1、2012-2013学年安徽省马鞍山二中高二下学期期中考试理科物理试卷与答案（带解析） 选择题 一个处在磁场中的闭合线圈，若没有产生感应电流，则肯定是因为（ ） A线圈没有在磁场中运动 B线圈没有做切割磁感线运动 C磁场没有发生变化 D穿过线圈的磁通量没有发生变化 答案： D 试题分析：产生感应电流的条件是穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，题中是闭合线圈，没有感应电流一定是穿过线圈的磁通量没有发生变化。 D正确。 考点：本题考查产生感应电流的条件。 （ 12分）如图所示为交流发电机示意图 ,匝数为 匝的矩形线圈 ,边长分别为 和 ,内阻为 ,在磁感应强度 的匀强磁场中绕 轴以 的角速度匀速转动
2、,线圈和外部 的电阻 相接 .求： （ 1） 断开时 ,电压表示数； （ 2）电键 合上时 ,电压表和电流表示数； （ 3）通过电阻 的电流最大值是多少？电阻 上所消耗的电功率是多少 答案：（ 1） 50V （ 2） 2A 40V （ 3） 80W 试题分析：（ 1）感应电动势最大值 Em=nBS=1000.50.10.250 V=50 V S断开时 ,电压表示数为电源电动势有效值 E= =50 V. (2)电键 S合上时 ,由全电路欧姆定律 I= A=2.0 A,U=IR=220 V=40 V. 即电流表示数为 2 A,电压表示数为 40 V. （ 3）通过 R中电流的最大值 Im= I=2
3、 A. 电阻 R上所消耗的电功率 P=IU=240 W=80 W. 考点：本题考查感应电动势和闭合电路欧姆定律。 （ 10分）如图一台理想变压器 ,其原线圈 匝 ,副线圈 匝 ,并接一个的负载电阻 ,其它电阻均不计。求： （ 1）当原线圈接在 直流电源上时 ,电压表示数为多大？ （ 2）当原线圈接在输出电压 的交变电源上时 ,电压 表示数和电流表的示数各为多大？此时变压器的输入功率为多大 答案： 440V 试题分析： (1)直流电不能产生电磁感应，故副线圈电压为零 电压表示数为零 (2)有效值 ， 考点：本题考查变压器的原理。 如图所示，导体棒 长为 ，匀强磁场的磁感应强度为 ，导体绕过 点垂
4、直纸面的轴以角速度 匀速转动， .则 端和 端的电势差 的大小等于 A B C D 答案： D 试题分析：由 E BLV，切割磁感线的总长度为 4L，切割磁感线的平均速度 V r 即： Uab=E=B4L2L= ,D正确。 考点：本题考查 E BLV。 闭合线圈与匀强磁场垂直，现将线圈拉出磁场，第一次拉出速度为 v1,第二次拉出速度为第一次的两倍 v2=2v1则（ ） A两次拉力做的功一样多 B两次所需拉力一样大 C两次拉力的功率一样大 D两次通过线圈的电荷量一样多 答案： D 试题分析：设线圈的电阻为 R，由 E=BLV， I= F 安 =BIL= ，线圈匀速被拉出，则 F 拉 =F 安 ，
5、 F 拉 和 V正比， B错误；两次拉出过程中，位移 L相同，运动时间 t= ,由 W=FLcos，得做功不同， A错误； 功率 P=Fv,F、 v不同，功率不同， C错误； q=It= ，所以电荷量 q 一样多， D正确。 考点：本题考查 E=BLv、安培力、功、电流定义式。 如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接两个相同的灯泡 L1和 L2，输电线的等效电阻为 开始时，开关 断开 .当 接通时，以下说法中错误的是（ ） A副线圈两端 、 的输出电压减小 B副线圈输电线等效电阻 上的电压增大 C通过灯泡 的电流减小 D原线圈中的电流增大 答案： A 试题分析：变压器的输出电压由输入的电压
6、和变压器的匝数比决定，由于输入的电压和变压器的匝数比都不变，所以变压器的输出电压也不变，即副线圈两端 M、 N的输出电压不变，所以 A错误由于副线圈的输出电压不变，当 S接通时，副线圈的电阻减小，所以总的电流变大，所以副线圈输电线等效电阻 R上的电压增大，所以 B正确由于副线圈的输出电压不变，副线圈输电线效电阻 R上的电压增大，所以灯泡 L1的电压减小，通过灯泡 L1的电流减小，所以 C正确根据电流与匝数成反比可知，由于变压器的匝数比不变，所以副线圈的电流变大时，原线圈的电流也就要变 大，所以 D正确 考点：本题考查变压器的构造和原理。 如图所示为一交变电流随时间变化的图象 ,此交流电的有效值
7、是（ ） A B C D 答案： B 试题分析：交变电流的周期 T 0.02 s，根据 Q I2Rt，在前 T，通过电阻 R产生的热量为 36RT，在后 T，通过电阻 R产生的热量为 64RT，设等效电流为 I，则 I2RT 36RT+64RT，解得： I 10A， B正确。 考点：本题考查交变电流有效值的计算。 如图线框在匀强磁场中绕 OO,轴匀速转动 (由上向下看是逆时针方向 )，从图示位置继续转动到线 框与匀强磁场垂直的过程中，磁通量和感应电动势大小的变化情况是（ ） A磁通量和感应电动势都在变大 B磁通量和感应电动势都在变小 C磁通量在变小，感应电动势在变大 D磁通量在变大，感应电动势
8、在变小 答案： D 试题分析：从图示位置继续转动到线框与匀强磁场垂直的过程中，线圈在垂直于磁场 B的方向的投影面积在增大，而磁感应强度 B不变，所以磁通量在增大，BC错误。 如果从中性面位置开始计时，电动势 e随时间变化规律为： e=Emsint,则从图示位置继续转动到线框与匀强磁场垂直的过程中，线圈与中性面的夹角在减小，则感应电动势在减小， A错， D正确。 考点：本题考查感应电动势、磁通量。 如图所 、 两灯相同， 是带铁芯的电阻可不计的线圈，下列说法中正确的是（ ） A开关 合上瞬间， 、 两灯都不亮 B开关 合上稳定后， 、 同时亮着 C开关 断开瞬间， 、 同时熄灭 D开关 断开瞬间
9、， 立即熄灭， 过一会儿再熄灭 答案： D 试题分析：开关闭合瞬间，通过线圈的电流突然增大， 是带铁芯的电阻可不计的线圈产生很强的感应电动势，阻碍 电流的通过，等效于断路，所以 A、 B两灯同时亮， A 错；稳定后，线圈相当于导线， A 被短路，只有 B 灯亮， B 错；开关断开瞬间， B灯立即熄灭，通过线圈的电流突然减小，线圈产生很强的感应电动势，阻碍电流的减小，和线圈组成闭合回路的 A灯过一会儿再熄灭， C错， D正确。 考点：本题考查自感。 如图所示，一倾斜的金属框架上放有一根金属棒，由于摩擦力作用，金属棒在没有磁场时处于静止状态 .从 t0时刻开始给框架区域内加一个垂直框架平面向上的逐
10、渐增强的磁场，到时刻 t1时，金属棒开始运动，则在这段时间内，棒所受的摩擦力（ ） A不断增大 B不断减小 C先减小后增大 D先增大后减小 答案： C 试题分析：由于摩擦力作用，金属棒在没有磁场时处于静止状态 .，则摩擦力沿斜面向上；从 t0时刻开始给框架区域内加一个垂直框架平面向上的逐渐增强的磁场，穿过闭合回路的磁通量增大，闭合回路有收缩的趋势，金属棒受到沿斜面向上的安培力，金属棒运动前，受平衡力作用有 mgsin F 安 +F 摩 ， F安从 0开始增大， F 摩 减小； F 安 增大到等于 mgsin时， F 摩 减小到 0； F 安 再增大， F 摩 会反向增大。 C正确。 考点：本题
11、考查楞次定律、安培力、共点力作用下物体的 平衡条件。 下面关于交变电流的说法中正确的是（ ） A交流电器设备上所标的电压和电流值是交变电流的最大值 B用交流电表测定的读数值是交流电的瞬时值 C给定的交变电流数值，在没有特别说明的情况下都是指有效值 D我国生活用电 指的是交变电流的最大值 答案： C 试题分析：交流电器设备上所标的电压和电流值是交变电流的有效值， A 错误；用交流电表测定的读数值是交流电的有效值， B错误；我国生活用电 指的是交变电流的有效值， D错误；给定的交变电流数值，在没有特别说明的情况下都是指有效值， C正确。 考点：本题考查交流电的基本知识。 如图所示，水平桌面上放一闭
12、合铝环，在铝环轴线上方有一条形磁铁 .当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时，下列判断中正确的是（ ） A铝环有收缩趋势，对桌面压力减小 B铝环有收缩趋势，对桌面压力增大 C铝环有扩张趋势，对桌面压力减小 D铝环有扩张趋势，对桌面压力增大 答案： B 试题分析：楞次定律具体的应用形式有三种情况：一、增缩减扩 二、来拒去留 三、增反减同，当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时，穿过闭合铝环的磁通量增大，铝环有收缩的趋势。由来拒去留，铝环有排斥 磁体的作用，对桌面的压力增大。 B正确。 考点：本题考查楞次定律。 填空题 如图所示电路，当在 、 两端加上直流电压时， 正常发光， 不亮；当 、 两端加上同样电
13、压的交变电流时， 发光亮度变暗，而 正常发光 .则、 分别为 _和 _.( 可选择：电阻、电容器、电感线圈 ) 答案：电感线圈 电容器 试题分析：电感线圈的作用是通直流阻交流，电容的作用是通交流隔直流。由题意叙述 A应为电感线圈、 B为电容器。 考点：本题考查电感线圈、电容器对交变电流的作用。 一台发电机产生的电动势的瞬时值表达式为 : V，则此发电机产生的电动势的有效值为 _V，产生的交流电的频率为 _Hz 答案： V 50 HZ 试题分析：由 知，产生电动势的最大值为 311V， =314rad/s,有效值 U= ， =314rad/s=2f,得 f=50Hz 考点：本题考查交变电流的表达
14、式。 如图所示 ,在磁感应强度为 的匀强磁场中，导体棒 AB的在金属框架上以 的速度向右滑动，已知导体棒 长为 ，电阻为 ，其他电阻不计，则导体棒端点 上的电压大小是 V, 电压高的点是 _（ A或 B） 答案： .5V B点 试题分析：由右手定则可判断 AB中的感应电流为由 A流向 B，在电源内部电流从负极流向正极， B为正极， B点的电压高。 AB切割磁感线产生的感应电动势 E=BLV=1V，导体棒端点 AB的电压为路端电压， R1、 R2并联的总电阻即外电路的总电阻为 10，内阻为 10，所以路端电压为电动势的一半0.5V。 考点：本题考查 E=BLV、路端电压。 计算题 （ 8分）有一
15、个边长为 ，匝数为匝的正方形闭合线圈处在磁场中，在 秒时间内穿过闭合线圈的磁场的磁感应强度 B按如图的 B-t图所示的规律变化。求： (1)闭合线圈中的感应电动势多大？ (2)如果闭合线圈的总电阻是 ，把一个电阻为 的电热器连接在它的两端，在秒时间内通过电热器的电荷量多大？ 答案： V 试题分析：（ 1）由题知：线圈面积， （ 2） 考点：本题考查法拉第电磁感应定律及闭合电路的欧姆定律。 （ 12分）如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长。电阻不计的平行金属导轨相距1m，导轨平面与水平面成 370角，下端连接阻值为 R的电阻。匀强磁场方向与导轨平面垂直。质量为 0.2kg。电阻不计的金属棒放在两
16、导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为 0.25。求： (1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小； (2)当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻 消耗的功率为 ，求该速度的大小； (3)在上问中，若 ，金属棒中的电流方向 到 ，求磁感应强度的大小与方向。 (取 ， ， ) 答案： (1)4m s2 (2)10m/s (3)0.4T, 磁场方向垂直导轨平面向上 试题分析： (1)金属棒开始下滑的初速为零，没有感应电流产生，不受安培力作用，故根据牛顿第二定律有： mgsin-mgcos ma 由 式解得 a 10(O.6-0.250.8)m s2=4ms2 (2)设金属棒运动达到稳定时，做匀速运动，速度为 v，所受安培力为 F，棒在沿导轨方向受力平衡，则有： mgsin一 mgcos一 F 0 解得 F=0.8N 此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻 R消耗的电功率 Fv P 由 、 两式解得(3)设电路中电流为 I，两导轨间金属棒的长为 l，磁场的磁感应强度为 B P I2R 由 、 两式解得 由左手定则可知，磁场方向垂直导轨平面向上 考点：本题考查动力学规律在电磁感应中的应用。
