学年高二第二学期期中考试物理试题含答案解析.docx
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学年高二第二学期期中考试物理试题含答案解析
西藏自治区日喀则市南木林高级中学【最新】高二第二学期期中考试物理试题
学校:
___________姓名:
___________班级:
___________考号:
___________
一、单选题
1.电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系,根据这一发现,发明了许多电器设备.下列电器设备中,哪个没有利用电磁感应原理
A.动圈式话筒
B.白炽灯泡
C.磁带录音机
D.电磁炉
2.如图所示,a、b、c三个环水平套在条形磁铁外面,其中a和b两环大小相同,c环最大,a环位于N极处,b和c两环位于条形磁铁中部,则穿过三个环的磁通量的大小是( )
A.c环最大,a与b环相同
B.三个环相同
C.b环比c环大
D.a环一定比c环大
3.如图所示的装置,在下列各种情况中,能使悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈A中不产生感应电流的是( )
A.开关S接通的瞬间
B.开关S接通后,电路中电流稳定时
C.开关S接通后,滑动变阻器触头滑动的瞬间
D.开关S断开的瞬间
4.闭合回路的磁通量Φ随时间t的变化图象分别如图所示,关于回路中产生的感应电动势的下列论述,其中正确的是()
A.图甲回路中感应电动势恒定不变
B.图乙回路中感应电动势恒定不变
C.图丙回路中0~t1时间内感应电动势小于t1~t2时间内感应电动势
D.图丁回路中感应电动势先变大后变小
5.如图所示,金属杆ab以恒定的速率v在间距为L的光滑平行导轨上向右滑行,设整个电路总电阻为R(恒定不变),整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中,下列叙述正确的是( )
A.ab杆中的电流与速率v成正比
B.磁场作用于ab杆的安培力与速率v成反比
C.电阻R上产生的电热功率与速率v成正比
D.外力对ab杆做功的功率与速率v的平方成反比
6.关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流,下列说法中正确的是()
A.线圈平面每经过中性面一次,感应电流方向就改变一次,感应电动势方向不变
B.线圈每转动一圈,感应电流方向就改变一次
C.线圈平面经过中性面一次,感应电动势和感应电流的方向都要改变一次
D.线圈每转动一圈,感应电动势和感应电流方向都要改变一次
7.如图所示,属于交流电的是()
A.
B.
C.
D.
二、多选题
8.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.t=0时刻线圈通过中性面
B.t2时刻线圈中磁通量最大
C.t3时刻线圈中磁通量变化率最大
D.t4时刻线圈中磁通量变化率最大
9.一交流电流的图象如图所示,由图可知()
A.用电流表测该电流其示数为10A
B.该交流电流的频率为100Hz
C.该交流电流通过10Ω电阻时,电阻消耗的电功率为2000W
D.该交流电流瞬时值表达式为i=10
sin628tA
10.如图所示为两个互感器,在图中圆圈内a、b表示电表,已知电压比为100,电流比为10,电压表的示数为220V,电流表的示数为10A,则( )
A.a为电流表,b为电压表
B.a为电压表,b为电流表
C.线路输送电功率是2200W
D.线路输送电功率是2.2×106W
三、填空题
11.如图所示,用理想变压器给R供电,设输入的交变电压不变,当R的滑片向上移动时四只电表及变压器的输入功率变化情况是:
V1______V2_________
A1_________A2_________P_________(填写增大、减小或不变)
12.如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比为4∶1,平行金属导轨与原线圈相连,当导体ab在匀强磁场中匀速运动时,电流表A1示数为12mA,则电流表A2示数为______mA。
四、解答题
13.如图(a)所示的螺线管,匝数n=1500匝,横截面积S=20cm2,电阻r=1.5Ω,与螺线管串联的外电阻R1=3.5Ω,R2=25Ω,方向向右,穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度按图(b)所示的规律变化,试计算电阻R2的电功率和a、b亮点的电势(设c点的电势为零)
14.如图所示,在连有电阻R=3r的裸铜线框ABCD上,以AD为对称轴放置另一个正方形的小裸铜线框abcd,整个小线框处于垂直框面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中.已知小线框每边长为L,每边电阻为r,其它电阻不计.现使小线框以速度v向右平移,求通过电阻R的电流及R两端的电压.
15.如图所示的变压器的原线圈1接到220V的交流电源上.副线圈2的匝数n2=30匝,与一个“12V 12W”的灯泡L连接,L能正常发光.副线圈3的输出电压U3=110V,与电阻R连接,通过R的电流为0.4A,求:
(1)副线圈3的匝数n3.
(2)原线圈1的匝数n1和电流I1.
16.如图所示,在匀强磁场中有一个电阻r=3Ω、面积S=0.02m2的半圆形导线框可绕OO′轴旋转.已知匀强磁场的磁感应强度
.若线框以ω=100πrad/s的角速度匀速转动,且通过电刷给“6V12W”的小灯泡供电,则:
(1)若从图示位置开始计时,求线框中感应电动势的瞬时值表达式.
(2)从图示位置开始,线框转过90°的过程中,流过导线横截面的电荷量是多少?
该电荷量与线框转动的快慢是否有关?
(3)由题所给已知条件,外电路所接小灯泡能否正常发光?
如不能,则小灯泡实际功率为多大?
参考答案
1.B
【解析】A、动圈式话筒利用电磁感应原理,将声音信号变成电信号,不符合题意,故A错误;
B、白炽灯泡利用电流的热效应,不是利用电磁感应原理,符合题意,故B正确;
C、磁带录音机利用电磁感应原理,将声音信号变成电信号,不符合题意,故C错误;
D、电磁炉利用电磁感应原理使电磁场能转换成内能,不符合题意,故D错误。
点睛:
本题是常识问题,考查对家用电器原理的理解能力,比较简单,注意理解电磁感应现象的原理。
2.C
【详解】
所有磁感线都从条形磁铁内部通过,且与外部磁感线方向相反,所以外部磁感线越多,磁通量越小,C正确ABD错误。
故选:
C。
3.B
【解析】
A、将电键突然接通的瞬间,线圈产生的磁场从无到有,穿过穿过铜环A的磁通量增大,产生感应电流,不符合题意,故A错误;
B、线圈中通以恒定的电流时,线圈产生稳恒的磁场,穿过铜环A的磁通量不变,没有感应电流产生,故B正确;
C、通电时,使变阻器的滑片P滑动时,变阻器接入电路的电阻变化,回路中电流变化,线圈产生的磁场变化,穿过铜环A磁通量变化,产生感应电流,不符合题意,故C错误;
D、将电键突然断开的瞬间,线圈产生的磁场从有到无消失,穿过穿过铜环A的磁通量减小,产生感应电流,不符合题意,故D错误.
点睛:
感应电流产生的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化.根据这个条件分析判断有没有感应电流产生.
4.B
【解析】因E=
,则可据图象斜率判断知图甲中
=0,即电动势E为0;图乙中
=恒量,即电动势E为一恒定值;图丙中E前>E后;图丁中图象斜率
先减后增,即回路中感应电动势先减后增,故只有B选项正确.
5.A
【解析】
ab杆中的电流
,可知,I∝v,故A正确.磁场作用于ab杆的安培力
,可知F安∝v,故B错误.由于杆匀速运动,拉力与安培力大小相等,则外力F=F安.所以外力对ab杆做功的功率为
,则知P∝v2.根据功能关系可知,电阻R上产生的电热功率等于拉力的功率,所以电阻R上产生的电热功率也与速率的平方成正比,故CD错误.故选A
点睛:
本题关键要熟练掌握感应电动势公式、欧姆定律、安培力公式,并正确理解功能关系,即克服安培力做功等于转化的电能.
6.C
【详解】
当线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流时,线圈平面每经过中性面一次,感应电流与感应电动势方向均改变一次,转动一周,感应电流方向改变两次,故C正确,ABD错误.
7.C
【详解】
交流电是指电流的大小和方向均随时间做周期性变化的电流;由图可知,符合条件的只有C;故选C.
8.AD
【解析】
试题分析:
时刻感应电动势为零,磁通量最大.位于中性面位置,A正确;
时刻感应电动势最大,磁通量变化率最大,磁通量最小,线圈平面与中性面垂直.B错误;
时刻感应电动势为零,磁通量变化率为零,线圈通过中性面,C错误;
时刻线圈中感应电动势最大,磁通量变化率最大.故D正确.
故选AD
考点:
正弦式电流的图象和三角函数表达式.
点评:
矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生正弦交变电流.磁通量为零,感应电动势最大;磁通量最大时,感应电动势为零,线圈恰好通过中性面.经过中性一次,电流方向改变一次.根据法拉第定律,感应电动势与磁通量变化率成正比.
9.ABD
【分析】
由图读出电流的最大值和周期,求出角速度,写出交流电流即时值表达式.频率与周期互为倒数.求出该交流电流的有效值,再求解电阻消耗的电功率.交流电流表测量电流的有效值.
【详解】
电流表显示的是有效值,故I=
A=10A,故A正确;由图象知周期为0.01s,频率为周期的倒数故f=1/T=100Hz,故B正确;电阻消耗的功率P=I2R=(10)2×10=1000W,故C错误;角速度ω=2πf=200π=628,所以瞬时值表达式i=10
sin628t A,故D正确;
10.BD
【解析】
试题分析:
由图可知:
a表是电压表,b表是电流表,A错误B正确;而甲互感器原副线圈匝数比为
,乙互感器原副线圈匝数比为
,由电压表的示数为220V,得原线圈的电压为22000V,由电流表的示数为10A,原线圈的电流为100A.所以电线输送功率是
,C错误D正确.
故选:
BD.
考点:
变压器的构造和原理;
点评:
理想变压器是理想化模型,一是不计线圈内阻;二是没有出现漏磁现象.同时变压比与匝数成正比,变流比与匝数成反比.
11.不变不变减少减少减少
【解析】
输出电压是由输入电压和匝数比决定的,由于输入电压和匝数比不变,根据
,所以变压器的输出电压也不变,所以V1、V2的示数都不变,当变阻器的滑动头P向上移动时,滑动变阻器的电阻增大,所以负线圈的电流减小,根据
可知原线圈的电流也要减小,副线圈消耗的功率变小,则输入功率等于输出功率也减小.
【点睛】和闭合电路中的动态分析类似,,总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况,再确定其他的电路的变化的情况,即先部分后整体再部分的方法.
12.0
【详解】
由于直导线ab匀速运动,则ab切割磁场产生的电流时恒定的,线圈产生的磁通量也是恒定的,所以不会引起副线圈的磁通量的变化,所以副线圈不会有感应电流产生,即安培表A2的读数为0。
【点睛】
变压器是根据磁通量的变化来工作的,当原线圈的磁通量恒定时,副线圈是没有感应电流的。
13.1W;5.7V
【解析】
试题分析:
螺线管中产生的感应电动势
,
根据闭合电路欧姆定律,电路中的电流大小
,
电阻R2上消耗的电功率大小P=I2R2=1W,
a、b两点间的电势差U=I(R1+R2)=5.7V.
考点:
法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律与电流关系式.
14.
【解析】
感应电动势为
,由闭合电路欧姆定律
.
R两端的电压为:
,所以得
.
15.
(1)副线圈3的匝数n3为275匝
(2)原线圈1的匝数n1为550匝,电流I1为0.25A.
【解析】
【详解】
(1)根据变压器的互感原理,电压比等于匝数比:
,
解得
匝;
(2)根据变压器的互感原理,电压比等于匝数比:
,
解得原线圈匝数为
匝;
根据能量守恒定律,输入功率等于输出功率,有:
得220I1=12+110×0.4
求得I1=0.25A
16.
(1)
(2)
与转动快慢无关(3)不能正常发光,
【解析】试题分析:
(1)由交流电的最大值表达式求解最大值,再由瞬时值的表达式得出即可;
(2)由法拉第电磁感应定律求解平均电动势;通过表达式分析是否由转动快慢有关;(3)根据有效值和最大值的关系明确有效值,再分析灯泡能否正常发光;并由功率公式求解实际功率.
(1)线圈转动时产生感应电动势的最大值
因线圈转动从平行于磁感线位置开始计时,则感应电动势的瞬时值表达式
.
(2)线圈转过90°过程中,产生的平均电动势
流过的电荷量
灯泡电阻
故
,与线框转动的快慢无关.
(3)线圈产生的电动势的有效值
灯泡两端电压
因U<6V,故灯泡不能正常发光,其实际功率
;
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- 学年 第二 学期 期中考试 物理试题 答案 解析
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