1、云南省玉溪市通海一中2017-2018学年下学期期中考试高二物理本试卷分第卷和第卷两部分，共100分，考试时间120分钟。学校：_姓名：_班级：_考号：_分卷I一、单选题(共12小题,每小题3.0分,共36分) 1.经过不懈的努力，法拉第终于在1831年8月29日发现了“磁生电”的现象，他把两个线圈绕在同一个软铁环上(如图所示)，一个线圈A连接电池与开关，另一线圈B闭合并在其中一段直导线附近平行放置小磁针法拉第可观察到的现象有()A 当合上开关，A线圈接通电流瞬间，小磁针偏转一下，随即复原B 只要A线圈中有电流，小磁针就会发生偏转CA线圈接通后其电流越大，小磁针偏转角度也越大D 当开关打开，A
2、线圈电流中断瞬间，小磁针会出现与A线圈接通电流瞬间完全相同的偏转2.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为k，输出端接有一交流电动机，此电动机线圈的电阻为R.当原线圈两端接有正弦交变电流时，变压器的输入功率为P0，电动机恰好能带动质量为m的物体以速度v匀速上升，此时理想交流电流表A的示数为I.若不计电动机的机械能损耗，重力加速度为g，则下列说法正确的是()A 电动机输出的机械功率为P0B 变压器的输出功率为mgvC 副线圈两端电压的有效值为D 整个装置的效率为3.在确定的两地间用铝导线输送一定功率的交变电流，现将输电电压提高一倍，并保持输电线上损失的功率不变，则用铝量可比增压前减少()A 2
3、5%B 50%C 60%D 75%4.线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，t0时感应电动势为零，在t0.3 s时感应电动势达到最大值6 V，已知线圈转动周期大于0.5 s，则t0.4 s时感应电动势的可能值是()A 0B 6 VC 3VD 3 V5.交流发电机正常工作时产生的电动势为eEmsint，若将其线圈的匝数减为原来的一半而转速增为原来的2倍，其他条件不变，则产生的电动势的表达式为()AeEmsintBe2EmsintCe2Emsin 2tDeEmsin 2t6.如图甲所示电路中，A1、A2、A3为相同的电流表，C为电容器，电阻R1、R2、R3的阻值相同，线圈L的电阻不计在某段
4、时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示，则在t1t2时间内()A 电流表A1的示数比A2的小B 电流表A2的示数比A3的小C 电流表A1和A2的示数相同D 电流表的示数都不为零7.一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示，下面说法中正确的是()At1时刻通过线圈的磁通量为零Bt2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大Ct3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D 每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值都为最大8.如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，初始位置线框与磁感线平行，则在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是()A 线框
5、平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动B 线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动C 线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动D 线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动9.某学生做电磁感应现象的实验，其连线如图所示，当他接通、断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其原因是()A 开关位置接错B 电流表的正、负接线柱接反C 线圈B的接线柱接反D 蓄电池的正、负极接反10.远距离输电时，若保证电能的输送功率不变，则()A 由公式P得，输电电压越高，输电导线上的功率损失越大B 由公式P得，输电导线的电阻越大，输电导线上的功率损失越小C 由公式PI2R得，输电电流越大，输电导
6、线上的功率损失越大D 由公式PIU得，输电导线上的功率损失与电流强度成正比11.如下图所示，平行金属导轨的间距为d，一端跨接一阻值为R的电阻，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于导轨所在平面向里，一根长直金属棒与导轨成60角放置，且接触良好，则当金属棒以垂直于棒的恒定速度v沿金属导轨滑行时，其他电阻不计，电阻R中的电流为()ABCD12.如图所示，矩形线框abcd放置在水平面内，磁场方向与水平方向成角，已知sin，回路面积为S，磁感应强度为B，则通过线框的磁通量为()ABSBBSCBSDBS二、多选题(共4小题,每小4.0分,共16分) 13.(多选)矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直磁场方向的轴匀
7、速转动时，线圈跟中性面重合的瞬间，下列说法中正确的是()A 线圈中的磁通量最大B 线圈中的感应电动势最大C 线圈的每一边都不切割磁感线D 线圈所受到的磁场力不为零14.如图甲所示，将长方形导线框abcd垂直磁场方向放入匀强磁场B中，规定垂直ab边向右为ab边所受安培力F的正方向，F随时间的变化关系如图乙所示选取垂直纸面向里为磁感应强度B的正方向，不考虑线圈的形变，则B随时间t的变化关系可能是下列选项中的()ABCD15.(多选)图中为一理想变压器，其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连；P为滑动头，现令P从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈匀速上滑，直至白炽灯泡L两端的电压等于其额定电压为
8、止，用I1表示流过原线圈的电流，I2表示流过灯泡的电流，U2表示灯泡两端的电压，P2表示灯泡消耗的电功率(这里的电流、电压均指有效值；电功率指平均值)如图所示四个图中，能够正确反应相应物理量的变化趋势的是()ABCD16.(多选)某线圈通有如图所示的电流，则线圈中自感电动势改变方向的时刻有()A 第1 s末B 第2 s末C 第3 s末D 第4 s末分卷II三、计算题 17.如图所示，在两根水平放置的光滑平行金属导轨两端各接一只R1 的电阻，导轨间距L0.2 m，导轨的电阻忽略不计，整个装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度B0.8 T，一根电阻r0.3 的导体棒ab置于导轨上，且始终与导
9、轨保持良好接触，若导体棒沿平行于导轨的方向在PQ和MN之间做往复运动，其速度时间图象如图所示，求：(1)导体棒产生的感应电动势瞬时值表达式；(2)整个电路在1 min内产生的热量18.电磁缓冲器是应用于车辆上以提高运行安全性的辅助制动装置，其工作原理是利用电磁阻尼作用减缓车辆的速度电磁阻尼作用可以借助如下模型讨论：如图所示，将形状相同的两根平行且足够长的铝条固定在光滑斜面上，斜面与水平方向夹角为.一质量为m的条形磁铁滑入两铝条间，恰好匀速穿过，穿过时磁铁两端面与两铝条的间距始终保持恒定，其引起电磁感应的效果与磁铁不动，铝条相对磁铁运动相同磁铁端面是边长为d的正方形，由于磁铁距离铝条很近，磁铁端
10、面正对两铝条区域的磁场均可视为匀强磁场，磁感应强度为B，铝条的高度大于d，电阻率为，为研究问题方便，铝条中只考虑与磁铁正对部分的电阻和磁场，其他部分电阻和磁场可忽略不计，假设磁铁进入铝条间以后，减少的机械能完全转化为铝条的内能，重力加速度为g.(1)求铝条中与磁铁正对部分的电流I；(2)若两铝条的宽度均为b，推导磁铁匀速穿过铝条间时速度v的表达式；(3)在其他条件不变的情况下，仅将两铝条更换为宽度bb的铝条，磁铁仍以速度v进入铝条间，试简要分析说明磁铁在铝条间运动时的加速度和速度如何变化19.如图所示，有一范围足够大的匀强磁场，磁感应强度B0.2 T，磁场方向垂直纸面向里在磁场中有一半径r0.
11、4 m的金属圆环，磁场与圆环面垂直，圆环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R02 .一金属棒MN与圆环接触良好，棒与圆环的电阻均忽略不计(1)若棒以v05 m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径的瞬时MN中的电动势和流过灯L1的电流；(2)撤去金属棒MN，若此时磁场随时间均匀变化，磁感应强度的变化率为T/s，求回路中的电动势和灯L1的电功率20.某小水电站发电机输出的电功率为100 kW，输出电压250 V，现准备向远处输电，所用输电线的总电阻为8 ，要求输电时在输电线上损失的电功率不超过输送电功率的5%.用户获得220 V电压，求应选用匝数比多大的升压变压器和降压变压器？21.
12、如图所示，边长为L、匝数为n的正方形金属线框，它的质量为m、电阻为R，用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘金属框的上半部处于磁场内，下半部处于磁场外，磁场随时间的变化规律为Bkt.求：(1)线框中的电流强度为多大？(2)t时刻线框受的安培力多大？答案解析1.【答案】A【解析】法拉第最后才领悟到，磁生电是一种在变化、运动过程中才能产生的效应最后他将引起电流的原因归为五类：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体2.【答案】D【解析】电动机的输出功率全部对物体做功转化为物体的机械能，所以电动机输出的机械功率为mgv；A错误变压器的输出功率和输入功率相等，所以输出的功
13、率大小为P0，B错误变压器的输出功率和输入功率相等，所以P0UI，所以副线圈两端电压的有效值为，C错误输出的总功率为mgv，输入的总功率为P0，所以整个装置的效率为，D正确3.【答案】D【解析】设输送交变电流的功率为P，输电电压为U，提高电压后为U，所用铝导线总长度为l，总电阻为R，增压后电阻为R，则由I，P损I2R可得P损，同理P损，又因P损P损，U2U，结合以上两式得R4R，由电阻计算式R，R，得SS，故V，m，所以用铝量仅为原来的，即25%，因此用铝量减少了75%.4.【答案】C【解析】由题意可知，最大值为6 V，周期为T0.34 s1.2 s；则其瞬时值表达式e6sint6sin；故0
14、.4 s时的感应电动势为e6sin3V.故选C.5.【答案】D【解析】峰值为EmNBS，则线圈的匝数减为原来的一半而转速增为原来的2倍，角速度2n变为原来的2倍，所以峰值不变，D对6.【答案】C【解析】理想变压器原线圈中的磁感应强度随时间均匀增加，穿过副线圈的磁通量也将随时间均匀增加，副线圈中产生恒定的感应电动势，副线圈中的电流为恒定电流，电感线圈对恒定电流无阻碍作用，因而电流表A1和A2的示数相同，C项正确，A项错误；恒定电流不能通过电容器，因而电流表A3的示数为零，B、D项错误7.【答案】D【解析】t1时刻感应电动势为零，线圈通过中性面，磁通量最大，故A错误；t2时刻，感应电动势为最大值，
15、通过线圈的磁通量为零，故B错误；t3时刻感应电动势为零，磁通量的变化率为零，故C错误；每当e变换方向时，线圈与磁场方向垂直，线圈通过中性面，磁通量最大，故D正确8.【答案】C【解析】四种情况中初始位置线框均与磁感线平行，磁通量为零，按A、B、D三种情况线框运动后，线框仍与磁感线平行，磁通量保持为零不变，线框中不产生感应电流C中线框转动后，穿过线框的磁通量不断发生变化，所以产生感应电流，C项正确9.【答案】A【解析】电流表要有指针偏转，那么根据电磁感应，线圈B的磁通量要发生变化，那么使得B的磁通量发生变化的措施可以是A、B发生相对运动，或者线圈A的电流变化，与线圈A的电流方向无关，选项D错电流表
16、指针可以左右偏转，同时可以判断电流方向，所以电流表正负接线柱的接线方式没有影响，选项B、C错所以造成电流表指针不偏转的是开关位置接错由于开关接在B线圈的电路上，而A线圈没有开关无法控制电流，也没有A、B之间的相对运动，所以线圈B不会产生感应电流，指针不偏转，应该把开关接在A所在的电路，开关断开闭合使得A的电流变化从而控制B的磁通量变化，产生感应电流选项A对10.【答案】C【解析】当输电线的电阻和输送的电功率不变时，根据PUI，知输送电压越高，输电线上的电流越小，根据P损I2R，输电线上损失的功率越小，故A错误，根据P损I2R，得输电导线的电阻越大，输电电流越大，输电导线上的功率损失越大，B错误
17、，C正确；根据P损I2R，输电导线上的功率损失与电流强度的平方成正比，D错误，故选C.11.【答案】A【解析】导线切割磁感线的有效长度是l，感应电动势EBlv，R中的电流为I.联立解得I.12.【答案】B【解析】根据磁通量的定义可得通过线框的磁通量BSsin，代入解得BS，所以B正确，A、C、D错误13.【答案】AC【解析】矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生正弦式电流在中性面时，线圈与磁场垂直，磁通量最大，感应电动势为零线圈每通过中性面一次，电流方向改变一次线圈的每一边都不切割磁感线，线圈受到的安培力为零，故选A、C.14.【答案】ABD【解析】01 s时间内，ab
18、边受安培力向左逐渐减小，故可知线圈有收缩的趋势，可知磁通量减小，磁感应强度B逐渐减小；同理，在12 s内ab边受安培力向右逐渐增大，故可知线圈有扩张的趋势，可知磁通量增加，磁感应强度B逐渐增加；23 s及34 s与01 s和12 s相同，故由Bt图线可知，选项A、B、D正确15.【答案】BC【解析】副线圈的匝数在均匀增大，根据理想变压器原理：得：U2U1kt均匀增大(k为单位时间内增加的匝数)，C正确；灯泡两端电压由零开始增大时，灯泡的电阻也增大，所描绘的伏安特性曲线应该为B，B正确，A错误；灯泡的功率先增大得快(电阻小)后增大得慢(电阻大)，D错误16.【答案】BD【解析】在自感现象中当原电
19、流减小时，自感电动势与原电流的方向相同，当原电流增加时，自感电动势与原电流方向相反在01 s内原电流正方向减小，所以自感电动势的方向是正方向，在1 s2 s内原电流负方向增加，所以自感电动势与其方向相反，即沿正方向；同理分析2 s3 s内、3 s4 s内可得正确选项为B、D.17.【答案】(1)1.6sin 10tV(2)96 J【解析】(1)由速度时间图象可得v110sin 10tm/s，导体棒产生的感应电动势为eBLv1，解得e1.6sin 10tV.(2)因为感应电动势的瞬时值为正弦函数形式，故感应电动势的有效值E有0.8V，电流的有效值I有AA所以电路中1 min内产生的热量QIR总t
20、()2(0.30.5)60 J96 J.18.【答案】(1)(2)v(3)见解析过程【解析】(1)磁铁在铝条间运动时，两根铝条受到的安培力大小相等均为F安，有F安IdB磁铁受到沿斜面向上的作用力为F，其大小有F2F安磁铁匀速运动时受力平衡，则有Fmgsin0联立式可得I(2)磁铁穿过铝条时，在铝条中产生的感应电动势为E，有EBdv铝条与磁铁正对部分的电阻为R，由电阻定律有R由欧姆定律有I联立式可得v(3)磁铁以速度v进入铝条间，恰好做匀速运动时，磁铁受到沿斜面向上的作用力F，联立式可得F当铝条的宽度bb时，磁铁以速度v进入铝条间时，磁铁受到的作用力变为F，有F可见，FFmgsin，磁铁所受到的
21、合力方向沿斜面向上，获得与运动方向相反的加速度，磁铁将减速下滑，此时加速度最大，之后，随着运动速度减小，F也随着减小，磁铁所受的合力也减小，由于磁铁加速度与所受到的合力成正比，磁铁的加速度逐渐减小综上所述，磁铁做加速度逐渐减小的减速运动直到Fmgsin时，磁铁重新达到平衡状态，将再次以较小的速度匀速下滑19.【答案】(1)0.8 V0.4 A(2)0.64 V5.12102W【解析】(1)等效电路如图所示MN中的电动势E1B2rv00.8 VMN中的电流I0.8 A流过灯L1的电流I10.4 A(2)等效电路如图所示回路中的电动势E2r20.64 V回路中的电流I0.16 A灯L1的电功率P1I2R05.12102W.20.【答案】11617310【解析】依题意作出如图所示输电示意图，升压变压器原线圈的电流为I1A400 A，当输电线上损失的电功率为输送电功率的5%时，输电线中的电流为I2，则IR线5%P.所以I2A25 A升压变压器T1的匝数比为：降压变压器T2副线圈中电流I4，即为提供给所有用户的总电流I总，用户获得的总功率为：P用P5%P95%P.又P用U4I总U4I4所以I4A431.8 A.其原线圈中电流I3I225 A.降压变压器的匝数比为：.21.【答案】(1)(2)t【解析】(1)线框中的电动势EnnSnL2k，电流为I.(2)安培力为FBILktLt.