精品解析：内蒙古区赤峰第四中学2024-2025学年高二下学期4月月考物理试题

2024～2025学年度第二学期月考试题 高二物理 注意事项： 1．本试卷满分100分，考试时间75分钟。 2．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡相应位置上。将答案写在答题卡上题号所指示区域作答，超出答题区域书写的答案无效，写在本试卷、草稿纸上无效。 一、选择题：本题共10小题，共 46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，每小题4分；第 8～10题有多项符合题目要求，每小题 6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分。 1. 下列现象中利用的原理不是电磁感应的是（ ） A. 甲图真空冶炼炉外的线圈中通入高频交流电，炉内的金属能迅速熔化 B. 乙图的安检门可以检测金属物品，如携带金属刀具经过时会触发报警 C. 丙图中用一蹄形磁铁接近正在旋转的铜盘，铜盘很快静止下来 D. 丁图中的磁电式电流表通过电流时指针转动 2. 小王同学为了探究感应电流的方向与什么因素有关，他将一灵敏电流计与一个线圈相连构成闭合电路，然后将条形磁铁插入或拔出线圈，如图所示。其中线圈中所标箭头方向为感应电流方向。则下列判断正确的是（ ） A. 图甲磁铁正在向上运动 B. 图乙磁铁正在向上运动 C. 图丙磁铁正在向上运动 D. 图丁磁铁正在向下运动 3. 1888年尼古拉·特斯拉发明了世界上第一台交流发电机，成为电机工程学的先驱。甲图是一台交流发电机的示意图，线圈以为轴匀速转动，产生的正弦式交变电流的波形如图乙所示，下列说法正确的是（ ） A. 电流的峰值为 B. 该正弦式交流电的频率为50Hz C. 1s内，电流的方向发生10次变化 D. 时，线圈平面转到图甲所示的位置 4. 如图所示，地面上方有方向垂直纸面向外的匀强磁场和竖直向上的匀强电场，在磁场内水平静止释放一根不带电的金属棒MN，不考虑空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. N端先落地，M端后落地 B. M、N两端一起落地 C. 金属棒做自由落体运动 D. 金属棒先加速运动后匀速运动 5. 如图，L是自感系数很大的线圈，但其自身的直流电阻几乎为零，A和B是两个相同的小灯泡。下列说法正确的是（　　） A. 开关S闭合的瞬间，A灯比B灯先变亮 B. 开关S闭合的瞬间，B灯慢慢变亮 C. 开关S断开的瞬间，A灯会闪亮一下 D. 开关S断开后，流过B灯的电流反向 6. 图甲是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为、，电压表为交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体，下列说法正确的是（ ） A. 电压表的示数为5V B. 要点燃气体必须满足 C. 要点燃气体必须满足 D. 只要满足一定关系，不用转换器将直流电压转换为交流电压也可实现点燃气体 7. 如图所示，等腰直角三角形区域内有垂直于纸面向内的匀强磁场，左边有一形状与磁场边界完全相同的闭合导线框，线框斜边长为1，线框从图示位置开始水平向右匀速穿过磁场区域，规定线框中感应电流逆时针方向为正方向，其感应电流i 随位移x变化的图象正确的是 A. B. C. D. 8. 如图是法拉第圆盘发电机的示意图：铜质圆盘安装在水平铜轴上，圆盘位于两磁极之间，圆盘平面与磁感线垂直。两铜片C、D分别与转动轴和圆盘的边缘接触。使圆盘转动，电阻R中就有电流通过。已知圆盘的半径为r，匀速转动的周期为T，圆盘处在一个磁感应强度为B的匀强磁场之中。不计金属圆盘及导线的电阻。下列说法正确的是（ ） A. 电阻R上电流方向由M到N B. 电阻R上电流方向由N到M C. 通过R的电流 D. 通过R的电流 9. 某发电厂单台发电机组一年可发电近2.5亿度，可保障近6万户家庭全年用电.如图是发电站向居民区输电的简化电路图，图中的变压器均可视为理想变压器，输电线路的等效总电阻为r，发电站输电电压U1保持不变，下列说法中正确的是（ ） A. 用电高峰期用户端负载增加时，会减小 B. 用电高峰期用户端负载增加时，会增大 C. 用电高峰期用户端负载增加时，发电站输出功率会增大 D. 用电高峰期用户端负载增加时，等效电阻r消耗的功率会增大 10. 如图所示，水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ，两导轨间距为L，导轨电阻均可忽略不计。在M和P之间接有一阻值为R的定值电阻，导体杆ab质量为m、电阻也为R，并始终与导轨垂直且接触良好。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。现给ab杆一个初速度v0，使杆向右运动，最终ab杆停止在导轨上。下列说法正确的是（　　） A. ab杆将做匀减速运动直到静止 B. ab杆速度减为时，ab杆加速度大小为 C. ab杆速度减为时，通过定值电阻的电荷量为 D. ab杆速度减为时，ab杆通过的位移为 二、非选择题：本题共 5小题，共 54分。 11. 某实验小组用如图电路探究影响感应电流方向的因素。 （1）实验前_____（选填“需要”或“不需要”）判明电流表指针的偏转方向和电流方向之间的关系 （2）实验时，闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于最______端（选填“左”或“右”），当闭合开关时，发现灵敏电流计的指针右偏。指针稳定后，迅速将滑动变阻器的滑片P向右移动时，灵敏电流计的指针____（选填“左偏”“不动”或“右偏”）。 12. 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，某同学采用了如图所示的可拆式变压器进行研究，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“×100”的匝数。 （1）对于实验过程，下列说法正确的有_____； A. 本探究实验采用了控制变量法 B. 测量副线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡” C. 使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用适当的挡位进行测量 D. 为保证实验安全，原线圈应接低压直流电源 （2）若变压器是理想变压器，电源接变压器原线圈“2”、“8”接线柱，副线圈接“1”、“4”接线柱，当副线圈所接电表的示数为6.0V，则原线圈的输入电压应为_____V； （3）该同学组装变压器时忘记了安装铁芯Q，当原副线圈匝数比为8∶1，原线圈接12.0V交流电压，则测量副线圈的电压表的实际读数可能是_____； A. 0V B. 0.65V C. 1.50V D. 9.60V 13. 如图甲，100匝的线圈（图中只画了2匝）两端A、B与一个阻值为R=2Ω的电阻和理想电压表相连。线圈内有垂直纸面向里的匀强磁场，线圈的电阻r=0.5Ω，线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。 （1）请判断与电压表正接线柱相连的是A端还是B端？ （2）求线圈产生的感应电动势E的大小； （3）求电压表的读数U的大小。 14. 如图所示,相距为d的两水平线L1和L2分别是水平向里的匀强磁场的边界，磁场的磁感应强度为B，正方形线框abcd边长为L（L<d）、质量为m，电阻为R。将线框在磁场上方高h处由静止释放，ab边刚进入磁场和ab边刚穿出磁场时的速度恰好相等。已知重力加速度为g。求： （1）ab边刚进入磁场时，线框中的感应电流I的大小； （2）从ab边刚进入磁场到ab刚穿出磁场的过程线框产生的焦耳热Q； （3）cd边刚进入磁场时线框的速度大小。 15. 小明设计的电磁健身器的简化装置如图乙所示，两根平行金属导轨相距l＝0.50 m，倾角θ＝53°，导轨上端串接一个R＝0.05 Ω的电阻。在导轨间长d＝0.56 m的区域内，存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度B＝2.0 T。质量m＝4.0 kg的金属棒CD水平置于导轨上，用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH相连。CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距x＝0.24 m。一位健身者用恒力F＝80 N拉动GH杆，CD棒由静止开始运动，上升过程中CD棒始终保持与导轨垂直。当CD棒到达磁场上边界时健身者松手，触发恢复装置使CD棒回到初始位置。不计CD杆和导轨的电阻，不计拉杆和绳索的质量，忽略一切摩擦。重力加速度g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8．求： （1）CD棒进入磁场时速度v的大小 （2）CD棒进入磁场时的加速度a的大小 （3）在拉升CD棒的过程中，电阻R 产生的焦耳热Q （4）健身者每次由于拉升CD棒的过程而消耗的能量E 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024～2025学年度第二学期月考试题 高二物理 注意事项： 1．本试卷满分100分，考试时间75分钟。 2．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡相应位置上。将答案写在答题卡上题号所指示区域作答，超出答题区域书写的答案无效，写在本试卷、草稿纸上无效。 一、选择题：本题共10小题，共 46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，每小题4分；第 8～10题有多项符合题目要求，每小题 6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分。 1. 下列现象中利用的原理不是电磁感应的是（ ） A. 甲图真空冶炼炉外的线圈中通入高频交流电，炉内的金属能迅速熔化 B. 乙图的安检门可以检测金属物品，如携带金属刀具经过时会触发报警 C. 丙图中用一蹄形磁铁接近正在旋转的铜盘，铜盘很快静止下来 D. 丁图中的磁电式电流表通过电流时指针转动 【答案】D 【解析】 【详解】A．甲图中真空冶炼炉外的线圈通入高频交流电时，在线圈内部产生高频变化的磁场，从而在炉内的金属中产生较强的涡流，利用涡流的热效应使金属迅速熔化，其工作原理为电磁感应现象，故A不符合题意； B．乙图中安检门工作时，门框内的线圈通以交变电流产生交变磁场，当金属物品进入该磁场时，金属内部会产生涡流，涡流的磁场反过来影响原线圈中的电流，从而触发报警装置，该过程利用了电磁感应原理，故B不符合题意； C．丙图中当蹄形磁铁靠近旋转的铜盘时，铜盘切割磁感线在内部产生涡流，涡流在磁场中受到安培力的作用，该安培力阻碍铜盘的相对运动，使铜盘很快静止下来，这属于电磁阻尼现象，利用了电磁感应原理，故C不符合题意； D．丁图中磁电式电流表的工作原理是通电线圈在磁场中受到安培力的作用发生转动，该现象利用了磁场对通电导线的作用，没有利用电磁感应原理，故D符合题意。 故选D。 2. 小王同学为了探究感应电流的方向与什么因素有关，他将一灵敏电流计与一个线圈相连构成闭合电路，然后将条形磁铁插入或拔出线圈，如图所示。其中线圈中所标箭头方向为感应电流方向。则下列判断正确的是（ ） A. 图甲磁铁正在向上运动 B. 图乙磁铁正在向上运动 C. 图丙磁铁正在向上运动 D. 图丁磁铁正在向下运动 【答案】A 【解析】 【详解】A．磁铁下端为N极，穿过线圈的原磁场方向向下；根据感应电流方向，由安培定则得感应磁场方向向下。 根据楞次定律"增反减同"，感应磁场与原磁场同向，说明原磁通量减小，磁铁远离线圈，即磁铁正在向上运动，故A正确； B． 磁铁下端为N极，原磁场方向向下；根据感应电流方向得感应磁场方向向上。 感应磁场与原磁场反向，说明原磁通量增加，磁铁靠近线圈，即磁铁正在向下运动，故B错误； C．磁铁下端为S极，原磁场方向向上；根据感应电流方向得感应磁场方向向下。 感应磁场与原磁场反向，说明原磁通量增加，磁铁靠近线圈，即磁铁正在向下运动，故C错误； D．磁铁下端为S极，原磁场方向向上；根据感应电流方向得感应磁场方向向上。 感应磁场与原磁场同向，说明原磁通量减小，磁铁远离线圈，即磁铁正在向上运动，故D错误。 故选 A。 3. 1888年尼古拉·特斯拉发明了世界上第一台交流发电机，成为电机工程学的先驱。甲图是一台交流发电机的示意图，线圈以为轴匀速转动，产生的正弦式交变电流的波形如图乙所示，下列说法正确的是（ ） A. 电流的峰值为 B. 该正弦式交流电的频率为50Hz C. 1s内，电流的方向发生10次变化 D. 时，线圈平面转到图甲所示的位置 【答案】C 【解析】 【详解】A．由乙图可知，电流的峰值为，故A错误； B．由乙图可知，周期为，则该正弦式交流电的频率为，故B错误； C．一个周期内，电流的方向发生2次变化；周期为，故1s内，电流的方向发生10次变化，故C正确； D．时，由图乙可知此时电流为0，则此时穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率最小，线圈平面转到中性面，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，地面上方有方向垂直纸面向外的匀强磁场和竖直向上的匀强电场，在磁场内水平静止释放一根不带电的金属棒MN，不考虑空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. N端先落地，M端后落地 B. M、N两端一起落地 C. 金属棒做自由落体运动 D. 金属棒先加速运动后匀速运动 【答案】A 【解析】 【详解】根据题意可知，金属棒MN向下运动时切割磁感线，由右手定则可知，感应电动势方向由，即端相当于电源的正极带正电，端相当于电源的负极带负电，在电场中，端受向上的电场力，端受向下的电场力，金属棒MN向下运动过程中，发生了转动，N端先落地，M端后落地。 故选A。 5. 如图，L是自感系数很大的线圈，但其自身的直流电阻几乎为零，A和B是两个相同的小灯泡。下列说法正确的是（　　） A. 开关S闭合的瞬间，A灯比B灯先变亮 B. 开关S闭合的瞬间，B灯慢慢变亮 C. 开关S断开的瞬间，A灯会闪亮一下 D. 开关S断开后，流过B灯的电流反向 【答案】D 【解析】 【详解】AB．开关S闭合瞬间，灯泡B与电源直接相连因此立即发光，而灯泡A因为自感线圈的阻碍作用缓慢变亮，AB错误； C．电路稳定时A、B中电流相等，开关S断开瞬间，灯泡A、B与线圈L构成闭合回路，A中电流不会增加，因此A不会闪亮，C错误； D．开关断开瞬间，灯泡A、B与线圈L构成闭合回路，回路中的电流逐渐减小，则电流的方向向左流过B灯，即B灯电流反向，D正确。 故选D。 6. 图甲是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为、，电压表为交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体，下列说法正确的是（ ） A. 电压表的示数为5V B. 要点燃气体必须满足 C. 要点燃气体必须满足 D. 只要满足一定关系，不用转换器将直流电压转换为交流电压也可实现点燃气体 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图乙可知，变压器原线圈两端电压最大值为5V，电压表的示数为有效值，则电压表的示数为，故A错误； BC．当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体；根据可得，故B正确，C错误； D．变压器的工作原理是互感现象，若原线圈接直流电压，原线圈电流恒定，穿过副线圈的磁通量不变，副线圈无法产生感应电动势，因此不能实现点火，故D错误。 故选B。 7. 如图所示，等腰直角三角形区域内有垂直于纸面向内的匀强磁场，左边有一形状与磁场边界完全相同的闭合导线框，线框斜边长为1，线框从图示位置开始水平向右匀速穿过磁场区域，规定线框中感应电流逆时针方向为正方向，其感应电流i 随位移x变化的图象正确的是 A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】线框从图示位置开始水平向右匀速穿过磁场区域,根据楞次定律知回路中产生逆时针的电流，并且电流随着有效切割长度的增加而增加，当两个图形完全重合时电流达到最大值，当线圈继续向右运动时穿过线圈的磁通量开始减小，由楞次定律知此过程电流方向为顺时针，且随着有效切割长度的减小而减小，故B正确； 综上所述本题答案是：B 8. 如图是法拉第圆盘发电机的示意图：铜质圆盘安装在水平铜轴上，圆盘位于两磁极之间，圆盘平面与磁感线垂直。两铜片C、D分别与转动轴和圆盘的边缘接触。使圆盘转动，电阻R中就有电流通过。已知圆盘的半径为r，匀速转动的周期为T，圆盘处在一个磁感应强度为B的匀强磁场之中。不计金属圆盘及导线的电阻。下列说法正确的是（ ） A. 电阻R上电流方向由M到N B. 电阻R上电流方向由N到M C. 通过R的电流 D. 通过R的电流 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．由图可知圆盘的转动方向，根据右手定则可知，圆盘切割磁感线产生的感应电动势方向从圆心指向边缘，即边缘处电势较高，相当于等效电源的正极，处相当于电源的负极，外部电路中电流从处流出，经过节点流向节点，最后流回处，所以电阻上电流方向由到，故A错误，B正确； C．圆盘匀速转动切割磁感线产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律有 根据圆周运动角速度与周期的关系有 联立解得 根据闭合电路欧姆定律可知通过的电流为 联立解得 由此可知通过电阻的电流为，故C正确； D．由对C选项的分析可知，通过电阻的电流为，故D错误。 故选BC。 9. 某发电厂单台发电机组一年可发电近2.5亿度，可保障近6万户家庭全年用电.如图是发电站向居民区输电的简化电路图，图中的变压器均可视为理想变压器，输电线路的等效总电阻为r，发电站输电电压U1保持不变，下列说法中正确的是（ ） A. 用电高峰期用户端负载增加时，会减小 B. 用电高峰期用户端负载增加时，会增大 C. 用电高峰期用户端负载增加时，发电站输出功率会增大 D. 用电高峰期用户端负载增加时，等效电阻r消耗的功率会增大 【答案】CD 【解析】 【详解】A．理想升压变压器的输入电压保持不变，设升压变压器原副线圈匝数分别为和，根据理想变压器电压比公式有 解得 因为匝数比不变且保持不变，可知保持不变，故A错误； B．用电高峰期用户端负载增加，并联的用电器增多使得总电阻减小，导致用户端电流增大，设降压变压器原副线圈匝数分别为和，根据理想变压器电流比公式有 解得 由于增大可知输电线电流增大，输电线路上损失的电压为 可知损失的电压增大，根据串联电路电压关系可知降压变压器的输入电压为 可知降压变压器输入电压减小，根据理想变压器电压比公式有 解得 由于减小，可知用户端电压减小，故B错误； C．根据串联电路电流关系，输电线上的电流满足 由于增大可知理想升压变压器副线圈电流增大，发电站的输出功率等于升压变压器的输入功率，根据理想变压器功率关系有 由于保持不变且增大，可知发电站输出功率增大，故C正确； D．等效电阻消耗的功率为 由于输电线电流增大，可知等效电阻消耗的功率增大，故D正确。 故选CD。 10. 如图所示，水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ，两导轨间距为L，导轨电阻均可忽略不计。在M和P之间接有一阻值为R的定值电阻，导体杆ab质量为m、电阻也为R，并始终与导轨垂直且接触良好。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。现给ab杆一个初速度v0，使杆向右运动，最终ab杆停止在导轨上。下列说法正确的是（　　） A. ab杆将做匀减速运动直到静止 B. ab杆速度减为时，ab杆加速度大小为 C. ab杆速度减为时，通过定值电阻的电荷量为 D. ab杆速度减为时，ab杆通过的位移为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．ab杆在水平方向上受到与运动方向相反的安培力，安培力大小为 加速度大小为 由于速度减小，所以ab杆做加速度减小的减速运动直到静止，故A错误； B．当ab杆的速度为时，安培力大小为 所以加速度大小为，故B正确； C．对ab杆，由动量定理得 即 解得，所以通过定值电阻的电荷量为，故C错误； D．由 解得ab杆通过的位移，故D正确。 故选BD。 二、非选择题：本题共 5小题，共 54分。 11. 某实验小组用如图电路探究影响感应电流方向的因素。 （1）实验前_____（选填“需要”或“不需要”）判明电流表指针的偏转方向和电流方向之间的关系 （2）实验时，闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于最______端（选填“左”或“右”），当闭合开关时，发现灵敏电流计的指针右偏。指针稳定后，迅速将滑动变阻器的滑片P向右移动时，灵敏电流计的指针____（选填“左偏”“不动”或“右偏”）。 【答案】（1）需要 （2） ①. 左 ②. 右偏 【解析】 【小问1详解】 本实验需要通过电流表指针偏转方向得到感应电流的方向，进而探究感应电流方向和磁通量变化的关系，因此实验前需要明确电流表指针偏转方向与电流方向的对应关系。 【小问2详解】 [1]闭合开关前，滑动变阻器需要调到接入电路的阻值最大处，保护电路，所以滑动变阻器的滑片应位于最左端； [2]当闭合开关时，发现灵敏电流计的指针右偏。可知当穿过线圈B的磁通量增加时，灵敏电流计的指针右偏；指针稳定后，迅速将滑动变阻器的滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，线圈A中的电流增大，则穿过线圈B的磁通量增加，灵敏电流计的指针右偏。 12. 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，某同学采用了如图所示的可拆式变压器进行研究，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“×100”的匝数。 （1）对于实验过程，下列说法正确的有_____； A. 本探究实验采用了控制变量法 B. 测量副线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡” C. 使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用适当的挡位进行测量 D. 为保证实验安全，原线圈应接低压直流电源 （2）若变压器是理想变压器，电源接变压器原线圈“2”、“8”接线柱，副线圈接“1”、“4”接线柱，当副线圈所接电表的示数为6.0V，则原线圈的输入电压应为_____V； （3）该同学组装变压器时忘记了安装铁芯Q，当原副线圈匝数比为8∶1，原线圈接12.0V交流电压，则测量副线圈的电压表的实际读数可能是_____； A. 0V B. 0.65V C. 1.50V D. 9.60V 【答案】（1）AC （2）12 （3）B 【解析】 【小问1详解】 A．探究电压与匝数的关系时，需控制一个匝数不变，研究另一匝数对电压的影响，采用控制变量法，故A正确； B．变压器的原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“交流电压挡”，故B错误； C．使用多用电表测电压时，为了安全先用最大量程试测，再选用适当的挡位进行测量，故C正确； D．变压器的工作原理是互感现象，原线圈需要接低压交流电源，故D错误。 故选AC。 【小问2详解】 若变压器是理想变压器，电源接变压器原线圈“2”、“8”接线柱，副线圈接“1”、“4”接线柱，当副线圈所接电表的示数为6.0V，根据，可得原线圈的输入电压为 【小问3详解】 该同学组装变压器时忘记了安装铁芯Q，当原副线圈匝数比为，原线圈接12.0V交流电压，若变压器是理想变压器，则副线圈电压为 忘记安装铁芯后，会产生严重的漏磁，能量损失很大，副线圈的实际感应电压一定小于1.5V，且不为0。 故选B。 13. 如图甲，100匝的线圈（图中只画了2匝）两端A、B与一个阻值为R=2Ω的电阻和理想电压表相连。线圈内有垂直纸面向里的匀强磁场，线圈的电阻r=0.5Ω，线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。 （1）请判断与电压表正接线柱相连的是A端还是B端？ （2）求线圈产生的感应电动势E的大小； （3）求电压表的读数U的大小。 【答案】（1）A端 （2）50V （3）40V 【解析】 【小问1详解】 由题意可知穿过线圈的磁通量向里增加，根据楞次定律结合安培定则可知线圈中的感应电流为逆时针，相当于A端为电源正极，B端为电源负极，则与电压表正接线柱相连的是A端。 【小问2详解】 根据法拉第电磁感应定律可得线圈产生的感应电动势大小为 【小问3详解】 根据闭合电路欧姆定律可得电路电流为 则电压表的读数为 14. 如图所示,相距为d的两水平线L1和L2分别是水平向里的匀强磁场的边界，磁场的磁感应强度为B，正方形线框abcd边长为L（L<d）、质量为m，电阻为R。将线框在磁场上方高h处由静止释放，ab边刚进入磁场和ab边刚穿出磁场时的速度恰好相等。已知重力加速度为g。求： （1）ab边刚进入磁场时，线框中的感应电流I的大小； （2）从ab边刚进入磁场到ab刚穿出磁场的过程线框产生的焦耳热Q； （3）cd边刚进入磁场时线框的速度大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据自由落体运动公式可得 解得ab边刚进入磁场时的速度大小为 ab边刚进入磁场时的电动势为 则线框中的感应电流大小为 【小问2详解】 已知，ab边刚进入磁场和ab边刚穿出磁场时的速度恰好相等，从ab边刚进入磁场到ab刚穿出磁场的过程，根据能量守恒可得线框产生的焦耳热为 【小问3详解】 设cd边刚进入磁场时线框的速度大小，从cd边刚进入磁场到ab刚穿出磁场的过程，根据动能定理可得 解得 15. 小明设计的电磁健身器的简化装置如图乙所示，两根平行金属导轨相距l＝0.50 m，倾角θ＝53°，导轨上端串接一个R＝0.05 Ω的电阻。在导轨间长d＝0.56 m的区域内，存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度B＝2.0 T。质量m＝4.0 kg的金属棒CD水平置于导轨上，用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH相连。CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距x＝0.24 m。一位健身者用恒力F＝80 N拉动GH杆，CD棒由静止开始运动，上升过程中CD棒始终保持与导轨垂直。当CD棒到达磁场上边界时健身者松手，触发恢复装置使CD棒回到初始位置。不计CD杆和导轨的电阻，不计拉杆和绳索的质量，忽略一切摩擦。重力加速度g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8．求： （1）CD棒进入磁场时速度v的大小 （2）CD棒进入磁场时的加速度a的大小 （3）在拉升CD棒的过程中，电阻R 产生的焦耳热Q （4）健身者每次由于拉升CD棒的过程而消耗的能量E 【答案】（1） （2）0 （3）26.88J （4）64J 【解析】 【小问1详解】 金属棒CD进入磁场前，在恒力作用下沿导轨向上做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有 代入数据解得 根据匀变速直线运动的速度与位移关系有 代入数据解得 【小问2详解】 金属棒CD进入磁场时产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律及安培力公式分别有，， 联立并代入数据解得 对金属棒CD受力分析，根据牛顿第二定律有 代入数据解得 【小问3详解】 由小问2可知，金属棒CD进入磁场时的加速度为，故金属棒CD在磁场中做匀速直线运动，在拉升金属棒CD穿过磁场的过程中，根据能量守恒定律有 代入数据解得 【小问4详解】 健身者每次由于拉升金属棒CD的过程而消耗的能量等于恒力所做的功，根据功的计算公式有 代入数据解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $