年合肥32中高二物理下学期期中考试
一、单选题(本大题共 8 小题，共 32.0 分) 1. 电磁感应现象中，以下关于电路中感应电动势大小的说法，正确的是（ ） A. 穿过电路的磁通量变化越大，产生的感应电动势越大； B. 某一时刻穿过电路的磁通量为零， 电路中感应电动势一定为零； C. 如果电路不闭合，即使穿过电路磁通量发生变化，感应电动势也一定为零； D. 穿过电路磁通量变化越快，感应电动势越大。2. 关于变压器下列说法正确的是 A. 变压器的工作原理是利用电磁感应现象 B. 变压器的铁芯是闭合的, 闭合是为了让电流从原线圈经铁芯流向副线圈 C. 变压器不仅可以变压, 也可以改变交流电的频率 D. 升压变压器副线圈所用的导线比原线圈所用的导线粗 3. 如图所示， A、 B 都是很轻的铝环， 分别吊在绝缘细杆的两端， 杆可绕中间竖直轴在水平面内转动， 环 A 是闭合的，环 B 是断开的。若用磁铁分别接近这两个圆环，则下面说法正确的是 （ ） A. 图中磁铁 N 极接近 A 环时，A 环被吸引，而 后被推开 B. 用磁铁的任意一磁极接近 A 环时，A 环均被排斥 C. 用磁铁 N 极接近 B 环时，B 环被推斥，远离磁铁运动 D. 图中磁铁 N 极远离 A 环时，A 环被排斥，而后随磁铁运动 4. 如图所示为一交流电压随时间变化的图象．每个周期内，前三分之一 周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定．根据图中数据可得，此 交流电压的有效值为( ) A. 7.5V B. 8V C. D. V V5. 如图所示，光滑固定导轨 m、n 水平放置，两根导体棒 p、q 平行放于导轨上，形成一个闭合回 路， 当一条形磁铁从回路上方下落接近回路时( ) A. p、q 将保持原位置不动 B. p、q 将互相远离 C. 磁铁的加速度小于 g D. 磁铁的加速度仍为 g 6. 竖直平面内有一形状为抛物线的光滑曲面轨道， 如图所示， 抛物 线方程是 y=x 2 ，轨道下半部分处在一个水平向外的非匀强磁场中，磁场的上边界是 y=a 的直线（图 中虚线所示） ，一个小金属环（可视为质点）从抛物线上 y=b（b＞a）处以速度 v 沿抛 物线下滑，假设抛物线足够长，金属环沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是（）B. mgb +mg（b-a）D. mg（b-a）+7. 一理想变压器给负载供电，变压器输入电压不变，如图所示．如果负载 电阻的滑动片向上移动．则图中所有交流电表的读数及输入功率变化情况正确的 是(均为理想电表)( ) A. V 1、V 2 不变，A 1 增大，A 2 减小， P 增大 B. V 1、V 2 不变，A 1、A 2 增大， P 增大 C. V 1、V 2 不变，A 1、A 2 减小， P 减小 D. V 不 变 ， V 增 大 ， A 减 小 ， A 减 小 ， P 减 1 2 1 2 小 8. 如图所示，圆形导线框固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直．规定磁场的正 方向垂直纸面向里， 磁感应强度 B 随时间变化的规律如图所示． 若规定顺时针方向为感应电流 i 的正方向， 下列各图中正确的是 二、多选题(本大题共 4 小题，共 16.0 分) 9. 如图所示，L 是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为零．A 和 B 是两个完全相同的灯泡，则下列说法中正确的有（ ） A. 当开关 S 闭合瞬间，A、B 两灯同时亮，最后 B 灯熄灭 B. 当开关 S 断开瞬间，A、B 两灯同时熄灭 C. 当开关 S 断开瞬间，a 点电势比 b 点电势低 D. 当开关 S 断开瞬间，流经灯泡 B 的电流是由 a 到 b 10. 有一台输出电压按左图规律变化的交流发电机 E，通过理想升压变压器 T 1 和理想降压变压器 T 2 向远处用户供电，如图所示。现已知发电机的输出功率为 1100W，T 1 的原副线圈匝数比为 1:10，则下列说 法正确的是A. B. C. D.发电机 E 所产生的交流电的电压表达式为 电流表的示数为 0.5A 当用户消耗的功率变大时，输电线上消耗的功率也变大 若只增加 T 2 的原线圈匝数，则发电机的输出功率将变大11. 如图所示，要使图中 ab 段直导线中有向右的电流，则导线 cd 应 ( ) A. 向右加速运动 B. 向右减速运动 C. 向左加速运动 D. 向左减速运动 12. 如图所示，相距为 d 的两条水平虚线 L 1、 L 2 之间是方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度 为 (转载自：www.dXf5.cOm 东星资源网:年合肥32中高二物理下学期期中考试)B，正方形线圈 abcd 边长为 L( L＜ d)，质量为 m，电阻为 R，将线圈在磁场上 方高 h 处静止释放， cd 边刚进入磁场时速度为 v 0， cd 边刚离开磁场时速度也为 v （从 cd 边刚进入磁场起一直到 ab 边离开磁场为止） 0，则线圈穿越磁场的过程中， 以下说法正确的是 A. 感应电流所做的功为 mgd B. 感应电流所做的功为 2 mgdC. D.线圈的最小速度一定为 线圈的最小速度一定为 三、计算题(12 + 12 + 12 + 16 = 52 分) 2 13. 在如图甲所示的电路中， 螺线管匝数 n=1500 匝， 横截面积 S= 20cm 。
螺线管导线电阻 r=1.0Ω ， R 1=4.0Ω ，R 2=5.0Ω ，C=30μ F。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度 B 按如图乙所示的规律 变 化 。
求 ： （1）求螺线管中产生的感应电动势？ （ 2 ） 闭 合 S ， 电 路 中 的 电 流 稳 定 后 ， 电 阻 R1 的 电 功 率 ？ （3）闭合 S，电路中的电流稳定后，求电容器的电量及上极板的电性？14. 如图是一小型发电站通过升压、降压变压器把电能输给用户的示意图。已知发电机的输出功 率是 400KW，输出电压 U 1=400V，用变压比 n 1: n 2.=1∶20 的理想变压器升压后向远处供电，输电线的 总电阻为 10Ω ，到达用户后再用变压器降为 220V，求： （1）升压变压器的副线圈两端电 U2； （2）输电线上损失的电功率； （3）降压变压器的变压比 n3:n4.15. 如图所示，一交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈匝数 N=100，线圈电阻 r=3Ω ， ab=cd=0.5m，bc=ad=0.4m，磁感应强度 B=0.5T，电阻 R=311Ω ，当线圈以 n=300r/min 的转速匀速转动时， 求 ： (1) 感 应 电 动 势 的 最 大 值 ； (2)t=0 时 刻 ， 线 圈 在 图 示 位 置 ， 写 出 此 交 变 电 流 电 动 势 的 瞬 时 值 表 达 式 ； (3)此电压表的示数是多少． 16. 两根足够长的光滑平行直导轨 MN、PQ 与水平面成 θ 角放置，两导轨间距为 L，M、P 两点间接 有阻值为 R 的电阻.一根质量为 m 的均匀直金属杆 ab 放在两导轨上，并与导轨垂直.整套装置处于磁感应 强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上，导轨和金属杆接触良好，它们的电阻不计.现让 ab 杆 由 静 止 开 始 沿 导 轨 下 滑 . (1) 求 ab 杆 下 滑 的 最 大 速 度 v ； m (2)ab 杆由静止释放至达到最大速度的过程中，电阻 R 产生的焦耳热为 Q，求该过程中 ab 杆下滑的距离 x 及通过电阻 R 的电量 q.肥东二中 2015-2016 学年度第二学期期中考试 高二年级 物理参考答案 2.A 3.B 4.C 5.C 6.D 7.C 8.C 9.A,D 10.BC 11.A,D 12.B,D13. 解： （1）根据法拉第电磁感应定律（2）根据全电路欧姆定律=5.76×10-2W（3）电容器两端的电压 电量 14. 由 上极板带负电 。解： （1）设升压变压器的副线圈两端电压为 得：（2）输电导线上的电流：输电导线上的功率损失： △P=I2R=502×10W=25KW （3）输电线上的电压损耗： △U=IR=50×10=500V 降压变压器原线圈的电压： U3=U2-U=8000-500=7500V 则降压变压器原、副线圈的匝数比：15. 解：(1)根据角速度与转速的关系得：ω =2π N=10π rad/s 感应电动势的最大值为：E m=NBSω =100×0.5×0.5×0.4×10π V=100π V≈314V (2)在图示的位移，导线切割磁感线的有效速度最大，瞬时电压也最大，故此交变电流电动势的瞬时值表 达式为 e=314cos10π t (3)电动势的有效值： 由闭合电路的欧姆定律： 部分闭合电路的欧姆定律： 代人数据，求得：U=IR=220V 答：(1)感应电动势的最大值 314V； ． ， (2)此交变电流电动势的瞬时值表达式 e=314cos10π t； (3)此电压表的示数是 220V． 16. (1) (2) , q=【解析】 1. 考查法拉第电磁感应定律、磁通量、磁通量的变化量即磁通量的变化率的理解。
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势与磁通量变化率成正比即 磁通量大小与变化率无关，不能影响电动势，故 A 错误； 磁通量为 0 时，变化率不一定等于 0，电动势不一定等于 0，故 B 错误； 电路不闭合，穿过电路磁通量发生变化，此时不能产生感应电流，但可以产生感应电动势，故 C 错误； 磁通量变化率即磁通量变化的快慢，所以磁通量变化越快感应电动势越大，故 D 正确。
故选 D。
影响感应电动势大小的是磁通量的变化率，即单位时间内磁通量的变化量，而磁通量、磁通量的变化量即 磁通量的变化率几个物理量本身没有必然联系。
2. 试题分析：变压器原线圈中输入的交流电流产生交变的磁场在副线圈中产生感应的电流，即变压器利用了 电磁感应原理工作，故 A 正确。变压器的铁芯闭和线圈间是绝缘的，副线圈中的电流是由磁通量的变化引 起的。故 B 错误。变压器只能改变交流电的电压和电流，不能改变交流电的频率，故 C 错误。升压变压器 副线圈中电流小因此所用导线细，故 D 错误。
考点：本题考查了变压器的工作原理及构造、电磁感应现象 3. 当磁铁的运动，导致两金属圆环的磁通量发生变化，对于闭合圆环，从而由楞次定律可得线圈中产生感应 电流，则处于磁铁的磁场受到安培力，使圆环运动；对于不闭合圆环，虽有感应电动势，但没有感应电流， 则不受安培力作用。
A.当磁铁的靠近时，导致圆环 A 的磁通量变大，由楞次定律可得圆环 A 产生感应电流，又处于磁场中，则 受到的安培力作用，使它远离磁铁，即被推开,故 A 错误， B.当磁铁的任意一磁极靠近时，导致圆环 A 的磁通 量变大，从而由楞次定律可得圆环 A 的感应电流，使它 远离磁铁，故 B 正确； C.对于圆环 B，当磁铁的靠近时，虽磁通量变大，有感应电动势，但由于不闭合，所以没有感应电流，则 不受安培力作用．所以对于圆环 B，无论靠近还是远离，都不会有远离与吸引等现象，故 C 错误； D.当磁铁远离 A 环时，导致圆环 A 的磁通量减小，由楞次定律可得 A 环产生感应电流，又处于磁场中，受 到安培力作用，使它靠近磁铁，即被吸引，故 D 错误。
故选 D 从楞次定律相对运动角度可得：近则斥，远则吸．同时同向电流相互吸引，反向电流相互排斥。
4. 解： 如图所示， 它不是正弦式电流， 因此有效值不是等于最大值除以根号 2取一个周期进行分段，在 0-1s 是正弦式电流，则电压的有效值等于 3 在 1s-3s 是恒定电流，则有效值等于 9V． 则在 0-3s 内，产生的热量U=2 故选：C 5. 假设磁极的方向，由楞次定律可知闭合回路中电流方向，则分析两导体棒受安培力的情况可知它们的运动 情况。
设磁铁的下端为 N 极，则磁铁下落时，回路中的磁通量向下增大，由楞次定律可知，回路中的电流为逆时 针；则由左手定则可得，P 受力向右，Q 受力向左，故相互靠拢，AB 错误； 根据楞次定律，阻碍磁通量的变化，来拒去留的规律，条形磁铁下落过程受排斥，加速度小于 g，故 C 正 确 D 错误。
故选 C。
本题可以直接利用楞次定律的第二种表述， “来拒去留” ； 可以理解为当磁铁下降时， 线框中的磁通量增大， 故为了阻碍磁通量的变化，线框的面积减小，PQ 相互靠拢。
6. 试题分析： 金属环在进入磁场和穿出磁场过程中，由于穿过圆环的磁通量发生变化，故此产生感应电流， 转化为焦耳热，所以一次比一次上升的高度小，当金属环完全在 的直线下摆动时，没有感应电流 产生，故根据能量守恒定律可得在整个过程中，重力势能减小，动能减小，减小的机械能转化为内能，根 据能量守恒得焦耳热总量 ，故 D 正确考点：考查了能量守恒定律，感应电流产生条件 7. 输出电压是由输入电压和匝数比决定的，由于输入电压和匝数比不变，所以变压器的输出电压也不变，所 以 V 1、V 2 的示数都不变，当变阻器的滑动头 P 向上移动时，滑 动变阻器的电阻增大，所以负线圈的电流 减小 ，原线圈的电流也要变小，所以 C 正确． 考点：考查了理想变压器 8. 根据 B-t 图象判断穿过项圈的磁通量变化情况， 由楞次 定律判断出感应电流的方向； 应用排除法分析答题。
由 B-t 图象可知，0-1s 内，线圈中磁通量增大，由楞次定律可知，电路中电流方向为逆时针，即电流为负 方向； 由楞次定律可知，1-2s 内电路中的电流为顺时针，为正方向，2-3s 内，电路中的电流为顺时针，为正方 向，3-4s 内，电路中的电流为逆时针，为负方向。
故选 C。
本题要求学生能正确理解 B-t 图的含义，才能准确的利用楞次定律进行判定。
9. 考查自感现象。 A．电键 S 闭合瞬间，线圈 L 对电流有阻碍作用，则相当于灯泡 A 与 B 串联，因此同时亮，且亮度相同， 稳定后 B 被短路熄灭，故 A 正确； B．稳定后当电键 K 断开后，A 马上熄灭，由于自感，线圈中的电流只能慢慢减小，其相当于电源左端为高 电势，与灯泡 B 构成闭合回路放电，流经灯泡 B 的电流是由 a 到 b，B 闪一下再熄灭，故 D 正确，BC 错误。
故选 AD。
对于自感现象，是特殊的电磁感应现象，应用楞次定律和法拉第电磁感应定律进行理解，注意线圈的电阻 不计是解题的关键。
10. 试题分析：由左图可知，交流电的周期为 T=2×10－2s，故其角速度ω = =100π ，所以交流电的表达式为（V） ，故选项 A 错误；根据 T1 的线圈匝数比可得 T1 副线圈上的电压为 U=2200V，故副线圈上的电流为 I=1100W/2200V=0.5A，选项 B 正确；当用户消耗的电功率 变大时，T2 副线圈上的电流变大，则 T2 原线圈上的电流也变大，故输电线上消耗的电功率变大，选项 C 正确；若只增加 T2 原线圈的匝数，因为 T2 副线圈的电压 220V 不变，故会提高输电线上的电压，从而减 小输电线上的电流，使得线圈上消耗的电功率减小，故会减小发电机的输出功率，选项 D 错误。
考点： 高压输电，变压器。
11. 由于导体棒 cd 的运动，导致 ab 导线中有向右的电流，从而根据楞次定律可知，穿过导线 ab 的磁场要么 向左减小，要么向右增大． 因此由右手螺旋定则可知，要么从 c 到 d 的感应电流，且大小减小；要么有从 d 到 c 感应电流，且大小增 大．所以根据右手定则及切割感应电动势，可知，要么向左减速运动，要么向右加速运动，故 AD 正确， BC 错误； 故选 AD。
12. 本题考查了电磁感应的综合应用。
cd 边刚离开磁场时速度与 cd 边刚进入磁场时速度相等，说明动能没有变化，即减少的重力势 能转变为热 能，即 Q=2mgd，B 对、A 错 误；根据题意，线框进入磁场先减速，后完全进入磁 场，在自由落体，加速到 cd 边 刚 要 离 开 速 度 相 等 ， 则 根 据 动 能 定 理 ，求得其最小速度为，D 正确；根据题意，有可能正好减速到最小时安培力等于重力，然后完全进入磁场在自由落体，所以，即 C 错误。故选 BD。
13. （1）根据法拉第地磁感应定律求出螺线管中产生的感应电动势； （2）根据 P=I2R 求出电阻 R1 的电功率； （3）电容器与 R2 并联，两端电压等于 R2 两端的电压，根据 Q=CU 求出电容器的电量。
本题是电磁感应与电路的综合，知道产生感应电动势的那部分相当于电源，运用闭合电路欧姆定律进行求 解。
14. 对于输电问题，关键要搞清电路中电压、功率的分配关系，注意理想变压器不改变电功率，只改变电压和 电流．可画出输电原理图帮助解题。 （1）根据理想变压器原副线圈两端的电压与匝数成正比，求解升压变压器副线圈两端的电压； （2）理想变压器不改变电功率，由 P=UI 求出输电线中的电流，由功率公式 P=I2R 求解输电线上损耗的电 功率； （3）用户得到的功率等于发电机的输出功率减去输电线上损失的功率，根据用户得到的功率，由功率公 式求出降压变压器副线圈中电流，再由电流与匝数成反比求解降压变压器原、副线圈的匝数比。
15. (1)先求出角速度，再根据 E m=nBSω 求出最大电动势； (2)先根据闭合电路欧姆定律求出电流的最大值，再根据感应电流与感应电动势的瞬时值表达式的关系即 可求解； (3)先求出电流的有效值，根据公式 U=IR 求解． 16. 【解析】 试题分析： (1)金属杆 ab 切割磁感线产生的感应电动势大小为 E= BLv 电路中电流 金属杆所受安培力 F A=BIL 设金属杆 ab 运动的加速度为 a，则 Mgsinθ - F A=ma 当加速度 为零时，速度 达最大，速度最大值为(2)根据能量守恒定律有根据法拉第电磁感应定律有 根据闭合电路欧姆定律 有 故感应电荷量 解得 q= 考点：此题考查了法拉第电磁感应定律、牛顿第二定律及能量守恒定律。