康杰中学2012—2013学年度第三次月考

高二物理试题

2013年3月

第Ⅰ卷（选择题，共40分）

一、选择题（本卷共10小题，每小题4分，共40分，）

1．如图所示，水平放置的条形磁铁中央，有一闭合金属弹性圆环，条形磁铁中心线与弹性环轴线重合，现将弹性圆环均匀向外扩大，下列说法中正确的是（　　）

A．穿过弹性圆环的磁通量增大

B．从左往右看，弹性圆环中有顺时针方向的感应电流

C．弹性圆环中无感应电流

D．弹性圆环受到的安培力方向沿半径向外

2．如图所示，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b和下边界d水平．在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平．线圈从水平面a开始下落．已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离．若线圈下边刚通过水平面b、c（位于磁场中）和d时，线圈受到的磁场力的大小分别为Fb、Fc和Fd，则（　　）

A．Fd>Fc>Fb　　 B．Fc

C．Fc>Fb>Fd D．Fc

3．如图所示，铁芯右边绕有一个线圈，线圈两端与滑动变阻器、电池组连成回路．左边的铁芯上套有一个环面积为0．02 m2、电阻为0．1 Ω的金属环．铁芯的横截面积为0．01 m2，且假设磁场全部集中在铁芯中，金属环与铁芯截面垂直．调节滑动变阻器的滑动头，使铁芯中的磁感应强度每秒均匀增加0．2 T，则从上向下看 （　　）

A．金属环中感应电流方向是逆时针方向，感应电动势大小为4．0×10－3 V

B．金属环中感应电流方向是顺时针方向，感应电动势大小为4．0×10－3 V

C．金属环中感应电流方向是逆时针方向，感应电动势大小为2．0×10－3 V

D．金属环中感应电流方向是顺时针方向，感应电动势大小为2．0×10－3 V

4．如图所示电路中，S是闭合的，此时流过线圈L的电流为i1，流过灯泡A的电流为i2，且i1>i2，在t1时刻将S断开，那么流过灯泡的电流随时间变化的图象是（　　）

5．等离子气流由左方连续以v0射入P1和P2两板间的匀强磁场中，ab直导线与P1、P2相连接，线圈A与直导线cd连接．线圈A内有随图乙所示的变化磁场．且磁场B的正方向规定为向左，如图甲所示，则下列叙述正确的是（　　）

A．0～1 s内，ab、cd导线互相排斥

B．1～2 s内，ab、cd导线互相吸引

C．2～3 s内，ab、cd导线互相吸引

D．3～4 s内，ab、cd导线互相吸引

6．用相同的导线绕制的边长分别为L和2L的正方形闭合线框，以相同的速度匀速进入右侧的匀强磁场，如图所示，在线框进入磁场的过程中a、b和c、d两点间的电压分别为U甲和U乙，ab边和cd边所受的安培力分别为F甲和F乙，则下列判断正确的是（　　）

A．U甲＝U乙 B．U甲＝2U乙

C．F甲＝F乙 D．F甲＝

7．如图所示，一半圆形铝框处在水平向外的非匀强磁场中，场中各点的磁感应强度为By＝，y为该点到地面的距离，c为常数，B0为一定值，铝框平面与磁场垂直，直径ab水平，（空气阻力不计）铝框由静止释放下落的过程中（　　）

A．铝框回路磁通量不变，感应电动势为0

B．回路中感应电流为顺时针方向，直径ab两点间电势差为0

C．铝框下落的加速度大小一定小于重力加速度g

D．直径ab受安培力向上，半圆弧ab受安培力向下，铝框下落加速度大小可能等于g

8．如图所示，两条足够长的平行金属导轨水平放置，导轨的一端接有电阻和开关，导轨光滑且电阻不计，匀强磁场的方向与导轨平面垂直，金属杆ab置于导轨上．当开关S断开时，在杆ab上作用一水平向右的恒力F使杆ab向右运动进入磁场．经过一段时间后，闭合开关并开始计时，金属杆在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好．关于金属杆ab的vt图象不可能的是（　　）

9．如图所示为几个有理想边界的磁场区域，相邻区域的磁感应强度大小相等、方向相反，区域的宽度均为L．现有一边长为L的正方形导线框由图示位置开始，沿垂直于区域边界的直线匀速穿过磁场区域，设逆时针方向为电流的正方向，下列各图能正确反映线框中感应电流的是 （　　）

10．如图（a）所示，在光滑水平面上用恒力F拉质量1 kg的单匝均匀正方形铜线框，在1位置以速度v0＝3 m/s进入匀强磁场时开始计时t＝0，此时线框中感应电动势为1 V，在t＝3 s时刻线框到达2位置开始离开匀强磁场．此过程中vt图象如图（b）所示，那么（　　）

A．线框右侧的边两端MN间电压为0．25 V

B．恒力F的大小为1．0 N

C．线框完全离开磁场的瞬间位置3速度为2 m/s

D．线框完全离开磁场的瞬间位置3速度为1 m/s

第Ⅱ卷（非选择题，共60分）

二、填空题（本题共2小题，每空2分，共20分。把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答。）

11．（8分）一正弦交变电流的电流i随时间t变化的规律如图所示。由图可知

（1）该交变电流的有效值为__________A

（2）该交变电流的频率为________ Hz

（3）该交变电流的瞬时值表达式为i＝________________________A

（4）若该交变电流通过阻值R＝40 Ω的白炽灯，则电灯消耗的功率是_______W

12．（12分）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1=220
sin314t（V），则

（1）当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数

为_________V

（2）当t=
s时，c、d间的电压为______V

（3）单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表示数________，电流表示数________（填“变大”、“变小”或“不变”）

（4）当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表示数________，电流表示数________（填“变大”、“变小”或“不变”）

三、计算题（本题共4小题，共40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）

13.（8分）小型实验水电站输出功率是20kW，输电线路总电阻是6Ω。

（1）若采用380 V输电，求输电线路损耗的功率。

（2）若改用5000 V高压输电，用户端利用n1:n2＝22：1的变压器降压，求用户得到的电压。

14．（10分）如图甲所示，空间有一宽为2L的匀强磁场区域，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外．abcd是由均匀电阻丝做成的边长为L的正方形线框，总电阻值为R．线框以垂直磁场边界的速度v匀速通过磁场区域．在运动过程中，线框ab、cd两边始终与磁场边界平行．设线框刚进入磁场的位置x＝0，x轴沿水平方向向右．求：　

（1）cd边刚进入磁场时，ab两端的电势差，并指明哪端电势高；

（2）线框穿过磁场的过程中，线框中产生的焦耳热；

（3）在乙图中，画出ab两端电势差Uab随距离变化的图象，其中U0＝BLv．

15．（10分） 光滑 M 形导轨， 竖直放置在垂直于纸面向里的匀强磁场中，已知导轨宽L=0.5m，磁感应强度B=0.2T．有阻值为0.5W的导体棒AB紧挨导轨，沿着导轨由静止开始下落，如图所示，设串联在导轨中的电阻R阻值为2W，其他部分的电阻及接触电阻均不计．问：

(1)导体棒AB在下落过程中，产生的感应电流的方向和AB棒受到的磁场力的方向．

(2)当导体棒AB的速度为5m/s(设并未达到最大速度)时，其感应电动势和感应电流的大小各是多少?

16．（ 12分）如图（a）所示，平行金属导轨MN、PQ光滑且足够长，固定在同一水平面上，两导轨间距L＝0．25 m，电阻R＝0．5 Ω，导轨上停放一质量m＝0．1 kg、电阻r＝0．1 Ω的金属杆，导轨电阻可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B＝0．4 T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下，现用一外力F沿水平方向拉杆，使其由静止开始运动，理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图（b）所示．试分析与求：

　　

图（a）　　　　　　　　　图（b）

（1）分析证明金属杆做匀加速直线运动；

（2）求金属杆运动的加速度；

（3）写出外力F随时间变化的表达式；

（4）求第2．5 s末外力F的瞬时功率．

高二物理参考答案

题号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10



答案

B

D

C

D

B

D

C

D

D

C



11．答案：5
25 10sin（50t） 2000

12．答案：22
不变 变小 变大 变大

13.（8分） 解析：（1）输电线上的电流强度为I＝
A＝52.63A

输电线路损耗的功率为P损＝I2R＝52.632×6W≈16620W＝16.62kW

（2）改用高压输电后，输电线上的电流强度变为I′＝
A＝4A

用户端在变压器降压前获得的电压 U1＝U－I′R＝（5000－4×6）V＝4976V

根据

用户得到的电压为U2＝
＝
×4976V＝226.18V

14．（10分）解析：（1）dc切割磁感线产生的感应电动势E＝BLv

回路中的感应电流I＝

ab两端的电势差U＝I·R＝BLv，b端电势高．

（2）设线框从dc边刚进磁场到ab边刚进磁场所用时间为t

由焦耳定律Q＝2I2Rt

L＝vt联立解得Q＝．

（3）如图所示

15．（10分）解：(1)电流方向是A—→B，磁场力方向竖直向上．

(2)e =BLv=0.2×0.5×5=0.5( V )

16．（12分）解析：（1）U＝E·＝，U∝v，因U随时间均匀变化，故v也随时间均匀变化，金属杆做匀加速直线运动．

（2）由图象k＝＝·＝a·

则金属杆运动的加速度：a＝＝ m/s2＝2．4 m/s2．

（3）由牛顿第二定律F＝F安＋ma＝BIL＋ma＝＋ma＝0．04t＋0．24（N）．

（4）第2．5 s末外力F的瞬时功率P＝Fv＝（0．04t＋0．24）at＝2．04 W．