吉林省通化市第十四中學2018-2019學年高二物理下學期期中試題（含解析）

吉林省通化市第十四中學20182019學年高二物理下學期期中試題（含解析）一、選擇題1.環(huán)形線圈放在均勻磁場中，設在第1秒內磁感線垂直于線圈平面向內，若磁感應強度隨時間變化關系如圖，那么在第2秒內線圈中感應電流的大小和方向是（）A.感應電流大小恒定，順時針方向B.感應電流大小恒定，逆時針方向C.感應電流逐漸增大，逆時針方向D.感應電流逐漸減小，順時針方向【答案】B【解析】試題分析：在第2s內，磁場的方向垂直于紙面向外，且均勻減小，所以產生恒定的電流，根據(jù)楞次定律，感應電流的方向為逆時針方向，所以B正確，ACD錯誤．故選B．考點：楞次定律【名師點睛】解決本題的關鍵掌握楞次定律判斷感應電流的方向，并理解法拉第電磁感應定律的內容,變化的磁場產生電場，而均勻變化的磁場產生恒定的電場．2.如圖所示，閉合線圈abcd水平放置，其面積為S，匝數(shù)為n，線圈與勻強磁場B夾角為θ＝45°.現(xiàn)將線圈以ab邊為軸順時針轉動90°，則線圈在此過程中磁通量的改變量的大小為()A.0 B.BSC.nBS D.無法計算【答案】B【解析】試題分析：設初位置時穿過線圈的磁通量為正，則初位置時：，末位置時：，則初、末位置磁通量的改變量的大小為：，故B正確.考點：磁通量3.如圖所示的電路中，a、b是兩個完全相同的燈泡，L是自感系數(shù)很大，直流電阻不計的線圈。閉合開關S，電路穩(wěn)定后兩燈泡正常發(fā)光，當突然斷開開關，下列說法中正確的是A.a燈泡立即熄滅，b燈泡突然變亮再逐漸熄滅B.a、b兩燈泡均突然變亮再逐漸熄滅C.a、b兩燈泡均立即熄滅D.a、b兩燈泡均逐漸熄滅【答案】D【解析】由于原來兩燈泡都正常發(fā)光，所以原來流的電流應該是相等的，當突然斷開開關，由于線圈的自感現(xiàn)象，所以ab兩燈不會突然熄滅而應該逐漸熄滅，且不會出現(xiàn)閃亮一下的現(xiàn)象。故D正確；故選D4.如圖，兩同心圓環(huán)A、B置于同一水平面上，其中B為均勻帶負電絕緣環(huán)，A為導體環(huán)當B繞環(huán)心轉動時，導體環(huán)A產生順時針電流且具有擴展趨勢，則B的轉動情況是（）A.順時針加速轉動B.順時針減速轉動C.逆時針加速轉動D.逆時針減速轉動【答案】A【解析】由圖可知，A中感應電流為順時針，由楞次定律可知，感應電流的內部磁場向里，由右手螺旋定則可知，引起感應電流的磁場可能為：向外增大或向里減??；若原磁場向外，則B中電流應為逆時針，由于B帶負電，故B應順時針轉動且轉速增大；若原磁場向里，則B中電流應為順時針，則B應逆時針轉動且轉速減??；又因為導體環(huán)A具有擴展趨勢，則B中電流應與A方向相反，即B應順時針轉動且轉速增大，A正確．5.如圖所示，面積為，內阻不計的100匝矩形線圈ABCD，繞垂直于磁場的軸勻速轉動，轉動的角速度為100rad/s，勻強磁場的磁感應強度為。矩形線圈通過滑環(huán)與理想變壓器相連，觸頭P可移動，副線圈所接電阻，電表均為理想交流電表，當線圈平面與磁場方向平行時開始計時，下列說法正確的是：

（

）A.線圈中感應電動勢表達式為B.P上移時，電流表示數(shù)減小C.t=0時刻，電壓表示數(shù)為D.當原副線圈匝數(shù)比為1:2時，電阻上消耗的功率為400W【答案】D【解析】試題分析：矩形閉合導線框ABCD在磁場中轉動，產生的交流電的最大值為：，線圈中感應電動勢的表達式為e=100cos（100t）V，故A錯誤；P上移時，原線圈的匝數(shù)減小，則導致副線圈電壓增大，那么副線圈電流也增大，則原線圈的電流會增大，故B錯誤；由于最大值為有效值的倍，所以交流電的有效值為U=100V，當t=0時，電壓表示數(shù)為100V，故C錯誤；當原、副線圈匝數(shù)比為1：2時，次級電壓有效值為200V，電阻上消耗的功率為，故D正確；故選D?？键c：交流電；變壓器6.如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1:n2=1:3，次級回路中連入三個均標有“36V，40W”的燈泡,且均正常發(fā)光，那么,標有“36V、40W”的燈泡AA.也正常發(fā)光 B.將被燒毀 C.比另三個燈暗 D.無法確定【答案】A【解析】本題考查理想變壓器。由題意知副線圈電壓,由變壓器原理，，原線圈電壓，所以燈泡A兩端的電壓也是36V，A也可以正常發(fā)光，A對BCD錯；選A。7.為了解決農村電價居高不下的問題，有效地減輕農民負擔，在我國廣大農村普遍實施了“農網改造”工程，工程包括兩項主要內容：(1)更新變電設備，提高輸電電壓；(2)更新電纜，減小輸電線電阻．若某輸電線路改造后輸電電壓變?yōu)樵瓉淼?倍，線路電阻變?yōu)樵瓉淼?.8倍，在輸送的總功率不變的條件下，線路損耗功率將變?yōu)樵瓉淼?)【答案】C【解析】【分析】電能的耗損主要指的是電流的熱效應而產生的，輸電功率不變，輸電線的電阻不變，要減小輸電線路上的電能損失，必須通過增大電壓的辦法來減小電流，從而減少電能的耗損。【詳解】傳輸功率不變，改造前，輸電線中的傳輸電流為：電功率損耗為：改造后輸電電壓變?yōu)樵瓉淼?倍，線路電阻變?yōu)樵瓉淼谋?，故：?lián)立以上各式解得：△P′=0.2△P故C正確?！军c睛】本題考查減小輸電線路電功率損失的方法，此題與我們的日常生活聯(lián)系比較緊密，是這幾年中考出題的一個新的方向．我們在日常生活中要養(yǎng)成勤于觀察、勤于思考的好習慣。8.如圖所示，在AB間接入(V)的正弦交流電，通過理想變壓器和相同的理想二極管、給阻值R＝2Ω的純電阻供電，變壓器原線圈匝，副線圈匝，Q為副線圈正中央抽頭。則A.為保證安全，二極管反向耐壓值至少為VB.R上電壓變化頻率為50HzD.若D1損壞，則電流表A的示數(shù)變?yōu)樵瓉淼谋丁敬鸢浮緾【解析】A、由函數(shù)表達式可知，AB間接入正弦交流電電壓有效值為，變壓器原線圈匝，副線圈匝，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比得有效值，而二極管的反向耐壓值是最大值，即為：，故選項A錯誤；B、由于二極管具有單向導電性，副線圈上端高電勢時上端二極管導通，副線圈上端低電勢時下端二極管導通，兩個二極管交替工作，故電阻R得到的是一股脈動直流電，脈動直流電通過電阻R時，其周期減半，頻率加倍，故電阻R得到的頻率為，故選項B錯誤；C、根據(jù)題意，Q為副線圈正中央抽頭，則電阻R兩端電壓為：，則通過電阻R的電流為：，根據(jù)電流與匝數(shù)之間的關系為：，則，故選項C正確；D、若其中一個二極管燒壞不能通電，另一個還能工作，此時電阻R還能間歇通電，但其有效值滿足：，則：，根據(jù)原、副線圈功率相等，可以知道，則此時原線圈電流為：，則此時電流表A的示數(shù)變?yōu)樵瓉淼谋?，故選項D錯誤。點睛：考查變壓器電壓與匝數(shù)的關系，掌握閉合電路歐姆定律的應用，理解二極管單向導電性，注意原副線圈的功率相等，是解題的關鍵。9.如圖所示，用恒力F將閉合線圈自靜止開始(不計摩擦)從圖示位置向左加速拉出有界勻強磁場，則在此過程中()A.線圈向左做勻加速直線運動B.線圈向左運動且加速度逐漸增大C.線圈向左運動且加速度逐漸減小D.線圈中感應電流逐漸增大【答案】CD【解析】線圈向左運動時，ab邊做切割磁感線運動產生電動勢，根據(jù)右手定則可知ab產生的電動勢方向從a向b，電動勢的大小為E=BLv，通過ab的電流為I=，由左手定則可知ab邊受到的安培力方向向右，大小為F安=BIL；根據(jù)牛頓第二定律應有FF安=ma；聯(lián)立可得，可見，加速度a隨速度v的增大而減小，即線圈做加速度減小的加速運動，所以AB錯誤，C正確；線圈加速運動，產生的感應電流應逐漸增大，所以D正確．故選CD.點睛：對電磁感應問題首先找出電源，然后根據(jù)楞次定律和法拉第電磁感應定律寫出電動勢大小和方向，若涉及到力學問題，就進行受力分析，再根據(jù)牛頓第二定律寫出相應的表達式，然后再討論即可．10.如圖所示，一導線折成動長為a的正三角形閉合回路，虛線MN右側有磁感應強度為B的勻強磁場，方向垂直于回路所在的平面，回路以速度v向右勻速進入磁場，邊長CD始終與MN垂直，從D點到達邊界開始到C點進入磁場為止，下列結論中正確的是（）A.導線框受到安培力方向始終向上B.導線框受到安培力方向始終向C.感應電動勢的最大值為D.應電動勢平均值為【答案】CD【解析】根據(jù)左手定則可知,線框未全部進入磁場前安培力方向向上，全部進入以后安培力為零，所以AB錯誤。有效切割長度最長為

，則感應電動勢最大值為

，故C正確

感應電動勢平均值為：

，故D正確

故選CD【點睛】根據(jù)左手定則判斷安培力的方向．由E=BLv，分析過程中最長的L可知最大電動勢；由法拉第電磁感應定律可得出電動勢的平均值．變壓器為理想變壓器，原線圈匝數(shù)n1與副線圈匝數(shù)n2之比為10:1，變壓器的原線圈接如圖乙所示的正弦式交流電，電阻R1=R2=R3=20Ω和電容器C連接成如圖所示甲的電路，其中電容器的擊穿電壓為8V，電壓表V為理想交流電表，開關S處于斷開狀態(tài)，則（）C.電阻R2上消耗的功率為2.5W D.若閉合開關S，電容器會被擊穿【答案】AC【解析】由公式可知輸出電壓峰值為20V，有效值為，由R1和R2串聯(lián)分壓原理可知R2兩端電壓為7.07V，A對；輸出電流為，B錯；由電功率公式P=UI可求得電阻R2消耗功率為2.5W，C對；閉合開關S，電阻R1和R3并聯(lián)，并聯(lián)段的電壓為輸出電壓的三分之一，峰值為6.7V，D錯；12.如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為10：1，原線圈所接的電壓，負載電阻R=44Ω，不計電表對電路的影響.關于電表的讀數(shù)，下列說法正確的是（）A.讀數(shù)為B.讀數(shù)為C.讀數(shù)為D.讀數(shù)為22V【答案】ACD【解析】【分析】根據(jù)變壓器的變壓比公式和變流比公式列式求解即可?！驹斀狻坑伤矔r值的表達式可知，原線圈的電壓最大值為，所以原線圈的電壓的有效值為，，則v1讀數(shù)為220V根據(jù)得：由得：故應選：ACD?！军c睛】掌握住理想變壓器的電壓、電流之間的關系，最大值和有效值之間的關系即可解決本題。二、非選擇題：13.如圖所示，用金屬導線彎成閉合正方形導線框，邊長為L，電阻為R，當它以速度v勻速地通過寬也為L的勻強磁場區(qū)過程中，外力需做功為W，則該磁場區(qū)域的磁感強度B應為________，若仍用此種導線彎成邊長為2L的正方形線框，以相同速度通過同一磁場區(qū)，外力應做功為原來的________倍.【答案】(1).(2).4【解析】導線切割磁感線產生感應電動勢，在電路中產生焦耳熱，根據(jù)能量手恒和焦耳定律有，解得磁場區(qū)域的磁感強度B應為用此種導線彎成邊長為2L的正方形線框，以相同速度通過同一磁場區(qū)，外力應做功為，外力應做功為原來的4倍。14.如圖所示，勻強磁場的寬度為d，一正方形金屬線框abcd的邊長為L，且L＞d，線框平面與磁場垂直，bc邊與磁場邊界平行。線框以垂直于磁場邊界的速度v勻速通過磁場區(qū)域，則線框進入磁場時產生感應電流的方向是________方向（選填“順時針”或“逆時針”）；從進入磁場區(qū)域，到完全離開磁場區(qū)域的過程中，線框中存在感應電流的時間為__________?！敬鸢浮?1).逆時針(2).【解析】由右手定則可知，線框進入磁場過程中產生的感應電流沿逆時針方向；產生感應電流過程線框的位移為2d，則線框存在感應電流的時間：。it圖像，則該交流電電流的有效值為____________A?！敬鸢浮俊窘馕觥吭O交流電電流的有效值為I，周期為T，電阻為R。

則解得：16.如圖所示，紙面內有一正方形單匝導線框abcd，置于垂直紙面向外、邊界為MN的勻強磁場外，第一次以速度v向右勻速進入勻強磁場，第二次以速度2v勻速進入勻強磁場。求：(1)第一次與第二次線框中電流之比________；(2)第一次與第二次線框上產生的熱量之比________；(3)第一次與第二次通過線框導線橫截面的電荷量之比________?！敬鸢浮?1).1：2(2).1：2(3).1：1【解析】(1)線圈進入磁場產生的感應電動勢，感應電流為，所以電流之比；(2)根據(jù)，所以；(3)根據(jù)公式，所以。三、計算題17.如圖甲所示，一個圓形線圈匝數(shù)n=1000匝、面積S=2×102m2、電阻r=1Ω。在線圈外接一阻值為R=4Ω的電阻。把線圈放入一個勻強磁場中，磁場方向垂直線圈平面向里，磁場的磁感強度B隨時間變化規(guī)律如圖乙所示。求：（1）0~4s內，回路中的感應電動勢；（2）t=5s時，a、b兩點哪點電勢高；（3）t=5s時，電阻兩端的電壓U?！敬鸢浮浚?）1V；（2）a電勢高；（3）3．2V?！窘馕觥吭囶}分析：（1）0~4s內，回路中的感應電動勢E=nV=1V；（2）t=5s時，磁場中減弱的，故線圈中產生的磁場向里，由右手定則可判斷出，電流方向由a向b，故a點電勢高；（3）t=5s時，回路中的感應電動勢E′=nV=4V；電阻兩端的電壓U==3．2V?？键c：法拉第電磁感應定律，歐姆定律。18.如圖所示，N＝50匝的矩形線圈abcd，ab邊長L1＝20cm，ad邊長L2＝25cm，放在磁感應強度B＝0.4T的勻強磁場中，外力使線圈繞垂直于磁感線且通過線圈中線的OO′軸以n＝3000r/min的轉速勻速轉動，線圈總電阻r＝1Ω，外電路電阻R＝9Ω，t＝0時線圈平面與磁感線平行，ab邊正轉出紙外、cd邊轉入紙里(π＝3.14)．求：(1)感應電動勢的瞬時值表達式；(2)線圈轉90°外力做的功；(3)從圖示位置轉過90°的過程中流過電阻R的電荷量?！敬鸢浮浚?）314cos100πtV（2）250J（3）0.1C【解析】（1）轉速：n=3000r/min=50r/s

線圈的角速度ω=2πn=100

πrad/s

圖示位置的感應電動勢最大，其大小為Em=NBl1l2ω

代入數(shù)據(jù)得Em=314

V

感應電動勢的瞬時值表達式