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高二(下)第一次段考物理试卷
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这是一份高二(下)第一次段考物理试卷，共7页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
高二（下）第一次月考物理试卷
一、单选题（本大题共11小题，共34.0分）
1. 中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后农村电价过高，农民负担过重。其中客观原因是电网陈旧老化，近年来进行了农村电网改造。为了减少远距离输电线路上的电能损耗而降低电费价格，以下措施中切实可行的是（ ）
A. 提高输送功率 B. 应用超导材料做输电线
C. 提高输电电压 D. 减小输电导线的横截面积
2. 许多楼道照明灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启；而在白天，即使有声音它也没有反应，它的控制电路中可能接入的传感器是（ ）
①温度传感器 ②光传感器 ③声音传感器 ④热传感器。
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ②④
3. 闭合线圈的匝数为n，所围面积为S，总电阻为R，在△t时间内穿过每匝线圈的磁通量变化为△Φ，则通过导线横截面的电荷量为（ ）
A. n△ΦR B. △ΦnSR C. n△Φ△tR D. △ΦR
4. 电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系，根据这一发现，发明了许多电器设备．下列用电器中，没有利用电磁感应原理的是（ ）
A. 动圈式话筒 B. 日光灯镇流器 C. 磁带录音机 D. 白炽灯泡
5. 电感和电容对交流电的阻碍作用的大小不但跟电感、电容本身有关，还跟交流电的频率有关，下列说法中正确的是（ ）
A. 电感是通直流、阻交流，通高频、阻低频 B. 电容是通直流、阻交流，通高频、阻低频
C. 电感是通直流、阻交流，通低频、阻高频 D. 电容是通交流、隔直流，通低频、阻高频
6. 飞机在一定高度水平飞行时，由于地磁场的存在，其机翼就会切割磁感线，两机翼的两端点之间会有一定的电势差．若飞机在北半球水平飞行，且地磁场的竖直分量方向竖直向下，则从飞行员的角度看（ ）
A. 机翼左端的电势比右端的电势低 B. 机翼左端的电势比右端的电势高
C. 机翼左端的电势与右端的电势相等 D. 以上情况都有可能
7. 某一电热器接在U=110V的直流电源上，每秒产生的热量为Q；现把它改接到交流电源上，每秒产生的热量为2Q，则该交流电压的最大值Um是（ ）
A. 110V B. 1102V C. 220V D. 2202V
8. 图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l，磁场方向垂直纸面向里。abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为l。t=0时刻，bc边与磁场区域边界重合（如图）。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域。取沿a→b→c→d→a的感应电流方向为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是（ ）
A. B. C. D.
9. 如图1所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图2中曲线a、b所示，则（ ）
A. 两次t=0时刻线圈平面均与中性面垂直 B. 曲线a、b对应的线圈转速之比为2：3
C. 曲线a表示的交变电动势频率为0.25Hz D. 曲线b表示的交变电动势有效值为52V
10. 如图甲所示，导体棒MN置于水平导轨上，PQMN所围的面积为S，PQ之间有阻值为R的电阻，不
计导轨和导体棒的电阻。导轨所在区域内存在沿竖直方向的匀强磁场，规定磁场方向竖直向上为正，在0～2t0时间内磁感应强度的变化情况如图乙所示，导体棒MN始终处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A. 在0～t0和t0～2t0时间内，导体棒受到的导轨的摩擦力方向相同
B. 在0～t0内，通过导体棒的电流方向为N到M
C. 在t0～2t0内，通过电阻R的电流大小为SB0Rt0
D. 在0～2t0时间内，通过电阻R的电荷量为SB0R
11. 如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，开始时，开关S断开，当开关S接通时，下列说法中不正确的是（ ）
A. 副线圈两端M、N的输出电压减小 B. 副线圈输电线等效电阻R上的电压将增大
C. 通过灯泡L1的电流减小 D. 原线圈上电流增大
二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）
12. 如图所示的四个日光灯的接线图中，S1为启动器，S2、S3为电键，L为镇流器，能使日光灯正常发光的是（ ）
A. B. C. D.
13. 如图所示，带铁芯的电感线圈的电阻与电阻器R的阻值相同，A1和A2是两个完全相同的电流表，则下列说法中正确的是（ ）
A. 闭合S瞬间，电流表A1示数小于A2示数 B. 闭合S瞬间，电流表A1示数等于A2示数
C. 断开S瞬间，电流表A1示数大于A2示数 D. 断开S瞬间，电流表A1示数等于A2示数
14. 将阻值为5Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A. 电路中交变电流的频率为25Hz B. 通过电阻的电流为2A
C. 用交流电压表测得电阻两端的电压为5V D. 电阻消耗的电功率为2.5W
三、实验题探究题（本大题共2小题，共11.0分）
15. 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，实验室中备有下列可供选择的器材：
A．可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈）
B．条形磁铁 C．直流电源 D．多用电表 E．开关、导线若干
上述器材在本实验中不必用到的是______（填器材前的序号），本实验中还需用到的器材有______．
16. 图为“研究电磁感应现象”的实验装置。
（1）将图中所缺的导线补接完整。
（2）如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后可能现的情况有：（选填“左偏”、“右偏”或“不偏”）
①将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将______。
②原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针______。
四、计算题（本大题共5小题，共43.0分）
17. 如图所示，一个称为“千人震”的趣味物理小实验所用器材是一节电动势为1.5V的新干电池、几根导线、开关和一个用于日光灯上的镇流器，几位同学手拉手连成一排，另一位同学将电池、镇流器、开关用导线连接起来，并将它们和首、尾两位同学两只空着的手相连，在开关______（填“闭合”或“断开”）时就会使连成一排的同学都有触电的感觉，该实验的原理是______．
18. 如图所示，水平放置的平行金属导轨MN和PQ，相距L=0.50m，导轨左端接一电阻 R=0.20Ω，磁感应强度B=0.40T的匀强磁场方向垂直于导轨平面，导体棒ac垂直导轨放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。当ac棒以v=4.0m/s的速度水平向右匀速滑动时，求：
（1）ac棒中感应电动势的大小；（2）回路中感应电流的大小和方向；
（3）维持ac棒做匀速运动的水平外力F的大小和方向。
19. 如图所示，矩形线圈abcd的匝数为N=50匝，线圈ab的边长为l1=0.2m，bc的边长为l2=0.25m，在磁感应强度为B=0.4T的匀强磁场中，绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴匀速转动，转动的角速度ω=1002rad/s，若线圈自身电阻为r=1Ω，负载电阻R=9Ω．试求：
（1）穿过线圈平面的最大磁通量Φm；（2）线圈在图示位置（线圈平面与磁感线平行）时，感应电动势e的大小；（3）1min时间内电阻R上产生的焦耳热Q的大小．
20. 如图所示，学校有一台应急备用发电机，内阻为r=1Ω，升压变压器匝数比为n1：n2=1：4，降压变压器的匝数比为n3：n4=4：1，输电线总电阻为R线=4Ω，全校有22间教室，每间教室安装“220V 40W”的电灯6盏，要求所有的电灯都正常发光，求：（1）输电线上损耗的电功率P损多大？
（2）发电机的电动势E多大？
21. 如图所示，两根光滑固定导轨相距0.4m竖直放置，导轨电阻不计，在导轨末端P、Q两点用两根等长
的细导线悬挂金属棒cd．棒cd的质量为0.01kg，长为0.2m，处在磁感应强度为B0=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向里。相距0.2m的水平线MN和JK之间的区域内存在着垂直导轨平面向里的匀强磁场，且磁感应强度B随时间变化规律如图乙所示。在t=0时刻，质量为0.02kg、阻值为0.3Ω的金属棒ab从虚线MN上方0.2m高处，由静止开始释放，下落过程中保持水平，且与导轨接触良好。结果棒ab在t1时刻从上边界MN进入磁场中做匀速运动，在t2时刻从下边界JK离开磁场，g取10m/s2．求：（1）在0～t1时间内，电路中感应电动势的大小；（2）在t1～t2时间内，棒cd受到细导线的总拉力为多大；（3）棒cd在0～t2时间内产生的焦耳热。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】
解：A、提高输送功率，根据I=，输送电流较大，根据，知损失的功率较大。故A错误。
B、应用超导材料做输电线，根据，损失的功率为0，但成本太高。故B错误。
C、提高输电电压，根据I=，输送电流较小，根据，知损失的功率较小。故C正确。
D、减小输电导线的横截面积，增大了电阻，根据，知损失的功率较大。故D错误。
故选：C。
为了减少远距离输电线路上的电能损耗，根据，知减小电流和电阻来减小损失的功率。
解决本题的关键知道，知道可以通过增大输电电压，减小输电电流来减小损失功率，也可以通过减小输电线的电阻减小损失功率。
2.【答案】B
【解析】
解：楼道照明灯天黑时，出现声音它就开启；而在白天，即使有声音它也没有反应。原因是天黑没有光，则声音传感器起作用，当在白天声音传感器不起作用。所以电路中光传感器则安装在声音传感器之前。
故选：B。
传感器的作用是将温度、力、光、声音等非电学量转换为电学量。
热敏电阻是当温度变化时，导致电阻的阻值发生变化；而光敏电阻则是当有光时，其电阻的阻值发生变化。当它们起作用时，其电阻的阻值都是变小，而金属电阻则是变大。
3.【答案】A
【解析】
解：由法拉第电磁感应定律：E=N
再由殴姆定律：I=
而电量公式：Q=It
三式联立可得：Q=n
故选：A。
线圈的磁通量发生变化，导致线圈中产生感应电动势，从而出现感应电流。由法拉第电磁感应定律可求出电动势大小，再由殴姆定律求出线圈中的电流，最后可算出导线某一截面的电荷量。
对于线圈的磁通量与线圈的匝数无关，当匝数越多时，导致电动势越大，相当于多个电源串联起来。
4.【答案】D
【解析】
解：A、动圈式话筒利用电磁感应原理，将声音信号变成电信号。故A正确。
B、日光灯镇流器利用电磁感应原理使日光灯启动。故B正确。
C、磁带录音机利用电磁感应原理，将声音信号变成电信号。故C正确。
D、白炽灯泡利用电流的热效应，不是利用电磁感应原理。故D错误。
本题选择错误的，故选：D。
动圈式话筒、磁带录音机、日光灯镇流器利用电磁感应原理，而白炽灯泡不是利用电磁感应原理．
本题是常识问题，考查对家用电器原理的理解能力，比较简单．
5.【答案】C
【解析】
解：A、C，电感的特性：通直流，阻交流。通低频，阻高频。故A错误，C正确；
B、D，电容器的特性：通交流，隔直流，通高频，阻低频。故BD错误。
故选：C。
根据电容器和电感线圈的特性分析选择。电容器内部是真空或电介质，隔断直流。能充电、放电，能通交流，具有隔直通交、通高阻低的特性。电感线圈可以通直流，通过交流电时产生自感电动势，阻碍电流的变化，具有通直阻交，通低阻高的特性。
对于电容和电感的特性可以利用感抗和容抗公式记忆：XL=2πfL，XC=，L是电感，C是电容，f是频率。
6.【答案】B
【解析】
解：当飞机在北半球水平飞行时，由于地磁场的存在，且地磁场的竖直分量方向竖直向下，则由右手定则可判定机翼左端的电势比右端的电势高。若构成闭合电路则电流方向由机翼的右端流向左端，而机翼切割磁感线相当于电源，所以电源内部电流由负极流向正极。
故选：B。
由于地磁场的存在，当飞机在北半球水平飞行时，两机翼的两端点之间会有一定的电势差，相当于金属棒在切割磁感线一样．从飞行员角度看，磁场向下则由右手定则可判定机翼左端的电势比右端的电势高．
机翼的运动，类似于金属棒在磁场中切割磁感线一样会产生电动势，而电源内部的电流方向则是由负极流向正极的．
7.【答案】C
【解析】
解：设电热器的电阻为R。
当电热器接在U=110V的直流电源上时，Q=
当电热器改接到交流电源上时，2Q=
两式一比，得Um=2U=220V。
故选：C。
直流和交流求解焦耳热都可以运用焦耳定律，对于交流，要用有效值求解热量。采用比例法处理。根据有效值与最大值关系求出最大值。
本题关键在于根据有效值求交流电产生的热量。另外，求解交流电的功率、电功等也用有效值。
8.【答案】B
【解析】
解：A、D开始时bc边进入磁场切割磁感线，根据右手定则可知，电流方向为逆时针，即为负方向，故A错误；
当bc边开始出磁场时，回路中磁通量减小，产生的感应电流为顺时针，方向为正方向，故D错误，
B、C开始时bc边进入磁场切割磁感线，根据感应电动势大小公式：E=BLV可得，有效切割长度越来越长，感应电动势增大，故感应电流越来越大，且电流方向为负方向；当bc边开始出磁场时，根据感应电动势大小公式：E=BLV可得，切割长度越来越长，感应电动势增大，故感应电流越来越大，且电流方向为正方向。故B正确，C错误。
故选：B。
首先根据右手定则判断边cb刚进入磁场时回路中感应电流方向，再根据进入磁场中有效切割长度的变化，求出感应电流的变化，从而得出正确结果。
对于图象问题可以通过排除法判断，本题关键要理解感应电动势公式E=Blv中，L是有效切割长度，并掌握右手定则或楞次定律。
9.【答案】D
【解析】
解：A、在t=0时刻，感应电动势为零，可知线圈平面处于中性面位置，故A错误。
B、曲线a对应的周期，曲线b对应的周期，a、b的周期之比为2：3，转速n=，则a、b的转速之比为3：2，故B错误。
C、曲线a对应周期，则交流电动势的频率f=，故C错误。
D、曲线a对应感应电动势的最大值Eam=15V，根据知，a、b的角速度之比为3：2，根据Em=NBSω得，感应电动势的最大值之比为3：2，则b的最大感应电动势Ebm=10V，有效值，故D正确。
故选：D。
根据中性面具有的特点分析t=0时刻释放处于与中性面垂直面的位置；根据图象得出交流电的周期，从而得出转速之比；根据周期求出交流电的频率。根据感应电动势的最大值公式，结合角速度关系求出最大值之比，求出b的电动势最大值，根据最大值和有效值的关系求出b的电动势有效值。
解决本题的关键知道中性面的特点，以及会从图象中获取有用的信息，比如周期、电动势的峰值等，知道周期和转速、频率的关系，掌握感应电动势的峰值表达式，并能灵活运用。
10.【答案】B
【解析】
解：A、由图乙所示图象可知，0～t0内磁感应强度减小，穿过回路的磁通量减小，由楞次定律可知，为阻碍磁通量的减少，导体棒具有向右的运动趋势，导体棒受到向左的摩擦力，在t0～2t0内，穿过回路的磁通量增加，为阻碍磁通量的增加，导体棒有向左的运动趋势，导体棒受到向右的摩擦力，在两时间段内摩擦力方向相反，故A错误；
B、由图乙所示图象可知，在0～t0内磁感应强度减小，穿过闭合回路的磁通量减少，由楞次定律可知，感应电流沿逆时针方向，通过导体棒的电流方向为N到M，故B正确；
C、由图乙所示图象，应用法拉第电磁感应定律可得，在t0～2t0内感应电动势：E===，
感应电流为：I==，故C错误；
D、由图乙所示图象，应用法拉第电磁感应定律可得，在0～t0内感应电动势：E1===，
感应电流为：I1==，电荷量：q1=I1t1=；
由图乙所示图象，应用法拉第电磁感应定律可得，在t0～2t0内感应电动势：E2===，
感应电流为：I==，
电荷量q2=I2t2=，在0～2t0时间内，通过电阻R的电荷量q=q1+q2=，故D错误；
故选：B。
由楞次定律判断出导体棒的运动趋势，然后判断摩擦力方向；
由楞次定律求出感应电流方向；
由法拉第电磁感应定律求出感应电动势，然后由欧姆定律求出感应电流；
由法拉第电磁感应定律求出感应电动势，由欧姆定律求出感应电流，然后由电流定义式求出电荷量。
本题考查了判断摩擦力的方向、判断电流方向、求感应电流、求电荷量等问题，应用楞次定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、电流定义式即可正确解题；要全面正确理解楞次定律“阻碍”的含义。
11.【答案】A
【解析】
解：当开关S接通时，相当于增加了负载，副线圈中电阻减小，电流增大（同时原线圈中的电流也增大），R上的分压增大，灯泡两端的电压减小，故通过灯泡L1的电流减小，副线圈两端M、N的输出电压有匝数和原线圈两端的电压有关，保持不变，故A错误，BCD正确；
本题选错误的，故选：A。
负载增多电阻减小，利用动态分析的方法分析电流电压的变化，再根据变压器的匝数与电流电压的关系即可判断各项。
本题 结合变压器考查了电路的动态分析，方法是从部分电路的变化分析整体的变化然后再到部分。
12.【答案】AC
【解析】
解：能使日光灯正常发光的是A，当开关接通，通过线圈在灯管两端发热产生电子，当启动器温度降低，导致两极断开，从而使得镇流器产生很高电压，在加速运动的过程中，碰撞管内氩气分子，使之迅速电离。从而管壁内的荧光粉发出近乎白色的可见光，同理可知，BD错误。
故选：AC。
当开关接通220伏的电压立即使启辉器的惰性气体电离，产生辉光放电．辉光放电的热量使双金属片受热膨胀，两极接触．电流通过镇流器、启辉器触极和两端灯丝构成通路．灯丝很快被电流加热，发射出大量电子．双金属片自动复位，两极断开．在两极断开的瞬间，电路电流突然切断，镇流器产生很大的自感电动势，与电源电压叠加后作用于管两端．灯丝受热时发射出来的大量电子，在灯管两端高电压作用下，以极大的速度由低电势端向高电势端运动．在加速运动的过程中，碰撞管内氩气分子，使之迅速电离．在紫外线的激发下，管壁内的荧光粉发出近乎白色的可见光．
日光灯正常发光后．由于交流电不断通过镇流器的线圈，线圈中产生自感电动势，自感电动势阻碍线圈中的电流变化，这时镇流器起降压限流的作用，使电流稳定在灯管的额定电流范围内，灯管两端电压也稳定在额定工作电压范围内．由于这个电压低于启辉器的电离电压，所以并联在两端的启辉器也就不再起作用了．
13.【答案】AD
【解析】
解：A、闭合S瞬间，由于线圈的电流变大，导致其产生电动势，从而阻碍电流的变大，所以电流表A1示数小于A2示数，故A正确；
B、闭合S瞬间，由于线圈的电流变大，导致其产生电动势，从而阻碍电流的变大，所以电流表A1示数小于A2示数，故B错误；
C、断开S瞬间，线圈电流变小，从而产生电动势，相当于电压会变小电源与电阻相串联，由于两电流表串联，所以电流表A1示数等于A2示数，故C错误；
D、断开S瞬间，线圈电流变小，从而产生电动势，相当于电压会变小电源与电阻相串联，由于两电流表串联，所以电流表A1示数等于A2示数，故D正确；
故选：AD。
电路中有线圈，当通过线圈的电流发生变化时会产生感应电动势去阻碍线圈中电流变化．
线圈电流增加，相当于一个电源接入电路，线圈左端是电源正极．当电流减小时，相当于一个电源，线圈左端是电源负极．
14.【答案】AD
【解析】
解：A、由图交变电流的周期T=4×10-2S，则频率f==25Hz．故A正确。
B、由图读出电动势的最大值为5V，则有效值为E=0.707Em，通过电阻的电流有效值I==A，故B错误。
C、电阻两端电压U=IR=V．故C错误。
D、电阻消耗的电功率P==2.5W，故D正确。
故选：AD。
由图读出周期，根据f=求出交变电流的频率．通过电阻的电流是指电流的有效值，根据图象读出电动势的最大值，由欧姆定律和有效值与最大值的关系求出电流的有效值，再求出电阻电压有效值，即交流电压表读数．用有效值求出电阻消耗的电功率．
本题考查理解物理图象的能力．由图象可直接读出电动势最大值和周期．对于交流电，没有特别的都是指有效值．
15.【答案】BC 低压交流电源
【解析】
解：A：变压器线圈两端的电压与匝数的关系：；所以需要知道原副线圈的匝数，可拆变压器就能满足条件．故A必用．
B：变压器的原理是互感现象的应用，是原线圈磁场的变化引起副线圈感应电流的变化，所以不需要外界的磁场，故B不必用到．
C：变压器的原理是互感现象的应用，是原线圈磁场的变化引起副线圈感应电流的变化，如果原线圈中通的是直流电源，则副线圈中不会有感应电流产生，故C不必用到，需要用到低压交流电源．
D：变压器线圈两端的电压与匝数的关系：，需要测电压，所以需要一个测电压的仪器．故D必用．
E：做电学实验，当然需要用到开关、导线，故E必用．
故答案为：上述器材在本实验中不必用到的是：BC，本实验中还需用到的器材有：低压交流电源
变压器线圈两端的电压与匝数的关系：；所以需要的器材有：可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈），多用电表（测电压），导线、开关，低压交流电源．
做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验时，需要按照原理去找实验器材．
16.【答案】右偏 左偏
【解析】
解：（1）探究电磁感应现象实验电路分两部分，要使原线圈产生磁场必须对其通电，故电源、开关、滑动变阻器、原线圈组成闭合电路，
灵敏电流计与副线圈组成另一个闭合电路；如图所示：
（2）在闭合电键时，穿过线圈的磁通量增加，灵敏电流计的指针向右偏了一下；
①闭合开关，将原线圈迅速插入副线圈时，穿过线圈的磁通量增加，灵敏电流计指针将右偏。
②原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，穿过线圈的磁通量减少，灵敏电流计指针左偏。
故答案为：（1）如图所示；（2）右偏；左偏。
（1）探究电磁感应现象实验电路分两部分，电源、开关、滑动变阻器、原线圈组成闭合电路，灵敏电流计与副线圈组成另一个闭合电路。
（2）磁场方向不变，磁通量的变化不变时电流方向不变，电流表指针偏转方向相同，磁通量的变化相反时，电流表指针方向相反。
本题考查研究电磁感应现象及验证楞次定律的实验，对于该实验注意两个回路的不同。知道磁场方向或磁通量变化情况相反时，感应电流反向是判断电流表指针偏转方向的关键。
17.【答案】断开 镇流器的自感现象
【解析】
解：当开关闭合后，镇流器与同学们并联，由于电源为1.5V的新干电池，所以电流很小．当断开时，镇流器电流发生变小，从而产生很高的瞬间电压，通过同学们身体有触电的感觉．
故答案为：断开；镇流器的自感现象
当开关闭合后，镇流器与同学们并联，由于电源为1.5V的新干电池，所以电流很小．当断开时，镇流器电流发生变化，导致镇流器产生很强的电动势，从而使同学们有触电的感觉．
镇流器中的线圈在电流发生变化时，产生很高的电压，相当于瞬间的电源作用．
18.【答案】解：
（1）根据法拉第电磁感应定律，ac棒中的感应电动势为
E=BLυ=0.40×0.50×4.0V=0.80V
（2）根据闭合电路欧姆定律，感应电流大小为 I=ER=0.800.20A=4.0A
由右手定则可知，回路中感应电流的方向为aMRPca（或逆时针方向）
（3）当ac棒向右匀速运动时，ac棒中有由c向a的电流，根据左手定则可知ac棒所受的磁场力F安水平向左。为维持ac棒做匀速运动，应施加一个与F安等值反向的水平外力F．即
F=F安=BIL=0.40×4.0×0.50N=0.80N
方向水平向右
答：（1）ac棒中感应电动势的大小为0.8V；
（2）回路中感应电流的大小为4A，方向aMRPca；
（3）维持ac棒做匀速运动的水平外力F的大小0.80N，方向水平向右。
【解析】
（1）导体垂直切割磁感线，由磁感应强度B、长度L、速度v，则公式E=BLv求出感应电动势。
（2）ac相当于电源，根据闭合电路欧姆定律求解感应电流大小。
（3）ac棒做匀速运动，水平外力F与安培力平衡，根据安培力公式F=BIL求解。
本题是电磁感应、电路和磁场知识的综合，考查分析和解决综合题的能力。
19.【答案】解：
（1）穿过线圈平面的最大磁通量
Φm=BS=Bl1 l2=0.4×0.2×0.25 Wb=0.02Wb
（2）线圈在图示位置时电动势达到最大值，
此时感应电动势的值为
e=Em=NBSω=NB l1 l2ω=50×0.4×0.2×0.25×1002V=1002V
（3）电动势的有效值为 E=Em2=100V
电流有效值为 I=ER+r=1009+1 A=10 A
电阻R上产生的热量为 Q=I2Rt=102×9×60J=5.4×104 J
答：（1）最大磁通量为为为0.02Wb；（2）感应电动势为1002V；（3）热量为5.4×104J．
【解析】
线框在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交变电流，根据规律可列出感应电动势的瞬时表达式，最大值与有效值的倍；每当线框通过中性面时，电流方向改变；当磁通量为零时，线框切割速度最大，产生的电动势也最大．
线框在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交变电流．而对于电表读数、求产生的热量均由交变电的有效值来确定，而涉及到耐压值时，则由最大值来确定．而通过某一电量时，则用平均值来求．
20.【答案】解：（1）所有电灯正常发光时消耗的功率为 P灯=40×22×6W=5280W=P4
由于灯正常发光时，降压变压器副线圈两端电压U4=220V，
所以降压变压器原线圈两端电压 U3U4=n3n4
解得：U4=41×220V=880V
两变压器之间输电线上的电流为 I线=P3U3=P4U3=5280880A=6A
输电线上损失的功率 P损=I线2R=62×4W=144W
（2）升压变压器副线圈两端电压 U2=U3+U损=（880+24）V=904V
升压变压器原线圈两端电压 U1=n1n2U2=14×904V=226V
升压变压器原线圈中的电流 I1=n2n1I线=41×6A=24A
发电机内阻上的电压 Ur=I1r=24V
发电机的电动势 E=U1+Ur=226V+24V=250V
【解析】
通过理想升压变压器T1将电送到用户附近，然后用理想降压变压器T2向远处用户供电家中．提升电压的目的是降低线路的功率损失，从而提高用户得到的功率．由教室获得的功率与正常发光的电压可求得，线路上的损失电压．再功率可算出输电上的电阻．由理想变压器的变压比与变流比可求出发电机的电动势．
理想变压器的输入功率与输出功率相等，且没有漏磁现象．远距离输电，由于导线通电发热导致能量损失，所以通过提高输送电压，从而实现降低电损．输电线上的损失功率与其电流的平方成正比，而与输电线两端的电压的平方成反比．
21.【答案】解：（1）ab棒做自由落体运动，
棒的位移：h=12gt12，解得：t1=2hg=0.2s，
磁感应强度的变化率：△B△t=0.5B0.2s=2.5T/s，
0-t1时间内的感应电动势：E1=△Φ△t=△B△tS=△B△tLabh=0.2V；
（2）ab棒匀速进入磁场区域，由平衡条件得：
BI2Lab=mabg，代入数据解得：I2=1A，
在时间t1-t2内，对cd棒，由平衡条件得：
FT=mcdg+B0I2Lcd，代入数据解得：FT=0.2N；
（3）ab棒刚进入磁场时的速度：v=gt1=2m/s，
ab棒刚进入磁场时的感应电动势：E2=BLabv=0.4V，
由图示电路图可知，Rcd=E2I2-Rab=0.1Ω，
在0-t1内感应电流：I1=E1Rab+Rcd=0.5A，
棒cd在0-t2内产生的焦耳热：Qcd=Q1+Q2=I12Rcdt1+I22Rcd•hv=0.015J；
答：（1）在0～t1时间内，电路中感应电动势的大小为0.2V；
（2）在t1～t2时间内，棒cd受到细导线的总拉力为多大为0.2N；
（3）棒cd在0～t2时间内产生的焦耳热为0.015J。
【解析】
（1）由自由落体运动运动规律求出ab棒的速度，由法拉第电磁感应定律求出感应电动势。
（2）对ab棒由平衡条件可以求出电流，对cd棒由平衡条件求出拉力。
（3）由E=BLv求出感应电动势，由欧姆定律求出电流，由焦耳定律求出焦耳热。
本题是一道力学、电磁感应与电路相结合的综合题，难度较大，分析清楚棒的运动过程、由图示图象求出磁感应强度的变化率是正确解题的关键，应用匀变速运动规律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、安培力公式与平衡条件、焦耳定律可以解题。
高二（下）第一次月考物理试卷
一、单选题（本大题共11小题，共34.0分）
1. 中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后农村电价过高，农民负担过重。其中客观原因是电网陈旧老化，近年来进行了农村电网改造。为了减少远距离输电线路上的电能损耗而降低电费价格，以下措施中切实可行的是（ ）
A. 提高输送功率 B. 应用超导材料做输电线
C. 提高输电电压 D. 减小输电导线的横截面积
2. 许多楼道照明灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启；而在白天，即使有声音它也没有反应，它的控制电路中可能接入的传感器是（ ）
①温度传感器 ②光传感器 ③声音传感器 ④热传感器。
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ②④
3. 闭合线圈的匝数为n，所围面积为S，总电阻为R，在△t时间内穿过每匝线圈的磁通量变化为△Φ，则通过导线横截面的电荷量为（ ）
A. n△ΦR B. △ΦnSR C. n△Φ△tR D. △ΦR
4. 电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系，根据这一发现，发明了许多电器设备．下列用电器中，没有利用电磁感应原理的是（ ）
A. 动圈式话筒 B. 日光灯镇流器 C. 磁带录音机 D. 白炽灯泡
5. 电感和电容对交流电的阻碍作用的大小不但跟电感、电容本身有关，还跟交流电的频率有关，下列说法中正确的是（ ）
A. 电感是通直流、阻交流，通高频、阻低频 B. 电容是通直流、阻交流，通高频、阻低频
C. 电感是通直流、阻交流，通低频、阻高频 D. 电容是通交流、隔直流，通低频、阻高频
6. 飞机在一定高度水平飞行时，由于地磁场的存在，其机翼就会切割磁感线，两机翼的两端点之间会有一定的电势差．若飞机在北半球水平飞行，且地磁场的竖直分量方向竖直向下，则从飞行员的角度看（ ）
A. 机翼左端的电势比右端的电势低 B. 机翼左端的电势比右端的电势高
C. 机翼左端的电势与右端的电势相等 D. 以上情况都有可能
7. 某一电热器接在U=110V的直流电源上，每秒产生的热量为Q；现把它改接到交流电源上，每秒产生的热量为2Q，则该交流电压的最大值Um是（ ）
A. 110V B. 1102V C. 220V D. 2202V
8. 图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l，磁场方向垂直纸面向里。abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为l。t=0时刻，bc边与磁场区域边界重合（如图）。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域。取沿a→b→c→d→a的感应电流方向为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是（ ）
A. B. C. D.
9. 如图1所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图2中曲线a、b所示，则（ ）
A. 两次t=0时刻线圈平面均与中性面垂直 B. 曲线a、b对应的线圈转速之比为2：3
C. 曲线a表示的交变电动势频率为0.25Hz D. 曲线b表示的交变电动势有效值为52V
10. 如图甲所示，导体棒MN置于水平导轨上，PQMN所围的面积为S，PQ之间有阻值为R的电阻，不
计导轨和导体棒的电阻。导轨所在区域内存在沿竖直方向的匀强磁场，规定磁场方向竖直向上为正，在0～2t0时间内磁感应强度的变化情况如图乙所示，导体棒MN始终处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A. 在0～t0和t0～2t0时间内，导体棒受到的导轨的摩擦力方向相同
B. 在0～t0内，通过导体棒的电流方向为N到M
C. 在t0～2t0内，通过电阻R的电流大小为SB0Rt0
D. 在0～2t0时间内，通过电阻R的电荷量为SB0R
11. 如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，开始时，开关S断开，当开关S接通时，下列说法中不正确的是（ ）
A. 副线圈两端M、N的输出电压减小 B. 副线圈输电线等效电阻R上的电压将增大
C. 通过灯泡L1的电流减小 D. 原线圈上电流增大
二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）
12. 如图所示的四个日光灯的接线图中，S1为启动器，S2、S3为电键，L为镇流器，能使日光灯正常发光的是（ ）
A. B. C. D.
13. 如图所示，带铁芯的电感线圈的电阻与电阻器R的阻值相同，A1和A2是两个完全相同的电流表，则下列说法中正确的是（ ）
A. 闭合S瞬间，电流表A1示数小于A2示数 B. 闭合S瞬间，电流表A1示数等于A2示数
C. 断开S瞬间，电流表A1示数大于A2示数 D. 断开S瞬间，电流表A1示数等于A2示数
14. 将阻值为5Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A. 电路中交变电流的频率为25Hz B. 通过电阻的电流为2A
C. 用交流电压表测得电阻两端的电压为5V D. 电阻消耗的电功率为2.5W
三、实验题探究题（本大题共2小题，共11.0分）
15. 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，实验室中备有下列可供选择的器材：
A．可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈）
B．条形磁铁 C．直流电源 D．多用电表 E．开关、导线若干
上述器材在本实验中不必用到的是______（填器材前的序号），本实验中还需用到的器材有______．
16. 图为“研究电磁感应现象”的实验装置。
（1）将图中所缺的导线补接完整。
（2）如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后可能现的情况有：（选填“左偏”、“右偏”或“不偏”）
①将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将______。
②原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针______。
四、计算题（本大题共5小题，共43.0分）
17. 如图所示，一个称为“千人震”的趣味物理小实验所用器材是一节电动势为1.5V的新干电池、几根导线、开关和一个用于日光灯上的镇流器，几位同学手拉手连成一排，另一位同学将电池、镇流器、开关用导线连接起来，并将它们和首、尾两位同学两只空着的手相连，在开关______（填“闭合”或“断开”）时就会使连成一排的同学都有触电的感觉，该实验的原理是______．
18. 如图所示，水平放置的平行金属导轨MN和PQ，相距L=0.50m，导轨左端接一电阻 R=0.20Ω，磁感应强度B=0.40T的匀强磁场方向垂直于导轨平面，导体棒ac垂直导轨放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。当ac棒以v=4.0m/s的速度水平向右匀速滑动时，求：
（1）ac棒中感应电动势的大小；（2）回路中感应电流的大小和方向；
（3）维持ac棒做匀速运动的水平外力F的大小和方向。
19. 如图所示，矩形线圈abcd的匝数为N=50匝，线圈ab的边长为l1=0.2m，bc的边长为l2=0.25m，在磁感应强度为B=0.4T的匀强磁场中，绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴匀速转动，转动的角速度ω=1002rad/s，若线圈自身电阻为r=1Ω，负载电阻R=9Ω．试求：
（1）穿过线圈平面的最大磁通量Φm；（2）线圈在图示位置（线圈平面与磁感线平行）时，感应电动势e的大小；（3）1min时间内电阻R上产生的焦耳热Q的大小．
20. 如图所示，学校有一台应急备用发电机，内阻为r=1Ω，升压变压器匝数比为n1：n2=1：4，降压变压器的匝数比为n3：n4=4：1，输电线总电阻为R线=4Ω，全校有22间教室，每间教室安装“220V 40W”的电灯6盏，要求所有的电灯都正常发光，求：（1）输电线上损耗的电功率P损多大？
（2）发电机的电动势E多大？
21. 如图所示，两根光滑固定导轨相距0.4m竖直放置，导轨电阻不计，在导轨末端P、Q两点用两根等长
的细导线悬挂金属棒cd．棒cd的质量为0.01kg，长为0.2m，处在磁感应强度为B0=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向里。相距0.2m的水平线MN和JK之间的区域内存在着垂直导轨平面向里的匀强磁场，且磁感应强度B随时间变化规律如图乙所示。在t=0时刻，质量为0.02kg、阻值为0.3Ω的金属棒ab从虚线MN上方0.2m高处，由静止开始释放，下落过程中保持水平，且与导轨接触良好。结果棒ab在t1时刻从上边界MN进入磁场中做匀速运动，在t2时刻从下边界JK离开磁场，g取10m/s2．求：（1）在0～t1时间内，电路中感应电动势的大小；（2）在t1～t2时间内，棒cd受到细导线的总拉力为多大；（3）棒cd在0～t2时间内产生的焦耳热。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】
解：A、提高输送功率，根据I=，输送电流较大，根据，知损失的功率较大。故A错误。
B、应用超导材料做输电线，根据，损失的功率为0，但成本太高。故B错误。
C、提高输电电压，根据I=，输送电流较小，根据，知损失的功率较小。故C正确。
D、减小输电导线的横截面积，增大了电阻，根据，知损失的功率较大。故D错误。
故选：C。
为了减少远距离输电线路上的电能损耗，根据，知减小电流和电阻来减小损失的功率。
解决本题的关键知道，知道可以通过增大输电电压，减小输电电流来减小损失功率，也可以通过减小输电线的电阻减小损失功率。
2.【答案】B
【解析】
解：楼道照明灯天黑时，出现声音它就开启；而在白天，即使有声音它也没有反应。原因是天黑没有光，则声音传感器起作用，当在白天声音传感器不起作用。所以电路中光传感器则安装在声音传感器之前。
故选：B。
传感器的作用是将温度、力、光、声音等非电学量转换为电学量。
热敏电阻是当温度变化时，导致电阻的阻值发生变化；而光敏电阻则是当有光时，其电阻的阻值发生变化。当它们起作用时，其电阻的阻值都是变小，而金属电阻则是变大。
3.【答案】A
【解析】
解：由法拉第电磁感应定律：E=N
再由殴姆定律：I=
而电量公式：Q=It
三式联立可得：Q=n
故选：A。
线圈的磁通量发生变化，导致线圈中产生感应电动势，从而出现感应电流。由法拉第电磁感应定律可求出电动势大小，再由殴姆定律求出线圈中的电流，最后可算出导线某一截面的电荷量。
对于线圈的磁通量与线圈的匝数无关，当匝数越多时，导致电动势越大，相当于多个电源串联起来。
4.【答案】D
【解析】
解：A、动圈式话筒利用电磁感应原理，将声音信号变成电信号。故A正确。
B、日光灯镇流器利用电磁感应原理使日光灯启动。故B正确。
C、磁带录音机利用电磁感应原理，将声音信号变成电信号。故C正确。
D、白炽灯泡利用电流的热效应，不是利用电磁感应原理。故D错误。
本题选择错误的，故选：D。
动圈式话筒、磁带录音机、日光灯镇流器利用电磁感应原理，而白炽灯泡不是利用电磁感应原理．
本题是常识问题，考查对家用电器原理的理解能力，比较简单．
5.【答案】C
【解析】
解：A、C，电感的特性：通直流，阻交流。通低频，阻高频。故A错误，C正确；
B、D，电容器的特性：通交流，隔直流，通高频，阻低频。故BD错误。
故选：C。
根据电容器和电感线圈的特性分析选择。电容器内部是真空或电介质，隔断直流。能充电、放电，能通交流，具有隔直通交、通高阻低的特性。电感线圈可以通直流，通过交流电时产生自感电动势，阻碍电流的变化，具有通直阻交，通低阻高的特性。
对于电容和电感的特性可以利用感抗和容抗公式记忆：XL=2πfL，XC=，L是电感，C是电容，f是频率。
6.【答案】B
【解析】
解：当飞机在北半球水平飞行时，由于地磁场的存在，且地磁场的竖直分量方向竖直向下，则由右手定则可判定机翼左端的电势比右端的电势高。若构成闭合电路则电流方向由机翼的右端流向左端，而机翼切割磁感线相当于电源，所以电源内部电流由负极流向正极。
故选：B。
由于地磁场的存在，当飞机在北半球水平飞行时，两机翼的两端点之间会有一定的电势差，相当于金属棒在切割磁感线一样．从飞行员角度看，磁场向下则由右手定则可判定机翼左端的电势比右端的电势高．
机翼的运动，类似于金属棒在磁场中切割磁感线一样会产生电动势，而电源内部的电流方向则是由负极流向正极的．
7.【答案】C
【解析】
解：设电热器的电阻为R。
当电热器接在U=110V的直流电源上时，Q=
当电热器改接到交流电源上时，2Q=
两式一比，得Um=2U=220V。
故选：C。
直流和交流求解焦耳热都可以运用焦耳定律，对于交流，要用有效值求解热量。采用比例法处理。根据有效值与最大值关系求出最大值。
本题关键在于根据有效值求交流电产生的热量。另外，求解交流电的功率、电功等也用有效值。
8.【答案】B
【解析】
解：A、D开始时bc边进入磁场切割磁感线，根据右手定则可知，电流方向为逆时针，即为负方向，故A错误；
当bc边开始出磁场时，回路中磁通量减小，产生的感应电流为顺时针，方向为正方向，故D错误，
B、C开始时bc边进入磁场切割磁感线，根据感应电动势大小公式：E=BLV可得，有效切割长度越来越长，感应电动势增大，故感应电流越来越大，且电流方向为负方向；当bc边开始出磁场时，根据感应电动势大小公式：E=BLV可得，切割长度越来越长，感应电动势增大，故感应电流越来越大，且电流方向为正方向。故B正确，C错误。
故选：B。
首先根据右手定则判断边cb刚进入磁场时回路中感应电流方向，再根据进入磁场中有效切割长度的变化，求出感应电流的变化，从而得出正确结果。
对于图象问题可以通过排除法判断，本题关键要理解感应电动势公式E=Blv中，L是有效切割长度，并掌握右手定则或楞次定律。
9.【答案】D
【解析】
解：A、在t=0时刻，感应电动势为零，可知线圈平面处于中性面位置，故A错误。
B、曲线a对应的周期，曲线b对应的周期，a、b的周期之比为2：3，转速n=，则a、b的转速之比为3：2，故B错误。
C、曲线a对应周期，则交流电动势的频率f=，故C错误。
D、曲线a对应感应电动势的最大值Eam=15V，根据知，a、b的角速度之比为3：2，根据Em=NBSω得，感应电动势的最大值之比为3：2，则b的最大感应电动势Ebm=10V，有效值，故D正确。
故选：D。
根据中性面具有的特点分析t=0时刻释放处于与中性面垂直面的位置；根据图象得出交流电的周期，从而得出转速之比；根据周期求出交流电的频率。根据感应电动势的最大值公式，结合角速度关系求出最大值之比，求出b的电动势最大值，根据最大值和有效值的关系求出b的电动势有效值。
解决本题的关键知道中性面的特点，以及会从图象中获取有用的信息，比如周期、电动势的峰值等，知道周期和转速、频率的关系，掌握感应电动势的峰值表达式，并能灵活运用。
10.【答案】B
【解析】
解：A、由图乙所示图象可知，0～t0内磁感应强度减小，穿过回路的磁通量减小，由楞次定律可知，为阻碍磁通量的减少，导体棒具有向右的运动趋势，导体棒受到向左的摩擦力，在t0～2t0内，穿过回路的磁通量增加，为阻碍磁通量的增加，导体棒有向左的运动趋势，导体棒受到向右的摩擦力，在两时间段内摩擦力方向相反，故A错误；
B、由图乙所示图象可知，在0～t0内磁感应强度减小，穿过闭合回路的磁通量减少，由楞次定律可知，感应电流沿逆时针方向，通过导体棒的电流方向为N到M，故B正确；
C、由图乙所示图象，应用法拉第电磁感应定律可得，在t0～2t0内感应电动势：E===，
感应电流为：I==，故C错误；
D、由图乙所示图象，应用法拉第电磁感应定律可得，在0～t0内感应电动势：E1===，
感应电流为：I1==，电荷量：q1=I1t1=；
由图乙所示图象，应用法拉第电磁感应定律可得，在t0～2t0内感应电动势：E2===，
感应电流为：I==，
电荷量q2=I2t2=，在0～2t0时间内，通过电阻R的电荷量q=q1+q2=，故D错误；
故选：B。
由楞次定律判断出导体棒的运动趋势，然后判断摩擦力方向；
由楞次定律求出感应电流方向；
由法拉第电磁感应定律求出感应电动势，然后由欧姆定律求出感应电流；
由法拉第电磁感应定律求出感应电动势，由欧姆定律求出感应电流，然后由电流定义式求出电荷量。
本题考查了判断摩擦力的方向、判断电流方向、求感应电流、求电荷量等问题，应用楞次定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、电流定义式即可正确解题；要全面正确理解楞次定律“阻碍”的含义。
11.【答案】A
【解析】
解：当开关S接通时，相当于增加了负载，副线圈中电阻减小，电流增大（同时原线圈中的电流也增大），R上的分压增大，灯泡两端的电压减小，故通过灯泡L1的电流减小，副线圈两端M、N的输出电压有匝数和原线圈两端的电压有关，保持不变，故A错误，BCD正确；
本题选错误的，故选：A。
负载增多电阻减小，利用动态分析的方法分析电流电压的变化，再根据变压器的匝数与电流电压的关系即可判断各项。
本题 结合变压器考查了电路的动态分析，方法是从部分电路的变化分析整体的变化然后再到部分。
12.【答案】AC
【解析】
解：能使日光灯正常发光的是A，当开关接通，通过线圈在灯管两端发热产生电子，当启动器温度降低，导致两极断开，从而使得镇流器产生很高电压，在加速运动的过程中，碰撞管内氩气分子，使之迅速电离。从而管壁内的荧光粉发出近乎白色的可见光，同理可知，BD错误。
故选：AC。
当开关接通220伏的电压立即使启辉器的惰性气体电离，产生辉光放电．辉光放电的热量使双金属片受热膨胀，两极接触．电流通过镇流器、启辉器触极和两端灯丝构成通路．灯丝很快被电流加热，发射出大量电子．双金属片自动复位，两极断开．在两极断开的瞬间，电路电流突然切断，镇流器产生很大的自感电动势，与电源电压叠加后作用于管两端．灯丝受热时发射出来的大量电子，在灯管两端高电压作用下，以极大的速度由低电势端向高电势端运动．在加速运动的过程中，碰撞管内氩气分子，使之迅速电离．在紫外线的激发下，管壁内的荧光粉发出近乎白色的可见光．
日光灯正常发光后．由于交流电不断通过镇流器的线圈，线圈中产生自感电动势，自感电动势阻碍线圈中的电流变化，这时镇流器起降压限流的作用，使电流稳定在灯管的额定电流范围内，灯管两端电压也稳定在额定工作电压范围内．由于这个电压低于启辉器的电离电压，所以并联在两端的启辉器也就不再起作用了．
13.【答案】AD
【解析】
解：A、闭合S瞬间，由于线圈的电流变大，导致其产生电动势，从而阻碍电流的变大，所以电流表A1示数小于A2示数，故A正确；
B、闭合S瞬间，由于线圈的电流变大，导致其产生电动势，从而阻碍电流的变大，所以电流表A1示数小于A2示数，故B错误；
C、断开S瞬间，线圈电流变小，从而产生电动势，相当于电压会变小电源与电阻相串联，由于两电流表串联，所以电流表A1示数等于A2示数，故C错误；
D、断开S瞬间，线圈电流变小，从而产生电动势，相当于电压会变小电源与电阻相串联，由于两电流表串联，所以电流表A1示数等于A2示数，故D正确；
故选：AD。
电路中有线圈，当通过线圈的电流发生变化时会产生感应电动势去阻碍线圈中电流变化．
线圈电流增加，相当于一个电源接入电路，线圈左端是电源正极．当电流减小时，相当于一个电源，线圈左端是电源负极．
14.【答案】AD
【解析】
解：A、由图交变电流的周期T=4×10-2S，则频率f==25Hz．故A正确。
B、由图读出电动势的最大值为5V，则有效值为E=0.707Em，通过电阻的电流有效值I==A，故B错误。
C、电阻两端电压U=IR=V．故C错误。
D、电阻消耗的电功率P==2.5W，故D正确。
故选：AD。
由图读出周期，根据f=求出交变电流的频率．通过电阻的电流是指电流的有效值，根据图象读出电动势的最大值，由欧姆定律和有效值与最大值的关系求出电流的有效值，再求出电阻电压有效值，即交流电压表读数．用有效值求出电阻消耗的电功率．
本题考查理解物理图象的能力．由图象可直接读出电动势最大值和周期．对于交流电，没有特别的都是指有效值．
15.【答案】BC 低压交流电源
【解析】
解：A：变压器线圈两端的电压与匝数的关系：；所以需要知道原副线圈的匝数，可拆变压器就能满足条件．故A必用．
B：变压器的原理是互感现象的应用，是原线圈磁场的变化引起副线圈感应电流的变化，所以不需要外界的磁场，故B不必用到．
C：变压器的原理是互感现象的应用，是原线圈磁场的变化引起副线圈感应电流的变化，如果原线圈中通的是直流电源，则副线圈中不会有感应电流产生，故C不必用到，需要用到低压交流电源．
D：变压器线圈两端的电压与匝数的关系：，需要测电压，所以需要一个测电压的仪器．故D必用．
E：做电学实验，当然需要用到开关、导线，故E必用．
故答案为：上述器材在本实验中不必用到的是：BC，本实验中还需用到的器材有：低压交流电源
变压器线圈两端的电压与匝数的关系：；所以需要的器材有：可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈），多用电表（测电压），导线、开关，低压交流电源．
做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验时，需要按照原理去找实验器材．
16.【答案】右偏 左偏
【解析】
解：（1）探究电磁感应现象实验电路分两部分，要使原线圈产生磁场必须对其通电，故电源、开关、滑动变阻器、原线圈组成闭合电路，
灵敏电流计与副线圈组成另一个闭合电路；如图所示：
（2）在闭合电键时，穿过线圈的磁通量增加，灵敏电流计的指针向右偏了一下；
①闭合开关，将原线圈迅速插入副线圈时，穿过线圈的磁通量增加，灵敏电流计指针将右偏。
②原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，穿过线圈的磁通量减少，灵敏电流计指针左偏。
故答案为：（1）如图所示；（2）右偏；左偏。
（1）探究电磁感应现象实验电路分两部分，电源、开关、滑动变阻器、原线圈组成闭合电路，灵敏电流计与副线圈组成另一个闭合电路。
（2）磁场方向不变，磁通量的变化不变时电流方向不变，电流表指针偏转方向相同，磁通量的变化相反时，电流表指针方向相反。
本题考查研究电磁感应现象及验证楞次定律的实验，对于该实验注意两个回路的不同。知道磁场方向或磁通量变化情况相反时，感应电流反向是判断电流表指针偏转方向的关键。
17.【答案】断开 镇流器的自感现象
【解析】
解：当开关闭合后，镇流器与同学们并联，由于电源为1.5V的新干电池，所以电流很小．当断开时，镇流器电流发生变小，从而产生很高的瞬间电压，通过同学们身体有触电的感觉．
故答案为：断开；镇流器的自感现象
当开关闭合后，镇流器与同学们并联，由于电源为1.5V的新干电池，所以电流很小．当断开时，镇流器电流发生变化，导致镇流器产生很强的电动势，从而使同学们有触电的感觉．
镇流器中的线圈在电流发生变化时，产生很高的电压，相当于瞬间的电源作用．
18.【答案】解：
（1）根据法拉第电磁感应定律，ac棒中的感应电动势为
E=BLυ=0.40×0.50×4.0V=0.80V
（2）根据闭合电路欧姆定律，感应电流大小为 I=ER=0.800.20A=4.0A
由右手定则可知，回路中感应电流的方向为aMRPca（或逆时针方向）
（3）当ac棒向右匀速运动时，ac棒中有由c向a的电流，根据左手定则可知ac棒所受的磁场力F安水平向左。为维持ac棒做匀速运动，应施加一个与F安等值反向的水平外力F．即
F=F安=BIL=0.40×4.0×0.50N=0.80N
方向水平向右
答：（1）ac棒中感应电动势的大小为0.8V；
（2）回路中感应电流的大小为4A，方向aMRPca；
（3）维持ac棒做匀速运动的水平外力F的大小0.80N，方向水平向右。
【解析】
（1）导体垂直切割磁感线，由磁感应强度B、长度L、速度v，则公式E=BLv求出感应电动势。
（2）ac相当于电源，根据闭合电路欧姆定律求解感应电流大小。
（3）ac棒做匀速运动，水平外力F与安培力平衡，根据安培力公式F=BIL求解。
本题是电磁感应、电路和磁场知识的综合，考查分析和解决综合题的能力。
19.【答案】解：
（1）穿过线圈平面的最大磁通量
Φm=BS=Bl1 l2=0.4×0.2×0.25 Wb=0.02Wb
（2）线圈在图示位置时电动势达到最大值，
此时感应电动势的值为
e=Em=NBSω=NB l1 l2ω=50×0.4×0.2×0.25×1002V=1002V
（3）电动势的有效值为 E=Em2=100V
电流有效值为 I=ER+r=1009+1 A=10 A
电阻R上产生的热量为 Q=I2Rt=102×9×60J=5.4×104 J
答：（1）最大磁通量为为为0.02Wb；（2）感应电动势为1002V；（3）热量为5.4×104J．
【解析】
线框在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交变电流，根据规律可列出感应电动势的瞬时表达式，最大值与有效值的倍；每当线框通过中性面时，电流方向改变；当磁通量为零时，线框切割速度最大，产生的电动势也最大．
线框在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交变电流．而对于电表读数、求产生的热量均由交变电的有效值来确定，而涉及到耐压值时，则由最大值来确定．而通过某一电量时，则用平均值来求．
20.【答案】解：（1）所有电灯正常发光时消耗的功率为 P灯=40×22×6W=5280W=P4
由于灯正常发光时，降压变压器副线圈两端电压U4=220V，
所以降压变压器原线圈两端电压 U3U4=n3n4
解得：U4=41×220V=880V
两变压器之间输电线上的电流为 I线=P3U3=P4U3=5280880A=6A
输电线上损失的功率 P损=I线2R=62×4W=144W
（2）升压变压器副线圈两端电压 U2=U3+U损=（880+24）V=904V
升压变压器原线圈两端电压 U1=n1n2U2=14×904V=226V
升压变压器原线圈中的电流 I1=n2n1I线=41×6A=24A
发电机内阻上的电压 Ur=I1r=24V
发电机的电动势 E=U1+Ur=226V+24V=250V
【解析】
通过理想升压变压器T1将电送到用户附近，然后用理想降压变压器T2向远处用户供电家中．提升电压的目的是降低线路的功率损失，从而提高用户得到的功率．由教室获得的功率与正常发光的电压可求得，线路上的损失电压．再功率可算出输电上的电阻．由理想变压器的变压比与变流比可求出发电机的电动势．
理想变压器的输入功率与输出功率相等，且没有漏磁现象．远距离输电，由于导线通电发热导致能量损失，所以通过提高输送电压，从而实现降低电损．输电线上的损失功率与其电流的平方成正比，而与输电线两端的电压的平方成反比．
21.【答案】解：（1）ab棒做自由落体运动，
棒的位移：h=12gt12，解得：t1=2hg=0.2s，
磁感应强度的变化率：△B△t=0.5B0.2s=2.5T/s，
0-t1时间内的感应电动势：E1=△Φ△t=△B△tS=△B△tLabh=0.2V；
（2）ab棒匀速进入磁场区域，由平衡条件得：
BI2Lab=mabg，代入数据解得：I2=1A，
在时间t1-t2内，对cd棒，由平衡条件得：
FT=mcdg+B0I2Lcd，代入数据解得：FT=0.2N；
（3）ab棒刚进入磁场时的速度：v=gt1=2m/s，
ab棒刚进入磁场时的感应电动势：E2=BLabv=0.4V，
由图示电路图可知，Rcd=E2I2-Rab=0.1Ω，
在0-t1内感应电流：I1=E1Rab+Rcd=0.5A，
棒cd在0-t2内产生的焦耳热：Qcd=Q1+Q2=I12Rcdt1+I22Rcd•hv=0.015J；
答：（1）在0～t1时间内，电路中感应电动势的大小为0.2V；
（2）在t1～t2时间内，棒cd受到细导线的总拉力为多大为0.2N；
（3）棒cd在0～t2时间内产生的焦耳热为0.015J。
【解析】
（1）由自由落体运动运动规律求出ab棒的速度，由法拉第电磁感应定律求出感应电动势。
（2）对ab棒由平衡条件可以求出电流，对cd棒由平衡条件求出拉力。
（3）由E=BLv求出感应电动势，由欧姆定律求出电流，由焦耳定律求出焦耳热。
本题是一道力学、电磁感应与电路相结合的综合题，难度较大，分析清楚棒的运动过程、由图示图象求出磁感应强度的变化率是正确解题的关键，应用匀变速运动规律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、安培力公式与平衡条件、焦耳定律可以解题。
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