1、2012-2013学年浙江省杭州市西湖高级中学高二 3月月考物理试卷与答案（带解析） 选择题 下列关于产生感应电流的说法中，正确的是（ ） A只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流 B只要闭合导线作切割磁感线的运动，导体中就一定有感应电流 C闭合电路的一部分导体若不作切割磁感线的运动，闭合电路中就一定没有感应电流 D当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中就一定有感应电流 答案： D 试题分析： A、穿过线圈的磁通量发生变化时，若线圈不闭合，线圈中没有感应电流产生；错误 B、闭合导线做切割磁感线运动时，若磁通量没有变化，则导线中没有有感应电流；错误 C、若闭合电路的一部分导体
2、不做切割磁感线运动，若磁场变化，穿过电路的磁通量可能发生变化，则闭合电路中也可能产生感应电流；错误 D、当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应电流产生；正确 故选 D 考点：感应电流的产生条件 点评：产生感应电流的条件是：穿过闭合电路的磁通量发生变化若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，闭合电路中也可能产生感应电流对照条件分析电路中有无感应电流产生。 下图是法拉第研制成的世界上第一台 发电机模型的原理图将铜盘放在磁场中，让磁感线垂直穿过铜盘，图中 a、 b 导线与铜盘的中轴线处在同一平面内，转动铜盘，就可以使闭合电路获得电流若图中铜盘半径为 L，匀强磁场的磁感应强度为 B，
3、回路总电阻为 R，从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为则下列说法正确的是（ ） A回路中电流大小恒定 B回路中电流方向不变，且从 b导线流进灯泡，再从 a流向旋转的铜盘 C回路中有大小和方向作周期性变化的电流 D若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的正弦变化的磁场，不转动铜盘，灯泡中也会有电流流过 答案： AB 试题分析： AC、铜盘转动产生的感应电动势为 ， B、 L、 不变， E不变，根据欧姆定律得 得，电流恒定不变； A正确 B、根据右手定则判断，回路中电流方向不变，从 b导线流进灯泡，再从 a流向旋转的铜盘；正确 D、垂直穿过铜盘的正弦变化的磁场，铜盘中产生涡旋电场，但 a、 b间无电势
4、差，灯泡中没有电流流过；错误 故选 AB 考点：导体切割磁感线时的感应电动势 点评：圆盘转动可等效看成无数轴向导体切割磁感线，有效切割长度为铜盘的半径 L，根据感应电动势公式分析电动势情况，由欧姆定律分析电流情况根据右手定则分析感应电流方向 变化的磁场产生涡旋电流，根据灯泡两端有无电势差分析灯泡中有无电流。 如图所示，图线 a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线 b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是 ( ) A在图中 t = 0时刻穿过线圈的磁通量均为零 B线圈先后两次转速之比为 3:2 C交流电 a的瞬时值为 V D交流
5、电 b的最大值为 V 答案： BCD 试题分析： A、 t=0时刻两个正弦式电流的感应电动势瞬时值均为零，线圈都与磁场垂直，穿过线圈的磁通量都最大；错误 B、由图读出两电流周期之比为 ，而 ，则线圈先后两次转速之比为 3:2；正确 C、正弦式电流 a的瞬时值为 ；正确 D、根据电动势最大值公式 ，得到，两电动势最大值之比为 ， ，则得到正弦式电流 b的最大值为；正确 故选 BCD 考点：交流的峰值、有效值以及它们的关系 点评：本题考查对正弦式电流图象的理解能力对于正弦式电流的感应电动势与磁通量的关系、理解掌握电动势最大值公式 。 在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，线圈
6、所围的面积为 0.1m2，线圈电阻为 1 规定线圈中感应电流 I 的正方 向从上往下看是顺时针方向，如图（ 1）所示磁场的磁感应强度 B随时间 t的变化规律如图（ 2）所示则以下说法正确的是 ( ) A在时间 0 5s内， I的最大值为 0.1A B在第 4s时刻， I的方向为逆时针 C前 2 s内，通过线圈某截面的总电量为 0.01C D第 3s内，线圈的发热功率最大 答案： BC 试题分析：根据法拉第电磁感应定律 ,求出各段时间内的感应电动势，就可以解得电流的大小，根据楞次定律判断出各段时间内感应电流的方向。 A、根据法拉第电磁感应定律 可以看出 B-t图象的斜率越大则电动势越大，所以零时
7、刻线圈的感应电动势最大，由欧姆定律有 ；错误 B、从第 3s末到第 5s末竖直向上的磁场一直在减小，根据楞次定律判断出感应电流的磁场与原磁场方向相同，所以电流方向为逆时针方向；正确 C、通过线圈某一截面的电量， ；正确 D、线圈的发热功率： 可见 B-t图象的斜率越大则电功率越大，所以零时刻线圈的发热功率最大；错误 故选 BC 考点：法拉第电磁感应定律的应用 点评：本题的关键是掌握法拉第电磁感应定律 ，会根据楞次定律判断感应电流的方向。 如图所示，平行金属导轨竖直放在匀强磁场中，匀强磁场沿水平方向且垂直于导轨平面导体 AC可以贴着光滑竖直长导轨下滑设回路的总电阻恒定为 R，当导体 AC从静止开
8、始下落后，下面叙述中正确的说法有（ ） A导体下落过程中，机械能守恒 B导体速度达最大时，加速度最大 C导体加速度最大时所受的安培力最大 D导体速度达最大以后，导体减少的重力势能全部转化为 R中产生的热量 答案： D 试题分析： A、导体下落过程中切割磁感线产生感应电流，有楞次定律知导体受到竖直向上的安培力，还有竖直向下的重力，下落过程中安培力做负功，机械能减小，减小的机械能转化为电能，所以机械能不守恒；错误 B、导体释放后，向下做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度减小到 0，即安培力等于重力时，速度达到最大；错误 C、导体释放瞬间，导体中没有感电流产生，不受安掊力作用，只受重力，加速度最大，
9、安培力为零；错误 D、导体速度达最大以后，竖直向下的重力等于竖直向上的安培力，两力的合力等于零，导线做匀速直线运动，导体减少的重力势能通过克服安培 力做功全部转化为回路的电能；正确 故选 D 考点：导体切割磁感线时的感应电动势 点评：解决本题的关键掌握由楞次定律中的感应电流总是阻碍相对运动，判断安培力的方向为竖直向上，以及能够结合牛顿第二定律分析出金属棒的运动情况，加速度减小的加速运动，知道当速度为零时，加速度最大，当加速度为零时，速度最大。 一正方形闭合导线框 abcd，边长为 0.1m，各边电阻均为 1， bc边位于 x轴上，在 x轴原点 O右方有宽为 0.2m、磁感应强度为 1T的垂直纸
10、面向里的匀强磁场区，如图所示，当线框以恒定速度 4m/s沿 x轴正方向穿越磁场区过 程中，如图所示中，哪一图线可正确表示线框从进入到穿出过程中， ab边两端电势差Uab随位置变化的情况（ ）答案： B 试题分析： AD、由楞次定律判断可知，在线框穿过磁场的过程中， a点的电势始终高于 b的电势，则 始终为正值；错误 BC、 ab、 dc两边切割磁感线时产生的感应电动势为 ；在 0-L内， ab切割磁感线， ab两端的电压是路端电压，则 ；在 L-2L内，线框完全在磁场中运动，穿过线框的磁通量没有变化，不产生感应电流，则 ；在 2L-3L内， a、 b两端的电压等于路端电压的 ，则；由分析可知选
11、项 B正确。 故选 B 考点：法拉第电磁感应定律 点评：注意由楞次定律判断电势的高低，确定电势差的正负；分析 与感应电动势的关系是关键，要区分外电压和内电压，做切割磁感线运动的导体相当于电源。 输送功率为 P,输送电压为 U,输电线电阻为 R,用户得到的电压为 U1,则错误的是（ ） A输电线损失的功率为 B输电线损失的功率为 ； C用户得到的功率为 D用户得到的功率为 答案： C 试题分析： A、由题知输电线上的电流为 ，则输电线上损失的功率为；正确不选 B、输电线上损失的电压为 ，则则输电线上损失的功率为；正确不选 CD、用户得到的功率为 ； D正确不选， C符合题意应选 故选 C 考点：
12、电能的输送 点评：解决此类问题的关键是：理清电压、电流和功率关系，入手点是确定输电线上的电流，在此基础上就可以求解电压损失和功率损失。 如图所示 ,变压器输入电压不变 ,当电键 S闭合 ,两交流电流表示数的变化情况为（ ） A都变小 B都变大 C A1变大 ,A2变小 D A1不变 ,A2变小 答案： C 试题分析：变压器输入电压不变 ,副线圈电压由原线圈电压和匝数比决定，而原线圈电压和匝数比都没有变，所以副线圈输出电压不变，开关 S闭合后，增加了灯泡 的功率，副线圈的功率变大，副线圈的电流增大，原线圈的电流增大，变大，副线圈输出电压不变， R的电阻没有变，电流增大，所以两端的电压增大，灯泡
13、两端电压减小，通过灯泡 的电流减小， 变小。 故选 C 考点：变压器的构造和原理 点评：掌握变压器的原理，理想变压器输入功率与输出功率相等，要知道开关S闭合后，副线圈的电流和功率都变大，原线圈的电流和功率都变大；对于变压器，原线圈中的电流由副线圈中的电流决定，当然输入功率也由输出功率决定，输出端电压由输入端电压和原、副线圈匝数决定。 如图所示是某交流 发电机产生的交变电流的图像，根据图像，可以判定 ( )。 A此交变电流的周期为 0.1s B此交变电流的频率为 5Hz C将标有 “12V， 3W”的灯泡接在此交变电流上，灯泡可以正常发光 D与图像上 a点对应的时刻发电机中的线圈刚好转至中性面
14、答案： B 试题分析： AB、由图读出，周期为 T=0.2s，频率为 ； B正确 C、此交变电压的最大值为 ，有效值 ，灯泡的额定电压有效值为 12V，所以灯泡不能正常发光；错误 D、与图像上 a点对应的时刻发电机中的线圈刚好转至与中性面垂直的位置；错误 故选 B 考点：交流发电机及其产生正弦式电流的原理 点评：由交变电流的图象读出周期，求出频率；由图读出电压的最大值，求出有效值，判断灯泡能否正常发光；注意线圈转至中性面时电压为零。 如图所示 ,LA和 LB是两个相同的小灯泡 ,L是一个自感系数相当大的线圈 ,其电阻值与 R相同 .由于存在自感现象 ,在电键 S闭合和断开时 ,灯 LA和 LB
15、先后亮暗的顺序是（ ） A接通时 ,LA先达最亮 ,断开时 ,LA后暗 B接通时 ,LB先达最亮 ,断开时 ,LB后暗 C接通时 ,LA先达最亮 ,断开时 ,LA先暗 D接通时 ,LB先达最亮 ,断开时 ,LB先暗 答案： A 试题分析：接通时由于 L自感作用，瞬间等于断路，通过 的电流等于 与 R的电流之和，所以 先达到最亮然后 L自感慢慢减弱，通过 的电流减小，然后与 亮度相同； 当断开时， 瞬间失去电流，而 和 L构成回路，由于 L自感， 会亮一会再灭。 故选 A 考点：自感现象的应用 点评：本题关键掌握自感线圈的特点，电路闭合瞬间，自感线圈相当于断路，电路断开瞬间，自感线圈相当于电源。
16、 如图所示，两个线圈绕在同一根软铁棒上，当导体棒 A运动时，发现有感应电流从 a向 b流过灯，则下列关于 A的运动情况的判断正确的是（ ） A向左匀速运动 B向右匀速运动 C向左加速运动 D向右加速运动 答案： C 试题分析： AB、导体棒 A匀速运动，导体棒产生的感应电动势和感应电流恒定不变，上面线圈产生的磁场恒定不变，穿过下面线圈的磁通量不变，没有感应电流产生；错误 C、导体棒 A向左加速运动，由右手定则知导体棒中有向下的感应电流，逐渐增大，由安培定则知上面线圈产生向下的磁场，逐渐增强，由楞次定律判断出下面线圈的感应电流方向是从 a流向 b的；正确 D、导体棒 A向右加速运动，由右手定则知
17、导体棒中有向上的感应电流，逐渐增大，由安培定则知上面线圈产生向上的磁场，逐渐增强，由楞次定律判断出下面线圈的感应电流方向是从 b流向 a的；错误 故选 C 考点：楞次定律 点评：本题是有两次电磁感应的问题，比较复杂，考查综合运用右手定则、楞次定律和安培定则的能力。 如图所示，矩形线框 abcd位于竖直放置的通电长直导线附近，导线框和长直导线在同一竖直平面内，线框两竖直边跟长直导线平行。当导线框向左平移时，导线框中的感应电流方向是（ ） A沿 adcba方向 B沿 abcda方向 C 无感应电流 D电流方向时刻在变化 答案： A 试题分析：直导线中通有向上的电流，根据安培定则，知通过线框的磁场方
18、向垂直纸面向外，当导线框向左平移时，通过线框的磁通量减小，根据楞次定律，知感应电流的方向沿 adcba方向。 故选 A 考点：楞次定律 点评：本题的关键掌握安培定则，通电导线周围的磁场分布情况，以及会用用楞次定律判断感应电流方。 如图所示，将一个矩形小线圈放在一个大匀强磁场中，线圈平面平行于磁感线，则线圈中有感应电流产生的情况是（ ） A当矩形线圈作平行于磁感线的平动 B当矩形线圈作垂直于磁感线的平动 C当矩形线圈绕 ab边作转动时 D当矩形线圈绕 ad边作转动时 答案： C 试题分析： A、当矩形线圈作平行于磁感线的平动，线圈中的磁通量都一直为零，因此磁通量不发生变化，无感应电流产生；错误
19、B、当矩形线圈作垂直于磁感线的平动，线圈中的磁通量都一直为零，因此磁通量不发生变化，无感应电流产生；错误 C、当矩形线圈绕 ab边作转动时，磁通量将发生变化，如当线圈转过 90时磁通量最大，所以有感应电流产生；正确 D、当矩形线圈绕 ad边作转动时，线圈中的磁通量都一直为零，因此磁通量 不发生变化，无感应电流产生；错误 故选 C 考点：感应电流的产生条件 点评：产生感应电流的条件是：闭合回路中的磁通量发生变化因此无论线圈如何运动关键是看其磁通量是否变化，从而判断出是否有感应电流产。 如图所示，金属杆 ab以恒定的速率 v在光滑平行导轨上向右滑行，设整个电路总电阻为 R（恒定不变），整个装置置于
20、垂直纸面向里的匀强磁场中，下列叙述正确的是（ ） A ab杆中的电流强度与速率 v成正比 B磁场作用于 ab杆的安培力与速率 v成正比 C电阻 R上产生的电热功率与速率 v成正比 D外力对 ab杆做功的功率与速率 v成正比 答案： AB 试题分析： A、电动势 ，则电流强度 ，知电流强度与速率成正比；正确 B、由 ，知安培力与速率成正比；正确 C、据 ， ，则 ，知电阻 R产生的热功率与速率的平方成正比；错误 D、 ，知外力的功率与速率的平方成正比；错误 故选 AB 考点：导体切割磁感线时的感应电动势 点评：本题的关键掌握导体切割磁感线产生的感应电动势 ，以及安培力的公式 ，推出个物理量的表达
21、式，由数学知识进行判断。 实验题 如图所示是 “研究电磁感应现象 ”的实验装置。 （ 1）将图中所缺导线补接完整。 （ 2）如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后，将线圈 A迅速插入线圈 B时，电流计指针 _ _；线圈 A插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，电流计指针 _ _。（填 “向右偏 ”或 “向左偏 ”） 答案：（ 1）实验电路连接如图 （ 2）向右偏、向左偏 试题分析：（ 1）实验电路连接如图 （ 2）当在闭合电键时，发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，则说明线圈磁通量从无到有即变大，导致电流计指针向右偏一下；合上电键后，当将线圈 A迅速插入线圈 B
22、时，则线圈的磁通量增大，则电流计指针向右偏转；线圈 A插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，电路中电流变小，导致线圈磁通量变小，则电流计指针向左偏转。 考点：研究电磁感应现象 点评：电源与线圈构成一回路，而另一线圈与检流表又构成一个回路，当上方线圈中的磁通量发生变化时，导致下方线圈的磁通量也跟着变化，从而出现感应电流 ,由楞次定律来确定感应电流的方向，而闭合线圈中的磁通量发生变化有几种方式：可以线圈面积的变化，也可以磁场的变化，也可以线圈与磁场的位置变化。 填空题 如图所示，理想变压器的输入电压表达式 u 311sin314t(V)，变压器的变压比是 10： 1，次级负载电阻 R为 2
23、0,，则负载两端的电压为 _V，初级线圈的输入功率为 _W。 答案：、 24.2 试题分析：由瞬时值的表达式可知，原线圈的电压最大值为 311V，所以原线圈的电压的有效值为 ，再根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压的有效值为 ,则负载两端的电压为 22V； 理想变压器输入功率与输出功率相等，则 考点：变压器的构造和原理 点评：掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，最大值和有效值之间的关系 ,根据瞬时值的表达式可以求得 输出电压的有效值，再根据电压与匝数成正比即可求得副线圈的电压的有效值，再由输入功率与输出功率相等计算原线圈的输入功率。 某交流电的电流 i=400sin40t安 ,这个电流的
24、最大值是 _A.该交流电的频率是 _HZ. 答案：、 20 试题分析：根据交变电流瞬时值表达式 可知，电流的最大值为； 根据 可知交变电流的频率为 考点：交变电流的变化规律 点评：熟练掌握交变电流瞬时值的表达式，理解式中各物理量的意义，并且灵活应用周期、频率和角速度的关系是解决问题的关键。 一闭合线圈有 50匝，总电阻 R 20，穿过它的磁通量在 0.1s内由 810-3Wb增加到 1.210-2Wb，则线圈中的感应电动势 E V，线圈中的电流强度 I A。 答案：、 0.1 试题分析：由法拉第电磁感应定律有圈中的感应电动势； 由欧姆定律知线圈中的电流强度 考点：法拉第电磁感应定律 点评：本题
25、的关键掌握法拉第电磁感应定律 和闭合电路欧姆定律。 计算题 如图甲，平行导轨 MN、 PQ水平放置，电阻不计 .两导轨间距 d=10cm，导体棒 ab、 cd放在导轨上，并与导轨垂直 .每根棒在导轨间的部分，电阻均为R=1.0.用长为 L=20cm的绝缘丝线将两棒系住 .整个装置处在匀强磁场中 .t=0的时刻，磁场方向竖直向下，丝线刚好处于未被拉伸的自然状态 .此后，磁感应强度 B随时间 t的变化如图乙所示 .不计感应电流磁场的影响 .整个过程丝线未被拉断 .求： 02.0s的时间内，电路中感应电流的大小与方向； t=1.0s的时刻丝线的拉力大小 . 答案： ，顺时针 试题分析： 由图乙可知
26、由法拉第电磁感应定律有 则 由楞次定律可知电流方向为顺时针方向 导体棒在水平方向上受丝线拉力和安培力平衡 由图可知 t=1.0s是 B=0.1T 则 考点：法拉 第电磁感应定律 点评：本题的关键掌握法拉第电磁感应定律 以及安培力的大小公式F=BIL 图甲为小型旋转电枢式交流发电机原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴 OO匀速转动，线圈的匝数 n=100，电阻 r=10，线圈的两端经集流环与电阻 R连接，电阻 R=90，与 R并联的交流电压表为理想电表，在 t=0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量 随时间 t按图乙所示正弦规律变化。求： （ 1）该发电机旋转的角
27、速度； （ 2）交流发电机产生的电动势的最大值； （ 3）电路中交流电压表的示数。 答案：（ 1） 100rad/s（ 2） 200V（ 3） 127V 试题分析：（ 1）电机旋转周期与磁通量变化周期相同则 由图可知 则有 （ 2）交流发电机产生电动势的最大值 而 ， ， 所以 由 -t图线可知： ， 所以 （ 3）电动势的有效值 由闭合电路的欧姆定律，电路中电流的有效值为 交流电压表的示数为 考点：正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率 点评：解决本题的关键知道正弦式交流电峰值的表达式 ，以及知道峰值与有效值的关系 ,交流电压表的示数为有效值，求出电动势的有效值，根据闭合电路欧姆定律求出电压
28、表的示数。 如图所示，放置在水平面内的平行金属框架宽为 L=0.4m，金属棒 ab置于框架上，并与两框架垂直，整个框架位于竖直向下、磁感强度 B=0.5T的匀强磁场中，电阻 R=0.09， ab的电阻 r=0.01，摩擦不计，当 ab在水平恒力 F作用下以 v=2.5m/s的速度向右匀速运动时，求 : (1)回路中的感应电流的大小； (2) 恒力 F的大小； (3) 电阻 R上消耗的电功率 . 答案：（ 1） 5A（ 2） 1N（ 3） 2.25W 试题分析： (1)由法拉第电磁感应定律有 则回路中的感应电流的大小 (2)ab棒匀速运动时水平方向受拉力与安培力，由平衡条件有 (3) 电阻 R上
29、消耗的电功率 考点：法拉第电磁感应定律 点评：导体切割磁感线产生感应电动势时，切割磁感线的导体可等效于电源；导轨及电路电阻等效于外部电路，所以求得电动势后，电磁感应问题就转化为电路问题，应用闭合电路欧姆定律即可求解。 如图所示， MN、 PQ为间距 L=0.5m足够长的平行导轨， NQ MN。导轨平面与水平面间的夹角 =37， NQ间连接有一个 R=5的电阻。有一匀强磁场垂直于 导轨平面，磁感应强度为 B0=1T。将一根质量为 m=0.05kg的金属棒 ab紧靠 NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计。现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与 NQ平行。已知金
30、属棒与导轨间的动摩擦因数 =0.5，当金属棒滑行至 cd处时已经达到稳定速度， cd距离 NQ为 s=2m。试解答以下问题：（ g=10m/s2， sin37=0.6， cos37=0.8） （ 1）当金属棒滑行至 cd处时回路中的电流多大？ （ 2）金属棒达到的稳定速度是多大？ （ 3）当金属棒滑行至 cd处时回路中 产生的焦耳热是多少？ （ 4）若将金属棒滑行至 cd处的时刻记作 t=0，从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小，可使金属棒中不产生感应电流，则磁感应强度 B应怎样随时间 t变化（写出 B与 t的关系 式） 答案：（ 1） 0.2A（ 2） 2m/s（ 3） 0.1J（ 4） 试题分析：（ 1）达到稳定速度时，有 由平衡条件有 解得 （ 2）导体切割磁感线产生的感应电动势为 由欧姆定律有 解得： （ 3）根据能量守恒得，减小的重力势能转化为动能、克服摩擦产生的内能和回路中产生的焦耳热，则有 则 （ 4）当回路中的总磁通量不变时，金属棒中不产生感应电流，此时金属棒将沿导轨做匀加速运动，由牛顿第二定律有 考点：法拉第电磁感应定律的综合应用 点评：本题考查了牛顿运动定律、闭合电路殴姆定律，安培力公式、感应电动势公式，还有能量守恒；同时当金属棒速度达到稳定时，则一定是处于平衡状态，原因是安培力受到速度约束的；最后线框的总磁通量不变时，金属棒中不产生感应电流是解题的突破点。
