精品解析：山东省潍坊市诸城第一中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题

高二月考物理试题 一、单选题（每题有一项符合题意，每小题3分，共计24分） 1. 如图所示，半径为R的光滑半圆形轨道固定在水平面上，轨道的圆心处固定了一条形磁铁．一半径为r，质量为m的金属球从半圆轨道的一端由静止释放（金属球紧贴轨道，其球心在半圆轨道的水平直径上），金属球在轨道上来回往复运动，重力加速度大小为g，空气阻力忽略不计．下列说法正确的是（ ） A. 由于没有摩擦，金属球来回往复运动时，每次都能到达相同的高度 B. 金属球第一次到达轨道最低点的速度是，后续每次到达最低点的速度都小于 C. 金属球最终停在轨道最低点，运动过程中系统产生的总热量为mg（R-r） D. 金属球运动过程中有感应电动势产生，但因没有闭合回路，所以没有产生感应电流 2. 如图所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈等距离排列，且与传送带以相同的速度匀速运动。为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带运动方向，根据穿过磁场后线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈。通过观察图形，判断下列说法正确的是（　　） A. 若线圈闭合，进入磁场时，线圈中感应电流方向从上向下看为逆时针 B. 若线圈闭合，传送带以较大速度匀速运动时，磁场对线圈的作用力较大 C. 从图中可以看出，第2个线圈是不合格线圈 D. 从图中可以看出，第4个线圈是不合格线圈 3. 如图所示，小金属环和大金属环重叠在同一平面内，两环相互绝缘，小环有一半面积在大环内，当大环接通电源的瞬间，小环中电流情况及会出现的运动，下列判断正确的是（　　） A. 无感应电流 B. 有顺时针方向的感应电流 C. 小金属环会向大金属环外运动 D. 小金属环会向大金属环里运动 4. 如图所示的电路中，L为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，、是两个完全相同的灯泡，E是内阻不计的电源。时刻，闭合开关S，经过一段时间后，电路达到稳定，时刻断开开关S。、分别表示灯泡和中的电流，规定图中箭头所示方向为电流正方向，以下各图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是（ ） A. B. C. D. 5. 如图甲所示，A、B两绝缘金属环套在同一铁芯上，A环中电流iA随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法中正确的是（　　） A. t1时刻，两环作用力为零 B. t2和t3时刻，两环相互排斥 C. t2时刻两环相互吸引，t3时刻两环相互排斥 D. t3时刻两环相互吸引，t4时刻，两环相互排斥 6. 现代科学研究中常用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场加速电子的设备。电子感应加速器主要由上、下电磁铁磁极和环形真空室组成。当电磁铁绕组通以变化的电流时，产生变化的磁场，穿过真空室所包围的区域内的磁通量也随时间变化，这时真空室空间内就产生涡旋电场，电子将在涡旋电场作用下得到加速。如图所示（上部分为侧视图、下部分为真空室的俯视图），若电子被“约束”在半径为R的圆周上运动，当电磁铁绕组通有图中所示的电流时（　　） A. 电子沿逆时针运动，保持电流的方向不变，当电流减小时，电子将减速 B. 电子沿顺时针运动，保持电流的方向不变，当电流增大时，电子将加速 C. 电子沿逆时针运动，保持电流的方向不变，当电流减小时，电子将加速 D. 被加速时电子做圆周运动的周期不变 7. 如图所示，当A、B两点间输入有效值为UAB的交流电压时，开关S闭合后，电阻值恒定的六个相同灯泡发光亮度相同（即通过灯泡的电流相等）。已知变压器为理想变压器，原、副线圈匝数分别为n1、n2，UAB保持不变，副线圈两端电压用UCD表示，开关S闭合或断开，六个灯泡都不损坏，则下列说法正确的是（　　） A. n1∶n2＝1∶4 B. 若开关S闭合，UAB∶UCD＝8∶1 C. 若开关S断开，UAB∶ UCD＝8∶3 D. 开关S断开后，灯泡L1的亮度比S闭合时暗 8. 如图甲所示电路中，L为“，”的灯泡，定值电阻阻值为，R为光敏电阻，其阻值随光照强度增大而减小，变压器为理想变压器，原副线圈的匝数比为，各电表均为理想电表。当ab端接如图乙所示的交变电压，用某一强度的光照射光敏电阻时，灯泡恰好正常发光，则（　　） A. 在t=0.01s时，交流电压表的示数为0 B. 电流表的示数为 C. 增大光照强度，电压表示数变小 D. 增大光照强度，灯泡变暗 二、多选题（每题有两个或两个以上选项符合题意，每小题全对的得4分，对而不全的得2分，有错选的得0分，共计16分） 9. 一自耦变压器如图所示，线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，C、D之间加上输入电压，当滑动触头P转动时，改变了副线圈匝数，从而调节输出电压。图中A为交流电流表，V为交流电压表，、为定值电阻，为滑动变阻器，C、D之间接入恒压交流电源，变压器可视为理想变压器，则（　　） A. 仅将滑动变阻器的滑片向下滑动时，电压表读数变大 B. 仅将滑动变阻器的滑片向下滑动时，电流表读数变大 C. 仅将变压器的滑动触头P逆时针转动时，M、N之间的电压变大 D. 仅将变压器的滑动触头P顺时针转动时，变压器的输出功率变大 10. 两根相互平行、足够长的光滑金属导轨ACD-A1C1D1固定于水平桌面上，左侧AC-A1C1轨道间距为L，右侧CD-C1D1轨道间距为2L，导轨所在区域存在方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。如图所示，两横截面积相同、由同种金属材料制成的导体棒a、b分别置于导轨的左右两侧，已知导体棒a的质量为m。某时刻导体棒a获得一个初速度v0开始向右运动，导体棒始终与导轨接触良好，导轨电阻不计。关于导体棒以后的运动，下列说法正确的是（　　） A. 导体棒a、b运动稳定后，相等时间内通过的位移之比是2∶1 B. 导体棒a、b运动稳定后的速度分别为， C. 从开始到运动稳定的过程中，通过导体棒a的电荷量为 D. 从开始到运动稳定的过程中，导体棒b产生的热量为 11. 如图所示，A、B两灯泡与两电阻的阻值均为R。闭合、，电路稳定后，两灯亮度相同，则（　　） A. 只断开，两灯亮度不变 B. 在只断开的瞬间，电流从 C. 只断开，B灯立即熄灭，A灯闪亮一下再熄灭 D. 只断开，A灯立即熄灭，B灯闪亮一下再熄灭 12. 如图所示，在磁感应强度大小B=T，方向竖直向下的匀强磁场中，有两半径均为0.6m的金属圆环平行竖直放置，两圆心所在直线OO′与磁场方向垂直．圆环通过电刷与理想变压器原线圈相连，长为0.5m的导体棒ab两个端点刚好分别搭接在两圆环上，且与OO′平行．现让导体棒沿圆环内侧、绕OO′以20π rad/s的角速度匀速转动，恰好使标有“3V 4.5W”的小灯泡L正常发光．已知理想变压器原、副线圈的匝数比为n1:n2=2:1，图中电压表为理想电压表，圆环、导体棒、导线电阻不计，则 A. 电压表的示数为6V B. R0的电阻值为1.5 Ω C. 整个电路消耗的总功率为W D. ab沿圆环转动过程中受到的最大安培力为N 三、实验题（共计15分） 13. 如下图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置。 （1）将图中所缺的导线补接完整________。 （2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，那么合上开关后进行下述操作时可能出现的情况是： ①将通电线圈迅速插入感应线圈时，灵敏电流计指针将________。 ②通电线圈插入感应线圈后，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时，灵敏电流计指针将________。 （3）在实验时，如果感应线圈两端不接任何元件，则感应线圈电路中将 。 A. 因电路不闭合，无电磁感应现象 B. 有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势 C. 不能用楞次定律和安培定则判断感应电动势方向 D. 可以用楞次定律和安培定则判断感应电动势方向 （4）如图所示，A、B分别表示通电线圈和感应线圈，若感应线圈B中产生顺时针方向的感应电流，可能是因为 。 A. 通电线圈中通入顺时针方向的电流，且正从感应线圈中取出 B. 通电线圈中通入顺时针方向的电流，且其中的铁芯正被取出 C. 通电线圈中通入顺时针方向的电流，且正将滑动变阻器接入电路的阻值调小 D. 通电线圈中通入逆时针方向的电流，且正在断开电源 （5）该实验需要知道线圈中导线的绕制方向，为判断线圈导线绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图所示。已知线圈由a端开始绕至b端：当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转。 ①将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转。俯视线圈，其绕向为________（填：“顺时针”或“逆时针”）。 ②当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转。俯视线圈，其绕向为________（填：“顺时针”或“逆时针”）。 14. 有个教学用的可拆变压器，如图所示，它有两个外观基本相同的线圈A和B，线圈外部还可以绕线。 （1）某同学用多用电表的欧姆挡测量了A、B线圈的电阻值，发现B线圈电阻约为A线圈电阻的3倍，则可推断________线圈的匝数多。（选填“A”或“B”） （2）如果把它看作理想变压器，现要测量A、B线圈的匝数，提供的器材有；一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和一只低压交流电源（输出电压的有效值不变）。现采用如下方法进行测量。请补充实验步骤，完成A、B线圈匝数的测量（需要测量的物理量请用字母表示，并说明其含义）。 ①将绝缘导线一端与A线圈上方接线柱相连，顺着原来的绕制方向在变压器的铁芯上再绕制n匝线圈； ②将绝缘导线的另一端和A线圈下方接线柱分别与低压交流电源两端相连接； ③用多用电表的交流电压挡先后测量低压交流电源两端的电压和B线圈的输出电压U； ④_____________________； ⑤拆除电路并整理器材。 A、B线圈的匝数和的表达式为________，________。 四、解答题（要有必要的文字说明和主要方程及重要演算步骤） 15. 如左下图所示为某同学设计的电吹风电路图。图中a、b、c、d为四个固定触点，可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。n1和n2分别是理想变压器原、副线圈的匝数。该电吹风的各项参数如下表所示。 热风时输入功率 460W 冷风时输入功率 60W 小风扇额定电压 60V 正常工作时小风扇输出功率 52W (1)吹冷风时触片P应与哪两个触点接触？ (2)由表格中数据计算出小风扇的内阻是多少？ (3)变压器原、副线圈的匝数比n1：n2是多少？ 16. 一个电阻为r、边长为L的正方形线圈共N匝，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴，以如图所示的角速度匀速转动，外电路电阻为R。 （1）此时线圈中感应电流的方向为________（填“”或“”）。 （2）转动过程中感应电动势的最大值为________。 （3）线圈平面与磁感线夹角为时的感应电动势为________。 （4）设发电机由柴油机带动，其他能量损失不计，线圈转一周，柴油机做功为________。 17. 如图所示，内阻为5Ω的发电机通过理想升压变压器和理想降压变压器向用户供电．已知输电线的总电阻为R=50Ω，升压变压器的原、副线圈匝数之比为1：4，降压变压器的原、副线圈匝数之比为5：1，降压变压器副线圈两端输出电压的表达式为，降压变压器的副线圈与R0=22Ω的负载电阻组成闭合电路．求： （1）降压变压器的输出功率； （2）升压变压器的输出功率； （3）发电机电动势的有效值． 18. 如图所示，两根等间距且光滑的四分之一圆弧轨道，半径、间距，与水平轨道平滑连接，轨道电阻不计。在轨道顶端通过导线连有一阻值为的电阻，整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为。现有一根长度也为L、质量、阻值的金属棒从轨道顶端ab处由静止开始下滑，到达圆弧轨道底端cd处时对轨道的压力大小为重力的2倍。金属棒与轨道始终接触良好，。求： （1）金属棒滑至cd处时的速度大小v； （2）金属棒滑至cd处时所受的安培力大小； （3）金属棒从ab处下滑到cd处的过程中流过金属棒横截面的电荷量q。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二月考物理试题 一、单选题（每题有一项符合题意，每小题3分，共计24分） 1. 如图所示，半径为R的光滑半圆形轨道固定在水平面上，轨道的圆心处固定了一条形磁铁．一半径为r，质量为m的金属球从半圆轨道的一端由静止释放（金属球紧贴轨道，其球心在半圆轨道的水平直径上），金属球在轨道上来回往复运动，重力加速度大小为g，空气阻力忽略不计．下列说法正确的是（ ） A. 由于没有摩擦，金属球来回往复运动时，每次都能到达相同的高度 B. 金属球第一次到达轨道最低点的速度是，后续每次到达最低点的速度都小于 C. 金属球最终停在轨道最低点，运动过程中系统产生的总热量为mg（R-r） D. 金属球运动过程中有感应电动势产生，但因没有闭合回路，所以没有产生感应电流 【答案】C 【解析】 【详解】A.金属球在运动过程中，穿过金属球的磁通量不断变化，在金属球内形成闭合回路，产生涡流，金属球要产生的热量，机械能不断地减少，所以金属球能到达的最大高度不断降低，直至金属球停在半圆轨道的最低点，故A错误； B.从开始到金属球第一次到达轨道最低点的过程，根据能量守恒定律得 mg（R-r）=Q+mv2，可知，，由于机械能不断减少，所以，后续每次到达最低点的速度都小于，故B错误． C.金属球最终停在轨道最低点，根据能量守恒定律得系统产生的总热量 Q总=mg（R-r），故C正确． D.金属球运动过程中有感应电动势产生，在金属球内形成闭合回路，所以能产生感应电流，故D错误． 2. 如图所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈等距离排列，且与传送带以相同的速度匀速运动。为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带运动方向，根据穿过磁场后线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈。通过观察图形，判断下列说法正确的是（　　） A. 若线圈闭合，进入磁场时，线圈中感应电流方向从上向下看为逆时针 B. 若线圈闭合，传送带以较大速度匀速运动时，磁场对线圈的作用力较大 C. 从图中可以看出，第2个线圈是不合格线圈 D. 从图中可以看出，第4个线圈是不合格线圈 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．若线圈闭合，进入磁场时，穿过线圈的磁通量向上增大，由楞次定律可知，线圈中的感应电流的磁场方向向下，所以感应电流的方向从上向下看是顺时针，故A错误； B．根据法拉第电磁感应定律，传送带以较大速度匀速运动时，线圈中产生的感应电动势较大，则感应电流较大，磁场对线圈的作用力较大，故B正确； CD．由题图知第1、2、4、5、6个线圈位置均匀，则都发生了相对滑动，而第3个线圈没有向后滑动，则第3个线圈不闭合，没有产生感应电流，是不合格线圈，故CD错误。 故选B。 3. 如图所示，小金属环和大金属环重叠在同一平面内，两环相互绝缘，小环有一半面积在大环内，当大环接通电源的瞬间，小环中电流情况及会出现的运动，下列判断正确的是（　　） A. 无感应电流 B. 有顺时针方向的感应电流 C. 小金属环会向大金属环外运动 D. 小金属环会向大金属环里运动 【答案】C 【解析】 【详解】AB．当大环接通电源的瞬间，由安培定则，大环内部磁场垂直纸面向里，外部垂直纸面向外，小环左半部分所在处的磁场垂直纸面向里，右半部分所在处的磁场垂直纸面向外，左半部分磁场强，合磁场垂直纸面向里，磁通量增大，有感应电流，由楞次定律，小环产生逆时针的感应电流，AB错误； CD．由左手定则，小环两部分所受磁场力都向外，小金属环会向大金属环外运动，C正确，D错误。 故选C。 4. 如图所示的电路中，L为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，、是两个完全相同的灯泡，E是内阻不计的电源。时刻，闭合开关S，经过一段时间后，电路达到稳定，时刻断开开关S。、分别表示灯泡和中的电流，规定图中箭头所示方向为电流正方向，以下各图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】当S闭合时，L的自感作用会阻碍通过其本身的电流变大，电流从流过，当L的阻碍作用变小时，L中的电流变大，中的电流变小至零；中的电流为电路总电流，电流流过时，电路总电阻较大，电流较小，当中电流为零时，电流流过L与，总电阻变小，电流变大至稳定。当S断开时，马上熄灭，与L组成回路，由于L的自感作用，闪亮后慢慢熄灭，电流反向且减小，BCD错误， A正确，故选A。 5. 如图甲所示，A、B两绝缘金属环套在同一铁芯上，A环中电流iA随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法中正确的是（　　） A. t1时刻，两环作用力为零 B. t2和t3时刻，两环相互排斥 C. t2时刻两环相互吸引，t3时刻两环相互排斥 D. t3时刻两环相互吸引，t4时刻，两环相互排斥 【答案】A 【解析】 【详解】A． t1时刻A中电流最大，但变化率为零，故B中感应电流为零，所以两环作用力为零，故A正确； BCD． t2时刻与t3时刻，均处于电流减小阶段，根据楞次定律，则有两环相互吸引；t4时刻A中电流为零，两环无相互作用，故BCD错误。 故选A。 6. 现代科学研究中常用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场加速电子的设备。电子感应加速器主要由上、下电磁铁磁极和环形真空室组成。当电磁铁绕组通以变化的电流时，产生变化的磁场，穿过真空室所包围的区域内的磁通量也随时间变化，这时真空室空间内就产生涡旋电场，电子将在涡旋电场作用下得到加速。如图所示（上部分为侧视图、下部分为真空室的俯视图），若电子被“约束”在半径为R的圆周上运动，当电磁铁绕组通有图中所示的电流时（　　） A. 电子沿逆时针运动，保持电流的方向不变，当电流减小时，电子将减速 B. 电子沿顺时针运动，保持电流的方向不变，当电流增大时，电子将加速 C. 电子沿逆时针运动，保持电流的方向不变，当电流减小时，电子将加速 D. 被加速时电子做圆周运动的周期不变 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．当电流增大时，向上的磁通量增加，感生电场的磁场阻碍磁通量增加，因此感生电场方向为顺时针；电子带负电，受力方向与电场方向相反，即逆时针，因此电子沿逆时针方向运动，受力与运动方向同向，电子加速； 当电流减小时，向上的磁通量减小，感生电场方向为逆时针，电子受力方向为顺时针，与电子逆时针的运动方向相反，因此电子减速，故A正确，BC错误； D． 由于电子被“约束”在半径为R的圆周上运动，电子加速，被加速时电子做圆周运动的周期减小，故D错误。 故选A。 7. 如图所示，当A、B两点间输入有效值为UAB的交流电压时，开关S闭合后，电阻值恒定的六个相同灯泡发光亮度相同（即通过灯泡的电流相等）。已知变压器为理想变压器，原、副线圈匝数分别为n1、n2，UAB保持不变，副线圈两端电压用UCD表示，开关S闭合或断开，六个灯泡都不损坏，则下列说法正确的是（　　） A. n1∶n2＝1∶4 B. 若开关S闭合，UAB∶UCD＝8∶1 C. 若开关S断开，UAB∶ UCD＝8∶3 D. 开关S断开后，灯泡L1的亮度比S闭合时暗 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．因为开关S闭合后，六个灯泡发光亮度相同，设每个灯泡中的电流为I、两端电压为U、电阻为R，则原线圈中的电流为I1＝I，副线圈中的电流为I2＝4I，由 故A错误； B．开关S闭合后，UCD＝U2＝U，由 U1＝4U UAB＝2U＋4U＝6U 即开关S闭合后 UAB∶UCD＝6∶1 故B错误； C．开关S断开后，设流过L3、L4、L5三灯的电流均为，则副线圈中电流为，副线圈两端电压 由原、副线圈电流比关系和电压比关系得原线圈中电流为，原线圈两端电压为，则有 UAB∶UCD＝11∶2 故C错误； D．由前面的计算可知，开关S闭合后，L1两端电压为，S断开后，L1两端电压为 则开关S断开后，灯泡L1两端电压变小，通过的电流变小，灯泡变暗，故D正确。 故选D。 8. 如图甲所示电路中，L为“，”的灯泡，定值电阻阻值为，R为光敏电阻，其阻值随光照强度增大而减小，变压器为理想变压器，原副线圈的匝数比为，各电表均为理想电表。当ab端接如图乙所示的交变电压，用某一强度的光照射光敏电阻时，灯泡恰好正常发光，则（　　） A. 在t=0.01s时，交流电压表的示数为0 B. 电流表的示数为 C. 增大光照强度，电压表示数变小 D. 增大光照强度，灯泡变暗 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图乙可知，原线圈输入交变电压的最大值，因此原线圈输入电压有效值 根据理想变压器电压比，匝数比，得副线圈电压 交流电表的示数为有效值，因此电压表始终显示副线圈电压有效值，时示数不为0，故A错误； B．灯泡正常发光时，灯泡电流 副线圈电路中​与的并联部分串联，因此​两端电压 副线圈总电流 根据理想变压器电流关系，得原线圈电流，即电流表示数为，故B错误； C．增大光照强度时，原线圈输入电压不变，匝数比不变，因此副线圈电压​不变，电压表示数不变，故C错误； D．增大光照强度，光敏电阻阻值减小，与的并联总电阻​减小，副线圈总电阻减小，总电流增大，分压​增大，因此并联部分电压减小，灯泡两端电压减小，灯泡实际功率减小，灯泡变暗，故D正确。 故选D。 二、多选题（每题有两个或两个以上选项符合题意，每小题全对的得4分，对而不全的得2分，有错选的得0分，共计16分） 9. 一自耦变压器如图所示，线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，C、D之间加上输入电压，当滑动触头P转动时，改变了副线圈匝数，从而调节输出电压。图中A为交流电流表，V为交流电压表，、为定值电阻，为滑动变阻器，C、D之间接入恒压交流电源，变压器可视为理想变压器，则（　　） A. 仅将滑动变阻器的滑片向下滑动时，电压表读数变大 B. 仅将滑动变阻器的滑片向下滑动时，电流表读数变大 C. 仅将变压器的滑动触头P逆时针转动时，M、N之间的电压变大 D. 仅将变压器的滑动触头P顺时针转动时，变压器的输出功率变大 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】AB．保持滑动触头P的位置不动，即是保持变压器的原、副线圈的匝数比不变，则M、N之间的电压不变，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻的阻值变小，因而副线圈电路中总电流增大，两端电压增大，两端电压减小，电压表的读数变小，流过的电流减小，流过的电流增大，电流表的读数变大，选项A错误，B正确； C．仅将变压器的滑动触头P逆时针转动时，变压器的原线圈匝数不变，副线圈匝数增大，M、N之间的电压变大，选项C正确； D．仅将变压器的滑动触头P顺时针转动时，变压器的原线圈匝数不变，副线圈匝数减小，M、N之间的电压变小，副线圈电路中总电流变小，则变压器的输出功率变小，选项D错误。 故选BC。 10. 两根相互平行、足够长的光滑金属导轨ACD-A1C1D1固定于水平桌面上，左侧AC-A1C1轨道间距为L，右侧CD-C1D1轨道间距为2L，导轨所在区域存在方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。如图所示，两横截面积相同、由同种金属材料制成的导体棒a、b分别置于导轨的左右两侧，已知导体棒a的质量为m。某时刻导体棒a获得一个初速度v0开始向右运动，导体棒始终与导轨接触良好，导轨电阻不计。关于导体棒以后的运动，下列说法正确的是（　　） A. 导体棒a、b运动稳定后，相等时间内通过的位移之比是2∶1 B. 导体棒a、b运动稳定后的速度分别为， C. 从开始到运动稳定的过程中，通过导体棒a的电荷量为 D. 从开始到运动稳定的过程中，导体棒b产生的热量为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．设导体棒a的电阻为R，则导体棒b的质量为2m、电阻为2R。导体棒a获得向右的初速度后，导体棒a、b与导轨组成的回路产生感应电流，根据楞次定律可判断出导体棒a受向左的安培力，开始向右做减速运动；导体棒b中电流方向与a相反，受到向右的安培力，开始向右做加速运动，同时产生与a相反的感应电动势，因此电路中感应电动势为 当a、b产生的感应电动势大小相等时，即 电路中电流为零，此后导体棒a、b将分别以va、vb做匀速运动，相等时间内通过的位移之比是2∶1，故A正确； B．在导体棒从开始运动到稳定运动的过程中，根据动量定理列方程，取向右为正方向 对导体棒a，有 对导体棒b，有 联立以上三式解得 ， 故B错误； C．由于通过导体棒的电荷量为 根据以上分析可得 解得 故C错误； D．在整个过程中由能量守恒定律知，整个电路中产生的焦耳热为 由于a、b棒产生的热量之比为 因此导体棒b产生的热量 故D正确。 故选AD。 11. 如图所示，A、B两灯泡与两电阻的阻值均为R。闭合、，电路稳定后，两灯亮度相同，则（　　） A. 只断开，两灯亮度不变 B. 在只断开的瞬间，电流从 C. 只断开，B灯立即熄灭，A灯闪亮一下再熄灭 D. 只断开，A灯立即熄灭，B灯闪亮一下再熄灭 【答案】AB 【解析】 【分析】 【详解】A．电路稳定后，两灯亮度相同，故只断开，电路结构不变，两灯亮度不变，故A正确； BCD．只断开，由于自感现象，电流从经过灯A构成回路，B灯立即熄灭，由于原来电阻中电流与A灯中电流相等，则A灯不会闪亮一下，而是逐渐熄灭，故B正确，CD错误。 故选AB。 12. 如图所示，在磁感应强度大小B=T，方向竖直向下的匀强磁场中，有两半径均为0.6m的金属圆环平行竖直放置，两圆心所在直线OO′与磁场方向垂直．圆环通过电刷与理想变压器原线圈相连，长为0.5m的导体棒ab两个端点刚好分别搭接在两圆环上，且与OO′平行．现让导体棒沿圆环内侧、绕OO′以20π rad/s的角速度匀速转动，恰好使标有“3V 4.5W”的小灯泡L正常发光．已知理想变压器原、副线圈的匝数比为n1:n2=2:1，图中电压表为理想电压表，圆环、导体棒、导线电阻不计，则 A. 电压表的示数为6V B. R0的电阻值为1.5 Ω C. 整个电路消耗的总功率为W D. ab沿圆环转动过程中受到的最大安培力为N 【答案】BD 【解析】 【详解】AB. 根据右手定则可知，导体棒在磁场中运动，产生正弦式交流电，当导体棒经过最低点和最高点时，切割的方向与磁场方向垂直，产生的感应电动势最大，则，则有，压器原线圈两端的电压，根据可得电压表的示数为，通过小灯泡的电流，根据可得，的电阻值为，故选项B正确，A错误； C.整个电路消耗的总功率为，故选项C错误； D.根据安培力表达式，最大安培力大小，故选项D正确． 三、实验题（共计15分） 13. 如下图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置。 （1）将图中所缺的导线补接完整________。 （2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，那么合上开关后进行下述操作时可能出现的情况是： ①将通电线圈迅速插入感应线圈时，灵敏电流计指针将________。 ②通电线圈插入感应线圈后，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时，灵敏电流计指针将________。 （3）在实验时，如果感应线圈两端不接任何元件，则感应线圈电路中将 。 A. 因电路不闭合，无电磁感应现象 B. 有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势 C. 不能用楞次定律和安培定则判断感应电动势方向 D. 可以用楞次定律和安培定则判断感应电动势方向 （4）如图所示，A、B分别表示通电线圈和感应线圈，若感应线圈B中产生顺时针方向的感应电流，可能是因为 。 A. 通电线圈中通入顺时针方向的电流，且正从感应线圈中取出 B. 通电线圈中通入顺时针方向的电流，且其中的铁芯正被取出 C. 通电线圈中通入顺时针方向的电流，且正将滑动变阻器接入电路的阻值调小 D. 通电线圈中通入逆时针方向的电流，且正在断开电源 （5）该实验需要知道线圈中导线的绕制方向，为判断线圈导线绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图所示。已知线圈由a端开始绕至b端：当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转。 ①将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转。俯视线圈，其绕向为________（填：“顺时针”或“逆时针”）。 ②当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转。俯视线圈，其绕向为________（填：“顺时针”或“逆时针”）。 【答案】（1） （2） ①. 向右偏转 ②. 向左偏转 （3）BD （4）AB （5） ①. 顺时针 ②. 逆时针 【解析】 【小问1详解】 【小问2详解】 [1]由题可知，在闭合开关时电流增大，磁通量增大，则灵敏电流计的指针向右偏转，由此可知，若磁通量减小，则灵敏电流计的指针向左偏转。所以将通电线圈迅速插入感应线圈时通过的磁通量增大，故灵敏电流计指针向右偏转； [2]通电线圈插入感应线圈后，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时，滑动变阻器的有效电阻增大，通过线圈的电流减小，故磁通量也减小，故灵敏电流计指针将向左偏转。 【小问3详解】 只要穿过感应线圈的磁通量发生变化，就会产生电磁感应现象，就有感应电动势，但电路不闭合，无感应电流。用楞次定律和安培定则可以判断感应电动势的方向。 故选BD。 【小问4详解】 A．通电线圈中通入顺时针方向的电流，根据安培定则可知，A产生向里的磁场，此时若从感应线圈中取出，则通过B线圈磁通量减小，根据楞次定律可知，感应线圈B中产生顺时针方向的感应电流，故A正确； B．通电线圈中通入顺时针方向的电流，根据安培定则可知，A产生向里的磁场，此时取出其中的铁芯，则通过B线圈磁通量减小，根据楞次定律可知，感应线圈B中产生顺时针方向的感应电流，故B正确； C．通电线圈中通入顺时针方向的电流，根据安培定则可知，A产生向里的磁场，此时正将滑动变阻器接入电路的阻值调小，则通过A线圈的电流增大，产生向里的磁场增大，故通过B线圈磁通量增大，根据楞次定律可知，感应线圈B中产生逆时针方向的感应电流，故C错误； D．通电线圈中通入逆时针方向的电流，根据安培定则可知，A产生向外的磁场，此时正在断开电源，则通过B线圈磁通量减小，根据楞次定律可知，感应线圈B中产生逆时针方向的感应电流，故D错误。 故选AB。 【小问5详解】 [1]磁铁N极向下插入线圈，原磁场方向向下，向下的磁通量增加，由楞次定律得感应磁场方向向上；指针左偏说明电流从流出线圈，由安培定则，俯视线圈，绕向为顺时针。 [2]条形磁铁N在下S在上，向右远离线圈，原磁场方向向上，向上的磁通量减少，由楞次定律得感应磁场方向向上；指针右偏说明电流从流出线圈，由安培定则，俯视线圈，绕向为逆时针。 14. 有个教学用的可拆变压器，如图所示，它有两个外观基本相同的线圈A和B，线圈外部还可以绕线。 （1）某同学用多用电表的欧姆挡测量了A、B线圈的电阻值，发现B线圈电阻约为A线圈电阻的3倍，则可推断________线圈的匝数多。（选填“A”或“B”） （2）如果把它看作理想变压器，现要测量A、B线圈的匝数，提供的器材有；一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和一只低压交流电源（输出电压的有效值不变）。现采用如下方法进行测量。请补充实验步骤，完成A、B线圈匝数的测量（需要测量的物理量请用字母表示，并说明其含义）。 ①将绝缘导线一端与A线圈上方接线柱相连，顺着原来的绕制方向在变压器的铁芯上再绕制n匝线圈； ②将绝缘导线的另一端和A线圈下方接线柱分别与低压交流电源两端相连接； ③用多用电表的交流电压挡先后测量低压交流电源两端的电压和B线圈的输出电压U； ④_____________________； ⑤拆除电路并整理器材。 A、B线圈的匝数和的表达式为________，________。 【答案】 ①. B ②. 用多用电表的交流电压挡测量A线圈两端的电压 ③. ④. 【解析】 【分析】 【详解】（1）[1]根据电阻定律，导线越长，电阻越大，因为B线圈电阻约为A线圈电阻的3倍，即B的电阻比A的大，所以B线圈匝数多。 （2）[2]由实验步骤知④应为用多用电表的交流电压挡测量A线圈两端的电压。 [3][4]根据变压器原、副线圈电压比等于匝数比，有 ， 联立解得A线圈的匝数 B的匝数 四、解答题（要有必要的文字说明和主要方程及重要演算步骤） 15. 如左下图所示为某同学设计的电吹风电路图。图中a、b、c、d为四个固定触点，可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。n1和n2分别是理想变压器原、副线圈的匝数。该电吹风的各项参数如下表所示。 热风时输入功率 460W 冷风时输入功率 60W 小风扇额定电压 60V 正常工作时小风扇输出功率 52W (1)吹冷风时触片P应与哪两个触点接触？ (2)由表格中数据计算出小风扇的内阻是多少？ (3)变压器原、副线圈的匝数比n1：n2是多少？ 【答案】(1) 触片P与触点b、c接触；(2)8Ω；(3)11:3 【解析】 【分析】 【详解】(1)当电吹风机送出来的是冷风时，电路中只有电动机自己工作，触片P与触点b、c接触； (2)小风扇消耗的功率转化为机械功率和线圈上的热功率，则小风扇的电流 则 解得小风扇的内阻 r=8Ω (3)根据变压器的原线圈、副线圈的匝数与电压的关系 16. 一个电阻为r、边长为L的正方形线圈共N匝，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴，以如图所示的角速度匀速转动，外电路电阻为R。 （1）此时线圈中感应电流的方向为________（填“”或“”）。 （2）转动过程中感应电动势的最大值为________。 （3）线圈平面与磁感线夹角为时的感应电动势为________。 （4）设发电机由柴油机带动，其他能量损失不计，线圈转一周，柴油机做功为________。 【答案】 ①. ②. ③. ④. 【解析】 【详解】（1）[1]根据楞次定律可知，此时线圈中感应电流的方向为； （2）[2]转动过程中感应电动势的最大值为 （3）[3]线圈平面与B成时的瞬时感应电动势 （4）[4]电动势的有效值 电流的有效值 柴油机的功转化为电能，线圈转一周，柴油机做功 17. 如图所示，内阻为5Ω的发电机通过理想升压变压器和理想降压变压器向用户供电．已知输电线的总电阻为R=50Ω，升压变压器的原、副线圈匝数之比为1：4，降压变压器的原、副线圈匝数之比为5：1，降压变压器副线圈两端输出电压的表达式为，降压变压器的副线圈与R0=22Ω的负载电阻组成闭合电路．求： （1）降压变压器的输出功率； （2）升压变压器的输出功率； （3）发电机电动势的有效值． 【答案】(1) (2) 升压变压器输出功率P2=2400W (3) 【解析】 【详解】（1）降压变压器输出电压有效值 输出功 解得 （2）降压变压器输入电压有效值U3， 解得U3=1100V 设输电导线电流为由I2， 解得I2=2A 电压 △U=100V 升压变压器的输出电压 解得U2=1200V 升压变压器输出功率 解得P2=2400W （3）升压变压器输入电压有效值U1， 解得U1=300V 发电机电流为 解得I1=8A 电源电动势有效值 18. 如图所示，两根等间距且光滑的四分之一圆弧轨道，半径、间距，与水平轨道平滑连接，轨道电阻不计。在轨道顶端通过导线连有一阻值为的电阻，整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为。现有一根长度也为L、质量、阻值的金属棒从轨道顶端ab处由静止开始下滑，到达圆弧轨道底端cd处时对轨道的压力大小为重力的2倍。金属棒与轨道始终接触良好，。求： （1）金属棒滑至cd处时的速度大小v； （2）金属棒滑至cd处时所受的安培力大小； （3）金属棒从ab处下滑到cd处的过程中流过金属棒横截面的电荷量q。 【答案】（1）2m/s；（2）；（3） 【解析】 【分析】 【详解】（1）金属棒下滑至以处时，根据牛顿第二定律可得 又，得 （2）金属棒滑至cd处时产生的感应电动势为 感应电流为 所受的安培力大小 解得 （3）由电荷量的计算式 其中，得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $