1、- 1 -河北省大名县一中 2018-2019学年高二物理上学期 18周周测试题一、单选题（19 为单项选择题，1014 为多项选择题，每题 5分，共 70分）1如图所示，一线圈在匀强磁场中匀速转动，经过图示位置时（ ）A 穿过线圈的磁通量最小，磁通量变化率最大B 穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率最大C 穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率最小D 穿过线圈的磁通量最小，磁通量变化率最小2如图所示,面积均为 的单巨线圈绕轴在磁感应强度为 的匀强磁场中以角速度 匀速转动,从图中所示位置开始计时,下图中能产生正弦交变电动势 的是（ ）A B C D 3一台发电机的结构示意图如图所示，其中 N、S 是
2、永久磁铁的两个磁极，它们的表面呈半圆柱面形状。 M是圆柱形铁芯，铁芯外套有一矩形线圈，线圈绕铁芯 M中心的固定转轴匀速转动。磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径的辐向磁场。若从图示位置开始计时电动势为正值，下列图象中能正确反映线圈中感应电动势 e随时间 t变化规律的是。A B - 2 -C D 4如图为理想变压器原线圈所接电源电压波形，原、副线圈匝数比为 n1 n2101，串联在原线圈电路中的电流表示数为 1 A，下列说法正确的是( )A 变压器输出端所接电压表的示数为 20 VB 变压器输出功率为 100 WC 变压器输出的交流电的频率为 100 HzD 若 n1100 匝，则副线圈处穿过每
3、匝线圈的磁通量变化率的最大值为 2 Wb/s5一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为 ；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为 该电阻上电压的峰值均为 ，周期均为 T，如图所示。则 ： 等于 A 1： B ：1 C 1：2 D 2：16某水电站，用总电阻为 5 的输电线给 940km外的用户送电，其输出电功率是3106kW。现用 500kV电压输电，则下列说法正确的是( )A 输电线上输送的电流大小为 1105AB 输电线上损失电压为 30kVC 该输电系统的输电效率为 95%D 若改用 10kV电压输电，则输电线上损失的功率为 4.5108kW- 3 -7某小型旋转
4、电枢式发电机所产生的交流电电动势为 110V、频率为 60Hz，要使它产生的电动势变为 220V、频率变为 50Hz，需要调整线圈的转速 n、匝数 N或磁感应强度的大小 下列调整合适的是 A 使 n变为原来的 倍， B变为原来的 2倍， N变为原来的 倍B 使 n变为原来的 ， B变为原来的 倍， N变为原来的 2倍C 使 n变为原来的 ， N变为原来的 2倍， B不变D 使 n变为原来的 ， N变为原来的 倍， B不变8一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示 已知发电机线圈内阻为 ，现外接一只电阻为 的灯泡，如图乙所示，则 A 电路中的电流方向每秒钟改变 50次B 电压
5、表 V的示数为 220 VC 灯泡实际消耗的功率为 440WD 发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为 20J9一正三角形导线框 ABC（高为 a）从图示位置沿 x轴正方向匀速穿过两匀强磁场区域。两磁场区域磁感应强度大小均为 B，磁场方向相反且均垂直于平面、宽度均为 a,则感应电流 I与线框移动距离 x的关系图线可能是（以逆时针方向为感应电流的正方向）- 4 -A B C D 10用一根横截面积为 S、电阻率为 的硬质导线做成一个半径为 r的圆环， ab为圆环的一条直径如图所示，在 ab的左侧存在一个匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图，磁感应强度大小随时间的变化率 k(k0)则( ) A 圆
6、环中产生逆时针方向的感应电流B 圆环具有扩张的趋势C 圆环中感应电流的大小为D 图中 a、 b两点间的电势差大小为 Uab11如图所示，两端与定值电阻相连的光滑平行金属导轨倾斜放置，其中 R1 R22 R，导轨电阻不计，导轨宽度为 L，匀强磁场垂直穿过导轨平面，磁感应强度为 B.导体棒 ab的电阻为 R，垂直导轨放置，与导轨接触良好释放后，导体棒 ab沿导轨向下滑动，某时刻流过R2的电流为 I，在此时刻( )- 5 -A 重力的功率为 6I2RB 导体棒 ab消耗的热功率为 4I2RC 导体棒受到的安培力的大小为 2BILD 导体棒的速度大小为12如图所示，正方形线框的左半侧处在磁感应强度为
7、B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面垂直，线框的对称轴 MN恰与磁场边界平齐.若第一次将线框从磁场中以恒定速度 向右匀速拉出，第二次让线框绕轴 MN以线速度 匀速转过 90，两次过程中线框产生的平均感应电动势相等，则（）A 两种情况下产生的感应电流方向相同B 两种情况下产生的感应电流方向不同C D 13如图甲所示，圆形线圈 P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管 Q， P和 Q共轴， Q中的电流 i随时间 t变化的规律如图乙所示，取甲图中电流方向为正方向， P所受的重力为G，桌面对 P的支持力为 FN，则（ ） - 6 -A 在 t1时刻， FN G， P有收缩的趋势B 在 t2时刻， FN
8、G，穿过 P的磁通量不变C 在 t3时刻， FN G， P中有感应电流D 在 t4时刻， FN G， P有收缩的趋势14如图甲所示，abcd 是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为 m，电阻为 R，在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN 和 PQ是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的 bc边平行，磁场方向垂直于线框平面向里。现使金属线框从 MN上方某一高度处由静止开始下落，如图乙是金属线框由开始下落到 bc边刚好运动到匀强磁场 PQ边界的 vt 图象，图中数据均为已知量，重力加速度为 g，不计空气阻力，下列说法正确的是A 金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿 adcba方向B 磁场
9、的磁感应强度为C 金属线框在 0t 3的时间内所产生的热量为 mgv1(t2t 1)D MN 和 PQ之间的距离为 v2(t2t 1)二、解答题（每题 15分，共 30分）15如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为 10 kW，输电电压为 400 V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用 2 kV高压输电，最后用户得到 220 V、9.5 kW 的电，求：- 7 -（1）水电站升压变压器原、副线圈匝数比 ；（2）输电线路导线电阻 R；（3）用户降压变压器、原副线圈匝数比 。16同一水平面上的两根正对平行金属直轨道 MN，MN，如图所示放置，两轨道之间的距离 l=0.5m。轨道的 M
10、M端之间接一阻值 R=0.4 的定值电阻，轨道的电阻可忽略不计，N N端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道 NP，NP平滑连接，两半圆轨道的半径均为 R0=0.5m，水平直轨道 MR，MR段粗糙，RN，RN段光滑，且 RNNR区域恰好处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度 B=0.64T，磁场区域的宽度 d=1m，且其右边界与 NN重合，现有一质量 m=0.2kg，电阻 r=0.1 的导体杆 ab静止在距磁场左边界 s=2m处，在与杆垂直的水平恒力 F=2N作用下开始运动，导体杆 ab与粗糙导轨间的动摩擦因数 =0.1，当运动至磁场的左边界时撤去 F，结果导体杆 ab恰好能通过半圆形轨道的最
11、高点 PP已知导体杆在运动过程中与轨道始终垂直且接触良好，取 g=10m/s2。(1)导体杆刚进入磁场时，通过导体杆上的电流大小和方向。(2)导体杆穿过磁场的过程中通过电阻 R上的电荷量(3)导体杆穿过磁场的过程中整个电路中产生的焦耳热。- 8 -参考答案1A【解析】当线圈处于图中所示位置时，线框与磁场方向平行，磁通量为零，最小；该位置与中性面垂直，感应电动势最大，根据法拉第电磁感应定律公式 ，可知磁通量的变化率 最大，故 A正确，BCD 错误，故选 A。【点睛】根据法拉第电磁感应定律公式，当时间足够小时，可以用该公式近似求解瞬时电动势，而磁通量的变化量与瞬时电动势成正比.2A【解析】由题意可
12、知，只有 AB图在切割磁感线，导致磁通量在变化，从而产生感应电流，但 B中在 t=0时产生的感应电动势最大，不按正弦规律变化，故只有 A中产生的感应电动势为正弦交变电动势 ，而 CD图均没有导致磁通量变化，A 正确3D【解析】发电机中的磁场为辐向磁场，因而在任何时刻均与导体垂直切割，故 AB错误；当线框经过竖直面后，电流方向改变，则 C错误、D 正确。4D【解析】AB.由 u t图象可知，变压器原线圈所加交变电压的有效值 U1200 V，将此值代入 和 ，解得变压器输出端电压和电流分别为 U2 U1 200 V20 V， I2I1101 A10 A，故变压器输出端所接电压表的示数为 20 V，
13、输出功率为P2 U2I22010 W200 W，故 A、B 错误；C.由 u t图象知交变电流的周期 T0.02 s，故其频率 f Hz50 Hz，故 C错误；D.由法拉第电磁感应定律可得 U2 n2 ，则副线圈处穿过每匝线圈的磁通量变化率的最大值- 9 -为 10 20 ， =2 Wb/s，故 D正确故选：D5D【解析】【详解】由图可知，方形交流电源的有效值为 U0，故其一周期产生的热量为： ;正弦式交流电的有效值为： ,故其一周期产生的热量为： ,故有： Q 方 :Q 正 =2:1；选 D。【点睛】本题考查对有效值以及焦耳定律的应用，要注意明确有效值是根据电流的热效应求解的，而只有正弦式交
14、流电才满足最大值为有效值的 倍.6B【解析】输电电流 ，输电线损失的电压 U=IR=30kV，所以 A错误；B 正确；I60PAU损失的功率： ，输电效率 ，所以 C错误；若改251.8RkWA 0.94P用 10kV电压输电，则输电线上损失的功率为 ，故 D错误。28.51WRUA7D【解析】使 n变为原来的 1.2倍， B变为原来的 2倍， N变为原来的 1.2倍，其中 ，电动势的最大值为 Em=NBS =2NBSn ，电动势将变为原来的 2.88倍，不符合题意，故 A错误；使 n变为原来的 ，B 变为原来的 倍， N变为原来的 2倍，电动势的最大值为Em=NBS =2NBSn ，电动势将
15、变为原来的 倍，不符合题意，故 B错误；使 n变为原来的 ，N变为原来的 2倍， B不变，电动势的最大值为 Em=NBS =2NBSn ，电动势将变为原来的 倍，- 10 -不符合题意，故 C错误；使 n变为原来的 ， N变为原来的 2.4倍， B不变，电动势的最大值为 Em=NBS =2NBSn ，电动势将变为原来的 2倍，不符合题意，故 D正确。所以 D正确，ABC错误。8D【解析】A、由 ， ，电压表示数 ，故 A错误；B、周期 ，每个周期交流电方向改变两次，则 内电流方向改变的次数为次，故 B错误；C、灯泡实际消耗的功率 ，故 C错误；D、发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为 ，故 D正
16、确。点睛：交流电的电压、电流、电动势等等物理量都随时间作周期性变化，求解交流电的焦耳热、电功、电功率时要用交流电的有效值，求电量时用平均值。9C【解析】当线框移动距离 x在 a2 a范围，线框穿过两磁场分界线时， BC、 AC边在右侧磁场中切割磁感线，有效切割长度逐渐增大，产生的感应电动势 E1增大， AC边在左侧磁场中切割磁感线，产生的感应电动势 E2不变，两个电动势串联，总电动势 E=E1+E2增大，故 A错误；当线框移动距离 x在 0 a范围，线框穿过左侧磁场时，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针，为正值，故 B错误；当线框移动距离 x在 2a3 a范围，线框穿过左侧磁场时，根据楞次定律
17、，感应电流方向为逆时针，为正值，故 C正确，D 错误。所以 C正确，ABD 错误。10BD【解析】【详解】由题意可知磁感应强度均匀减小，穿过闭合线圈的磁通量减小，根据楞次定律可以判断，圆- 11 -环中产生顺时针方向的感应电流，圆环具有扩张的趋势，A 错误 B正确；圆环中产生的感应电动势为 ，圆环的电阻为 ，所以圆环中感应电流的大小为，C 错误；图中 a、 b两点间的电势差 ，D 正确11BC【解析】【详解】据题 ，流过 的电流为 I，通过 和 的电流相等，则流过 ab棒的电流为 2I；金属杆 ab消耗的热功率为 ，电路的总功率为 ，由于金属杆不一定匀速运动，所以重力的功率不一定为 8I2R，
18、也不一定是 6I2R，A 错误 B正确；导体棒受到的安培力的大小为： ，C 正确；金属杆 ab产生的感应电动势为：，由 得导体棒的速度大小为 ，D 错误12AC【解析】【分析】第一次，根据感应电动势公式 E=BLv求解感应电动势第二次由 求解平均感应电动势，然后计算比较速度关系。【详解】A、B 项：两种情况下，穿过线圈的磁通量都减小，由“楞次定律可知”两种情况下产生的感应电流方向相同，故 A正确，B 错误；C、D 项：若第一次将线框从磁场中以恒定速度 v向右匀速拉出，平均感应电动势等于瞬时感应电动势，则为：E 1=BLv1=Bav1第二次以同样大小的线速度 v2让线框转过 90，产生的平均感应
19、电动势，为：- 12 -据题意：a=b，E 1=E2得两次的速度之比为：v 1：v 2=2：。故应选：AC。【点睛】解决本题的关键掌握平均感应电动势，瞬时感应电动势的公式对于这些基础知识，要加强理解和应用，平时练习不可忽视。13ABC【解析】【分析】当螺线管中通入变化的电流时形成变化的磁场，这时线圈 P中的磁通量发生变化，由其磁通量的变化根据楞次定律可以判断 P中产生感应电流的大小方向以及 P线圈收缩和扩展趋势；【详解】A、当螺线管中电流增大时，其形成的磁场不断增强，因此线圈 P中的磁通量增大，根据楞次定律可知线圈 P将阻碍其磁通量的增大，故线圈有远离和面积收缩的趋势，即 ，P 有缩小的趋势，
20、故 A正确；B、当螺线管中电流不变时，其形成磁场不变，线圈 P中的磁通量不变，因此磁铁线圈中无感应电流产生，故 时刻 ，故 B正确；C、 时刻螺线管中电流为零，但是线圈 P中磁通量是变化的，因此此时线圈 P中有感应电流，但此时刻二者之间没有相互作用力，即 ，故 C正确；D、当螺线管中电流不变时，其形成磁场不变，线圈 P中的磁通量不变，因此磁铁线圈中无感应电流产生，故 时刻 ，此时穿过 P的没有收缩的趋势，故 D错误。【点睛】本题考查楞次定律的应用，要注意正确理解楞次定律中“阻碍”的含义，注意判断感应电流的大小看磁通量的变化率而不是看磁通量的大小。- 13 -14BC【解析】【详解】由右手定则知
21、感应电流的方向沿 abcda的方向，故 A错误；在金属框进入磁场的过程中，金属框所受安培力等于重力，则得 mg=BIl，其中 ，又 l=v1（ t2-t1） ，联立解得：，故 B正确；金属线框在 0 t3的时间内所产生的热量为 Q，重力对其做正功，安培力对其做负功，由能量守恒定律得：Q= mgl=mgv1（ t2-t1） ，故 C正确；由图象可知，金属框进入磁场过程中是做匀速直线运动，速度为 v1，运动时间为 t2-t1所以金属框的边长：L=v1（ t2-t1） 。 MN和 PQ之间的距离要大于金属框的边长，故 D错误。所以 BC正确，AD 错误。15 （1） （2） （3） 【解析】【详解】
22、（1）升压变压器原、副线圈匝数比为（2）导线电阻 R与输送电流和输电线上损失的电功率有关，有而输送电流决定于输出电压及输送功率，所以有联立有（3）设降压变压器原线圈上电压为 ，则所以降压变压器原、副线圈匝数比为 。16 （1）3.84A,从 b到 a（2）0.64C（3）1.1J【解析】- 14 -【分析】(1) 应用动能定理求出进入磁场时的速度，导体棒进入磁场时金属杆切割磁感线，产生感应电流，由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律可求得感应电流大小，由右手定则判断感应电流方向；(2) 设导体杆在磁场中运动的时间为 t，求出产生的感应电动势的平均值，根据欧姆定律求出电流的平均值，进而求出电量；
23、(3)导体杆穿过磁场的过程，回路中机械能转化为内能，根据能量守恒定律求出电路中产生的焦耳热。【详解】(1)设导体杆在 F的作用下运动至磁场的左边界时的速度为 v1，由动能定理得：代入数据解得 导体杆刚进入磁场时产生的感应电动势此时通过导体杆上的电流据右手定则可知，电流方向由 b向 a(2) 设导体杆在磁场中运动的时间为 t，产生的感应电动势的平均值为 ，由法拉第电磁感应定律有：通过电阻 R的感应电流的平均值通过电阻 R的电荷量(3) 设导体杆离开磁场时的速度大小为 v2，运动到圆轨道最高点的速度为 v3，因导体杆恰好能通过半圆形轨道的最高点，则在轨道最高点时，由牛顿第二定律得：- 15 -代入数据解得：杆从 NN运动至 PP的过程，根据机械能守恒定律有：代入数据解得：导体杆穿过磁场的过程中损失的机械能 此过程中电路中产生的焦耳热【点睛】本题综合考查了机械能守恒定律、动能定理、牛顿第二定律、闭合电路欧姆定律、切割产生的感应电动势公式等，综合性较强，对学生的能力要求较高，需加强这方面的训练；分析导体杆的运动过程是解题的关键。
