精品解析：山东省德州市庆云云天中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题

庆云云天中学高二年级3月月考物理试题 一、单选题 1. 下列说法正确的是（　　） A. 电场、电场线、磁场、磁感线都是客观存在的物质 B. 带电粒子在磁场中运动时，一定受到洛伦兹力作用 C. 感应电流的磁场方向总是和引发感应电流的磁场方向相反 D. 有感应电流就一定有感应电动势 2. 一个等边三角形金属线框由3根相同规格的金属棒组成，每根长度均为，整个线框固定在与线框平面垂直的匀强磁场中，现给线框通入图示电流，若段金属棒受到安培力为，则整个线框所受安培力为（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，在一个等腰直角三角形区域ABC内（不包括边界），存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，AB＝BC＝a。D点在BC边上距B点为，现有质量为m、电荷量为＋q的大量相同粒子以不同的速率从D点既垂直于边界BC又垂直于磁场方向射入匀强磁场，不计粒子间的相互作用及粒子重力，最后粒子都能从AB边射出，则下列说法正确的是（ ） A. 粒子速度大小可能是 B. AB边上有粒子射出区域的长度是 C. 粒子在磁场中的速度偏转角可能是 D. 粒子在磁场中运动的最短时间是 4. 如图所示，在边长为的正三角形区域内有垂直直面向外的匀强磁场，一边长为的菱形单匝金属线框的底边与在同一直线上，菱形线框的。使线框保持恒定的速度沿平行于方向匀速穿过磁场区域。以边刚进磁场时为零时刻，规定导线框中感应电流沿顺时针方向时为正，则感应电流与时间的关系图线可能正确的是（　　） A. B. C. D. 5. 某种交变电流的电流随时间变化的图线如图所示，上下两部分的图像均为正弦函数的一部分，其最大值如图中所示，则此交变电流的有效值为（　　） A. 2A B. C. 3A D. 6. 随着生产技术的成熟，打印机、扫描仪、复印机成为了我们的生活中必不可少的工具。霍尔元件作为其中的重要器件，丰富了这些办公设备的功能，使它们变得更智能更方便。如图所示是金属导体材质的霍尔元件工作原理示意图，磁场方向垂直霍尔元件工作面向下，磁感应强度为，霍尔元件宽为（、间距离），厚为（图中上下面间距离），当通以图示方向的电流时，用电压表测得导体左、右表面间稳定的电压为，已知自由电子的电荷量大小为，则（　　） A. 板电势比板高 B. 导体单位体积内自由电子数越多，电压表的示数越大 C. 导体中自由电子定向移动的速度为 D. 导体单位体积内的自由电子数为 7. 美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，为人类在获得高能粒子方面前进了一大步。如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场场强大小恒定，且被限制在MN板间，带正电粒子从 P0处以速度 v0沿电场线方向射入加速电场，经加速后进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，经多次回旋加速后从D形盒右侧离开。下列说法错误的是（ ） A. 带电粒子每运动一周被加速一次 B. 不作任何改变，该回旋加速器可以加速其他比荷不同的带正电粒子 C. 加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸无关 D. 仅增大加速电场的电压，加速粒子的最大速度不变 8. 如图所示，矩形线圈切割磁感线产生的交流电压，将其接在理想变压器原线圈上，导线上接入阻值的电阻，原、副线圈匝数之比，副线圈上的滑动变阻器的最大阻值为，且其滑动触头可上下安全调节，其余电阻不计，电路中电表均为理想交流电表，下列说法正确的是（　　） A. 时刻，矩形线圈垂直于中性面 B. 滑动变阻器的阻值为时，其消耗的功率最大，最大值为4.5W C. 若将滑动触头从最下端滑到最上端，R消耗的功率先增大后减小再增大 D. 若维持滑动变阻器消耗功率最大的电路状态，则1分钟内r产生的焦耳热为300J 二、多选题 9. 在如图所示的电路中，A、B是两个完全相同的灯泡，C是电容足够大的电容器，D是理想二极管，L是一个自感系数较大的线圈，且L的直流电阻与灯泡的电阻相同。电路接通稳定后，断开开关S，下列说法正确的是（　　） A. A灯会闪亮一下，然后逐渐熄灭 B. 在灯熄灭前的任意时刻，A、B两灯的电压相同 C. 在灯熄灭前的任意时刻，通过B灯的电流是A灯的2倍 D. 在灯熄灭前，L中会产生自感电动势 10. 一含有理想变压器的电路如图所示，、之间接入电压有效值恒定为的交变电流，图中、、均为定值电阻，且、的阻值相等。已知两个副线圈的匝数相等，图中电表均为理想电表，最初开关S断开。现将S闭合，下列说法正确的是（ ） A. 电压表示数小于S闭合前的示数 B. 电流表示数变小 C. 电阻的电功率变小 D. 原线圈的输出功率增大 11. 如图，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个完全相同的带电粒子，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，abc是三个粒子射出磁场的位置．若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是（ ） A. 从a处射出的粒子动能最大 B. 从c处射出的粒子速率最大 C. 从c处射出的粒子在磁场中运动时间最短 D. 从三个位置射出的粒子做圆周运动的周期Ta＜Tb＜Tc 12. 储能电站是通过能量存储介质进行可循环电能存储、转换及释放的设备系统。用电低谷时电网富余的电能由它转换、存储，用电高峰时电网不足的电能由它补充。某储能型电站供电示意图如图所示，如果发电机的输出电压，输出功率，输电线的电阻，当用电高峰时用户端消耗的电功率为，用户端降压变压器的匝数比，此时用户端的电压恰好为。下列说法正确的是（ ） A. 用电高峰时输电线上的电压损失为20kV B. 用电高峰时降压变压器原线圈两端的电压为 C. 升压变压器的匝数比 D. 用电高峰时储能站输出的功率为 三、实验题 13. 甲、乙三位同学利用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素。 （1）如图，请补齐连线_________，补齐线后，甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转，下列操作中同样能使指针向右偏转的有________。 A．闭合开关 B．开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动 C．开关闭合时将B线圈从A线圈中拔出 D．开关闭合时将B线圈倒置再重新插入A线圈中 （2）为确切判断A线圈中的感应电流方向，应在实验前先查明灵敏电流计指针偏转方向与______的关系。 （3）乙同学设计了如图b所示的装置来判断感应电流的方向。他先使用多用电表的欧姆挡对二极管正负极进行确认，某次测量时发现多用电表指针几乎没有偏转，说明此时黑表笔接触的是二极管的________（选填“正极”或“负极”）。实验操作时将磁铁插入线圈时，只有灯________（选填“C”或“D”）短暂亮起。 14. 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）本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是_______； A.控制变量法 B.等效替代法 C.整体隔离法 （2）如图所示，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。硅钢片应平行于_______； A.平面 B.平面 C.平面 D.平面 （3）观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数________；（填“多”或“少”） （4）在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“800”两个接线柱上，用电表测得副线圈的“0”和“400”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为_______；（填字母） A.1.5V B.3.0V C.5.0V D.7.0V （5）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_____。（填字母） A.原、副线圈上通过电流时发热 B.原线圈输入电压发生变化 C.铁芯在交变磁场作用下发热 D.变压器铁芯漏磁 四、解答题 15. 如图所示，abcd为交流发电机的矩形线圈，其面积为S=0.02m2，匝数为N=200匝，线圈电阻为r=2Ω，外电阻为R=8Ω．线圈在磁感应强度为B=0.2T,的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO＇匀速转动，角速度为ω=100rad/s．若图中的电压表、电流表均为理想交流电表，求： (1)此交流发电机产生感应电动势的最大值Em； (2)若从图示位置开始计时，写出感应电流随时间变化的函数表达式； (3)此交流发电机的输出功率P出； (4)从图示位置转过900的过程中通过R的电荷量是多少？ 16. 如图所示，和是两根足够长且电阻不计的固定光滑平行金属轨道，其中和为轨道的水平部分，和是倾角的倾斜部分。在右侧空间中存在磁感应强度大小，方向竖直向上的匀强磁场，不计导体棒在轨道连接处的动能损失。将质量，单位长度电阻值的导体棒于倾斜导轨上，距离斜面轨道底端高度，另一完全相同的导体棒静止于水平导轨上，导轨间距均为，导体棒长度均为。时，导体棒从静止释放，到两棒最终稳定运动过程中，棒未发生碰撞，且两导体棒始终与导轨保持垂直，g取。求： （1）棒刚滑到斜面轨道底端时回路中产生的电流； （2）两导体棒的最终速度大小； （3）从开始计时到两棒最终稳定运动过程中，通过回路的电荷量。 17. 水力发电的基本原理就是将水流的机械能（主要指重力势能）转化为电能。某小型水力发电站水流量为Q=5m3/s（流量是指流体在单位时间内流过某一横截面的体积），落差为h=10m，发电机（内阻不计）的输出电压为U1=250V，输电线总电阻为r=4Ω，为了减小损耗采用了高压输电。在发电机处安装升压变压器，而在用户处安装降压变压器，其中n3:n4=190:11，用户获得电压U4=220V，用户获得的功率P4=1.9×105W，若不计变压器损失的能量，已知水的密度、重力加速度g=10m/s2。求： （1）高压输电线中的电流强度I2； （2）升压变压器原、副线圈的匝数比n1:n2； （3）该电站将水能转化为电能的效率η有多大？ 18. 如图所示，在直角坐标系平面内有两部分空间存在匀强磁场：第一部分匀强磁场在轴和之间，轴与OP的夹角为，该磁场的磁感应强度大小为；第二部分匀强磁场区域在的范围内，磁感应强度大小为，两磁场方向均垂直纸面向里。第二象限内存在与y轴正向夹角的匀强电场。一质量为、电荷量为的粒子沿x轴正方向从y轴上M点垂直y轴射入第一部分匀强磁场，垂直OP边界射出，经x轴上的N点进入第四象限，O、N两点间的距离为，再经过x轴负半轴第一次进入电场区域后，恰好垂直穿过y轴。不计带电粒子的重力，，。求： （1）粒子从M点射出时的速度大小； （2）粒子首次经过x轴负半轴时距离O点的距离； （3）电场强度的大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 庆云云天中学高二年级3月月考物理试题 一、单选题 1. 下列说法正确的是（　　） A. 电场、电场线、磁场、磁感线都是客观存在的物质 B. 带电粒子在磁场中运动时，一定受到洛伦兹力作用 C. 感应电流的磁场方向总是和引发感应电流的磁场方向相反 D. 有感应电流就一定有感应电动势 【答案】D 【解析】 【详解】A．电场、磁场是客观存在的物质，电场线和磁场线是为了形象描绘场而假想的曲线，在场中是不存在的，故A错误； B．当运动电荷的速度方向与磁场平行时，电荷在磁场中不受洛伦兹力作用，故B错误； C．根据楞次定律内容，当磁通量增大时，感应电流的磁场与引起感应电流的磁场方向相反，当磁通量减小时，感应电流的磁场与引起感应电流的磁场方向相同；即感应电流的磁场一定是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故C错误； D．当穿过回路的磁通量发生变化时，电路中就有感应电动势，磁通量发生变化的同时电路闭合，电路才有感应电流，因此，有感应电流就一定有感应电动势，故D正确。 故选D。 2. 一个等边三角形金属线框由3根相同规格的金属棒组成，每根长度均为，整个线框固定在与线框平面垂直的匀强磁场中，现给线框通入图示电流，若段金属棒受到安培力为，则整个线框所受安培力为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】边abc的电阻等于边ac的电阻的两倍，两者为并联关系，通过ac的电流为2I，则abc中的电流大小为I，根据题意段金属棒受到安培力为，有 段金属棒受到安培力 根据左手定则可以判断，两安培力方向相同，所以整个线框所受安培力为 故选B。 3. 如图所示，在一个等腰直角三角形区域ABC内（不包括边界），存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，AB＝BC＝a。D点在BC边上距B点为，现有质量为m、电荷量为＋q的大量相同粒子以不同的速率从D点既垂直于边界BC又垂直于磁场方向射入匀强磁场，不计粒子间的相互作用及粒子重力，最后粒子都能从AB边射出，则下列说法正确的是（ ） A. 粒子速度大小可能是 B. AB边上有粒子射出区域的长度是 C. 粒子在磁场中的速度偏转角可能是 D. 粒子在磁场中运动的最短时间是 【答案】B 【解析】 【详解】AB．若粒子速度大小为v1时轨迹恰好与AC边相切，如图所示： 则其轨道半径，根据 解得 v1是从AB边射出的粒子的最大速度； 若粒子速度大小为v2时轨迹恰好与AB边相切从B点射出，轨道半径为，根据 解得 v2是从AB边射出的粒子的最小速度； 所以从AB边射出的粒子粒子速度大小不可能是，AB边上有粒子射出区域的长度是，故A错误，B正确； C．粒子在磁场中的最小偏转角为，最大偏转角为π，C错误； D．粒子在磁场中运动的最短时间是，故D错误； 故选B。 4. 如图所示，在边长为的正三角形区域内有垂直直面向外的匀强磁场，一边长为的菱形单匝金属线框的底边与在同一直线上，菱形线框的。使线框保持恒定的速度沿平行于方向匀速穿过磁场区域。以边刚进磁场时为零时刻，规定导线框中感应电流沿顺时针方向时为正，则感应电流与时间的关系图线可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】线框进入磁场时，根据楞次定律可以判断出感应电流的方向为顺时针，所以感应电流为正值，由于边与边平行，所以边进入磁场后线框切割磁感线的有效长度一直为 根据 可知，有效切割长度不变，电流都不变。 线框全部进入磁场后，由几何关系可知，a点即将从AC边穿出，在穿出磁场过程中根据楞次定律，可判断出感应电流方向为逆时针，所以电流为负值。 线框在穿出磁场的过程中有效切割长度从0开始增大到后又逐渐减小到0， 根据 可知，电流先增大后减小。 故选B。 5. 某种交变电流的电流随时间变化的图线如图所示，上下两部分的图像均为正弦函数的一部分，其最大值如图中所示，则此交变电流的有效值为（　　） A. 2A B. C. 3A D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据交变电流有效值的定义，可得 解得 故选A。 6. 随着生产技术的成熟，打印机、扫描仪、复印机成为了我们的生活中必不可少的工具。霍尔元件作为其中的重要器件，丰富了这些办公设备的功能，使它们变得更智能更方便。如图所示是金属导体材质的霍尔元件工作原理示意图，磁场方向垂直霍尔元件工作面向下，磁感应强度为，霍尔元件宽为（、间距离），厚为（图中上下面间距离），当通以图示方向的电流时，用电压表测得导体左、右表面间稳定的电压为，已知自由电子的电荷量大小为，则（　　） A. 板电势比板高 B. 导体单位体积内自由电子数越多，电压表的示数越大 C. 导体中自由电子定向移动的速度为 D. 导体单位体积内的自由电子数为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由左手定则可知，自由电子向N板偏转，则板电势比板低，故A错误； B．电子定向移动相当长度为d的导体切割磁感线产生感应电动势，电压表的读数U等于感应电动势E，则有可见，电压表的示数与导体单位体积内自由电子数无关，故B错误； C．由 可得 故C错误； D．电流的微观表达式 则导体单位体积内的自由电子数 又 联立得 故D正确。 故选D。 7. 美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，为人类在获得高能粒子方面前进了一大步。如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场场强大小恒定，且被限制在MN板间，带正电粒子从 P0处以速度 v0沿电场线方向射入加速电场，经加速后进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，经多次回旋加速后从D形盒右侧离开。下列说法错误的是（ ） A. 带电粒子每运动一周被加速一次 B. 不作任何改变，该回旋加速器可以加速其他比荷不同的带正电粒子 C. 加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸无关 D. 仅增大加速电场的电压，加速粒子的最大速度不变 【答案】C 【解析】 【详解】AB．带电粒子只有经过MN板间时被加速，即带电粒子每运动一周被加速一次。电场的方向不需改变，只在MN间加速，所以该回旋加速器可以加速其他比荷不同的带正电粒子，故 AB正确； CD．当粒子从D形盒中出来时，速度最大，由 可得 可知加速粒子的最大速度与D形盒半径rD有关，与板间电压无关。可知增大板间电压，粒子最终获得的最大速度不变，故C错误，D正确。 本题选错误的，故选C。 8. 如图所示，矩形线圈切割磁感线产生的交流电压，将其接在理想变压器原线圈上，导线上接入阻值的电阻，原、副线圈匝数之比，副线圈上的滑动变阻器的最大阻值为，且其滑动触头可上下安全调节，其余电阻不计，电路中电表均为理想交流电表，下列说法正确的是（　　） A. 时刻，矩形线圈垂直于中性面 B. 滑动变阻器的阻值为时，其消耗的功率最大，最大值为4.5W C. 若将滑动触头从最下端滑到最上端，R消耗的功率先增大后减小再增大 D. 若维持滑动变阻器消耗功率最大的电路状态，则1分钟内r产生的焦耳热为300J 【答案】B 【解析】 【详解】A．时刻电动势为零，线圈磁通量最大，矩形线圈位于中性面，A错误； BC．滑动变阻器滑动触头从最下端逐渐向上移动，电阻R接入电路的阻值逐渐减小，设流经r的电流为，根据 可得 原线圈两端的电压 可得副线圈两端的电压 R消耗的功率 当时 此时 所以从最下端滑到最上端的过程中，R消耗的功率先增大后减小，B正确，C错误； D．原线圈电流，则1分钟内r产生的焦耳热 D错误。 故选B。 二、多选题 9. 在如图所示的电路中，A、B是两个完全相同的灯泡，C是电容足够大的电容器，D是理想二极管，L是一个自感系数较大的线圈，且L的直流电阻与灯泡的电阻相同。电路接通稳定后，断开开关S，下列说法正确的是（　　） A. A灯会闪亮一下，然后逐渐熄灭 B. 在灯熄灭前的任意时刻，A、B两灯的电压相同 C. 在灯熄灭前的任意时刻，通过B灯的电流是A灯的2倍 D. 在灯熄灭前，L中会产生自感电动势 【答案】AD 【解析】 【详解】A．开关闭合且电路稳定时，二极管是导通的，灯泡A被短路，电容器上极板带负电，下极板带正电，当开关断开，电容器放电，电流由下极板经电路流向负极板，因为电感线圈对电流的阻碍作用，会有电流通过A灯，A灯会闪亮一下，然后逐渐熄灭，故A正确； BC．灯熄灭前，A灯电流减小，电感线圈的电流先增大后减小，二者电流不相等且二者电流之和等于B灯电流，A、B两灯的电压不相同，通过B灯的电流不是A灯的2倍，故BC错误； D．电容器放电过程中，二极管是导通的，通过L中的电流发生变化，产生自感电动势，故D正确。 故选AD。 10. 一含有理想变压器的电路如图所示，、之间接入电压有效值恒定为的交变电流，图中、、均为定值电阻，且、的阻值相等。已知两个副线圈的匝数相等，图中电表均为理想电表，最初开关S断开。现将S闭合，下列说法正确的是（ ） A. 电压表示数小于S闭合前的示数 B. 电流表示数变小 C. 电阻的电功率变小 D. 原线圈的输出功率增大 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．原电路图等效电路如图所示，设原线圈、两副线圈匝数分别为、，图中等效电阻 ， 闭合S后，整个回路总电阻减小，总电流增大，故电流表示数增大，两端电压增大，原线圈两端电压减小，电压表的示数减小，故A正确，B错误； C．可将电阻视为电源内阻，则两端电压为路端电压，由于回路中的电流增大。那么路端电压必定减小，根据可知，电压表示数必定减小，电阻的电功率变小，故C正确； D．将电阻视为内阻，无法判定外电阻与内阻之间的关系，故无法确定输出功率的变化状况，故D错误。 故选AC。 11. 如图，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个完全相同的带电粒子，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，abc是三个粒子射出磁场的位置．若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是（ ） A. 从a处射出的粒子动能最大 B. 从c处射出的粒子速率最大 C. 从c处射出的粒子在磁场中运动时间最短 D. 从三个位置射出的粒子做圆周运动的周期Ta＜Tb＜Tc 【答案】BC 【解析】 【详解】粒子在磁场中做匀速圆周运动时，由洛伦兹力提供向心力，根据，可得：，粒子的动能Ek＝mv2，则可知三个带电粒子的质量、电荷量相同，在同一个磁场中，当速度越大时、轨道半径越大，则由图知，a粒子速率最小，c粒子速率最大．c粒子动能最大．故A错误，B正确．由于粒子运动的周期及可知，三粒子运动的周期相同，a在磁场中运动的偏转角最大，运动的时间最长，故C正确、D错误．故选BC． 12. 储能电站是通过能量存储介质进行可循环电能存储、转换及释放的设备系统。用电低谷时电网富余的电能由它转换、存储，用电高峰时电网不足的电能由它补充。某储能型电站供电示意图如图所示，如果发电机的输出电压，输出功率，输电线的电阻，当用电高峰时用户端消耗的电功率为，用户端降压变压器的匝数比，此时用户端的电压恰好为。下列说法正确的是（ ） A. 用电高峰时输电线上的电压损失为20kV B. 用电高峰时降压变压器原线圈两端的电压为 C. 升压变压器的匝数比 D. 用电高峰时储能站输出的功率为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由题意可知，用电高峰时用户端电流 根据 解得 所以用电高峰时输电线上的电压损失为 故A错误； B．根据 解得 故B正确； C．依题意，可得 所以 故C错误； D．用电高峰时输电线上的功率损失为 储能站输出的功率为 故D正确。 故选BD。 三、实验题 13. 甲、乙三位同学利用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素。 （1）如图，请补齐连线_________，补齐线后，甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转，下列操作中同样能使指针向右偏转的有________。 A．闭合开关 B．开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动 C．开关闭合时将B线圈从A线圈中拔出 D．开关闭合时将B线圈倒置再重新插入A线圈中 （2）为确切判断A线圈中的感应电流方向，应在实验前先查明灵敏电流计指针偏转方向与______的关系。 （3）乙同学设计了如图b所示的装置来判断感应电流的方向。他先使用多用电表的欧姆挡对二极管正负极进行确认，某次测量时发现多用电表指针几乎没有偏转，说明此时黑表笔接触的是二极管的________（选填“正极”或“负极”）。实验操作时将磁铁插入线圈时，只有灯________（选填“C”或“D”）短暂亮起。 【答案】 ①. ②. CD##DC ③. 电流方向 ④. 负极 ⑤. C 【解析】 【详解】（1）[1]将电源、电键、变阻器、小螺线管串联成一个回路，再将电流计与大螺线管串联成另一个回路，实物连接如图所示 [2]断开开关时，线圈中电流迅速减小，则A线圈中磁通减小，出现感应电流，使灵敏电流计指针向右偏转；为了同样使指针向右偏转，应减小A线圈中的磁通量或增加A线圈中反向的磁通量； A．闭合开关，B线圈中的电流突然增大，则A线圈中的磁通量增大，故A错误； B．开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动，B线圈中的电流增大，则A线圈中的磁通量增大，故B错误； C．开关闭合时将B线圈从A线圈中拔出，则A线圈中的磁通量减小，故C正确； D．开关闭合时将B线圈倒置，再重新插入A线圈中，则A线圈中反向的磁通量增加，故D正确。 故选CD。 （2）[3]判断感应电流具体流向，应先查明灵敏电流计指针偏转方向与电流流入方向的关系； （3）[4]欧姆挡指针没有偏转时，说明二极管的负极与电源正极相连，根据多用电表红进黑出的操作原则，此时黑表笔接触的是二极管的负极； [5]当磁铁插入线圈时，可判断线圈中方向的电流，灯C短暂亮起。 14. 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）本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是_______； A.控制变量法 B.等效替代法 C.整体隔离法 （2）如图所示，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。硅钢片应平行于_______； A.平面 B.平面 C.平面 D.平面 （3）观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数________；（填“多”或“少”） （4）在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“800”两个接线柱上，用电表测得副线圈的“0”和“400”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为_______；（填字母） A.1.5V B.3.0V C.5.0V D.7.0V （5）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_____。（填字母） A.原、副线圈上通过电流时发热 B.原线圈输入电压发生变化 C.铁芯在交变磁场作用下发热 D.变压器铁芯漏磁 【答案】 ①. A ②. C ③. 少 ④. D ⑤. B 【解析】 【详解】（1）[1]实验过程中，在原、副线圈匝数和原线圈两端电压三个变量中保持两个不变，改变一个来探究匝数比与原副线圈电压之比的关系，用的是控制变量法。 故选A。 （2）[2]由图可知，根据楞次定律和右手螺旋定则，产生的涡旋电流的方向与面平行，为了减小涡流在铁芯中产生的热量，相互绝缘的硅钢片应垂直面，即平行于面。 故选C。 （3）[3]观察两个线圈的导线，发现粗细不同，根据 可知，匝数少的电流大，则导线越粗，即导线粗的线圈匝数少。 （4）[4]若是理想变压器，则由变压器线圈两端的电压与匝数的关系 若将电源接在原线圈的“0”和“800”两个接线柱上，用电表测得副线圈的“0”和“400”两个接线柱之间的电压为3.0V，可得 则原线圈电压为 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，可能是7V。 故选D。 （5）[5]AC．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由差别，故AC正确，不符合题意； B．原线圈输入电压发生变化，不会影响电压比与匝数比，故B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B。 四、解答题 15. 如图所示，abcd为交流发电机的矩形线圈，其面积为S=0.02m2，匝数为N=200匝，线圈电阻为r=2Ω，外电阻为R=8Ω．线圈在磁感应强度为B=0.2T,的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO＇匀速转动，角速度为ω=100rad/s．若图中的电压表、电流表均为理想交流电表，求： (1)此交流发电机产生感应电动势的最大值Em； (2)若从图示位置开始计时，写出感应电流随时间变化的函数表达式； (3)此交流发电机的输出功率P出； (4)从图示位置转过900的过程中通过R的电荷量是多少？ 【答案】（1）80V（2）（3）256W（4）0.08C 【解析】 【详解】(1)在图示位置时,电动势有最大值,所以此发电机电动势最大值为: (2)电动势的瞬时值: 感应电流函数表达式为: (3)电流的有效值 则输出功率： (4) 从图示位置转过900的过程中， 解得 16. 如图所示，和是两根足够长且电阻不计的固定光滑平行金属轨道，其中和为轨道的水平部分，和是倾角的倾斜部分。在右侧空间中存在磁感应强度大小，方向竖直向上的匀强磁场，不计导体棒在轨道连接处的动能损失。将质量，单位长度电阻值的导体棒于倾斜导轨上，距离斜面轨道底端高度，另一完全相同的导体棒静止于水平导轨上，导轨间距均为，导体棒长度均为。时，导体棒从静止释放，到两棒最终稳定运动过程中，棒未发生碰撞，且两导体棒始终与导轨保持垂直，g取。求： （1）棒刚滑到斜面轨道底端时回路中产生的电流； （2）两导体棒的最终速度大小； （3）从开始计时到两棒最终稳定运动过程中，通过回路的电荷量。 【答案】（1）0.1A；（2）0.5m/s；（3）3.125C 【解析】 【详解】（1）棒从斜面轨道滑到底端，根据动能定理，有 切割产生的感应电动势为 根据闭合电路欧姆定律，有 联立解得 （2）因为两导体棒所受的安培力始终大小相等、方向相反，所以将两棒组成的系统作为研究对象，由动量守恒得 解得 （3）从棒刚进入磁场到与棒共速，对导体棒，由动量定理得 代入数据解得 17. 水力发电的基本原理就是将水流的机械能（主要指重力势能）转化为电能。某小型水力发电站水流量为Q=5m3/s（流量是指流体在单位时间内流过某一横截面的体积），落差为h=10m，发电机（内阻不计）的输出电压为U1=250V，输电线总电阻为r=4Ω，为了减小损耗采用了高压输电。在发电机处安装升压变压器，而在用户处安装降压变压器，其中n3:n4=190:11，用户获得电压U4=220V，用户获得的功率P4=1.9×105W，若不计变压器损失的能量，已知水的密度、重力加速度g=10m/s2。求： （1）高压输电线中的电流强度I2； （2）升压变压器原、副线圈的匝数比n1:n2； （3）该电站将水能转化为电能的效率η有多大？ 【答案】（1）50A；（2）；（3）40% 【解析】 【详解】（1）根据理想变压器规律得 解得 根据理想变压器无能量损失，知 再根据 解得 （2）高压输电线电阻损失电压 因此 因此 （3）高压输电线电阻损失电功率 故发电机输出电功率 单位时间内水的机械能 故水能转化为电能的效率 18. 如图所示，在直角坐标系平面内有两部分空间存在匀强磁场：第一部分匀强磁场在轴和之间，轴与OP的夹角为，该磁场的磁感应强度大小为；第二部分匀强磁场区域在的范围内，磁感应强度大小为，两磁场方向均垂直纸面向里。第二象限内存在与y轴正向夹角的匀强电场。一质量为、电荷量为的粒子沿x轴正方向从y轴上M点垂直y轴射入第一部分匀强磁场，垂直OP边界射出，经x轴上的N点进入第四象限，O、N两点间的距离为，再经过x轴负半轴第一次进入电场区域后，恰好垂直穿过y轴。不计带电粒子的重力，，。求： （1）粒子从M点射出时的速度大小； （2）粒子首次经过x轴负半轴时距离O点的距离； （3）电场强度的大小。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】根据题意可绘制物体运动整个运动过程轨迹图如下所示 （1）粒子沿x轴正方向从y轴上M点垂直y轴射入第一部分匀强磁场时，设初速度为，由牛顿第二定律可得 粒子从OP运动至N点，做匀速直线运动，由几何关系可得 解得 （2）粒子在第二个磁场中，设运动的轨迹半径为R，由牛顿运动定律可得 解得 设粒子首次经过x轴负半轴的位置为A点，则由几何关系可得 （3）带电粒子进入第二部分匀强磁场中，由运动的对称性可得粒子进入电场的初速度方向垂直于电场线的方向。故带电粒子在电场中做类平抛运动，如图所示 设其沿电场线方向的位移为y，垂直电场线方向的位移为x，运动过程中的加速度为a，则沿电场线方向 由几何关系可得 垂直电场线方向 由平抛运动规律可得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $