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陕西省西安市部分学校2023-2024学年高二下学期期中检测物理试卷（原卷版+解析版）
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1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
考试时间为75分钟，满分100分
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 如图甲所示为交流发电机、定值电阻R、交流电流表A组成的闭合回路，线圈ABCD逆时针方向转动，图示位置磁感线与线圈平面平行，图乙所示为通过线圈的磁通量随时间t的变化关系图像，下列说法正确的是（ ）
A. 、时刻线圈中感应电动势最小
B. 、时刻电阻R两端的电压为零
C. 线圈转动到图示位置时，线圈中磁通量变化率为零
D. 线圈转动到图示位置时，感应电流方向为
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据题图乙，由交流发电机工作原理可知，在、时刻，穿过线圈的磁通量为零，但磁通量变化率却最大，则线圈中产生的感应电动势最大，故A错误；
B．由题图乙知线圈在、时刻，穿过线圈的磁通量最大，感应电动势为0，则R两端的电压为0，故B正确；
C．线圈转到题图甲所示位置时，穿过线圈中的磁通量为零，但磁通量变化率却最大，故C错误；
D．线圈ABCD逆时针方向转动，根据右手定则可判断当线圈转动到题图甲所示位置时，感应电流方向为D→C→B→A→D，故D错误。
故选B。
2. 如图所示，为某交流发电机产生的交变电流随时间变化的规律，下列说法中正确的是（ ）
A. 在t=0.01s时电流改变方向
B. 该交变电流的有效值为10A
C. 该交变电流的频率为25Hz
D. 该交变电流的表达式为
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知t=0.02s时电流从正值变成负值，即此时电流方向改变，故A错误；
B．交变电流的有效值为
故B错误；
C．由图可知交变电流的周期为
所以频率为
故C正确；
D．该交变电流的瞬时值表达式为
故D错误。
故选C。
3. 匝数为100匝的线圈通有如图所示的交变电流(图中曲线为余弦曲线的一部分)，单匝线圈电阻r＝0.02Ω，则在0～10s内线圈产生的焦耳热为( )
A. 80JB. 85JC. 90JD. 125J
【答案】B
【解析】
【详解】根据有效值的定义方法可知：
（）2R×+22×=I2RT
解得
I=A
总电阻为
r=100×0.02=2Ω；
则10s内产生的焦耳热
Q=I2rt=（）2×2×10=85J；
故选B．
【点睛】本题要注意明确该交流电中前二分之一周期为正弦交流电的四分之一周期，该时间内的有效值和最大值之间的关系仍然为.
4. 如图所示，洛伦兹力演示仪由励磁线圈、玻璃泡、电子枪等部分组成。励磁线圈是一对彼此平行的共轴的圆形线圈，它能够在两线圈之间产生匀强磁场。玻璃泡内充有稀薄的气体，电子枪在加速电压下发射电子，电子束通过泡内气体时能够显示出电子运动的径迹。若电子枪垂直磁场方向发射电子，给励磁线圈通电后，能看到电子束的径迹呈圆形。若只增大电子枪的加速电压或励磁线圈中的电流，下列说法正确的是（ ）
A. 若增大励磁线圈中电流，电子做圆周运动的半径将变大
B. 若提高电子枪加速电压，电子做圆周运动的半径将变小
C. 若增大励磁线圈中电流，电子做圆周运动的周期将变小
D. 若提高电子枪加速电压，电子做圆周运动的周期将变小
【答案】C
【解析】
【详解】根据电子所受洛伦兹力的方向结合右手定则判断励磁线圈中电流方向是逆时针方向，电子在加速电场中加速，由动能定理有
电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，有
解得
周期
AC．增大励磁线圈中的电流，电流产生磁场的磁感应强度增强，由半径公式可得，电子束的轨道半径变小，周期变小，故A错误；C正确。
BD．提高电子枪的加速电压，由半径公式可知电子束的轨道半径变大，而周期不变，故BD错误；
故选C。
5. 如图所示，在xOy坐标系的第I象限内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场。一带电粒子在P点以与x轴正方向成60°的方向垂直磁场射入，并恰好垂直于y轴射出磁场。已知带电粒子质量为m、电荷量为q，，不计带电粒子重力。根据上述信息可以得出（ ）
A. 带电粒子带负电B. 带电粒子在磁场中运动的半径为
C. 带电粒子在磁场中运动的速率为D. 带电粒子在磁场中运动的时间为
【答案】D
【解析】
【详解】A．依题意，可画出粒子在磁场中运动轨迹以及圆心的所在位置如图所示
由左手定则判断知该粒子带正电，故A错误；
B．根据几何关系，可得带电粒子在磁场中运动的半径为
故B错误；
C．由洛伦兹力提供向心力，即
可得带电粒子在磁场中运动的速率为
故C错误；
D．根据几何关系，可得粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角为
粒子在磁场中运动的周期
可得带电粒子在磁场中运动的时间为
故D正确。
故选D。
6. 如图甲所示，理想变压器原线圈接在一正弦交变电源上，M、N是输入端，原线圈匝数匝，副线圈的匝数匝，变压器副线圈连接三个定值电阻，，。已知中电流随时间t变化的规律如图乙所示，电压表和电流表可视为理想电表，则（ ）
A. 通过副线圈的电流有效值为B. 电压表的示数为1000V
C. 电流表的示数为1.8AD. 变压器的输入功率为1440W
【答案】B
【解析】
【详解】由图乙可知，中电流最大值
则中电流有效值
电阻和电阻并联，电流之比和电阻成反比，故
故中电流有效值
通过副线圈的电流有效值
故A错误；
B．电阻两端电压
电阻两端电压
副线圈两端电压
又
得原线圈两端电压
电压表的示数为原线圈电压的有效值，故B正确；
C．根据理想变压器输入功率和输出功率相等，得
得电流表的示数
故C错误；
D．变压器的输入功率
故D错误。
故选B。
7. 如图所示，一电阻为R的导线弯成边长为L的等边三角形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直于闭合回路所在的平面向里。下列对三角形导线以速度v向右匀速进入磁场过程中的说法正确的是（ ）
A. 回路中感应电流方向为顺时针方向B. 回路中感应电动势的最大值为BLv
C. 导线所受安培力的大小可能不变D. 通过导线横截面的电荷量为
【答案】D
【解析】
【详解】A．在闭合电路进入磁场的过程中，通过闭合电路的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向，故A错误；
B．当三角形闭合回路进入磁场一半时，此时等效长度最大，为，感应电动势最大，为
故B错误；
C．线框进入磁场的有效长度先变大后减小，感应电动势先变大后减小，则感应电流先变大后减小，根据
可知，导线所受安培力的大小先变大后减小，故C错误；
D．通过导线横截面的电荷量为
故D正确。
故选D。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目，要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 昆明石龙坝水电站是中国第一座水电站，距离昆明30km，最初装机容量为480kW，如图所示为电站向昆明某片区供电的示意图，若忽略发电机内阻，变压器为理想变压器，在装机容量内，用户功率增大，下列说法正确的是（ ）
A. 输电电压增大B. 输电效率增大
C. 发电厂的输出功率增大D. 输电线路损失功率增大
【答案】CD
【解析】
【详解】A．发电机的输出电压不变，升压变压器的匝数比不变，输电电压就不变。A错误；
B．若输电电流为I，输电电压为U，输电功率为P
P=UI
输电损失的功率为
因为用户功率增大，输电电流增大，所以输电效率减小，B错误；
C．根据
P=UI
输电电流增大，发电厂的输出功率增加，C正确；
D．根据
输电电流增大，输电线损失的功率增大，D正确。
故选CD。
9. 如图所示，单匝线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边以角速度匀速转动，其线圈中感应电动势的峰值为，闭合回路中两只相同的灯泡亮度恰好相同。则（ ）
A. 若抽去电感器L的铁芯，灯泡亮度不变
B. 若增大线圈转动角速度，则灯泡将比更亮
C. 若减小电容器C两极板间正对面积，则灯泡变暗
D. 线圈在图示位置时，穿过它的磁通量为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．若抽去电感器L的铁芯，感抗减小，灯泡亮度变亮，故A错误；
B．若增大线圈转动角速度，则交流电频率增大，电容容抗减小，电感感抗增大，则灯泡将比更亮，故B正确；
C．根据
若减小电容器C两极板间的正对面积，电容器的电容减小，容抗增大，则灯泡变暗，故C正确；
D．感应电动势的峰值为
线圈在图示中位置为中性面，此时线圈上产生的感应电动势最小，穿过它的磁通量最大，为
故D正确。
故选BCD。
10. 如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦式交流电动势随时间变化的图像，当调整线圈转速后，所产生电动势随时间变化的图像如图线b所示，以下说法正确的是（ ）
A. 图线a和b对应的转速之比为
B. 两种情况在0.3s时通过线圈的磁通量相同
C. 图线a和b对应的电动势有效值之比为
D. 图线a和b对应的交流电接在同一电阻两端时，在相等时间内产生的焦耳热之比为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由图可知
图线a和b对应的转速之比
故A正确；
B．时，图线a的线圈平面与中性面垂直，穿过线圈的磁通量为0；图线b的线圈平面在中性面上，穿过线圈的磁通量最大。故B错误；
C．由最大值表达式及有效值表达式可得
故C正确；
D．焦耳热之比
故D错误
故选AC。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学在做探究电磁感应现象规律的实验中，她选择了一个灵敏电流计G，在没有电流通过灵敏电流计的情况下，电流计的指针恰好指在刻度盘中央。她先将灵敏电流计G连接在图甲所示的电路中，电流计的指针如图甲中所示。
（1）为了探究电磁感应规律，该同学将灵敏电流计G与一螺线管串联，如图乙所示。通过分析可知图乙中的条形磁铁的运动情况是__________ (填“向上拔出”或“向下插入”)
（2）该同学将灵敏电流计G接入图丙所示的电路。此时电路已经连接好，A线圈已插入B线圈中，请问灵敏电流计中电流方向与螺线管B中导线的绕向__________ (填“有”或“没有”)关系。她合上开关后，灵敏电流计的指针向右偏了一下，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是__________。
A．断开开关 B．在A线圈中插入铁芯
C．变阻器的滑片向右滑动 D．变阻器的滑片向左滑动
【答案】 ①. 向下插入 ②. 有 ③. AC##CA
【解析】
【详解】（1）[1]由图甲可知，电流从灵敏电流计的左接线柱流入，指针往左偏；由图乙可知，螺线管中的电流方向为逆时针方向（从下往上看），根据安培定则，螺线管中感应电流的磁场方向竖直向下；条形磁铁在螺线管中的磁场方向（原磁场方向）竖直向上，可见感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，根据楞次定律可知穿过线圈的原磁通量增加，所以条形磁铁向下插入线圈．
（2）[2]由右手螺旋定则可知，用右手握住螺线管，四指的方向和电流方向相同，大拇指指的方向为N极方向，螺线管B中导线的绕向不同，则灵敏电流计中电流方向不同，故灵敏电流计中电流方向与螺线管B中导线的绕向有关；
[3]A．合上开关后，灵敏电流计的指针向右偏了，说明B线圈中磁通量增加时，电流计指针右偏：现在要使灵敏电流计的指针向左偏转，因此穿过B线圈的磁通量应该减小；断开开关，则穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，线圈B中产生的感应电流方向与开关合上瞬间线圈中的感应电流方向相反，灵敏电流计左偏，故A正确；
B．在A线圈中插入铁芯，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知，线圈中产生的电流方向与开关合上瞬间线圈中的电流方向相同，灵敏电流计指针右偏，故B错误；
C．由图丙可知，变阻器的滑片向右滑动，电路中的电流减小，线圈A的磁感应强度减小，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律，线圈B中产生的感应电流方向与开关合上瞬间线圈中的感应电流方向相反，灵敏电流计左偏，故C正确；
D．由图丙可知，变阻器的滑片向左滑动，电路中的电流增大，线圈A的磁感应强度增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律，线圈B中产生的感应电流方向与开关合上瞬间线圈中的感应电流方向相同，灵敏电流计右偏，故D错误。
故选AC
12. 某同学在实验室进行探究变压器原、副线圈电压与匝数关系的实验。
（1）现有闭合的铁芯及粗导线、细导线各一根，要求学生自制一降压变压器，应用__________（选填“粗”或“细”）导线制成原线圈。
（2）实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别，原因可能是__________。
A. 原、副线圈上通过的电流发热B. 铁芯在交变磁场作用下发热
C. 变压器铁芯漏磁D. 原线圈输入电压发生变化
（3）在实验中，该同学保持原线圈的电压以及副线圈的匝数不变，仅增加原线圈的匝数，副线圈两端的电压将__________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
（4）现用自制的可拆变压器、学生电源、小灯泡及导线若干进行进一步探究。如图所示，开始横条铁芯放在U形铁芯的A侧上，现把横条铁芯慢慢推向B侧，此过程中小灯泡亮度逐渐__________（选填“变亮”或“变暗”）。
【答案】（1）细 （2）ABC
（3）减小 （4）变亮
【解析】
【小问1详解】
根据变压器原副线圈的电流与匝数关系可知，降压变压器中，副线圈的电流较大，为了使线圈热功率较小，副线圈的电阻应较小，即副线圈应用粗导线制成，原线圈的电流较小，可用细导线制成原线圈。
【小问2详解】
AB．原副线圈上通过的电流发热，铁芯在交变磁场作用下发热，都会使变压器输出功率发生变化，从而导致电压比与匝数比有微小差别，故AB符合题意；
C．变压器铁芯漏磁，从而导致电压比与匝数比微小差别，故C符合题意；
D．原线圈输入电压发生变化，不会影响电压比和匝数比，故D不符合题意。
故选ABC。
【小问3详解】
根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系
在实验中，该同学保持原线圈的电压以及副线圈的匝数不变，仅增加原线圈的匝数，副线圈两端的电压将减小。
小问4详解】
将横条放在铁芯的A侧上，把横条慢慢推向B，此过程中副线圈B中的漏磁在逐渐减小，从而产生的感应电动势逐渐变大，故小灯泡亮度逐渐变亮。
13. 如图甲是回旋加速器的工作原理示意图，置于真空中半径为R的D形金属盒中，匀强磁场与盒面垂直，两盒间狭缝MN的间距很小，加在狭缝间的交变电压如图乙所示，电压的大小为，周期为。质量为m，电荷量为的粒子在时从D形金属盒的中心O处飘入狭缝，其初速度视为零，不考虑粒子在狭缝中的运动时间。求：
（1）粒子在狭缝间被加速的次数；
（2）粒子在回旋加速器中运动的总时间。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）粒子在D形金属盒中运动，速度最大时有
粒子的最大动能为
带电粒子的运动周期为
粒子在狭缝间被加速的的次数为
（2）粒子在回旋加速器中运动，一周期内被加速两次，粒子在回旋加速器中运动的总时间为
14. 有一条河流，河水流量，落差。现利用它来进行水力发电，发电机的输出电压恒为。水电站到用户之间要进行远距离输电，两地之间输电线的总电阻，认为所用的变压器都是理想变压器，用户所需电压为220V。
（1）若水电站机械能转化为电能的总效率，输电线上损耗的功率为发电机输出功率的5%。已知水的密度，取重力加速度。求：
①通过原线圈的电流I1；
②升压、降压变压器原、副线圈的匝数比。
（2）如果输送的电能供“220V100W”的电灯使用，求能够正常发光的电灯的盏数。
【答案】（1）①200A，② ， ；（2）760盏
【解析】
【详解】（1）每秒流水的质量为
水电站输出功率为
原线圈的电流为
解得
输电线损失的功率为
解得
升压变压器原、副线圈的匝数比为
用户得到的功率为
降压变压器原、副线圈的匝数比为
（2）正常发光的电灯的盏数为
15. 如图甲所示，两电阻不计的光滑金属导轨倾斜平行放置，间距，倾角，下端接的定值电阻，矩形区域CDEF内有垂直导轨平面向上的匀强磁场，DE边长，磁场磁感应强度B随时间t的变化情况如图乙所示。现将一质量，电阻的金属棒在导轨上端某处由静止释放，经运动到EF位置，进入磁场后，再运动后开始做匀速运动。g取，。求：
（1）0~1s时间内金属棒中电流的大小；
（2）金属棒刚进磁场时加速度的大小a；
（3）从金属棒刚进磁场到开始做匀速运动的过程中，定值电阻上产生的焦耳热。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）0～1s内，磁场均匀变化，设回路中感应电动势大小为，根据法拉第电磁感应定律有
金属棒中电流的大小
（2）设金属棒进入磁场前的加速度为，加速度为
金属棒刚进入磁场时速度为
设金属棒刚进磁场时磁感应强度为，切割磁感线产生的电动势为，金属棒中的电流为，刚进磁场时加速度的大小为a，由乙图得金属棒进入磁场后磁感应强度为
则切割磁感线产生的电动势为
金属棒中的电流为
由牛顿第二定律有
解得
（3）金属棒进磁场后磁感应强度始终为，设金属棒匀速运动时速度为，切割磁感线产生的电动势，金属棒中的电流，则
根据平衡条件有
解得
从金属棒刚进磁场到开始做匀速运动的过程中，这整个回路中产生的焦耳热为Q，则由能量守恒可得
解得
定值电阻上产生的焦耳热为
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
考试时间为75分钟，满分100分
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 如图甲所示为交流发电机、定值电阻R、交流电流表A组成的闭合回路，线圈ABCD逆时针方向转动，图示位置磁感线与线圈平面平行，图乙所示为通过线圈的磁通量随时间t的变化关系图像，下列说法正确的是（ ）
A. 、时刻线圈中感应电动势最小
B. 、时刻电阻R两端的电压为零
C. 线圈转动到图示位置时，线圈中磁通量变化率为零
D. 线圈转动到图示位置时，感应电流方向为
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据题图乙，由交流发电机工作原理可知，在、时刻，穿过线圈的磁通量为零，但磁通量变化率却最大，则线圈中产生的感应电动势最大，故A错误；
B．由题图乙知线圈在、时刻，穿过线圈的磁通量最大，感应电动势为0，则R两端的电压为0，故B正确；
C．线圈转到题图甲所示位置时，穿过线圈中的磁通量为零，但磁通量变化率却最大，故C错误；
D．线圈ABCD逆时针方向转动，根据右手定则可判断当线圈转动到题图甲所示位置时，感应电流方向为D→C→B→A→D，故D错误。
故选B。
2. 如图所示，为某交流发电机产生的交变电流随时间变化的规律，下列说法中正确的是（ ）
A. 在t=0.01s时电流改变方向
B. 该交变电流的有效值为10A
C. 该交变电流的频率为25Hz
D. 该交变电流的表达式为
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知t=0.02s时电流从正值变成负值，即此时电流方向改变，故A错误；
B．交变电流的有效值为
故B错误；
C．由图可知交变电流的周期为
所以频率为
故C正确；
D．该交变电流的瞬时值表达式为
故D错误。
故选C。
3. 匝数为100匝的线圈通有如图所示的交变电流(图中曲线为余弦曲线的一部分)，单匝线圈电阻r＝0.02Ω，则在0～10s内线圈产生的焦耳热为( )
A. 80JB. 85JC. 90JD. 125J
【答案】B
【解析】
【详解】根据有效值的定义方法可知：
（）2R×+22×=I2RT
解得
I=A
总电阻为
r=100×0.02=2Ω；
则10s内产生的焦耳热
Q=I2rt=（）2×2×10=85J；
故选B．
【点睛】本题要注意明确该交流电中前二分之一周期为正弦交流电的四分之一周期，该时间内的有效值和最大值之间的关系仍然为.
4. 如图所示，洛伦兹力演示仪由励磁线圈、玻璃泡、电子枪等部分组成。励磁线圈是一对彼此平行的共轴的圆形线圈，它能够在两线圈之间产生匀强磁场。玻璃泡内充有稀薄的气体，电子枪在加速电压下发射电子，电子束通过泡内气体时能够显示出电子运动的径迹。若电子枪垂直磁场方向发射电子，给励磁线圈通电后，能看到电子束的径迹呈圆形。若只增大电子枪的加速电压或励磁线圈中的电流，下列说法正确的是（ ）
A. 若增大励磁线圈中电流，电子做圆周运动的半径将变大
B. 若提高电子枪加速电压，电子做圆周运动的半径将变小
C. 若增大励磁线圈中电流，电子做圆周运动的周期将变小
D. 若提高电子枪加速电压，电子做圆周运动的周期将变小
【答案】C
【解析】
【详解】根据电子所受洛伦兹力的方向结合右手定则判断励磁线圈中电流方向是逆时针方向，电子在加速电场中加速，由动能定理有
电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，有
解得
周期
AC．增大励磁线圈中的电流，电流产生磁场的磁感应强度增强，由半径公式可得，电子束的轨道半径变小，周期变小，故A错误；C正确。
BD．提高电子枪的加速电压，由半径公式可知电子束的轨道半径变大，而周期不变，故BD错误；
故选C。
5. 如图所示，在xOy坐标系的第I象限内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场。一带电粒子在P点以与x轴正方向成60°的方向垂直磁场射入，并恰好垂直于y轴射出磁场。已知带电粒子质量为m、电荷量为q，，不计带电粒子重力。根据上述信息可以得出（ ）
A. 带电粒子带负电B. 带电粒子在磁场中运动的半径为
C. 带电粒子在磁场中运动的速率为D. 带电粒子在磁场中运动的时间为
【答案】D
【解析】
【详解】A．依题意，可画出粒子在磁场中运动轨迹以及圆心的所在位置如图所示
由左手定则判断知该粒子带正电，故A错误；
B．根据几何关系，可得带电粒子在磁场中运动的半径为
故B错误；
C．由洛伦兹力提供向心力，即
可得带电粒子在磁场中运动的速率为
故C错误；
D．根据几何关系，可得粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角为
粒子在磁场中运动的周期
可得带电粒子在磁场中运动的时间为
故D正确。
故选D。
6. 如图甲所示，理想变压器原线圈接在一正弦交变电源上，M、N是输入端，原线圈匝数匝，副线圈的匝数匝，变压器副线圈连接三个定值电阻，，。已知中电流随时间t变化的规律如图乙所示，电压表和电流表可视为理想电表，则（ ）
A. 通过副线圈的电流有效值为B. 电压表的示数为1000V
C. 电流表的示数为1.8AD. 变压器的输入功率为1440W
【答案】B
【解析】
【详解】由图乙可知，中电流最大值
则中电流有效值
电阻和电阻并联，电流之比和电阻成反比，故
故中电流有效值
通过副线圈的电流有效值
故A错误；
B．电阻两端电压
电阻两端电压
副线圈两端电压
又
得原线圈两端电压
电压表的示数为原线圈电压的有效值，故B正确；
C．根据理想变压器输入功率和输出功率相等，得
得电流表的示数
故C错误；
D．变压器的输入功率
故D错误。
故选B。
7. 如图所示，一电阻为R的导线弯成边长为L的等边三角形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直于闭合回路所在的平面向里。下列对三角形导线以速度v向右匀速进入磁场过程中的说法正确的是（ ）
A. 回路中感应电流方向为顺时针方向B. 回路中感应电动势的最大值为BLv
C. 导线所受安培力的大小可能不变D. 通过导线横截面的电荷量为
【答案】D
【解析】
【详解】A．在闭合电路进入磁场的过程中，通过闭合电路的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向，故A错误；
B．当三角形闭合回路进入磁场一半时，此时等效长度最大，为，感应电动势最大，为
故B错误；
C．线框进入磁场的有效长度先变大后减小，感应电动势先变大后减小，则感应电流先变大后减小，根据
可知，导线所受安培力的大小先变大后减小，故C错误；
D．通过导线横截面的电荷量为
故D正确。
故选D。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目，要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 昆明石龙坝水电站是中国第一座水电站，距离昆明30km，最初装机容量为480kW，如图所示为电站向昆明某片区供电的示意图，若忽略发电机内阻，变压器为理想变压器，在装机容量内，用户功率增大，下列说法正确的是（ ）
A. 输电电压增大B. 输电效率增大
C. 发电厂的输出功率增大D. 输电线路损失功率增大
【答案】CD
【解析】
【详解】A．发电机的输出电压不变，升压变压器的匝数比不变，输电电压就不变。A错误；
B．若输电电流为I，输电电压为U，输电功率为P
P=UI
输电损失的功率为
因为用户功率增大，输电电流增大，所以输电效率减小，B错误；
C．根据
P=UI
输电电流增大，发电厂的输出功率增加，C正确；
D．根据
输电电流增大，输电线损失的功率增大，D正确。
故选CD。
9. 如图所示，单匝线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边以角速度匀速转动，其线圈中感应电动势的峰值为，闭合回路中两只相同的灯泡亮度恰好相同。则（ ）
A. 若抽去电感器L的铁芯，灯泡亮度不变
B. 若增大线圈转动角速度，则灯泡将比更亮
C. 若减小电容器C两极板间正对面积，则灯泡变暗
D. 线圈在图示位置时，穿过它的磁通量为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．若抽去电感器L的铁芯，感抗减小，灯泡亮度变亮，故A错误；
B．若增大线圈转动角速度，则交流电频率增大，电容容抗减小，电感感抗增大，则灯泡将比更亮，故B正确；
C．根据
若减小电容器C两极板间的正对面积，电容器的电容减小，容抗增大，则灯泡变暗，故C正确；
D．感应电动势的峰值为
线圈在图示中位置为中性面，此时线圈上产生的感应电动势最小，穿过它的磁通量最大，为
故D正确。
故选BCD。
10. 如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦式交流电动势随时间变化的图像，当调整线圈转速后，所产生电动势随时间变化的图像如图线b所示，以下说法正确的是（ ）
A. 图线a和b对应的转速之比为
B. 两种情况在0.3s时通过线圈的磁通量相同
C. 图线a和b对应的电动势有效值之比为
D. 图线a和b对应的交流电接在同一电阻两端时，在相等时间内产生的焦耳热之比为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由图可知
图线a和b对应的转速之比
故A正确；
B．时，图线a的线圈平面与中性面垂直，穿过线圈的磁通量为0；图线b的线圈平面在中性面上，穿过线圈的磁通量最大。故B错误；
C．由最大值表达式及有效值表达式可得
故C正确；
D．焦耳热之比
故D错误
故选AC。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学在做探究电磁感应现象规律的实验中，她选择了一个灵敏电流计G，在没有电流通过灵敏电流计的情况下，电流计的指针恰好指在刻度盘中央。她先将灵敏电流计G连接在图甲所示的电路中，电流计的指针如图甲中所示。
（1）为了探究电磁感应规律，该同学将灵敏电流计G与一螺线管串联，如图乙所示。通过分析可知图乙中的条形磁铁的运动情况是__________ (填“向上拔出”或“向下插入”)
（2）该同学将灵敏电流计G接入图丙所示的电路。此时电路已经连接好，A线圈已插入B线圈中，请问灵敏电流计中电流方向与螺线管B中导线的绕向__________ (填“有”或“没有”)关系。她合上开关后，灵敏电流计的指针向右偏了一下，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是__________。
A．断开开关 B．在A线圈中插入铁芯
C．变阻器的滑片向右滑动 D．变阻器的滑片向左滑动
【答案】 ①. 向下插入 ②. 有 ③. AC##CA
【解析】
【详解】（1）[1]由图甲可知，电流从灵敏电流计的左接线柱流入，指针往左偏；由图乙可知，螺线管中的电流方向为逆时针方向（从下往上看），根据安培定则，螺线管中感应电流的磁场方向竖直向下；条形磁铁在螺线管中的磁场方向（原磁场方向）竖直向上，可见感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，根据楞次定律可知穿过线圈的原磁通量增加，所以条形磁铁向下插入线圈．
（2）[2]由右手螺旋定则可知，用右手握住螺线管，四指的方向和电流方向相同，大拇指指的方向为N极方向，螺线管B中导线的绕向不同，则灵敏电流计中电流方向不同，故灵敏电流计中电流方向与螺线管B中导线的绕向有关；
[3]A．合上开关后，灵敏电流计的指针向右偏了，说明B线圈中磁通量增加时，电流计指针右偏：现在要使灵敏电流计的指针向左偏转，因此穿过B线圈的磁通量应该减小；断开开关，则穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，线圈B中产生的感应电流方向与开关合上瞬间线圈中的感应电流方向相反，灵敏电流计左偏，故A正确；
B．在A线圈中插入铁芯，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知，线圈中产生的电流方向与开关合上瞬间线圈中的电流方向相同，灵敏电流计指针右偏，故B错误；
C．由图丙可知，变阻器的滑片向右滑动，电路中的电流减小，线圈A的磁感应强度减小，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律，线圈B中产生的感应电流方向与开关合上瞬间线圈中的感应电流方向相反，灵敏电流计左偏，故C正确；
D．由图丙可知，变阻器的滑片向左滑动，电路中的电流增大，线圈A的磁感应强度增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律，线圈B中产生的感应电流方向与开关合上瞬间线圈中的感应电流方向相同，灵敏电流计右偏，故D错误。
故选AC
12. 某同学在实验室进行探究变压器原、副线圈电压与匝数关系的实验。
（1）现有闭合的铁芯及粗导线、细导线各一根，要求学生自制一降压变压器，应用__________（选填“粗”或“细”）导线制成原线圈。
（2）实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别，原因可能是__________。
A. 原、副线圈上通过的电流发热B. 铁芯在交变磁场作用下发热
C. 变压器铁芯漏磁D. 原线圈输入电压发生变化
（3）在实验中，该同学保持原线圈的电压以及副线圈的匝数不变，仅增加原线圈的匝数，副线圈两端的电压将__________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
（4）现用自制的可拆变压器、学生电源、小灯泡及导线若干进行进一步探究。如图所示，开始横条铁芯放在U形铁芯的A侧上，现把横条铁芯慢慢推向B侧，此过程中小灯泡亮度逐渐__________（选填“变亮”或“变暗”）。
【答案】（1）细 （2）ABC
（3）减小 （4）变亮
【解析】
【小问1详解】
根据变压器原副线圈的电流与匝数关系可知，降压变压器中，副线圈的电流较大，为了使线圈热功率较小，副线圈的电阻应较小，即副线圈应用粗导线制成，原线圈的电流较小，可用细导线制成原线圈。
【小问2详解】
AB．原副线圈上通过的电流发热，铁芯在交变磁场作用下发热，都会使变压器输出功率发生变化，从而导致电压比与匝数比有微小差别，故AB符合题意；
C．变压器铁芯漏磁，从而导致电压比与匝数比微小差别，故C符合题意；
D．原线圈输入电压发生变化，不会影响电压比和匝数比，故D不符合题意。
故选ABC。
【小问3详解】
根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系
在实验中，该同学保持原线圈的电压以及副线圈的匝数不变，仅增加原线圈的匝数，副线圈两端的电压将减小。
小问4详解】
将横条放在铁芯的A侧上，把横条慢慢推向B，此过程中副线圈B中的漏磁在逐渐减小，从而产生的感应电动势逐渐变大，故小灯泡亮度逐渐变亮。
13. 如图甲是回旋加速器的工作原理示意图，置于真空中半径为R的D形金属盒中，匀强磁场与盒面垂直，两盒间狭缝MN的间距很小，加在狭缝间的交变电压如图乙所示，电压的大小为，周期为。质量为m，电荷量为的粒子在时从D形金属盒的中心O处飘入狭缝，其初速度视为零，不考虑粒子在狭缝中的运动时间。求：
（1）粒子在狭缝间被加速的次数；
（2）粒子在回旋加速器中运动的总时间。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）粒子在D形金属盒中运动，速度最大时有
粒子的最大动能为
带电粒子的运动周期为
粒子在狭缝间被加速的的次数为
（2）粒子在回旋加速器中运动，一周期内被加速两次，粒子在回旋加速器中运动的总时间为
14. 有一条河流，河水流量，落差。现利用它来进行水力发电，发电机的输出电压恒为。水电站到用户之间要进行远距离输电，两地之间输电线的总电阻，认为所用的变压器都是理想变压器，用户所需电压为220V。
（1）若水电站机械能转化为电能的总效率，输电线上损耗的功率为发电机输出功率的5%。已知水的密度，取重力加速度。求：
①通过原线圈的电流I1；
②升压、降压变压器原、副线圈的匝数比。
（2）如果输送的电能供“220V100W”的电灯使用，求能够正常发光的电灯的盏数。
【答案】（1）①200A，② ， ；（2）760盏
【解析】
【详解】（1）每秒流水的质量为
水电站输出功率为
原线圈的电流为
解得
输电线损失的功率为
解得
升压变压器原、副线圈的匝数比为
用户得到的功率为
降压变压器原、副线圈的匝数比为
（2）正常发光的电灯的盏数为
15. 如图甲所示，两电阻不计的光滑金属导轨倾斜平行放置，间距，倾角，下端接的定值电阻，矩形区域CDEF内有垂直导轨平面向上的匀强磁场，DE边长，磁场磁感应强度B随时间t的变化情况如图乙所示。现将一质量，电阻的金属棒在导轨上端某处由静止释放，经运动到EF位置，进入磁场后，再运动后开始做匀速运动。g取，。求：
（1）0~1s时间内金属棒中电流的大小；
（2）金属棒刚进磁场时加速度的大小a；
（3）从金属棒刚进磁场到开始做匀速运动的过程中，定值电阻上产生的焦耳热。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）0～1s内，磁场均匀变化，设回路中感应电动势大小为，根据法拉第电磁感应定律有
金属棒中电流的大小
（2）设金属棒进入磁场前的加速度为，加速度为
金属棒刚进入磁场时速度为
设金属棒刚进磁场时磁感应强度为，切割磁感线产生的电动势为，金属棒中的电流为，刚进磁场时加速度的大小为a，由乙图得金属棒进入磁场后磁感应强度为
则切割磁感线产生的电动势为
金属棒中的电流为
由牛顿第二定律有
解得
（3）金属棒进磁场后磁感应强度始终为，设金属棒匀速运动时速度为，切割磁感线产生的电动势，金属棒中的电流，则
根据平衡条件有
解得
从金属棒刚进磁场到开始做匀速运动的过程中，这整个回路中产生的焦耳热为Q，则由能量守恒可得
解得
定值电阻上产生的焦耳热为
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