甘肃省镇原县镇原中学学年高二下学期期中检测物理试题含答案解析.docx

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甘肃省镇原县镇原中学学年高二下学期期中检测物理试题含答案解析

甘肃省镇原县镇原中学【最新】高二下学期期中检测物理试题

学校:

___________姓名：

___________班级：

___________考号：

___________

一、多选题

1．关于自感现象,下列说法中正确的是（）

A．感应电流不一定和原电流方向相反

B．线圈中产生的自感电动势较大的其自感系数一定较大

C．对于同一线圈,当电流变化较快时,线圈中的自感系数也较大

D．对于同一线圈,当电流变化较快时,线圈中的自感电动势电较大

2．空间有一磁感应强度大小为B的匀强磁场区域，磁场方向如图所示，有一边长为L，电阻为R均匀正方形金属线框abcd垂直磁场方向置于匀强磁场中，ab边与磁场边界平行．若拉着线框以速度v向右匀速运动，则（）

A．当ab边即将出磁场区域时，a、b两点间电压为

B．当ab边即将出磁场区域时，a、b两点间电压为

C．把金属线框从磁场区域完全拉出时，拉力做的功为

D．把金属线框从磁场区域完全拉出时，拉力做的功为

3．如图所示，水平面内有一固定的金属边框，在框架上放置一根光滑的金属杆ab，整个装置放在竖直方向的匀强磁场中，下列说法正确的是（）

A．若磁场方向向上且增强，则ab杆一定向左移动

B．若磁场方向向下且减弱，则ab杆一定向左移动

C．无论磁场方向如何，只要磁场减弱，ab杆一定向右移动

D．无论磁场方向如何，只要磁场增强，ab杆一定向右移动

4．如图所示，单匝正方形线框的边长为L，电容器的电容为C，正方形线框的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中，当磁感应强度随时间均匀减小的变化率为k时，下列说法正确的是（　　）

A．线框产生的感应电动势大小为kL2

B．电压表没有示数

C．a点电势高于b点电势

D．电容器所带的电荷量为零

二、单选题

5．如图所示，匀强磁场垂直于软导线回路所在平面，由于磁场发生变化，回路变为圆形，则该磁场随时间变化情况可能为（）

A．

B．

C．

D．

6．用两根材料，粗细、长度完全相同的导线，分别绕成1匝和2匝的圆形闭合线圈A和B，两线圈平面均与匀强磁场垂直．当磁场磁感应强度随时间均匀变化时，两线圈感应电流IA与IB之间的关系为（）

A．IA=IBB．IA=2IBC．IA=4IBD．IB=2IA

7．某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示．如果其他条件不变，仅使线圈的转速变为原来的一半，则交流电动势的最大值和周期分别变为

A．200V　0.08sB．25V　0.04sC．50V　0.08sD．50V　0.04s

8．一边长分别为a、b的矩形线圈，共有n匝，矩形线圈电阻为r，外接电阻为R，矩形线框绕垂直于匀强磁场的固定轴转动，线框中产生的感应电流随时间t的变化情况如图所示，已知匀强磁场的磁感应强度大小为B，由图象所给信息可判定的是（）

A．t1时刻，穿过线框的磁通量为Bab

B．t2时刻，穿过线框的磁通量为0

C．t3时刻，穿过线框的磁通量变化率为0

D．线框转速

9．如图所示，两只完全相同的灯泡a、b分别与电感I，电容C串联，再将两者并联，接在“220V，50HZ”的交变电源两端，两只灯泡亮度相同．如果将电源改为“220V，60HZ”的交变电源，则（）

A．两只灯泡亮度相同

B．a变暗，b变亮

C．两只灯泡都将变亮

D．a变亮，b变暗

10．如图所示，两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置，间距L=1m，bd间、dc间、ac间分别接有阻值R=10

的电阻，一阻值也为10

的导体棒ab以v=4m/s的速度匀速向左运动，导体棒与导轨接触良好；导轨所在平面存在磁感应强度大小为1.0T，方向竖直向下的匀强磁场。

下列说法正确的是（　　）

A．ab两端电压为3V

B．cd两端电压为3V

C．ac两端电压为3V

D．bd两端电压为3v

11．一根电阻丝接入100V的恒定电压电路中，在1min内产生的热量为Q，同样的电阻丝接入正弦交变电流的电路中，在2min内产生的热量也为Q，则该交流电压的峰值是（）

A．141．4VB．100VC．70．7VD．50V

12．如图，M为半圆形导线框，圆心为

；N是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为

；两导线框在同一竖直面

纸面

内；两圆弧半径相等；过直线

的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面

现使线框M、N在

时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过

和

的轴，以相同的周期T逆时针匀速转动，则

A．两导线框中均会产生正弦交流电

B．两导线框中感应电流的周期都等于T

C．在

时，两导线框中产生的感应电动势相等

D．两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等

三、解答题

13．一对平行光滑导轨放置在水平面上，两导轨间距为L=0.20m，电阻R=10Ω．有一质量m=1kg的金属棒平放在轨道上，与两轨道垂直，金属棒及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度大小B=5T，现用一外力F沿轨道方向拉金属棒，使之做匀加速运动，加速度a=1m/s2，试求:

（1）力F与时间t的关系

（2）F=3N时，电路消耗的电功率P.

14．一正弦式交变电流的电压随时间变化的规律如图所示．

（1）求交变电流的电压瞬时值的表达式

（2）若将该交流电压加在阻值为R=100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是多大？

15．如图所示，水平面（纸面）内间距为l的平行金属导轨间接一电阻，质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上．t＝0时，金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动．t0时刻，金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动．杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为μ.重力加速度大小为g.求：

（1）金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小；

（2）电阻的阻值．

参考答案

1．AD

【详解】

A、根据楞次定律，当原电流增大时，感应电动势与原电流方向相反；当原电流减小时，感应电动势与原电流方向相同；A正确．

B、自感系数是由线圈本身的特性决定的，与自感电动势的大小无关，B错误．

C、自感系数是由线圈本身的特性决定的，与电流变化的快慢无关，C错误．

D、根据法拉第电磁感应定律，当电流变化越快时，磁通量变化越快，自感电动势

就越大，D正确．

故选AD．

【点睛】

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；掌握

与

的联系．

2．BD

【解析】

当ab边即将出磁场区域时，回路中的磁通量不变，没有感应电流，但是线框切割磁感线产生感应电动势，a、b两点间的电压等于ab边切割磁感线产生的感应电动势E=BLv，故A错误，B正确；把线框从磁场区域中完全拉出来的过程，线框中的感应电流I＝E/R，所受安培力

，匀速拉出时，拉力等于安培力，拉力做的功W＝FL＝F安L=

，故C错误，D正确；故选BD．

点睛：

本题要注意的是当ab边即将离开磁场区域时，ab、cd都切割磁感线产生两个感应电动势，而且并联，电路中的总电动势为E总=E=BLv，此过程磁通量不变，感应电流为0．

3．AC

【解析】

若磁场方向向上且增强，则回路中产生由a到b的电流，根据左手定则可知，ab杆受安培力向左，即ab杆一定向左移动，选项A正确；同理若磁场方向向下且减弱，则ab杆一定向右移动，选项B错误；无论磁场方向如何，只要磁场减弱，根据楞次定律，感应电流的磁场阻碍磁通量变化，面积要增加，即要受到向右的安培力，ab杆向右移动；同理无论磁场方向如何，只要磁场增强，ab杆一定向左移动，故C正确，D错误；故选AC.

点睛：

感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，也可以用“阻碍相对运动”、“增缩减扩”来快速判断．

4．BC

【解析】

【详解】

由法拉第电磁感应定律注意有效面积，得：

，故A错误。

磁场均匀减弱，线圈产生恒定的感应电动势，电容器充电完毕后电路中没有电流，电压表则没有读数。

故B正确。

由楞次定律可知，感应电动势方向沿顺时针，则a点的电势高于b点的电势，电势差为感应电动势。

故C正确。

线圈产生恒定的感应电动势给电容器充电，则电容器的电量Q＝CU＝C•

kL2.故D错误。

故选BC。

点睛：

本题运用法拉第定律

时要注意S是有效面积，不是线圈的总面积。

要理解电压表的核心是电流表，没有电流，电压表指针不偏转，则没有读数。

5．D

【解析】

磁场发生变化，回路变为圆形，是由线圈受到的安培力的方向向外，导线围成的面积扩大，根据楞次定律的推广形式可得，导线内的磁通量一定正在减小，磁场在减弱，故D正确，ABC错误．故选D．

6．B

【解析】

由法拉第电磁感应定律知，

；感应电动势与圆半径r的平方成正比，与匝数n成正比，由于

；所以由题意可知，

；即IA=2IB，故B正确，ACD错误；故选B．

7．C

【解析】

由图读出原来交流电动势的最大值Em=100V，周期T=0.04s；根据感应电动势最大值的表达式Em=NBSω得知，Em与ω成正比，则线圈的转速变为原来的一半，感应电动势最大值变为原来的一半，为Em′=50V．由公式T=2π/ω分析可知，线圈的转速变为原来的一半，周期为原来的两倍，即T′=0.08s．故选C．

8．D

【解析】

t1时刻电动势最大，穿过线框的磁通量为0，A错误；t2时刻电动势为零，穿过线框的磁通量最大为Bab，B错误；t3时刻电动势最大，穿过线框的磁通量变化率最大，C错误；电动势最大值为Em=nBωab，

，ω=2πn′，解得线框转速为

，D正确；故选D．

点睛：

电动势最大时，超过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大，电动势为零时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零．

9．B

【解析】

根据电感的特性：

通低频、阻高频，当电源的频率变高时，电感对电流的感抗增大，a灯变暗；根据电容器的特性：

通高频、阻低频，当电源的频率变高时，电容器对电流的容抗减小，b灯变亮，故B正确，ACD错误．故选B．

点睛：

本题要抓住电感和电容的特性分析：

电感：

通直流、阻交流，通低频、阻高频，可根据法拉第电磁感应定律来理解．电容器的特性：

通交流、隔直流，通高频、阻低频，根据电容器充放电的特性理解．

10．A

【解析】

感应电动势E=BLv=4V；则回路中的电流：

；则ab两端电压为Uab=I∙3R=3V，选项A正确；cd两端电压为Ucd=I∙R=1V，选项B错误；ac两端电压为Uac=I∙R=1V，选项C错误；bd两端电压为Ubd=I∙R=1V，选项D错误；故选A.

点睛：

本题关键要掌握感应电动势公式E=Blv和闭合电路欧姆定律，分清内外电路；注意导体两端的电压不是电源的电动势，而是路端电压．

11．B

【解析】

试题分析：

交流电产生的热量根据焦耳定律用有效值研究，采用比例法与恒定电流相比较求出交流电的有效值，再由最大值与有效的关系求解峰值．

设正弦交流电电压有效值为

，对于恒定电流：

①，对于正弦交变电流

②，由①②联立得

得到

，交流电压的峰值是

，B正确．

12．BC

【解析】

【试题分析】一个半圆周和一个1/4圆周在匀强磁场中运动，产生的感应电动势进行比较．这种模型可以看成是半径绕端点切割磁感线来处理，但要把一个周期分成四个时间段进行分析处理．转90°过程中M、N两个线框几乎是一样的；转第二个90°时，M框沿续前一过程，但N框全部进入磁场，无磁能量变，感应电动势为零；转第三个90°又是一样的，但两个线框电流方向已经变化；转第四个90°，M框沿续，但N框已经离开磁场，无电流了．

A、半径切割磁感线产生的感应电动势

，由于匀速转动，所以进入时，电动势是恒定的，则A错误．B、由半径切割分段分析知道：

M线框在转一周内感应电动势的变化是恒正、恒正、恒负、恒负．N线框的变化是恒正、零、恒负、零，所以两导线框的周期相等地，则B正确．C、显然从开始到转过90°，都是半径切割，感应电动势相等，则C正确．D、根据有效值的定义：

对M线框，

，对N线框，只有一半时间有感应电流，

，两式对比得到：

，所以D错误．故选BC.

【点睛】本题的关键是要把过程细分，注意两个线框进入或离开磁场的情况有差别．再就是把这种模型简化成棒绕端点转动的情况，切割速度等效为棒的中点的速度．

13．

（1）

（2）40W

【解析】

（1）由E=BLv、

、FA=BIL得，安培力FA=

，

由牛顿第二定律得，F-

=ma，

又v=at        

得：

F=0.1t+1 （N）

（2）当F=3N时，t=20s，v=at=20m/s 

由F-FA=ma，得   FA=F-ma       

电功率P=（F-ma ）v=40W       

14．

（1）

（2）50W

【解析】

（1）由图象可知，交流电的最大值为Um=100 V，电流的周期为0.04s；ω＝

=50π，所以交流电的电压瞬时值的表达式为u=100sin（50πt）V；

（2）交流电的电压有效值为U=

V，将该交变电流的电压加在阻值R=100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为

；

15．

（1）

（2）

【解析】

试题分析：

（1）设金属杆进入磁场前的加速度大小为a，由牛顿第二定律得

ma=F-μmg①

设金属杆到达磁场左边界时的速度为v，由运动学公式有

v=at0②

当金属杆以速度v在磁场中运动时，由法拉第电磁感应定律，杆中的电动势为

E=Blv③

联立①②③式可得

E=Blt0

④

（2）设金属杆在磁场区域中匀速运动时，金属杆的电流为I，根据欧姆定律

I=

⑤

式中R为电阻的阻值。

金属杆所受的安培力为

f=BIl⑥

因金属杆做匀速运动，由牛顿运动定律得

F–μmg–f=0⑦

联立④⑤⑥⑦式得

R=

⑧

【学科网考点定位】电磁感应定律、牛顿第二定律

【名师点睛】此题是法拉第电磁感应定律与牛顿第二定律的综合应用问题；解题时要认真分析物理过程，分析金属棒的受力情况，选择合适的物理规律列出方程求解；还要抓住金属板的匀速运动状态列方程；此题难度不大。