2019-2020学年芜湖市高二下学期期中物理试卷(含答案解析)

2019-2020学年芜湖市高二下学期期中物理试卷

一、单选题（本大题共6小题，共24.0分）

1. 如图所示，a、b、c为三根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于等边三角形的3个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示，则在三角形中心O点处的磁感应强度( )

A. 方向向左

B. 方向向右

C. 方向向下

D. 大小为零

2. 如图示装置中，线圈A的左端接在滑动变阻器的中点，当滑动变阻器的滑动头由a端滑向b端的过程中，通过与线圈B相连的电阻R上的感应电流的方向为( )

A. 由c经R到d

B. 先由c经R到d，后由d经R到c

C. 由d经R到c

D. 先由d经R到c，后由c经R到d

3. 如图甲、乙所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯泡A的电阻，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则( )

A. 在电路甲中，断开S后，A将立即变暗

B. 在电路甲中，断开S后，A将先变得更亮，然后才逐渐变暗

C. 在电路乙中，闭合S后，A将逐渐变亮

D. 在电路乙中，断开S后，A将先变得更亮，然后才逐渐变暗

4. 如图所示，条形磁铁用细线悬挂在O点．O点正下方固定一个水平放置的铝线圈．让磁铁在竖直面内摆动，下列说法中正确的是( ) A. 磁铁左右摆动一次，线圈内感应电流的方向改变3次

B. 磁铁始终受到感应电流磁场的斥力作用

C. 磁铁所受到的感应电流对它的作用力有时是阻力有时是动力

D. 线圈对桌面的压力始终不变

5. 一交变电流随时间变化的图象如图所示，此交变电流的有效值是( )

A. 7A

B. 5√2𝐴

C. 7√2𝐴

D. 10A

6. 为了演示“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”的现象，老师做了这样的演示实验：如图所示，铝制水平横梁两端各固定一个铝环，其中A环是闭合的，B环是断开的，横梁可以绕中间的支点在水平面内转动。当装置静止不动时，用一磁铁的N极去接近A环，发现A环绕支点沿顺时针(俯视)方向转动。若不考虑空气流动对实验结果的影响，关于该实验，下列说法中正确的是( )

A. 若用磁铁的S极接近A环，A环也将绕支点沿顺时针(俯视)方向转动

B. 制作A、B环的材料只要是金属就行，很薄的铁环也可以得到相同的实验效果

C. 制作A、B环的材料用绝缘材料也可以得到相同的实验效果

D. 磁铁接近A环的过程中，A环将有扩张的趋势

二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）

7. 如图甲所示，半径𝑟=1𝑚、电阻𝑅=𝑙𝛺的金属圆环关于虚线左、右对称。虚线左侧存在垂直于环面向里、按图乙中图线所示规律变化的匀强磁场，则线圈中( )

A. 感应电流方向为逆时针方向 B. 感应电动势大小为𝜋2𝑉

C. 感应电动势大小为𝜋4𝑉 D. 线圈中的感应电流大小为𝜋2𝐴

8. 如图所示一个圆形线框，上半部ACB电阻为𝑅1，下半部ADB电阻为𝑅2，质量为m，半径为r，水平垂直纸面向里的有界磁场的高度恰为r，磁场边界水平，磁感应强度大小为B，当线圈从距离磁场上边界高度为h处开始自由下落，当直径AB与磁场下边缘重合瞬间，线圈恰好达到平衡态，则( )

A. 刚达到平衡态时的速度为𝑚𝑔(𝑅1+𝑅2)4𝐵2𝑟2

B. 从进入磁场到刚达平衡态时，电流方向先沿顺时针方向，后沿逆时针方向，达平衡态时电流大小为𝑚𝑔2𝐵𝑟

C. 达到平衡态瞬间ACB部分消耗的电功率为𝑚2𝑔2𝑅14𝐵2𝑟2

D. 从开始到刚至平衡态的过程中，通过线框横截面的电荷量为𝜋𝐵𝑟22(𝑅1+𝑅2)

9. 一个匝数𝑁=100匝的平面线圈所包围的面积𝑆=0.02𝑚2，在匀强磁场𝐵=0.5𝑇中绕垂直于磁感线的轴以角速度𝜔=100𝜋𝑟𝑒𝑑/𝑠匀速转动时，在线圈中产生交流电，若自线圈通过中性面时开始计时，那么下列能够反映线圈中感应电动势随时间变化的图象是( ) A. B.

C. D.

10. 我国交流电的表达式为𝑈=311𝑠𝑖𝑛100𝜋𝑡(𝑉)，以下关于我国交流电的说法正确的是( )

A. 交流电的周期是0.01𝑠

B. 交流电的电压最大值是311V

C. 交流电的电压有效值是220V

D. 该交流电不可直接给一个标有“220V、40W”的灯泡供电

三、填空题（本大题共4小题，共20.0分）

11. 航母上飞机弹射起飞利用的电磁驱动原理如图所示。当固定线圈突然通电时，线圈左侧的金属环被弹射出去。则闭合S瞬间，从右侧看环中产生______(填“顺时针”或“逆时针”)方向的感应电流；对调电池的正负极，重复实验，环将向______(填“左”或“右”)运动。 12. 如图所示，线圈为100匝，在2s内穿过线圈的磁通量由0.04𝑊𝑏均匀增大到0.08𝑊𝑏，这2s时间内线圈产生的感应电动势为______V，如果线圈回路的总电阻为1𝛺，则感应电流是______A.

13. 如图所示为由一个原线圈𝑁1和两个副线圈𝑁2、𝑁3组成的理想变压器，已知𝑁1：𝑁2：𝑁3=4：2：1，电阻𝑅=3𝛺，副线圈N2接2个“6𝑉 6𝑊”灯泡，副线圈N3接4个3W的灯泡，所有灯泡均正常发光，求

(1)3𝑊灯泡的额定电压

(2)电源的输出功率。

14. 一个电热器接到55V的直流电源上所产生的热功率刚好是接到某交流电源上产生的热功率的116，那么，这个交流电源的路端电压是______V；先后两次通过电热器的电流之比为______．

四、实验题（本大题共1小题，共6.0分）

15. 如图所示的电路可用来研究电磁感应现象及判定感应电流的方向

(1)将线圈𝐿1插入线圈𝐿2中，合上开关S，能使线圈𝐿2中感应电流的磁场方向与线圈𝐿1中原磁场方向相反的实验操作是( )

A.插入铁芯F 𝐵.拔出线圈𝐿1

C.使变阻器阻值R变小 𝐷.断开开关S (2)某同学第一次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端快速滑到右端，第二次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端慢慢滑到右端，发现电流计的指针摆动的幅度大小不同，第一次比第二次的幅度_____(填写“大”或“小”)，原因是线圈中的_________________________(填写“磁通量”或“磁通量的变化”或“磁通量变化率”)第一次比第二次的大。

五、计算题（本大题共3小题，共34.0分）

16. 一个电阻为r、边长为L的正方形线圈abcd共N匝，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感应线的轴𝑂𝑂′以如图所示的角速度𝜔匀速转动，外电路电阻为R。

(1)图中此刻线圈是否有感应电流？如果有，方向如何？如果没有，说明原因。

(2)该交流电电流方向每秒改变多少次？

(3)线圈转动过程中感应电动势的最大值有多大？

(4)写出从图示位置开始计时线圈中感应电动势的瞬时值表达式；

(5)线圈平面与磁感应夹角为60°时的感应电动势为多大？

(6)设发电机上柴油机带动，其他能量损失不计，线圈转一周，柴油机做多少功？

(7)从图位置开始，线圈转过90°的过程中通过R的电量是多少？

(8)图中电流表和电压表的示数各是多少？

17. 如图所示，光滑绝缘的倾斜框架放在方向竖直向下的匀强磁场中，倾角为𝜃=45°、宽度为𝐿=0.2𝑚。导体棒水平放置在框架上，且和电动机并联成右侧电路，电源的电动势𝐸=6𝑉、内电阻𝑟=1𝛺，电动机的额定电压为𝑈=4𝑉，额定功率为𝑃=2𝑊.开关闭合后，电动机正常工作，导体棒静止在框架上，已知匀强磁场的磁感应强度为𝐵=2𝑇，重力加速度𝑔=10𝑚/𝑠2，不计导线对导体棒的作用力，求：

(1)通过导体棒的电流；

(2)导体棒的质量。

18. 如图所示，不计电阻的U形导轨水平放置，导轨宽𝑙=0.5𝑚，左端连接阻值为0.4𝛺的电阻R，在导轨上垂直于导轨放一电阻为0.1𝛺的导体棒MN，并用水平轻绳通过定滑轮吊着质量为𝑚=2.4𝑔的重物，图中𝐿=0.8𝑚，开始重物与水平地面接触并处于静止，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度𝐵0=0.5𝑇，并且△𝐵△𝑡=0.1(𝑇/𝑠)的规律在增大，不计摩擦阻力，求：

(1)回路的感应电流强度I为多大？

(2)至少经过多长时间才能将重物吊起？(𝑔=10𝑚/𝑠2)

【答案与解析】

1.答案：B

解析：解：根据右手螺旋定则，电流a在O产生的磁场平行于bc向右，b电流在O产生的磁场平行ac指向右下方，电流c在O产生的磁场平行ab指向右上方；由于三导线电流相同，到O点的距离相同，根据平行四边形定则，则合场强的方向向右，故ACD错误，B正确．

故选：B．

根据右手螺旋定则判断出直导线在o点的磁场方向，根据平行四边形定则，对磁感应强度进行合成，得出C点的合场强的方向．

解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断电流周围的磁场方向，以及知道磁感应强度的合成遵循平行四边形定则．

2.答案：B

解析：解：当滑片从a到中点处，穿过线圈A电流从右向左，且大小减小，依据安培定则，穿过线圈B的磁场方向向右且减小，

根据楞次定律，则有感应电流方向由c经R到d，

当滑片从中点到b处，穿过线圈A电流从左向右，且大小减小，依据安培定则，穿过线圈B的磁场方向向左且减小，

根据楞次定律，则有感应电流方向d经R到c，故ACD错误，B正确；

故选：B。

根据安培定则，与楞次定律，结合电流方向，即可判定感应电流方向。

考查安培定则与楞次定律的应用，掌握产生感应电流的条件，注意判定穿过线圈B的磁场方向，且大小变化是解题的关键。

3.答案：D

解析：解：AB、在电路甲中，断开S，由于线圈阻碍电流变小，导致A将逐渐变暗，因通过线圈L的电流小于电阻R，则不会出现闪亮现象，故AB错误；

C、在电路乙中，闭合S后，A与电阻R串联接入电源，则其将立即变亮，故C错误；