精品解析：湖北省武汉市第三中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试卷

武汉三中2026届高二年级三月月考物理试题 本试题卷共6页，15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题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。 1. 特高压电网是指1 000 kV及以上交流电网或±800 kV及以上直流电网。我国特高压输电技术实现了从“跟跑”到“领跑”的跨越。下列说法正确的是（　　） A. 大小不随时间变化的电流称为直流 B. 所有交变电流的峰值都是其对应有效值的倍 C. 理想变压器输出的功率大于输入功率 D. 远距离输电采用特高压的主要目的是降低输电线路中的损耗 2. 在如图所示的闭合铁芯上绕有一组线圈，与滑动变阻器、电源构成闭合电路，三个闭合金属圆环半径大小为，假设线圈产生的磁场全部集中在铁芯内。下列说法正确的是（　　） A. 穿过环的磁通量大于环的磁通量 B. 穿过、、三个环的磁通量依次增大 C. 当滑动变阻器的滑片迅速向右滑动时，只有、两个环中有感应电流 D. 当滑动变阻器的滑片迅速向右滑动时，、、三个环中都有感应电流 3. 如图为上海中心大厦的上海慧眼阻尼器。质量块和吊索构成一个巨型复摆，质量块下方有一圆盘状的大型电磁铁，大厦产生晃动时，复摆与主体做相同晃动，电磁铁通电后，质量块中会产生涡流，受到电磁阻尼作用，减弱大楼的晃动，保持大厦的稳定和安全。下列说法正确的是（　　） A. 涡流的大小与质量块摆动速度无关 B. 阻尼过程中，电能转化为动能 C. 改变电磁铁中电流方向，质量块仍会受到电磁阻尼作用 D. 质量块受到的电磁阻力与电磁铁的磁场强弱无关 4. 无线充电宝是一种无线移动电源，在发送端（充电宝）和接收端（手机）各有一个线圈。工作时，发送端的线圈中通有高频变化的电流，两者彼此靠近时，就可以将充电宝中的电能传送到被充电的手机。某同学利用同一充电宝的无线充电与有线充电功能分别给同款手机充电。手机两次电量均从1%充到93%，充电电压视为恒定，记录的充电量与充电时间如图所示。由图线可知（　　） A. 无线充电的平均电流较大 B. 发送端线圈周围产生恒定不变的磁场 C. 无线充电与有线充电平均功率之比约为 D. 送电线圈与受电线圈中的电流方向始终相反 5. 如图所示，在恒压交流电源的两端接上电容、电感和光敏电阻，稳定后，电路中三个相同的灯泡均发光，且亮度相同。已知光敏电阻的阻值随着光照强度增加而减少，则（　　） A. 若抽掉电感线圈内部的铁芯，则变亮 B. 若增大电容器两极板间距，则变亮 C. 若增大交流电源的频率，则比暗 D. 若增大照射在光敏电阻上的光强，则变暗 6. 如图所示，空间区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小，为磁场的右边界。磁场内一匝数的正方形闭合金属导线框平行于纸面放置，线框的边长，其右边与磁场边界重合。时刻线框从图示位置开始逆时针（俯视）绕以角速度匀速转动，此过程中感应电动势E随时间t变化的图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 7. 裸露的柔软导线ab，单位长度的电阻为R，其中一部分弯曲成为半径为r的圆圈，圆圈导线相交处接触良好，圆圈所在区域有与圆圈平面垂直的匀强磁场B，将导线的b端固定，用沿ba方向的恒力F慢慢将导线拉直，若圆圈在缩小的过程中始终保持圆的形状，则拉直导线所用的时间为（　　） A. B. C. D. 8. 电磁学知识在科技生活中有广泛的应用，下列相关说法正确的是（　　） A. 甲图，一铁块放入通有交流电的线圈内部，一段时间后，铁块就会“烧”得通红 B. 乙图，电工穿戴含有金属织物的衣服工作，其原理是静电屏蔽 C. 丙图，磁块在铝管中由静止开始下落做的是自由落体运动 D. 丁图，无线充电中的发射线圈接入恒定电流也能实现手机充电 9. 如图甲是街头常见的变压器，它通过降压给用户供电，简化示意图如图乙所示，各电表均为理想交流电表，变压器的输入电压 保持不变，输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻为 。当并联的用电器增多时，下列判断正确的是（　　） A. 电流表A1示数减小， 示数减小 B. 电压表V2示数不变，V3示数减小 C. V3的变化量与A1的变化量 之比不变 D. V1的示数U1与A1的示数之比将增大 10. 如图所示，倾斜平行金属导轨、固定，所在平面与水平面的夹角为30°，两导轨间距为L，靠近端和端接有电容为C的电容器。直径为d的n匝圆形金属线圈（图中只画出一匝）放置于水平面内，导轨端和端用导线与圆形线圈相连，质量为m的金属棒CD跨接在金属导轨上且与两导轨垂直。两平行导轨间存在垂直导轨平面斜向上的匀强磁场，磁感应强度大小为，圆形线圈所在水平面内存在竖直向上的磁场，磁感应强度大小随时间均匀变化，金属棒CD始终静止不动。已知金属棒CD的电阻为R，金属线圈的电阻为r，其余电阻忽略不计，金属棒CD与金属导轨间的动摩擦因数，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。下列说法中正确的是（　　） A. 电容器与连接的极板带正电 B. 电容器极板的电荷量大小可能为 C. 通过金属棒的电流越大，金属棒受到的摩擦力越小 D. 垂直于水平面的磁场的磁感应强度变化率的范围为 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 利用如图所示的可拆变压器探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。 （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）如果把它看成理想变压器，则左右两线圈上的交变电流一定相同的是（　　） A. 电压 B. 电流 C. 功率 D. 频率 （3）某次实验中得到实验数据如下表所示，表中n1、n2分别为原、副线圈的匝数，U1、U2分别为原、副线圈的电压，通过实验数据分析，你的结论是：________ 实验次数 n1/匝 n2/匝 U1/V U2/V 1 1400 400 12.1 3.42 2 800 400 12.0 5.95 3 200 100 11.9 5.92 （4）原、副线圈上的电压之比没有严格等于它们的匝数之比，分析下列可能的原因，你认为正确的是（　　） A. 变压器线圈中有电流通过时会发热 B. 铁芯在交变磁场的作用下会发热 C. 铁芯中的磁场由部分逸散到周围空间中 12. 为探究影响感应电流方向的因素，“荀子实验小组”的同学们做了如下的实验。 （1）同学们首先用如图甲的实验装置进行探究，所用电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从“+”接线柱流入电流表时，指针向右偏转。 将条形磁铁按如图甲方式极向下插入螺线管时，发现电流表的指针向右偏转。说明螺线管中感应电流在螺线管内部产生的磁场方向与条形磁铁在螺线管内部产生磁场方向_____（填“相同”或“相反”）； （2）同学们又用如图乙所示的器材进行探究。发现为了使小灯泡能短暂发光，应将如图所示的N极向下的条形磁铁快速_____（选填“向下插入”或“向上拔出”）。同学们还发现条形磁铁运动越快，小灯泡发光的亮度就越大，这说明感应电动势随_____（选填“通量”、“磁通量的变化量”或“磁通量的变化率”）的增大而增大； （3）实验结束后，实验小组的同学们又结合教材中自感实验做了如下实验。如图丙所示，将两条支路分别接上电流传感器（可以测出电流大小，且内阻忽略不计），已知灯泡电阻不变且阻值为。闭合开关后，流过两个电流传感器的图像如图丁所示。由图可知： ①流过灯泡的电流是_____（选填“”或“”）； ②线圈的直流电阻_____（选填“大于”“等于”或“小于”）灯泡电阻。 13. 目前困扰5G发展的大难题之一是供电，5G基站单系统功耗为4kW（基站用电器功率），信号覆盖半径约为100m，而在4G时代，基站单系统功耗仅为1kW，信号覆盖半径约为2km。如图所示，某5G基站距离100kV主供电线路一定距离，线路电阻为40Ω，线路损耗功率占总功率的20%（变压器均视为理想变压器）。 （1）求输电线路中的电流； （2）高压变压器原、副线圈的匝数比； （3）深圳5G网络建设领跑全国，2020年底已实现全市5G网络信号全覆盖。已知深圳市面积约为2000平方公里，试计算全市的5G基站运行一天将消耗约多少度电？（取3） 14. 为了防止电梯失控时下落速度过大，某同学设计了一种电梯模型如图甲所示。电梯井的高度H=17m，边长L=1m的正方体轿厢的中央处固定一相同边长的正方形线圈，线圈平面竖直，总电阻为R1=280Ω、匝数N=300匝，线圈两端与电阻为R2=20Ω的灯泡、开关串联（开关和灯泡图中未画出）。以电梯井底部M点为坐标原点O、MN边为z轴建立直角坐标系，在平面z=9m到平面z=10m的空间范围施加沿y轴正向的有界匀强磁场（图中未画出），已知轿厢总质量m=360kg，运行时所受阻力大小恒为f=600N，g取10m/s2。 （1）轿厢完全停在磁场中，t=0时刻闭合开关，磁场随时间按图乙（1）所示变化，灯泡发光。求0~2s内流过灯泡的电荷量q； （2）开关保持闭合，磁场按图乙（2）所示变化，轿厢在竖直向上F=4560N的恒定拉力作用下从最低点由静止开始向上运动，求轿厢刚进入磁场时加速度的大小； （3）开关保持闭合，轿厢停在最高处，磁场按图乙（2）所示变化，某时刻绳索突然断裂，求电梯在空中下落过程中线圈产生的焦耳热Q。 15. 如图甲所示，是一种利用线圈转动切割的发电储能简化装置。两互相垂直的竖直墙面间存在高2m圆心角为45°的柱形辐向磁场区域AME-DNF，磁场的俯视图如图乙所示。线框ABCD可绕AD轴无摩擦地在墙面间来回转动，BC边是质量m=0.2kg、电阻r=2Ω的金属条，线框其它部分为轻质绝缘体，AB、BC边的长度分别为L1=1m，L2=2m，金属条B、C两端用细导线连接成闭合电路，其中小灯泡的电阻R=3Ω，电容C=1F。在某次实验时，先将双掷开关K接1，线框在外力F作用下从I位置由静止开始转动，恰以恒定的角速度经过磁场区域，BC边转动路径上的磁感应强度为B=0.5T，当边BC转过Ⅲ位置时撤去F，转过90°至Ⅳ位置与固定在墙面上的轻质弹簧发生弹性碰撞并被弹回，直至回到I位置。已知：电容器储存的电能；计算过程中；连接B、C两端的导线对线框的转动不影响；不计导线电阻及空气阻力。求： （1）外力F做的功WF； （2）BC边反弹至II位置时的角速度ω2； （3）若BC边从IV位置反弹离开墙面时，立即将开关K接2，与不带电的电容器相联，BC边反弹至II位置（BC边已再次匀速转动）时，电容器储存的电能（可用分数表示）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 武汉三中2026届高二年级三月月考物理试题 本试题卷共6页，15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题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。 1. 特高压电网是指1 000 kV及以上交流电网或±800 kV及以上直流电网。我国特高压输电技术实现了从“跟跑”到“领跑”的跨越。下列说法正确的是（　　） A. 大小不随时间变化的电流称为直流 B. 所有交变电流的峰值都是其对应有效值的倍 C. 理想变压器输出的功率大于输入功率 D. 远距离输电采用特高压的主要目的是降低输电线路中的损耗 【答案】D 【解析】 【详解】A．方向不随时间变化的电流称为直流，故A错误； B．正弦式交变电流的峰值是有效值的倍，并不是所有交变电流的峰值都是有效值的倍，故B错误； C．理想变压器没有能量损失，输出的功率等于输入功率，故C错误； D．远距离输电采用特高压，可以减小输电电流，从而降低输电线路中的损耗，故D正确。 故选D。 2. 在如图所示的闭合铁芯上绕有一组线圈，与滑动变阻器、电源构成闭合电路，三个闭合金属圆环半径大小为，假设线圈产生的磁场全部集中在铁芯内。下列说法正确的是（　　） A. 穿过环的磁通量大于环的磁通量 B. 穿过、、三个环的磁通量依次增大 C. 当滑动变阻器的滑片迅速向右滑动时，只有、两个环中有感应电流 D. 当滑动变阻器的滑片迅速向右滑动时，、、三个环中都有感应电流 【答案】C 【解析】 【详解】AB．线圈产生的磁场全部集中在铁芯内，所以穿过a、b两个环的磁通量始终相同，而向左和向右穿过c环的磁感线条数相等，完全抵消，总的磁通量为零，不发生变化，故AB错误； CD．根据以上分析可知，当滑动变阻器的滑片迅速向右滑动时，c环的磁通量不发生变化没有感应电流，只有、两个环中磁通量发生变化，有感应电流，故C正确D错误。 故选C。 3. 如图为上海中心大厦的上海慧眼阻尼器。质量块和吊索构成一个巨型复摆，质量块下方有一圆盘状的大型电磁铁，大厦产生晃动时，复摆与主体做相同晃动，电磁铁通电后，质量块中会产生涡流，受到电磁阻尼作用，减弱大楼的晃动，保持大厦的稳定和安全。下列说法正确的是（　　） A. 涡流的大小与质量块摆动速度无关 B. 阻尼过程中，电能转化为动能 C. 改变电磁铁中电流方向，质量块仍会受到电磁阻尼作用 D. 质量块受到的电磁阻力与电磁铁的磁场强弱无关 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据法拉第电磁感应定律，感应电动势与磁通量的变化率有关，质量块摆动速度越大，磁通量的变化率越大，感应电动势越大，感应电流越大，故A错误； B．阻尼过程中涡流产生是质量块的动能转化为电能，故B错误； C．改变电磁铁中电流方向，同样会在质量块中出现涡流，涡流受安培力，阻碍质量块的运动，故C正确； D．根据安培力，可得质量块受到的电磁阻力与电磁铁的磁场强弱有关，故D错误。 故选C。 4. 无线充电宝是一种无线移动电源，在发送端（充电宝）和接收端（手机）各有一个线圈。工作时，发送端的线圈中通有高频变化的电流，两者彼此靠近时，就可以将充电宝中的电能传送到被充电的手机。某同学利用同一充电宝的无线充电与有线充电功能分别给同款手机充电。手机两次电量均从1%充到93%，充电电压视为恒定，记录的充电量与充电时间如图所示。由图线可知（　　） A. 无线充电的平均电流较大 B. 发送端线圈周围产生恒定不变的磁场 C. 无线充电与有线充电平均功率之比约为 D. 送电线圈与受电线圈中的电流方向始终相反 【答案】C 【解析】 【详解】A．由于手机两次电量均从1%充到93%，则两次充电过程中通过某一截面的电荷量q相同，则根据 可知，有线充电的时间较短，所以有线充电的平均电流较大，故A错误； B．发送端的线圈中通有高频变化的电流，周围产生的是变化的磁场，故B错误； C．由于手机两次电量均从1%充到93%，则两次充电过程中所做的功相同，则根据 可知，无线充电与有线充电平均功率的比值约等于90min比150min，即为3:5，故C正确； D．根据楞次定律可知，当送电线圈中的电流在减弱时，受电线圈中的感应电流方向与送电线圈中的电流方向相同，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，在恒压交流电源的两端接上电容、电感和光敏电阻，稳定后，电路中三个相同的灯泡均发光，且亮度相同。已知光敏电阻的阻值随着光照强度增加而减少，则（　　） A. 若抽掉电感线圈内部的铁芯，则变亮 B. 若增大电容器两极板间距，则变亮 C. 若增大交流电源的频率，则比暗 D. 若增大照射在光敏电阻上的光强，则变暗 【答案】A 【解析】 【详解】A．若抽掉电感线圈内部的铁芯，线圈的自感系数减小，由可知，感抗减小，使得通过灯泡的电流增大，所以灯泡变亮，故A正确； B．若增大电容器C两极板间的距离，根据知，电容器的电容减小，由可知，容抗增大，使得通过灯泡的电流减小，所以灯泡变暗，故B错误； C．若增大交流电的频率，电容器容抗减小，电感器感抗增大，使得通过灯泡的电流将比的大，所以灯泡将比更亮，故C错误； D．若增大照射在光敏电阻上的光强，光敏电阻的阻值减小，通过的电流变大，变亮，故D错误。 故选A。 6. 如图所示，空间区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小，为磁场的右边界。磁场内一匝数的正方形闭合金属导线框平行于纸面放置，线框的边长，其右边与磁场边界重合。时刻线框从图示位置开始逆时针（俯视）绕以角速度匀速转动，此过程中感应电动势E随时间t变化的图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】线圈产生的电动势最大值为 线圈转动的周期为 在0~内，即0~时间内，线圈产生的电动势为 在内，即时间内，线圈处于磁场外部，产生的电动势一直为0，在即时间内，线圈产生的电动势为 故选D。 7. 裸露的柔软导线ab，单位长度的电阻为R，其中一部分弯曲成为半径为r的圆圈，圆圈导线相交处接触良好，圆圈所在区域有与圆圈平面垂直的匀强磁场B，将导线的b端固定，用沿ba方向的恒力F慢慢将导线拉直，若圆圈在缩小的过程中始终保持圆的形状，则拉直导线所用的时间为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设在恒力F的作用下，a端△t时间内向右移动微小的量△x，则相应圆半径减小△r，则有 在时间内做的功等于回路中电功 电动势为 可认为由于半径减小微小量而引起的面积的变化，有 而回路中的电阻 联立解得 显然与圆面积变化成正比，所以由面积变化为零，所经历的时间为 故选A。 8. 电磁学知识在科技生活中有广泛的应用，下列相关说法正确的是（　　） A. 甲图，一铁块放入通有交流电的线圈内部，一段时间后，铁块就会“烧”得通红 B. 乙图，电工穿戴含有金属织物的衣服工作，其原理是静电屏蔽 C. 丙图，磁块在铝管中由静止开始下落做的是自由落体运动 D. 丁图，无线充电中的发射线圈接入恒定电流也能实现手机充电 【答案】AB 【解析】 【详解】A．当线圈通入变化的电流时，会在线圈内部产生变化的磁场，而铁块放在线圈内部，则在铁块内部会有变化的磁场，而变化的磁场能够产生电场，因此会在铁块内部形成涡流，根据电流的热效应，铁块会被“烧”得通红，故A正确； B．乙图中电工穿戴含有金属织物的衣服工作，其原理是静电屏蔽，故B正确； C．图中铝管可以看作闭合回路，磁块能产生磁场，在下落的过程中会由于电磁感应现象，产生涡流与电磁阻尼，不能做自由落体运动，故C错误； D．根据感应电流产生的条件可知，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D错误。 故选AB。 9. 如图甲是街头常见的变压器，它通过降压给用户供电，简化示意图如图乙所示，各电表均为理想交流电表，变压器的输入电压 保持不变，输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻为 。当并联的用电器增多时，下列判断正确的是（　　） A. 电流表A1示数减小， 示数减小 B. 电压表V2示数不变，V3示数减小 C. V3的变化量与A1的变化量 之比不变 D. V1的示数U1与A1的示数之比将增大 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．变压器的输入电压保持不变，则电压表示数不变，根据 可知副线圈电压不变，即电压表示数不变，当并联的用电器增多时，并联部分电阻减小，副线圈总电阻减小，副线圈干路电流增大，电流表示数增大，根据 可知原线圈中电流增大，电流表示数增大。通过输电线总电阻的电流增大，则两端电压增大，并联部分的电路两端的电压等于副线圈两端电压减去两端的电压，所以并联部分的电路两端的电压减小，电压表示数减小，故A错误，B正确； C．因为副线圈电压不变，所以的变化量与两端电压的变化量之和为0，所以 又因为 所以 又因为 所以 故的变化量与的变化量之比不变，故C正确； D．电压表示数不变，电流表示数增大，故的示数与的示数之比将减小，故D错误； 故选BC。 10. 如图所示，倾斜平行金属导轨、固定，所在平面与水平面的夹角为30°，两导轨间距为L，靠近端和端接有电容为C的电容器。直径为d的n匝圆形金属线圈（图中只画出一匝）放置于水平面内，导轨端和端用导线与圆形线圈相连，质量为m的金属棒CD跨接在金属导轨上且与两导轨垂直。两平行导轨间存在垂直导轨平面斜向上的匀强磁场，磁感应强度大小为，圆形线圈所在水平面内存在竖直向上的磁场，磁感应强度大小随时间均匀变化，金属棒CD始终静止不动。已知金属棒CD的电阻为R，金属线圈的电阻为r，其余电阻忽略不计，金属棒CD与金属导轨间的动摩擦因数，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。下列说法中正确的是（　　） A. 电容器与连接的极板带正电 B. 电容器极板的电荷量大小可能为 C. 通过金属棒的电流越大，金属棒受到的摩擦力越小 D. 垂直于水平面的磁场的磁感应强度变化率的范围为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由题意可知棒受到的最大静摩擦力 所以棒受到的安培力一定沿导轨斜向上，由左手定则可知电流方向由到，所以电容器与连接的极板带负电，故A错误； B．当摩擦力沿导轨向上且最大时，安培力最小，此时通过金属棒的电流最小，有 ， 此时棒两端电压最小，有 此时电容器的电荷量 当摩擦力沿导轨向下且最大时安培力最大，此时通过金属棒的电流最大，有 ， 此时棒两端电压最大，有 此时电容器的电荷量 所以电容器极板的电荷量大小可能为，故B正确； C．由题意可知随着通过金属棒的电流增大，摩擦力先是沿导轨向上减小，后是沿导轨向下增加，故C错误； D．由前面分析可知通过金属棒的电流，由闭合电路欧姆定律有 由法拉第电磁感应定律有 解得 故D正确。 故选BD。 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 利用如图所示的可拆变压器探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。 （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）如果把它看成理想变压器，则左右两线圈上的交变电流一定相同的是（　　） A. 电压 B. 电流 C. 功率 D. 频率 （3）某次实验中得到实验数据如下表所示，表中n1、n2分别为原、副线圈的匝数，U1、U2分别为原、副线圈的电压，通过实验数据分析，你的结论是：________ 实验次数 n1/匝 n2/匝 U1/V U2/V 1 1400 400 12.1 3.42 2 800 400 12.0 5.95 3 200 100 11.9 5.92 （4）原、副线圈上的电压之比没有严格等于它们的匝数之比，分析下列可能的原因，你认为正确的是（　　） A. 变压器线圈中有电流通过时会发热 B. 铁芯在交变磁场的作用下会发热 C. 铁芯中的磁场由部分逸散到周围空间中 【答案】（1）A （2）CD （3）在误差允许的范围内，原、副线圈的电压比与匝数比相等，即 （4）ABC 【解析】 【小问1详解】 当一个物理量与多个物理量相关时，应采用控制变量法，探究该物理量与某一个量的关系，如本实验中，保持原线圈输入的电压一定，探究副线圈输出的电压与和匝数、的关系。 故选A。 【小问2详解】 由理想变压器原理可知，理想变压器原副线圈两端的交变电流功率、频率不变，通过副线圈的电流和副线圈两端电压与变压器原、副线圈的匝数比有关。 故选CD。 【小问3详解】 通过分析表中数据可得结论，在误差允许的范围内，原副线圈的电压比与匝数比相等，即 【小问4详解】 变压器并非理想变压器，能量损失主要来源于三个方面，绕制线圈的铜导线发热损耗（俗称铜损）、铁芯中的涡流发热损耗（俗称铁损）、铁芯对磁场的约束不严密损耗（俗称磁损）。 故选ABC。 12. 为探究影响感应电流方向的因素，“荀子实验小组”的同学们做了如下的实验。 （1）同学们首先用如图甲的实验装置进行探究，所用电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从“+”接线柱流入电流表时，指针向右偏转。 将条形磁铁按如图甲方式极向下插入螺线管时，发现电流表的指针向右偏转。说明螺线管中感应电流在螺线管内部产生的磁场方向与条形磁铁在螺线管内部产生磁场方向_____（填“相同”或“相反”）； （2）同学们又用如图乙所示的器材进行探究。发现为了使小灯泡能短暂发光，应将如图所示的N极向下的条形磁铁快速_____（选填“向下插入”或“向上拔出”）。同学们还发现条形磁铁运动越快，小灯泡发光的亮度就越大，这说明感应电动势随_____（选填“通量”、“磁通量的变化量”或“磁通量的变化率”）的增大而增大； （3）实验结束后，实验小组的同学们又结合教材中自感实验做了如下实验。如图丙所示，将两条支路分别接上电流传感器（可以测出电流大小，且内阻忽略不计），已知灯泡电阻不变且阻值为。闭合开关后，流过两个电流传感器的图像如图丁所示。由图可知： ①流过灯泡的电流是_____（选填“”或“”）； ②线圈的直流电阻_____（选填“大于”“等于”或“小于”）灯泡电阻。 【答案】（1）相反 （2） ①. 向下插入 ②. 磁通量的变化率 （3） ①. a ②. 大于 【解析】 【小问1详解】 将条形磁铁极向下插入螺线管时，发现电流计的指针向右偏转。说明感应电流方向为从经螺线管到，由安培定则可知，螺线管中感应电流产生的磁场方向向下，与条形磁铁在螺线管内部产生磁场方向相反。 【小问2详解】 [1]将条形磁铁极向下插入螺线管，则穿过螺线管的磁通量向下增大，感应电流磁场方向向上，根据安培定则，可知感应电流方向从下向上流经二极管，电路导通，灯泡发光。 [2]条形磁铁从初始位置到完全插入，磁通量的变化量相同，磁体运动的越快，则穿过线圈的磁通量就变化的越快，二极管发光的亮度就越大，说明回路中产生的感应电流越大，线圈两端产生的感应电动势越大，因此该实验说明感应电动势随磁通量变化率的增大而增大。 【小问3详解】 [1] 开关闭合瞬间，灯泡电流瞬间增大，线圈对电流阻碍作用逐渐减小，通过线圈电流逐渐增大，灯泡分流逐渐减小，所以流经灯泡电流是图像。 [2] 电路稳定后通过灯泡电流大于通过线圈电流，所以线圈电阻大于灯泡电阻。 13. 目前困扰5G发展的大难题之一是供电，5G基站单系统功耗为4kW（基站用电器功率），信号覆盖半径约为100m，而在4G时代，基站单系统功耗仅为1kW，信号覆盖半径约为2km。如图所示，某5G基站距离100kV主供电线路一定距离，线路电阻为40Ω，线路损耗功率占总功率的20%（变压器均视为理想变压器）。 （1）求输电线路中的电流； （2）高压变压器原、副线圈的匝数比； （3）深圳5G网络建设领跑全国，2020年底已实现全市5G网络信号全覆盖。已知深圳市面积约为2000平方公里，试计算全市的5G基站运行一天将消耗约多少度电？（取3） 【答案】（1）5A （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由题意可知，总功率为 线路损耗功率为 由 解得 【小问2详解】 高压变压器副线圈两端的电压为 由 解得 【小问3详解】 需要的基站个数 个 每个基站一天耗电量约为 总耗电量约为 14. 为了防止电梯失控时下落速度过大，某同学设计了一种电梯模型如图甲所示。电梯井的高度H=17m，边长L=1m的正方体轿厢的中央处固定一相同边长的正方形线圈，线圈平面竖直，总电阻为R1=280Ω、匝数N=300匝，线圈两端与电阻为R2=20Ω的灯泡、开关串联（开关和灯泡图中未画出）。以电梯井底部M点为坐标原点O、MN边为z轴建立直角坐标系，在平面z=9m到平面z=10m的空间范围施加沿y轴正向的有界匀强磁场（图中未画出），已知轿厢总质量m=360kg，运行时所受阻力大小恒为f=600N，g取10m/s2。 （1）轿厢完全停在磁场中，t=0时刻闭合开关，磁场随时间按图乙（1）所示变化，灯泡发光。求0~2s内流过灯泡的电荷量q； （2）开关保持闭合，磁场按图乙（2）所示变化，轿厢在竖直向上F=4560N的恒定拉力作用下从最低点由静止开始向上运动，求轿厢刚进入磁场时加速度的大小； （3）开关保持闭合，轿厢停在最高处，磁场按图乙（2）所示变化，某时刻绳索突然断裂，求电梯在空中下落过程中线圈产生的焦耳热Q。 【答案】（1）1C （2） （3）5600J 【解析】 【小问1详解】 0~2s内，有 根据闭合电路欧姆定律可得 所以0~2s内通过灯泡的电荷量为 【小问2详解】 轿厢到达磁场区域前有 解得 轿厢到达磁场区域时有 解得 根据牛顿第二定律有 联立解得 【小问3详解】 轿厢刚下落到磁场区域时的速度为v，则 解得 轿厢刚下落到磁场区域时有 所以轿厢恰好匀速穿过磁场，所以 则 15. 如图甲所示，是一种利用线圈转动切割的发电储能简化装置。两互相垂直的竖直墙面间存在高2m圆心角为45°的柱形辐向磁场区域AME-DNF，磁场的俯视图如图乙所示。线框ABCD可绕AD轴无摩擦地在墙面间来回转动，BC边是质量m=0.2kg、电阻r=2Ω的金属条，线框其它部分为轻质绝缘体，AB、BC边的长度分别为L1=1m，L2=2m，金属条B、C两端用细导线连接成闭合电路，其中小灯泡的电阻R=3Ω，电容C=1F。在某次实验时，先将双掷开关K接1，线框在外力F作用下从I位置由静止开始转动，恰以恒定的角速度经过磁场区域，BC边转动路径上的磁感应强度为B=0.5T，当边BC转过Ⅲ位置时撤去F，转过90°至Ⅳ位置与固定在墙面上的轻质弹簧发生弹性碰撞并被弹回，直至回到I位置。已知：电容器储存的电能；计算过程中；连接B、C两端的导线对线框的转动不影响；不计导线电阻及空气阻力。求： （1）外力F做的功WF； （2）BC边反弹至II位置时的角速度ω2； （3）若BC边从IV位置反弹离开墙面时，立即将开关K接2，与不带电的电容器相联，BC边反弹至II位置（BC边已再次匀速转动）时，电容器储存的电能（可用分数表示）。 【答案】（1）0.25J （2）0.25rad/s （3） 【解析】 【小问1详解】 BC边的线速度为 BC边切割磁感线产生的感应电动势为 通过小灯泡的电流为 根据能量守恒定律可得 【小问2详解】 BC反弹至Ⅲ位置时，速度仍为v1，从Ⅲ反弹至Ⅱ位置过程，有， 两边求和可得 解得 所以角速度为 【小问3详解】 BC端接电容器，从Ⅲ反弹至Ⅱ位置的过程中有， BC反弹至Ⅱ位置的过程 电容器储存的电能为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $