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曲阳一中2018—2019学年第二学期高二年级3月月考
物 理
试题总分:100分 考试时间:90分钟 命题人:孙亚明
一、选择题（每小题4分，共14小题，共56分，选不全得2分，其中10--14题为多选）
1.如图所示，一个闭合导体圆环固定在水平桌面上，一根条形磁铁沿圆环的轴线运动，使圆环内产生了感应电流．下列四幅图中，产生的感应电流方向与条形磁铁的运动情况相吻合的是（ ）
A． B． C． D．
2.如图所示的圆形线圈共n匝,电阻为R,过线圈中心O垂直于线圈平面的直线上有A、B两点,A、B两点的距离为L,A、B关于O点对称.一条形磁铁开始放在A点,中心与O点重合,轴线与A、B所在直线重合,此时线圈中的磁通量为Φ1,将条形磁铁以速度v匀速向右移动,轴线始终与直线重合,磁铁中心到O点时线圈中的磁通量为Φ2,下列说法中正确的是( )
A. 磁铁在A点时,通过一匝线圈的磁通量为
B. 磁铁从A到O的过程中,线圈中产生的平均感应电动势为E=
C. 磁铁从A到B的过程中,线圈中磁通量的变化量为2Φ1
D. 磁铁从A到B的过程中,通过线圈某一截面的电量不为零
3.在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一个矩形的金属导体框，规定磁场方向向上为正，导体框中电流的正方向如图所示，当磁场的磁感应强度B随时间t如图变化时，下图中正确表示导体框中感应电流变化的是（ ）
A． B．
C． D．
4.电阻为1Ω的矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图象如图所示．现把交流电加在电阻为9Ω的电热丝上，则下列说法中正确的是（ ）
A．线圈转动的角速度为31.4rad/s
B．如果线圈转速提高一倍，则电流不会改变
C．电热丝两端的电压U=100V
D．电热丝的发热功率P=1800 W
5.如图所示交流电的电流有效值为 ( )
A.2A B.3A C.A D.A
6.如图所示，三只完全相同的灯泡a、b、c分别与电阻R、电感L、电容C串联，再将三者并联，接在220V，50Hz的交变电源两端，三只灯泡亮度相同．如果将电源改为220V，60Hz的交变电源，则（ ）
A．
三只灯泡亮度不变
B．
三只灯泡都将变亮
C．
a亮度不变，b变亮，c变暗
D．
a亮度不变，b变暗，c变亮
7.如图所示，一只原、副线圈分别是200匝和100匝的理想变压器．副线圈的两端连接两个阻值均为20Ω的电阻，原线圈接频率为50Hz的正弦交流电源，电压表的示数为5V．电流表、电压表均为理想交流电表，则下列说法正确的是（ ）
A．电流表的读数为0.5A
B．流过电阻的交流电频率为100Hz
C．交流电源的输出电压的最大值为20V
D．交流电源的输出功率为5W
8.如图所示，T为理想变压器，副线圈回路中的输电线ab和cd的电阻不可忽略，其余输电线电阻可不计，则当电键S闭合时（ ）
A．交流电压表V1和V2的示数一定都变小
B．交流电压表只有V2的示数变小
C．交流电流表A1、A2和A3的示数一定都变大
D．只有A1的示数变大
9.图甲为远距离输电示意图，升压变压器原副线圈匝数比1：100，降压变压器原副线圈匝数比为100：1，远距离输电线的总电阻为100。若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为750kw。下列说法中正确的有（ ）
A.客户端交流电的频率为100Hz
B.客户端电压为250V
C.输电线中的电流为30A
D.输电线路损耗功率为180Kw
10.（多选题）如图所示，在匀强磁场区域的上方有一半径为R的导体圆环，将圆环由静止释放，圆环刚进入磁场的瞬间和完全进入磁场的瞬间速度相等．已知圆环的电阻为r，匀强进场的磁感应强度为B，重力加速度为g，则（ ）
A．圆环进入磁场的过程中，圆环中的电流为逆时针
B．圆环进入磁场的过程可能做匀速直线运动
C．圆环进入磁场的过程中，通过导体某个横截面的电荷量为
D．圆环进入磁场的过程中，电阻产生的热量为2mgR
11.（多选题）如图所示，当交流发电机的线圈平面绕轴OO′转到与磁场方向平行时，下列说法正确的是（ ）
A．穿过线圈的磁通量为零 B．穿过线圈的磁通量最大
C．线圈产生的感应电动势为零 D．线圈产生的感应电动势最大
12.（多选题）如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R．线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动，从图示位置开计时（ ）
A．当转过60°时，感应电流的瞬时值为
B．当转过60°时，感应电流的瞬时值为
C．在转过60°过程中，感应电动势的平均值为
D．当转过90°过程中，感应电流的有效值为
13.（多选题）如图，将额定电压为60V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上，闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表（均为理想电表）的示数分别为220V和2.2A，以下判断正确的是（ ）
A．变压器输入功率为484W
B．通过原线圈的电流的有效值为0.6A
C．通过副线圈的电流的最大值为2.2A
D．变压器原、副线圈匝数比n1：n2=11：3
14.（多选题）如图所示，一个电阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路．线圈的半径为r1.在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示．图线与横、纵轴的交点坐标分别为t0和B0.导线的电阻不计．在0至t1时间内，下列说法正确的是( )
A．R1中电流的方向由a到b通过R1 B．电流的大小为
C．线圈两端的电压大小为 D．通过电阻R1的电荷量
二、填空题（共8分）
15.（8分）矩形线圈abcd，长ab=20cm，宽bc=10cm，匝数n=200，线圈回路总电阻R=5Ω．整个线圈平面内均有垂直于线框平面的匀强磁场穿过，若匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图所示，则：
（1）穿过线圈的磁通量的变化率为________Wb/s；
（2）线圈回路中产生的感应电流为________A；
（3）当t=0.3s时，线圈的ab边所受的安培力为________N；
（4）在1min内线圈回路产生的焦耳热为________J．
三、解答题（16题8分，17题9分，18题8分，19题11分）
16.（8分）如图所示，匀强磁场B=1.0T，有一个N=15匝的矩形线圈，其=0.2m， =0.1m，线圈电阻r=1Ω，在磁场中绕垂直磁场中心轴OO′转动，转速n=300转/min，线圈两端接有“6V、12W”的灯泡，当线圈通过中性面时开始计时，求：
（1）线圈中感应电动势的瞬时值表达式；
（2）灯泡消耗的实际功率．
17.（9分）如图所示，边长为L、电阻为R、质量为m的正方形线框abcd放在光滑水平面上，其右边有一磁感应强度大小为B、方向竖直向上的有界匀强磁场，磁场宽度为L，左边界与线框的ab边相距为L。线框在水平恒力F作用下由静止向右运动，cd边进入磁场前已做匀速运动。求线框
（1）匀速运动时的速度大小v；
（2）进入磁场过程中通过线框横截面的电荷量q；
（3）通过磁场区域的过程中产生的焦耳热Q。
18.（8分）某发电机输出功率是100kW，输出电压是250V，从发电机到用户间的输电线总电阻R是8Ω，要使输电线上的功率损失为5%，而用户得到的电压正好为220V，求升压变压器和降压变压器（都认为是理想变压器）的匝数比各是多少？
19.(11分)如下图所示,MN、PQ为足够长的光滑平行导轨,间距L=0.5 m.导轨平面与水平面间的夹角θ=30°.NQ⊥MN,NQ间连接有一个R=3 Ω的电阻.有一匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B0=1 T.将一根质量为m=0.02 kg的金属棒ab紧靠NQ 放置在导轨上,且与导轨接触良好,金属棒的电阻r=2 Ω,其余部分电阻不计.现由静止释放金属棒,金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行.当金属棒滑行至cd处时速度大小开始保持不变,cd距离NQ为s=0.5 m,g=10 m/s2.
(1) 求金属棒达到稳定时的速度是多大.
(2) 金属棒从静止开始到稳定速度的过程中,电阻R上产生的热量是多少?
(3) 若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0,从此时刻起,让磁感应强度逐渐减小,可使金属棒中不产生感应电流,则t=1 s时磁感应强度应为多大?
答案
1.D 2.B 3.C 4.D 5.C 6.D． 7.C 8.B
9.C 10.AD 11.AD 12.ACD 13.BD 14.BD
15.（1）0.01 （2）0.4 （3）3.2 （4）48
16.解：转速n=300转/min=5r/s，角速度ω=2πn=10πrad/s
灯泡的电阻
（1）感应电动势的最大值=3π（V）
线圈中感应电动势的瞬时值表达式e=3πsin10πt（V）
（2）感应电动势的有效值（V）
感应电流
灯泡消耗的实际功率
答：（1）线圈中感应电动势的瞬时值表达式e=3πsin10πt（V）；
（2）灯泡消耗的实际功率为8.4W
17.（1）（2）（3）
18.解：由P=UI可得：
升压变压器的原线圈输入电流：
输电线上损失的功率：
由P损=I2R得；输电线上的电流
由得：升压变压器的匝数比
用户得到的功率 P4=P3=P1﹣P损=95×103W
由P=UI可得：降压变压器原线圈两端的电压
由得：
降压变压器的匝数比：
答：升压变压器和降压变压器的匝数比1分别为：1：16 190：11．
19.(1) 2 m/s(2) 0.006 J. (3) 0.1 T
解：(1) 在达到稳定速度前,金属棒的加速度逐渐减小,速度逐渐增大,达到稳定速度时,有
mgsin θ=FA, FA=BIL, E=BLv,
由以上四式代入数据解得v=2m/s.
(2)根据能量关系有：
电阻R上产生的热量QR=Q, 解得QR=0.006J.
(3)当回路中的总磁通量不变时,金属棒中不产生感应电流.此时金属棒将沿导轨做匀加速运动
mgsin θ=ma, x=vt+at2,
设t时刻磁感应强度为B,总磁通量不变有：BLs=B'L(s+x),
当t=1 s时,代入数据解得,此时磁感应强度B'=0.1 T.
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