精品解析：山东省烟台莱阳第一中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题

高二物理阶段性检测 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. 许多科学家在物理学发展中做出了重要贡献，下列有关物理学家的贡献，错误的是（　　） A. 安培提出了分子电流假说，能够解释一些磁现象 B. 奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电现象和磁现象间的某种联系 C. 法拉第发现电磁感应现象，使人们对电与磁内在联系的认识更加完善 D. 洛伦兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论 2. 如图，圆环形导体线圈平放在水平桌面上，在的正上方固定一竖直螺线管，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片向下滑动，下列表述正确的是（　　） A. 线圈有扩大的趋势 B. 穿过线圈的磁通量变小 C. 线圈对水平桌面的压力将增大 D. 线圈中将产生俯视顺时针方向的感应电流 3. 如图所示，半径为的圆环电阻不计，放置在垂直于纸面向里、磁感应强度为的匀强磁场中，环内有一导体棒电阻为，可以绕环匀速转动。将平行板电容器、电阻、开关连接环和棒的端，将电容器极板水平放置，并联在和开关两端。开关断开，极板间有一带正电、带电荷量为、质量为的油滴恰好静止，板间距离为， 当闭合时，该带电粒子将以的加速度运动，则下列说法正确的是（　　） A. 导体棒沿顺时针方向转动 B. 导体棒转动的角速度为 C. 是的4倍 D. 当闭合时，带电油滴将向上加速 4. 现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。它的基本原理如图甲所示，上、下为电磁体的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室。图乙为真空室的俯视图，电子在真空室中做圆周运动。电磁体线圈中电流可以变化，产生感生电场使电子加速。某时刻电磁体线圈中电流如图所示，电子逆时针方向运动。下列说法中正确的是（　　） A. 此时真空室中磁场方向由上向下 B. 感生电场对电子的作用力给电子提供向心力 C. 电子做圆周运动的向心加速度大小始终不变 D. 为使电子加速，图中电流应该由小变大 5. 频率为50Hz的交变电流，其电压u=220sin ωt V，把它加在激发电压、熄灭电压均为220 V的霓虹灯的两端，则在半个周期内霓虹灯点亮的时间是（　　） A. s B. s C. s D. s 6. 如图（甲）为一台教用发电机构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间的变化规律如图（乙）所示。发电机线圈的内电阻为r=1 Ω，外接灯泡的电阻为R=9 Ω，则（　　） A. 电压表的示数为6V B. 发电机的输出功率为4W C. 在1.0×10-2 s时刻，穿过线圈的磁通量最小 D. 在2.0×10-2 s时刻，穿过线圈的磁通量变化率最大 7. 2019年央视春晚深圳分会场首次成功实现4K超高清内容的5G网络传输。2020年我国将全面进入5G万物互联的商用网络新时代。所谓5G是指第五代通信技术，采用3300~5000MHZ频段的无线电波。现行的第四代移动通信技术4G，其频段范围是1880~2635MHZ。5G相比4G技术而言，其数据传输速度提升了数十倍，容量更大，时延大幅度缩短到1毫秒以内，为产业革命提供技术支撑。根据以上内容结合所学知识，判断下列说法正确的是（　　） A. 4G信号是纵波，5G信号是横波 B. 4G信号和5G信号相遇能产生干涉现象 C. 4G信号比5G信号更容易发生衍射现象 D. 4G信号比5G信号在真空中的传播速度更小 8. 如图甲所示，正方形金属线圈abcd位于竖直平面内，其质量为m，电阻为R，在线圈的下方有一匀强磁场，MN和是磁场的水平边界，并与bc边平行，磁场方向垂直于纸面向里。现使金属线圈从MN上方某一高度处由静止开始下落，图乙是线圈开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的v-t图像，图中给出的数据均为已知量，重力加速度大小为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 刚释放金属线圈时ad边距磁场上边界MN的高度为 B. 时刻金属线圈做自由落体运动 C. 金属线圈产生的总热量为 D. 金属线圈产生的总热量为 二、多项选择题∶本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图所示，用粗细均匀的铜导线制成半径为r、电阻为4R的圆环，PQ为圆环的直径，在PQ的左右两侧均存在垂直圆环所在平面的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，但方向相反。一根长为2r、电阻不计的金属棒MN绕着圆心O以角速度ω顺时针匀速转动，金属棒与圆环紧密接触。下列说法正确的是（　　） A. 金属棒MN两端的电压大小为Bωr2 B. 金属棒MN中的电流大小为 C. 图示位置金属棒中电流方向为从M到N D. 金属棒MN在转动一周的过程中电流方向不变 10. 如图所示，一个边长为L的正方形导线框，其电阻为R，线框以恒定速度v沿x轴运动，并穿过图中所示由虚线围成的匀强磁场区域，磁感应强度为B。如果以x轴的正方向作为安培力的正方向，线框在图示位置的时刻开始计时，则b、c两点间的电势差和线框所受的安培力随时间的变化图像为（　　） A. B. C. D. 11. 如图所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片．保持理想变压器的输入电压不变，闭合电键S，下列说法正确的是（　　） A. P向下滑动时，灯L变亮 B. P向下滑动时，变压器的输出电压不变 C. P向上滑动时，变压器的输入电流减小 D. P向上滑动时，变压器的输出功率变大 12. 如图所示为远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈匝数分别为，降压变压器原、副线圈匝数分别为，输电线上的电阻等效为，输电线上的损失的电压为，发电站输出的电压恒定。则下列说法中正确的是（　　） A. 如果只增加用户用电器数量，将保持不变 B. 如果只增加输电线电阻，用户用电功率将减小 C. 如果只增加，输电线上损失的功率将减小 D. 如果只增加，发电机的输出功率将增大 三、非选择题∶共60分 13. （1）为完成“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验，必须要选用的是 （多选）。 A. 有闭合铁芯的原、副线圈 B. 无铁芯的原、副线圈 C. 交流电源 D. 直流电源 E. 多用电表（交流电压挡） F. 多用电表（交流电流挡） （2）用匝数na=60匝和nb=120匝的变压器，实验测量数据如表， Ua/V 1.80 2.80 3.80 4.90 Ub/V 4.00 6.01 8.02 9.98 根据测量数据可判断连接电源的线圈是______ （选填“na”或“nb”）。 （3）某学生实验时，原线圈接在学生电源上，用多用电表测量副线圈的电压，下列操作正确的是 。 A. 原线圈接直流电源，电表用直流电压挡 B. 原线圈接直流电源，电表用交流电压挡 C. 原线圈接交流电源，电表用直流电压挡 D. 原线圈接交流电源，电表用交流电压挡 （4）该学生继续做实验，先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压______ （选填“增大”“减小”或“不变”）；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压____ （选填“增大”“减小”或“不变”）。上述探究副线圈两端的电压与匝数的关系中采用的实验方法是____法。 14. 如图1所示，某实验小组用电压传感器研究自感现象，图1中三个灯泡相同，灯泡电阻不变。时，闭合开关S，当电路达到稳定状态后再断开开关，与传感器相连的电脑记录电压传感器两端电压U随时间t变化的图像如图2所示。不计电源内阻，电感线圈L的自感系数很大，且不计直流电阻。 （1）开关S闭合后，电压传感器示数减小的原因是电感线圈L对电流的阻碍作用逐渐______（选填“增大”或“减小”），干路电流______（选填“增大”或“减小”），灯两端电压减小。 （2）开关S断开瞬间，灯______（选填“会”或“不会”）闪亮。 15. 如图所示，一理想变压器的原线圈接在电压为220V的正弦交流电源上，两副线圈匝数分别为n2=16匝、n3=144匝，通过理想二极管､单刀双掷开关与一只“36V、18W”的灯泡相连(灯泡电阻不变)，当开关接1时，灯泡正常发光，求： （1）原线圈的匝数n1； （2）当开关接2时，灯泡两端电压的有效值。 16. 如图（甲）所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端通过理想变压器接一只小灯泡，原、副线圈的匝数比n1∶n2=1∶5，在线圈所在空间存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场。已知导体线圈的匝数n=100匝，电阻r=1 Ω，所围成的矩形面积S=0.04 m2，小灯泡的电阻R=15 Ω，磁场的磁感应强度的变化率随时间按图（乙）所示的规律变化，不计灯丝电阻随温度的变化，且灯泡正常发光，求∶ （1）线圈中产生的感应电动势的表达式； （2）小灯泡的电功率； （3）10分钟的时间内导体线圈上所产生的热量。 17. 如图所示，有一单匝矩形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO'匀速转动，转动频率为f，边ab、bc的长度分别为L1和L2，轴OO'分别通过ad和bc的中点，线圈的电阻为r，线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值为R的定值电阻连接。 （1）线圈平面由如图所示位置开始计时，写出t时刻流过线圈的电流i的表达式； （2）求线圈每转动一周，电阻R上产生的焦耳热； （3）由如图所示位置转过30°时，求ab边所受安培力大小。 18. 足够长、电阻不计的平行金属导轨MN、PQ倾斜放置，两根导轨间距l=0.5m，导轨平面与水平面间的夹角为θ=37°，导轨底端连接阻值R=8Ω的电阻。导轨平面内以OC（OC与导轨垂直）为分界线，上方区域分布着垂直斜面向上的磁场。取O点为坐标原点，沿导轨OQ向上为x轴正方向，磁场的磁感应强度大小B随着x变化的关系图像如图乙所示。一根质量m=1kg、电阻r=4Ω的金属棒置于导轨上，与导轨垂直且接触良好。若金属棒在沿导轨向上的外力F作用下以某一初速度从x=0处沿导轨向上运动，运动过程中理想电流表的示数恒为0.5A。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.1，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求金属棒 （1）运动到x=3m处的速度； （2）从x=0运动到x=3m的过程中，电阻R上产生的热量； （3）从x=0运动到x=3m的过程中，外力F所做的功。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二物理阶段性检测 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. 许多科学家在物理学发展中做出了重要贡献，下列有关物理学家的贡献，错误的是（　　） A. 安培提出了分子电流假说，能够解释一些磁现象 B. 奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电现象和磁现象间的某种联系 C. 法拉第发现电磁感应现象，使人们对电与磁内在联系的认识更加完善 D. 洛伦兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论 【答案】D 【解析】 【详解】A．安培提出了分子电流假说，能够解释永久磁铁产生磁场的原因，以及磁铁受猛烈撞击后突然失去磁性等一些磁现象，A正确，不符合题意； B．奥斯特发现了电流的磁效应，通电导线周围能产生磁场，首次揭示了电现象和磁现象间的某种联系，B正确，不符合题意； C．法拉第发现电磁感应现象，从而使人们知道了电不仅能生磁，同样磁也能生电，对电与磁内在联系的认识更加完善，C正确，不符合题意； D．赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论，D错误，符合题意。 故选D。 2. 如图，圆环形导体线圈平放在水平桌面上，在的正上方固定一竖直螺线管，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片向下滑动，下列表述正确的是（　　） A. 线圈有扩大的趋势 B. 穿过线圈的磁通量变小 C. 线圈对水平桌面的压力将增大 D. 线圈中将产生俯视顺时针方向的感应电流 【答案】C 【解析】 【详解】B．滑动变阻器的滑片向下滑动，滑动变阻器接入电阻减小，电路中电流增大，通电螺旋管产生的磁场增强，可知，穿过线圈的磁通量变大，故B错误； D．根据安培定则，通电螺旋管产生的磁场在线圈位置的方向整体向下，滑动变阻器的滑片向下滑动，穿过线圈的磁通量变大，根据楞次定律可知，线圈中将产生俯视逆时针方向的感应电流，故D错误； A．根据楞次定律可知，感应电流的效果总要阻碍引起感应电流的原因，由于穿过线圈的磁通量变大，则线圈有收缩的趋势，故A错误； C．根据楞次定律可知，感应电流的效果总要阻碍引起感应电流的原因，由于穿过线圈的磁通量变大，则线圈在通电螺旋管产生磁场的安培力作用下有向下运动的趋势，即线圈对水平桌面的压力将增大，故C正确。 故选C。 3. 如图所示，半径为的圆环电阻不计，放置在垂直于纸面向里、磁感应强度为的匀强磁场中，环内有一导体棒电阻为，可以绕环匀速转动。将平行板电容器、电阻、开关连接环和棒的端，将电容器极板水平放置，并联在和开关两端。开关断开，极板间有一带正电、带电荷量为、质量为的油滴恰好静止，板间距离为， 当闭合时，该带电粒子将以的加速度运动，则下列说法正确的是（　　） A. 导体棒沿顺时针方向转动 B. 导体棒转动的角速度为 C. 是的4倍 D. 当闭合时，带电油滴将向上加速 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．由于粒子带正电，恰好静止在电容器中，则电容器上极板带负电，由右手定则判断可知，OM应绕O沿逆时针方向转动，选项A错误； B．粒子受力平衡，有 当S断开时，U=E，又OM产生的感应电动势为 E=Ba2ω 解得 选项B正确； CD．当S闭合时，两板间电压减小，场强减小，则油滴将向下做加速运动，根据牛顿第二定律得 又 解得 R=3r 选项CD错误。 故选B。 4. 现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。它的基本原理如图甲所示，上、下为电磁体的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室。图乙为真空室的俯视图，电子在真空室中做圆周运动。电磁体线圈中电流可以变化，产生感生电场使电子加速。某时刻电磁体线圈中电流如图所示，电子逆时针方向运动。下列说法中正确的是（　　） A. 此时真空室中磁场方向由上向下 B. 感生电场对电子的作用力给电子提供向心力 C. 电子做圆周运动的向心加速度大小始终不变 D. 为使电子加速，图中电流应该由小变大 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．根据图中电流，结合右手螺旋定则可知，真空室中磁场方向由下向上，故A错误； B．由于电磁体线圈中电流可以变化，可在真空室中产生感应磁场，电子在洛伦兹力的作用下做圆周运动，故B错误； C．由于感生电场使电子加速，电子的速度变大，所以电子运动的向心加速度大小会发生变化，故C错误； D．电磁体线圈中电流变大，产生的磁感应强度变大，由楞次定律可知，进而产生的感应电场强度变大，使得电子的速度变大，故D正确。 故选D。 5. 频率为50Hz的交变电流，其电压u=220sin ωt V，把它加在激发电压、熄灭电压均为220 V的霓虹灯的两端，则在半个周期内霓虹灯点亮的时间是（　　） A. s B. s C. s D. s 【答案】C 【解析】 【详解】根据阴影部分对应的0-t1时间表示霓虹灯不能发光的时间，根据对称性，在半个周期内霓虹灯不能点亮的时间是2t1，当u=220V时，代入u=220sin ωt 可解得t1=s，则半个周期内霓虹灯点亮的时间=s。 故选C。 6. 如图（甲）为一台教用发电机构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间的变化规律如图（乙）所示。发电机线圈的内电阻为r=1 Ω，外接灯泡的电阻为R=9 Ω，则（　　） A. 电压表的示数为6V B. 发电机的输出功率为4W C. 在1.0×10-2 s时刻，穿过线圈的磁通量最小 D. 在2.0×10-2 s时刻，穿过线圈的磁通量变化率最大 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据图像可知产生的交变电流的电动势有效值为 根据闭合电路欧姆定律，则电压表的示数为 故A错误； B．发电机的输出功率为 故B错误； C．在1.0×10-2 s时刻，电动势为零，说明此时线圈处于中性面，穿过线圈的磁通量最大，故C错误； D．在2.0×10-2 s时刻，电动势为最大值，说明此时线圈处于与中性面垂直的位置，磁通量最小，但是磁通量的变化率最大，故D正确。 故选D。 7. 2019年央视春晚深圳分会场首次成功实现4K超高清内容的5G网络传输。2020年我国将全面进入5G万物互联的商用网络新时代。所谓5G是指第五代通信技术，采用3300~5000MHZ频段的无线电波。现行的第四代移动通信技术4G，其频段范围是1880~2635MHZ。5G相比4G技术而言，其数据传输速度提升了数十倍，容量更大，时延大幅度缩短到1毫秒以内，为产业革命提供技术支撑。根据以上内容结合所学知识，判断下列说法正确的是（　　） A. 4G信号是纵波，5G信号是横波 B. 4G信号和5G信号相遇能产生干涉现象 C. 4G信号比5G信号更容易发生衍射现象 D. 4G信号比5G信号在真空中的传播速度更小 【答案】C 【解析】 【详解】A．4G信号和5G信号都是电磁波，而电磁波是横波，故这些4G和5G信号都是横波，选项A错误； B．由于干涉的条件是频率相等，而4G信号和5G信号的频率不相等，故它们相遇不能产生干涉现象，选项B错误； C．波长越长越容易发生衍射现象。而4G信号的频率小，故它的波长大，所以4G信号更容易发生衍射现象，选项C正确； D．4G信号和5G信号都是电磁波，它们在真空中的传播速度都是光速，都是相等的，选项D错误。 故选C。 8. 如图甲所示，正方形金属线圈abcd位于竖直平面内，其质量为m，电阻为R，在线圈的下方有一匀强磁场，MN和是磁场的水平边界，并与bc边平行，磁场方向垂直于纸面向里。现使金属线圈从MN上方某一高度处由静止开始下落，图乙是线圈开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的v-t图像，图中给出的数据均为已知量，重力加速度大小为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 刚释放金属线圈时ad边距磁场上边界MN的高度为 B. 时刻金属线圈做自由落体运动 C. 金属线圈产生的总热量为 D. 金属线圈产生的总热量为 【答案】D 【解析】 【详解】A．刚释放金属线圈时ad边距磁场上边界MN的高度为v-t图像中0—t2时间内图像与t轴所围面积，为，故A错误， B．时刻金属线圈完全进入磁场，仅受重力，做竖直下抛运动，故B错误； CD．线圈进出磁场的过程中，线圈会产生热量，则进入磁场的过程中，产生的热量为 出磁场的过程中，产生的热量为 所以总热量为 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。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图所示，用粗细均匀的铜导线制成半径为r、电阻为4R的圆环，PQ为圆环的直径，在PQ的左右两侧均存在垂直圆环所在平面的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，但方向相反。一根长为2r、电阻不计的金属棒MN绕着圆心O以角速度ω顺时针匀速转动，金属棒与圆环紧密接触。下列说法正确的是（　　） A. 金属棒MN两端的电压大小为Bωr2 B. 金属棒MN中的电流大小为 C. 图示位置金属棒中电流方向为从M到N D. 金属棒MN在转动一周的过程中电流方向不变 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】A．金属棒MO和NO都切割磁感线，产生感应电动势，由右手定则可知两端产生的感应电动势方向相同，所以MN产生的感应电动势为 又因为MN的电阻不计，所以MN两端的电压就等于MN棒产生的电动势Bωr2，A正确； B．MN棒把圆环分为相等的两部分，每部分的电阻为2R，且两部分是并联的，所以电路中的总电阻为R，由闭合电路欧姆定律可知MN中的电流为，B错误； C．由右手定则可知图示位置金属棒中电流方向为从M到N，C正确； D．由右手定则可知MO转到右侧磁场时，金属棒中电流方向为从N到M，D错误。 故选AC。 10. 如图所示，一个边长为L的正方形导线框，其电阻为R，线框以恒定速度v沿x轴运动，并穿过图中所示由虚线围成的匀强磁场区域，磁感应强度为B。如果以x轴的正方向作为安培力的正方向，线框在图示位置的时刻开始计时，则b、c两点间的电势差和线框所受的安培力随时间的变化图像为（　　） A. B. C. D. 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】当时，线框未进入磁场，安培力为 感应电动势，则bc之间的电势差为 当时，bc边切割磁感线，得安培力 由楞次定律得知安培力方向向左，将bc看成电源，由右手定定则知，b点电势高于c点，则bc之间的电势差为 当时，线圈全部进入磁场，bc棒和ad棒产生的感应电动势抵消，感应电流为零，所以安培力 由于bc棒在切割磁感线，所以bc之间的电势差为感应电动势 当时，是线圈离开磁场的过程，ad边切割磁感线，安培力为 由楞次定律得知安培力方向向左，ad边切割磁感线，将ad边看成电源，电流方向为顺时针，所以b点电势高于c点电势，则bc之间的电势差为 综上可得BC正确，AD错误。 故选BC。 11. 如图所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片．保持理想变压器的输入电压不变，闭合电键S，下列说法正确的是（　　） A. P向下滑动时，灯L变亮 B. P向下滑动时，变压器的输出电压不变 C. P向上滑动时，变压器的输入电流减小 D. P向上滑动时，变压器的输出功率变大 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由于理想变压器输入电压不变，则副线圈电压不变，滑片P滑动时，对灯泡电压没有影响，故灯泡亮度不变，则选项A错误； B．滑片P下滑，电阻变大，但副线圈电压由原线圈电压决定，则副线圈电压不变，故选项B正确； C．滑片P上滑，电阻减小，电流增大，则原线圈输入电流也增大，故选项C错误； D．此时变压器输出功率将变大，故选项D正确． 12. 如图所示为远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈匝数分别为，降压变压器原、副线圈匝数分别为，输电线上的电阻等效为，输电线上的损失的电压为，发电站输出的电压恒定。则下列说法中正确的是（　　） A. 如果只增加用户用电器数量，将保持不变 B. 如果只增加输电线电阻，用户用电功率将减小 C. 如果只增加，输电线上损失的功率将减小 D. 如果只增加，发电机的输出功率将增大 【答案】BD 【解析】 【详解】A．若只增加用户用电器数量，则降压变压器副线圈电路总电阻增大，通过降压变压器副线圈的电流I4增大，根据 其中 则输电电流增大，输电线上损耗的电压 ΔU=I2 可知增大，故A错误； B．如果只增加输电线电阻，输电线上损失的功率 用户得到的功率 可见，用户用电功率将减小，故B正确； C． 如果只增加，根据 可知U2增大，电路中的分压也增加，即增大，根据 可知输电线上损失的功率将增大，故C错误； D．如果只增加，根据 则用户端电压U4增大，输出功率增大，由能量守恒知发电机的输出功率将增大，故D正确。 故选BD。 三、非选择题∶共60分 13. （1）为完成“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验，必须要选用的是 （多选）。 A. 有闭合铁芯的原、副线圈 B. 无铁芯的原、副线圈 C. 交流电源 D. 直流电源 E. 多用电表（交流电压挡） F. 多用电表（交流电流挡） （2）用匝数na=60匝和nb=120匝的变压器，实验测量数据如表， Ua/V 1.80 2.80 3.80 4.90 Ub/V 4.00 6.01 8.02 9.98 根据测量数据可判断连接电源的线圈是______ （选填“na”或“nb”）。 （3）某学生实验时，原线圈接在学生电源上，用多用电表测量副线圈的电压，下列操作正确的是 。 A. 原线圈接直流电源，电表用直流电压挡 B. 原线圈接直流电源，电表用交流电压挡 C. 原线圈接交流电源，电表用直流电压挡 D. 原线圈接交流电源，电表用交流电压挡 （4）该学生继续做实验，先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压______ （选填“增大”“减小”或“不变”）；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压____ （选填“增大”“减小”或“不变”）。上述探究副线圈两端的电压与匝数的关系中采用的实验方法是____法。 【答案】（1）ACE （2）nb （3）D （4） ①. 增大 ②. 减小 ③. 控制变量 【解析】 【小问1详解】 根据变压器原理可知，需要使用交流电源变压；需要使用多用电表（交流电压挡）测副线圈电压；为了让变压效果明显需要含有闭合铁芯的原、副线圈。 故选ACE。 【小问2详解】 根据表格数据可得 由于变压器有漏磁，铁芯发热、导线发热等影响，使得副线圈电压值会小于理论值，可知连接电源的原线圈是nb。 【小问3详解】 根据变压器原理可知，原线圈接交流电源，由于副线圈输出的交流电，所以电表用交流电压挡。 故选D。 【小问4详解】 [1]根据，原线圈的匝数不变，当增加副线圈的匝数时，副线圈两端的电压会增大； [2]同理可知再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压减小； [3]上述探究副线圈两端的电压与匝数的关系中采用的实验方法是空中变量法。 14. 如图1所示，某实验小组用电压传感器研究自感现象，图1中三个灯泡相同，灯泡电阻不变。时，闭合开关S，当电路达到稳定状态后再断开开关，与传感器相连的电脑记录电压传感器两端电压U随时间t变化的图像如图2所示。不计电源内阻，电感线圈L的自感系数很大，且不计直流电阻。 （1）开关S闭合后，电压传感器示数减小的原因是电感线圈L对电流的阻碍作用逐渐______（选填“增大”或“减小”），干路电流______（选填“增大”或“减小”），灯两端电压减小。 （2）开关S断开瞬间，灯______（选填“会”或“不会”）闪亮。 【答案】（1） ①. 减小 ②. 增大 （2）不会 【解析】 【小问1详解】 [1][2]开关S闭合瞬间，电感线圈L所在支路电流要增大，但由于电感线圈L的作用，电流只能由零开始缓慢增大，随着时间推移，电路中的电流趋于稳定，电感线圈L对电流的阻碍作用逐渐减小直至为零，所以电压传感器示数逐渐减小，而干路电流增大，灯两端电压减小。 【小问2详解】 由于电感线圈的直流电阻为零，所以电路稳定时，灯和L3中的电流相等，断开开关瞬间，由于电感线圈的自感作用，灯中的电流等于断开开关之前灯L3中的电流，所以灯不会闪亮。 15. 如图所示，一理想变压器的原线圈接在电压为220V的正弦交流电源上，两副线圈匝数分别为n2=16匝、n3=144匝，通过理想二极管､单刀双掷开关与一只“36V、18W”的灯泡相连(灯泡电阻不变)，当开关接1时，灯泡正常发光，求： （1）原线圈的匝数n1； （2）当开关接2时，灯泡两端电压的有效值。 【答案】（1）880匝 ；（2）20V 【解析】 【详解】（1）根据变压器电压比解得原线圈匝数 n1=880匝 （2）开关接2时，有 解得副线圈上电压为 U=40V 设交变电流的周期为T，晶体二级管有单向导电性，因此 此时灯泡两端电压有效值为 U′=20V 16. 如图（甲）所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端通过理想变压器接一只小灯泡，原、副线圈的匝数比n1∶n2=1∶5，在线圈所在空间存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场。已知导体线圈的匝数n=100匝，电阻r=1 Ω，所围成的矩形面积S=0.04 m2，小灯泡的电阻R=15 Ω，磁场的磁感应强度的变化率随时间按图（乙）所示的规律变化，不计灯丝电阻随温度的变化，且灯泡正常发光，求∶ （1）线圈中产生的感应电动势的表达式； （2）小灯泡的电功率； （3）10分钟的时间内导体线圈上所产生的热量。 【答案】（1）8sin 200t V （2）15 W （3）15000 J 【解析】 【小问1详解】 设导体线圈上的电动势为e，由法拉第电磁感应定律得e=nS 则电动势最大值Em=100×0.04×2 V=8 V 而T=3.14×10-2 s 则ω==200 rad/s 则线圈产生的电动势随时间变化规律为e=8sin 200t V 【小问2详解】 设导体线圈中产生的交变电流电动势有效值为E，通过理想变压器使灯泡正常发光时，线圈中电流为I，加在变压器原线圈的电压为U。 根据 得灯泡两端电压为 由P入=P出 得=UI 根据闭合电路欧姆定律有U=E-Ir 其中E= 代入数据解得U=3 V，I=5 A 灯泡功率P灯=P入=IU=15 W 【小问3详解】 根据焦耳定律，10分钟的时间内导体线圈上所产生的热量Q=I2rt=52×1×600 W=15000 J 17. 如图所示，有一单匝矩形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO'匀速转动，转动频率为f，边ab、bc的长度分别为L1和L2，轴OO'分别通过ad和bc的中点，线圈的电阻为r，线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值为R的定值电阻连接。 （1）线圈平面由如图所示位置开始计时，写出t时刻流过线圈的电流i的表达式； （2）求线圈每转动一周，电阻R上产生的焦耳热； （3）由如图所示位置转过30°时，求ab边所受安培力大小。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由题意可知，线圈感应电流的最大值 t时刻流过线圈的电流i的表达式 （2）通过电阻R电流有效值 线圈每转动一周所用时间 线圈每转动一周，电阻R上产生的焦耳热 （3）由题意可知，由如图所示位置转过30°时，瞬时电流 ab边所受安培力 18. 足够长、电阻不计的平行金属导轨MN、PQ倾斜放置，两根导轨间距l=0.5m，导轨平面与水平面间的夹角为θ=37°，导轨底端连接阻值R=8Ω的电阻。导轨平面内以OC（OC与导轨垂直）为分界线，上方区域分布着垂直斜面向上的磁场。取O点为坐标原点，沿导轨OQ向上为x轴正方向，磁场的磁感应强度大小B随着x变化的关系图像如图乙所示。一根质量m=1kg、电阻r=4Ω的金属棒置于导轨上，与导轨垂直且接触良好。若金属棒在沿导轨向上的外力F作用下以某一初速度从x=0处沿导轨向上运动，运动过程中理想电流表的示数恒为0.5A。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.1，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求金属棒 （1）运动到x=3m处的速度； （2）从x=0运动到x=3m的过程中，电阻R上产生的热量； （3）从x=0运动到x=3m的过程中，外力F所做的功。 【答案】（1）2m/s；（2）2.25J；（3）17.775J 【解析】 【详解】（1）由图乙知B的大小与x关系式为 B=3+x ① E=I（R+r） ② E=Blv ③ 由①②③得 v= ④ x=0，v0=4m/s x=3m，v=2m/s ⑤ （2）解法一： FA=BIl ⑥ 由①⑥可得 FA=0.75+0.25x ⑦ x=0运动到x=3m的过程中，金属棒克服安培力做的功为 WA= ⑧ 由功能关系得 Q=WA QR= ⑨ QR=2.25J ⑩ 解法二： ⑥ ⑦ 由⑥⑦得 s ⑧ ⑨ J ⑩ ⑶从x=0运动到x=3m的过程中由动能定理得 WF－mgsinθx－WA=－ ⑪ 解得 WF=17.775J ⑫ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $