高級中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1五蓮一中高二下學(xué)期階段檢測物理學(xué)科試題一、單項選擇題：本題包括8小題，每小題3分，共24分。1.關(guān)于下列四幅課本上的插圖的說法正確的是（）A.圖甲是速度選擇器示意圖，由圖可以判斷出帶電粒子的電性，不計重力的粒子能夠沿直線勻速通過速度選擇器的條件是B.圖乙是磁流體發(fā)電機結(jié)構(gòu)示意圖，由圖可以判斷出A極板是發(fā)電機的正極C.圖丙是質(zhì)譜儀結(jié)構(gòu)示意圖，打在底片上的位置越靠近狹縫說明粒子的比荷越大D.圖丁是回旋加速器示意圖，要使粒子飛出加速器時的動能增大，可僅增加電壓U【答案】C【解析】A．圖甲是速度選擇器示意圖，由圖無法判斷出帶電粒子的電性，不計重力的粒子能夠沿直線勻速通過速度選擇器的條件是，故A錯誤；B．圖乙時磁流體發(fā)電機結(jié)構(gòu)示意圖，由左手定則知正離子向下偏轉(zhuǎn)，所以下極板帶正電，A板是電源負極，B板是電源的正極，故B錯誤；C．圖丙是質(zhì)譜儀結(jié)構(gòu)示意圖，粒子經(jīng)過速度選擇器后的速度一定，根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得解得則可知知R越小，比荷越大，即打在底片上的位置越靠近狹縫說明粒子的比荷越大，故C正確；D．圖丁是回旋加速器示意圖，根據(jù)公式解得故最大動能可知與加速電壓無關(guān)，故D錯誤。故選C。2.已知通電長直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場中某點的磁感應(yīng)強度與電流強度I成正比，與該點到直導(dǎo)線的距離r成反比?，F(xiàn)有三根平行的通電長直導(dǎo)線A、C、O，其中A、C導(dǎo)線中的電流大小為I1，O導(dǎo)線中的電流大小為I2。與導(dǎo)線垂直的截面內(nèi)的B點與A、C組成等腰直角三角形，O處在AC的中點，電流方向如圖，此時B處的磁感應(yīng)強度為零，則下列說法正確的是（）A.2I1=I2B.I1=I2C.A導(dǎo)線所受的磁場力向左D.若移走O導(dǎo)線，則B處的磁場將沿BO方向【答案】C【解析】AB．由安培定則得通電長直導(dǎo)線A、C、O在B處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度如下圖所示由題意可得通電長直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場中的某點磁感應(yīng)強度B與電流I和該點到直導(dǎo)線的距離r的關(guān)系為，由此可得聯(lián)立解得，故AB錯誤；C．由安培定則可知，A導(dǎo)線處的磁場方向豎直向下，故由左手定則可知，A導(dǎo)線所受的磁場力向左，故C正確；D．由上圖可知，若移走O導(dǎo)線，則B處的磁場將沿水平向右方向，故D錯誤。故選C。3.如圖所示，垂直紙面的勻強磁場分布在正方形虛線區(qū)域內(nèi)，電阻均勻的正方形導(dǎo)線框abcd位于虛線區(qū)域的中央，兩正方形共面且四邊相互平行?，F(xiàn)將導(dǎo)線框先后朝圖示兩個方向以v、3v速度分別勻速拉出磁場，拉出時保持線框不離開紙面且速度垂直線框。比較兩次出磁場的過程中，以下說法不正確的是（）A.線框中產(chǎn)生的焦耳熱之比為1：3B.ab邊兩端的電壓之比為1：9C.cd邊兩端的電壓之比為1：1D.通過導(dǎo)線框某一截面的電荷量之比為1：1【答案】B【解析】A．設(shè)線框邊長為L，總電阻為R，運動速度v，有則產(chǎn)生的熱量可見產(chǎn)生的熱量與速度有關(guān)，所以線框中產(chǎn)生的焦耳熱之比為1∶3，選項A正確；BC．以速度v拉出磁場時，cd邊相當(dāng)于電源，切割電動勢ab邊兩端的電壓cd邊兩端的電壓以速度3v拉出磁場時，ad邊相當(dāng)于電源，切割電動勢ab邊兩端的電壓cd邊兩端的電壓所以ab邊兩端的電壓之比為1∶3，cd邊兩端的電壓之比為1∶1，選項B錯誤，C正確；D．平均感應(yīng)電動勢平均電流電荷量與速度無關(guān)，向左和向右兩次拉出磁場過程中，磁通量的變化量相等，故兩次的電荷量之比為1：1，選項D正確。4.如圖為交流發(fā)電機的示意圖，磁場可視為水平方向的勻強磁場，矩形線圈繞垂直于磁場的水平軸沿逆時針方向以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，線圈內(nèi)阻為r，外電阻為R，電流表為理想電表。已知線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過30°過程中，通過電阻R的電荷量為q。下列判斷正確的是（）A.圖示位置線圈的磁通量變化率最小B.電流表的示數(shù)為C.每經(jīng)過圖示位置1次，電流方向改變1次D.線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90°過程中，通過電阻R的電荷量為3q【答案】B【解析】A．線圈位于題中圖示位置時，穿過線圈的磁通量最小，磁通量的變化率最大，故A錯誤；B．線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過30°過程中，通過電阻R的電荷量為q該過程的平均電流兩式聯(lián)立解得所以故B正確；C．線圈每經(jīng)過中性面1次，電流方向改變1次，圖示位置與中性面垂面，C錯誤；D．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律三個式子聯(lián)立可知電量q是正比于磁通量的變化量的而圖示位置轉(zhuǎn)過30°過程中而由圖示位置轉(zhuǎn)過90°過程中則故D錯誤。故選B。5.從太陽或其他星體上放射出的宇宙射線中含有大量的高能帶電粒子。這些高能帶電粒子到達地球會對地球上的生命帶來危害，但由于地球周圍存在地磁場，地磁場能改變宇宙射線中帶電粒子的運動方向，如圖所示，對地球上的生命起到保護作用。假設(shè)所有的宇宙射線從各個方向垂直射向地球表面，那么以下說法正確的是（）A.地磁場對宇宙射線的阻擋作用各處都相同B.由于南北極磁場最強，因此阻擋作用最強C.沿地球赤道平面垂直射來的高能正電荷向東偏轉(zhuǎn)D.沿地球赤道平面垂直射來的高能負電荷向南偏轉(zhuǎn)【答案】C【解析】AB．高能帶電粒子到達地球受到地磁場的洛倫茲力作用，發(fā)生偏轉(zhuǎn)。粒子在不同的磁場中，所受到的洛倫茲力大小不一，而磁場在南、北兩極的磁場幾乎與地面垂直，在赤道附近磁場的方向幾乎與地面平行，結(jié)合洛倫茲力的特點可知，地磁場對垂直射向地球表面的宇宙射線的阻擋作用在南、北兩極最弱，赤道附近最強，故AB錯誤；C．根據(jù)左手定則，地磁場會使沿地球赤道平面內(nèi)射來的宇宙射線中的帶正電粒子在洛倫茲力作用下向東偏轉(zhuǎn)，偏向面與赤道平面平行，故C正確；D．根據(jù)左手定則，地磁場會使沿地球赤道平面內(nèi)射來的宇宙射線中的帶負電粒子在洛倫茲力作用下向西偏轉(zhuǎn)，偏向面與赤道平面平行。故D錯誤。故選C。6.在如圖所示電路中，A、B是兩個完全相同的燈泡，L是理想電感線圈，D是理想二極管，R為保護電阻。下列說法錯誤的是（）A.閉合開關(guān)，A立即亮，隨后逐漸熄滅B.閉合開關(guān)，B立即亮，隨后更亮C.斷開開關(guān)瞬間，b點電勢高于a點電勢D.斷開開關(guān)瞬間，A、B都閃亮一下后再熄滅【答案】D【解析】AB．閉合開關(guān)時，由于線圈的阻礙作用，所以AB立即亮，但之后流過線圈的電流逐漸增大，將A短路，A逐漸熄滅，使得回路中總電阻減小，B更亮，故AB正確；CD．?dāng)嚅_開關(guān)瞬間，線圈和A構(gòu)成閉合回路，流過A的電流方向向左，所以b點電勢高于a點電勢，B和二極管被短路，所以B立即熄滅，A閃亮后逐漸熄滅，故C正確，D錯誤。本題選錯誤的，故選D。7.如圖所示，在xOy平面內(nèi)，第二象限和第四象限分別存在垂直平面向外和向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度的大小分別為3B和B。四分之一圓弧形的扇形閉合線圈的圓心位于原點O，并以角速度繞O點在xOy平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，已知線圈的半徑為r、總電阻為R。則閉合線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的有效值為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】線圈進入或離開第二象限磁場時，相當(dāng)于單邊導(dǎo)體桿轉(zhuǎn)動切割磁感線，產(chǎn)生的電動勢大小形成的感應(yīng)電流大小由楞次定律可知，線圈進入第二象限磁場時，產(chǎn)生順時針的感應(yīng)電流，線圈離開第二象限磁場時，產(chǎn)生逆時針的感應(yīng)電流；同理線圈進入或離開第四象限磁場時，相當(dāng)于單邊導(dǎo)體桿轉(zhuǎn)動切割磁感線，產(chǎn)生的電動勢大小形成的感應(yīng)電流大小由楞次定律可知，線圈進入第四象限磁場時，產(chǎn)生逆時針的感應(yīng)電流，線圈離開第四象限磁場時，產(chǎn)生逆時針的感應(yīng)電流；做出如圖所示的感應(yīng)電流隨時間變化的圖像為根據(jù)電流的熱效應(yīng)可知解得故選A。8.如圖所示，通過水平絕緣傳送帶輸送完全相同的銅線圈，線圈等距離排列，且與傳送帶以相同的速度勻速運動。為了檢測出個別未閉合的不合格線圈，讓傳送帶通過一固定勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直于傳送帶運動方向，根據(jù)穿過磁場后線圈間的距離，就能夠檢測出不合格線圈。通過觀察圖形，判斷下列說法正確的是（）A.若線圈閉合，進入磁場時，線圈中感應(yīng)電流方向從上向下看為逆時針B.若線圈閉合，傳送帶以較大速度勻速運動時，磁場對線圈的作用力較大C.從圖中可以看出，第2個線圈是不合格線圈D.從圖中可以看出，第4個線圈是不合格線圈【答案】B【解析】A．若線圈閉合，進入磁場時，穿過線圈的磁通量向上增大，由楞次定律可知，線圈中的感應(yīng)電流的磁場方向向下，所以感應(yīng)電流的方向從上向下看是順時針，故A錯誤；B．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，傳送帶以較大速度勻速運動時，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢較大，則感應(yīng)電流較大，磁場對線圈的作用力較大，故B正確；CD．由題圖知第1、2、4、5、6個線圈位置均勻，則都發(fā)生了相對滑動，而第3個線圈沒有向后滑動，則第3個線圈不閉合，沒有產(chǎn)生感應(yīng)電流，是不合格線圈，故CD錯誤。故選B二、多項選擇題：本題包括4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9.如圖所示，間距為L的兩條光滑平行的金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌電阻不計，導(dǎo)軌的右端接有阻值為R的定值電阻。電阻也為R的導(dǎo)體棒ab垂直放在導(dǎo)軌上，整個裝置處在磁感應(yīng)強度大小為B、方向豎直向下的勻強磁場中。從時刻開始，導(dǎo)體棒的速度隨時間變化的規(guī)律為，運動過程中金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好。下列判斷正確的是（）A.導(dǎo)體棒中電流的瞬時值表達式為 B.導(dǎo)體棒中電流的最大值為C.導(dǎo)體棒兩端的電壓為 D.電阻R消耗的電功率為【答案】BD【解析】AB．根據(jù)電磁感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律得，整理得導(dǎo)體棒中電流的瞬時值表達式為導(dǎo)體棒中電流的最大值為故A錯誤，B正確；C．導(dǎo)體棒兩端的電壓為路端電壓的有效值，即故C錯誤；D．電阻R消耗的電功率為故D正確。故選BD。10.如圖所示，在x軸上方第一象限內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場，x軸下方存在沿y軸正方向的勻強電場。a、b兩個重力不計的帶電粒子分別從電場中的同一點P由靜止釋放后，經(jīng)電場加速從M點射入磁場并在磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)。最后從y軸離開磁場時，速度大小分別為v1和v2，v1的方向與y軸垂直，v2的方向與y軸正方向成60°角。a、b兩粒子在磁場中運動的時間分別記為t1和t2，則以下比值正確的是（）A.v1∶v2=2∶1 B.v1∶v2=1∶2 C.t1∶t2=3∶2 D.t1∶t2=3∶8【答案】AD【解析】AB．粒子在電場中加速，令加速位移為，則根據(jù)動能定理有所以粒子在磁場中運動時，其軌跡如圖粒子的圓心為，粒子的圓心為，根據(jù)幾何知識可知則有根據(jù)洛倫茲力提供向心力有聯(lián)立可得將代入可得故A正確，B錯誤；CD．粒子在磁場中運動的周期為所以兩粒子在磁場中運動的時間之比為故C錯誤，D正確；故選AD。11.如圖所示，兩個圓形金屬圓環(huán)Ⅰ、Ⅱ和方形金屬線圈A位于同一平面內(nèi)，線圈A中通以逆時針方向電流i，下列說法正確的是（）A.若電流i變小，則圓環(huán)Ⅰ有縮小的趨勢B.若電流i變小，則圓環(huán)Ⅱ有縮小的趨勢C.若電流i不變，僅讓圓環(huán)Ⅰ的半徑擴大，則Ⅰ中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流D.若電流i不變，僅讓圓環(huán)Ⅱ的半徑縮小，則Ⅱ中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流【答案】AC【解析】A．線圈A中通以逆時針方向的電流i，根據(jù)安培定則，線圈A內(nèi)部磁場方向垂直于紙面向外，線圈A外部磁場方向垂直于紙面向里，線圈A全部處于圓環(huán)Ⅰ中，通過圓環(huán)Ⅰ與線圈A之間區(qū)域的原磁場方向均垂直于紙面向里，在線圈A內(nèi)部的原磁場方向垂直于紙面向外，穿過圓環(huán)Ⅰ的磁通量整體向外，若電流i變小，穿過圓環(huán)Ⅰ的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知，為了阻礙磁通量減小，圓環(huán)Ⅰ有縮小的趨勢，故A正確；B．線圈A中通以逆時針方向的電流i，根據(jù)安培定則，線圈A內(nèi)部磁場方向垂直于紙面向外，圓環(huán)Ⅱ全部處于線圈A中，通過圓環(huán)Ⅱ的原磁場方向均垂直于紙面向外，若電流i變小，穿過圓環(huán)Ⅱ的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知，為了阻礙磁通量減小，圓環(huán)Ⅱ有擴張的趨勢，故B錯誤；C．若電流i不變，根據(jù)安培定則，線圈A中電流在圓環(huán)Ⅰ所在位置的磁場方向垂直于紙面向里，若僅讓圓環(huán)Ⅰ的半徑擴大，在半徑擴大過程中，切割磁感線，利用微元法，根據(jù)右手定則可知，則Ⅰ中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流，故C正確；D．若電流i不變，根據(jù)安培定則，線圈A中電流在圓環(huán)Ⅱ所在位置的磁場方向垂直于紙面向外，若僅讓圓環(huán)Ⅱ的半徑縮小，在半徑縮小過程中，切割磁感線，利用微元法，根據(jù)右手定則可知，則Ⅱ中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流，故D錯誤。故選AC。12.如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1:n2=2:1，原線圈回路中接有定值電阻R1，副線圈回路中接有滑動變阻器R0和定值電阻R2。已知交流電源電壓的有效值恒為E，內(nèi)阻忽略不計。電流表和電壓表均為理想交流電表，R1=4R2。滑動變阻器滑動觸頭向下滑動的過程中，下列說法正確的是（）A.電流表示數(shù)變小B.電壓表示數(shù)變小C.當(dāng)R0=0時，R2消耗的功率最大D.當(dāng)R0=0時，變壓器的輸出功率最大，最大值為【答案】BCD【解析】AB．當(dāng)滑動變阻器滑動觸頭向下滑動的過程中，滑動變阻器接入電路的阻值減小，則副線圈回路中總電阻減小，則等效電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得，原線圈回路中電流增大，即電流表示數(shù)變大，則R1的分壓增大，原線圈兩端的電壓減小，根據(jù)原副線圈電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系可知，副線圈中電流增大，副線圈兩端電壓減小，R2的分壓增大，R0的分壓減小，所以電壓表示數(shù)變小，故A錯誤，B正確；CD．根據(jù)題意有根據(jù)電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系可得，可得，則等效電阻為當(dāng)，即R0=0時，電源的輸出功率最大，即變壓器的輸入功率、輸出功率達到最大，R2消耗的功率最大，且有故CD正確。三、非選擇題：本題包括6小題，共60分。13.某同學(xué)利用臺秤（非磁性材料，與磁鐵間沒有磁力作用）來測量蹄形磁鐵磁極之間磁場的磁感應(yīng)強度，實驗裝置如圖所示。該同學(xué)把臺秤放在水平桌面上，再把磁鐵、鐵架臺放在臺秤上，在鐵架臺橫梁上系兩條絕緣細繩，把一根銅條吊在磁極之間，并讓銅條與磁感線垂直。已知蓄電池的電動勢為E，蓄電池內(nèi)電阻為r，銅條的電阻為R，銅條在磁場中的長度為L。（1）按圖連接好電路，閉合開關(guān)之前記錄下臺秤的示數(shù)為，閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)臺秤的示數(shù)沒有變化，仍等于，不能測量出磁感應(yīng)強度，經(jīng)檢查電路完好，請你指出此次實驗失敗的原因為________________，保持磁鐵不動并提出糾正辦法______________。（2）找出實驗失敗的原因并糾正，閉合開關(guān)后，臺秤示數(shù)為，根據(jù)圖中的電源“+”“-”以及磁鐵“N”“S”的標(biāo)識，判斷____________（填“大于”或“小于”）。（3）勻強磁場的磁感應(yīng)強度測量值為___________?！敬鸢浮浚?）鐵架臺放在了臺秤上把鐵架臺從臺秤上取下放在桌面上（2）小于（3）【解析】（1）[1][2]把磁鐵、鐵架臺放在臺秤上之后，銅條受到的安培力是系統(tǒng)的內(nèi)力，因此通電之前與通電之后臺秤的示數(shù)不會變化。需要把鐵架臺從臺秤上拿下來放在桌面上。（2）[3]根據(jù)左手定則，銅條受到的安培力方向向下，鐵架臺懸線拉力向上增加，臺秤示數(shù)減小。（3）[4]對銅條受力分析可得電路中的電流為解得勻強磁場的磁感應(yīng)強度測量值為14.某班物理實驗課上，同學(xué)們用可拆變壓器探究“變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”?？刹鹱儔浩魅鐖D甲、乙所示。（1）下列說法正確的是_______。A．為確保實驗安全，實驗中要求原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)B．變壓器原線圈接低壓交流電，測量副線圈電壓時應(yīng)當(dāng)用多用電表的“直流電壓擋”C．可以先保持原線圈電壓、匝數(shù)不變，改變副線圈的匝數(shù)，研究副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響D．測量副線圈電壓時，先用最大量程試測，大致確定電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M行測量E．變壓器開始正常工作后，鐵芯導(dǎo)電，把電能由原線圈輸送到副線圈F．變壓器開始正常工作后，若不計各種損耗，在原線圈上將電能轉(zhuǎn)化成磁場能，在副線圈上將磁場能轉(zhuǎn)化成電能，鐵芯起到“傳遞”磁場能的作用（2）一位同學(xué)實驗時，觀察兩個線圈的導(dǎo)線，發(fā)現(xiàn)粗細不同。他選擇的原線圈為800匝，副線圈為400匝，原線圈接學(xué)生電源的正弦交流輸出端，所接電源為“”擋位，測得副線圈的電壓為。則下列敘述中可能符合實際情況的一項是___________。A．原線圈導(dǎo)線比副線圈導(dǎo)線粗B．學(xué)生電源實際輸出電壓大于標(biāo)注的“”C．原線圈實際匝數(shù)與標(biāo)注“800”不符，應(yīng)大于800匝D．副線圈實際匝數(shù)與標(biāo)注“400”不符，應(yīng)小于400匝E．變壓器的鐵芯B沒有安裝在鐵芯A上，導(dǎo)致鐵芯沒有閉合（3）變壓器鐵芯是利用由相互絕緣的薄硅鋼片平行疊壓而成的，而不是采用一整塊硅鋼，如圖所示。①圖中，硅鋼片應(yīng)平行于___________。A．平面B．平面C．平面D．平面②這樣設(shè)計的原因是___________。A．增大渦流，提高變壓器的效率B．減小渦流，提高變壓器的效率C．增大鐵芯中電阻，以產(chǎn)生更多的熱量【答案】（1）CDF（2）B（3）DB【解析】（1）[1]A．為確保實驗安全，實驗中要求原線圈匝數(shù)大于副線圈匝數(shù)，讓副線圈上得到較低的電壓，選項A錯誤；B．變壓器原線圈接低壓交流電，測量副線圈電壓時應(yīng)當(dāng)用多用電表的“交流電壓擋”，選項B錯誤；C．可以先保持原線圈電壓、匝數(shù)不變，改變副線圈的匝數(shù)，研究副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響，選項C正確；D．為確保安全，測量副線圈電壓時，先用最大量程試測，大致確定電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M行測量，選項D正確；E．變壓器開始正常工作后，鐵芯是不導(dǎo)電的，把電能是由原副線圈的電磁感應(yīng)原理將電能輸送到副線圈，選項E錯誤；F．變壓器開始正常工作后，若不計各種損耗，在原線圈上將電能轉(zhuǎn)化成磁場能，在副線圈上將磁場能轉(zhuǎn)化成電能，鐵芯起到“傳遞”磁場能的作用，選項F正確。故選CDF。（2）[2]A．副線圈匝數(shù)少，則電流大，則副線圈導(dǎo)線比原線圈導(dǎo)線粗，選項A錯誤；B．學(xué)生電源實際輸出電壓大于標(biāo)注的“”，所以副線圈電壓為4.2V，選項B正確；C．根據(jù)若原線圈實際匝數(shù)與標(biāo)注“800”不符，應(yīng)小于800匝，選項C錯誤；D．根據(jù)若副線圈實際匝數(shù)與標(biāo)注“400”不符，應(yīng)大于400匝，選項D錯誤；E．若變壓器的鐵芯B沒有安裝在鐵芯A上，導(dǎo)致鐵芯沒有閉合，則會導(dǎo)致變壓器“漏磁”現(xiàn)象嚴重，則次級電壓會小于4V，選項E錯誤。（3）①[3]變壓器的鐵芯，在整塊導(dǎo)體內(nèi)部發(fā)生電磁感應(yīng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象稱為渦流現(xiàn)象，要損耗能量，不用整塊的硅鋼鐵芯，其目的是增大電阻，從而為了減小渦流，減小發(fā)熱量，提高變壓器的效率，則硅鋼片應(yīng)平行于平面，故選D；②[4]這樣設(shè)計的原因是減小渦流，提高變壓器的效率。故選B。15.為保證教學(xué)工作正常開展，防止停電事故發(fā)生，學(xué)校計劃購置一臺應(yīng)急備用發(fā)電機。要求如下：一是要保證全校88間教室所有日光燈能正常發(fā)光；二是為避免噪音干擾，發(fā)電機需遠離教學(xué)區(qū)；三是盡量利用已有設(shè)備和線路。為此，物理老師調(diào)查后得到以下數(shù)據(jù)：學(xué)校每間教室有日光燈10盞，每盞40W，額定電壓均為220V；發(fā)電機安裝位置距離并網(wǎng)接口約500米，此段所用電線每米電阻約，其余部分電阻不計；學(xué)校已有升壓變壓器和降壓變壓器各一臺，升壓變壓器匝數(shù)比為，降壓變壓器的匝數(shù)比為，兩變壓器均可視為理想變壓器，物理老師畫出示意圖如圖所示。則：（1）購買的發(fā)電機功率P應(yīng)不小于多少？（2）發(fā)電機輸出的電壓U是多少才能保證日光燈正常發(fā)光？【答案】（1）38.4kW；（2）240V【解析】（1）所有電燈正常發(fā)光時消耗的功率當(dāng)燈正常發(fā)光時，降壓變壓器副線圈兩端電壓降壓變壓器原、副線圈兩端電壓之比解得兩變壓器之間輸電線上的電流輸電線總電阻輸電線上損失的功率所以即所購發(fā)電機額定功率不得低于38.4kW。（2）要保證所有燈能正常發(fā)光，則升壓變壓器副線圈兩端電壓故升壓變壓器原線圈兩端電壓16.如圖所示，水平導(dǎo)軌間距為L＝0.5m，導(dǎo)軌電阻忽略不計；導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量m＝1kg，電阻R0＝0.9Ω，與導(dǎo)軌接觸良好；電源電動勢E＝10V，內(nèi)阻r＝0.1Ω，電阻R＝4Ω；外加勻強磁場的磁感應(yīng)強度B＝5T，方向垂直于ab，與導(dǎo)軌平面成夾角α＝；ab與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.5（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力），定滑輪摩擦不計，線對ab的拉力為水平方向，重力加速度g＝10m/s2，ab處于靜止?fàn)顟B(tài)．已知sin＝0.8，cos＝0.6．求：（1）通過ab的電流大小和方向；（2）重物重力G的取值范圍．【答案】（1）2A，方向為a到b（2）0.5N≤G≤7.5N【解析】（1）由閉合電路的歐姆定律可得I＝＝2A方向為a到b；（2）受力如圖fm＝μ（mg－Fcos）當(dāng)最大靜摩擦力方向向右時FT＝Fsin－fm當(dāng)最大靜摩擦力方向向左時FT＝Fsin＋fm所以0.5N≤G≤7.5N17.如圖所示，質(zhì)量為M的光滑矩形金屬框abcd置于光滑的絕緣水平桌面上，ad寬度為L，ab長度足夠長，ad段和bc段電阻均為R，其它部分電阻不計。整個空間存在豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒PQ垂直于ab放置在金屬框上。某時刻給金屬棒一個水平向右的初速度v0，運動過程中金屬棒始終與框的兩邊垂直且接觸良好，經(jīng)過一段時間金屬棒的運動達到穩(wěn)定。求：（1）金屬棒剛開始運動時受到的安培力；（2）金屬棒達到穩(wěn)定狀態(tài)時的速度大小；（3）整個過程中通過ad的電荷量及金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱；（4）若將金屬框固定，金屬棒獲得初速度v0的同時給其加一水平向左的外力F，使金屬棒向右做勻減速直線運動至速度為零，F(xiàn)的大小隨時間t變化的規(guī)律為（k為未知常數(shù)），求k的值?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3），；（4）【解析】（1）速度為v0時，電動勢為電流為解得安培力為解得（2）根據(jù)動量守恒定律得解得（3）根據(jù)能量守恒定律得金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱為對框架根據(jù)動量定理得解得（4）時，外力為零，根據(jù)牛頓第二定律得解得棒的運動時間為棒靜止時根據(jù)牛頓第二定律得解得18.現(xiàn)代科學(xué)研究中，經(jīng)常用磁場和電場約束帶電粒子的運動軌跡。如圖甲所示，有Ⅰ和Ⅱ兩個棱長皆為L的正方體電磁區(qū)域abcd-mnpq以及abcd-efgh，以棱ab中點O為坐標(biāo)原點建立三維坐標(biāo)系Oxyz。Ⅰ區(qū)域的正方體內(nèi)充滿如圖乙所示周期為的交變電場（包含邊界），沿y軸正方向為電場正方向；Ⅱ區(qū)域的正方體內(nèi)充滿如圖乙所示的周期為的交變磁場（包含邊界），沿y軸正方向為磁感應(yīng)強度的正方向。在棱mn中點處有一粒子源，從時刻起沿x軸正方向不斷地均勻發(fā)射速率為（未知）、帶正電的粒子，且，粒子的質(zhì)量均為m，電荷量均為。粒子恰好全部進入Ⅱ區(qū)域，且在時刻發(fā)射的粒子恰好在時刻返回Ⅰ區(qū)域。不計粒子的重力和電磁場變化造成的影響。求：（1）Ⅰ區(qū)域中的電場強度的大??；（2）Ⅱ區(qū)域中的磁感應(yīng)強度的大小以及在時刻射入的粒子在返回Ⅰ區(qū)域時的位置坐標(biāo)；（3）所有返回Ⅰ區(qū)域的粒子中，經(jīng)過abcd面的最高點的粒子射入電場的時刻；（4）從abcd面射出磁場的粒子數(shù)與從底面abfe射出磁場的粒子數(shù)的比值。【答案】（1）；（2），；（3）；（4）【解析】（1）因粒子受到的電場力方向與y軸平行，可知粒子在x方向上做勻速直線運動，則粒子通過電場的時間為，從時刻開始，粒子在電場中運動時，每時間內(nèi)的加速度大小為若在y方向上偏轉(zhuǎn)量最大的粒子能從a點或b點進入II區(qū)域，那么最終所有粒子恰好全部能進入II區(qū)域，可知在時刻進入電場的粒子在y方向上偏轉(zhuǎn)量最大，其偏轉(zhuǎn)量為，根據(jù)運動學(xué)規(guī)律有聯(lián)立解得（2）在時刻射入的粒子通過I區(qū)域時，在y方向上先加速、再減速，反向加速、再減速，則可知第一次加速和減速的時間均為因為粒子通過電場的時間與電場周期相同，則第二次加速和減速的時間均為根據(jù)運動學(xué)規(guī)律可得該粒子在I區(qū)域的偏轉(zhuǎn)量為由上述分析可知，該粒子射出電場時y方向無速度分量，速度平行于x軸，大小為，因磁場方向平行于y軸，可得粒子進入II區(qū)域后，會在平面做勻速圓周運動，設(shè)粒子在磁場中運動的周期為，半徑為，則有解得粒子在時刻進入II區(qū)域，在時間內(nèi)，運動半周返回I區(qū)域，則有聯(lián)立解得粒子在II區(qū)域運動了半個周期，則z軸方向上偏移了綜上所述，粒子在返回I區(qū)域時的位置坐標(biāo)為（3）由第（2）問得，可知如果粒子在時間內(nèi)不離開II區(qū)域，那該粒子將會運動個圓周，如圖甲所示。當(dāng)以為圓心的圓與z軸相切時（相切于點），高度最高，如圖乙所示，由幾何關(guān)系可得，則該粒子在II區(qū)域中第一次偏轉(zhuǎn)的時間為該粒子射入磁場的時刻為因粒子在電場中通過的時間為，則可得該粒子射入電場的時刻為（4）當(dāng)粒子進入II區(qū)域時，磁感應(yīng)強度的方向不確定，先分析磁感應(yīng)強度沿y軸正方向的情況，由第（3）問可知，當(dāng)粒子在II區(qū)域中第一次偏轉(zhuǎn)的時間大于時，粒子會從abcd面射出磁場，即會從abcd面射出磁場的粒子的發(fā)射時長為當(dāng)以為圓心的圓與x軸相切時（相切于點），為另一種臨界情況，如圖丙所示，由幾何關(guān)系可得，則該粒子在II區(qū)域中第一次偏轉(zhuǎn)的時間為當(dāng)粒子在II區(qū)域中第一次偏轉(zhuǎn)的時間小于時，粒子會從底面abfe射出磁場，這部分粒子對應(yīng)的發(fā)射時長為再分析磁感應(yīng)強度沿y軸負方向的情況，可知剛進入II區(qū)域的粒子受到的洛倫茲力沿z軸負方向，即粒子剛進入磁場便會從abfe射出，這部分粒子對應(yīng)的發(fā)射時長為從abfe面射出磁場的粒子的總發(fā)射時長為因粒子源均勻發(fā)射，則從abcd面射出磁場的粒子數(shù)與從底面abfe射出磁場的粒子數(shù)的比值為五蓮一中高二下學(xué)期階段檢測物理學(xué)科試題一、單項選擇題：本題包括8小題，每小題3分，共24分。1.關(guān)于下列四幅課本上的插圖的說法正確的是（）A.圖甲是速度選擇器示意圖，由圖可以判斷出帶電粒子的電性，不計重力的粒子能夠沿直線勻速通過速度選擇器的條件是B.圖乙是磁流體發(fā)電機結(jié)構(gòu)示意圖，由圖可以判斷出A極板是發(fā)電機的正極C.圖丙是質(zhì)譜儀結(jié)構(gòu)示意圖，打在底片上的位置越靠近狹縫說明粒子的比荷越大D.圖丁是回旋加速器示意圖，要使粒子飛出加速器時的動能增大，可僅增加電壓U【答案】C【解析】A．圖甲是速度選擇器示意圖，由圖無法判斷出帶電粒子的電性，不計重力的粒子能夠沿直線勻速通過速度選擇器的條件是，故A錯誤；B．圖乙時磁流體發(fā)電機結(jié)構(gòu)示意圖，由左手定則知正離子向下偏轉(zhuǎn)，所以下極板帶正電，A板是電源負極，B板是電源的正極，故B錯誤；C．圖丙是質(zhì)譜儀結(jié)構(gòu)示意圖，粒子經(jīng)過速度選擇器后的速度一定，根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得解得則可知知R越小，比荷越大，即打在底片上的位置越靠近狹縫說明粒子的比荷越大，故C正確；D．圖丁是回旋加速器示意圖，根據(jù)公式解得故最大動能可知與加速電壓無關(guān)，故D錯誤。故選C。2.已知通電長直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場中某點的磁感應(yīng)強度與電流強度I成正比，與該點到直導(dǎo)線的距離r成反比?，F(xiàn)有三根平行的通電長直導(dǎo)線A、C、O，其中A、C導(dǎo)線中的電流大小為I1，O導(dǎo)線中的電流大小為I2。與導(dǎo)線垂直的截面內(nèi)的B點與A、C組成等腰直角三角形，O處在AC的中點，電流方向如圖，此時B處的磁感應(yīng)強度為零，則下列說法正確的是（）A.2I1=I2B.I1=I2C.A導(dǎo)線所受的磁場力向左D.若移走O導(dǎo)線，則B處的磁場將沿BO方向【答案】C【解析】AB．由安培定則得通電長直導(dǎo)線A、C、O在B處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度如下圖所示由題意可得通電長直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場中的某點磁感應(yīng)強度B與電流I和該點到直導(dǎo)線的距離r的關(guān)系為，由此可得聯(lián)立解得，故AB錯誤；C．由安培定則可知，A導(dǎo)線處的磁場方向豎直向下，故由左手定則可知，A導(dǎo)線所受的磁場力向左，故C正確；D．由上圖可知，若移走O導(dǎo)線，則B處的磁場將沿水平向右方向，故D錯誤。故選C。3.如圖所示，垂直紙面的勻強磁場分布在正方形虛線區(qū)域內(nèi)，電阻均勻的正方形導(dǎo)線框abcd位于虛線區(qū)域的中央，兩正方形共面且四邊相互平行。現(xiàn)將導(dǎo)線框先后朝圖示兩個方向以v、3v速度分別勻速拉出磁場，拉出時保持線框不離開紙面且速度垂直線框。比較兩次出磁場的過程中，以下說法不正確的是（）A.線框中產(chǎn)生的焦耳熱之比為1：3B.ab邊兩端的電壓之比為1：9C.cd邊兩端的電壓之比為1：1D.通過導(dǎo)線框某一截面的電荷量之比為1：1【答案】B【解析】A．設(shè)線框邊長為L，總電阻為R，運動速度v，有則產(chǎn)生的熱量可見產(chǎn)生的熱量與速度有關(guān)，所以線框中產(chǎn)生的焦耳熱之比為1∶3，選項A正確；BC．以速度v拉出磁場時，cd邊相當(dāng)于電源，切割電動勢ab邊兩端的電壓cd邊兩端的電壓以速度3v拉出磁場時，ad邊相當(dāng)于電源，切割電動勢ab邊兩端的電壓cd邊兩端的電壓所以ab邊兩端的電壓之比為1∶3，cd邊兩端的電壓之比為1∶1，選項B錯誤，C正確；D．平均感應(yīng)電動勢平均電流電荷量與速度無關(guān)，向左和向右兩次拉出磁場過程中，磁通量的變化量相等，故兩次的電荷量之比為1：1，選項D正確。4.如圖為交流發(fā)電機的示意圖，磁場可視為水平方向的勻強磁場，矩形線圈繞垂直于磁場的水平軸沿逆時針方向以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，線圈內(nèi)阻為r，外電阻為R，電流表為理想電表。已知線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過30°過程中，通過電阻R的電荷量為q。下列判斷正確的是（）A.圖示位置線圈的磁通量變化率最小B.電流表的示數(shù)為C.每經(jīng)過圖示位置1次，電流方向改變1次D.線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90°過程中，通過電阻R的電荷量為3q【答案】B【解析】A．線圈位于題中圖示位置時，穿過線圈的磁通量最小，磁通量的變化率最大，故A錯誤；B．線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過30°過程中，通過電阻R的電荷量為q該過程的平均電流兩式聯(lián)立解得所以故B正確；C．線圈每經(jīng)過中性面1次，電流方向改變1次，圖示位置與中性面垂面，C錯誤；D．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律三個式子聯(lián)立可知電量q是正比于磁通量的變化量的而圖示位置轉(zhuǎn)過30°過程中而由圖示位置轉(zhuǎn)過90°過程中則故D錯誤。故選B。5.從太陽或其他星體上放射出的宇宙射線中含有大量的高能帶電粒子。這些高能帶電粒子到達地球會對地球上的生命帶來危害，但由于地球周圍存在地磁場，地磁場能改變宇宙射線中帶電粒子的運動方向，如圖所示，對地球上的生命起到保護作用。假設(shè)所有的宇宙射線從各個方向垂直射向地球表面，那么以下說法正確的是（）A.地磁場對宇宙射線的阻擋作用各處都相同B.由于南北極磁場最強，因此阻擋作用最強C.沿地球赤道平面垂直射來的高能正電荷向東偏轉(zhuǎn)D.沿地球赤道平面垂直射來的高能負電荷向南偏轉(zhuǎn)【答案】C【解析】AB．高能帶電粒子到達地球受到地磁場的洛倫茲力作用，發(fā)生偏轉(zhuǎn)。粒子在不同的磁場中，所受到的洛倫茲力大小不一，而磁場在南、北兩極的磁場幾乎與地面垂直，在赤道附近磁場的方向幾乎與地面平行，結(jié)合洛倫茲力的特點可知，地磁場對垂直射向地球表面的宇宙射線的阻擋作用在南、北兩極最弱，赤道附近最強，故AB錯誤；C．根據(jù)左手定則，地磁場會使沿地球赤道平面內(nèi)射來的宇宙射線中的帶正電粒子在洛倫茲力作用下向東偏轉(zhuǎn)，偏向面與赤道平面平行，故C正確；D．根據(jù)左手定則，地磁場會使沿地球赤道平面內(nèi)射來的宇宙射線中的帶負電粒子在洛倫茲力作用下向西偏轉(zhuǎn)，偏向面與赤道平面平行。故D錯誤。故選C。6.在如圖所示電路中，A、B是兩個完全相同的燈泡，L是理想電感線圈，D是理想二極管，R為保護電阻。下列說法錯誤的是（）A.閉合開關(guān)，A立即亮，隨后逐漸熄滅B.閉合開關(guān)，B立即亮，隨后更亮C.斷開開關(guān)瞬間，b點電勢高于a點電勢D.斷開開關(guān)瞬間，A、B都閃亮一下后再熄滅【答案】D【解析】AB．閉合開關(guān)時，由于線圈的阻礙作用，所以AB立即亮，但之后流過線圈的電流逐漸增大，將A短路，A逐漸熄滅，使得回路中總電阻減小，B更亮，故AB正確；CD．?dāng)嚅_開關(guān)瞬間，線圈和A構(gòu)成閉合回路，流過A的電流方向向左，所以b點電勢高于a點電勢，B和二極管被短路，所以B立即熄滅，A閃亮后逐漸熄滅，故C正確，D錯誤。本題選錯誤的，故選D。7.如圖所示，在xOy平面內(nèi)，第二象限和第四象限分別存在垂直平面向外和向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度的大小分別為3B和B。四分之一圓弧形的扇形閉合線圈的圓心位于原點O，并以角速度繞O點在xOy平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，已知線圈的半徑為r、總電阻為R。則閉合線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的有效值為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】線圈進入或離開第二象限磁場時，相當(dāng)于單邊導(dǎo)體桿轉(zhuǎn)動切割磁感線，產(chǎn)生的電動勢大小形成的感應(yīng)電流大小由楞次定律可知，線圈進入第二象限磁場時，產(chǎn)生順時針的感應(yīng)電流，線圈離開第二象限磁場時，產(chǎn)生逆時針的感應(yīng)電流；同理線圈進入或離開第四象限磁場時，相當(dāng)于單邊導(dǎo)體桿轉(zhuǎn)動切割磁感線，產(chǎn)生的電動勢大小形成的感應(yīng)電流大小由楞次定律可知，線圈進入第四象限磁場時，產(chǎn)生逆時針的感應(yīng)電流，線圈離開第四象限磁場時，產(chǎn)生逆時針的感應(yīng)電流；做出如圖所示的感應(yīng)電流隨時間變化的圖像為根據(jù)電流的熱效應(yīng)可知解得故選A。8.如圖所示，通過水平絕緣傳送帶輸送完全相同的銅線圈，線圈等距離排列，且與傳送帶以相同的速度勻速運動。為了檢測出個別未閉合的不合格線圈，讓傳送帶通過一固定勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直于傳送帶運動方向，根據(jù)穿過磁場后線圈間的距離，就能夠檢測出不合格線圈。通過觀察圖形，判斷下列說法正確的是（）A.若線圈閉合，進入磁場時，線圈中感應(yīng)電流方向從上向下看為逆時針B.若線圈閉合，傳送帶以較大速度勻速運動時，磁場對線圈的作用力較大C.從圖中可以看出，第2個線圈是不合格線圈D.從圖中可以看出，第4個線圈是不合格線圈【答案】B【解析】A．若線圈閉合，進入磁場時，穿過線圈的磁通量向上增大，由楞次定律可知，線圈中的感應(yīng)電流的磁場方向向下，所以感應(yīng)電流的方向從上向下看是順時針，故A錯誤；B．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，傳送帶以較大速度勻速運動時，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢較大，則感應(yīng)電流較大，磁場對線圈的作用力較大，故B正確；CD．由題圖知第1、2、4、5、6個線圈位置均勻，則都發(fā)生了相對滑動，而第3個線圈沒有向后滑動，則第3個線圈不閉合，沒有產(chǎn)生感應(yīng)電流，是不合格線圈，故CD錯誤。故選B二、多項選擇題：本題包括4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9.如圖所示，間距為L的兩條光滑平行的金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌電阻不計，導(dǎo)軌的右端接有阻值為R的定值電阻。電阻也為R的導(dǎo)體棒ab垂直放在導(dǎo)軌上，整個裝置處在磁感應(yīng)強度大小為B、方向豎直向下的勻強磁場中。從時刻開始，導(dǎo)體棒的速度隨時間變化的規(guī)律為，運動過程中金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好。下列判斷正確的是（）A.導(dǎo)體棒中電流的瞬時值表達式為 B.導(dǎo)體棒中電流的最大值為C.導(dǎo)體棒兩端的電壓為 D.電阻R消耗的電功率為【答案】BD【解析】AB．根據(jù)電磁感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律得，整理得導(dǎo)體棒中電流的瞬時值表達式為導(dǎo)體棒中電流的最大值為故A錯誤，B正確；C．導(dǎo)體棒兩端的電壓為路端電壓的有效值，即故C錯誤；D．電阻R消耗的電功率為故D正確。故選BD。10.如圖所示，在x軸上方第一象限內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場，x軸下方存在沿y軸正方向的勻強電場。a、b兩個重力不計的帶電粒子分別從電場中的同一點P由靜止釋放后，經(jīng)電場加速從M點射入磁場并在磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)。最后從y軸離開磁場時，速度大小分別為v1和v2，v1的方向與y軸垂直，v2的方向與y軸正方向成60°角。a、b兩粒子在磁場中運動的時間分別記為t1和t2，則以下比值正確的是（）A.v1∶v2=2∶1 B.v1∶v2=1∶2 C.t1∶t2=3∶2 D.t1∶t2=3∶8【答案】AD【解析】AB．粒子在電場中加速，令加速位移為，則根據(jù)動能定理有所以粒子在磁場中運動時，其軌跡如圖粒子的圓心為，粒子的圓心為，根據(jù)幾何知識可知則有根據(jù)洛倫茲力提供向心力有聯(lián)立可得將代入可得故A正確，B錯誤；CD．粒子在磁場中運動的周期為所以兩粒子在磁場中運動的時間之比為故C錯誤，D正確；故選AD。11.如圖所示，兩個圓形金屬圓環(huán)Ⅰ、Ⅱ和方形金屬線圈A位于同一平面內(nèi)，線圈A中通以逆時針方向電流i，下列說法正確的是（）A.若電流i變小，則圓環(huán)Ⅰ有縮小的趨勢B.若電流i變小，則圓環(huán)Ⅱ有縮小的趨勢C.若電流i不變，僅讓圓環(huán)Ⅰ的半徑擴大，則Ⅰ中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流D.若電流i不變，僅讓圓環(huán)Ⅱ的半徑縮小，則Ⅱ中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流【答案】AC【解析】A．線圈A中通以逆時針方向的電流i，根據(jù)安培定則，線圈A內(nèi)部磁場方向垂直于紙面向外，線圈A外部磁場方向垂直于紙面向里，線圈A全部處于圓環(huán)Ⅰ中，通過圓環(huán)Ⅰ與線圈A之間區(qū)域的原磁場方向均垂直于紙面向里，在線圈A內(nèi)部的原磁場方向垂直于紙面向外，穿過圓環(huán)Ⅰ的磁通量整體向外，若電流i變小，穿過圓環(huán)Ⅰ的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知，為了阻礙磁通量減小，圓環(huán)Ⅰ有縮小的趨勢，故A正確；B．線圈A中通以逆時針方向的電流i，根據(jù)安培定則，線圈A內(nèi)部磁場方向垂直于紙面向外，圓環(huán)Ⅱ全部處于線圈A中，通過圓環(huán)Ⅱ的原磁場方向均垂直于紙面向外，若電流i變小，穿過圓環(huán)Ⅱ的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知，為了阻礙磁通量減小，圓環(huán)Ⅱ有擴張的趨勢，故B錯誤；C．若電流i不變，根據(jù)安培定則，線圈A中電流在圓環(huán)Ⅰ所在位置的磁場方向垂直于紙面向里，若僅讓圓環(huán)Ⅰ的半徑擴大，在半徑擴大過程中，切割磁感線，利用微元法，根據(jù)右手定則可知，則Ⅰ中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流，故C正確；D．若電流i不變，根據(jù)安培定則，線圈A中電流在圓環(huán)Ⅱ所在位置的磁場方向垂直于紙面向外，若僅讓圓環(huán)Ⅱ的半徑縮小，在半徑縮小過程中，切割磁感線，利用微元法，根據(jù)右手定則可知，則Ⅱ中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流，故D錯誤。故選AC。12.如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1:n2=2:1，原線圈回路中接有定值電阻R1，副線圈回路中接有滑動變阻器R0和定值電阻R2。已知交流電源電壓的有效值恒為E，內(nèi)阻忽略不計。電流表和電壓表均為理想交流電表，R1=4R2?；瑒幼冏杵骰瑒佑|頭向下滑動的過程中，下列說法正確的是（）A.電流表示數(shù)變小B.電壓表示數(shù)變小C.當(dāng)R0=0時，R2消耗的功率最大D.當(dāng)R0=0時，變壓器的輸出功率最大，最大值為【答案】BCD【解析】AB．當(dāng)滑動變阻器滑動觸頭向下滑動的過程中，滑動變阻器接入電路的阻值減小，則副線圈回路中總電阻減小，則等效電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得，原線圈回路中電流增大，即電流表示數(shù)變大，則R1的分壓增大，原線圈兩端的電壓減小，根據(jù)原副線圈電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系可知，副線圈中電流增大，副線圈兩端電壓減小，R2的分壓增大，R0的分壓減小，所以電壓表示數(shù)變小，故A錯誤，B正確；CD．根據(jù)題意有根據(jù)電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系可得，可得，則等效電阻為當(dāng)，即R0=0時，電源的輸出功率最大，即變壓器的輸入功率、輸出功率達到最大，R2消耗的功率最大，且有故CD正確。三、非選擇題：本題包括6小題，共60分。13.某同學(xué)利用臺秤（非磁性材料，與磁鐵間沒有磁力作用）來測量蹄形磁鐵磁極之間磁場的磁感應(yīng)強度，實驗裝置如圖所示。該同學(xué)把臺秤放在水平桌面上，再把磁鐵、鐵架臺放在臺秤上，在鐵架臺橫梁上系兩條絕緣細繩，把一根銅條吊在磁極之間，并讓銅條與磁感線垂直。已知蓄電池的電動勢為E，蓄電池內(nèi)電阻為r，銅條的電阻為R，銅條在磁場中的長度為L。（1）按圖連接好電路，閉合開關(guān)之前記錄下臺秤的示數(shù)為，閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)臺秤的示數(shù)沒有變化，仍等于，不能測量出磁感應(yīng)強度，經(jīng)檢查電路完好，請你指出此次實驗失敗的原因為________________，保持磁鐵不動并提出糾正辦法______________。（2）找出實驗失敗的原因并糾正，閉合開關(guān)后，臺秤示數(shù)為，根據(jù)圖中的電源“+”“-”以及磁鐵“N”“S”的標(biāo)識，判斷____________（填“大于”或“小于”）。（3）勻強磁場的磁感應(yīng)強度測量值為___________。【答案】（1）鐵架臺放在了臺秤上把鐵架臺從臺秤上取下放在桌面上（2）小于（3）【解析】（1）[1][2]把磁鐵、鐵架臺放在臺秤上之后，銅條受到的安培力是系統(tǒng)的內(nèi)力，因此通電之前與通電之后臺秤的示數(shù)不會變化。需要把鐵架臺從臺秤上拿下來放在桌面上。（2）[3]根據(jù)左手定則，銅條受到的安培力方向向下，鐵架臺懸線拉力向上增加，臺秤示數(shù)減小。（3）[4]對銅條受力分析可得電路中的電流為解得勻強磁場的磁感應(yīng)強度測量值為14.某班物理實驗課上，同學(xué)們用可拆變壓器探究“變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”?？刹鹱儔浩魅鐖D甲、乙所示。（1）下列說法正確的是_______。A．為確保實驗安全，實驗中要求原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)B．變壓器原線圈接低壓交流電，測量副線圈電壓時應(yīng)當(dāng)用多用電表的“直流電壓擋”C．可以先保持原線圈電壓、匝數(shù)不變，改變副線圈的匝數(shù)，研究副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響D．測量副線圈電壓時，先用最大量程試測，大致確定電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M行測量E．變壓器開始正常工作后，鐵芯導(dǎo)電，把電能由原線圈輸送到副線圈F．變壓器開始正常工作后，若不計各種損耗，在原線圈上將電能轉(zhuǎn)化成磁場能，在副線圈上將磁場能轉(zhuǎn)化成電能，鐵芯起到“傳遞”磁場能的作用（2）一位同學(xué)實驗時，觀察兩個線圈的導(dǎo)線，發(fā)現(xiàn)粗細不同。他選擇的原線圈為800匝，副線圈為400匝，原線圈接學(xué)生電源的正弦交流輸出端，所接電源為“”擋位，測得副線圈的電壓為。則下列敘述中可能符合實際情況的一項是___________。A．原線圈導(dǎo)線比副線圈導(dǎo)線粗B．學(xué)生電源實際輸出電壓大于標(biāo)注的“”C．原線圈實際匝數(shù)與標(biāo)注“800”不符，應(yīng)大于800匝D．副線圈實際匝數(shù)與標(biāo)注“400”不符，應(yīng)小于400匝E．變壓器的鐵芯B沒有安裝在鐵芯A上，導(dǎo)致鐵芯沒有閉合（3）變壓器鐵芯是利用由相互絕緣的薄硅鋼片平行疊壓而成的，而不是采用一整塊硅鋼，如圖所示。①圖中，硅鋼片應(yīng)平行于___________。A．平面B．平面C．平面D．平面②這樣設(shè)計的原因是___________。A．增大渦流，提高變壓器的效率B．減小渦流，提高變壓器的效率C．增大鐵芯中電阻，以產(chǎn)生更多的熱量【答案】（1）CDF（2）B（3）DB【解析】（1）[1]A．為確保實驗安全，實驗中要求原線圈匝數(shù)大于副線圈匝數(shù)，讓副線圈上得到較低的電壓，選項A錯誤；B．變壓器原線圈接低壓交流電，測量副線圈電壓時應(yīng)當(dāng)用多用電表的“交流電壓擋”，選項B錯誤；C．可以先保持原線圈電壓、匝數(shù)不變，改變副線圈的匝數(shù)，研究副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響，選項C正確；D．為確保安全，測量副線圈電壓時，先用最大量程試測，大致確定電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M行測量，選項D正確；E．變壓器開始正常工作后，鐵芯是不導(dǎo)電的，把電能是由原副線圈的電磁感應(yīng)原理將電能輸送到副線圈，選項E錯誤；F．變壓器開始正常工作后，若不計各種損耗，在原線圈上將電能轉(zhuǎn)化成磁場能，在副線圈上將磁場能轉(zhuǎn)化成電能，鐵芯起到“傳遞”磁場能的作用，選項F正確。故選CDF。（2）[2]A．副線圈匝數(shù)少，則電流大，則副線圈導(dǎo)線比原線圈導(dǎo)線粗，選項A錯誤；B．學(xué)生電源實際輸出電壓大于標(biāo)注的“”，所以副線圈電壓為4.2V，選項B正確；C．根據(jù)若原線圈實際匝數(shù)與標(biāo)注“800”不符，應(yīng)小于800匝，選項C錯誤；D．根據(jù)若副線圈實際匝數(shù)與標(biāo)注“400”不符，應(yīng)大于400匝，選項D錯誤；E．若變壓器的鐵芯B沒有安裝在鐵芯A上，導(dǎo)致鐵芯沒有閉合，則會導(dǎo)致變壓器“漏磁”現(xiàn)象嚴重，則次級電壓會小于4V，選項E錯誤。（3）①[3]變壓器的鐵芯，在整塊導(dǎo)體內(nèi)部發(fā)生電磁感應(yīng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象稱為渦流現(xiàn)象，要損耗能量，不用整塊的硅鋼鐵芯，其目的是增大電阻，從而為了減小渦流，減小發(fā)熱量，提高變壓器的效率，則硅鋼片應(yīng)平行于平面，故選D；②[4]這樣設(shè)計的原因是減小渦流，提高變壓器的效率。故選B。15.為保證教學(xué)工作正常開展，防止停電事故發(fā)生，學(xué)校計劃購置一臺應(yīng)急備用發(fā)電機。要求如下：一是要保證全校88間教室所有日光燈能正常發(fā)光；二是為避免噪音干擾，發(fā)電機需遠離教學(xué)區(qū)；三是盡量利用已有設(shè)備和線路。為此，物理老師調(diào)查后得到以下數(shù)據(jù)：學(xué)校每間教室有日光燈10盞，每盞40W，額定電壓均為220V；發(fā)電機安裝位置距離并網(wǎng)接口約500米，此段所用電線每米電阻約，其余部分電阻不計；學(xué)校已有升壓變壓器和降壓變壓器各一臺，升壓變壓器匝數(shù)比為，降壓變壓器的匝數(shù)比為，兩變壓器均可視為理想變壓器，物理老師畫出示意圖如圖所示。則：（1）購買的發(fā)電機功率P應(yīng)不小于多少？（2）發(fā)電機輸出的電壓U是多少才能保證日光燈正常發(fā)光？【答案】（1）38.4kW；（2）240V【解析】（1）所有電燈正常發(fā)光時消耗的功率當(dāng)燈正常發(fā)光時，降壓變壓器副線圈兩端電壓降壓變壓器原、副線圈兩端電壓之比解得兩變壓器之間輸電線上的電流輸電線總電阻輸電線上損失的功率所以即所購發(fā)電機額定功率不得低于38.4kW。（2）要保證所有燈能正常發(fā)光，則升壓變壓器副線圈兩端電壓故升壓變壓器原線圈兩端電壓16.如圖所示，水平導(dǎo)軌間距為L＝0.5m，導(dǎo)軌電阻忽略不計；導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量m＝1kg，電阻R0＝0.9Ω，與導(dǎo)軌接觸良好；電源電動勢E＝10V，內(nèi)阻r＝0.1Ω，電阻R＝4Ω；外加勻強磁場的磁感應(yīng)強度B＝5T，方向垂直于ab，與導(dǎo)軌平面成夾角α＝；ab與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.5（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力），定滑輪摩擦不計，線對ab的拉力為水平方向，重力加速度g＝10m/s2，ab處于靜止?fàn)顟B(tài)．已知sin＝0.8，cos＝0.6