精品解析：北京市海淀区北京大学附属中学2025-2026学年高二上学期期末物理试题

2026学年第1学期期末试卷 高二物理 注意事项 1、考试时间：90分钟。 2、所有试题答案都写在答题纸的规定位置，超出范围无效。 3、使用黑色字迹的签字笔答题，不能使用涂改液、胶带纸、修正带修改。 4、只呈交答题纸，试卷自己留存。 一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，只有一个选项是符合题目要求的） 1. 将一面积为的单匝矩形线框置于竖直向上的匀强磁场中。已知磁感应强度大小为，线框与竖直方向夹角为，如图所示。通过该矩形线框的磁通量为（　　） A. B. C. D. 2. 如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中（　　） A. 电压表与电流表的示数都减小 B. 电压表与电流表的示数都增大 C. 电压表的示数增大，电流表的示数减小 D. 电压表的示数减小，电流表的示数增大 3. 某学习小组用如下电路研究小电动机的电流与电压关系。通过调节滑动变阻器R接入电路的阻值，测量得到下表记录的信息。若认为小电动机的电阻是不变的，则（　　） 序号 电压 电流 电动机工作状态 1 1.25 0.50 卡住未转动 2 2.00 0.20 稳定转动 3 3.5 0.30 稳定转动 A. 小电动机的电阻大约为 B. 当小电动机的电压为时，其发热功率为 C. 当小电动机的电压为时，其电功率为 D. 当小电动机的电压为时，其对外做功的功率为 4. 如图所示为一个多量程多用电表的简化电路图.单刀多掷开关S可以与不同接点连接.下列说法正确的是（ ） A. 当S接1或2时为直流电流挡，接1时量程较小 B. 当S接1或2时为直流电压挡，接1时量程较大 C. 当S接3或4时为直流电流挡，接3时量程较大 D. 当S接5或6时为直流电压挡，接5时量程较小 5. 图甲是洛伦兹力演示仪，图乙是演示仪结构图，图丙是励磁线圈的原理图。电子速度的大小和磁感应强度可以分别通过电子枪的加速电压和励磁线圈的电流来调节。关于电子束的轨道半径，下列说法正确的是（　　） A. 只增大电子枪的加速电压，变小 B. 只增大励磁线圈中的电流，变大 C. 同时增大电子枪的加速电压和励磁线圈中的电流，一定变小 D. 增大电子枪的加速电压同时减少励磁线圈中的电流，一定变大 6. 如图所示，一质量为m的带电粒子从P点以垂直于磁场边界方向的速度v射入磁场，穿出磁场时，速度方向与入射方向夹角为θ。设磁感应强度为B、磁场宽度为d。粒子速度始终与磁场垂直，不计粒子所受重力和空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 在粒子穿越磁场的过程中，洛伦兹力对该粒子做的功不为0 B. 在粒子穿越磁场的过程中，洛伦兹力对该粒子的冲量为0 C. 该粒子在磁场中运动的时间为 D. 该粒子的比荷为 7. 关于下列四幅图的说法正确的是（ ） A. 图甲是回旋加速器的结构示意图，若仅增大加速电场的大小，则被加速后的粒子从回旋加速器中射出的动能变大 B. 图乙是磁流体发电机的结构示意图，可以判断出B极板是发电机的负极，极板是正极 C. 图丙是某一霍尔元件的原理示意图，若磁感应强度增大，则、两表面间的电压增大 D. 图丁为速度选择器和质谱仪的组合装置示意图，不改变各区域的电场及磁场，从板间向下射入的粒子若能在板间做直线运动，则击中底片同一位置的这些粒子一定是同种粒子 8. 在半径为的无限长竖直圆柱形区域内分布有竖直向上的匀强磁场，将半径也是的光滑绝缘细环固定在水平面内，边缘正好与磁场区域重合，在细环上套有质量为、电量为（重力不计）的带电小球，俯视图如图所示。已知磁感应强度随时间变化规律为，在时刻释放小球，小球将沿细环做圆周运动，下列判断正确的是（　　） A. 小球将沿逆时针方向做圆周运动 B. 小球在运动过程中加速度不变 C. 小球在运动一周的过程中动能增加 D. 涡旋电场力做功和路径无关 9. 固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd，边长为l，其中ab是一段电阻为R的均匀电阻丝，其余三边均为电阻可忽略的铜线。磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。现有一段与ab段的材料、粗细、长度均相同的电阻丝PQ架在导线框上，如图所示。若PQ以恒定的速度v从ad滑向bc，当其滑过l的距离时，通过aP段电阻的（　　） A. 电流大小为，方向由P到a B. 电流大小为，方向由a到P C. 电流大小为，方向由P到a D. 电流大小为，方向由a到P 10. 在学习自感的课堂中，三位同学合作完成了一个实验：他们手拉手与一节电动势为的干电池、若干导线、一个开关、一个有铁芯且匝数较多的线圈按图所示方式连接。下列说法正确的是（　　） A. 开关闭合和断开瞬间，人都有触电的感觉 B. 断开开关瞬间，线圈两端的电压可能超过 C. 断开开关瞬间，流过人的电流方向为 D. 断开开关瞬间，流过这几位同学的电流大于断电前流过电源的电流 二、多项选择题（本题共4小题，每小题3分。每道题有2个或多于2个正确选项，全部选对得3分，选对但不全得2分） 11. 如图所示，带箭头的实线表示某电场的电场线，虚线表示该电场的等势面。A、B为电场中两点。下列说法中正确的是（　　） A. A点的电势比B点的电势高 B. 负电荷在A点受到的电场力小于在B点受到的电场力 C. 正电荷在A点的电势能小于在B点的电势能 D. 负电荷由A点运动到B点的过程中电场力做正功 12. 如图，先后以速度和匀速地把同一线圈从同一位置拉入同一有界匀强磁场。在这两种情况下，以下说法正确的是（　　） A. 线圈中感应电流的大小之比为1：2 B. 通过线圈横截面的电量之比为1：1 C. 沿运动方向作用在线圈上的外力的功率之比为1：2 D. 沿运动方向作用在线圈上的外力做功之比为1：2 13. 如图所示，交流发电机中的线圈ABCD沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律为。下列说法正确的是（　　） A. 该交流电的频率为 B. 线圈转到图示位置时，产生的电动势为0 C. 仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为 D. 线圈转到图示位置时，边受到的安培力方向向上 14. 磁单极子是物理学家设想的仅带有单一磁极（N极或S极）粒子，它们的磁感线分布类似于点电荷的电场线分布。虽尚未发现，但科学家对磁单极子的研究一直延续。如图所示，以磁单极子（极）为球心画出两个球面1和2，已知穿过球面的磁通量为，（半径为的球面表面积为）。另有一个半径为的线圈水平放置，其圆心位于磁单极子的正下方。此磁单极子垂直于线圈面以恒定的速度沿轴线向下穿过圆环，下列说法正确的是（　　） A. 穿过和的磁通量是相同的 B. 当磁单极子到达线圈圆心时，穿过圆环平面的磁通量为0 C. 当磁单极子到达线圈圆心时，线圈中的感应电动势为 D. 不管磁单极子在圆环上面还是下面，感应电流一直是顺时针方向（俯视） 三、实验题（本题共2小题，每空2分） 15. 把直流电源、电阻、电容器、电流表、电压表以及单刀双掷开关组装成图1所示的电路进行实验，观察电容器充、放电过程。 （1）先将开关S接1，观察到电流表示数（　　） A. 逐渐增大到某一值后保持不变 B. 逐渐增大到某一值后迅速减小 C. 迅速增大到某一值后保持不变 D. 迅速增大到某一值后逐渐减小 （2）待电压表示数稳定后，将开关S接2，测得电流随时间变化的图线如图2所示。则放电过程中通过的电荷量_____（结果保留2位有效数字）。 （3）该同学在分析数据时，用电容与充电后电压表稳定示数的乘积求出电荷量，他发现与有明显差异。多次重复实验发现这种差异总是存在。请判断_____（选填“”或“<”），产生这一差异是由于_____的影响（选填“电流表”、“电压表”或“电阻”）。 16. 现有同学测定一节干电池电动势和内阻（已知约为，约为）。 采用图1所示电路。 （1）为了完成该实验，选择实验器材时，在电路的、两点间可接入的器件是_____。 A. 一个定值电阻 B. 滑动变阻器 （2）为了使实验结果更精确，在选择实验仪器时，首先用多用电表测量电压表的内阻大小，其中电压表V的内阻示数如图2所示，测量时选择“×1000”挡，则内阻大小为_____，为了调节方便且测量精度更高，电流表和电压表应选_____（选填字母）。 A、电流表，电压表 B、电流表，电压表 C、电流表，电压表 D、电流表，电压表 （3）这种电路测出的电动势_____，内阻_____。（均选填“偏大”，“偏小”或“准确”） 17. 用如图1所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。如图2所示，分别把条形磁体的N极或S极插入、拔出螺线管，观察并标记感应电流的方向。 关于本实验，下列说法正确的是__________（填选项前的字母）。 A．需要记录感应电流的大小 B．通过观察电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向 C．图2中甲和乙表明，感应电流的方向与条形磁体的插入端是N极还是S极有关 18. （1）图甲为教学用可拆变压器，线圈均由材料和直径相同的导线绕制而成。为探究变压器线圈两端电压与匝数的关系，在图乙中该同学把线圈A与学生电源连接，另一线圈B与小灯泡连接。线圈A应连到学生电源的_____（选填“直流”或“交流”）输出端上； （2）某次实验时，变压器原、副线圈的匝数分别为220匝和110匝，学生电源输出端电压的有效值为，考虑变压器实际工作中有能量损耗，则小灯泡两端电压的有效值可能是_____。 A. 2.8V B. 5.6V C. 4.0V D. 12.0V 四、计算题 19. 长为L的轻质绝缘细线一端悬于O点，另一端系一质量为m、电荷量为的小球（可视为质点），如图所示，在空间施加沿水平方向的匀强电场（图中未画出），小球静止在A点，此时细线与竖直方向夹角，已知，，电场的范围足够大，重力加速度为g。 （1）求匀强电场的电场强度大小E； （2）保持细线始终张紧，将小球从A点拉起至与O点处于同一水平高度的B点，求A、B两点间的电势差U； （3）将小球由B点静止释放求小球运动至A点时速度的大小v。 20. 如图所示，两光滑平行金属导轨固定在倾角为的同一斜面内，间距为L，其下端有内阻为r的电源，整个装置处在垂直导轨平面向下，磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一质量为m、长度为L、电阻为R的导体棒ab垂直导轨放置在导轨上，接触良好，且保持静止状态。不计导轨电阻。已知重力加速度为g。求： （1）导体棒所受安培力F的大小和方向； （2）电路中的电流大小； （3）电源的电动势E。 21. 如图所示，交流发电机的矩形金属线圈处于磁感应强度的匀强磁场中，其边长，，匝数（图中只画出1匝），线圈的总电阻，线圈可绕垂直于磁场且过和边中点的转轴以角速度匀速转动。线圈的末端分别与两个彼此绝缘的铜环、（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值的定值电阻连接。电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。 （1）求线圈中感应电动势的最大值； （2）从线圈平面与磁场方向平行位置开始计时，写出线圈中感应电流随时间变化的关系式； （3）求线圈转动过程中，电阻上的发热功率； （4）线圈由图示位置转过90度的过程中，求通过电阻的电荷量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026学年第1学期期末试卷 高二物理 注意事项 1、考试时间：90分钟。 2、所有试题答案都写在答题纸的规定位置，超出范围无效。 3、使用黑色字迹的签字笔答题，不能使用涂改液、胶带纸、修正带修改。 4、只呈交答题纸，试卷自己留存。 一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，只有一个选项是符合题目要求的） 1. 将一面积为的单匝矩形线框置于竖直向上的匀强磁场中。已知磁感应强度大小为，线框与竖直方向夹角为，如图所示。通过该矩形线框的磁通量为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由题图可知通过该矩形线框的磁通量为 故选C。 2. 如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中（　　） A. 电压表与电流表的示数都减小 B. 电压表与电流表的示数都增大 C. 电压表的示数增大，电流表的示数减小 D. 电压表的示数减小，电流表的示数增大 【答案】A 【解析】 【详解】当滑片下移时，滑动变阻器接入电阻减小，则外电路总电阻减小，电路中总电流增大，电源的内电压增大，则由闭合电路欧姆定律可知，电路的路端电压减小，故电压表示数减小； 由欧姆定律可知，R1上的分压增大，而路端电压减小，故并联部分的电压减小，则通过R2的电流减小。 故选A。 【点睛】 3. 某学习小组用如下电路研究小电动机的电流与电压关系。通过调节滑动变阻器R接入电路的阻值，测量得到下表记录的信息。若认为小电动机的电阻是不变的，则（　　） 序号 电压 电流 电动机工作状态 1 1.25 0.50 卡住未转动 2 2.00 0.20 稳定转动 3 3.5 0.30 稳定转动 A. 小电动机的电阻大约为 B. 当小电动机的电压为时，其发热功率为 C. 当小电动机的电压为时，其电功率为 D. 当小电动机的电压为时，其对外做功的功率为 【答案】B 【解析】 【详解】A．将电压表当作理想电压表，当小电动机的电压为时，电动机卡住未转动，电功率等于内阻发热功率 将第一组数据代入可解得 故A错误； B．当小电动机的电压为时，电流是0.50A，由P=I2r得其发热功率为，故B正确； C．当小电动机的电压为时，其电功率 故C错误； D．当小电动机的电压为时，其对外做功的功率 故D错误。 故选B。 4. 如图所示为一个多量程多用电表的简化电路图.单刀多掷开关S可以与不同接点连接.下列说法正确的是（ ） A. 当S接1或2时为直流电流挡，接1时量程较小 B. 当S接1或2时为直流电压挡，接1时量程较大 C. 当S接3或4时为直流电流挡，接3时量程较大 D. 当S接5或6时为直流电压挡，接5时量程较小 【答案】D 【解析】 【详解】AB、当开关S旋到位置1、2位置，电阻与表头并联，则多用电表就成了电流表，接1时分流电阻小，其分流大，则量程大，故A、B错误； C、当开关S旋到位置3或4，电路中有电源，则多用电表就成了欧姆表，故C错误； D、当开关S旋转到5、6位置，表头与电阻串联，则多用电表就成了电压表，，串联电阻越大，则量程越大，所以接5时量程较小，接6时量程较大，故D正确． 故选D． 【点睛】S旋到位置1、2连接时，电阻与表头并联，则多用电表就成了电流表，并联电阻越小时，允许通过电流越大；S旋到位置3或4，电路中有电源，则多用电表就成了欧姆表；S旋到位置5、6时，表头与电阻串联，则多用电表就成了电压表，电流表所串联的电阻越大，所测量电压值就越大． 5. 图甲是洛伦兹力演示仪，图乙是演示仪结构图，图丙是励磁线圈的原理图。电子速度的大小和磁感应强度可以分别通过电子枪的加速电压和励磁线圈的电流来调节。关于电子束的轨道半径，下列说法正确的是（　　） A. 只增大电子枪的加速电压，变小 B. 只增大励磁线圈中的电流，变大 C. 同时增大电子枪的加速电压和励磁线圈中的电流，一定变小 D. 增大电子枪的加速电压同时减少励磁线圈中的电流，一定变大 【答案】D 【解析】 【详解】AB．电子被加速电场加速，由动能定理得 电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，由牛顿第二定律得 联立解得 可知只增大电子枪的加速电压，r变大；只增大励磁线圈中的电流（B变大），r变小，故AB错误； CD．因为 可知同时增大电子枪的加速电压和励磁线圈中的电流，r不一定变小；增大电子枪的加速电压同时减少励磁线圈中的电流，r一定变大，故C错误，D正确。 故选D。 6. 如图所示，一质量为m的带电粒子从P点以垂直于磁场边界方向的速度v射入磁场，穿出磁场时，速度方向与入射方向夹角为θ。设磁感应强度为B、磁场宽度为d。粒子速度始终与磁场垂直，不计粒子所受重力和空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 在粒子穿越磁场的过程中，洛伦兹力对该粒子做的功不为0 B. 在粒子穿越磁场的过程中，洛伦兹力对该粒子的冲量为0 C. 该粒子在磁场中运动的时间为 D. 该粒子的比荷为 【答案】D 【解析】 【详解】A．在粒子穿越磁场的过程中，洛伦兹力与粒子的速度方向始终垂直，则洛伦兹力对该粒子做的功为0，故A错误； B．在粒子穿越磁场的过程中，速度大小不变但方向改变，则动量改变，根据动量定理可知，则合外力冲量不为零，粒子仅受洛伦兹力作用，则洛伦兹力对该粒子的冲量不为0，故B错误； C．粒子在磁场中在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，穿越磁场的过程中，水平方向速度大小由v一直减小，则该粒子在磁场中运动的时间大于，故C错误； D．粒子在磁场中在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动 根据几何关系 联立解得 故D正确。 故选D。 7. 关于下列四幅图的说法正确的是（ ） A. 图甲是回旋加速器的结构示意图，若仅增大加速电场的大小，则被加速后的粒子从回旋加速器中射出的动能变大 B. 图乙是磁流体发电机的结构示意图，可以判断出B极板是发电机的负极，极板是正极 C. 图丙是某一霍尔元件的原理示意图，若磁感应强度增大，则、两表面间的电压增大 D. 图丁为速度选择器和质谱仪的组合装置示意图，不改变各区域的电场及磁场，从板间向下射入的粒子若能在板间做直线运动，则击中底片同一位置的这些粒子一定是同种粒子 【答案】C 【解析】 【详解】A．粒子在磁场中做圆周运动有 动能 整理得 可知若仅增大加速电场的大小，被加速后的粒子从回旋加速器中射出的动能不变，故A错误； B．图乙根据左手定则可知，正电荷向下偏转，所以B极板带正电，为发电机的正极，A极板是发电机的负极，故B错误； C．图丙最终带电粒子在电场力和洛伦兹力作用下平衡，有 整理得 若磁感应强度增大，则、两表面间的电压增大，故C正确； D．图丁在速度选择器中，有 在偏转磁场中有 整理得 可知击中底片同一位置的粒子比荷相同，但不一定是同种粒子，故D错误。 故选C。 8. 在半径为的无限长竖直圆柱形区域内分布有竖直向上的匀强磁场，将半径也是的光滑绝缘细环固定在水平面内，边缘正好与磁场区域重合，在细环上套有质量为、电量为（重力不计）的带电小球，俯视图如图所示。已知磁感应强度随时间变化规律为，在时刻释放小球，小球将沿细环做圆周运动，下列判断正确的是（　　） A. 小球将沿逆时针方向做圆周运动 B. 小球在运动过程中加速度不变 C. 小球在运动一周的过程中动能增加 D. 涡旋电场力做功和路径无关 【答案】C 【解析】 【详解】A．磁感应强度B随时间变化规律为，根据楞次定律可知感生电场的方向为顺时针，所以小球将沿顺时针方向做圆周运动，故A错误； B．磁场均匀变化，产生恒定的电场，小球在运动过程中切向加速度大小不变，方向变化，向心加速度大小和方向都变化，则小球的加速度变化，故B错误； C．感生电动势大小为 小球在运动一周的过程中，根据动能定理，可得小球动能增加，故C正确； D．根据电场力做功的计算公式可知，涡旋电场的电场强度方向始终与圆弧的切向方向平行，所以涡旋电场力做功和路径有关，故D错误。 故选C。 9. 固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd，边长为l，其中ab是一段电阻为R的均匀电阻丝，其余三边均为电阻可忽略的铜线。磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。现有一段与ab段的材料、粗细、长度均相同的电阻丝PQ架在导线框上，如图所示。若PQ以恒定的速度v从ad滑向bc，当其滑过l的距离时，通过aP段电阻的（　　） A. 电流大小为，方向由P到a B. 电流大小为，方向由a到P C. 电流大小为，方向由P到a D. 电流大小为，方向由a到P 【答案】A 【解析】 【详解】PQ右移切割磁感线，产生感应电动势，相当于电源，外电路由Pa与Pb并联而成，PQ滑过时的等效电路如图所示 PQ切割磁感线产生的感应电动势大小为 E=Blv 方向由Q指向P，外电路总电阻为 电路总电流为 aP段电流大小为 方向由P到a。 故选A。 10. 在学习自感的课堂中，三位同学合作完成了一个实验：他们手拉手与一节电动势为的干电池、若干导线、一个开关、一个有铁芯且匝数较多的线圈按图所示方式连接。下列说法正确的是（　　） A. 开关闭合和断开瞬间，人都有触电的感觉 B. 断开开关瞬间，线圈两端的电压可能超过 C. 断开开关瞬间，流过人的电流方向为 D. 断开开关瞬间，流过这几位同学的电流大于断电前流过电源的电流 【答案】B 【解析】 【详解】A．开关闭合瞬间，人体与线圈并联，其两端的电压最高等于电源电动势1.5V，远低于人体的安全电压，因此人不会有触电的感觉，故A错误； B．断开开关瞬间，线圈L作为“电源”，自感电动势为 由于线圈匝数多、铁芯存在，且电流变化率很大，所以线圈两端的电压可能远大于电源电动势1.5V，这个瞬时高压加在人体上，会使人有触电的感觉，故B正确； C．根据电路图，电源左端为正极，开关闭合稳定后，流过线圈的电流方向是从左到右。断开开关瞬间，根据楞次定律，线圈产生的自感电动势会维持原电流方向，即在线圈中电流仍然是从左向右，流过人的电流方向为，故C错误； D．断开开关瞬间，流过这几位同学的电流等于断开前瞬间流过线圈的电流 ，断开前，电源提供的总电流大于通过线圈的电流，所以流过人体的电流不会超过断电前流过电源的电流，故D错误。 故选B。 二、多项选择题（本题共4小题，每小题3分。每道题有2个或多于2个正确选项，全部选对得3分，选对但不全得2分） 11. 如图所示，带箭头的实线表示某电场的电场线，虚线表示该电场的等势面。A、B为电场中两点。下列说法中正确的是（　　） A. A点的电势比B点的电势高 B. 负电荷在A点受到的电场力小于在B点受到的电场力 C. 正电荷在A点的电势能小于在B点的电势能 D. 负电荷由A点运动到B点的过程中电场力做正功 【答案】CD 【解析】 【详解】A．电场线从高电势指向低电势，由图可得B点的电势比A点的电势高，故A错误； B．电场线越密集场强越大，则A点的电场强度大于B点的电场强度，负电荷在A点受到的电场力大于在B点受到的电场力，故B错误； C．正电荷在电势高的位置电势能大，故正电荷在A点的电势能小于在B点的电势能，故C正确； D．负电荷由A点运动到B点的过程中，电势升高，电势能减小，电场力做正功，故D正确。 故选CD。 12. 如图，先后以速度和匀速地把同一线圈从同一位置拉入同一有界匀强磁场。在这两种情况下，以下说法正确的是（　　） A. 线圈中感应电流的大小之比为1：2 B. 通过线圈横截面的电量之比为1：1 C. 沿运动方向作用在线圈上的外力的功率之比为1：2 D. 沿运动方向作用在线圈上的外力做功之比为1：2 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．设线圈边长为L，总电阻为R，磁感应强度为B。线圈进入磁场时，感应电流 可见I与v成正比，则 即，故A正确； B．通过线圈横截面的电荷量 两次拉入过程中磁通量变化量相同，电阻R相同，故电荷量之比为1：1，故B正确； CD．线圈匀速进入磁场时，外力F与安培力平衡，有 联立以上解得 外力的功率 可见P与成正比，则功率之比为1：4，而外力做的功 可见W与v成正比，则做功之比为1：2，故C错误，D正确。 故选ABD。 13. 如图所示，交流发电机中的线圈ABCD沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律为。下列说法正确的是（　　） A. 该交流电的频率为 B. 线圈转到图示位置时，产生的电动势为0 C. 仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为 D. 线圈转到图示位置时，边受到的安培力方向向上 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由题意可知，该交流电的频率为，故A正确； B．线圈转到图示位置时，磁场与线圈平面平行，磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大，故B错误； C．由题意可知，根据公式可知，仅线圈转速n加倍，电动势的最大值变为原来的2倍，即为20V，故C错误； D．由题意可得，根据右手定则可知，线圈转到图示位置时，电流由，由左手定则可知，AB边受到的安培力方向向上，故D正确。 故选AD。 14. 磁单极子是物理学家设想的仅带有单一磁极（N极或S极）粒子，它们的磁感线分布类似于点电荷的电场线分布。虽尚未发现，但科学家对磁单极子的研究一直延续。如图所示，以磁单极子（极）为球心画出两个球面1和2，已知穿过球面的磁通量为，（半径为的球面表面积为）。另有一个半径为的线圈水平放置，其圆心位于磁单极子的正下方。此磁单极子垂直于线圈面以恒定的速度沿轴线向下穿过圆环，下列说法正确的是（　　） A. 穿过和的磁通量是相同的 B. 当磁单极子到达线圈圆心时，穿过圆环平面的磁通量为0 C. 当磁单极子到达线圈圆心时，线圈中的感应电动势为 D. 不管磁单极子在圆环上面还是下面，感应电流一直是顺时针方向（俯视） 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．因穿过两球面的磁感线的条数相等，故穿过它们的磁通量相等，故A正确； B．当磁单极子到达线圈圆心时，它位于线圈平面上，根据磁感线分布的对称性,穿入和穿出磁感线相同的条数,相互抵消的结果是磁场的垂直分量为0,磁场方向沿径向水平，故穿过线圈平面的磁通量为0，故B正确; C．磁单极子以速度v向下运动时，穿过线圈的磁通量变化率在圆心处为 ，其中，因此感应电动势大小为，故C正确; D．根据楞次定律，磁单极子向下运动时，无论在上方还是下方，感应电流方向均为逆时针（俯视），故D错误。 故选ABC。 三、实验题（本题共2小题，每空2分） 15. 把直流电源、电阻、电容器、电流表、电压表以及单刀双掷开关组装成图1所示的电路进行实验，观察电容器充、放电过程。 （1）先将开关S接1，观察到电流表示数（　　） A. 逐渐增大到某一值后保持不变 B. 逐渐增大到某一值后迅速减小 C. 迅速增大到某一值后保持不变 D. 迅速增大到某一值后逐渐减小 （2）待电压表示数稳定后，将开关S接2，测得电流随时间变化的图线如图2所示。则放电过程中通过的电荷量_____（结果保留2位有效数字）。 （3）该同学在分析数据时，用电容与充电后电压表稳定示数的乘积求出电荷量，他发现与有明显差异。多次重复实验发现这种差异总是存在。请判断_____（选填“”或“<”），产生这一差异是由于_____的影响（选填“电流表”、“电压表”或“电阻”）。 【答案】（1）D （2） （3） ①. < ②. 电压表 【解析】 【小问1详解】 当开关S接1时，电容器开始充电。初始时刻，电容器极板上无电荷，两端电压为0，此时电路中的充电电流最大。随着电容器极板上的电荷量逐渐增加，其两端电压逐渐升高，与电源电压的差值逐渐减小，导致充电电流逐渐减小，直至电容器充满电，电流降为0。因此，电流表示数会迅速增大到某一值后逐渐减小。可知D符合题意。 故选D。 【小问2详解】 I—t图像与坐标轴所围面积表示电荷量，所以通过电阻R的电荷量为 【小问3详解】 [1][2]因为有电压表的存在，所以在放电时总有一部分电荷经过电压表放电，电容器所带电荷量不能全部经过电阻R，所以，产生这一差异是由于电压表的影响。 16. 现有同学测定一节干电池电动势和内阻（已知约为，约为）。 采用图1所示电路。 （1）为了完成该实验，选择实验器材时，在电路的、两点间可接入的器件是_____。 A. 一个定值电阻 B. 滑动变阻器 （2）为了使实验结果更精确，在选择实验仪器时，首先用多用电表测量电压表的内阻大小，其中电压表V的内阻示数如图2所示，测量时选择“×1000”挡，则内阻大小为_____，为了调节方便且测量精度更高，电流表和电压表应选_____（选填字母）。 A、电流表，电压表 B、电流表，电压表 C、电流表，电压表 D、电流表，电压表 （3）这种电路测出的电动势_____，内阻_____。（均选填“偏大”，“偏小”或“准确”） 【答案】（1）B （2） ①. ②. A （3） ①. 偏小 ②. 偏小 【解析】 【小问1详解】 A．定值电阻无法调节电路中的电流和电压，故A错误。 B．实验需要调节电阻获取多组数据，滑动变阻器可满足需求，故B正确。 故选B。 【小问2详解】 [1]多用电表“”挡，指针指在15，内阻为。 [2]干电池电动势约，电压表选量程；电路电流较小，电流表选量程，故A正确。 故选A。 【小问3详解】 [1][2]该电路为电流表外接法，由于电压表分流，测得的电动势偏小，内阻偏小。 17. 用如图1所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。如图2所示，分别把条形磁体的N极或S极插入、拔出螺线管，观察并标记感应电流的方向。 关于本实验，下列说法正确的是__________（填选项前的字母）。 A．需要记录感应电流的大小 B．通过观察电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向 C．图2中甲和乙表明，感应电流的方向与条形磁体的插入端是N极还是S极有关 【答案】BC 【解析】 【详解】A．本实验探究影响感应电流方向的因素，故不需要记录感应电流的大小，故A错误； B．本实验通过电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向，故B正确； C．由题图2甲和乙知，条形磁体插入N极和S极时，电流方向不同，故感应电流的方向与条形磁体的插入端是N还是S有关，故C正确。 故选BC。 18. （1）图甲为教学用可拆变压器，线圈均由材料和直径相同的导线绕制而成。为探究变压器线圈两端电压与匝数的关系，在图乙中该同学把线圈A与学生电源连接，另一线圈B与小灯泡连接。线圈A应连到学生电源的_____（选填“直流”或“交流”）输出端上； （2）某次实验时，变压器原、副线圈的匝数分别为220匝和110匝，学生电源输出端电压的有效值为，考虑变压器实际工作中有能量损耗，则小灯泡两端电压的有效值可能是_____。 A. 2.8V B. 5.6V C. 4.0V D. 12.0V 【答案】（1）交流 （2）A 【解析】 【小问1详解】 变压器的工作基础是电磁感应（互感现象），只有原线圈通入交变电流，才能产生变化的磁通量，进而在副线圈中感应出电动势；若接直流电源，磁通量恒定，副线圈无感应电压，无法实现变压，所以线圈A应连到学生电源的交流输出端上。 【小问2详解】 理想变压器满足电压与匝数的正比关系： 代入已知条件 ，，，得理想副线圈电压 但实际变压器存在能量损耗使得副线圈实际输出电压必然小于理想值3V。因此，小灯泡两端电压有效值可能为2.8V。 故选A。 四、计算题 19. 长为L的轻质绝缘细线一端悬于O点，另一端系一质量为m、电荷量为的小球（可视为质点），如图所示，在空间施加沿水平方向的匀强电场（图中未画出），小球静止在A点，此时细线与竖直方向夹角，已知，，电场的范围足够大，重力加速度为g。 （1）求匀强电场的电场强度大小E； （2）保持细线始终张紧，将小球从A点拉起至与O点处于同一水平高度的B点，求A、B两点间的电势差U； （3）将小球由B点静止释放求小球运动至A点时速度的大小v。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球静止在A点时受力平衡,如图所示 根据平衡条件 解得 【小问2详解】 根据（1）可知匀强电场方向水平向左，A、B两点沿电场线方向距离 根据电势差与场强的关系 解得 【小问3详解】 小球从B点运动至A点的过程中根据动能定理 解得 20. 如图所示，两光滑平行金属导轨固定在倾角为的同一斜面内，间距为L，其下端有内阻为r的电源，整个装置处在垂直导轨平面向下，磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一质量为m、长度为L、电阻为R的导体棒ab垂直导轨放置在导轨上，接触良好，且保持静止状态。不计导轨电阻。已知重力加速度为g。求： （1）导体棒所受安培力F的大小和方向； （2）电路中的电流大小； （3）电源的电动势E。 【答案】（1）mgsinθ，沿导轨平面向上； （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由题意可知，导体棒所受安培力F的方向沿斜面向上，导体棒的受力情况如图所示， 根据共点力的平衡可得F=mgsinθ，方向沿导轨平面向上； 【小问2详解】 因为F=ILB 可得 【小问3详解】 由全电路的欧姆定律 所以 21. 如图所示，交流发电机的矩形金属线圈处于磁感应强度的匀强磁场中，其边长，，匝数（图中只画出1匝），线圈的总电阻，线圈可绕垂直于磁场且过和边中点的转轴以角速度匀速转动。线圈的末端分别与两个彼此绝缘的铜环、（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值的定值电阻连接。电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。 （1）求线圈中感应电动势的最大值； （2）从线圈平面与磁场方向平行位置开始计时，写出线圈中感应电流随时间变化的关系式； （3）求线圈转动过程中，电阻上的发热功率； （4）线圈由图示位置转过90度的过程中，求通过电阻的电荷量。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 线圈产生感应电动势的最大值 代入数据得 【小问2详解】 线圈中感应电流的最大值 从线圈平面与磁场方向平行位置开始计时，线圈中感应电流瞬时值 代入数据得 【小问3详解】 通过电阻R的电流的有效值 电阻R上产生的发热功率 代入数据得 【小问4详解】 根据，， 线圈由图示位置转过90度的过程中，磁通量变化量绝对值为 整理可得 代入数据得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $