2015-2016学年甘肃省白银市会宁一中高二下学期期中物理试卷（理科）
一、选择题
1．（2015高二下·会宁期中）下面属于电磁感应现象的是（ ）
A．通电导体周围产生磁场
B．磁场对感应电流发生作用，阻碍导体运动
C．由于导体自身电流发生变化，而在导体中产生自感电动势
D．电荷在磁场中定向移动形成电流
【答案】C
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】解：A、电流能产生磁场，是电流的磁效应现象，不是电磁感应现象．故A错误．
B 感应电流在磁场中受到安培力作用，不是电磁感应现象．故B错误．
C、由于导体自身电流发生变化，而在导体中产生自感电动势是电磁感应现象．故C正确．
D 电荷在磁场中定向移动形成电流，不是电磁感应产生的电流不是电磁感应现象．故D错误．
故选：C
【分析】电磁感应现象的是指穿过电路的磁通量变化时，产生感应电动势或感应电流的现象．
2．（2015高二下·会宁期中）如图（甲）所示，水平面上的平行导轨MN、PQ上放着两根导体棒ab、cd，两棒间用绝缘丝线系住．开始匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示，图线与t轴的交点为t0．I和FT分别表示流过导体棒中的电流强度和丝线的拉力（不计电流间的相互作用）．则在t0时刻（ ）
A．I=0，FT=0 B．I=0，FT≠0 C．I≠0，FT=0 D．I≠0，FT≠0
【答案】C
【知识点】安培力
【解析】【解答】解：由图看出，磁感应强度B随时间t作均匀变化，则穿过回路的磁通量随时间也作均匀变化，根据法拉第电磁感应定律可知回路中将产生恒定的感应电流，所以I≠0．但t时刻B=0，两棒都不受安培力，故丝线中拉力FT=0．所以C正确．
故选C
【分析】由B﹣t图象看出，磁感应强度B随时间t均匀变化，由法拉第电磁感应定律知，回路中产生恒定的电流，根据在t0时刻的B，分析两棒所受的安培力，再确定丝线的拉力FT．
3．（2015高二下·会宁期中）如图所示，在一均匀磁场中有一U形导线框abcd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，R为一电阻，ef为垂直于ab的一根导体杆，它可在ab、cd上无摩擦地滑动．杆ef及线框中导线的电阻都可不计．开始时，给ef一个向右的初速度，则（ ）
A．ef将减速向右运动，但不是匀减速，最后停止
B．ef将匀减速向右运动，最后停止
C．ef将匀速向右运动
D．ef将往返运动
【答案】A
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】解：金属棒向右运动时会切割磁感线产生电动势和感应电流，根据右手定则判断可知，ef中感应电流方向从f到e．根据左手定则判断可知，ef所受的安培力向左，则ef将减速向右运动．
感应电流表达式 I= =
金属棒所受的安培力大小表达式为：F=BIL= ，随着速度的减小，安培力减小．所以ef做加速度减小的变减速运动，最终停止运动，故A正确，BCD错误．
故选：A
【分析】金属棒向右运动时会切割磁感线产生电动势和感应电流，金属杆ef受到向左的安培力做减速运动，速度减小会造成电动势、电流减小，安培力也随之减小，所以物体做减速运动的加速度会减小，直到速度为零时金属杆静止．
4．（2015高二下·会宁期中）某交变电流的图象如图2所示，则该交变电流的有效值为（ ）
A．2 A B．4A C．3.5 A D．6A
【答案】A
【知识点】交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】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：
=I2R 3t
解得：I= A，A正确，BCD错误；
故选：A．
【分析】根据有效值的定义求解．取一个周期时间，将交流与直流分别通过相同的电阻，若产生的热量相同，直流的电流值，即为此交流的有效值．
5．（2015高二下·会宁期中）如图中两个电路是研究自感现象的电路，对实验结果的描述正确的是（ ）
①接通开关时，灯P2立即就亮，P1稍晚一会儿亮；
②接通开关时，灯P1立即就亮，P2稍晚一会儿亮；
③断开开关时，灯P1立即熄灭，P2稍晚一会儿熄灭；
④断开开关时，灯P2立即熄灭，P1稍晚一会儿熄灭．
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
【答案】A
【知识点】自感与互感
【解析】【解答】解：左图中，接通开关时，由于线圈阻碍电流的增加，故P1稍晚一会儿亮；断开开关时，虽然线圈中产生自感电动势，但由于没有闭合回路，灯P1立即熄灭；
右图中，线圈和灯泡并联，接通开关时，由于线圈阻碍电流的增加，故灯泡可以立即就亮，但电流稳定后，灯泡会被短路而熄灭；断开开关时，线圈中产生自感电动势，通过灯泡构成闭合回路放电，故P2稍晚一会儿熄灭；
故①③正确，②④错误；
故选：A．
【分析】线圈中电流发生变化时，会产生自感电动势，阻碍电流的变化，起到延迟电流变化的作用，遵循“增反减同”的规律．
6．（2015高二下·会宁期中）如图所示，一理想变压器接在电压为U的交流电源上，原线圈接入电路的匝数可以通过调节滑动触头P来改变．副线圈连接了交流电流表、定值电阻R0和可变电阻R，则（ ）
A．保持P的位置不动，将R的阻值增大，电流表的读数变小
B．保持P的位置不动，将R的阻值增大，R0的电功率变大
C．保持R的阻值不变，将P向上滑动，电流表的读数变大
D．保持R的阻值不变，将P向上滑动，R0的电功率变大
【答案】A
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】解：A、保持P的位置不动，原副线圈电压不变，将R的阻值增大，电流表读数变小，A正确；
B、P位置不动，副线圈电压不变，将R的阻值增大，副线圈电流减小，故R0的电功率减小，B错误；
C、将P向上滑动，匝数比增大，副线圈的电压减小，保持R的阻值不变，电流表的读数变小，C错误；
D、将P向上滑动，匝数比增大，副线圈的电压减小，保持R的阻值不变，电流表的读数变小，R0的电功率变小，D错误．
故选：A．
【分析】当保持R不变，则由原线圈电压匝数变化，导致副线圈的电压变化，从而根据闭合电路欧姆定律即可求解；当保持P位置不变时，则由电阻变化来确定电流的如何变化，从而得出电表如何，再由变压器的变压比与变流比关系来判定结果．
7．（2015高二下·会宁期中）如图甲为一理想自耦变压器，输入端接交流稳压电源，其电压随时间变化关系如图乙所示．已知n1、n2的比值为2：1，负载电阻R的阻值为5Ω，下面正确的说法有（ ）
A．负载电阻R消耗的电功率约为48W
B．通过负载电阻R的电流的有效值为22A
C．通过负载电阻R的电流的频率为100Hz
D．通过负载电阻R的电流的频率为25Hz
【答案】B
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】解：A、由乙图得到理想变压器的输出电压的最大值为Um=311V，故有效值为：U1= =220V；
已知n1、n2的比值为2：1，
根据理想变压器的变压比得副线圈电压U2=110V，
所以通过负载电阻消耗的电功率为 ，故A错误；
B、通过负载电阻R的电流的有效值为I2= =22A，故B正确；
CD、由乙图得周期T=0.02s，所以通过负载电阻R的电流的频率为f= =50Hz，故CD错误；
故选：B．
【分析】先根据乙图得到变压器的输出电压的最大值和周期，求解出有效值；再根据理想变压器的变压比公式求解输入电压；理想变压器的输入功率和输出功率相等．
8．（2015高二下·会宁期中）等腰三角形内有垂直于纸面向外的匀强磁场，它的底边在x轴上且长为2L，高为L，t=0时刻，边长为L的正方形导线框从图示位置沿x轴匀速穿过磁场，取顺时针方向为电流的正方向，则能够正确表示导线框中电流﹣位移（i﹣x）关系的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】楞次定律
【解析】【解答】解：位移在0∽L过程：磁通量增大，由楞次定律判断感应电流方向为顺时针方向，为正值．I= ，L=x则 ，
位移在L∽2L过程：磁通量先增大后减小，由楞次定律判断感应电流方向先为顺时针方向，为正值，后为逆时针方向，为负值．
位移在2L∽3L过程：磁通量减小，由楞次定律判断感应电流方向为逆时针方向，为负值．I=
故选A．
【分析】将整个过程分成三个位移都是L的三段，根据楞次定律判断感应电流方向．由感应电动势公式E=Blv，l是有效切割长度，分析l的变化情况，确定电流大小的变化情况．
9．（2015高二下·会宁期中）如图所示，水平放置的两根金属导轨位于方向垂直于导轨平面并指向纸里的匀强磁场中．导轨上有两根小金属导体杆ab和cd，其质量均为m，能沿导轨无摩擦地滑动．金属杆ab和cd与导轨及它们间的接触等所有电阻可忽略不计．开始时ab和cd都是静止的，现突然让cd杆以初速度v向右开始运动，如果两根导轨足够长，则（ ）
A．cd始终做减速运动，ab始终做加速运动，并将追上cd
B．cd始终做减速运动，ab始终做加速运动，但追不上cd
C．开始时cd做减速运动，ab做加速运动，最终两杆以相同速度做匀速运动
D．磁场力对两金属杆做功的大小相等
【答案】C
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势
【解析】【解答】解：ABC、让cd杆以初速度v向右开始运动，cd杆切割磁感线，产生感应电流，两杆受安培力作用，安培力对cd向左，对ab向右，所以ab从零开始加速，cd从v0开始减速．那么整个电路的感应电动势减小，所以cd杆将做加速度减小的减速运动，ab杆做加速度减小的加速运动，当两杆速度相等时，回路磁通量不再变化，回路中电流为零，两杆不再受安培力作用，将以相同的速度向右匀速运动．故C正确，A、B错误．
D、两导线中的电流始终相等，但由于通过的距离不相等，故磁场对两金属杆做功大小不相等；故D错误；
故选：C．
【分析】突然让cd杆以初速度v向右开始运动，cd杆切割磁感线，产生感应电流，两杆受安培力作用，根据牛顿第二定律判断两杆的运动情况．
10．（2015高二下·会宁期中）如图所示，在水平面上有一固定的U形金属框架，框架上置一金属杆ab．在垂直纸面方向有一匀强磁场，下面情况可能的是（ ）
A．若磁场方向垂直纸面向外，并且磁感应强度增大时，杆ab将向右移动
B．若磁场方向垂直纸面向外，并且磁感应强度减小时，杆ab将向右移动
C．若磁场方向垂直纸面向里，并且磁感应强度增大时，杆ab将向右移动
D．若磁场方向垂直纸面向里，并且磁感应强度减小时，杆ab将向右移动
【答案】B,D
【知识点】安培力
【解析】【解答】解：A、若磁场方向垂直纸面向外，并且磁感应强度增大时，根据楞次定律，ab中感应电流方向a→b，由左手定则，ab受到的安培力向左，故杆ab将向左移动．故A错误．
B、若磁场方向垂直纸面向外，并且磁感应强度减小时，根据楞次定律，ab中感应电流方向b→a，由左手定则，ab受到的安培力向右，杆ab将向右移动．故B正确．
C、若磁场方向垂直纸面向里，并且磁感应强度增大时，根据楞次定律，ab中感应电流方向b→a，由左手定则，ab受到的安培力向左，杆ab将向左移动．故C错误．
D、若磁场方向垂直纸面向里，并且磁感应强度减小时，根据楞次定律，ab中感应电流方向a→b，左手定则，ab受到的安培力向右，杆ab将向右移动．故D正确．
故选BD
【分析】根据磁感应强度的方向和强度的变化，利用楞次定律判断感应方向，再用左手定则判断安培力来导体的运动方向．
11．（2015高二下·会宁期中）在平行于水平地面的有界匀强磁场上方有三个单匝线圈A、B、C，从静止开始同时释放，磁感线始终与线圈平面垂直，三个线圈都是由相同的金属材料制成的正方形，A线圈有一个小缺口，B和C都闭合，但B的横截面积比C的大，如图所示，下列关于它们落地时间的判断，正确的是（ ）
A．A，B，C同时落地 B．A最早落地
C．B在C之后落地 D．B和C在A之后同时落地
【答案】B,D
【知识点】自由落体运动；导体切割磁感线时的感应电动势
【解析】【解答】解：AB、A线圈由于有一个缺口，进入磁场后，不会产生感应电流，线圈不受安培力作用，只受重力，加速度等于g．
而B、C线圈是闭合的，进入磁场后，会产生感应电流，线圈受到竖直向上的安培力作用，加速度小于g，则A线圈最早落地．
CD、设B、C线圈的边长为L，横截面积为S，电阻率为ρ电，密度为ρ密，质量为m，进入磁场后速度为v时加速度为a，则根据牛顿第二定律得：mg﹣ =ma，
a=g﹣ =g﹣ =g﹣ ，可知a与横截面积S无关，所以B、C线圈同时落地．
故选：BD
【分析】A线圈有一个缺口，进入磁场后，不产生感应电流，不受安培力作用，只受重力，加速度等于g．而B、C线圈是闭合的，进入磁场后，产生感应电流，线圈受到竖直向上的安培力作用，根据牛顿第二定律研究B、C加速度的关系，再分析下落时间的关系．
12．（2017高二下·淮北期中）如图，导体AB在做切割磁感线运动时，将产生一个电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法中正确的是（ ）
A．因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势
B．动生电动势的产生与洛仑兹力有关
C．动生电动势的产生与电场力有关
D．动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的
【答案】A,B
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势
【解析】【解答】解：A、因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势，故A正确；
B、C、D、动生电动势的产生与洛仑兹力有关，感生电动势与电场力做功有关，故B正确，C错误，D错误；
故选：AB．
【分析】导线切割磁感应线时产生的电动势叫动生电动势；磁场变化所产生的电动势叫感生电动势；动生电动势和感生电动势都叫感应电动势．
13．（2015高二下·会宁期中）如图所示，甲图中的线圈为50匝，它的两个端点a、b与内阻很大的伏特表相连．穿过该线圈的磁通量随时间变化的规律如乙图所示，则伏特计的示数为 V．
【答案】12.5
【知识点】电磁感应中的磁变类问题
【解析】【解答】解：由图可知，线圈中的感应电动势为： = =12.5V，由于伏特表内阻很大，故可认为是断路，其两端电压就等于电动势，故伏特表示数为12.5V
故答案为：12.5．
【分析】由图读出磁感应强度的变化率，由法拉第电磁感应定律求出线圈中产生的感应电动势，
14．（2015高二下·会宁期中）如图甲所示电路，电阻R的阻值为50Ω，在ab间加上图乙所示的正弦交流电，则交流电压的瞬时表达式 ，最大值为 V，交流电压的有效值为 V，电流表示数为 A，周期为 ，频率为 ．
【答案】u= V；100 ；100；2；0.02S；50Hz
【知识点】交变电流的图像与函数表达式
【解析】【解答】解：由图知： V，周期为0.02S
则瞬时表达式：u=Umsinωt= V，电压的有效值：U= =100V
电流表的示数为：I= = =2A，f= =50Hz
故答案为：u= V、100 、100、2、0.02S、50Hz．
【分析】由图可知最大值，周期，可得到其瞬时值的表达式，交流电表的示数为有效值．
15．（2015高二下·会宁期中）在线圈平面 于磁感线时，线圈中没有电流，这样的位置叫 ．线圈平面每经过这个面一次，感应电流的方向就要改变 次．线圈转动一周，感应电流的方向改变 次．
【答案】垂直；中性面；1；2
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】解：在线圈平面垂直于磁感线时，线圈中没有电流，这样的位置叫中性面．
线圈平面每经过这个面一次，感应电流的方向就要改变1次．
线圈转动一周，感应电流的方向改变2次．
故答案为：垂直；中性面；1；2．
【分析】线圈与磁场垂直的位置是中性面，根据交变电流的产生过程分析答题．
16．（2015高二下·会宁期中）如图，理想变压器有两个副线圈，匝数分别为n1和n2，所 接负载4R1=R2．当只闭合S1时，电流表示数为1A，当S1和S2都闭合时，电流表示数为2A，则n1：n2为 ．
【答案】1：2
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】解：设原线圈的电压为U，当只闭合S1时，根据电流表示数为1A，则变压器的输入功率为U×1A；则副线圈的功率为U×1A；
当S1和S2都闭合时，电流表示数为2A，则变压器的输入功率为U×2A；则副线圈的功率为U×2A；因此两副线圈的功率之比为1：1；
根据P= ，结合负载4R1=R2的阻值关系，则有： ，解得：U1：U2=1：2；
由变压器的电压与匝数成正比，则有：n1：n2=1：2；
故答案为：1：2．
【分析】设原线圈的电压为U，当只闭合S1时，根据电流表示数为1A，可知变压器的输入功率，从而可知输出功率；
当S1和S2都闭合时，电流表示数为2A，可知变压器的输入功率，从而可知输出功率；进而得到两副线圈的功率之比，
根据P= ，结合负载4R1=R2的阻值关系，与变压器的电压与匝数成正比，即可求解．
二、计算题
17．（2017高二上·中卫期末）如图所示，一U形金属框的可动边AC长0.1m，匀强磁场的磁感强度为0.5T，AC以8m/s的速度水平向右移动，电阻R为5Ω，（其它电阻均不计）．
（1）计算感应电动势的大小；
（2）求出电阻R中的电流有多大？
【答案】（1）解：感应电动势：
E=BLv=0.5×0.1×8=0.4V；
答：感应电动势的大小为0.4V；
（2）解：通过R的电流：
I= = =0.08A；
答：电阻R中的电流为0.08A．
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的电路类问题
【解析】【分析】（1）由E=BLv求出感应电动势；（2）由欧姆定律可以求出电流大小．
18．（2015高二下·会宁期中）如图所示，为交流发电机示意图，匝数为n=100匝矩形线圈，边长分别10cm和20cm，内电阻r=5Ω，在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕OO′以轴ω= rad/s角速度匀速转动，线圈和外电阻为R=20Ω相连接，求：
（1）S断开时，电压表示数；
（2）开关S合上时，电压表和电流表示数．
【答案】（1）解：感应电动势最大值Em=nBSω=100×0.5×0.1×0.2×50 V=50 V
感应电动势有效值E= =50V．
故电压表的数值为50V
（2）解：电键S合上后，由闭合电路欧姆定律
I= A= =2.0 A，
U=IR=2×20 V=40 V
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势
【解析】【分析】（1）线圈中产生的感应电动势的最大值表达式为Em=NBSω，开关S断开时，电压表测量电源的电动势的有效值；（2）开关闭合时，电流表测量电流的有效值．根据有效值与最大值的关系求出电动势的有效值，根据闭合电路欧姆定律求出电流和路端电压；
19．（2015高二下·会宁期中）某发电站的输出功率为104kW，输出电压为4kV，通过理想变压器升压后向80km远处供电．已知输电导线的电阻率为ρ=2.4×10﹣8Ω m，导线横截面积为1.5×10﹣4m2，输电线路损失的功率为输出功率的4%，求：
（1）升压变压器的输出电压；
（2）输电线路上的电压损失．
【答案】（1）解；输电线路的电阻为R=ρ =2.4×10﹣8Ω m× =25.6Ω
输电线上损失的功率为△P=4%P=4%×104KW=400KW
由△P=I2R得
I= = =125A
有P=UI得
U= = =8×104V
（2）解；输电线路上电压损失为△U=IR=125A×25.6Ω=3200V
【知识点】电阻定律
【解析】【分析】（1）由电阻公式R=ρ 可求得输电线的电阻，由△P=4%P可求出损失的功率，由△P=I2R可求出电流，最后由P=UI求出电压（2）由公式△U=IR可求出损失电压
20．（2015高二下·会宁期中）如图所示，匝数N=100匝、截面积S=0.2m2、电阻r=0.5Ω的圆形线圈MN处于垂直纸面向里的匀强磁场内，磁感应强度随时间按B=0.6+0.02t（T）的规律变化，处于磁场外的电阻R1=3.5Ω，R2=6Ω，电容C=30μF，开关S开始时未闭合，求：
（1）闭合S后，线圈两端M、N两点间的电压UMN和电阻R2消耗的电功率；
（2）闭合S一段时间后又打开S，则S断开后通过R2的电荷量为多少？
【答案】（1）解：由题给条件可知磁感应强度的变化率为： T/s
故回路产生的电动势为：
感应电流： A
由闭合电路欧姆定律有：UMN=E﹣Ir=0.38V
故R2消耗的电功率： =9.6×10﹣3W
（2）解：S合时：UC=IR2=0.24V
充电电量：Q=CUC=7.2×10﹣6C
S开时：R2放电，放电的电量：Q=7.2×10﹣6C，即为S断开后通过R2的电荷量
【知识点】电磁感应中的磁变类问题
【解析】【分析】（1）据题，磁感应强度随时间按B=0.6+0.02t（T）的规律变化，线圈中产生感应电动势，由此式得到磁感应强度的变化率为 T/s，由法拉第电磁感应定律求出感应电动势，由欧姆定律求出感应电流的大小．M、N两点间的电压UMN是外电压，由闭合电路欧姆定律求出，R2消耗的电功率： ．（2）闭合S一段时间后电容器充电，电容器的电压为UC=IR2，电量Q=CUC，S断开后通过R2的电荷量等于电容器所带电荷量．
2015-2016学年甘肃省白银市会宁一中高二下学期期中物理试卷（理科）
一、选择题
1．（2015高二下·会宁期中）下面属于电磁感应现象的是（ ）
A．通电导体周围产生磁场
B．磁场对感应电流发生作用，阻碍导体运动
C．由于导体自身电流发生变化，而在导体中产生自感电动势
D．电荷在磁场中定向移动形成电流
2．（2015高二下·会宁期中）如图（甲）所示，水平面上的平行导轨MN、PQ上放着两根导体棒ab、cd，两棒间用绝缘丝线系住．开始匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示，图线与t轴的交点为t0．I和FT分别表示流过导体棒中的电流强度和丝线的拉力（不计电流间的相互作用）．则在t0时刻（ ）
A．I=0，FT=0 B．I=0，FT≠0 C．I≠0，FT=0 D．I≠0，FT≠0
3．（2015高二下·会宁期中）如图所示，在一均匀磁场中有一U形导线框abcd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，R为一电阻，ef为垂直于ab的一根导体杆，它可在ab、cd上无摩擦地滑动．杆ef及线框中导线的电阻都可不计．开始时，给ef一个向右的初速度，则（ ）
A．ef将减速向右运动，但不是匀减速，最后停止
B．ef将匀减速向右运动，最后停止
C．ef将匀速向右运动
D．ef将往返运动
4．（2015高二下·会宁期中）某交变电流的图象如图2所示，则该交变电流的有效值为（ ）
A．2 A B．4A C．3.5 A D．6A
5．（2015高二下·会宁期中）如图中两个电路是研究自感现象的电路，对实验结果的描述正确的是（ ）
①接通开关时，灯P2立即就亮，P1稍晚一会儿亮；
②接通开关时，灯P1立即就亮，P2稍晚一会儿亮；
③断开开关时，灯P1立即熄灭，P2稍晚一会儿熄灭；
④断开开关时，灯P2立即熄灭，P1稍晚一会儿熄灭．
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
6．（2015高二下·会宁期中）如图所示，一理想变压器接在电压为U的交流电源上，原线圈接入电路的匝数可以通过调节滑动触头P来改变．副线圈连接了交流电流表、定值电阻R0和可变电阻R，则（ ）
A．保持P的位置不动，将R的阻值增大，电流表的读数变小
B．保持P的位置不动，将R的阻值增大，R0的电功率变大
C．保持R的阻值不变，将P向上滑动，电流表的读数变大
D．保持R的阻值不变，将P向上滑动，R0的电功率变大
7．（2015高二下·会宁期中）如图甲为一理想自耦变压器，输入端接交流稳压电源，其电压随时间变化关系如图乙所示．已知n1、n2的比值为2：1，负载电阻R的阻值为5Ω，下面正确的说法有（ ）
A．负载电阻R消耗的电功率约为48W
B．通过负载电阻R的电流的有效值为22A
C．通过负载电阻R的电流的频率为100Hz
D．通过负载电阻R的电流的频率为25Hz
8．（2015高二下·会宁期中）等腰三角形内有垂直于纸面向外的匀强磁场，它的底边在x轴上且长为2L，高为L，t=0时刻，边长为L的正方形导线框从图示位置沿x轴匀速穿过磁场，取顺时针方向为电流的正方向，则能够正确表示导线框中电流﹣位移（i﹣x）关系的是（ ）
A． B．
C． D．
9．（2015高二下·会宁期中）如图所示，水平放置的两根金属导轨位于方向垂直于导轨平面并指向纸里的匀强磁场中．导轨上有两根小金属导体杆ab和cd，其质量均为m，能沿导轨无摩擦地滑动．金属杆ab和cd与导轨及它们间的接触等所有电阻可忽略不计．开始时ab和cd都是静止的，现突然让cd杆以初速度v向右开始运动，如果两根导轨足够长，则（ ）
A．cd始终做减速运动，ab始终做加速运动，并将追上cd
B．cd始终做减速运动，ab始终做加速运动，但追不上cd
C．开始时cd做减速运动，ab做加速运动，最终两杆以相同速度做匀速运动
D．磁场力对两金属杆做功的大小相等
10．（2015高二下·会宁期中）如图所示，在水平面上有一固定的U形金属框架，框架上置一金属杆ab．在垂直纸面方向有一匀强磁场，下面情况可能的是（ ）
A．若磁场方向垂直纸面向外，并且磁感应强度增大时，杆ab将向右移动
B．若磁场方向垂直纸面向外，并且磁感应强度减小时，杆ab将向右移动
C．若磁场方向垂直纸面向里，并且磁感应强度增大时，杆ab将向右移动
D．若磁场方向垂直纸面向里，并且磁感应强度减小时，杆ab将向右移动
11．（2015高二下·会宁期中）在平行于水平地面的有界匀强磁场上方有三个单匝线圈A、B、C，从静止开始同时释放，磁感线始终与线圈平面垂直，三个线圈都是由相同的金属材料制成的正方形，A线圈有一个小缺口，B和C都闭合，但B的横截面积比C的大，如图所示，下列关于它们落地时间的判断，正确的是（ ）
A．A，B，C同时落地 B．A最早落地
C．B在C之后落地 D．B和C在A之后同时落地
12．（2017高二下·淮北期中）如图，导体AB在做切割磁感线运动时，将产生一个电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法中正确的是（ ）
A．因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势
B．动生电动势的产生与洛仑兹力有关
C．动生电动势的产生与电场力有关
D．动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的
13．（2015高二下·会宁期中）如图所示，甲图中的线圈为50匝，它的两个端点a、b与内阻很大的伏特表相连．穿过该线圈的磁通量随时间变化的规律如乙图所示，则伏特计的示数为 V．
14．（2015高二下·会宁期中）如图甲所示电路，电阻R的阻值为50Ω，在ab间加上图乙所示的正弦交流电，则交流电压的瞬时表达式 ，最大值为 V，交流电压的有效值为 V，电流表示数为 A，周期为 ，频率为 ．
15．（2015高二下·会宁期中）在线圈平面 于磁感线时，线圈中没有电流，这样的位置叫 ．线圈平面每经过这个面一次，感应电流的方向就要改变 次．线圈转动一周，感应电流的方向改变 次．
16．（2015高二下·会宁期中）如图，理想变压器有两个副线圈，匝数分别为n1和n2，所 接负载4R1=R2．当只闭合S1时，电流表示数为1A，当S1和S2都闭合时，电流表示数为2A，则n1：n2为 ．
二、计算题
17．（2017高二上·中卫期末）如图所示，一U形金属框的可动边AC长0.1m，匀强磁场的磁感强度为0.5T，AC以8m/s的速度水平向右移动，电阻R为5Ω，（其它电阻均不计）．
（1）计算感应电动势的大小；
（2）求出电阻R中的电流有多大？
18．（2015高二下·会宁期中）如图所示，为交流发电机示意图，匝数为n=100匝矩形线圈，边长分别10cm和20cm，内电阻r=5Ω，在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕OO′以轴ω= rad/s角速度匀速转动，线圈和外电阻为R=20Ω相连接，求：
（1）S断开时，电压表示数；
（2）开关S合上时，电压表和电流表示数．
19．（2015高二下·会宁期中）某发电站的输出功率为104kW，输出电压为4kV，通过理想变压器升压后向80km远处供电．已知输电导线的电阻率为ρ=2.4×10﹣8Ω m，导线横截面积为1.5×10﹣4m2，输电线路损失的功率为输出功率的4%，求：
（1）升压变压器的输出电压；
（2）输电线路上的电压损失．
20．（2015高二下·会宁期中）如图所示，匝数N=100匝、截面积S=0.2m2、电阻r=0.5Ω的圆形线圈MN处于垂直纸面向里的匀强磁场内，磁感应强度随时间按B=0.6+0.02t（T）的规律变化，处于磁场外的电阻R1=3.5Ω，R2=6Ω，电容C=30μF，开关S开始时未闭合，求：
（1）闭合S后，线圈两端M、N两点间的电压UMN和电阻R2消耗的电功率；
（2）闭合S一段时间后又打开S，则S断开后通过R2的电荷量为多少？
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】解：A、电流能产生磁场，是电流的磁效应现象，不是电磁感应现象．故A错误．
B 感应电流在磁场中受到安培力作用，不是电磁感应现象．故B错误．
C、由于导体自身电流发生变化，而在导体中产生自感电动势是电磁感应现象．故C正确．
D 电荷在磁场中定向移动形成电流，不是电磁感应产生的电流不是电磁感应现象．故D错误．
故选：C
【分析】电磁感应现象的是指穿过电路的磁通量变化时，产生感应电动势或感应电流的现象．
2．【答案】C
【知识点】安培力
【解析】【解答】解：由图看出，磁感应强度B随时间t作均匀变化，则穿过回路的磁通量随时间也作均匀变化，根据法拉第电磁感应定律可知回路中将产生恒定的感应电流，所以I≠0．但t时刻B=0，两棒都不受安培力，故丝线中拉力FT=0．所以C正确．
故选C
【分析】由B﹣t图象看出，磁感应强度B随时间t均匀变化，由法拉第电磁感应定律知，回路中产生恒定的电流，根据在t0时刻的B，分析两棒所受的安培力，再确定丝线的拉力FT．
3．【答案】A
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】解：金属棒向右运动时会切割磁感线产生电动势和感应电流，根据右手定则判断可知，ef中感应电流方向从f到e．根据左手定则判断可知，ef所受的安培力向左，则ef将减速向右运动．
感应电流表达式 I= =
金属棒所受的安培力大小表达式为：F=BIL= ，随着速度的减小，安培力减小．所以ef做加速度减小的变减速运动，最终停止运动，故A正确，BCD错误．
故选：A
【分析】金属棒向右运动时会切割磁感线产生电动势和感应电流，金属杆ef受到向左的安培力做减速运动，速度减小会造成电动势、电流减小，安培力也随之减小，所以物体做减速运动的加速度会减小，直到速度为零时金属杆静止．
4．【答案】A
【知识点】交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】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：
=I2R 3t
解得：I= A，A正确，BCD错误；
故选：A．
【分析】根据有效值的定义求解．取一个周期时间，将交流与直流分别通过相同的电阻，若产生的热量相同，直流的电流值，即为此交流的有效值．
5．【答案】A
【知识点】自感与互感
【解析】【解答】解：左图中，接通开关时，由于线圈阻碍电流的增加，故P1稍晚一会儿亮；断开开关时，虽然线圈中产生自感电动势，但由于没有闭合回路，灯P1立即熄灭；
右图中，线圈和灯泡并联，接通开关时，由于线圈阻碍电流的增加，故灯泡可以立即就亮，但电流稳定后，灯泡会被短路而熄灭；断开开关时，线圈中产生自感电动势，通过灯泡构成闭合回路放电，故P2稍晚一会儿熄灭；
故①③正确，②④错误；
故选：A．
【分析】线圈中电流发生变化时，会产生自感电动势，阻碍电流的变化，起到延迟电流变化的作用，遵循“增反减同”的规律．
6．【答案】A
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】解：A、保持P的位置不动，原副线圈电压不变，将R的阻值增大，电流表读数变小，A正确；
B、P位置不动，副线圈电压不变，将R的阻值增大，副线圈电流减小，故R0的电功率减小，B错误；
C、将P向上滑动，匝数比增大，副线圈的电压减小，保持R的阻值不变，电流表的读数变小，C错误；
D、将P向上滑动，匝数比增大，副线圈的电压减小，保持R的阻值不变，电流表的读数变小，R0的电功率变小，D错误．
故选：A．
【分析】当保持R不变，则由原线圈电压匝数变化，导致副线圈的电压变化，从而根据闭合电路欧姆定律即可求解；当保持P位置不变时，则由电阻变化来确定电流的如何变化，从而得出电表如何，再由变压器的变压比与变流比关系来判定结果．
7．【答案】B
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】解：A、由乙图得到理想变压器的输出电压的最大值为Um=311V，故有效值为：U1= =220V；
已知n1、n2的比值为2：1，
根据理想变压器的变压比得副线圈电压U2=110V，
所以通过负载电阻消耗的电功率为 ，故A错误；
B、通过负载电阻R的电流的有效值为I2= =22A，故B正确；
CD、由乙图得周期T=0.02s，所以通过负载电阻R的电流的频率为f= =50Hz，故CD错误；
故选：B．
【分析】先根据乙图得到变压器的输出电压的最大值和周期，求解出有效值；再根据理想变压器的变压比公式求解输入电压；理想变压器的输入功率和输出功率相等．
8．【答案】A
【知识点】楞次定律
【解析】【解答】解：位移在0∽L过程：磁通量增大，由楞次定律判断感应电流方向为顺时针方向，为正值．I= ，L=x则 ，
位移在L∽2L过程：磁通量先增大后减小，由楞次定律判断感应电流方向先为顺时针方向，为正值，后为逆时针方向，为负值．
位移在2L∽3L过程：磁通量减小，由楞次定律判断感应电流方向为逆时针方向，为负值．I=
故选A．
【分析】将整个过程分成三个位移都是L的三段，根据楞次定律判断感应电流方向．由感应电动势公式E=Blv，l是有效切割长度，分析l的变化情况，确定电流大小的变化情况．
9．【答案】C
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势
【解析】【解答】解：ABC、让cd杆以初速度v向右开始运动，cd杆切割磁感线，产生感应电流，两杆受安培力作用，安培力对cd向左，对ab向右，所以ab从零开始加速，cd从v0开始减速．那么整个电路的感应电动势减小，所以cd杆将做加速度减小的减速运动，ab杆做加速度减小的加速运动，当两杆速度相等时，回路磁通量不再变化，回路中电流为零，两杆不再受安培力作用，将以相同的速度向右匀速运动．故C正确，A、B错误．
D、两导线中的电流始终相等，但由于通过的距离不相等，故磁场对两金属杆做功大小不相等；故D错误；
故选：C．
【分析】突然让cd杆以初速度v向右开始运动，cd杆切割磁感线，产生感应电流，两杆受安培力作用，根据牛顿第二定律判断两杆的运动情况．
10．【答案】B,D
【知识点】安培力
【解析】【解答】解：A、若磁场方向垂直纸面向外，并且磁感应强度增大时，根据楞次定律，ab中感应电流方向a→b，由左手定则，ab受到的安培力向左，故杆ab将向左移动．故A错误．
B、若磁场方向垂直纸面向外，并且磁感应强度减小时，根据楞次定律，ab中感应电流方向b→a，由左手定则，ab受到的安培力向右，杆ab将向右移动．故B正确．
C、若磁场方向垂直纸面向里，并且磁感应强度增大时，根据楞次定律，ab中感应电流方向b→a，由左手定则，ab受到的安培力向左，杆ab将向左移动．故C错误．
D、若磁场方向垂直纸面向里，并且磁感应强度减小时，根据楞次定律，ab中感应电流方向a→b，左手定则，ab受到的安培力向右，杆ab将向右移动．故D正确．
故选BD
【分析】根据磁感应强度的方向和强度的变化，利用楞次定律判断感应方向，再用左手定则判断安培力来导体的运动方向．
11．【答案】B,D
【知识点】自由落体运动；导体切割磁感线时的感应电动势
【解析】【解答】解：AB、A线圈由于有一个缺口，进入磁场后，不会产生感应电流，线圈不受安培力作用，只受重力，加速度等于g．
而B、C线圈是闭合的，进入磁场后，会产生感应电流，线圈受到竖直向上的安培力作用，加速度小于g，则A线圈最早落地．
CD、设B、C线圈的边长为L，横截面积为S，电阻率为ρ电，密度为ρ密，质量为m，进入磁场后速度为v时加速度为a，则根据牛顿第二定律得：mg﹣ =ma，
a=g﹣ =g﹣ =g﹣ ，可知a与横截面积S无关，所以B、C线圈同时落地．
故选：BD
【分析】A线圈有一个缺口，进入磁场后，不产生感应电流，不受安培力作用，只受重力，加速度等于g．而B、C线圈是闭合的，进入磁场后，产生感应电流，线圈受到竖直向上的安培力作用，根据牛顿第二定律研究B、C加速度的关系，再分析下落时间的关系．
12．【答案】A,B
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势
【解析】【解答】解：A、因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势，故A正确；
B、C、D、动生电动势的产生与洛仑兹力有关，感生电动势与电场力做功有关，故B正确，C错误，D错误；
故选：AB．
【分析】导线切割磁感应线时产生的电动势叫动生电动势；磁场变化所产生的电动势叫感生电动势；动生电动势和感生电动势都叫感应电动势．
13．【答案】12.5
【知识点】电磁感应中的磁变类问题
【解析】【解答】解：由图可知，线圈中的感应电动势为： = =12.5V，由于伏特表内阻很大，故可认为是断路，其两端电压就等于电动势，故伏特表示数为12.5V
故答案为：12.5．
【分析】由图读出磁感应强度的变化率，由法拉第电磁感应定律求出线圈中产生的感应电动势，
14．【答案】u= V；100 ；100；2；0.02S；50Hz
【知识点】交变电流的图像与函数表达式
【解析】【解答】解：由图知： V，周期为0.02S
则瞬时表达式：u=Umsinωt= V，电压的有效值：U= =100V
电流表的示数为：I= = =2A，f= =50Hz
故答案为：u= V、100 、100、2、0.02S、50Hz．
【分析】由图可知最大值，周期，可得到其瞬时值的表达式，交流电表的示数为有效值．
15．【答案】垂直；中性面；1；2
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】解：在线圈平面垂直于磁感线时，线圈中没有电流，这样的位置叫中性面．
线圈平面每经过这个面一次，感应电流的方向就要改变1次．
线圈转动一周，感应电流的方向改变2次．
故答案为：垂直；中性面；1；2．
【分析】线圈与磁场垂直的位置是中性面，根据交变电流的产生过程分析答题．
16．【答案】1：2
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】解：设原线圈的电压为U，当只闭合S1时，根据电流表示数为1A，则变压器的输入功率为U×1A；则副线圈的功率为U×1A；
当S1和S2都闭合时，电流表示数为2A，则变压器的输入功率为U×2A；则副线圈的功率为U×2A；因此两副线圈的功率之比为1：1；
根据P= ，结合负载4R1=R2的阻值关系，则有： ，解得：U1：U2=1：2；
由变压器的电压与匝数成正比，则有：n1：n2=1：2；
故答案为：1：2．
【分析】设原线圈的电压为U，当只闭合S1时，根据电流表示数为1A，可知变压器的输入功率，从而可知输出功率；
当S1和S2都闭合时，电流表示数为2A，可知变压器的输入功率，从而可知输出功率；进而得到两副线圈的功率之比，
根据P= ，结合负载4R1=R2的阻值关系，与变压器的电压与匝数成正比，即可求解．
17．【答案】（1）解：感应电动势：
E=BLv=0.5×0.1×8=0.4V；
答：感应电动势的大小为0.4V；
（2）解：通过R的电流：
I= = =0.08A；
答：电阻R中的电流为0.08A．
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的电路类问题
【解析】【分析】（1）由E=BLv求出感应电动势；（2）由欧姆定律可以求出电流大小．
18．【答案】（1）解：感应电动势最大值Em=nBSω=100×0.5×0.1×0.2×50 V=50 V
感应电动势有效值E= =50V．
故电压表的数值为50V
（2）解：电键S合上后，由闭合电路欧姆定律
I= A= =2.0 A，
U=IR=2×20 V=40 V
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势
【解析】【分析】（1）线圈中产生的感应电动势的最大值表达式为Em=NBSω，开关S断开时，电压表测量电源的电动势的有效值；（2）开关闭合时，电流表测量电流的有效值．根据有效值与最大值的关系求出电动势的有效值，根据闭合电路欧姆定律求出电流和路端电压；
19．【答案】（1）解；输电线路的电阻为R=ρ =2.4×10﹣8Ω m× =25.6Ω
输电线上损失的功率为△P=4%P=4%×104KW=400KW
由△P=I2R得
I= = =125A
有P=UI得
U= = =8×104V
（2）解；输电线路上电压损失为△U=IR=125A×25.6Ω=3200V
【知识点】电阻定律
【解析】【分析】（1）由电阻公式R=ρ 可求得输电线的电阻，由△P=4%P可求出损失的功率，由△P=I2R可求出电流，最后由P=UI求出电压（2）由公式△U=IR可求出损失电压
20．【答案】（1）解：由题给条件可知磁感应强度的变化率为： T/s
故回路产生的电动势为：
感应电流： A
由闭合电路欧姆定律有：UMN=E﹣Ir=0.38V
故R2消耗的电功率： =9.6×10﹣3W
（2）解：S合时：UC=IR2=0.24V
充电电量：Q=CUC=7.2×10﹣6C
S开时：R2放电，放电的电量：Q=7.2×10﹣6C，即为S断开后通过R2的电荷量
【知识点】电磁感应中的磁变类问题
【解析】【分析】（1）据题，磁感应强度随时间按B=0.6+0.02t（T）的规律变化，线圈中产生感应电动势，由此式得到磁感应强度的变化率为 T/s，由法拉第电磁感应定律求出感应电动势，由欧姆定律求出感应电流的大小．M、N两点间的电压UMN是外电压，由闭合电路欧姆定律求出，R2消耗的电功率： ．（2）闭合S一段时间后电容器充电，电容器的电压为UC=IR2，电量Q=CUC，S断开后通过R2的电荷量等于电容器所带电荷量．
