卷子答案网-一个不只有答案的网站黄冈市重点2023-2024学年高二上学期12月阶段性考试物理试题12.11
一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分。第1—7题只有一个选项符合要求，第8—10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）
1.变压器是远距离输电线路中的重要设备，在有关输电线路的计算时常将变压器视作为理想变压器，这样的考虑是基于以下因素( )
A. 变压器无论对交流电还是直流电能按需要升压或降压
B. 变压器原、副线圈的端电压之比等于它们的匝数比
C. 变压器原、副线圈中的磁通量都发生变化，它们产生相同的感应电动势
D. 忽略变压器铁心和线圈的能量损耗，输出功率等于输入功率
2.如图所示，将一铝环放在表面绝缘的台秤上，半径为。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小均匀磁场中。则从时刻开始，下列说法正确的是( )
A. 从上向下看，铝环中的感应电流为顺时针方向
B. 铝环中的感应电动势大小为
C. 台秤的读数会随时间推移而增大
D. 铝环有缩小的趋势
3.在如图所示电路中，线圈的自感系数很大，其电阻可忽略，、是完全相同的灯泡，则当开关闭合时( )
A. 比先亮，然后熄灭 B. 比先亮，然后逐渐变亮
C. A、一起亮，然后熄灭 D. A、一起亮，然后熄灭
4.如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，产生的交变电动势的图象如图乙所示．下列说法正确的是( )
A. 时，通过线框的磁通量为零
B. 时，线框平面与中性面重合
C. 线框匀速转动时的角速度大小为
D. 线框产生的交变电动势的有效值为
5.如图所示为某一线圈交流电的电流时间图象前半周期为正弦波形的，则一周期内该电流的有效值为( )
A. B.
C. D.
6.如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有的负载电阻，原、副线圈匝数之比为，电流表、电压表均为理想电表。下列说法不正确的是( )
A. 原线圈的输入功率为
B. 电流表的读数为
C. 电压表的读数为
D. 副线圈输出交流电的频率为
7.如图所示，两条足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面内，处于磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场中，两导轨间距为，左端接一电阻，质量为的金属杆静置于导轨上。现给金属杆一个水平向右的冲量，金属杆运动一段距离后停止，运动过程中金属杆与导轨始终保持垂直且接触良好。不计杆和导轨的电阻，重力加速度为。则金属杆在运动过程中( )
A. 刚开始运动时加速度大小为
B. 杆中的电流大小逐渐减小，方向从流向
C. 金属杆运动的位移为
D. 电阻上消耗的电能为
8.手摇式交流发电机结构如图所示，灯泡与交流电流表串联后通过电刷、滑环与矩形线圈相连，摇动手柄，使线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴逆时针匀速转动。某时刻线圈平面与磁感线垂直，则( )
A. 此时线圈的磁通量最大
B. 此时电流表示数为零
C. 此时线圈中的电流最大
D. 经过该位置灯泡中电流方向改变
9.在如图甲所示的电路中，变压器为理想变压器，电表为理想电表，定值电阻，在、两端接入如图所示的电压为正弦曲线的一部分，电流表的示数为，电压表的示数为，则( )
A. 变压器原、副线圈的匝数比为
B. 变压器原、副线圈的匝数比为
C. 定值电阻消耗的功率为
D. 定值电阻消耗的功率为
10.如图所示，水平放置的金属导轨由和两部分组成，是以点为圆心、为半径的半圆导轨，为半圆中点，扇形内存在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场，金属杆的 端与圆弧接触良好，点与点有导线相连，金属杆绕点以角速度在之间做往复运动导体棒在点换向时间可忽略。已知导轨左侧接有阻值为的定值电阻，其余部分电阻均不计。下列说法正确的是( )
A. 金属杆在磁场区域内沿顺时针方向转动时，点电势低于点电势
B. 金属杆在磁场区域内转动时，其产生的感应电动势大小为
C. 金属杆在磁场区域内转动时，回路中电流的大小为
D. 回路中电流的有效值为
二、实验题（本大题共2小题，共16分）
11.（8分）某班物理实验课上，同学们用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。
变压器铁芯的结构和材料应选用
A.整块的硅钢铁芯
B.绝缘的铜片叠成
C.绝缘的硅钢片叠成
下列说法正确的是
A.为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数
B.变压器原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时用多用电表的“直流电压挡”
C.变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈
D.可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响
若变压器原、副线圈的匝数分别为和，测得变压器两端线圈的电压为和。可知变压器的原线圈两端电压是 选填“”或“”变压器的电压比与匝数比不相等，可能的原因是 。
12.（8分）某同学用如甲图所示的实验装置探究电磁感应现象的规律。其中为原线圈，为副线圈，为灵敏电流计，且经检查发现灵敏电流计的指针偏转方向与电流流入方向相同。
按甲图所示连接好电路后进行实验；
在实验过程中观察到，闭合开关时灵敏电流计的指针向右偏转了一下，则在电路稳定后，再将滑动变阻器迅速向右滑动，电流计的指针将向__________偏转填“左”或“右”；
经多次探究发现，产生电磁感应现象的原因是穿过线圈__________填“”或“”发生了__________变化；
现将甲图中的线圈换为条形磁铁，将条形磁铁极迅速插入线圈时，观察到电流表指针向左偏转，则可以判断出线圈的绕制方向如乙图中的__________填“”或“”所示。
三、计算题（本大题共3小题，共44.0分）
13.（12分）如图甲所示为一台小型发电机的示意图，单匝线圈逆时针转动。若从中性面开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示。已知发电机线圈内阻为，外接灯泡的电阻为。求：
写出流经灯泡的瞬时电流的表达式
求出图甲中电压表的示数
线圈匀速转动一周的过程中，回路中产生的焦耳热。
14.（15分）如图所示，两足够长的平行光滑金属导轨倾斜放置，与水平面间的夹角为，两导轨之间距离为，导轨上端之间通过导线连接，有理想边界的匀强磁场垂直于导轨平面向上，虚线为磁场边界，磁感应强度为，一质量为的光滑金属棒从距离磁场边界处由静止释放，金属棒两轨道间的电阻，其余部分的电阻忽略不计，、均垂直导轨，求：
棒刚进入磁场时流过导线的电流；
棒最终在磁场中匀速运动时的速度；
棒从开始运动到匀速运动的过程中流过导体的电荷量，求此过程电路中产生的焦耳热结果保留一位有效数字。
15.（17分）如图所示，间距为的“”形光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，垂直于导轨的虚线和间有垂直于水平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为，、两虚线间的距离也为，质量为、电阻为、长为的金属棒静止在导轨上，到的距离为。现给金属棒一个水平向右的恒力大小未知，金属棒刚要进入磁场时撤去，当刚要离开磁场时速度恰好为零，金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨电阻，求：
金属棒通过磁场的过程中，通过金属棒截面的电量；
金属棒通过磁场的过程中，金属棒中产生的焦耳热；
拉力的大小。答案和解析
D D B B B D C AD AC BD
11.【答案】； ； ； 漏磁，铁芯或导线发热。
12.【答案】左； ； 磁通量； 。
13.【答案】解：由图得，则
则电流
电流的有效值
故电压表示数；
匀速转动一周的过程中，外力所做的功对于电路产生的热量
J.
14.【答案】解：根据机械能守恒：，则，
电动势为，
电路中电流为：，
解得：；
棒最终在磁场中匀速运动时，分析受力有：，
所受安培力为：，
感应电流为：，
解得棒最终在磁场中匀速运动时的速度；
根据，
解得：，
根据能量守恒有：，
。
15.【答案】对金属棒研究，金属棒通过磁场的过程中产生的平均感生电动势为
电流为
又有
联立可得通过金属棒截面的电量
金属棒通过磁场的过程中，根据动量定理
联立解得
根据能量守恒
对金属棒在磁场外运动研究，根据动能定理
解得
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