1、2013-2014学年江苏省扬州中学高二上学期 12月月考物理试卷与答案（带解析） 选择题 下列说法正确的是 A穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势一定为零； B穿过线圈的磁通量不为零，感应电动势也一定不为零； C穿过线圈的磁通量均匀变化时，感应电动势也均匀变化； D穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大。 答案： D 试题分析：由法拉第电磁感应定律 可知穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大，与磁通量的大小没有直接的联系，所以 AB错误， D正确；穿过线圈的磁通量均匀变化时，感应电动势恒定不变，所以 C错误。 考点：法拉第电磁感应定律的理解 如图，面积为 S、匝数为 N、电阻为 r的线圈与
2、阻值为的电阻构成闭合回路，理想交流电压表并联在电阻的两端。线圈在磁感应强度为的匀强磁场中，绕垂直于磁场的转动轴以角速度 匀速转动。设线圈转动到图示位置的时刻 ，则 A在 时刻，线圈处于中性面，流过电阻的电流为，电压表的读数也为 B秒钟内流过电阻的电流方向改变 次 C在电阻的两端再并联一只电阻后，电压表的读数将减小 D在电阻的两端再并联一只电容较大的电容器后，电压表的读数不变 答案： BC 试题分析 ：在 t=0时刻，线圈处于中性面，通过线圈的磁通量最大，但是电动势为 0，电流为 0，电压表的读数为电压的有效值，有效值不为 0，所以电压表的读数不为 0，所以 A错误；此交流电的周期为 ，交流电在
3、一个周期内电流的方向改变两次，所以在 1秒钟内流过电阻 R的电流方向改变次数为，所以 B正确；在电阻 R的两端再并联一只电阻后，总电阻将减小，总的电流变大，线圈的内电压增加，由于总的电动势不变，所以外电压，即电压表的读数将减小，所以 C正确；电容有通交流，隔直流的特点，在电阻 R的两端再并联一只电容较大的电容器后，相当于总的电阻减小， 根据 C的分析可知，电压表的读数将减小，所以 D错误 考点：交流发电机及其产生正弦式电流的原理 远距离输送一定功率的交流电，若输送电压升高为原来的 倍，关于输电线上的功率损失和电压损失，正确的是 A输电线上的电功率损失是原来的倍 B输电线上的电功率损失是原来的倍
4、 C输电线上的电压损失是原来的 倍 D输电线上的电压损失是原来的 倍 答案： BC 试题分析：设输送的电功率一定为 P，输送电压为 U，输电线上功率损失为 P，电压损失为 P，电流为 I，输电线总电阻为 R 由 P=UI知， 则得 ， 由题 P、 R一定，则得 ， 所以输电线上的电功率损失是原来的 倍，电压损失是原来的 倍，故 BC 正确， AD错误 考点：远距离输电 如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框 abcd，现将导体框分别朝两个方向以 v、 3v速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两过程中 A导体框中产生的感应电流方向相同 B导体框
5、中产生的焦耳热相同 C导体框 ad边两端电势差相同 D通过导体框截面的电量相同 答案： AD 试题分析：根据右手定则，导线框产生的感应电流方向相同故 A正确；， ，根据 ，知 Q 与速度 v有关，所以导线框产生的焦耳热不同故 B错误；向上移出磁场的过程中，电动势 E=BLv， ad边两端电势差 ；向右移出磁场的过程中，电动势 E=3BLv， ad边两端电势差 故 C错误； ，沿两个不同方向移出，磁通量的变化量相同，所以通过导体框截面的电量相同故 D正确 考点：法拉第电磁感应定律 如图所示，固定于水平绝缘面上的很长的金属导轨，表面粗糙、电阻不计，导轨左端与一个定值电阻 R相连，金属棒 ab的质量
6、为 m，电阻不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面，则当棒 ab在水平 恒力 F的作用下从静止起向右滑动的过程中 A恒力 F做的功等于电路中产生的电能； B恒力 F与摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能； C克服安培力做的功等于电路中产生的电能； D恒力 F与摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能与棒 ab获得的动能之和。 答案： CD 试题分析：由动能定理可得：恒力、安培力与摩擦力的合力功等于棒获得的动能，而安培力做功导致电路中的消耗电能，产生热能故 A错误；由动能定理可得：恒力、安培力与摩擦力的合力功等于棒获得的动能，而安培力做功导致电路中的消耗电能，产生内能故 B 错误；安
7、培力做功等于电路中产生的电能，从而产生热能故 C正确；由动能定理可得：恒力、安培力与摩擦力的合力功等于棒获得的动能，而安培力做功导致电路中的消耗电能，产生热能故 D正确； 考点：导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的能量转化 如图所示，电源的电动势为 E，内阻 r不能忽略。 A、 B是两个相同的小灯泡， L是一个自感系数相当大的线圈。关于这个电路的以下说法正确的是 A开关闭合到电路中电流稳定的时间内， A灯立刻亮，而后逐渐变暗，最后亮度稳定 B开关闭合到电路中电流稳定的时间内， B灯立刻亮，而后逐渐 变暗，最后亮度稳定 C开关由闭合到断开瞬间， A灯闪亮一下再熄灭 D开关由闭合到断开瞬间，
8、电流自左向右通过 A灯 答案： D 试题分析：开关闭合到电路中电流稳定的时间内， A灯立刻亮，当线圈电流阻碍较小后 A 灯逐渐变暗，当线圈对电流没有阻碍时，灯泡亮度稳定故 A 正确；开关闭合到电路中电流稳定的时间内， A灯立刻亮，当线圈电流阻碍较小后 A灯逐渐变暗，当线圈对电流没有阻碍时，灯泡亮度稳定故 B错误；开关处于闭合状态，在断开瞬间，线圈提供瞬间电压给两灯泡供电，由于两灯泡完全一样，所以不会出现电流比之前还大的现象，因此 A灯不会闪亮一下，只会一同慢慢熄灭故 C错误；开关处于闭合状态，在断开瞬间，线圈相当于电源，电流方向仍不变，所以电流自右向左通过 A灯，故 D错误。 故选： A 考点
9、：自感现象和自感系数 如图所示，两平行金属导轨固定在水平面上，匀强磁场方向垂直导轨平面向下，金属棒 ab、 cd与导轨构成闭合回路且都可沿导轨无摩擦滑动。 ab、 cd 两棒的质量之比为 2 1。用一沿导轨方向的恒力 F水平向右拉 cd 棒，经过足够长时间以后 A ab 棒、 cd 棒都做匀速运动 B ab 棒上的电流方向是由 a 向 b C cd 棒所受安培力的大小等于 2F/3 D两棒间距离保持不变 答案： C 试题分析：若金属棒 ab做匀速运动，所受的安培力为零， ab中电流为零，则cd中电流也为零， cd不受安培力，而 cd还受到 F作用， cd将做匀加速运动故 A错误若两金属棒间距离
10、保持不变，回路的磁通量不变，没有感应电流产生，两棒都不受安培力，则 cd将做匀加速运动，两者距离将增大故 AD均错误；由上分析得知，当两棒的运动稳定时，两棒速度之差一定，回路中产生的感应电流一定，两棒所受的安培力都保持不变，一起以相同的加速度做匀加速运动，由于两者距离不断增 大，穿过回路的磁通量增大，由楞次定律判断可知，金属棒 ab上的电流方向是由 b向 a设 cd棒的质量为 m，则根据牛顿第二定律得： 对整体： 对 cd棒： 解得， 故 B错误 C正确 考点：导体切割磁感线时的感应电动势；牛顿第二定律；安培力 一个矩形线圈在匀强磁场里作匀速转动，所产生的交流电动势的瞬时值表达式 ,则下列说法
11、正确的是 A该交流电的频率是 B该交流电的有效值是 220V C当 t=20s时，线圈所受的安培力最大 D当 t=20s时，穿过线圈的磁通量最大 答案： D 试题分析：由电动势的瞬时值表达式为 可知， 最大值,角速度 =10 rad/s，根据 ，可得 ，所以 A错误；根据有效值与最大值的关系得： 所以 B错误；当 t=20s时 ,此时线圈平面与磁感线垂直，穿过线圈的磁通量最大，感应电流为零，安培力为零，所以 C错误； D正确。 考点：正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率 如图所示，线圈 L的自感系数和电容器的电容 C都很小（如 L=100H，C=100pF），此电路的主要作用是 A阻直流通交
12、流，输出交流电 B阻交流通直流，输出直流电 C阻低频通高频，输出高频交流电 D阻高频通低频，输出低频交流电和直流电 答案 ： D 试题分析：因线圈 L 的自感系数很小，所以对低频成分的阻碍作用很小，这样，直流和低频成分能顺利通过线圈 .电容器 C为一旁路电容，因其电容很小，对高频成分的阻碍作用很小，这样，通过线圈的高频成分又经电容器 C形成回路，最终输出的应为低频交流电和直流电 ,所以 ABC错误， D正确。 考点：电容和电感 如图所示， xoy坐标系第一象限有垂直纸面向外的匀强磁场，第三象限有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感强度大小均为 B，第二、四象限内没有磁场 .一个围成四分之一圆弧形的导体
13、环 oab，其圆心在原点 o，开始时导体环在第四象限，从 t 0时刻起绕 o点在 xoy坐标平面内逆时针匀速转动。若以逆时针方向的电流为正，下列表示环内感应电流 i随时间 t变化的图像中，正确的是 答案： D 试题分析：在 内，向外的磁通量增加，则感应电流磁场向里，根据右手定则判断可知，线框中感应电流的方向为顺时针方向，为负值 oa中产生的感应电动势均为 感应电流大小为 ； 内，向外的磁通量减少，则感应电流磁场向外，根据右手定则判断可知，线框中感应电流的方向为逆时针方向，为正值 ob中产生的感应电动势均为 感应电流大小为； 向里的磁通量增加，则感应电流磁场向外，根据右手 定则判断可知，线框中感
14、应电流的方向为逆时针方向，为正值 oa中产生的感应电动势均为 感应电流大小为 ； 内，向里的磁通量减少，则感应电流磁场向里，根据右手定则判断可知，线框中感应电流的方向为顺时针方向，为负值 ob中产生的感应电动势均为 感应电流大小为 .所以 D正确。 考点：导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律；电磁感应中的能量转化 填空题 如图所示，理想变压器的原线圈接在 220V、 50Hz的正弦交流电源上线圈接有一理想二极管 (正向电阻为零，反向电阻为无穷大 )和一阻值为 10的电阻，已知原副线圈 的匝数比为 2:1。则二极管的耐压值至少为 V， 电阻 R上 1s内产生的焦耳热为 J，电阻 R上
15、电流的有效值为 A。（结果保留三位有效数字） 答案： 605J 7.78A 试题分析：有变压器的工作原理可知原副线圈电压之比等于匝数之比，所以副线圈输出电压的有效值为 110V，有效值和最大值关系可知，副线圈最大值为，二极管的耐压值至少为 ,用有效值计算焦耳热，由于二极管的单向导电性，所以只有一半时间产生热量，所以有：， 考点：变压器 某电路两端交流电压 u=Umsin100t(V)，在 t=0.005s 时刻，电 压 u 值为 10V。接在此电路两端的电压表示数为 _ _V。如将阻值为 R的电阻接在此交流电压上时电阻消耗的功率为 P；而改接在电压为 U0的直流电压上时功率为 P/4，则 U0
16、=_ _V。（结果保留三位有效数字） 答案： 试题分析：在 t=0.005s时刻，电压 u值为 10V，所以 Um=10V, 电路两端的电压 ; 根据 可得 ,解得 考点：交变电流的有效值，最大值， 如图所示，匀强磁场的磁感应强度为 B，磁场中有正方形线框 abcd，线框的总电阻为 R，边长为 L，每边质量为 m磁场方向水平向右，开始时线框处于水平位置且 bc边与磁场垂直，把线框由静止释放使它以 bc为轴在 t 秒内由水平位置转到竖直位置刚好停下来，则在该过程中 线框中产生的热量为 ，线框中产生的平均感应电动势为 。 答案： 试题分析： ,由能量关系知转动过程中产生的热量等于重力势能的减少量
17、. 考点：法拉第电磁感应定律，能量关系 计算题 为了测量列车运行的速度和加速度的大小，可采用如图（ a）所示的装置，它是由一块安装在列车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量仪组成的（测量仪未画出）。当列车经过 线圈上方时，线圈中产生的电流被记录下来，就能求出列车在各位置的速度和加速度。假设磁体端部磁感强度为B=0.004T，且全部集中在端面范围内，与端面垂直，磁体宽度与线圈宽度相同，且都很小，线圈匝数 n=5，长 L=0.2m，电阻 0.4（包括引线电阻），测试记录下来的电流 -位移图象如图（ b）所示。 试求： 在离 O（原点） 30m， 130m处列车的速度 v1和 v2的大
18、小； 假设列车是匀变速运动，求列车加速度的大小。 答案：（ 1） ， （ 2） 试题分析：（ 1）列车车头底部的强磁体通过线圈时，在线圈中产生感应电动势和感应电流，根据公式可得： 从图中可读出距 O 点 30 m、 130 m处的电流分别为 I1=0.12 A， I2=0.15 A，代入数据可得出：， . （ 2）根据匀速运动公式 从图中读出 s=100 m,所以考点：导体切割磁感线时的感应电动势；匀变速直线运动的速度与位移的关系 如图所示，在倾角为 30的绝缘斜面上，固定两条无限长的平行光滑金属导轨，匀强磁场 B垂直于斜面向上，磁感应强度 B=0.4T，导轨间距 L=0.5m，两根金属棒 a
19、b、 cd 与导轨 垂直地放在导轨上，金属棒质量 mab=0.1kg， mcd=0.2kg，每根金属棒的电阻均为 r 0.2W，导轨电阻不计当用沿斜面向上的拉力拉动金属棒 ab匀速向上运动时 cd金属棒恰在斜面上保持静止。求： (1) 金属棒 cd两端电势差 Ucd； (2) 作用在金属棒 ab上拉力的功率。 (g取 10m/s2) 答案： (1)-1V (2)15W 试题分析： (1)cd金属棒恰在斜面上保持静止 ,cd棒所受重力沿斜面的分力为和安培力平衡，则有： ,由右手定则可知电流方向为由 d到 c,所以 所以 (2)以 ab和 cd构成的 整个系统为研究对象，由于二者均做匀速直线运动，
20、所以整体的合外力为零 .则作用在 ab上的外力为金属棒 ab向上匀速运动时，它切割磁感线产生的感应电动势为 所以 cd棒受的安培力为 因为 cd不动，所以 联立解得 外力的功率为： 考点：感应电动势，安培力，功率 如图所示，矩形线框的质量 m 0.016kg，长 L 0.5m，宽 d 0.1m，电阻R 0.1.从离磁场区域高 h1 5m处自由下落，刚入匀强磁场时 ,由于磁场力作用，线框正好作匀速运动 . (1)求磁场的磁感应强度； (2) 如果线框下边通过磁场所经历的时间为 t 0.15s，求磁场区域的高度 h2. 答案：（ 1） （ 2） 试题分析：（ 1）线框做自由落体运动过程，则有 线框
21、刚进入磁场时， ， ， F=BIL，则得到安培力 ,由平衡条件得，mg=F 代入得， （ 2）线框进入磁场匀速运动的时间为 完全进入磁场匀加速运动的时间为 匀加速运动通过的位移 所以 考点：导体切割磁感线时的感应电动势；匀变速直线运动的位移与时间的关系；自由落体运动 如图甲所示，一边长 L=2.5m、质量 m=0.5kg的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面 上，整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度 B=0.8T的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界 MN 重合。在水平力 F 作用下由静止开始向左运动，经过 5s线框被拉出磁场。测得金属线框中的电流随时间变化图像如乙图所示，在金属线框被拉出过程中。
22、 求通过线框导线截面的电量及线框的电阻； 写出水平力 F随时间变化的表达式； 已知在这 5s 内力 F 做功 1.92J，那么在此过程中，线框产生的焦耳热是多少？ 答案：（ 1） R = 4 （ 2） F（ 0.2 t 0.1） N （ 3） 试题分析： 根据 q = t，由 I-t图象得： q =1.25C 又根据 得 R = 4 由电流图像可知，感应电流随时间变化的规律： I 0.1t 由感应电流 ，可得金属框的速度随时间也是线性变化的，线框做匀加速直线运动，加速度 a = 0.2m/s2 线框在外力 F和安培力 FA作用下做匀加速直线运动， 得力 F（ 0.2 t 0.1） N t 5s时，线框从磁场中拉出时的速度 v5 = at =1m/s 线框中产生的焦耳热 J 考点：法拉第电磁感应定律、牛顿第二定律、焦耳定律
