第九～十一章
(90分钟 100分)
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、单项选择题(本大题共5小题，每小题3分，共15分，每小题只有一个选项符合题意)
1.(2011·江苏高考)如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行，线框由静止释放，在下落过程中( )
A.穿过线框的磁通量保持不变
B.线框中感应电流方向保持不变
C.线框所受安培力的合力为零
D.线框的机械能不断增大
2.如图所示，金属杆ab、cd可以在光滑导轨PQ 和RS上滑动，匀强磁场方向垂直纸面向里，当ab、cd分别以速度v1、v2滑动时，发现回路感生电流方向为逆时针方向，则v1和v2的大小、方向可能是( )
A.v1＞v2，v1向右，v2向左
B.v1＞v2，v1和v2都向左
C.v1＝v2，v1和v2都向右
D.v1＝v2，v1和v2都向左
3.如图所示的是法拉第制作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.若已知铜盘的半径为L，匀强磁场的磁感应强度为B，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ω.则下列说法正确的是( )
A.回路中产生大小和方向做周期性变化的电流
B.回路中电流大小恒定，且等于
C.回路中电流方向不变，且从b导线流进灯泡，再从a导线流向旋转的铜盘ks5u.com
D.以上说法都不对
4.(2011·广东高考)将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面
与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确
的是( )
A.感应电动势的大小与线圈的匝数无关
B.穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大
C.穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大
D.感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同
5.(2012·银川模拟)如图所示为一理想变压器在两种情况下工作的示意图.其中灯泡L2、L3的功率均为P，且L1、L2、L3为相同的灯泡，原、副线圈匝数比为n1∶n2＝4∶1，则图甲中L1的功率和图乙中L1的功率分别为( )
A.P，P B.16P，P[高考资源网]
C.P,16P D.16P,4P
二、双项选择题(本大题共5小题，每小题5分，共25分，每小题有两个选项符合题意)
6.(2012·潍坊模拟)一理想变压器的原线圈连接一只电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图所示.在副线圈上连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头.原线圈两端接在电压为U的交流电源上.则( )
A.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大
B.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小
C.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大
D.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小
7.(滚动单独考查)如图所示，空间的虚线框内有匀强电场，AA′、BB′、CC′是该电场的三个等势面，相邻等势面间的距离为0.5 cm. 一个质量为m，带电量为q的粒子沿AA′方向以初动能Ek自图中的P点进入电场，刚好从C′点离开电场.已知PA′＝2 cm，粒子的重力忽略不计.下列说法中正确的是( )
A.该粒子到达C′点时的动能为2Ek
B.该粒子到达C′点时的动能为1.5Ek
C.该粒子通过等势面BB′时的动能为1.25Ek
D.该粒子通过等势面BB′时的动能为1.5Ek
8.(滚动单独考查)在高速公路的隧道内两侧的电灯泡不易更换，为了延长电
灯泡的使用寿命，一个接口处通常安装两个完全相同的灯泡，下列说法正确
的是( )
A.两个灯泡串联
B.两个灯泡并联
C.每个灯泡消耗的功率大于其额定功率的四分之一
D.每个灯泡消耗的功率小于其额定功率的四分之一
9.(2012·滨州模拟)如图甲所示，100匝线圈(图中只画了1匝)两端A、B与一电压表相连.线圈内有一垂直指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量按图乙所示规律变化.下列关于电压表的说法正确的是( )
A.电压表读数为50 V
B.电压表读数为150 V
C.电压表“＋”接线柱接A端
D.电压表“＋”接线柱接B端
10.(滚动交汇考查)长为a、宽为b的矩形线框有n匝，每匝线圈电阻为R.如图所示，对称轴MN的左侧有磁感应强度为B的匀强磁场，第一次将线框从磁场中以速度v匀速拉出，第二次让线框以ω＝2v/b的角速度转过90°角.那么( )
A.通过线框横截面的电量q1∶q2＝1∶n
B.通过线框横截面的电量q1∶q2＝1∶1
C.线框发热功率P1∶P2＝2n∶1
D.线框发热功率P1∶P2＝2∶1
第Ⅱ卷(非选择题 共60分)
三、实验题(本大题共2小题，共12分)
11.(4分)有一种在光照或温度升高时排气扇都能启动的自动控制装置，下列说法正确的是( )
A.两个传感器都是光电传感器
B.两个传感器分别是光电传感器和温度传感器
C.两个传感器可能分别是温度传感器、电容式传感器
D.只有光照和温度都适合时排气扇才能工作
12.(2011·上海高考)(8分)实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联.测量实际电流表G1内阻r1的电路如图所示.供选择的仪器如下：①待测电流表G1(0～5 mA，内阻约300Ω)，②电流表G2(0～10 mA，内阻约100 Ω)，③定值电阻R1(300 Ω)，④定值电阻R2(10 Ω)，⑤滑动变阻器R3(0～1 000 Ω)，⑥滑动变阻器R4(0～20 Ω)，⑦干电池(1.5 V)，⑧电键S及导线若干.
(1)定值电阻应选 ，滑动变阻器应选 .(在空格内填写序号)
(2)用线连接实物图.
(3)补全实验步骤：
①按电路图连接电路，____________________________________；
②闭合电键S，移动滑动触头至某一位置，记录G1、G2的读数I1、I2；
③______________________________________________________________；
④以I2为纵坐标，I1为横坐标，作出相应图线，如图所示. [Ks5u.com]
(4)根据I2-I1图线的斜率k及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式___________________________________
_________________________________________________________________.
四、计算题(本大题共4小题，共48分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)
13.(滚动交汇考查)(10分)如图所示，间距为L的光滑平行金属导轨水平放置在竖直向上的磁感应强度为B的磁场中，一端接有阻值为R的电阻，一质量为m，电阻为r的导体棒ab放置在导轨上，在外力F作用下从t＝0开始运动，其速度规律为v＝vmsinωt，不计导轨电阻及感应电流的磁场对原磁场的影响，求：
(1)感应电动势的表达式；
(2)电阻R上的发热功率.
14.(2012·武汉模拟)(12分)如图所示，交流发电机电动势的有效值E＝20 V，内阻不计，它通过一个R＝6 Ω的指示灯连接变压器.变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都是“6 V，0.25 W”，灯泡都正常发光，导线电阻不计.求：
(1)降压变压器初级、次级线圈匝数比；
(2)发电机的输出功率.
15.(滚动交汇考查)(12分)如图所示，足够长的光滑导轨 ab、cd固定在竖直平面内，导轨间距为l，b、c两点间接一阻值为R的电阻.ef是一水平放置的导体杆，其质量为m、有效电阻值为R，杆与ab、cd保持良好接触.整个装置放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直.现用一竖直向上的力拉导体杆，使导体杆从静止开始做加速度为的匀加速运动，上升了h高度，这一过程中bc间电阻R产生的焦耳热为Q，g为重力加速度，不计导轨电阻及感应电流间的相互作用.求：
(1)导体杆上升到h过程中通过杆的电荷量；[高考资源网KS5U.COM]
(2)导体杆上升到h时所受拉力F的大小；
16.(滚动交汇考查)(14分)水平放置的平行金属板M、N之间存在竖直向上的匀强电场和垂直纸面的交变磁场(如图甲所示，垂直纸面向里为正)，磁感应强度B0＝100 T.已知两板间距离d＝0.3 m，电场强度E＝50 V/m，M板上有一小孔P，在P正上方h＝5 cm处的O点，一带电油滴自由下落，穿过小孔后进入两板间，最后落在N板上的Q点如图乙所示.如果油滴的质量m＝10－4 kg，带电荷量|q|＝2×10－5 C.求：
(1)在P点的速度v为多大？
(2)若油滴在t＝0时刻进入两板间，最后恰好垂直向下落在N板上的Q点，求油滴的电性及交变磁场的变化周期T.
(3)Q、O两点水平距离.(不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2)
答案解析
1.【解析】选B.线框下落过程中距离直导线越来越远，磁场越来越弱，但磁场方向不变，所以磁通量越来越小，根据楞次定律可知感应电流的方向不变，A错，B对；线框左边和右边所受安培力总是大小相等，方向相反，但上下两边磁场强弱不同，安培力大小不同，合力不为零，C错；下落过程中机械能越来越小，D错.
2.【解析】选B.因回路abdc中产生逆时针方向的感生电流，由题意可知回路abdc的面积应增大，选项A、C、D错误，B正确.
3.【解析】选C.该铜盘匀速转动，可看做无数个长为半径的导线切割磁感线，并且它们并联，其电动势大小E＝BL·，方向由右手定则知，由b经灯泡到a，故C正确，A、B、D错误.
4.【解析】选C.由法拉第电磁感应定律知：E＝n，可见感应电动势的大小与线圈的匝数有关，A错误；感应电动势的大小取决于磁通量的变化快慢，而与磁通量的大小无关，B错误，C正确；感应电流产生的磁场阻碍原磁场的变化，当原磁场增强时，感应电流产生的磁场与原磁场方向相反，D错误.
5.【解析】选B.对甲图，由n1∶n2＝4∶1知U1＝4U2，而P＝得P1＝＝16P，对于乙图，n1I1＝n2I2＋n3I3,2n2I2＝n1I1，I1＝I2＝I2，而P＝IR得P′1＝IR＝P，故B项正确.
6.【解析】选B、C.根据理想变压器原、副线圈上电压、电流决定关系知：在输入电压U1不变的情况下，U2不变.当保持Q的位置不动，滑动触头P向上滑动时，副线圈上的电阻增大，电流减小，故输入电流I1亦随着减小，即电流表的示数变小，A错误，B正确；当保持P的位置不动，将Q向上滑动时，由＝知，副线圈上匝数增大，引起副线圈上电压增大，即副线圈上电流增大，故原线圈上的电流亦随着增大，故电流表的示数增大，C正确，D错误.
7.【解析】选A、D.设粒子过P点的速度为v0，将粒子过C′的速度vC′分解，如图所示，则有PA′＝v0t，A′C′＝t，代入数据解得vy＝v0，vC′＝v0，所以粒子过C′时动能为2Ek，A正确，B错误；粒子由P到C′动能增量为Ek，由于相邻等势面的电势差相等，因此粒子由P点到经过BB′时，电场力做的功应为0.5Ek，故粒子通过BB′时动能应为1.5Ek，C错误，D正确.
8.【解析】选A、C.两个灯泡应串联，每个灯泡承担的电压U＝ V＝110 V，低于额定电压，灯泡不易损坏；由P＝，U变为原来的，由于灯丝较正常发光时温度低，故灯丝电阻较正常发光时小，所以每个灯泡实际消耗的功率要大于其额定功率的四分之一，故A、C正确.
9.【解析】选A、C.从图乙中可得穿过线圈的磁通量随时间在不断增加，根据楞次定律和安培定则，可得A接感应电动势的正极，即电压表“＋”接线柱接A端，C正确，D错误；根据法拉第电磁感应定律得：
E＝n＝100× V＝50 V，
故电压表读数为50 V，A正确，B错误.
10.【解析】选B、D.首先，在第一、二次运动过程中，磁通量的减少量为ΔΦ1＝ΔΦ2＝B·.
当回路为n匝，总电阻为nR时，
由q＝·Δt＝·Δt＝
可得q1∶q2＝1∶1.
故知A错B对.显然两种情况下线框电阻不变.
从而，由电(热)功率公式可得
＝()2 ①
E1＝nBav ②
E2＝nB·· ③
联立①②③式，即可求出以下结果P1∶P2＝2∶1，故知C错D对.
11.【解析】选B.题中提到有光照或温度升高时排气扇都能自动控制，由此可见两个传感器一个是光电传感器，一个是温度传感器，而且排气扇自动工作只需光照和温度一个满足条件即可，A、C、D错误，B正确.
12.【解析】(1)根据电路的原理图，如果定值电阻太小，电流表G1中的电流太小，读数误差较大，所以定值电阻应适当大一些，滑动变阻器采用分压接法时，应选用阻值较小一些的变阻器.
(2)根据电路的原理图进行实物连接，注意电表的正负极不要接反.
(3)闭合电键之前，应将滑动触头移到最左端，以防止闭合电键时烧坏电表；为减小实验误差，应多次测量取平均值.
(4)根据串、并联规律可知：
I2＝I1＋＝I1，
所以k＝即r1＝(k－1)R1
答案：(1)③ ⑥
(2)如图
(3)①将滑动触头移至最左端 ③多次移动滑动触头，记录相应的G1、G2的读数I1、I2
(4)r1＝(k－1)R1
13.【解析】(1)根据E＝BLv
得：E＝BLvmsinωt (4分)
(2)感应电动势的有效值为：
E＝＝ (2分)
感应电流的有效值为：I＝ (2分)
电阻R上的发热功率为
P＝I2·R＝ (2分)
答案：(1)BLvmsinωt (2)
14.【解析】(1)彩色小灯泡额定电流IL＝＝ A，次级线圈总电流I2＝24IL＝
1 A.
变压器输入功率等于
I1U1＝I2U2＝6 W， (3分)
变压器原线圈电路中，利用欧姆定律可得
E＝U1＋I1R＝＋I1R＝＋6I1，
代入E值解得I1＝A(I1＝3 A应舍去，据题意是降压变压器，应I1＜I2＝1 A)，(3分)
所以＝＝. (2分)
(2)发电机输出功率P＝I1E＝6.67 W. (4分)
答案：(1)3∶1 (2)6.67 W
15.【解析】(1)通过杆的电量q＝Δt (1分)
根据闭合电路的欧姆定律＝ (1分)
根据电磁感应定律，得＝ (1分)
q＝＝ (1分)
(2)设ef上升h时，速度为v1、拉力为F，根据运动学公式，得：v1＝(2分)
根据牛顿第二定律，得：
F－mg－BI1l＝mg (2分)
根据闭合电路的欧姆定律，得
I1＝ (2分)
综上解得F＝＋ (2分)
答案：(1) (2)＋
16.【解析】(1)油滴自由下落，进入两板间电、磁场时的初速度为v＝＝ m/s＝1 m/s (3分)
(2)由于油滴进入两板间的瞬间所受洛伦兹力水平向右，所以油滴带正电.油滴进入电、磁场后的情况如图所示，电场力F电＝qE＝2×10－5×50 N＝10－3 N(2分)
G＝mg＝10－3 N
带电油滴进入两板间，电场力与重力平衡，在磁场的作用下，油滴做匀速圆周运动.设圆周半径为R，若恰好垂直落在N板上的Q点，则F洛＝qvB＝
TB＝
解得R＝＝ m＝0.05 m (2分)
TB＝＝ s＝0.1 πs (2分)
又已知d＝0.3 m，由几何关系得d＝6R (1分)
所以交变磁场周期
T＝TB＝0.05 πs (1分)
(3)设Q、O两点的水平距离为x，
由几何关系得x＝6R＝0.3 m (3分)
答案：(1)1 m/s (2)正电 0.05πs (3)0.3 m
【点此下载】