1、2012-2013学年江苏淮安楚州范集中学高二下学期期中考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 下列提到的交变电流，那一个不是指有效值 （ ） A交流电压表读数 B保险丝熔断电流 C电容器击穿电压 D 220V交流电压 答案： C 试题分析：交流电表的示数 是有效值故 A不符合题意；保险丝的熔断电流，是积累值，为有效值， B不符合题意，电容器即击穿电压，即耐压值，是通过电容的最大值，为瞬时值， C符合题意， 220V表示有效值， D不符合题意， 故选 C 考点：考查了交流电有效值和瞬时值 点评：基础题，关键是对生活中常见物理量表示的物理含义的熟悉 如图所示的电路中， A1和 A2是两个相同的灯泡
2、，线圈 L自感系数足够大，电阻可以忽略不计 .下列说法中正确的是：（ ） A合上开关 S时， A2先亮， 后亮，最后一样亮 B断开开关 S时， A1和 A2都要过一会儿才熄灭 C断开开关 S时， A2闪亮一下再熄灭 D断开开关 S时，流过 A2的电流方向向右 答案： AB 试题分析：合上开关 S时，通过线圈的电流增大，则产生感应电流，阻碍电路电流的增大，所以灯泡 是逐渐亮起来，因为线圈产生的感应电流不影响 ，故 立刻亮起来， A正确，断开开关 S时，通过线圈的电流减小，产生和电路电流方向相同的自感电流，线圈和两灯组成闭合回路，故两灯要过一会才熄灭，B 正确；闭合回路的电流是从和原来电流一样大小
3、开始减小的，故 不会闪亮，C错误，通过 的电流方向从右向左， D错误 故选 AB 考点：自感现象 点评：自感现象是特殊的电磁感应现象，同样遵守楞次定律和法拉第电磁感应定律 如图所示为两个互感器，在图中圆圈内 a、 b 表示电表，已知电压比为 100，电流比为 10，电压表的示数为 220V，电流表的示数为 10A，则 ( ) A a为电流表， b为电压表 B a为电压表， b为电流表 C输送电功率是 2200W D线路输送电功率是 2.2106W 答案： BD 试题分析：由图可知： a表是电压表， b表是电流表， A错误 B正确；而甲互感器原副线圈匝数比为 ，乙互感器原副线圈匝数比为 ，由电压
4、表的示数为 220V，得原线圈的电压为 22000V，由电流表的示数为 10A，原线圈的电流为 100A所以电线输送功率是 ， C 错误 D 正确 故选： BD 考点：变压器的构造和原理； 点评：理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象同时变压比与 匝数成正比，变流比与匝数成反比 远距离输送一定功率的交流电，若输电线电阻一定，容抗和感抗可忽略不计，下列哪些说法是正确的 ( ) A输电线上损失的电压跟输电电压成正比 B输电线上损失的功率跟输电电压成反比 C输电线上损失的功率跟输电电压的平方成反比 D输电线上损失的功率跟输电线上电压损失的平方成正比 答案： CD 试题分析：当
5、输电线的电阻和输送的电功率不变时，根据 ，知输送电压越高，输电线上的电流越小，根据 ，输电线上损失的电压越小即成反比，故 A错误 根据 ， ，得 ，输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比 C正确； B错误； 根据公式 可得输电线上损失的功率跟输电线上电压损失的平方成正比，D正确； 故选 CD 考点：远距离输电； 点评：解决本题的关键知道输送的电功率 ，输送功率一定，输电电压越大，输送电流越小以及知道输电导线总电阻 R两端的电压等于损失的电压 矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势如图示，则（ ） A t1时刻线圈通过中性面 B t2时刻线圈中磁通量最大 C t3时刻线圈中磁通量变化率最大
6、 D t4时刻线圈中磁通量变化率最大 答案： AD 试题分析： 时刻感应电动势为零，磁通量最大位于中性面位置， A正确；时刻感应电动势最大，磁通量变化率最大，磁通量最小，线圈平面与中性面垂直 B 错误； 时刻感应电动势为零，磁通量变化率为零，线圈通过中性面，C错误； 时刻线圈中感应电动势最大，磁通量变化率最大故 D正确 故选 AD 考点：正弦式电流的图象和三角函数表达式 点评：矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生正弦交变电流磁通量为零，感应电动势最大；磁通量最大时，感应电动势为零，线圈恰好通过中性面经过中性一次，电流方向改变一次根据法拉第定律，感应电 动势与磁通量变化率成正比 关于正弦交变电流的
7、有效值 , 下列说法正确的是 ( ) A有效值就是交流在一个周期内的平均值 B交流的有效值是根据电流的热效应来定义的 C在交流电路中，交流电流表和交流电压表的示数表示的都是有效值 D对于正弦交变电流，最大值的平方等于有效值平方的 2倍 答案： BCD 试题分析：交流的有效值是根据电流的热效应来定义的；为在相同电阻，相同时间内产生相同的热量对应的电压或者电流，不是平均值， A错误； B正确；在交流电路中，交流电表显示的为有效值， C正确；根据定义可得： ,D正确 ； 故选 BCD 考点：考查了对交流电有效值的理解 点评：在理解有效值时，一定要注意，三个相同：相同的电阻，相同的时间，相同的热量 图
8、甲中的 a是一个边长为为 L的正方向导线框，其电阻为 R.线框以恒定速度 v沿 x轴运动，并穿过图中所示的匀强磁场区域 b.如果以 x轴的正方向作为力的正方向 .线框在图示位置的时刻作为时间的零点，则磁场对线框的作用力 F随时间变化的图线应为图乙中的哪个图？（ ）答案： B 试题分析： 时间内，线框在磁场之外，安培力与电流均为 0； 在 时间内，由右手定则可得出感应电流的方向为逆时针的方向，维持 线框以恒定速度 V沿 X轴运动，所以感应电动势和感应电流均不变，根据左手定则得出安培力的方向 X轴的负方向由 F=BIL得知，安培力的大小也不变； 在 时间内，线框全部进入磁场，穿过线框的磁通量不变，
9、没有感应电流将产生，则安培力也为 0 在 时间内，线框左边切割磁感线，由右手定则可得出电流的方向为顺时针的方向，维持线框以恒定速度 V 沿 X 轴运动，所以感应电动势和电流不变，安培力的大小也不变；根据左手定则得出安培力的方向 X轴的负方向故 B正确 故选 B 考点：本题考查的是线框穿磁场产生感应电流的典型情景， 点评：电磁感应与图象的结合一般考查选择题，注意在解答时尽量采用排除法寻找答案：，先找到各图中的不同点，主要分析不同点即可得出正确答案： 如图，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的 N 极朝下。当磁铁向下运动时（但未插入线圈内部）（ ） A线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，
10、磁铁与线圈相互吸引 B线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥 C线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引 D线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥 答案： B 试题分析：由图可知，穿过线圈的磁场方向向下增大，由楞次定律可知感应电流的磁场应向上，则由右手螺旋定则可知电流方向与图示方向相同；由 “来拒去留 ”可知，磁铁靠近线圈，则线圈与磁铁相互排斥，故 B正确； 故选 B 考点：楞次定律 点评：在判断电磁感应中磁极间的相互作用时可以直接利用楞次定律的第二种表示： “来拒去留 ”直接判断，不必再由安培定则判断线圈中的磁场，再由磁极间的相互作用
11、判断力的方向 穿过闭合回路的磁通量 随时间 t变化的图像分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的 是 : （ ） A图甲中回路产生的感应电动势恒定不变 B图乙中回路产生的感应电动势一直在变大 C图丙中回路在 0 t0时间内产生的感应电动势大于 t0 2t0时间内产生的感应电动势 D图丁中回路产生的感应电动势可能恒定不变 答案： C 试题分析：根据法拉第电磁感应定律我们知道感应电动势与磁通量的变化率成正比，即 结合数学知识我们知道：穿过闭合回路的磁通量 随时间 t变化的图象的斜率 图甲中磁通量 不变，无感应电动势故 A错误图乙中磁通量 随时间 t均匀增大，图象的斜
12、率 k不变，也就是说产生的感应 电动势不变故 B错误图丙中回路在 时间内磁通量 随时间 t变化的图象的斜率为 ，在 时间内磁通量 随时间 t变化的图象的斜率为 ，从图象中发现： 大于 的绝对值所以在 时间内产生的感应电动势大于在 时间内产生的感应电动势故 C正确图丁中磁通量 随时间 t变化的图象的斜率先变小后变大，所以感应电动势先变小后变大，故 D错误 故选： C 考点：法拉第电磁感应定律 点评：通过 图象运用数学知识结合物理规律解决问题，其中我们要知道图象斜率的意义利用图象解决问题是现在考试中常见的问题对于图象问题，我们也从图象的斜率和截距结合它的物理意义去研究 某交流发电机产生的感应电动势
13、与时间的关系如图所示，如果其他条件不变，仅使线圈的转速加倍，则交流电动势的最大值 和周期分别为 ( ) A 400V， 0.02s B 200V， 0.02s C 400V， 0.08s D 200V， 0.08s 答案： B 试题分析：由图读出原来交流电动势的最大值 ，周期 ，根据感应电动势最大值的表达式 得知， 与 成正比，则线圈的转速变为原来的两倍，感应电动势最大值变为原来的两倍，为 由公式分析可知，线圈的转速变为原来的两倍，周期为原来的一半，即 故选 B 考点：考查交流电动势的最大值和周期与转速的关系 点评：由图读出原来交流电动势的最大值和周期原来根据感应电动势最大值的表达式 分析感应
14、电动势最大值的变化由公式 分析周期的变化 利用变压器不可能做到的是（ ） A增大电流 B升高电压 C减小电压 D增大功率 答案： D 试题分析：根据变压器的电压、电流与匝数之间的关系可以增大和减小电压，也可以增大或减小电流，输入功率由输出功率决定，变压器不能改变功率故D不能做到 故选 D 考点：考查了理想变压器 点评：本题易错点为 D选项，切忌输入功率由输出功率决定，变压器不能改变功率 在电磁感应现象中，下列说法正确的是 （ ） A感应电流的磁场总是跟原来的磁场方向相反 B闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流 C闭合线框放在匀强磁场中做切割磁感线运动，一定产生感应电流 D感应电流的磁场总
15、是阻碍原磁通量的变化 答案： D 试题分析：根据增反减同原则可知，感应电流的磁场也可能与原磁场方向相同，但是感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化， A错误 D正确；闭合线框放在变化的磁场中，但是穿过线圈的磁通量不一定发生变化，有可能线圈一部分磁通量增加，一部分减小，故不一定产生感应电流， B错误；闭合电路在磁场中切割磁感线运动，磁通量不一定发生变化，电路中不一定产生感应电流 C错误； 故选 D 考点：考查了感应电流产生条件 点评：产生感应电流的条件： 闭合电路中一部分导体； 在磁场中做切割磁感应线运动 如图所示，当交流电源电压恒为 220V，频率 为 50Hz 时，三只灯泡 A、 B、D的亮度
16、相同，若只将交流电的频率改为 100Hz，则（ ） A A灯最暗 B B灯最暗 C D灯最暗 D三只灯泡的亮度依然相同 答案： A 试题分析：三个三个支路电压相同，当交流电频率变大时，电感的感抗增大，电容的容抗减小，电阻所在支路对电流的阻碍作用不变，所以流过 B的电流变大，流过 A的电流变小，流过 C的电流不变即 A变暗， B变亮， C不变， 故选 A 考点：电容器和电感器对交变电流的导通和阻碍作用； 点评：解决本题的关键知道电感和电容对交流电的阻碍作用的大小与什么因素有关记 住感抗和容抗的两个公式可以帮助定性分析 两个相同的电阻，分别通以如图所示的正弦交流电和方波电流，两种交变电流的最大值、
17、周期如图所示，则在一个周期内，正弦交流电在电阻上产生的热量 Q1与方波电流在电阻上产生的热量 Q2之比等于：（ ） A 3： 1 B 1： 2 C 2： 1 D 1： 1 答案： D 试题分析：正弦交变电流产生的热量为 方波电流产生的热量为： 故 故选 D 考点：考查了交流电有效值 点评：对于交变电流，求解热量、电功和电功率等与热效应有关的量，都必须用有效值 如图所示电路中的变压器为理想变压器， S为单刀双掷开关。 P是滑动变阻器 R的滑动触头， U1为加在原线圈两端的交变电压， I1、 I2分别为原线圈和副线圈中的电流。下列说法错误的是（ ） A保持 P的位置及 U1不变， S由 b切换到
18、a，则 R上消耗的 功率减小 B保持 P的位置及 U1不变， S由 a切换到 b，则 I2减小 C保持 P的位置及 U1不变， S由 b切换到 a，则 I1增大 D保持 U1不变， S接在 b端，将 P向上滑动，则 I1增大 答案： A 试题分析： S 由 b 切换到 a，副线圈匝数变大，所以副线圈电压变大，电阻不变，所以 R上消耗的功率变大，故 A错误； S由 a切换到 b副线圈匝数变小，所以副线圈电压变小，电阻不变，所以 减小，故 B正确； S由 b切换到 a，副线圈匝数变大，所以副线圈电压变大，电阻不变，所以 增大，输出功率与输入功率相等且都增大，则 增大，故 C正确； S置于 b位置不
19、动， P向上滑动，电阻变小，电压不变，所以输出功率变大，故原线圈的输入功率变大，则 增加，故 D正确 让选错误的，故选 A 考点：变压器的构造和原理 点评：理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象输入电压决定输出电压，而输出功率决定输入 功率 关于线圈在匀强磁场中转动产生的正弦交变电流 ,下列说法正确的是 ( ) A线圈平面每经过中性面一次 ,感应电流方向就改变一次 ,感应电动势方向不变 B线圈转动一周 ,感应电流的方向一定改变一次 C线圈平面每经过中性面一次 , 感应电流和感应电动势方向都改变一次 D线圈转动一周 , 感应电流和感应电动势方向一定都改变一次 答案： C
20、试题分析：当线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流时，线圈平面每经过中性面一次，感应电流与感应电动势方向均改变一次，转动一周，感应电流方向改变两次 故选 C 考点：考查了交流 电的产生 点评：本题考查中性面特点：线圈平面每经过中性面一次，感应电流与感应电动势方向均改变一次，转动一周，感应电流方向改变两次 一只标有 “220V， 100W”的灯泡接在 U=311sin314tV的交流电源上，则（ ） A该灯泡将被烧毁 B与灯泡串联的电流表读数为 0.64A C与灯泡并联的电压表读数为 311V D通过灯泡的电流 i=0.64sin314t 答案： D 试题分析：该交流电的有效值为 ,所以该灯泡正常发
21、光， A 错误，通过灯泡的电流为 ， B错误；灯泡两端的电压为 220V，交流电路中电表读数都为有效值，所以电压表读数为 220V， C错误；电路中最大电流为 ,所以通过灯泡的电流 ， D正确； 故选 D 考点：考查了交流电有效值 点评：关键是知道交流电路中电表读数都为有效值， 实验题 在 “研究电磁感应现象 ”的实验中，首先要按图（甲）接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向的关系；然后再按图（乙）将电流表与 B连成一个闭合回路，将 A与电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路 . 在图（甲）中，当闭合 S时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央） .在图（乙）中 , （ 1）
22、将 S闭合后，将螺线管 A插入螺线管 B的过程中，电流表的指针将_（填 “向左 ”“向右 ”或 “不发生 ”，下同）偏转； （ 2）螺线管 A放在 B中不动，电流表的指针将 _偏转； （ 3）螺线管 A放在 B中不动，将滑动变阻器的滑动触片向右滑动时，电流表的指针将 _偏转； （ 4）螺线管 A放在 B中不动，突然切断开关 S时，电流表的指针将 _偏转 . 答案：向右、不发生、向右、向左 试题分析：在图甲中，闭合开关，电流从正接线柱流入电流表，电流表指针向左偏转，即电流从哪个接线柱流入，指针就向哪侧偏转在图乙中， 闭合开关后，由安培定则可知，线圈 A中的电流产生的磁场竖直向上； （ 1）将 S
23、闭合后，将螺线管 A插入螺线管 B的过程中，穿过 B的磁场向上，磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流从电流表正接线柱流入，则电流表的指针将右偏转； （ 2）螺线管 A放在 B中不动，穿过 B的磁通量不变，不产生感应电流，电流表的指针将不发生偏转； （ 3）螺线管 A放在 B中不动，穿过 B的磁场向上，将滑动变阻器的滑动触片向右滑动时，穿过 B的磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流从电流表正接线柱流入，则电流表的指针将右偏转； （ 4）螺线管 A放在 B中不动，穿过 B的磁场向上，突然切断开关 S时，穿过B的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将向左偏转 考点
24、：研究电磁感应现象 点评：由安培定则判断出判断出线圈 A产生的磁场方向，然后判断出穿过线圈B的磁通量如何变化，最后由楞次定律判断出感应电流的方向，确定电流表指针的偏转方向 计算题 如图所示，金属框架与水平面成 30角，匀强磁场的磁感强度 B=0.4T，方向垂直框架平面向上，金属棒长 ，重量为 0.1N，可以在框架上无摩擦地滑动，棒与框架的总电阻为 ，运动时可认为不变，问： (1)要棒以 的速度沿斜面向上滑行，应在棒上加多大沿框架平面方向与导轨平行的外力？ (2)当棒运动到某位置时，外力突然消失，棒将如何运动？ (3)棒匀速运动时的速度多大？ (4)达最大速度时，电路的电功率多大？重力的功率多大
25、？ 答案：（ 1） （ 2）先减速到零，后又反向加速，直至再次达到平衡时匀速运动（ 3） 2.5m/s（ 4） 试题分析：（ 1）金属棒受力如图所示，则有 其中 联立以上各式并带入数据解得 (2)撤去外力后，金属棒先减速到零，后又反向加速，直至再次达到平衡时匀速运动。 （ 3）平衡时受力如图所示，则有 联立以上各式解得 (4)电路的电功率为 重力的功率为 考点：考查了导体切割磁感线运动 点评：本题综合性较强，结合安培力特点考查了物体的平衡，注意公式 F=BIL的应用条件，以及公式中各个物理量的含义 如图所示为某学校一套校内备用供电系统 ,由一台内阻为 1的发电机向全校 22个教室 (每个教室有
26、 “220V,40W的白炽灯 6盏 )供电 .如果输电线的总电阻 R是 4,升压变压器和降压变压器 (都认为是理想变压器 )的匝数比分别是 1： 4和4： 1,那么： (1)发电机 的输出功率应是多大 (2)发电机的电动势是多大 (3)输电效率是多少 答案：（ 1） 5424W（ 2） 250V（ 3） 97.3 试题分析：（ 1）全校消耗的功率 W=5280W，设线路电流为 ，输电电压为 ，降压变压器原线圈电压为 ， ，而 V，则 V=880V， ， 线路损失功率 W=144W，所以 W （ 2） V=24V， V， 由 得： V，升压变压器原线圈 电流 A=24A，发电机的电动势 V （
27、3） 97.3 考点：考查了远距离输电，理想变压器 点评：解决本题的关键知道升压变压器的输出功率等于线路损耗功率和降压变压器的输入功率之和，发电机的输出功率等于升压变压器的输出功率，以及知道升压变压器的输出电压等于电压损失与降压变压器的输入电压之和 如图所示为交流发电机示意图，匝数为 n=100匝的矩形线圈，边长分别为 10 cm和 20 cm，内阻为 5，在磁感应强度 B=0.5 T的匀强磁场中绕 OO轴以50 rad/s的角速度匀速转动，转动开始时线圈平面与磁场方向平行 ,线圈通过电刷和外部 20的电阻 R相接 .求电键 S合上后， （ 1）写出线圈内产 生的交变电动势瞬时值的表达式 （
28、2）电压表和电流表示数； （ 3）电阻 R上所消耗的电功率是多少？ （ 4）如保持转子匀速转动，外力每分钟需要对转子所做的功； （ 5）从计时开始，线圈转过 的过程中，通过外电阻 R的电量； 答案：（ 1） 50 cos50 tV（ 2） 40V 2.0 A（ 3） 80 W（ 4） 6.0103J（ 5）3.510-2c 试题分析：（ 1）感应电动势最大值 Em=nBS =1000.50.10.250 V=50 V （ 2分） 故交变电动势瞬时值的表达式为 e= Em cost =50 cos50 t V （ 3分） (2)感应电动势有效值 E= =50 V. （ 1分） 电键 S合上后，由
29、闭合电路欧姆定律 I= A=2.0 A， （ 1分） U=IR=220 V=40 V. （ 1分） 即电流表示数为 2 A，电压表示数为 40 V。 （ 2分） (3) 电阻 R上所消耗的电功率 P=IU=240 W=80 W. (2分） (4) W=Q =I2(R+r) t=22(20+5) 60J=6.0103J （ 4分） (5) q=n/(R+r)= nBS sin / (R+r) （ 3分） 代入数据，解得 q= 3.510-2c （ 1分） 考点：考查了交流电的产生原理 点评：此题首先要能够求出闭合线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的感应电动势的表达式，产生电动式的线圈相当于电源，从而传化为电路的问题，在解题过程中一定要注意，电压表和电流表的示数为有效值，电阻消耗的功率要用有效值去求解
