云南省保山市腾冲四中高二物理下学期期中试卷（含解析）.doc

云南省保山市腾冲四中2014-2015学年高二下学期期中物理试 卷一、选择题（题目所给的四个选项中至少有一个答案正确、完全选对得4分、选对但不全的2分、有错误答案的得零分、共48分）1（4分）如图所示，水平地面上方有正交的匀强电场e和匀强磁场b，电场方向竖直向下，磁场方向垂直纸面向外，等腰三角形的金属框由底边呈水平位置开始沿竖直平面的电磁场由静止开始下降，下落过程中三角形平面始终在竖直平面内，不计阻力，a、b落到地面的次序是（）aa先于bbb先于aca、b同时落地d无法判定2（4分）某空间出现了如图所示的闭合的电场，电场线为一簇闭合曲线，方向从上向下看是顺时针的，这可能是（）a沿ab方向磁场在迅速减小b沿ab方向磁场在迅速增加c沿ba方向磁场在迅速增加d沿ba方向磁场在迅速减弱3（4分）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为55：9，副线圈接有一灯泡l和一电阻箱r，原线圈所接电源电压按图乙所示规律变化，此时灯泡消耗的功率为40w，则下列说法正确的是（）a副线圈两端输出电压为36vb原线圈中电流表示数为ac当电阻r增大时，变压器的输入功率增大d原线圈两端电压的瞬时值表达式为4（4分）两根相互靠近的长直导线1、2中通有相同的电流，相互作用力为f若在两根导线所在空间内加一匀强磁场后，导线2所受安培力的合力恰好为零则所加磁场的方向是（）a垂直纸面向里b垂直纸面向外c垂直导线向右d垂直导线向左5（4分）磁电式仪表的线圈常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上而不用塑料做骨架是因为（）a塑料材料的坚硬程度达不到要求b在铝框和指针一起摆动时更容易使指针很快停止摆动c其它相同下，在通电后铝框比塑料框更容易摆动起来d塑料是绝缘体，塑料框和指针一起摆动时更容易使指针很快停止摆动6（4分）街道旁的路灯、江海里的航标灯都要求夜晚亮、白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，主要利用了下列哪种传感器（）a温度传感器b光电传感器c压力传感器d以上三种任意一种都行7（4分）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5：1，原线圈接交流电源和交流电压表，副线圈接有“220v，440w”的热水器、“220v，220w”的抽油烟机如果副线圈电压按图乙所示规律变化，则下列说法正确的是（）a副线圈两端电压的瞬时值表达式为u=220sin50t（v）b电压表示数为1100vc热水器的发热功率是抽油烟机发热功率的2倍d1min内抽油烟机消耗的电能为1.32l04j8（4分）如图所示，mn、pq是间距为l的平行金属导轨，置于磁感强度为b，方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，m、p间接有一阻值为r的电阻一根与导轨接触良好、有效阻值也为r的金属导线ab垂直导轨放置，并在水平外力f的作用下以速度v向右匀速运动，则（不计导轨电阻）（）a通过电阻r的电流方向为prmbab两点间的电压为blvca端电势比b端高d外力f做的功等于电阻r上发出的焦耳热9（4分）如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为b，方向相反且垂直纸面，mn、pq为其边界，oo为其对称轴一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，当运动到关于oo对称的位置时，下列说法错误的是（）a穿过回路的磁通量为零b回路中感应电动势大小为2blv0c回路中感应电流的方向为顺时针方向d回路中ab边与cd边所受安培力方向相同10（4分）1831年发现电磁感应现象的物理学家是（）a牛顿b伽利略c法拉第d焦耳11（4分）关于电磁感应，下列说法正确的是（）a导体相对磁场运动，导体内一定产生感应电流b导体做切割磁感线运动，导体内一定产生感应电流c闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，电路中一定产生感应电流d穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定产生感应电流12（4分）一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图所示由图可知该交变电流（）a周期为0.125sb电压的有效值为10vc电压的最大值为20vd电压瞬时值的表达式为u=10sin8t（v）二、填空题（每空2分共12分）13（2分）输送1.0l05瓦的电功率，用发1.0l04伏的高压送电，输电导线的电阻共计1.0欧，输电导线中的电流是a，输电导线上因发热损失的电功率是w14（4分）如图所示是日光灯的电路图，它主要是由灯管、镇流器和起动器组成的，镇流器是一个带铁芯的线圈，起动器的构造如图为了便于起动，常在起动器两极并上一纸质电容器c某班教室的一盏日光灯出现灯管两端亮而中间不亮的故障，经检查发现灯管是好的，电压正常，镇流器无故障，其原因可能是，你能用什么简易方法使日光灯正常发光？15（2分）如图是测定自感系数很大的线圈l直流电阻的电路，l两端并联一只电压表（电压表的内阻rv很大），用来测电感线圈的直流电压，在测量完毕后将电路解体时若先断开s1时，则 （填电压表或电流表）能损坏16（4分）电磁感应现象中能量的转化：在电磁感应现象中，能量转化和守恒定律同样适用，由于机械运动而产生感应电流时，感应电流的电能是由外界的能量转化为能无机械运动而产生的感应电流，感应电流的电能是由产生变化的电路中的电能转化而来的三、计算题（题型注释）17（10分）图1是交流发电机模型示意图在磁感应强度为b的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的oo轴转动，由线圈引起的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕oo转动的金属圈环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻r形成闭合电路图2是线圈的主视图，导线ab和cd分别用它们的横截面来表示已知ab长度为l1，bc长度为l2，线圈以恒定角速度逆时针转动（只考虑单匝线圈）（1）线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e1的表达式；（2）线圈平面处于与中性面成0夹角位置时开始计时，如图3所示，试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e2的表达式；（3）若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻r上产生的焦耳热（其它电阻均不计）18（10分）如图（a）所示，两条间距为h的水平虚线之间存在方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度大小按图（b）中bt图象变化（图中bo已知）现有一个“日”字形刚性金 属，线框abcdef，它的质量为m，ef中间接有一开关s，开关s闭合时三条水平边框的电阻均为r，其余各边电阻不计ab=cd=ef=l，ad=de=h用两根轻质的绝缘细线把线框竖直悬挂住，ab边恰好在磁场区域m1 n1和m2n2的正中间，开始开关s处于断开状态 t0（未知）时刻细线恰好松弛，此后闭合开关同时剪断两根细线，当cd边刚进入磁场上边界mi ni时线框恰好做匀速运动（空气阻力不计）求：（1）t0的值；（2）线框ef边刚离开磁场下边界m2n2时的速度；（3）从剪断细线到线框ef边离开磁场下边界m2n2的过程中金属线框中产生的焦耳热19（10分）如图所示，mn为裸金属杆，在重力的作用下，贴着竖直平面内的光滑金属长直导轨下滑，导轨的间距l=10cm，导轨的上端接有r=0.5的电阻，导轨和金属杆的电阻不计，整个装置处于b=0.5t的水平匀强磁场中，当杆稳定匀速下落时，每秒有0.02j的重力势能转化为电能，则这时mn杆的下落速度v的大小等于多少？20（10分）如图所示，a、b灯分别标有“36v 40w”和“36v25w”，闭合电键，调节r，能使a、b都正常发光断开电键后重做实验，电键闭合后看到的现象是什么？稳定后哪只灯较亮？再断开电键，又将看到什么现象？云南省保山市腾冲四中2014-2015学年高二下学期期中物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（题目所给的四个选项中至少有一个答案正确、完全选对得4分、选对但不全的2分、有错误答案的得零分、共48分）1（4分）如图所示，水平地面上方有正交的匀强电场e和匀强磁场b，电场方向竖直向下，磁场方向垂直纸面向外，等腰三角形的金属框由底边呈水平位置开始沿竖直平面的电磁场由静止开始下降，下落过程中三角形平面始终在竖直平面内，不计阻力，a、b落到地面的次序是（）aa先于bbb先于aca、b同时落地d无法判定考点：带电粒子在混合场中的运动 专题：带电粒子在复合场中的运动专题分析：等腰三角形的金属框做切割磁感线运动，导致两端带异种电荷，故受电场力方向相反，根据右手定则分析即可解答：解：等腰三角形的金属框做切割磁感线运动，根据右手定则，a端带正电，b端带负电，故b端受向上的电场力，a端受到向下的电场力，故a端先落地；故选：a点评：本题关键是根据右手定则判断等腰三角形的金属框两端点的电性，然后判断电场力方向，基础题2（4分）某空间出现了如图所示的闭合的电场，电场线为一簇闭合曲线，方向从上向下看是顺时针的，这可能是（）a沿ab方向磁场在迅速减小b沿ab方向磁场在迅速增加c沿ba方向磁场在迅速增加d沿ba方向磁场在迅速减弱考点：楞次定律 专题：电磁感应与电路结合分析：知道感应电场的方向，可以由右手定则判断出类比与感应电流的磁场的方向，然后由楞次定律分析答题解答：解：由右手定则可知，感应电场产生的磁场方向竖直向下，a、b、如果磁场方向沿ab，则感应磁场与原磁场方向相同，由楞次定律可知，原磁场在减弱，故a正确，b错误；c、d、如果磁场沿ba方向，则感应磁场方向与原磁场方向相反，由楞次定律可知，原磁场方向在增强，故c正确，d错误；故选：ac点评：本题考查了判断磁场方向与磁场强弱变化情况，应用安培定则与楞次定律即可正确解题3（4分）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为55：9，副线圈接有一灯泡l和一电阻箱r，原线圈所接电源电压按图乙所示规律变化，此时灯泡消耗的功率为40w，则下列说法正确的是（）a副线圈两端输出电压为36vb原线圈中电流表示数为ac当电阻r增大时，变压器的输入功率增大d原线圈两端电压的瞬时值表达式为考点：变压器的构造和原理；电功、电功率 专题：交流电专题分析：根据瞬时值的表达式可以求得输出电压的有效值、周期和频率等，再根据电压与匝数成正比，与匝数成反比，即可求得结论解答：解：a、由图象可知原线圈的电压最大值为220v，所以输入电压的有效值为220v，根据电压与匝数成正比可知，副线圈两端输出电压为36v，所以a正确b、如果电路中只有灯泡的话，灯泡消耗的功率为40w，根据p=ui可知，灯泡的电流为i=a，根据电流与匝数成反比可得，此时原线圈中电流的大小为a，但是电流中还有电阻箱，所以副线圈的电流要大于a，原线圈的电流也要大于a，所以b错误c、当电阻r增大时，副线圈的电阻增加，由于输出电压是由输入电压和匝数比决定的，所以副线圈的电压不变，副线圈的电流将减小，原线圈的电流也将减小，由于原线圈的电压不变，所以变压器的输入功率减小，所以c错误d、由图象可知，交流电的最大值为220v，周期为0.02s，由=100，所以原线圈两端电压的瞬时值表达式为，所以d正确故选：ad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即可解决本题4（4分）两根相互靠近的长直导线1、2中通有相同的电流，相互作用力为f若在两根导线所在空间内加一匀强磁场后，导线2所受安培力的合力恰好为零则所加磁场的方向是（）a垂直纸面向里b垂直纸面向外c垂直导线向右d垂直导线向左考点：安培力 分析：当两根通大小相同方向相同的电流时，12两导线受到是引力，故2受到向左的安培力，故所加的磁场使导线受到的安培力向右，根据左手定则可知即可判断解答：解：当两根通大小相同方向相同的电流时，12两导线受到是引力，故2受到向左的安培力，故所加的磁场使导线受到的安培力向右，根据左手定则所加的磁场方向为垂直纸面向外，故b正确；故选：b点评：当没有加入匀强磁场时，两根通电直导线的作用力是相互；当加入匀强磁场时，根据共点力平衡即可判断5（4分）磁电式仪表的线圈常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上而不用塑料做骨架是因为（）a塑料材料的坚硬程度达不到要求b在铝框和指针一起摆动时更容易使指针很快停止摆动c其它相同下，在通电后铝框比塑料框更容易摆动起来d塑料是绝缘体，塑料框和指针一起摆动时更容易使指针很快停止摆动考点：* 涡流现象及其应用 分析：首先利用图示的装置分析出其制成原理，即通电线圈在磁场中受力转动，线圈的转动可以带动指针的偏转；然后找出与电流表的原理相同的选项即可同时由左手定则来确定安培力的方向解答：解：常用铝框做骨架，当线圈在磁场中转动时，导致铝框的磁通量变化，从而产生感应电流，出现安培阻力，使其很快停止摆动而塑料做骨架达不到此作用，故b正确，acd错误；故选：b点评：在学过的测量工具或设备中，每个工具或设备都有自己的制成原理；对不同测量工具的制成原理，是一个热点题型，需要重点掌握6（4分）街道旁的路灯、江海里的航标灯都要求夜晚亮、白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，主要利用了下列哪种传感器（）a温度传感器b光电传感器c压力传感器d以上三种任意一种都行考点：传感器在生产、生活中的应用 分析：传感器的作用是将温度、力、光、声音等非电学量转换为电学量解答：解：灯要求夜晚亮、白天熄则白天有光，黑夜没有光，则是由光导致电路的电流变化，所以电路中光传感器导致电阻变化，实现动控制，因此是利用半导体的光敏性，即为光电传感器，故b正确，acd错误故选：b点评：热敏电阻是当温度变化时，导致电阻的阻值发生变化；而光敏电阻则是当有光时，其电阻的阻值发生变化当它们起作用时，其电阻的阻值都是变小，而金属电阻则是变大7（4分）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5：1，原线圈接交流电源和交流电压表，副线圈接有“220v，440w”的热水器、“220v，220w”的抽油烟机如果副线圈电压按图乙所示规律变化，则下列说法正确的是（）a副线圈两端电压的瞬时值表达式为u=220sin50t（v）b电压表示数为1100vc热水器的发热功率是抽油烟机发热功率的2倍d1min内抽油烟机消耗的电能为1.32l04j考点：变压器的构造和原理；电功、电功率 专题：交流电专题分析：a、根据图乙所示图象求出交变电流的峰值、角频率初位相，然后写出交变电流的瞬时值表达式b、电压表测的是电流的有效值c、抽油烟机是非纯电阻电路，发热功率很小，远小于额定功率d、由w=pt可以求出抽油烟机消耗的电能解答：解：a、由图乙可知，交变电流的峰值是220v，=100rad/s，初位相为0，则副线圈两端电压的瞬时值表达式为u=220sin100tv，故a错误；b、u1=u2=220=1100v，则电压表示数为1100v，故b错误；c、热水器的发热功率为440w，而抽油烟机的发热功率远小于220w，热水器的发热功率不是抽油烟机功率的2倍，故c错误；d、1min内抽油烟机消耗的电能w=pt=220w60s=1.32l04j，故d正确；故选：d点评：会写交变电流的瞬时值表达式，应知道电压表与电流表测的是交变电流的有效值8（4分）如图所示，mn、pq是间距为l的平行金属导轨，置于磁感强度为b，方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，m、p间接有一阻值为r的电阻一根与导轨接触良好、有效阻值也为r的金属导线ab垂直导轨放置，并在水平外力f的作用下以速度v向右匀速运动，则（不计导轨电阻）（）a通过电阻r的电流方向为prmbab两点间的电压为blvca端电势比b端高d外力f做的功等于电阻r上发出的焦耳热考点：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 专题：电磁感应功能问题分析：根据右手定则得金属导线ab向右运动时切割磁感线产生逆时针方向的感应电流，金属导线ab相当于电源，外电路为电阻r根据能量守恒得外界的能量转化成整个电路产生的焦耳热解答：解：a、根据右手定则（或楞次定律）可知回路中的电流方向为逆时针的，故a错误；b、感应电动势为：e=blv，电阻r两端的电压为路端电压为：u=r=blv，故b错误；c、金属导线ab相当于电源，电流方向是b到a，所以可以认为a是电源正极，b是电源的负极，所以a端电势比b端高，故c正确d、根据功能关系知道外力f做的功等于外界消耗的能量，根据能量守恒得外界消耗的能量转化成整个电路产生的焦耳热金属导线ab也有电阻也产生焦耳热，故d错误故选c点评：本题比较简单考查了电磁感应与电路的结合，解决这类问题的关键是正确分析外电路的结构，然后根据有关电学知识求解9（4分）如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为b，方向相反且垂直纸面，mn、pq为其边界，oo为其对称轴一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，当运动到关于oo对称的位置时，下列说法错误的是（）a穿过回路的磁通量为零b回路中感应电动势大小为2blv0c回路中感应电流的方向为顺时针方向d回路中ab边与cd边所受安培力方向相同考点：导体切割磁感线时的感应电动势；楞次定律 专题：电磁感应与电路结合分析：根据磁通量的定义，由磁感线的条数可以判断此时磁通量的大小，如图所示时刻，有两根导线切割磁感线，根据右手定则可判断两根导线切割磁感线产生电动势的方向，求出回路中的总电动势，然后即可求出回路中的电流和安培力变化情况解答：解：a、当线圈运动到关于oo对称的位置时，线圈中左侧磁场垂直线圈向外，右侧磁场垂直线圈向内，而且左右的磁通量大小相等，相互抵消，因此磁通量为零，故a正确；b、ab切割磁感线形成电动势b端为正，cd切割形成电动势c端为负，两边产生的感应电动势大小均为e1=2blv0，因此两个电动势串联，回路中感应电动势为e=2e1=2blv0，故b正确；c、根据右手定则可知，回路中的感应电流方向为逆时针，故c错误；d、根据左手定则可知，回路中ab边与cd边所受安培力方向均向左，方向相同，故d正确本题选错误的，故选：c点评：本题关键要理解磁通量的概念，如有磁场两种方向穿过线圈时，要按抵消的磁感线条数来确定磁通量要掌握导体切割磁感线感应电动势公式e=blv，明确两个电动势方向相同时相互串联，要正确选择相关定则判断感应电流的方向和安培力方向，对于这些基本规律要加强理解和应用10（4分）1831年发现电磁感应现象的物理学家是（）a牛顿b伽利略c法拉第d焦耳考点：电磁感应现象的发现过程 分析：英国物理学家法拉第经过10年的探索，在1830年取得突破，发现了利用磁场产生电流的条件和规律，根据这个现象发明了发电机解答：解：电磁感应现象是英国物理学家法拉第发现的故选：c点评：此题主要考查的是学生对物理学发展史的了解和掌握，基础性题目11（4分）关于电磁感应，下列说法正确的是（）a导体相对磁场运动，导体内一定产生感应电流b导体做切割磁感线运动，导体内一定产生感应电流c闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，电路中一定产生感应电流d穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定产生感应电流考点：感应电流的产生条件 分析：解答本题应掌握：电磁感应产生的条件及电磁感应的应用解答：解：a、导体相对磁场，平行于磁场运动，导体内一定没有产生感应电流，故a错误；b、只有闭合电路中的部分导体在磁场中切割磁感线运动时才能产生感应电流，故b错误；c、只有闭合电路中的部分导体在磁场中切割磁感线运动时才能产生感应电流，故c错误；d、穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定产生感应电流故d正确；故选：d点评：电磁感应现象为中学物理中的重点内容，应理解其原理及应用要明确只有闭合电路中的部分导体在磁场中切割磁感线运动时才能产生感应电流12（4分）一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图所示由图可知该交变电流（）a周期为0.125sb电压的有效值为10vc电压的最大值为20vd电压瞬时值的表达式为u=10sin8t（v）考点：正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率；正弦式电流的图象和三角函数表达式 专题：交流电专题分析：根据图象可以知道交流电压的最大值和交流电的周期，根据最大值和有效值的关系即可求得交流电的有效值和频率解答：解：a、由图象可知，交流电压的最大值为um=20v，电流的周期为t=0.250s，故a错误，c错误；b、电压的有效值u=10v，故b正确；d、电流的周期为t=0.250s，=8rad/s，所以电压瞬时值的表达式为u=20sin8t（v），故d错误故选：b点评：该题考查了有关交流电描述的基础知识，要根据交流电图象正确求解最大值、有效值、周期、频率、角速度等物理量，同时正确书写交流电的表达式二、填空题（每空2分共12分）13（2分）输送1.0l05瓦的电功率，用发1.0l04伏的高压送电，输电导线的电阻共计1.0欧，输电导线中的电流是10a，输电导线上因发热损失的电功率是100w考点：电能的输送 专题：交流电专题分析：（1）由功率公式p=ui可求得输电线中的电流；（2）由功率公式p=i2r可求得输电线上损失的电功率大小；解答：解：（1）由p=ui可得：电路中的电流i= a=10a（2）输电导线上因发热损失的功率p=i2r=10101w=100w故答案为：10；100点评：本题考查远距离输电中的能量损失及功率公式的应用，要注意功率公式中p=ui中的电压u应为输电电压，不是发电机的输出电压14（4分）如图所示是日光灯的电路图，它主要是由灯管、镇流器和起动器组成的，镇流器是一个带铁芯的线圈，起动器的构造如图为了便于起动，常在起动器两极并上一纸质电容器c某班教室的一盏日光灯出现灯管两端亮而中间不亮的故障，经检查发现灯管是好的，电压正常，镇流器无故障，其原因可能是电容器c击穿而短路，你能用什么简易方法使日光灯正常发光？将ab接通瞬间再断开考点：日光灯镇流器的作用和原理 分析：在镇流器上感应不出高压，就不能点亮日光灯问题出现在启动器内的金属片未出现接触后而断开，在镇流器上感应出高电压解答：解：日光灯启动器的作用是，当电压加到启动器两端时，启动器内的金属片受热膨胀而短路，短路后金属片放热断开，断开时在镇流器上感应出高压加到日光灯两端，使日光灯内的汞电离导通，日光灯发光只有“电容器c击穿而短路“不能使金属片断开；使日光灯正常发光简易方法是将ab接通瞬间再断开故答案为：电容器c击穿而短路，将ab接通瞬间再断开点评：解决本题的关键掌握启动器的原理，并知道日光灯正常发光后由于交流电不断通过镇流器的线圈，线圈中产生自感电动势，自感电动势阻碍线圈中的电流变化，这时镇流器起降压限流的作用，使电流稳定在灯管的额定电流范围内，灯管两端电压也稳定在额定工作电压范围内由于这个电压低于启辉器的电离电压，所以并联在两端的启辉器也就不再起作用了15（2分）如图是测定自感系数很大的线圈l直流电阻的电路，l两端并联一只电压表（电压表的内阻rv很大），用来测电感线圈的直流电压，在测量完毕后将电路解体时若先断开s1时，则电压表 （填电压表或电流表）能损坏考点：自感现象和自感系数 分析：先进行abc三项操作都会发生自感现象，在电压表中有强电流流过，发热过多，造成仪器烧坏解答：解：若先断开开关s1或先拆去电流表或先拆去电阻r，由于l的自感作用都会使l和电压表组成回路，原先l中有较大的电流通过，现在这个电流将通过电压表，造成电表损坏故答案为：电压表点评：本题考查了自感线圈的自感作用，在断开电源的瞬间l相当于电源，结合实验安全原则，应先消除自感现象16（4分）电磁感应现象中能量的转化：在电磁感应现象中，能量转化和守恒定律同样适用，由于机械运动而产生感应电流时，感应电流的电能是由外界的机械能量转化为电能无机械运动而产生的感应电流，感应电流的电能是由产生变化的电路中的电能转化而来的考点：电磁感应中的能量转化 分析：根据产生感应电流的条件，并由电磁感应的内容及能量转化与守恒定律，即可求解解答：解：当闭合电路中的部分导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电路；这一现象称为电磁感应，在这一现象中可以发现，由于导体棒的运动，才产生了电能，即消耗了机械能，得到了电能，所以由机械能转化为电能故答案为：机械，电点评：电磁感应使人类能够将机械能转化为电能，从而能够将不利用人类应用的机械能，变成了易于应用，易于远距离传输的电能三、计算题（题型注释）17（10分）图1是交流发电机模型示意图在磁感应强度为b的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的oo轴转动，由线圈引起的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕oo转动的金属圈环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻r形成闭合电路图2是线圈的主视图，导线ab和cd分别用它们的横截面来表示已知ab长度为l1，bc长度为l2，线圈以恒定角速度逆时针转动（只考虑单匝线圈）（1）线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e1的表达式；（2）线圈平面处于与中性面成0夹角位置时开始计时，如图3所示，试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e2的表达式；（3）若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻r上产生的焦耳热（其它电阻均不计）考点：交流的峰值、有效值以及它们的关系；闭合电路的欧姆定律；电功、电功率 专题：压轴题；交流电专题分析：（1）矩形线圈abcd转动过程中，只有ab和cd切割磁感线，先求出转动线速度，根据e=blv，求出导线ab和cd因切割磁感线而产生的感应电动势，从而写出瞬时表达式；（2）线圈平面处于与中性面成0夹角位置时开始计时，则在（1）中的瞬时表达式中加个相位即可；（3）先求出平均电动势，根据欧姆定律求出平均电流，根据q=i2rt即可求解解答：解：（1）矩形线圈abcd转动过程中，只有ab和cd切割磁感线，设ab和cd的转动速度为v，则在t时刻，导线ab和cd因切割磁感线而产生的感应电动势均为e1=bl1v由图可知v=vsint则整个线圈的感应电动势为e1=2e1=bl1l2sint（2）当线圈由图3位置开始运动时，在t时刻整个线圈的感应电动势为e2=bl1l2sin（t+0）（3）由闭合电路欧姆定律可知这里的e为线圈产生的电动势的有效值则线圈转动一周在r上产生的焦耳热为其中 于是答：（1）t时刻整个线圈中的感应电动势e1=bl1l2sint；（2）t时刻整个线圈中的感应电动势e2=bl1l2sin（t+0）；（3）线圈每转动一周电阻r上产生的焦耳热为点评：当线圈与磁场相平行时，即线圈边框正好垂直切割磁感线，此时产生的感应电动势最大求电荷量时，运用交流电的平均值，求产生的热能时，用交流电的有效值18（10分）如图（a）所示，两条间距为h的水平虚线之间存在方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度大小按图（b）中bt图象变化（图中bo已知）现有一个“日”字形刚性金 属，线框abcdef，它的质量为m，ef中间接有一开关s，开关s闭合时三条水平边框的电阻均为r，其余各边电阻不计ab=cd=ef=l，ad=de=h用两根轻质的绝缘细线把线框竖直悬挂住，ab边恰好在磁场区域m1 n1和m2n2的正中间，开始开关s处于断开状态 t0（未知）时刻细线恰好松弛，此后闭合开关同时剪断两根细线，当cd边刚进入磁场上边界mi ni时线框恰好做匀速运动（空气阻力不计）求：（1）t0的值；（2）线框ef边刚离开磁场下边界m2n2时的速度；（3）从剪断细线到线框ef边离开磁场下边界m2n2的过程中金属线框中产生的焦耳热考点：法拉第电磁感应定律 专题：电磁感应与电路结合分析：（1）由法拉第电磁感应定律求出电动势，由欧姆定律求出电流，由安培力公式求出安培力，由平衡条件求出时间（2）由平衡条件与欧姆定律求出线框的速度（3）由能量守恒定律可以求出线框产生的焦耳热解答：解：（1）由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势为：e=，线框中的电流：i