1、四川省内江市第六中学2019-2020学年高二物理下学期期中试题（含解析）一、选择题(1-8题为单选，3分每题；9-12题为多选，4分每题，共40分)1.关于法拉第电磁感应定律下列说法正确的是（）A. 磁通量变化越快，感应电动势越大B. 磁通量变化越大，感应电动势越大C. 有感应电动势就一定会产生感应电流D. 有感应电流不一定会有感应电动势【答案】A【解析】【详解】AB根据可知，磁通量变化越快，感应电动势越大；磁通量变化越大，感应电动势不一定越大，选项A正确，B错误；C有感应电动势，但是电路不闭合也不能产生感应电流，选项C错误；D有感应电流一定有感应电动势，选项D错误。故选A。2.如图所示，一
2、根无限长通有电流的直导线旁边放一矩形线圈abcd，直导线和线框在同一平面内，若要使线圈中有感应电流，线圈要（）A. 静止不动B. 向下平动C. 以直导线为轴转动D. 向右平动【答案】D【解析】【详解】A当线框静止不动时，穿过线框的磁通量没有变化，所以没有感应电流，故A错误；B当线框向下移动时，穿过线框的磁通量没有变化，所以没有感应电流，故B错误；C以直导线为轴转动，穿过线框的磁通量不变，则没有感应电流产生，故C错误；D线框向右平移时，穿过线框的磁通量减少，有感应电流产生，故D正确。故选D。3.如图甲所示，矩形线圈位于一变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面）向里，磁感应强度B随时间
3、t的变化规律如图乙所示用I表示线圈中的感应电流，取顺时针方向的电流为正则下图中的I-t图像正确的是 ( )A B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】由法拉第电磁感应定律和欧姆定律得：，所以线圈中的感应电流决定于磁感应强度B随t的变化率由图乙可知，01时间内，B增大，增大，感应磁场与原磁场方向相反（感应磁场的磁感应强度的方向向外），由右手定则感应电流是逆时针的，因而是负值所以可判断01s为负的恒值；12s为零；23s为为正的恒值，故C正确，ABD错误故选C【点睛】此类问题不必非要求得电动势的大小，应根据楞次定律判断电路中电流的方向，结合电动势的变化情况即可得出正确结果4.如图所示，三只完全
4、相同的灯泡a、b、c分别与盒子、中的三种元件串联，再将三者并联，接在正弦交变电路中，三只灯泡亮度相同若保持电路两端电压有效值不变，将交变电流的频率增大，观察到灯a变暗、灯b变亮、灯c亮度不变则三个盒子中的元件可能是A. 为电阻，为电容器，为电感器B. 为电感器，为电阻，为电容器C. 为电感器，为电容器，为电阻D. 为电容器，为电感器，为电阻【答案】C【解析】【详解】将交流电频率变大，电感对交流电阻碍作用变强，所以灯a与电感相连；电容对交流电阻碍作用变弱，所以灯b与电容相连；电阻对交流电阻碍作用不变，所以灯c与电阻相连，ABD错误C正确5.如图所示，甲图为正弦式交流电，乙图正值部分按正弦规律变化
5、，负值部分电流恒定，丙图为方波式交流电，三个图中的和周期T相同.三种交流电的有效值之比为（ ）A. ：2：B. 2：C. ：2D. ：2【答案】D【解析】【详解】甲图中交流电的有效值为；对乙图，解得；对于丙图有效值为，所以三种交流电的有效值之比为 ，故D正确；ABC错误；6.如图所示是远距离输电的电路原理示意图，变压器均为理想变压器并标示了电压和电流，其中输电线总电阻为R，则（）A. ，B. ，C. ，D. ，【答案】D【解析】【详解】A变压器的输入功率等于输出功率，则导线上的电流选项A错误；BC由于导线中有功率损失，则选项BC错误；D因I2=I3，则选项D正确。故选D。7.如图所示，长为3a
6、、阻值为3R/2的金属杆可绕过O点的水平轴在竖直平面内转动，在O点正下方固定一半径为a、总电阻为R的金属圆环，圆环内有方向垂直于环面的匀强磁场，磁感应强度大小为B当金属杆由水平位置转到竖直位置时，其角速度为，且金属杆与金属环接触良好，则此时金属杆与圆环的接触点M、N之间的电压为A. 4Ba2B. C. D. 2Ba2【答案】B【解析】【详解】当金属杆在竖直位置时，MN切割磁感线运动，产生的感应电动势由闭合电路的欧姆定律得则M、N之间的电压为故B正确，ACD错误。8.一个半径为r、质量为m、电阻为R的金属圆环，用一根长为L的绝缘细绳悬挂于O点，离O点下方处有一宽度为，垂直纸面向里的匀强磁场区域，
7、如图所示现使圆环从与悬点O等高位置A处由静止释放（细绳张直，忽略空气阻力），摆动过程中金属环所在平面始终垂直磁场，则在达到稳定摆动的整个过程中金属环产生的热量是（） A. mgLB. C. D. mg（L+2r）【答案】C【解析】【详解】当圆环摆动时，由于不断地进出磁场切割磁感线产生感应电流，消耗机械能，高度逐渐降低；当环在磁场下方摆动，不再进入磁场时，摆动稳定，金属环中产的焦耳热等于环减少的机械能，由能量守恒定律得故选C。9.一闭合矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化图象如图所示，则下列说法中正确的是（）A. t=0时刻线圈平面与中性面平行B. t=
8、0.1s时刻，穿过线圈平面的磁通量变化率为零C. t=0.2s时刻，线圈中有最大感应电动势D. t=0.4s时刻，线圈中的感应电流为零【答案】BC【解析】【详解】A.由图可知t=0时刻通过线圈的磁通量为0，此时线圈平面与磁场方向平行，与中性面垂直，选项A错误；B. t=0.1s时刻通过线圈的磁通量最大，穿过线圈平面的磁通量变化率为零，选项B正确；C. t=0.2s时刻通过线圈的磁通量为0，磁通量变化率最大，线圈中有最大感应电动势，选项C正确；D. t=0.4s时刻，通过线圈的磁通量为0，磁通量变化率最大，线圈中有最大感应电动势，线圈中的感应电流最大，选项D错误。故选BC。10.如图所示，水平面
9、放置的足够长的光滑平行金属导轨上有一质量为m的金属棒ab，导轨的一端连接电阻R，其它电阻不计，匀强磁场垂直于导轨平面，现对金属棒施加一个与棒垂直的水平向右的恒力F，使棒从静止开始向右运动的过程中A. ab做加速度减小加速运动直到速度恒定B. 外力F对ab做的功等于电阻R产生的焦耳热C. 外力F做功的功率等于电阻R的电功率D. 克服安培力做的功等于电路中产生的电能【答案】AD【解析】【详解】A金属棒所受的安培力，则加速度为，可知随着速度增大，安培力增大，加速度减小，而当加速度减为零时，速度达到最大，此后做匀速直线运动；故金属棒做加速度减小的变加速直线运动至匀速直线运动；故A正确.D根据电磁感应的
10、动生过程安培力做负功，将运动的机械能转化为电路的电能，再经过电阻变成热能，则有功能关系；即克服安培力做的功等于电路中产生的电能；故D正确.BC对棒的运动过程由动能定理，而，即外力F对ab做的功等于电阻R产生的焦耳热和增加的动能；同样可得，则做功的功率；故B，C均错误.11.如图甲所示电路，理想自耦变压器原线圈输入电压如图乙所示，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器，C为耐压值为22V的电容器，所有电表均为理想电表。下列说法正确的是（）A. 滑片P不动，滑片Q顺时针转动时，电流表A1和A2示数均减小B. 电流表的示数表示的是电流的瞬时值C. 原副线圈匝数比为10:1时，可保证电容器C不被击
11、穿D. 滑片Q不动，滑动片P向下移时，电流表A1和A2示数均增大【答案】AD【解析】详解】A滑片P不动，滑片Q顺时针转动时次级匝数减小，根据变压器匝数比等于电压比可知，次级电压减小，则次级电流减小，即电流表A2示数减小，则初级电流减小，则电流表A1读数减小，选项A正确；B电流表的示数表示的是电流的有效值，选项B错误；C原副线圈匝数比为10:1时，则次级电压最大值为则电容器C会被击穿，选项C错误；D滑片Q不动，则变压器次级电压不变；滑动片P向下移时，则R阻值减小，则次级电流变大，即电流表A1示数增大，初级电流变大，则电流表A2示数变大，选项D正确。故选AD。12.如图，水平固定放置的足够长的光滑
12、平行导轨，电阻不计，间距为L，左端连接的电源电动势为E，内阻为r，质量为m的金属杆垂直静止放在导轨上，金属杆处于导轨间部分的电阻为R。整个装置处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，闭合开关，金属杆沿导轨运动直至达到最大速度过程中，则下列说法正确的是（）A. 金属杆做匀加速直线运动B. 此过程中通过金属杆的电荷量为C. 此过程中电源提供的电能为D. 此过程中金属杆产生的热量为【答案】BC【解析】【详解】A当速度为v时，金属杆受安培力为 则随速度的增加，安培力减小，加速度减小，即金属杆做加速度减小的变加速运动，最后匀速运动，选项A错误； B当金属杆速度最大时，加速度零，安培力为零，则
13、以向右为正方向，根据动量定理，有 其中 联立解得 故B正确；C此过程中电源提供的电能为 故C正确；D动能为 根据能量守恒定律，系统产生的焦耳热为 此过程中金属杆产生的热量为故D错误。故选BC。二、填空题（每空2分，共18分）13.如图所示，线圈的直流电阻为10，R=20，线圈的自感系数较大，电源的电动势为6V，内阻不计。则在闭合S瞬间，通过L的电流为_A，通过R的电流为_A；S闭合后电路中的电流稳定时断开S的瞬间，通过R的电流为_A。【答案】 (1). 0 (2). 0.3 (3). 0.6【解析】【详解】1在闭合S的瞬间，由于L的自感作用，将阻碍电流的增加，从零增加到最大，所以接通开关的瞬间
14、通过L的电流为零；2电阻R无自感现象，接通瞬间就达到稳定电流为3电路中的电流稳定时，流过L的电流在开关断开的瞬间，由电源提供给电阻R的电流瞬间消失，由于线圈L的自感作用，其电流不能马上消失，从稳定的电流逐渐减小到零，此时通过R的电流是线圈中的自感电流，所以方向与原电流方向相反，开关断开瞬间电流为0.6A。14.如图所示，理想变压器的原线圈接在u=220sin(100t)V的交流电源上，副线圈接有的负载电阻。原、副线圈匝数之比为2：1。电流表、电压表均为理想电表，则电压表的读数为_V，电流表的读数为_A，副线圈中输出交流电的周期为_S。【答案】 (1). 110 (2). (3). 0.02【解
15、析】【详解】1由瞬时值的表达式可得，原线圈的电压有效值为根据电压与匝数成正比可得，副线圈的电压为电压表的读数为电压的有效值，所以电压表的读数为110V；2由输入功率和输出功率相等可得所以原线圈的电流的大小为1A，电流表的读数为1A； 3变压器不会改变交流电的周期和频率，所以副线圈中输出交流电的周期为15.在“研究电磁感应现象”的实验中，首先要按图1接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系；然后按图2将电流表与线圈B连成一个闭合电路，将线圈A、电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路。在图1中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央）。在图2中：（填“向左”或“
16、向右”或“不”） （1）S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针将_偏转。（2）线圈A放在B中不动，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表指针_偏转。（3）线圈A放在B中不动，突然切断开关S时，电流表指针_偏转。【答案】 (1). 向右 (2). 向右 (3). 向左【解析】【详解】在图1中，闭合开关，电流从正接线柱流入电流表，电流表指针向左偏转，即电流从哪个接线柱流入，指针就向哪侧偏转在图2中，闭合开关后，由安培定则可知，线圈A中的电流产生的磁场竖直向上；（1）1将S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，穿过B的磁场向上，磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流从电流表正接线柱流入
17、，则电流表的指针将右偏转；（2）2螺线管A放在B中不动，穿过B的磁场向上，将滑动变阻器的滑动触片向右滑动时，穿过B的磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流从电流表正接线柱流入，则电流表的指针将右偏转；（3）3螺线管A放在B中不动，穿过B的磁场向上，突然切断开关S时，穿过B的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将向左偏转三、计算题（共42分）16.如图所示，面积为0.2m2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为B=0.2t（T），定值电阻R1=6，线圈电阻R2=4。电容器电容C=50F，不计除线圈以外的其它导线电阻
18、，求：（1）回路的感应电动势；（2）电容器所带的电荷量。【答案】（1）4V；（2）1.210-4C.【解析】【详解】（1）根据题意磁感应强度随时间变化的规律为B=0.2t（T），那么由法拉第电磁感应定律 （2）回路的电流大小 电容器两端电压U=I R1=0.46=2.4V电容器所带的电荷量Q=CU=5010-62.4C=1.210-4C17.如图所示，理想变压器原线圈与一有效值为10V的交流电源相连，副线圈并联两个不同规格的小灯泡a和b，其中小灯泡a的电阻为30。已知此时流过原线圈的电流为0.09A，小灯泡a的电功率为0.3W。求：（1）原、副线圈的匝数比为；（2）此时流过副线圈的电流；（3）
19、小灯泡b的电阻。【答案】（1）10:3；（2）03A；（3）15【解析】【详解】（1）（2）原线圈输入功率P1=U1I1=100.09=0.9W则次级消耗的功率也为0.9W，即a灯功率Pa=0.3W，则b灯的功率为Pb=0.6W通过a灯的电流为 因ab两端电压相等，可知通过b灯电流为Ib=0.2A；次级电流为I2=0.3A，则变压器匝数比 （3）小灯泡b的电阻18.如图，线圈abcd的面积是0.05m2，共100匝，线圈电阻为r=1，外接电阻R=9，匀强磁场的磁感应强度B=T，当线圈以300r/min的转速匀速旋转时，若从线圈处于中性面开始计时，问：（1）线圈转过s时电动势的瞬时值多大；（2）
20、电阻R消耗的电功率是多少；（3）从中性面开始计时，经s通过电阻R的电荷量是多少；（4）线圈转动一周，外力做的功是多少。【答案】（1）25V；（2）112.5W；（3）0.08C；（4）25J.【解析】【详解】（1）n=300r/min=5r/s，则转动的角速度=2n=10rad/s电动势的最大值EmnBS1000.0510V=50V则线圈转过s时电动势的瞬时值为 （2）电动势有效值 电流 电阻R消耗的电功率 （3）从中性面开始计时，经s磁通量的变化量 则 （4）线圈转动一周，外力做的功等于电功19.平行导轨PQ、MN(电阻均不计)间距为L，直线部分在水平面内，半径为r的光滑圆弧部分在竖直平面内
21、，光滑圆弧部分与直线部分平滑连接，直线部分足够长且处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。导体棒ab、cd的质量分别为M、m，且Mm，电阻均为R。重力加速度为g。将cd棒垂直跨放在水平轨道上，ab棒从离水平轨道高为r处由静止释放。（1）求ab棒刚到达圆弧轨道底端时对轨道的压力；（2）若导体棒cd固定，ab棒与平行导轨水平部分的动摩擦因数为，从ab棒由静止释放到在水平轨道上减速为零的过程中，通过ab棒的电荷量为q，该过程中ab棒未与cd棒相碰。求从刚释放ab棒到ab棒停止运动的过程中ab棒产生的焦耳热；（3）若导体棒cd不固定且水平导轨光滑，运动中两棒没有相碰。求导体棒cd第一次出磁场后滑
22、上弧形轨道的最大高度h。【答案】（1）3Mg；（2）；（3）【解析】【详解】（1）当ab滑到最低点时，由机械能守恒定律 在最低点时 解得N=3Mg根据牛顿第三定律可知，导体棒对轨道的压力大小为3Mg；（2）设整个回路中产生的焦耳热为Q，根据能量守恒定律可得Mgr=Mgs+Q在水平面运动过程中，设运动时间为t，则回路中产生的平均感应电动势为 则平均电流为通过ab棒的电荷量 联立可解得 金属棒ab产生的热量为总热量的一半，因此（3）设ab棒进入磁场时的速度为v0，在此后运动过程中，ab、cd两棒组成的系统动量守恒，设最后两棒的速度均为v，可得Mv0=（M+m）vcd棒滑出磁场在弧形轨道上运动机械能守恒mv2mgh解得
