2024屆高中寒假物理專項練專項練習(xí)四（含答案）

2024屆第一中學(xué)寒假物理專項綜合訓(xùn)練4（答案）

一、單選題

1.圖甲是小型交流發(fā)電機的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強磁場，A為

交流電流表。線圈繞垂直于磁場方向的水平軸0。沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置開

始計時，產(chǎn)生的交變電流隨時間變化的圖像如圖乙所示，以下判斷正確的是（）

圖甲

A.電流表的示數(shù)為10AB.線圈轉(zhuǎn)動的角速度為50^-rad/s

C.O.Ols時線圈平面與磁場方向平行D.0.02s時電阻R中電流的方向自右向左

【答案1A

【解析】：電流表顯示的為有效值，1=」"="g=10A故A選項正確，由圖可知交變電流

V2V2

27r27r

的周期為0.02s,（0=—=——=1007rrad/s,故B選項錯誤；t=0.01s時感應(yīng)電流的值反

T0.02

向最大，說明磁通量的變化率最大，線圈處于與中性面垂直的平面，故C錯誤，結(jié)合右手

定則，圖示的位置即為0.02s線圈所處的位置，故在t=0.02s時通過R的電流方向自左向右；

故D錯

2.掃描隧道顯微鏡（STM）可用來探測樣品表面原子尺度上的形貌。為了有效隔離外界振動

對STM的擾動，在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對紫銅薄板，并施加磁場來快速衰

減其微小振動，如圖所示。無擾動時，按下列四種方案對紫銅薄板

STM掃描頭

施加恒磁場；出現(xiàn)擾動后，對于紫銅薄板上下及左右振動的衰減最可加磁場區(qū)

有效的方案是（）底盤

紫銅薄板

x

tXXX

iax

ixxx

!XXX:x

ABCD

【答案】A

【解析】：底盤上的紫銅薄板出現(xiàn)擾動時，其擾動方向不確定，在選項C這種情況下，紫銅

薄板出現(xiàn)上下或左右擾動時，穿過薄板的磁通量難以改變，不能發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，沒有阻

尼效應(yīng)；在選項B、D這兩種情況下，紫銅薄板出現(xiàn)上下擾動時，也沒有發(fā)生電磁阻尼現(xiàn)象；

選項A這種情況下，不管紫銅薄板出現(xiàn)上下或左右擾動時，都發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生電

磁阻尼效應(yīng)，選項A正確。

3.如圖所示，理想變壓器原線圈接在“二^^^說+⑴的交流電源上，副線圈接三個阻

值相同的電阻R,不計電表內(nèi)電阻影響。閉合開關(guān)S后（）

A.電流表A2的示數(shù)減小B.電壓表V］的示數(shù)減小人&s弋

C.電壓表V2的示數(shù)不變D.電流表A］的示數(shù)不變小R［.\

【答案】A

【解析】開關(guān)S閉合時，副線圈總的電阻減小，由于變壓器的匝數(shù)比和輸入的電壓都不變，

所以輸出的電壓也不變，即Vi示數(shù)不變，但因副線圈的總電阻減小，則副線圈的總電流增

大，則原線圈的電流增大，故Ai的示數(shù)變大；由于副線圈的電流增大，故串聯(lián)在副線圈的

電阻R兩端的電壓增大，而副線圈的總電壓不變，所以副線圈并聯(lián)部分的電壓減小，即V2的

示數(shù)減小，故電流表A2的示數(shù)減小，故A正確，BCD錯誤。

故選A。

4.一自耦變壓器如圖1-所示，環(huán)形鐵芯上只繞有一個線圈，將其接在“6間作為原線圈.通

過滑動觸頭取該線圈的一部分，接在c、1間作為副線圈.在。、6間輸入電壓為Ui的交變

電流時，c、d間的輸出電壓為5,在將滑動觸頭從M點順時針旋轉(zhuǎn)到N點的過程中（）

A.仍〉Ui，/降低B.UT>U\,仍升1W1

C.C<U1，U2降低D.U2<Ui，U2升IWJ

【答案］：C%,

【解析】：根據(jù)變壓器原、副線圈兩端電壓和原、副線圈匝數(shù)

的關(guān)系式有"=?，這里〃2<"1，所以。2<彷.在將滑動觸頭從M點順時針旋轉(zhuǎn)到N點的過

U2"2

程中，z變小，如不變，而原線圈兩端電壓U1也不變，因此仍降低，選項C正確.

5.如圖，水平放置的圓柱形光滑玻璃棒左邊繞有一線圈，右邊套有一金屬圓環(huán)。圓環(huán)初始時

靜止。將圖中開關(guān)S由斷開狀態(tài)撥至連接狀態(tài)，電路接通的瞬間，可觀察到（）

A.撥至M端或N端，圓環(huán)都向左運動八

sTv

B.撥至M端或N端，圓環(huán)都向右運動

C.撥至M端時圓環(huán)向左運動，撥至N端時向右運動

D.撥至M端時圓環(huán)向右運動，撥至N端時向左運動

【答案】B

【解析】無論開關(guān)S撥至哪一端，當(dāng)把電路接通一瞬間，左邊線圈中的電流從無到有，電

流在線圈軸線上的磁場從無到有，從而引起穿過圓環(huán)的磁通量突然增大，根據(jù)楞次定律（增

反減同），右邊圓環(huán)中產(chǎn)生了與左邊線圈中方向相反的電流，異向電流相互排斥，所以無論

哪種情況，圓環(huán)均向右運動。

故選B。

6.如圖所示，兩勻強磁場的磁感應(yīng)強度⑸和與大小相等、方向相反。金屬圓環(huán)的直徑與兩

磁場的邊界重合。下列變化會在環(huán)中產(chǎn)生順時針方向感應(yīng)電流的是（）

A.同時增大與減小為B.同時減小與增大當(dāng)

C.同時以相同的變化率增大與和當(dāng)

D.同時以相同的變化率減小61和4

【答案】B

【解析】AB.產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流則感應(yīng)磁場的方向垂直紙面向里。由楞次定律可

知，圓環(huán)中的凈磁通量變化為向里磁通量減少或者向外的磁通量增多，A錯誤，B正確。

CD.同時以相同的變化率增大昂和史,或同時以相同的變化率較小修和&,兩個磁場的

磁通量總保持大小相同，所以總磁通量為0,不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，CD錯誤。

故選B。

7.如圖，一載流長直導(dǎo)線和一矩形導(dǎo)線框固定在同一平面內(nèi)，線框在長直導(dǎo)線右側(cè)，且其長

邊與長直導(dǎo)線平行。已知在仁0到仁fi的時間間隔內(nèi)，直導(dǎo)線中電流i發(fā)生某種變化，而線

框中感應(yīng)電流總是沿順時針方向；線框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。設(shè)電

流z?正方向與圖中箭頭方向相同，貝卜隨時間f變化的圖線可能是（）

蛆

【答案1c

【解析】：由題可得，線框中感應(yīng)電流沿順時針方向，由安培定則可知，感應(yīng)電流的磁場垂

直于紙面向里；由楞次定律可得：如果原磁場增強時，原磁場方向應(yīng)垂直于紙面向外，由安

培定則可知，導(dǎo)線電流方向應(yīng)該向下，為負(fù)的，且電流越來越大；

由楞次定律可知：如果原磁場方向垂直于紙面向里，則原磁場減弱，直線電流變小，由安培

定則可知，直線電流應(yīng)豎直向上，是正的；

A、圖示電流使線框中的感應(yīng)電流沿順時針方向，但線框在水平方向受到的合力始終水平向

左，故A錯誤；

B、圖示電流使線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流沿逆時針方向，故B錯誤；

C、由圖示可知，直線電流按A所示變化，感應(yīng)電流始終沿順時針方向，由楞次定律可知,

在i大于零時，為阻礙磁通量的減小，線框受到的合力水平向左，在i小于零時，為阻礙磁

通量的增加，線框受到的合力水平向右，故C正確；

D、圖示電流不能使線框中的感應(yīng)電流始終沿順時針方向，故D錯誤；故選：C.

二、多選題

8.如圖，兩條光滑平行金屬導(dǎo)軌固定，所在平面與水平面夾角為仇導(dǎo)軌電阻忽略不計。虛

線油、cd均與導(dǎo)軌垂直，在浦與cd之間的區(qū)域存在垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強磁場。將

兩根相同的導(dǎo)體棒尸。、MN先后自導(dǎo)軌上同一位置由靜乂

止釋放，兩者始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。已知PQ進入

磁場開始計時，到MN離開磁場區(qū)域為止，流過的N^^f^Z一二

電流隨時間變化的圖像可能正確的是（）‘

【答案】AD

【解析】：由于進入磁場時加速度為零，AB.若出磁場時仍然沒有進入磁場,

則P。出磁場后至MN進入磁場的這段時間，由于磁通量夕不變，無感應(yīng)電流。由于尸。、

同一位置釋放，故MN進入磁場時與進入磁場時的速度相同，所以電流大小也應(yīng)該

相同，A正確B錯誤；CD.若尸。出磁場前腦V已經(jīng)進入磁場，由于磁通量0不變，PQ、

MN均加速運動，尸。出磁場后，由于加速故電流比尸。進入磁場時電流大，故C正確D

錯誤；

9.2018全國1）如圖，兩個線圈繞在同一根鐵芯上，其中一線圈通過開關(guān)與電源連接，另

一線圈與遠(yuǎn)處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導(dǎo)線連接成回路。將一小磁針懸掛在直導(dǎo)線

正上方，開關(guān)未閉合時小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是（）

A.開關(guān)閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動

B.開關(guān)閉合并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向

C.開關(guān)閉合并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向

D.開關(guān)閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面

向外的方向轉(zhuǎn)動

【答案】AD

【解析】：開關(guān)閉合的瞬間，左側(cè)的線圈中磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，由楞

次定律可判斷出直導(dǎo)線中電流方向為由南向北，由安培定則可判斷出小磁針處的磁場方向垂

直紙面向里，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動，選項A正確；開關(guān)閉合并保持一

段時間后，左側(cè)線圈中磁通量不變，線圈中感應(yīng)電動?勢和感應(yīng)電流為零，直導(dǎo)線中電流為

零，小磁針恢復(fù)到原來狀態(tài)，選項BC錯誤；開關(guān)閉合并保持一段時間后再斷開后的瞬間，

左側(cè)的線圈中磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，由楞次定律可判斷出直導(dǎo)線中電流

方向為由北向南，由安培定則可判斷出小磁針處的磁場方向垂直紙面向外，小磁針的N極

朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動，選項D正確。

10.（2016?海南卷）圖（a）中，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為4：1,右為阻值隨溫

度升高而減小的熱敏電阻，Ri為定值電阻，電壓表和電流表均為理想交流電表.原線圈所

接電壓"隨時間f按正弦規(guī)律變化，如圖（b）所示.下列說法正確的是（）

A.變壓器輸入、輸出功率之比為4：1B.變壓器原、副線圈中的電流之比為1：4

C.u隨/變化的規(guī)律為a=51sin（50兀。（國際單位制）

D.若熱敏電阻母的溫度升高，則電壓表的示數(shù)不變，電流表的示數(shù)變大

【答案］BD

【解析】：理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，故A錯誤.理想變壓器原、副線圈的電流

與匝數(shù)成反比，故B正確.從圖（b）可知交流電的周期為0.02s,所以"隨t變化的規(guī)律為"

=51sin（1007ir）,故C錯誤.溫度升高，熱敏電阻阻值減小，電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)

為輸入的交流電的電壓有效值，故不變，D正確.

三、計算題

11.（12分）如圖所示，在粗糙的水平面上，粗細(xì)均勻的單匝正方形閉合金屬線圈MNPQ豎

直放置，已知線圈邊長為總電阻為R,線圈的質(zhì)量為機。在線圈右側(cè)有一長為￡、寬為

4

的矩形區(qū)域,矩形區(qū)域中存在磁感應(yīng)強度大小為夙垂直于線圈平

........................一1L

面向外的勻強磁場?，F(xiàn)給線圈施加一水平拉力，使線圈從初始位M,Np__4J

置以速度v勻速穿過磁場區(qū)域，線圈在穿過磁場區(qū)域的運動過程卜??“

L

中,P。邊一直處在磁場區(qū)域且始終未離開地面。求