2014-2015学年贵州省黔西南州兴义市万屯中学高二（下）月考物理试卷（4月份）
一、选择题（第1-5题为单项选择题．每题6分，6-8题为多项选择题，全对得6分，选不全得3分．共计48分）
1．关于科学家在电磁学中的贡献，下列说法错误的是（ ）
A．密立根测出了元电荷e的数值
B．法拉第提出了法拉第电磁感应定律
C．奥斯特发现了电流的磁效应
D．安培提出了分子电流假说
2．如图所示，在2L≥x≥0的区域内存在着匀强磁场，磁场的方向垂直于xOy平面（纸面）向里，具有一定电阻的矩形框abcd位于xOy平面内，线框的ab边与y轴重合，bc边长为L．令线框从t=0的时刻起由静止开始沿x轴正方向做匀加速运动，则线框中的感应电流I（取逆时针方向的电流为正）随时间t的函数图象可能是下图中的哪一个？（ ）
A． B． C． D．
3．如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示．在0～时间内，直导线中电流方向向上，则在～T时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力方向正确的是（ ）
A．逆时针，向右 B．逆时针，向左 C．顺时针，向右 D．顺时针，向左
4．如图所示，两个闭合金属圆环1和2的圆心重合，放在同一平面内．当圆环1中通以顺时针方向的电流，且电流逐渐增强时，对于圆环2的说法正确的是（ ）
13
A．穿过圆环2的磁通量变大，而且圆环2有收缩的趋势
B．穿过圆环2的磁通量变大，而且圆环2有扩张的趋势
C．穿过圆环2的磁通量变小，而且圆环2有收缩的趋势
D．穿过圆环2的磁通量变小，而且圆环2有扩张的趋势
5．如图表示一交流电的电流随时间而变化的图象，此交变电流的有效值是（ ）
A． A B．5A C． A D．3.5A
6．某兴趣小组自制一小型发电机，使线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t按正弦规律变化的图象如图所示，线圈转动周期为T，线圈产生的电动势的最大值为Em．则（ ）
A．在t=时，磁场方向与线圈平面垂直
B．在t=时，线圈中的磁通量变化率最大
C．线圈中电动势的瞬时值e=Emsin（）
D．若线圈转速增大为原来的2倍，则线圈中电动势变为原来的4倍
7．如图所示电路中，电源电动势为E，线圈L的电阻不计．以下判断不正确的是（ ）
A．闭合S稳定后，电容器两端电压为E
B．闭合S稳定后，电容器的a极板不带电
C．断开S后的很短时间里，电容器的a极板将带正电
D．断开S后的很短时间里，电容器的a极板将带负电
8．要使b线圈中产生图示I方向的电流，可采用的办法有（ ）
13
A．闭合K瞬间
B．K闭合后把R的滑动片向右移
C．闭合K后把b向a靠近
D．闭合K后把a中铁芯从左边抽出
二、实验题（每空3分，共计24分）
9．两个闭合金属圆环穿在同一根绝缘光滑横杆上，如图所示，当条形磁铁向下抽出时，两环中的感应电流方向 （填“相同”或“相反”）；左环与右环感应电流间的作用力为 （填“吸引”或“排斥”）；两环的运动情况是 （填“靠近”或“远离”）．
10．如图所示，导线环面积为10cm2，环中接入一个电容器，C=10μF，线圈放在均匀变化的磁场中，磁感线垂直线圈平面．若磁感应强度以0.01T/S的速度均匀减小，则电容器极板所带电荷量为 ，其中带正电荷的是 板．
11．某交变电压随时间的变化规律如图所示，则此交变电流的频率为 Hz．若将此电压加在10 μF的电容器上，则电容器的耐压值不应小于 V；若将该电压加在一阻值为1kΩ的电阻器上，该电阻器正好正常工作，为了避免意外事故的发生，该电路中保险丝的额定电流不能低于 A．
三、计算题（有必要的文字说明．共计28分）
13
12．在竖直方向的磁场中，有一个共有100匝的闭合矩形线圈水平放置，总电阻为10Ω、，在0.02s时间内，穿过线圈的磁通量从零均匀增加到6.4×10﹣4Wb，求：
（1）磁通量的变化量△Φ；
（2）线圈产生的总感应电动势E；
（3）线圈中的感应电流大小．
13．截面积为0.2m2的100匝圆形线圈A处在匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面向里，如图所示，磁感应强度正按=0.02T/s的规律均匀减小，开始时S未闭合．R1=4Ω，R2=6Ω，C=30µF，线圈内阻不计．求：
（1）S闭合后，通过R2的电流大小；
（2）S闭合后一段时间又断开，则S切断后通过R2的电量是多少？
14．正弦交变电源与电阻R、交流电压表、交流电流表按照图1所示的方式连接，R=200Ω．图2是交变电源输出电压u随时间t变化的图象．则：
（1）此交流电的频率为多少？
（2）输出电压最大值为多少？
（3）电流表的示数为多少？
13
2014-2015学年贵州省黔西南州兴义市万屯中学高二（下）月考物理试卷（4月份）
参考答案与试题解析
一、选择题（第1-5题为单项选择题．每题6分，6-8题为多项选择题，全对得6分，选不全得3分．共计48分）
1．关于科学家在电磁学中的贡献，下列说法错误的是（ ）
A．密立根测出了元电荷e的数值
B．法拉第提出了法拉第电磁感应定律
C．奥斯特发现了电流的磁效应
D．安培提出了分子电流假说
【考点】物理学史．
【分析】本题是物理学史问题，根据各个科学家的物理学贡献进行答题．
【解答】解：A、密立根通过油滴实验测出了元电荷e的数值，故A正确．
B、法拉第发现了电磁感应现象，但没有提出了法拉第电磁感应定律，故B错误．
C、奥斯特发现了电流的磁效应，故C正确．
D、安培提出了分子电流假说，揭示了磁现象的电本质，故D正确．
本题选错误的，故选：B．
【点评】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．
2．如图所示，在2L≥x≥0的区域内存在着匀强磁场，磁场的方向垂直于xOy平面（纸面）向里，具有一定电阻的矩形框abcd位于xOy平面内，线框的ab边与y轴重合，bc边长为L．令线框从t=0的时刻起由静止开始沿x轴正方向做匀加速运动，则线框中的感应电流I（取逆时针方向的电流为正）随时间t的函数图象可能是下图中的哪一个？（ ）
A． B． C． D．
【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律．
【专题】电磁感应与图像结合．
【分析】先根据楞次定律分析感应电流的方向．再根据E=BLv和I=求出感应电流与时间的关系式．分三段研究：线框进入磁场、完全进入磁场、穿出磁场．
【解答】解：分三段研究：
13
线框进入磁场的过程：磁通量从零开始增加，根据楞次定律分析可知，感应电流的方向为逆时针方向，电流为正值；感应电流大小I==t，则知，I与t成正比；设此过程所用时间为t0，则有 L=a，得t0=（a是线框的加速度）
线框完全进入磁场的过程中，穿过线框的磁通量不变，没有感应电流产生．根据运动学规律知，此过程所用时间为（﹣1）t0=0.4t0；
线框穿出磁场的过程：磁通量减小，根据楞次定律分析可知，感应电流的方向为顺时针方向，电流为负值；感应电流大小I=﹣=﹣t．此过程所用时间为（﹣）t0=0.32t0；根据数学知识分析得知，C正确．
故选C．
【点评】本题根据楞次定律判断出感应电流的方向，确定出电流的正负，根据E=BLv和欧姆定律得到电流的表达式，再选择图象，是常用的方法和思路．
3．如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示．在0～时间内，直导线中电流方向向上，则在～T时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力方向正确的是（ ）
A．逆时针，向右 B．逆时针，向左 C．顺时针，向右 D．顺时针，向左
【考点】法拉第电磁感应定律．
【分析】在～T时间内，直线电流方向向下，根据安培定则判断出直导线周围的磁场，根据磁场的变化，通过楞次定律判断出金属线框中的感应电流，从而通过受力判断线框所受安培力的合力．
【解答】解：在～T时间内，直线电流方向向下，根据安培定则，知导线右侧磁场的方向垂直纸面向外，电流逐渐增大，则磁场逐渐增强，根据楞次定律，金属线框中产生顺时针方向的感应电流．
根据左手定则，知金属框左边受到的安培力方向水平向右，右边受到的安培力水平向左，离导线越近，磁场越强，则左边受到的安培力大于右边受到的安培力，所以金属框所受安培力的合力水平向右．故C正确，A、B、D错误．
故选：C．
【点评】解决本题的关键掌握安培定则判断电流与其周围磁场的方向的关系，运用楞次定律判断感应电流的方向，以及运用左手定则判断安培力的方向．
4．如图所示，两个闭合金属圆环1和2的圆心重合，放在同一平面内．当圆环1中通以顺时针方向的电流，且电流逐渐增强时，对于圆环2的说法正确的是（ ）
13
A．穿过圆环2的磁通量变大，而且圆环2有收缩的趋势
B．穿过圆环2的磁通量变大，而且圆环2有扩张的趋势
C．穿过圆环2的磁通量变小，而且圆环2有收缩的趋势
D．穿过圆环2的磁通量变小，而且圆环2有扩张的趋势
【考点】楞次定律．
【专题】电磁感应与电路结合．
【分析】当线圈1中通有不断增大的顺时针方向的电流时，周围的磁场发生变化，即通过线圈2的磁通量发生变化，根据楞次定律结合右手螺旋定则判断出2线圈中感应电流的方向．根据楞次定律的另一种表述，引起的机械效果阻碍磁通量的变化，确定线圈2有扩张还是收缩趋势．
【解答】解：当线圈1中通有不断增大的顺时针方向的电流时，知穿过线圈2的磁通量垂直向里，且增大，根据楞次定律，线圈2产生逆时针方向的电流，由于穿过线圈2的磁通量增大，根据楞次定律的另一种表述，线圈2有扩张的趋势，阻碍磁通量的增加．故B正确，A、C、D错误．
故选：B．
【点评】解决本题的关键掌握楞次定律判断感应电流的方向，以及掌握楞次定律的另一种表述，感应电流引起的机械效果阻碍磁通量的变化．
5．如图表示一交流电的电流随时间而变化的图象，此交变电流的有效值是（ ）
A． A B．5A C． A D．3.5A
【考点】正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．
【专题】计算题；恒定电流专题．
【分析】由图象可知交变电流的周期，
一个周期内分为两段，每一段均为恒定电流，
根据焦耳定律即可得一个周期内交变电流产生的热量．
【解答】解：由有效值的定义可得
，
代入数据得0.02，
解得I=5A
故选B．
【点评】本题考察的是根据交变电流有效值的定义计算有关交变电流的有效值．
13
6．某兴趣小组自制一小型发电机，使线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t按正弦规律变化的图象如图所示，线圈转动周期为T，线圈产生的电动势的最大值为Em．则（ ）
A．在t=时，磁场方向与线圈平面垂直
B．在t=时，线圈中的磁通量变化率最大
C．线圈中电动势的瞬时值e=Emsin（）
D．若线圈转速增大为原来的2倍，则线圈中电动势变为原来的4倍
【考点】交流发电机及其产生正弦式电流的原理．
【专题】交流电专题．
【分析】（1）当线圈平面与磁感线的方向垂直时，穿过线圈的磁通量最大，此时感应电流为0；当线圈与磁感线的方向平行时，穿过线圈的磁通量为0，此时的感应电动势和感应电流最大；
（2）交流发电机产生电动势的最大值Em=nBSω，根据Φ﹣t图线得出周期T以及角速度．从而求出感应电动势的最大值．
（3）图中是以垂直于中性面开始计时的，所以感应电动势的瞬时表达式：e=Emcos（ωt）．
【解答】解：A、由交流电的变化规律可知，当线圈平面与磁感线的方向垂直时，穿过线圈的磁通量最大，所以在t=时，磁场方向与线圈平面垂直．故A正确；
B、由交流电的变化规律可知，当线圈与磁感线的方向平行时，即在t=时，穿过线圈的磁通量为0，此时的感应电动势线圈中的磁通量变化率最大．故B正确；
C、由图可知，t=0时，磁通量为0，线圈与磁感线的方向平行，此时的感应电动势线圈中的感应电动势最大，为Em，所以线圈中电动势的瞬时值e=Emcos（）．故C错误；
D、若线圈转速增大为原来的2倍，则线圈中最大电动势：Em′=nBS•2ω=2nBSω=2Em，线圈中电动势变为原来的2倍．故D错误．
故选：AB
【点评】解决本题的关键知道正弦式交流电峰值的表达式Em=nBSω，以及知道峰值与有效值的关系．
7．如图所示电路中，电源电动势为E，线圈L的电阻不计．以下判断不正确的是（ ）
13
A．闭合S稳定后，电容器两端电压为E
B．闭合S稳定后，电容器的a极板不带电
C．断开S后的很短时间里，电容器的a极板将带正电
D．断开S后的很短时间里，电容器的a极板将带负电
【考点】自感现象和自感系数．
【分析】闭合S瞬间，通过R中电流强度大于通过灯泡中电流强度大小；由于线圈L的直流电阻不计，S闭合电路稳定后，电容器被短路，两端电压为零．当断开S的瞬间，线圈中电流要减小，产生自感电动势，电容器充电，极板的电性变化．
【解答】解：A、闭合S稳定后，线圈L相当于导线，则电容器被短路，则其电压为零，故A错误；
B、当闭合S稳定后，电容器被短路，则其电压为零，电容器的a极板不带电，故B正确．
C、D断开S的瞬间，线圈L中电流减小，产生自感电动势，相当于电源，结电容器充电，根据线圈的电流方向不变，则电容器的a极板将带正电．故C正确，D错误．
本题选择错误的，故选：AD．
【点评】本题考查自感线圈的双重作用的理解：当电流稳定不变时，自感线圈是电阻不计的导线；当电流变化时，相当于一个电源．
8．要使b线圈中产生图示I方向的电流，可采用的办法有（ ）
A．闭合K瞬间
B．K闭合后把R的滑动片向右移
C．闭合K后把b向a靠近
D．闭合K后把a中铁芯从左边抽出
【考点】通电直导线和通电线圈周围磁场的方向；楞次定律．
【分析】首先知道判断感应电流的方向利用楞次定律，让后逐项分析即可．
【解答】解：A、闭合K瞬间，通电螺旋管a在右侧产生的磁场方向向右且穿过b磁通量增大，据楞次定律知，据b线圈产生感应电流产生的磁通量阻碍增大，即产生的磁场方向向左，用右手螺旋定则可知，b线圈产生图示I方向的电流，故A正确；
B、K闭合后把R的滑动片向右移，通电螺旋管a的电流减小，在右侧产生的磁场方向向右且穿过b磁通量减小，据楞次定律知，据b线圈产生感应电流产生的磁通量阻碍减小，即产生的磁场方向向右，用右手螺旋定则可知，b线圈产生与图示I方向的电流相反，故B错误；
C、闭合K后把b向a靠近，通电螺旋管a在右侧产生的磁场方向向右且穿过b磁通量增大，据楞次定律知，据b线圈产生感应电流产生的磁通量阻碍增大，即产生的磁场方向向左，用右手螺旋定则可知，b线圈产生图示I方向的电流，故C正确；
13
D、闭合K后把a中铁芯从左边抽出，产生的磁场减弱，在右侧产生的磁场方向向右且穿过b磁通量减小，据楞次定律知，据b线圈产生感应电流产生的磁通量阻碍减小，即产生的磁场方向向右，用右手螺旋定则可知，b线圈产生与图示I方向的电流相反，故D错误．
故选：AC．
【点评】灵活应用楞次定律求解是解题的关键，一定注意原磁场的方向，磁通量的变化和感应电流产生磁场的方向．
二、实验题（每空3分，共计24分）
9．两个闭合金属圆环穿在同一根绝缘光滑横杆上，如图所示，当条形磁铁向下抽出时，两环中的感应电流方向 相反 （填“相同”或“相反”）；左环与右环感应电流间的作用力为 排斥 （填“吸引”或“排斥”）；两环的运动情况是 靠近 （填“靠近”或“远离”）．
【考点】楞次定律．
【专题】电磁感应与电路结合．
【分析】当磁铁的运动，导致两金属圆环的磁通量发生变化，从而由楞次定律可得线圈中产生感应电流，则处于磁铁的磁场受到安培力，使两圆环运动，同时两圆环间的电流相互作用而导致间距变化．
【解答】解：磁铁向下抽出的过程中，穿过两环的磁通量都减少，由于穿过两环的磁通量的方向相反，所以感应电流的方向相反；根据电流间相互作用力的规律，同向相吸、反向相斥，因此两感应电流间的作用力为排斥力；该排斥力较小，能使两环运动的应当是感应电流受到的原磁场的磁场力，由楞次定律判断知，两个环都向着磁体运动，相互靠近．
故答案为：相反，排斥，靠近
【点评】从楞次定律相对运动角度可得：近则斥，远则吸．同时同向电流相互吸引，反向电流相互排斥．
10．如图所示，导线环面积为10cm2，环中接入一个电容器，C=10μF，线圈放在均匀变化的磁场中，磁感线垂直线圈平面．若磁感应强度以0.01T/S的速度均匀减小，则电容器极板所带电荷量为 1×10﹣10C ，其中带正电荷的是 a 板．
【考点】法拉第电磁感应定律；电容．
【专题】电磁感应与电路结合．
【分析】根据楞次定律判断感应电动势的方向，从而得知极板所带电量的电性，根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势的大小，根据Q=CU求出所带电量的大小．
【解答】解：
由题意，磁场均匀减小，根据楞次定律知，感应电动势的方向是顺时针方向，则上极板带正电，即a极带正电．
13
根据法拉第电磁感应定律得：
E==0.01×10×10﹣4=1×10﹣5V
则：Q=CU=CE=10×10﹣6×1×10﹣5=1×10﹣10C．
故答案为：1×10﹣10C；a．
【点评】解决本题的关键掌握楞次定律判断出感应电动势的方向，以及掌握法拉第电磁感应定律．
11．某交变电压随时间的变化规律如图所示，则此交变电流的频率为 50 Hz．若将此电压加在10 μF的电容器上，则电容器的耐压值不应小于 200 V；若将该电压加在一阻值为1kΩ的电阻器上，该电阻器正好正常工作，为了避免意外事故的发生，该电路中保险丝的额定电流不能低于 0.14 A．
【考点】正弦式电流的图象和三角函数表达式；闭合电路的欧姆定律；正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．
【专题】交流电专题．
【分析】根据图象可知交流电的电压最大值以及周期，然后进一步可求出电压的有效值和频率，最后求解电功率．
【解答】解：从图象可以看出，该电压为余弦式交变电压，周期为0.02s，频率为50Hz；电压的最大值为200V，则电容器的耐压不应小于200V；
电压有效值为：U=100V；
将该电压加在一阻值为1kΩ的纯电阻用电器，用电器恰能正常工作，则该用电器的额定电流为：
I===0.14A；
故答案为：50，200，0.14．
【点评】本题考查了有关交流电描述的基础知识，要根据交流电图象正确求解最大值、有效值、周期、频率、角频率等物理量，知道有效值是根据电流的热效应定义的．
三、计算题（有必要的文字说明．共计28分）
12．在竖直方向的磁场中，有一个共有100匝的闭合矩形线圈水平放置，总电阻为10Ω、，在0.02s时间内，穿过线圈的磁通量从零均匀增加到6.4×10﹣4Wb，求：
（1）磁通量的变化量△Φ；
（2）线圈产生的总感应电动势E；
（3）线圈中的感应电流大小．
【考点】法拉第电磁感应定律．
【专题】电磁感应与电路结合．
13
【分析】根据法拉第电磁感应定律E=，求感应电动势的大小，闭合电路的欧姆定律求电流．
【解答】解：（1）磁通量的变化量为△∅=∅﹣∅′=6.4×10﹣4Wb﹣0=6.4×10﹣4Wb；
（2）由法拉第电磁感应定律得：E==100×=3.2V；
（3）闭合电路的欧姆定律得：I===0.32A；
答：（1）这段时间内线圈中磁通量的变化量为6.4×10﹣4Wb；
（2）线圈中产生的感应电动势3.2V；
（3）通过线圈的感应电流为0.32A．
【点评】解决本题的关键知道感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，会运用法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律解题．
13．截面积为0.2m2的100匝圆形线圈A处在匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面向里，如图所示，磁感应强度正按=0.02T/s的规律均匀减小，开始时S未闭合．R1=4Ω，R2=6Ω，C=30µF，线圈内阻不计．求：
（1）S闭合后，通过R2的电流大小；
（2）S闭合后一段时间又断开，则S切断后通过R2的电量是多少？
【考点】法拉第电磁感应定律；电容．
【专题】电磁感应与电路结合．
【分析】线圈平面垂直处于匀强磁场中，当磁感应强度随着时间均匀变化时，线圈中的磁通量发生变化，从而导致出现感应电动势，产生感应电流．由法拉第电磁感应定律可求出感应电动势大小．再由闭合电路的殴姆定律可求出电流，从而得出电阻两端电压，最终确定电量．
【解答】解：（1）磁感应强度变化率的大小为=0.02 T/s，B逐渐减弱，
所以E=nS=100×0.02×0.2 V=0.4 V
I== A=0.04 A，
（2）R2两端的电压为U2=E=×0.4 V=0.24 V
所以Q=CU2=30×10﹣6×0.24 Q=7.2×10﹣6 C．
答：（1）S闭合后，通过R2的电流大小0.04 A；
（2）S闭合后一段时间又断开，则S切断后通过R2的电量是7.2×10﹣6 C．
13
【点评】利用法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律求解电流大小．S断开后，流过R2的电荷量就是S闭合时C上带有的电荷量．
14．正弦交变电源与电阻R、交流电压表、交流电流表按照图1所示的方式连接，R=200Ω．图2是交变电源输出电压u随时间t变化的图象．则：
（1）此交流电的频率为多少？
（2）输出电压最大值为多少？
（3）电流表的示数为多少？
【考点】正弦式电流的图象和三角函数表达式；正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．
【专题】交流电专题．
【分析】由图象可知电压最大值、周期，进而求得频率，电流表的读数为有效值．
【解答】解：（1）由图知：T=0.02S 由f=
（2）由图输出电压最大值为311V
（3）电流表的求数为有效值：I==1.1A
答：（1）此交流电的频率为50Hz
（2）输出电压最大值为311V
（3）电流表的示数为1.1A
【点评】题考查了交流电的描述，要明确交流电正余弦两种描述方法，以及公式中各个物理量的含义，要求同学们能根据图象得出有效信息，电压表和电流表都是有效值．
13
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