精品解析:山东枣庄市滕州市第二中学等校2025-2026学年度第二学期期中教学质量检测高二物理试题
2026-09-14
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内容正文:
2025~2026学年度第二学期期中教学质量检测
高二物理
满分100分,考试用时90分钟。
注意事项:
1、答题前,考生务必用0.5毫米黑色墨水签字笔将自己的姓名、准考证号、学校、班级等填写在答题卡规定的位置。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3、考试结束后,将答题卡交回。
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. 下列各情况中,线圈都以角速度ω绕图中的转动轴匀速转动,不能产生交变电流的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.线圈转动时,线圈的磁通量一直为零,即磁通量保持不变,故线圈不产生感应电流,选项A满足题意要求;
BCD.选项BCD中的线圈都是在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,线圈中都会产生正弦式交变电流,选项BCD不满足题意要求;
故选A。
2. 图为户外应急手摇发电手电筒的结构简图,当手电筒沿图示方向摇动时,小磁铁会不断往复地穿过固定线圈,连接线圈的小电珠随即发光。下列说法正确的是( )
A. 摇动过程中装置的机械能守恒
B. 小磁铁往复运动过程中,线圈中的电流方向保持不变
C. 手电筒摇动的振幅和周期不变,若只更换磁性更强的磁铁,则小电珠的亮度保持不变
D. 手电筒摇动的振幅和周期不变,若只增加线圈的匝数,则小电珠的亮度增强
【答案】D
【解析】
【详解】A.摇动过程中,小磁铁和线圈的机械能转化为电能,电能再转化为小电珠的光能和热能,所以装置的机械能不守恒,故A错误;
B.当小磁铁穿过线圈时,磁通量先增加后减少,且磁铁运动方向相反时,磁通量变化的趋势也相反。根据楞次定律,感应电流的方向会发生改变,产生的是交变电流,故B错误;
C.手电筒摇动的振幅和周期不变,意味着磁铁穿过线圈的时间Δt不变。更换磁性更强的磁铁,磁感应强度增大,使得磁通量增大,磁通量的变化量ΔΦ增大,根据法拉第电磁感应定律可知,感应电动势增大,灯泡亮度增加,故C错误;
D.手电筒摇动的振幅和周期不变,意味着磁铁穿过线圈的时间Δt不变,磁感应强度不变,磁通量的变化量ΔΦ不变,若只增加线圈的匝数n,根据法拉第电磁感应定律可知,感应电动势增大,灯泡亮度增加,故D正确。
故选D。
3. 如图,一金属薄片在力F作用下自左向右从两磁极之间通过。当金属薄片中心运动到N极的正下方时,沿N极到S极的方向看,下列图中能够正确描述金属薄片内涡电流绕行方向的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意当金属薄片中心运动到N极正下方时,薄片右侧的磁通量在减小,左侧磁通量在增加,由于两极间的磁场竖直向下,根据楞次定律可知此时薄片右侧的涡电流方向为顺时针,薄片左侧的涡电流方向为逆时针。
故选C。
4. 如图所示,L是自感系数很大、电阻很小的线圈,P、Q是两个相同的小灯泡,开始时,开关S处于闭合状态,P灯微亮,Q灯正常发光,断开开关( )
A. P与Q同时熄灭 B. P比Q先熄灭
C. Q闪亮后再熄灭 D. P闪亮后再熄灭
【答案】D
【解析】
【详解】由题知,开始时,开关S闭合时,由于L的电阻很小,Q灯正常发光,P灯微亮,断开开关前通过Q灯的电流远大于通过P灯的电流,断开开关时,Q所在电路未闭合,立即熄灭,由于自感,L中产生感应电动势,与P组成闭合回路,故P灯闪亮后再熄灭。
故选D。
5. 如图所示的交变电流的图像,由正弦图像和直线图像组成,此电流通过一个的电阻,则与该电阻并联的交流电压表显示的数值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据有效值的概念有
解得交变电流的有效值
则与该电阻并联的交流电压表显示的数值
故选B。
6. 如图(a),矩形导体框mnkp被四根等长的绝缘细绳悬挂于水平轴OO′上,其所在区域存在方向垂直指向OO′的磁场(未画出),与OO′距离相等位置的磁感应强度大小相等且不随时间变化,其截面图如图(b)所示。开始时导体框静止在水平位置,现给导体框通上沿mnkp方向的恒定电流,则( )
A. mn和pk所受安培力方向相反
B. mn和pk所受安培力方向相同
C. 绝缘细绳对导体框的拉力增大
D. 导体框将绕OO′轴顺时针转动
【答案】C
【解析】
【详解】AB.对mn和pk分别应用左手定则,可得到安培力的方向如下
由图可知,mn和pk受到的安培力方向不共线,故AB错误;
CD.由题意可知两导体所在位置处的磁感应强度大小相等,由对称性,可知导体框整体受到的安培力合力竖直向下,导体框受到的细绳拉力变大,导体框在水平方向受到的合力为零,没有转动的趋势,故C正确,D错误。
故选C。
7. 如图所示,平行金属导轨水平放置,处于竖直向下的匀强磁场中,导体棒恰好保持静止。已知磁感应强度大小B=0.5T,导体棒的质量m=0.1kg,导轨间距L=1m,导体棒与导轨夹角θ=53°,导体棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,导体棒与导轨始终接触良好,重力加速度g取10m/s2,sin53°=0.8。流经导体棒的电流大小为( )
A. 1.5A B. 1.25A C. 1A D. 0.8A
【答案】D
【解析】
【详解】对导体棒进行受力分析。在竖直方向,导体棒受重力mg和导轨的支持力N,二力平衡,故支持力N=mg
根据左手定则可知,安培力垂直于导体棒斜向右下方,水平面上,导体棒只受安培力和摩檫力,则有
解得
故选D。
8. 如图所示,两个宽度均为L的匀强磁场垂直于光滑水平桌面,方向相反,磁感应强度大小相等.高为L上底和下底长度分别为L和2L的等腰梯形金属框水平放置,现使其匀速向右穿过磁场区域,速度垂直梯形底边,从图示位置开始x=0,以逆时针方向为电流的正方向,下列四幅图中能够反映线框中电流Ⅰ随金属框向右移动距离x关系的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】x在0-L内,由楞次定律判断知感应电流的方向沿逆时针,为正.线框有效的切割长度在均匀增大,由公式E=BLv,知产生的感应电动势均匀增大,则感应电流均匀增大.x在L-2L内,线框的左右两边都切割磁感线,均产生感应电动势,两个感应电动势串联,且均匀增大,感应电流方向沿顺时针方向,为负.x在2L-3L内,由楞次定律判断知感应电流的方向沿逆时针,为正.线框有效的切割长度在均匀增大,由公式E=BLv,知产生的感应电动势均匀增大,则感应电流均匀增大,而且感应电流变化情况与线框进入磁场的过程相同,故C正确.ABD错误;故选C.
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,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。
9. 如图所示为“爆炸发电”的原理图,爆炸将惰性气体转化为高速等离子体,射入前后装有两强磁极N和S的装置中,在装置的上下两金属板之间产生电压。下列说法正确的是( )
A. 上金属板的电势比下金属板的电势高
B. 仅使L增大,两金属板间的电动势会变大
C. 仅使d增大,两金属板间的电动势会变大
D. 仅使b增大,两金属板间的电动势会变大
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据左手定则可知,等离子体中的正电荷受到向上的洛伦兹力,负电荷受到向下的洛伦兹力,所以上金属板的电势比下金属板的电势高,故A正确;
BCD.根据电场力和洛伦兹力的等量关系可知
解得U=Bdv
所以当d增大时,两金属板间的电动势会变大,与L和b的大小无关,故C正确,BD错误;
故选AC。
10. 如图所示,在半径为R的圆形区域内存在垂直于平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,圆外无磁场。一根长为2R的导体杆ab水平放置,a端处在圆形磁场的下边界,现使杆绕a端以角速度ω逆时针匀速旋转180°,在旋转过程中( )
A. a端的电势始终高于b端
B. ab杆的电动势最大值为2BR2ω
C. 全过程中,ab杆平均电动势为BR2ω
D. 全过程中,ab杆平均电动势为
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.根据右手定则,端为电源正极,端为负极,故A正确;
B.当杆转至竖直方向时,杆切割磁感线的有效长度最大为
此时杆切割磁感线产生的感应电动势为,故B正确;
CD.根据法拉第电磁感应定律可知,全过程中,杆平均电动势为,故C正确,故D错误。
故选ABC。
11. 如图所示为某小型发电厂的远距离输电示意图,发电厂的输出电压为,输出功率为,输电线路总电阻为,用户端得到的电压为、功率为。变压器均为理想变压器,下列说法正确的是( )
A. 输电线损耗的电压为
B. 输电线上的电流为
C. 升压变压器原、副线圈的匝数比为
D. 降压变压器原、副线圈的匝数比为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.输电线上损耗的功率
由
可知输电线上的电流,输电线上损耗的电压,故A错误,B正确;
C.升压变压器原线圈上的电流
副线圈电流,原、副线圈匝数比,故C错误;
D.降压变压器原线圈电流
副线圈电流
原、副线圈匝数比,故D正确。
故选BD。
12. 在真空区域内存在一宽度为d、磁感应强度大小为B的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,AD、BC为磁场的两条平行边界。质量为m、电荷量为q的带负电粒子以与AD边界成37°的夹角射入磁场,粒子从磁场右边界射出时,速度方向与边界的夹角为53°。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计粒子重力,下列说法正确的是( )
A. 粒子在磁场中的轨迹半径为5d
B. 粒子在磁场中运动的过程中,速度偏转了90°
C. 粒子射入磁场的速度大小为
D. 粒子在磁场中的运动时间为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.粒子从磁场右边缘射出时,轨迹如图
则由几何关系rcos37°-rsin37°=d
解得r=5d,故A正确;
B.粒子在磁场中运动的过程中,速度偏转了53°-37°=16°,B错误;
C.根据
可得,故C错误;
D.粒子在磁场中做匀速圆周运动转过的圆心角可能为θ=53°-37°=16°
根据
粒子在磁场中做匀速圆周运动的时间为,故D正确。
故选AD。
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13. 某同学应用楞次定律判断线圈中导线的缠绕方向。器材有:一个绕向未知的线圈,一个条形磁铁,一只多用电表,导线若干。操作步骤如下:
①为避免指针反向偏转损坏电表,先调整指针定位螺丝使指针尽量偏向零刻线右侧;
②把多用电表和线圈按图甲连接,将选择开关旋转到10mA挡;
③将条形磁铁N极向下插入线圈时,发现多用电表的指针向右偏转;
④根据楞次定律判断出线圈中导线的缠绕方向。
请回答下列问题:
(1)在步骤①中调整多用电表的指针定位螺丝是______(选填“a”、“b”或者“c”);
(2)可判断线圈中导线的缠绕方向如图乙中的_______(选填“A”或“B”)所示;
(3)若条形磁铁插入越快,多用电表的指针偏角_________(选填“越大”或“越小”)。
【答案】 ①. a ②. B ③. 越大
【解析】
【详解】(1)[1] 甲图中的a是多用电表的指针定位螺丝。
(2)[2] 将条形磁铁N极向下插入线圈时,向下穿过线圈的磁通量增加,由楞次定律可知,线圈中感应电流产生的磁场方向向上;多用电表的指针向右偏转,则感应电流从红表笔流入多用表,根据安培定则,可以判断出导线的缠绕方向如图乙中的B所示。
(3)[3] 条形磁铁插入越快,磁通量变化越快,由法拉第电磁感应定律可知,感应电动势越大,则电流越大,所以多用电表的指针偏角越大。
14. 实验小组用可拆式变压器探究“变压器的电压与匝数关系”。
(1)下列说法正确的是______。
A. 若去掉铁芯,实验结果不会受到影响
B. 为保证实验安全,原线圈应接低压直流电源
C. 交变电流产生的磁场对铁芯有力的作用,可能使铁芯振动发出“嗡嗡”声
(2)变压器铁芯的结构和材料是______;
A. 绝缘的硅钢片叠成 B. 整块硅钢铁芯 C. 整块不锈钢铁芯
(3)某次实验操作过程中横铁芯没有与竖直铁芯对齐,原线圈输入电压为U1=4V,匝数为n1=200匝,改变副线圈匝数n2,测量副线圈两端的电压U2,得到U2—n2图像如图甲所示,则可能正确的是图线______(选填“a”“b”或“c”)。
(4)在完成实验后,采用如图乙所示的电路测量变压器原线圈的电阻(阻值较小),为保证电路中各元件安全,实验结束时,首先进行的操作是______。
A. 断开导线A B. 断开开关 C. 取下电池
【答案】(1)C (2)A
(3)c (4)A
【解析】
【小问1详解】
A.若去掉铁芯,漏磁现象会变得非常严重,原、副线圈中的磁通量不再近似相等,实验结果会受到严重影响,故A错误;
B.变压器是利用互感原理工作的,只有在原线圈接交变电流时,磁通量才会发生变化,副线圈才会有感应电动势;若接低压直流电源,副线圈两端电压为零,无法完成实验,故B错误;
C.原线圈通过交变电流时,会产生周期性变化的磁场,使铁芯磁化;由于交变电流方向和大小不断变化,铁芯受到的磁场力随之周期性变化,可能使铁芯振动发出“嗡嗡”声,故C正确。
故选C。
【小问2详解】
A.变压器工作时,穿过铁芯的磁通量在不断变化,会在铁芯中产生感应电流(涡流),造成能量损耗和铁芯发热,为了减小涡流,变压器的铁芯是用彼此绝缘的硅钢片叠成,而不是整块金属,硅钢这种材料的电阻率也比较大,故A正确;
B.若是整块硅钢铁芯,内部的涡流电阻依旧较小,无法有效抑制涡流损耗,故B错误;
C.不锈钢的导磁性能不如硅钢好,且整块不锈钢会产生巨大的涡流损耗,故C错误。
故选A。
【小问3详解】
根据理想变压器的变压公式
可得
若该变压器是理想变压器(完全没有漏磁),则其图像的函数斜率应为
当副线圈匝数 匝时,理想状态下的输出电压应为,对应图甲中的图线b,而本实验中横铁芯没有与竖直铁芯对齐,因此变压器存在严重的漏磁现象,副线圈磁通量的变化率小于原线圈,副线圈实际测得的感应电动势和输出电压必然小于理想值,故选c。
【小问4详解】
A.变压器原线圈具有很大的电感,在原线圈、电池、电流表和开关组成的回路中通有电流。如果首先断开开关,原线圈中的电流在极短时间内骤降为零,线圈会产生极大的自感电动势,这个高压会加在电压表、线圈以及断开的开关接触点两端,极易损坏电压表或烧坏开关。而在断开开关前,若先断开导线A,将电压表从线圈两端断开,使其脱离高压受损的回路,就可以有效保护电压表,故A正确;
B.若先断开开关,线圈产生极高自感电动势,极易烧坏并联在两端的电压表,故B错误;
C.取下电池的操作等同于断开电路,同样会触发强烈的自感现象,无法起到保护元件的作用,故C错误。
故选A。
15. 如图甲所示,金属线框在匀强磁场中匀速转动,产生正弦式交流电。已知线框匝数匝,面积,线框电阻,线框与的外电阻构成闭合回路,从图中这一时刻开始计时,通过R的电流随时间变化的图像如图乙所示,求解下列问题:
(1)转动一周,整个回路产生的电热Q;
(2)匀强磁场的磁感应强度结果可以含根号与根式
【答案】(1)0.2J
(2)
【解析】
【小问1详解】
电路中电流的有效值
转动一周,整个回路产生的电热
【小问2详解】
线圈产生的感应电动势的最大值
根据
又
联立解得
16. 如图所示,理想变压器的原副线圈匝数比为4∶1,电阻,,原线圈输入端与交流电源相连接,交流电源电压,电流表视为理想电表。求:
(1)原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比;
(2)电流表的示数。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设原线圈两端电压为,通过的电流为,副线圈两端电压为,通过的电流为。
根据理想变压器电压与匝数的关系得
根据理想变压器电流与匝数的关系得
根据焦耳定律得,原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比为
【小问2详解】
交流电源电压的有效值为
根据欧姆定律得,
联立得
所以,电流表的示数为
17. 如图,边长为L的正方形abcd区域及矩形cdef区域内均存在电场强度大小为E、方向竖直向下且与ab边平行的匀强电场,ef右边有与ef相切的圆形区域,切点为ef的中点,该圆形区域与cdef区域内均存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。一带电粒子从b点斜向上射入电场后沿图中曲线运动,经cd边的中点进入cdef区域,并沿直线通过该区域后进入圆形区域。所有区域均在纸面内,粒子始终在该纸面内运动,不计粒子重力。求:
(1)粒子通过cdef区域时的速度大小;
(2)粒子的电荷量与质量之比;
(3)若粒子在圆形区域的运动时间为,则圆形区域的半径。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子沿直线通过cdef区域,可知
解得
【小问2详解】
由逆向思维可知,粒子在左侧电场中做类平抛运动,可知,
解得
【小问3详解】
粒子在圆形磁场中做匀速圆周运动,则
解得
设粒子转过的圆心角为,粒子通过圆形区域的时间
解得
圆形区域的半径为,则
解得
18. 如图甲,两平行金属导轨由倾角足够长的倾斜部分和水平部分平滑连接而成。水平部分的正方形abcd区域内存在竖直向下的匀强磁场,其磁感应强度大小随时间变化规律如图乙所示。倾斜部分存在方向沿斜面向下、大小的匀强磁场。质量,电阻的导体棒ef锁定于倾斜轨道上边缘PQ处。时,解除锁定,同时对导体棒施加沿斜面向下的拉力,使其以的加速度匀加速下滑。已知导体棒始终与导轨垂直且接触良好,与导轨间动摩擦因数,其长度及导轨间距均为,水平导轨电阻不计,倾斜部分每条导轨单位长度电阻,重力加速度,。求:
(1)时,通过导体棒的电流;
(2)导体棒下滑时,拉力的大小F;
(3)若导体棒下滑的过程中,流过导体棒的电荷量,此过程中拉力冲量的大小。
【答案】(1)2A (2)0.3N
(3)0.25N∙s
【解析】
【小问1详解】
根据法拉第电磁感应定律可知,电路的感应电动势为
则时,通过导体棒的电流为
【小问2详解】
导体棒下滑时,回路的总电阻为
则此时通过导体棒的电流为
此时导体棒受到的安培力大小为
根据左手定则可知,其方向垂直斜面向下。对导体棒进行受力分析,根据牛顿第二定律有
解得导体棒下滑时,拉力的大小为
【小问3详解】
设导体棒下滑的时间为,则根据匀变速直线运动的位移公式有
解得
则此时的速度为
根据动量定理有
其中
联立解得
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2025~2026学年度第二学期期中教学质量检测
高二物理
满分100分,考试用时90分钟。
注意事项:
1、答题前,考生务必用0.5毫米黑色墨水签字笔将自己的姓名、准考证号、学校、班级等填写在答题卡规定的位置。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3、考试结束后,将答题卡交回。
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. 下列各情况中,线圈都以角速度ω绕图中的转动轴匀速转动,不能产生交变电流的是( )
A. B.
C. D.
2. 图为户外应急手摇发电手电筒的结构简图,当手电筒沿图示方向摇动时,小磁铁会不断往复地穿过固定线圈,连接线圈的小电珠随即发光。下列说法正确的是( )
A. 摇动过程中装置的机械能守恒
B. 小磁铁往复运动过程中,线圈中的电流方向保持不变
C. 手电筒摇动的振幅和周期不变,若只更换磁性更强的磁铁,则小电珠的亮度保持不变
D. 手电筒摇动的振幅和周期不变,若只增加线圈的匝数,则小电珠的亮度增强
3. 如图,一金属薄片在力F作用下自左向右从两磁极之间通过。当金属薄片中心运动到N极的正下方时,沿N极到S极的方向看,下列图中能够正确描述金属薄片内涡电流绕行方向的是( )
A. B.
C. D.
4. 如图所示,L是自感系数很大、电阻很小的线圈,P、Q是两个相同的小灯泡,开始时,开关S处于闭合状态,P灯微亮,Q灯正常发光,断开开关( )
A. P与Q同时熄灭 B. P比Q先熄灭
C. Q闪亮后再熄灭 D. P闪亮后再熄灭
5. 如图所示的交变电流的图像,由正弦图像和直线图像组成,此电流通过一个的电阻,则与该电阻并联的交流电压表显示的数值为( )
A. B. C. D.
6. 如图(a),矩形导体框mnkp被四根等长的绝缘细绳悬挂于水平轴OO′上,其所在区域存在方向垂直指向OO′的磁场(未画出),与OO′距离相等位置的磁感应强度大小相等且不随时间变化,其截面图如图(b)所示。开始时导体框静止在水平位置,现给导体框通上沿mnkp方向的恒定电流,则( )
A. mn和pk所受安培力方向相反
B. mn和pk所受安培力方向相同
C. 绝缘细绳对导体框的拉力增大
D. 导体框将绕OO′轴顺时针转动
7. 如图所示,平行金属导轨水平放置,处于竖直向下的匀强磁场中,导体棒恰好保持静止。已知磁感应强度大小B=0.5T,导体棒的质量m=0.1kg,导轨间距L=1m,导体棒与导轨夹角θ=53°,导体棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,导体棒与导轨始终接触良好,重力加速度g取10m/s2,sin53°=0.8。流经导体棒的电流大小为( )
A. 1.5A B. 1.25A C. 1A D. 0.8A
8. 如图所示,两个宽度均为L的匀强磁场垂直于光滑水平桌面,方向相反,磁感应强度大小相等.高为L上底和下底长度分别为L和2L的等腰梯形金属框水平放置,现使其匀速向右穿过磁场区域,速度垂直梯形底边,从图示位置开始x=0,以逆时针方向为电流的正方向,下列四幅图中能够反映线框中电流Ⅰ随金属框向右移动距离x关系的是( )
A. B.
C. D.
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,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。
9. 如图所示为“爆炸发电”的原理图,爆炸将惰性气体转化为高速等离子体,射入前后装有两强磁极N和S的装置中,在装置的上下两金属板之间产生电压。下列说法正确的是( )
A. 上金属板的电势比下金属板的电势高
B. 仅使L增大,两金属板间的电动势会变大
C. 仅使d增大,两金属板间的电动势会变大
D. 仅使b增大,两金属板间的电动势会变大
10. 如图所示,在半径为R的圆形区域内存在垂直于平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,圆外无磁场。一根长为2R的导体杆ab水平放置,a端处在圆形磁场的下边界,现使杆绕a端以角速度ω逆时针匀速旋转180°,在旋转过程中( )
A. a端的电势始终高于b端
B. ab杆的电动势最大值为2BR2ω
C. 全过程中,ab杆平均电动势为BR2ω
D. 全过程中,ab杆平均电动势为
11. 如图所示为某小型发电厂的远距离输电示意图,发电厂的输出电压为,输出功率为,输电线路总电阻为,用户端得到的电压为、功率为。变压器均为理想变压器,下列说法正确的是( )
A. 输电线损耗的电压为
B. 输电线上的电流为
C. 升压变压器原、副线圈的匝数比为
D. 降压变压器原、副线圈的匝数比为
12. 在真空区域内存在一宽度为d、磁感应强度大小为B的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,AD、BC为磁场的两条平行边界。质量为m、电荷量为q的带负电粒子以与AD边界成37°的夹角射入磁场,粒子从磁场右边界射出时,速度方向与边界的夹角为53°。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计粒子重力,下列说法正确的是( )
A. 粒子在磁场中的轨迹半径为5d
B. 粒子在磁场中运动的过程中,速度偏转了90°
C. 粒子射入磁场的速度大小为
D. 粒子在磁场中的运动时间为
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13. 某同学应用楞次定律判断线圈中导线的缠绕方向。器材有:一个绕向未知的线圈,一个条形磁铁,一只多用电表,导线若干。操作步骤如下:
①为避免指针反向偏转损坏电表,先调整指针定位螺丝使指针尽量偏向零刻线右侧;
②把多用电表和线圈按图甲连接,将选择开关旋转到10mA挡;
③将条形磁铁N极向下插入线圈时,发现多用电表的指针向右偏转;
④根据楞次定律判断出线圈中导线的缠绕方向。
请回答下列问题:
(1)在步骤①中调整多用电表的指针定位螺丝是______(选填“a”、“b”或者“c”);
(2)可判断线圈中导线的缠绕方向如图乙中的_______(选填“A”或“B”)所示;
(3)若条形磁铁插入越快,多用电表的指针偏角_________(选填“越大”或“越小”)。
14. 实验小组用可拆式变压器探究“变压器的电压与匝数关系”。
(1)下列说法正确的是______。
A. 若去掉铁芯,实验结果不会受到影响
B. 为保证实验安全,原线圈应接低压直流电源
C. 交变电流产生的磁场对铁芯有力的作用,可能使铁芯振动发出“嗡嗡”声
(2)变压器铁芯的结构和材料是______;
A. 绝缘的硅钢片叠成 B. 整块硅钢铁芯 C. 整块不锈钢铁芯
(3)某次实验操作过程中横铁芯没有与竖直铁芯对齐,原线圈输入电压为U1=4V,匝数为n1=200匝,改变副线圈匝数n2,测量副线圈两端的电压U2,得到U2—n2图像如图甲所示,则可能正确的是图线______(选填“a”“b”或“c”)。
(4)在完成实验后,采用如图乙所示的电路测量变压器原线圈的电阻(阻值较小),为保证电路中各元件安全,实验结束时,首先进行的操作是______。
A. 断开导线A B. 断开开关 C. 取下电池
15. 如图甲所示,金属线框在匀强磁场中匀速转动,产生正弦式交流电。已知线框匝数匝,面积,线框电阻,线框与的外电阻构成闭合回路,从图中这一时刻开始计时,通过R的电流随时间变化的图像如图乙所示,求解下列问题:
(1)转动一周,整个回路产生的电热Q;
(2)匀强磁场的磁感应强度结果可以含根号与根式
16. 如图所示,理想变压器的原副线圈匝数比为4∶1,电阻,,原线圈输入端与交流电源相连接,交流电源电压,电流表视为理想电表。求:
(1)原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比;
(2)电流表的示数。
17. 如图,边长为L的正方形abcd区域及矩形cdef区域内均存在电场强度大小为E、方向竖直向下且与ab边平行的匀强电场,ef右边有与ef相切的圆形区域,切点为ef的中点,该圆形区域与cdef区域内均存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。一带电粒子从b点斜向上射入电场后沿图中曲线运动,经cd边的中点进入cdef区域,并沿直线通过该区域后进入圆形区域。所有区域均在纸面内,粒子始终在该纸面内运动,不计粒子重力。求:
(1)粒子通过cdef区域时的速度大小;
(2)粒子的电荷量与质量之比;
(3)若粒子在圆形区域的运动时间为,则圆形区域的半径。
18. 如图甲,两平行金属导轨由倾角足够长的倾斜部分和水平部分平滑连接而成。水平部分的正方形abcd区域内存在竖直向下的匀强磁场,其磁感应强度大小随时间变化规律如图乙所示。倾斜部分存在方向沿斜面向下、大小的匀强磁场。质量,电阻的导体棒ef锁定于倾斜轨道上边缘PQ处。时,解除锁定,同时对导体棒施加沿斜面向下的拉力,使其以的加速度匀加速下滑。已知导体棒始终与导轨垂直且接触良好,与导轨间动摩擦因数,其长度及导轨间距均为,水平导轨电阻不计,倾斜部分每条导轨单位长度电阻,重力加速度,。求:
(1)时,通过导体棒的电流;
(2)导体棒下滑时,拉力的大小F;
(3)若导体棒下滑的过程中,流过导体棒的电荷量,此过程中拉力冲量的大小。
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