1、四川省威远中学2019-2020学年高二物理下学期第二次月考试题（含解析）一、选择题(14-18单选，19-21多选，共48分)1.在如图所示的条件下，闭合的矩形线圈中能产生感应电流的是（ ）A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】A.A图中线圈转动时穿过线圈的磁通量不变，不产生感应电流，故A错误；B.B图中线圈转动时穿过线圈的磁通量发生改变，会产生感应电流，故B正确；C.C图中穿过线圈的磁通量始终为零，且不发生变化，故线圈中不产生感应电流，故C错误；D.D图中线圈的转轴平行于磁场，故穿过线圈的磁通量始终为零，不发生变化，线圈中不产生感应电流，故D错误.2.下列选项各图中所标的导体棒
2、的长度为L，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，棒运动的速度均为v，产生的电动势为BLv的是（）A. B. C. D. 【答案】D【解析】【详解】A图中导体棒做切割磁感线运动，产生的感应电动势为故A错误；BC两图中导体棒都不切割磁感线，不产生感应电动势，故BC错误；D图中导体棒做切割磁感线运动，产生的感应电动势为故D正确3.已知某电阻元件在正常工作时，通过它的电流按如图所示的规律变化今与这个电阻元件串联一个多用电表(已调至交变电流电流挡)，则多用电表的读数为( ) A. 5 AB. 4 AC. 4AD. 5A【答案】A【解析】交流电流测量有效值，设该电流的有效值为I，根据交变电流有效值的定义取一个
3、周期T.有：，解得，所以多用电表的读数为5A，故A正确，B、C、D错误；故选A【点睛】有效值的定义为：把直流电和交流电分别通过两个相同的电阻时，如果在相同时间内它们产生的热量相等，那么就把此直流电的电压、电流作为此交流电的有效值根据有效值的定义求解即可4.如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有R=55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。下列说法正确的是（）A. 原线圈的输入功率为WB. 电流表的读数为1AC. 电压表的读数为VD. 副线圈输出的交流电电流在1分钟内方向改变120次【答案】B【解析】【详解】A由题意可得，原线圈的电压有效值为220
4、V，原副线圈匝数之比为，由可得输入功率和输出功率相等可得原线圈中的输入功率为故A错误；B副线圈的电流为由可得即电流表读数为1A，故B正确；C电压表的读数为有效值，即电压表读数为110V，故C错误；D变压器不会改变交流电的周期，所以副线圈中交流电的周期为根据交流电电流在1个周期内方向改变2次，1分钟有30个周期，因此可以改变电流方向60次。故D错误。故选B。5.在水平桌面上，一个圆形金属框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，磁感应强度B1随时间t的变化关系如图甲所示，01 s内磁场方向垂直线框平面向下，圆形金属框与两根水平的平行金属导轨相连接，导轨上放置一根导体棒，且与导轨接触良好，导体棒处于另
5、一匀强磁场B2中，如图乙所示，导体棒始终保持静止，则其所受的摩擦力Ff随时间变化的图像是下图中的(设向右的方向为摩擦力的正方向) ( )A. B. C. D. 【答案】A【解析】【详解】根据题意可得：在01s内磁场方向垂直线框平面向下，且大小变大，则由楞次定律可得线圈感应电流的方向是逆时针，再由左手定则可得导体棒安培力方向水平向左，所以静摩擦力的方向是水平向右，即为正方向；而在01s内磁场方向垂直线框平面向下，且大小变大，则由法拉第电磁感应定律可得线圈感应电流的大小是恒定的，即导体棒的电流大小是不变的；再由：可得安培力大小随着磁场变化而变化，因为磁场是不变的，则安培力大小不变，所以静摩擦力的大
6、小也是不变的。故A正确，BCD错误。故选A。6.图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表线圈绕垂直于磁场方向的水平轴沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，以下判断正确的是 （ ）A. 电流表的示数为10AB. 线圈转动的角速度为50rad/sC. 0.01s时线圈平面与磁场方向平行D. 0.02s时电阻R中电流的方向自右向左【答案】AC【解析】【详解】由题图乙可知交流电电流的最大值是=A，交流电的周期T=0.02s，电流表的示数为交流电的有效值即=10A，选项A正确； 线圈转动的角速度rad/s，选项
7、B错误；0.01s时流过线圈的感应电流达到最大，线圈中产生的感应电动势最大，磁通量的变化率最大，则穿过线圈的磁通量为0，即线圈平面与磁场方向平行，选项C正确；由楞次定律可知0.02s时流过电阻的电流方向自左向右，选项D错误本题选AC7.如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向在图中已经标出。左线圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒ab，金属棒处在垂直于纸面向外的匀强磁场中，下列说法中正确的是 （）A. 当金属棒ab向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点B. 当金属棒ab向右匀速运动时，b点电势高于a点，c点与d点等电势C. 当金属棒ab向右加速运动时
8、，b点电势高于a点，c点电势高于d点D. 当金属棒ab向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点【答案】BD【解析】【详解】当金属棒向右匀速运动而切割磁感线时，金属棒产生恒定感应电动势，由右手定则判断电流方向为ab。根据电流从电源(ab相当于电源)正极流出沿外电路回到电源负极的特点，可以判断b点电势高于a点。又左线圈中的感应电动势恒定，则感应电流也恒定，所以穿过右线圈的磁通量保持不变，不产生感应电流，c点与d点等电势；当ab向右做加速运动时，由右手定则可推断ba，电流沿逆时针方向。又由EBlv可知ab导体两端的电动势不断增大，那么左边电路中的感应电流也不断增大，由安培定则可判断它在铁芯
9、中的磁感线方向是沿逆时针方向的，并且磁感应强度不断增强，所以右边电路线圈中向上的磁通量不断增加。由楞次定律可判断右边电路的感应电流方向应沿逆时针，而在右线圈组成的电路中，感应电动势仅产生在绕在铁芯上的那部分线圈上。把这个线圈看成电源，由于电流是从c沿内电路(即右线圈)流向d，因此d点电势高于c点，综上可得，选项BD正确，AC错误；故选BD。8.如图所示，在光滑的水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场，PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大。一个边长为a、质量为m、电阻为R的金属正方形线框，以速度v垂直磁场方向从实线位置开始向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中的
10、位置时，线框的速度为。下列说法正确的是（）A. 在位置时线框中的电功率为B. 此过程中线框产生的内能为mv2C. 在位置时线框的加速度为D. 此过程中通过线框截面的电量为【答案】AB【解析】【详解】AC在位置时回路中产生感应电动势为E=2Ba=Bav感应电流为I=线圈所受安培力大小分别为F=2BIa=2Ba=方向向左，则根据牛顿第二定律得加速度为a=此时线框中的电功率P=I2R=选项A正确C错误；BD此过程穿过线框的磁通量的变化量为=Ba2通过线框截面的电量为q=根据能量守恒定律得到，此过程回路产生的电能为Q=mv2m= mv2选项B正确D错误故选AB。二、实验填空题（每空2分，共15分）9.
11、如图甲、乙和丙所示均为教材中的演示实验实物图。在电路连接正确的情况下，回答下列问题。(1)图甲中，将条形磁铁插入线圈和拔出线圈时，灵敏电流计指针偏转方向_（填“相同”或“相反”）。(2)图乙中，导体棒AB以大小不同的速度沿相同方向切割磁感线时，灵敏电流计指针偏转大小_（填“相同”或“相反”）。(3)图丙中，当开关闭合的瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转，则下列操作能使灵敏电流计指针向右偏转的有_。（填选项前的字母）A开关闭合一段时间后再断开开关的瞬间B保持开关闭合，快速向右移动滑动变阻器的滑片C保持开关断开，快速向左移动滑动变阻器的滑片D保持开关闭合，快速将线圈A从线圈B中拔出【答案】 (1)
12、. 相反 (2). 不同 (3). AD【解析】【分析】【详解】(1)1将条形磁铁插入线圈和拔出线圈时，线圈中原磁场方向相同，拔出和插入时磁通量变化正好相反，根据楞次定律可知，产生感应电流方向相反。(2)2根据可知导体棒速度不同则产生感应电动势不同，产生感应电流不同，则灵敏电流计指针偏转大小不同。(3)3A开关闭合一段时间后再断开开关的瞬间，电流从有到无，磁通量减小，根据楞次定律可知灵敏电流计指针向右偏转，故A正确；B保持开关闭合，快速向右移动滑动变阻器的滑片，接入电路中的电阻减小，则电流增加，磁通量增大，根据楞次定律可知灵敏电流计指针向左偏转，故B错误；C保持开关断开，不论怎么移动滑片，A中
13、无电流，则无磁场产生，故B中无电流产生，故C错误；D保持开关闭合，快速将线圈A从线圈B中拔出，磁通量减小，根据楞次定律可知灵敏电流计指针向右偏转，故D正确。故选AD。10.图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示各时刻通过线圈L的电流。电路中电灯的电阻，定值电阻R=1.0，A、B间的电压U=6.0V。开关S原来闭合，电路处于稳定状态，在时刻断开开关S，该时刻前后电流传感器显示的电流I随时间t变化的图线如图乙所示。(1)线圈L的直流电阻=_。(2)闭合开关瞬间，看到电灯（ ）。A逐渐变亮B立即变亮，然后变暗C立即变亮，亮度不变(3)闭合开关一段时间后，再断开开关瞬间，看到电灯（ ）
14、。A立即熄灭B闪亮一下再逐渐熄灭C逐渐熄灭(4)断开开关后，通过电灯的电流方向_（填：ab或ba）。【答案】 (1). 3.0 (2). C (3). B (4). ba【解析】【详解】(1)1由图乙可知，零时刻通过电感线圈L的电流为由欧姆定律得解得(2)2闭合开关瞬间，电灯两端电压为电源电压，看到电灯立即变亮，亮度不变，故AB错误，C正确。故选C。(3)3闭合开关一段时间后，流经灯泡电流而线圈电流为1.5A，再断开开关瞬间，电感相当于电流源，通过电灯，接着电流逐渐减小，故看到电灯闪亮一下再逐渐熄灭，故AC错误，B正确。故选B。(4)4断开开关后线圈产生向右的电流，故通过电灯的电流方向向左，即
15、ba。三、计算题。11.如图所示，在一倾角为37的粗糙绝缘斜面上，静止地放置着一个正方形单匝线圈ABCD，E、F分别为AB、CD的中点，线圈总电阻、总质量、正方形边长。如果向下轻推一下此线圈，则它刚好可沿斜面匀速下滑。现在将线圈静止放在斜面上后，在虚线EF以下的区域中，加上垂直斜面向内的、磁感应强度大小按图中所示规律变化的磁场，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37=0.6，cos37=0.8，取g=10m/s2。求：(1)线圈与斜面间的动摩擦因数；(2)线圈在斜面上保持静止时，线圈中产生的感应电流大小与方向。【答案】(1)；(2)，ADCBA【解析】【详解】(1)由平衡条件可知解得(2)
16、由法拉第电磁感应定律其中解得方向为ADCBA。12.如图，半径为1m的圆形金属导轨同定在水平面上，一长l=1m，电阻的金属棒一端与导轨接触良好，另一端固定在圆心处的导电转轴上，该金属棒在电动机A带动下顺时针旋转（俯视）。在圆形金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向下，大小为的匀强磁场。另有一质量为、电阻为的金属棒(长为1m)放在倾角、动摩擦因数为的粗糙金属导轨上，并与导轨垂直且保持良好接触。导轨间距为，中间有大小为的垂直导轨平面向上的匀强磁场，导轨之间还接有阻值的电阻。从圆形金属导轨引出的导线和通过电刷从转轴引出的导线经开关S与导轨连接，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。(，g=10m/s2)(1)当开
17、关S闭合时，要使棒静止，则求棒转动的角速度范围；(2)当开关S断开后，棒将由静止开始下滑，经一段时间速度达到稳定，求稳定时的速度大小；(3)在(2)问中，若已知从开始下滑到速度达到稳定的过程中，通过电阻R3的电荷量为q=1C，求金属棒cd中产生的焦耳热Q（结果用分数表示）。【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【详解】(1)当圆形金属导轨以转动时，棒中产生的电动势为电阻与并联之后再与串联，总电阻电路中总电流棒中的电流棒中的电流方向为，棒上所受的安培力方向沿导轨斜面向上，静摩擦力可向上也可向下，临界为最大静摩擦力，所以由平衡条件得又联立解得(2)棒沿导轨斜面向下运动时，产生的感应电流方向由，其所
18、受安培力的方向沿导轨斜面向上，当速度达到稳定时，有即有所以(3)由能量守恒得又有的焦耳热解得13.下列说法正确的有（）A. 法拉第发现了电流磁效应，并发明了人类历史上第一台感应发电机B. 日光灯工作原理中，镇流器在正常工作时起降压限流作用，保证灯管在低于220V的电压下工作C. 日光灯启动时，启动器产生瞬间高压，使灯管内的气体放电，日光灯就被点亮D. 电感器对交流电的作用是通直流阻交流、通低频阻高频E. 电流互感器是一种升压变压器，在使用时副线圈必须接地且不能开路【答案】BDE【解析】【详解】A法拉第发现了电磁感应现象，并发明了人类历史上第一台感应发电机，选项A错误；B日光灯工作原理中，镇流器
19、在正常工作时起降压限流作用，由于镇流器的分压，使日光灯管在低于220V的电压下工作，选项B正确；C日光灯启动时，由于启动器的通断，在镇流器中产生很高的自感电动势加在灯管两端，使灯管内的气体放电，日光灯就被点亮，选项C错误；D电感对电流的影响是：通直流、阻交流；因为直流通过线圈时不产生感应电动势，对电流没有阻碍作用。而交流通过线圈时，产生感应电动势，对电流有阻碍作用，感抗与交流的频率成正比，则电感对交流的影响可概括为“通低频、阻高频”。选项D正确；E电流互感器次级匝数大于初级匝数，一种升压变压器，在使用时副线圈必须接地且不能开路，选项E正确。故选BDE。14.交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强
20、磁场中绕垂直于磁场的轴OO匀速转动。一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S=0.05m2，线圈转动的频率为50Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度T。为用此发电机所发出交流电带动两个标有“220V，11kW”的电机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器，电路如图所示，求：（1）从图示位置作为计时起点，写出此交流发电机的输出电压瞬时值的表达式；（2）变压器原、副线圈的匝数比为多少；（3）与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大。【答案】（1）；（2）5：1；（3）20A【解析】【详解】（1）因为矩形线圈转动，产生感应电动势的最大值EmNBS1100V瞬时值表达式为（2）因为 由U2220V知（3）根据P入P出2.2104W又P入U1I1解得I120A则与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为20A。