江苏省无锡市江阴四校2018-2019学年高二物理下学期期中试题（含解析）

江苏省无锡市江阴四校2018-2019学年高二物理下学期期中试题（含解析）一、单项选择题：1. 一圆线圈位于垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示。下列操作中始终保证线圈在磁场中，且能使线圈中产生感应电流的是a. 把线圈向右拉动b. 把线圈向上拉动c. 垂直纸面向外运动d. 以圆线圈的任意直径为轴转动【答案】d【解析】试 题分析：把线圈向右拉动，线圈的磁通量不变，故不能产生感应电动势，所以a错误；把线圈向右拉动，线圈的磁通量不变，故不能产生感应电动势，所以b错误； 垂直纸面向外运动，磁通量也不变，故c错误；以圆线圈的任意直径为轴转动，磁通量变化，根据法拉第电磁感应定律知，线圈中产生感应电动势，形成感应电流， 所以d正确考点：本题考查法拉第电磁感应定律2.如图所示，水平桌面上放有一个闭合铝环，在铝环中心轴线上方有一个条形磁铁.当条形磁铁沿轴线竖直自由落下的过程中，下列说法正确的是()a. 磁铁的机械能减少，下落加速度agb. 磁铁的机械能守恒，下落加速度agc. 磁铁的机械能减少，下落加速度ag【答案】c【解析】【详解】闭合导体环内的磁通量增大，环内感应电流的磁场与原磁场的方向相反，所以对磁体的运动有阻碍作用，所以磁铁受向上的安培力，则向下的加速度小于g；因有电能产生，可知下落过程中机械能减小；故选c.3.如图所示的交流电路中，如果电源电动势的最大值不变，交流电的频率增大时，可以观察到三盏电灯亮度的变化情况是( )a. l1、l2、l3亮度都不变b. l2变暗、l2不变、l3变亮c. l1变暗、l2变亮、l3不变d. l1变亮、l2变暗、l3不变【答案】c【解析】此题考查电容电感对交变电流的阻碍作用，电源电动势的最大值不变，各支路两端电压有效值也不变，由电感对电流阻碍作用随着频率的增大而增大，电容对电流的阻碍作用随着频率的增大而减小，可判断出l1灯泡变暗，l2变亮，l3不变4.如图表示一交流电的电流随时间而变化的图像，此交流电流的有效值是（ ）a. 5ab. 5ac. 3.5ad. 3.5a【答案】a【解析】【详解】将交流与直流通过阻值都为r的电阻，设直流电流为i，则根据有效值的定义有，解得i=5a，故选a.5.如图所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中，在时间内，磁感应强度的方向不变，大小由b均匀的增大到2b在此过程中，线圈中产生的感应电动势为（）a. b. c. d. 【答案】b【解析】试题分析：在此过程中，线圈中的磁通量改变量大小，根据法拉第电磁感应定律，b正确；考点：考查了法拉第电磁感应定律【名师点睛】解决电磁感应的问题，关键理解并掌握法拉第电磁感应定律，知道s是有效面积，即有磁通量的线圈的面积6.如图所示，一理想变压器原副线圈匝数比为n1n241，原线圈ab间接一电压为u220sin 100t v的交流电源，灯泡l标有“36v 18w”，当滑动变阻器r的滑片处在某位置时，电流表示数为0.25a，灯泡l刚好正常发光，则（ ）a. 滑动变阻器r消耗的功率为36wb. 定值电阻r0的电阻值为19c. 流过灯泡l的交变电流频率为25hzd. 将滑动变阻器r的滑片向上滑时，灯泡l的亮度变暗【答案】b【解析】试题分析：变压器不会改变交变电流的频率，所以c项错误；将滑动变阻器r的滑片向上滑时，负载电阻变大，副线圈电压不变，副线圈干路电流变小，定值电阻所占电压变小，灯泡两端的电压变大，灯泡亮度变亮，所以d项错误；根据电压电流比与匝数比之间关系，副线圈电压为，电流，定值电阻所占电压为55-36=19v，定值电阻阻值为，定值电阻所占功率为19w，所以b项正确；原线圈功率等于副线圈功率，滑动变阻器的功率为总功率减去定值电阻功率和灯泡功率，55w-19w-18w=18w，所以a项错误。考点：本题考查了理想变压器7.如图，平行导轨间距为d，一端跨接一个电阻为r，磁场的磁感强度为b，方向与导轨所在平面垂直。一根足够长的金属棒与导轨成角放置，金属棒与导轨的电阻不计。当金属棒沿垂直于棒的方向以速度v滑行时，通过电阻r的电流强度是 （ ）a. b. c. d. 【答案】a【解析】由于导体与磁场垂直，得：，则感应电流为，故选项a正确，选项bcd错误。点睛：题中导体与磁场垂直，根据导体切割电动势公式求出感应电动势，由闭合电路欧姆定律求出感应电流。8.如图甲所示，光滑导轨水平放置在竖直方向的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度b随时间的变化规律如图乙所示（规定向下为正方向），导体棒ab垂直导轨放置，除电阻r的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力f的作用下始终处于静止状态规定ab的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力的正方向，则在02t0时间内，能正确反映流过导体棒ab的电流与时间及外力f与时间t的关系图线是（ ）a. b. c. d. 【答案】d【解析】【详解】由可知，电动势保持不变，则电路中电流不变，则ab错误；由安培力f=btil可知，电路中安培力随b的变化而变化，当b为负值时，安培力的方向为负，b为正值时，安培力为正值，故c错误，d正确；二、多项选择题：9.关于电路中感应电动势的大小，下列说法中正确的是a. 只要穿过闭合回路的磁通量变化，电路中就一定有感应电流产生b. 闭合电路的导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流c. 电路中磁通量的变化越大，感应电动势就越大d. 电路中磁通量的变化越快，感应电动势就越大【答案】ad【解析】只要穿过闭合回路的磁通量变化，电路中就一定有感应电流产生，选项a正确；闭合电路的部分导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，选项b错误；电路中磁通量的变化率越大，感应电动势就越大，选项c错误；电路中磁通量的变化越快，磁通量的变化率越大，则感应电动势就越大，选项d正确；故选ad.10.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. t1时刻线圈中磁通量为零c. t2时刻线圈中磁通量变化率最大d. t2时刻通过线圈的感应电流最大【答案】acd【解析】【详解】t1时刻感应电动势为零，磁通量最大，此时线圈通过中性面。故a正确，b错误。t2时刻感应电动势最大，线圈的感应电流最大；此时线圈平面与中性面垂直，磁通量为零，磁通量变化率最大，选项cd正确。11.关于涡流，下列说法中正确是（ ）a. 真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置b. 家用电磁炉是利用涡流来加热食物的c. 阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动d. 变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能增大涡流【答案】abc【解析】高频感应炉是用涡流来熔化金属对其进行冶炼的，炉内放入被冶炼的金属，线圈内通入高频交变电流，这时被冶炼的金属中产生涡流就能被熔化。故a正确；电磁炉利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，当含铁质锅具放置炉面时，铁磁性锅体被磁化，锅具即切割交变磁感线而在锅具底部产生交变的涡流，故b正确；阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动，当金属板从磁场中穿过时，金属板板内感应出的涡流会对金属板的运动产生阻碍作用。故c正确；在整块导体内部发生电磁感应而产生感应电流的现象称为涡流现象，要损耗能量，不用整块的硅钢铁芯，其目的是为了减小涡流，故d错误。故选abc。点睛：掌握涡流的原理及应用与防止：真空冶炼炉，硅钢片铁心，金属探测器，电磁灶等注意电磁炉是利用电流的热效应和磁效应的完美结合体，它的锅具必须含磁性材料，最常见的是不锈钢锅12. 如图所示，电路中a、b是规格相同的灯泡，l是自感系数较大且直流电阻可忽略不计的线圈，那么 （ ）a. 闭合s，a、b同时亮，然后a变暗后熄灭b. 闭合s，b先亮，a逐渐变亮，最后a、b亮度相同c. 断开s，a和b均闪亮一下后熄灭d. 断开s，b立即熄灭，a闪亮一下后熄灭【答案】ad【解析】闭合s，线圈l的电流在变大，产生的感应电动势阻碍电流变大，ab两灯串联同时发光，当稳定后，灯泡a被短路，导致a渐渐变暗，而b渐渐变亮故a正确b错误断开s，线圈l阻碍电流减小，跟灯泡a构成通路，所以b立即熄灭，a闪亮一下后熄灭故选：ad13.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，电阻r=22，各电表均为理想交流电表原线圈输入电压的变化规律如图乙所示下列说法正确的是a. 副线圈输出电压的频率为50hzb. t=001s时电压表的示数为0vc. 电阻r消耗的电功率为22wd. 通过原、副线圈的磁通量变化率之比为10:1【答案】ac【解析】试题分析：由图象可知，交流电的周期为002s，所以交流电的频率为50hz，故a正确电压表的读数等于交流电的有效值，而不是瞬时值；根据电压与匝数成正比可知，原线圈的电压的最大值为220v，所以副线圈的电压的最大值为22v，所以电压的有效值为22v，所以电压表的示数为22v，故b错误电阻r消耗的电功率是，故c正确；通过原、副线圈的磁通量变化率是相同的，故大小之比为1:1，选项d错误；故选ac考点：交流电的变化规律【名师点睛】此题考查了交流电的变化规律；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；注意电压表的读数等于交流电的有效值14.如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线mn右侧有磁感应强度为b的匀强磁场。方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径cd始络与mn垂直。从d点到达边界开始到c点进入磁场为止，下列结论正确的是（ ） a. 感应电流方向不变b. cd段直线始终不受安培力c. 感应电动势最大值ebavd. 感应电动势平均值【答案】acd【解析】【详解】a、在闭合电路进入磁场的过程中，通过闭合电路的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向不变，a正确；b、根据左手定则可以判断，受安培力向下，故b错误；c、当半圆闭合回路进入磁场一半时，即这时等效长度最大为a，这时感应电动势最大，c正确；d、由法拉第电磁感应定律可得感应电动势平均值，故d正确。故选acd【点睛】由楞次定律可判断电流方向，由左手定则可得出安培力的方向；由，分析过程中最长的l可知最大电动势；由法拉第电磁感应定律可得出电动势的平均值。三、填空题15.一个200匝、面积为20 cm2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面成30角，若磁感应强度在0.05 s内由0.1 t增加到0.5 t在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量是_wb；磁通量的平均变化率是_wb/s；线圈中的感应电动势的大小是_v.【答案】 (1). ; (2). ; (3). 1.6;【解析】由题意可知磁通量的变化量为：；磁通量的平均变化率为：；线圈中感应电动势的大小为：。16.如图所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨mn和pq，它们的电阻可忽略不计，在m和p之间接有阻值为r3.0的定值电阻导体棒ab长l0.5m，其电阻为r1.0，与导轨接触良好整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度b0.4t现使ab以v10m/s的速度向右做匀速运动则ab中产生的感应电动势大小为_v，通过ab棒的电流方向_（填“ab”或“ba”），电流大小为_a，ab棒所受安培力的大小为_n，方向_。【答案】 (1). 2 (2). ba (3). 0.5 (4). 0.1 (5). 水平向左【解析】电路中电动势：e=blv=0.40.510=2v；由右手定则可知，通过ab棒的电流方向 ba；电路中电流：； ab棒所受的安培力：f=bil=0.40.50.5=0.1n，由左手定则可知水平向左.四、计算题：17.有一个匝数为100匝的金属环，面积s100cm2，电阻r=10，环内有垂直纸面的磁场，线圈中的磁感应强度按如图所示的规律变化。求环中感应电流的方向线圈中产生的感应电动势大小 1分钟环内产生的焦耳热【答案】（1）逆时针（2）2v（3）24j【解析】（1）由楞次定律可知，环中感应电流的方向逆时针；（2）由图可知：= 2t/s 则： （3）1分钟环内产生的焦耳热 18.如图所示，匝数为n匝的矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为b的水平匀强磁场中，线框面积为s，电阻为r，电压表为理想电压表，灯泡电阻为r，线框绕中心轴线oo以角速度w匀速转动，闭合s，从图示位置开始计时：写出感应电动势瞬时值的表达式线框中感应电流的有效值. 线框从图示位置开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量q为多少?.【答案】（1）enbssint（2） （3） 【解析】（1）由题意可知 emnbs 感应电动势瞬时值的表达式 enbssint （2）感应电动势的有效值 回路中电流的有效值为 （3）当线圈从中性面转过时，由 qit 联立以上点睛：本题考查交变电流最大值、瞬时值、有效值和平均值的理解和应用的能力，注意感应电动势的平均值和最大值的求法，并掌握交流电的最大值与有效值的关系；知道求解电功率要用有效值，求解电量用平均值19.如图所示，光滑的金属导轨放在磁感应强度b0.5t的匀强磁场中。平行导轨的宽度d0.2m，定值电阻r0.5。框架上放置一质量为0.1kg、电阻为0.5的金属杆，框架电阻不计，若杆以恒定加速度a2m/s2由静止开始做匀变速运动，则：第5s末，回路中的电流多大？杆哪端电势高？ 第5s末时外力f的功率 画出理想电压表示数u随时间t变化关系图线【答案】（1）1a（2）3w（3）图略【解析】（1）由右手定则可知，杆上端电势高 第五秒末杆的速度 v = at =10 m/s 杆上产生的电动势 e = bdv =