒中电流的大小为 C. 棒中电流的大小为 D. 若只增大轻导线的长度，则角变大 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据图示可知，安培力方向水平向外，根据左手定则可知，棒中电流的方向为a→b，故A错误； BC．对铜棒进行分析，根据平衡条件有 解得 故B错误，C正确； D．结合上述解得 可知，角大小与轻导线的长度无关，即若只增大轻导线的长度，则角不变，故D错误。 故选C。 3. 如图所示L是自感系数很大的线圈，但其直流电阻几乎为0，、、是三个完全相同的灯泡，下列说法正确的是（　　） A. 开关闭合时，马上变亮，、缓慢变亮 B. 开关闭合后，当电路稳定时，会熄灭，、亮度相同 C. 从开关闭合到开关断开后，与中电流方向均未发生改变 D. 开关断开时，立即熄灭，、逐渐熄灭 【答案】D 【解析】 【详解】A．开关闭合时，L是自感系数很大的线圈，产生很强的自感电动势，、马上变亮，因线圈自感而缓慢变亮，故A错误； B．开关闭合后，当电路稳定时，自感线圈相当于导线，故、亮度相同，在干路，故最亮，故B错误； C．从开关闭合到开关断开后，中电流方向未发生改变，但闭合开关时，流过的电流的方向向左；断开开关时，流过线圈L的电流方向不变，流过的电流方向变成向右，故C错误； D．开关断开时立即熄灭，、因线圈断电自感而缓慢熄灭，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，a、b间接入电压u=311sin314t（V）的正弦交流电，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中为用半导体热敏材料制成的传感器，所有电表均为理想电表，电流表为值班室的显示器，显示通过的电流，电压表显示加在报警器上的电压（报警器未画出），为一定值电阻。当传感器所在处出现火情时，以下说法中正确的是（　　） A. 的示数增大，的示数增大 B. 的示数不变，的示数减小 C. 的示数减小，的示数减小 D. 的示数减小，的示数减小 【答案】B 【解析】 【详解】接线柱a、b接在电压u=311sin314t（V）的正弦交流电源上，该交流电的有效值为 电压表测量的是原线圈两端的电压的有效值，因此电压表V1的示数不变；根据 可知副线圈两端电压不变，副线圈电流为 为用半导体热敏材料制成的传感器，当传感器所在处出现火警时，温度升高，传感器的阻值变小，可知副线圈中的电流增大，根据 可知原线圈中的电流增大，即的示数增大；副线圈中的电流增大，定值电阻两端电压增大，则并联部分电压减小，电压表的示数减小，根据欧姆定律可知电流表的示数减小。 故选B。 5. 如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是，其末端间的电压为。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为。则下列说法错误的是（ ） A. 用户端的电压 B. 发电厂的输出功率为 C. 输电线路上损失的电功率为 D. 输电线上的电压降为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据变压器输入功率等于输出功率相等可得 解得用户端的电压为 故A正确，不满足题意要求； BC．发电厂的输出功率为 输电线路上损失的电功率为 故B错误，满足题意要求；C正确，不满足题意要求； D．输电线上的电压降为 故D正确，不满足题意要求。 故选B。 6. 日本的核污水排放，使碘的同位素131被更多的人所了解。利用质谱仪可分析碘的各种同位素。如图所示，电荷量均为＋q的碘131和碘127质量分别为m1和m2，它们从容器A下方的小孔S1进入电压为U的加速电场(入场速度忽略不计)。经电场加速后从S2小孔射出，垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片上。下列说法正确的是（　　） A. 磁场的方向垂直于纸面向里 B. 碘131进入磁场时的速率为 C. 碘131与碘127在磁场中运动的时间差值为 D. 打到照相底片上的碘131与碘127之间的距离为 【答案】D 【解析】 【详解】A．碘131和碘127均带正电，进入磁场时均向左偏转，所受的洛伦兹力向左，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外，故A错误； B．碘131在电场中加速过程，由动能定理知，粒子在电场中得到的动能等于电场对它所做的功，则 解得 故B错误； C．根据周期公式，因两个粒子在磁场中运动的时间t为周期的一半，则碘131与碘127在磁场中运动的时间差值为 故C错误； D．粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，设粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为R，则有 解得 所以打到照相底片上的碘131与碘127之间的距离为 故D正确。 故选D。 7. 如图所示的四个情景中，虚线上方空间都存在方向垂直纸面向里的匀强磁场．A、B中的导线框为正方形，C、D中的导线框为直角扇形．各导线框均绕轴O在纸面内匀速转动，转动方向如箭头所示，转动周期均为T．从线框处于图示位置时开始计时，以在OP边上从P点指向O点的方向为感应电流i的正方向．则在如图所示的四个情景中，产生的感应电流i随时间t的变化规律如图所示的是 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】当线框以O为转轴进入磁场时，磁通量发生变化有感应电流产生，根据有效切割长度判断出电流大小变化，根据楞次定律或右手定则判断出感应电流方向，即可正确解答． 解：A、B图中正方形线框绕O转动时，有效切割长度不断变化，因此产生感应电流大小是变化的，因此AB错误； C、D图中，有效切割长度为半径不变，因此产生的电流方向不变，根据右手定则，则有D中开始产生电流方向从O到P，而C图中产生电流方向从P到O，故C正确，D错误． 故选C． 【点评】在求导体切割磁感线类型的感应电流时，一定要会正确求解有效切割长度，同时掌握判定感应电流方向的规律，理解楞次定律与右手定则的不同． 二、多选题（共18分） 8. 把一个小球套在光滑细杆上，球与轻弹簧相连组成弹簧振子，小球沿杆在水平方向做简谐运动，它围绕平衡位置O在A、B间振动，如图所示，下列结论正确的是（　　） A. 小球在O位置时，动能最大，加速度最小 B. 小球在A、B位置时，势能最大，加速度最大 C. 小球从A经O到B的过程中，回复力一直做正功 D. 小球从B到O的过程中，振动的能量不断增加 【答案】AB 【解析】 【详解】A．根据简谐运动特点可知，小球在平衡位置时动能最大，位移为0，回复力为0，加速度为零，故A正确； B．小球在A、B位置时，动能最小，根据能量守恒可知，此时势能最大，回复力最大，加速度最大，故B正确； C．小球从A经O到B的过程中，回复力先做正功后做负功故，故C错误； D．振子运动过程中，振子的动能和弹簧的弹性势能相互转化，且总能量不变，即振动过程中总能量不变，故D错误。 故选AB。 9. 为防止意外发生，游乐场等大型设施都配备有电磁阻尼装置，如图所示为某款阻尼缓冲装置的原理示意图：带有光滑轨道的机械主体，能产生垂直缓冲轨道平面的匀强磁场，边缘绕有闭合矩形线圈abcd的高强度缓冲滑块撞到竖直墙时，被瞬间强制制动，机械主体以及磁场由于惯性继续缓冲减速，对缓冲过程，下列说法正确的是（　　） A. 线圈bc段受到向右的安培力 B. 同一匝线圈中b端的电势高于c端的电势 C. 线圈ab段中电流方向为由b到a D. 若磁场反向，则装置仍然能起到缓冲作用 【答案】BCD 【解析】 【详解】AB．缓冲过程中，线圈bc段切割磁感线，根据右手定则，感应电流方向为c到b，故同一匝线圈中b端的电势高于c端的电势，由左手定则可知，线圈bc段受到向左的安培力作用，A错误，B正确； CD．感应电流方向为c到b，b端的电势高于c端的电势，线圈ab段中电流方向为由b到a；磁场反向时，感应电流方向反向，线圈bc段受到的安培力方向仍然向左，仍起到缓冲作用，CD正确。 故选BCD。 10. 如图所示，边长为L的等边三角形ABC内有垂直于纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场，D是AB边的中点，一质量为m、电荷量为的带电的粒子从D点以速度v平行于BC边方向入射磁场，不考虑带电粒子受到的重力，下列说法正确的是（　　） A. 粒子可能从B点射出 B. 若粒子垂直于BC边射出，则粒子做匀速圆周运动的半径为 C. 若粒子从C点射出，则粒子在磁场中运动的时间为 D. 所有从AB边射出的粒子，其在磁场中运动的时间均相等 【答案】CD 【解析】 【详解】A．带负电的粒子从D点以速度v平行于BC边方向射入磁场，由左手定则可知，粒子向下偏转，由于BC边的限制，粒子不能到达B点，故A错误； B．粒子垂直于BC边射出，如图甲所示。 则粒子做匀速圆周运动的半径等于D点到BC边的距离，即 故B错误； C．粒子从C点射出，如图乙所示。 根据几何关系有 求得， 则粒子在磁场中运动的时间为 故C正确； D．根据 可知 若粒子从AB边射出，则粒子的速度越大，轨迹半径越大，如图丙所示。 由几何知识可知，所有粒子从AB边射出时的圆心角均相同，可知其在磁场中运动的时间均相同，故D正确。 故选CD。 三、实验题（共15分） 11. 某实验小组用如图甲所示的单摆装置测量当地的重力加速度，进行了如下操作： ①测出悬点O到水平地面的距离； ②打开光源，测出小球静止时在竖直墙面上的投影中心到地面的高度； ③将细线从竖直方向拉开较小角度后释放，打开手机的连拍功能，将连拍间隔设为0.1s，记录小球在不同时刻投影中心的位置并测出其离地面的高度h； ④将测出的高度和对应的时刻输入计算机，得到小球球心的离地高度h随时间t变化的图像如图乙所示。 请回答下列问题： （1）单摆的摆长_______cm； （2）单摆的周期______s； （3）当地的重力加速度大小______（取，结果保留3位有效数字）。 【答案】（1）98.30 （2）2.0 （3）9.83 【解析】 【小问1详解】 单摆的摆长 【小问2详解】 摆球两次距离地面最近时为一个周期，则单摆的周期2.0s 【小问3详解】 根据 可得 12. 利用如图所示的装置探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。 按实验要求连接器材并进行实验，分别测量原线圈匝数为n1时的输入电压U1和副线圈匝数为n2时的输出电压U2，数据如下表： 原线圈匝数n1（匝） 副线圈匝数n2（匝） 输入电压U1（V） 输出电压U2（V） 100 200 4.32 8.27 100 800 4.32 33.90 400 800 4.33 8.26 400 1600 4.33 16.52 （1）下列说法正确的是（　　） A. 变压器工作时通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈 B. 变压器工作时在原线圈上将电能转化成磁场能、在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”能量的作用 C. 变压器原、副线圈中的磁通量总是相同 D. 变压器副线圈上不接负载时、原线圈两端电压为零 （2）为了减小涡流在铁芯中产生的热量、铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。如图丙所示、对上端放置的变压器铁芯，硅钢片应平行于（　　） A. 平面abcd B. 平面abfe C. 平面abgh D. 平面aehd （3）在误差允许范围内，表中数据基本符合______规律； （4）进一步分析数据，发现输出电压比理论值偏小，请分析原因______（至少写出两条）。 【答案】（1）B （2）D （3）或在误差允许的范围内，变压器原、副线圈的电压之比等于匝数（之比） （4）有漏磁、铁芯发热、导线发热等 【解析】 【小问1详解】 A．变压器开始正常工作后，通过电磁感应将电能从原线圈传递到副线圈，故A错误； B．变压器工作时在原线圈上将电能转化成磁场能、在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”能量的作用，故B正确； C．由于实际变压器存在漏磁，所以变压器原、副线圈中的磁通量不相同，故C错误； D．变压器副线圈上不接负载时、原线圈两端电压不为零，故D错误。 故选B。 【小问2详解】 根据变压器的原理可知，当磁感线与硅钢平面平行时，产生的涡流较小，即硅钢片应平行于平面aehd。 故选D。 【小问3详解】 根据表中数据，在误差允许的范围内基本符合 即变压器原、副线圈的电压之比等于匝数之比。 【小问4详解】 输出电压比理论值偏小，主要原因是变压器不是理想变压器，有漏磁、铁芯发热、导线发热等能量损耗，使副线圈两端电压偏低。 四、解答题（共39分） 13. 如图所示，线圈abcd的面积是0.04m²，共500匝，线圈的总电阻r=10Ω，外接电阻R=90Ω，匀强磁场的磁感应强度大小B=T，方向垂直纸面向里，从线圈处于与中性面垂直的平面开始计时（取此时电动势为正），当线圈绕垂直磁场的转轴以300r/min的转速匀速旋转时，求：（图中电表均为理想交流电表） （1）线圈中感应电动势的瞬时值表达式； （2）线圈转过s时电动势的瞬时值大小； （3）电路中，电压表和电流表的示数。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据题意，转速为 故频率为 角速度为 感应电动势的最大值为 因为从与中性面垂直的平面开始计时，所以感应电动势按余弦规律变化，有 【小问2详解】 当时，代入表达式可得 【小问3详解】 感应电动势的有效值为 电流表示数 电压表示数 14. 如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面上，导轨间距m，单边有界匀强磁场垂直导轨平面竖直向下，磁场左边界为（垂直导轨），磁感应强度大小为T，两根长度相同的金属棒a、b垂直放置在导轨上，金属棒a、b的质量分别为、，其电阻分别为、，金属棒a位于磁场边界紧靠PQ放置，金属棒b在磁场内部。时刻同时给两金属棒大小相等、方向相反的初速度，两金属棒相向运动，且始终没有发生碰撞，时刻回路中电流强度为零，此时金属棒a又恰好运动到磁场边界处，金属棒b最终恰好停在磁场边界处，运动过程中两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨电阻及摩擦，求： （1）时刻金属棒b加速度大小； （2）时间内通过回路的电荷量； （3）时刻金属棒b距离磁场边界的距离及整个过程金属棒b产生的热量。 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 根据右手定则可知，时刻两金属棒产生的感应电流方向相同，回路中感应电动势 根据欧姆定律可得，回路中感应电流为 对金属棒b，根据牛顿第二定律则有 联立解得 【小问2详解】 时刻回路中电流强度为零，此时两金属棒速度相等，两棒受安培力始终等大反向，系统动量守恒，则有 解得 方向向左，对b棒由动量定理有 此过程通过回路电量 联立解得 【小问3详解】 最终金属棒b恰好停在磁场边界处处，a棒以向左做匀速运动设金属棒b距离磁场边界距离为x，对金属棒由动量定理 由 解得 整个回路中产生热量 由于两棒串联，整个过程金属棒b产生热量 15. 学习磁场等相关知识后，某同学设计了如图所示的装置，两相距为d的平行栅极板M和N（由金属细丝组成的网状电极），M板位于x轴上，其正下方为N板，两板间电势差为。M板的上方和N板的下方有磁感应强度大小均为B、方向如图所示的匀强磁场。粒子探测器位于y轴处，仅能探测到垂直射入的带电粒子。有一位于处的粒子发射源，能沿y轴正方向射出速率不同、质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子。忽略场的边缘效应、粒子的重力及粒子间的相互作用力，粒子碰到探测板后即被吸收，不会反弹。求： （1）能被探测器探测到的粒子中，初速度的最大值及其在磁场中运动的时间 ； （2）能够进入N板下方磁场的粒子的初速度范围； （3）探测器能探测到粒子的位置坐标。 【答案】（1） （2） （3）或 【解析】 【小问1详解】 由题可知最大半径为 根据洛伦兹力提供向心力有 得最大速率 粒子的运动时间为 【小问2详解】 能进入N板下方的粒子最小速度，则有 得 能进入N板下方的粒子中最大的运动半径为，因此粒子的速率为 所以能进入B板下方的粒子速度范围为 【小问3详解】 ①若粒子不经过电场直接打到探测板上时； ②若粒子经过电场但不从N板射出，能在区域被探测器探测到的粒子满足 则对应的粒子速度为 由于 因此，k=1，2，3…； ③若粒子经过N板射入下方磁场，在区域被探测器探测到粒子，由第（2）小题的粒子的初速度范围可得粒子只经过一次电场。 设该粒子初速度为v，粒子进入N板下方后的速度为，则 设粒子在M板上方磁场运动的半径为r，在N板下方磁场运动的半径为，则， 且 解得、（舍去）或、 则粒子被探测的纵坐标为。 综上所述，探测器所有能探测到粒子的位置坐标为或 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 城南中学2024—2025（下）高二第二次学业水平测试物理试卷 一、单选题（共28分） 1. 如图所示，一个有孔的小球连接在轻弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球套在水平光滑杆上，能够自由滑动，静止时小球位于O点。以O点为原点、向右为正方向建立Ox轴。将小球拉到N点由静止释放，小球将在M、N之间做简谐运动，P为MO的中点。小球第一次经过P点时开始计时，则小球的振动图像为（　　） A. B. C. D. 2. 如图所示，质量为m、长为l的铜棒ab，用长度相同的轻质绝缘导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，未通电时，铜棒静止，通入恒定电流后，棒向外偏转的最大角度为，重力加速度为g，不计空气阻力。则（　　） A. 棒中电流的方向为b→a B. 棒中电流的大小为 C. 棒中电流的大小为 D. 若只增大轻导线的长度，则角变大 3. 如图所示L是自感系数很大的线圈，但其直流电阻几乎为0，、、是三个完全相同的灯泡，下列说法正确的是（　　） A. 开关闭合时，马上变亮，、缓慢变亮 B. 开关闭合后，当电路稳定时，会熄灭，、亮度相同 C. 从开关闭合到开关断开后，与中电流方向均未发生改变 D. 开关断开时，立即熄灭，、逐渐熄灭 4. 如图所示，a、b间接入电压u=311sin314t（V）的正弦交流电，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中为用半导体热敏材料制成的传感器，所有电表均为理想电表，电流表为值班室的显示器，显示通过的电流，电压表显示加在报警器上的电压（报警器未画出），为一定值电阻。当传感器所在处出现火情时，以下说法中正确的是（　　） A. 的示数增大，的示数增大 B. 的示数不变，的示数减小 C. 的示数减小，的示数减小 D. 的示数减小，的示数减小 5. 如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是，其末端间的电压为。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为。则下列说法错误的是（ ） A. 用户端的电压 B. 发电厂的输出功率为 C. 输电线路上损失的电功率为 D. 输电线上的电压降为 6. 日本的核污水排放，使碘的同位素131被更多的人所了解。利用质谱仪可分析碘的各种同位素。如图所示，电荷量均为＋q的碘131和碘127质量分别为m1和m2，它们从容器A下方的小孔S1进入电压为U的加速电场(入场速度忽略不计)。经电场加速后从S2小孔射出，垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片上。下列说法正确的是（　　） A. 磁场的方向垂直于纸面向里 B. 碘131进入磁场时的速率为 C. 碘131与碘127在磁场中运动的时间差值为 D. 打到照相底片上的碘131与碘127之间的距离为 7. 如图所示的四个情景中，虚线上方空间都存在方向垂直纸面向里的匀强磁场．A、B中的导线框为正方形，C、D中的导线框为直角扇形．各导线框均绕轴O在纸面内匀速转动，转动方向如箭头所示，转动周期均为T．从线框处于图示位置时开始计时，以在OP边上从P点指向O点的方向为感应电流i的正方向．则在如图所示的四个情景中，产生的感应电流i随时间t的变化规律如图所示的是 A. B. C. D. 二、多选题（共18分） 8. 把一个小球套在光滑细杆上，球与轻弹簧相连组成弹簧振子，小球沿杆在水平方向做简谐运动，它围绕平衡位置O在A、B间振动，如图所示，下列结论正确的是（　　） A. 小球在O位置时，动能最大，加速度最小 B. 小球在A、B位置时，势能最大，加速度最大 C. 小球从A经O到B的过程中，回复力一直做正功 D. 小球从B到O的过程中，振动的能量不断增加 9. 为防止意外发生，游乐场等大型设施都配备有电磁阻尼装置，如图所示为某款阻尼缓冲装置的原理示意图：带有光滑轨道的机械主体，能产生垂直缓冲轨道平面的匀强磁场，边缘绕有闭合矩形线圈abcd的高强度缓冲滑块撞到竖直墙时，被瞬间强制制动，机械主体以及磁场由于惯性继续缓冲减速，对缓冲过程，下列说法正确的是（　　） A. 线圈bc段受到向右的安培力 B. 同一匝线圈中b端的电势高于c端的电势 C. 线圈ab段中电流方向为由b到a D. 若磁场反向，则装置仍然能起到缓冲作用 10. 如图所示，边长为L的等边三角形ABC内有垂直于纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场，D是AB边的中点，一质量为m、电荷量为的带电的粒子从D点以速度v平行于BC边方向入射磁场，不考虑带电粒子受到的重力，下列说法正确的是（　　） A. 粒子可能从B点射出 B. 若粒子垂直于BC边射出，则粒子做匀速圆周运动的半径为 C. 若粒子从C点射出，则粒子在磁场中运动的时间为 D. 所有从AB边射出的粒子，其在磁场中运动的时间均相等 三、实验题（共15分） 11. 某实验小组用如图甲所示的单摆装置测量当地的重力加速度，进行了如下操作： ①测出悬点O到水平地面的距离； ②打开光源，测出小球静止时在竖直墙面上的投影中心到地面的高度； ③将细线从竖直方向拉开较小角度后释放，打开手机的连拍功能，将连拍间隔设为0.1s，记录小球在不同时刻投影中心的位置并测出其离地面的高度h； ④将测出的高度和对应的时刻输入计算机，得到小球球心的离地高度h随时间t变化的图像如图乙所示。 请回答下列问题： （1）单摆的摆长_______cm； （2）单摆的周期______s； （3）当地的重力加速度大小______（取，结果保留3位有效数字）。 12. 利用如图所示的装置探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。 按实验要求连接器材并进行实验，分别测量原线圈匝数为n1时的输入电压U1和副线圈匝数为n2时的输出电压U2，数据如下表： 原线圈匝数n1（匝） 副线圈匝数n2（匝） 输入电压U1（V） 输出电压U2（V） 100 200 4.32 8.27 100 800 4.32 33.90 400 800 4.33 8.26 400 1600 4.33 16.52 （1）下列说法正确的是（　　） A. 变压器工作时通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈 B. 变压器工作时在原线圈上将电能转化成磁场能、在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”能量的作用 C. 变压器原、副线圈中的磁通量总是相同 D. 变压器副线圈上不接负载时、原线圈两端电压为零 （2）为了减小涡流在铁芯中产生的热量、铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。如图丙所示、对上端放置的变压器铁芯，硅钢片应平行于（　　） A. 平面abcd B. 平面abfe C. 平面abgh D. 平面aehd （3）在误差允许范围内，表中数据基本符合______规律； （4）进一步分析数据，发现输出电压比理论值偏小，请分析原因______（至少写出两条）。 四、解答题（共39分） 13. 如图所示，线圈abcd的面积是0.04m²，共500匝，线圈的总电阻r=10Ω，外接电阻R=90Ω，匀强磁场的磁感应强度大小B=T，方向垂直纸面向里，从线圈处于与中性面垂直的平面开始计时（取此时电动势为正），当线圈绕垂直磁场的转轴以300r/min的转速匀速旋转时，求：（图中电表均为理想交流电表） （1）线圈中感应电动势的瞬时值表达式； （2）线圈转过s时电动势的瞬时值大小； （3）电路中，电压表和电流表的示数。 14. 如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面上，导轨间距m，单边有界匀强磁场垂直导轨平面竖直向下，磁场左边界为（垂直导轨），磁感应强度大小为T，两根长度相同的金属棒a、b垂直放置在导轨上，金属棒a、b的质量分别为、，其电阻分别为、，金属棒a位于磁场边界紧靠PQ放置，金属棒b在磁场内部。时刻同时给两金属棒大小相等、方向相反的初速度，两金属棒相向运动，且始终没有发生碰撞，时刻回路中电流强度为零，此时金属棒a又恰好运动到磁场边界处，金属棒b最终恰好停在磁场边界处，运动过程中两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨电阻及摩擦，求： （1）时刻金属棒b加速度大小； （2）时间内通过回路的电荷量； （3）时刻金属棒b距离磁场边界的距离及整个过程金属棒b产生的热量。 15. 学习磁场等相关知识后，某同学设计了如图所示的装置，两相距为d的平行栅极板M和N（由金属细丝组成的网状电极），M板位于x轴上，其正下方为N板，两板间电势差为。M板的上方和N板的下方有磁感应强度大小均为B、方向如图所示的匀强磁场。粒子探测器位于y轴处，仅能探测到垂直射入的带电粒子。有一位于处的粒子发射源，能沿y轴正方向射出速率不同、质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子。忽略场的边缘效应、粒子的重力及粒子间的相互作用力，粒子碰到探测板后即被吸收，不会反弹。求： （1）能被探测器探测到的粒子中，初速度的最大值及其在磁场中运动的时间 ； （2）能够进入N板下方磁场的粒子的初速度范围； （3）探测器能探测到粒子的位置坐标。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $