本册综合能力测试(A)
本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，时间90分钟
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)
1．(2013·山师大附中高二检测)如图所示四幅图片涉及物理学史上的四个重大发现。其中说法正确的是( )
A．牛顿根据理想斜面实验，提出力不是维持物体运动的原因
B．卡文迪许通过扭秤实验，归纳出了万有引力定律
C．奥斯特通过实验研究，发现了电流周围存在磁场
D．法拉第通过实验研究，总结出电磁感应现象中感应电流方向的规律
答案：C
解析：C选项符合物理史实，故选C。伽利略通过理想斜面实验，提出力不是维持物体运动的原因，而不是牛顿。卡文迪许通过扭秤实验，测定引力常量，但不是提出万有引力定律。总结出电磁感应现象中感应电流方向的规律的不是法拉第而是楞次，故不选A、B、D。
2．(2013·汕头高二检测)如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行。线框由静止释放，在下落过程中( )
A．穿过线框的磁通量保持不变
B．线框中感应电流方向保持不变
C．线框所受安培力的合力为零
D．线框的机械能不断增大
答案：B
解析：线圈在释放下落的过程中，磁通量逐渐减小，感应电流方向不变，线圈所受安培力的合力向上，所以A错，C错，B对，线框在向下运动的过程中安培力做负功，机械能不断减小，D错。
3.
振弦型频率传感器的结构如图所示，它由钢弦和永磁铁两部分组成，钢弦上端用固定夹块夹紧，下端的夹块与一膜片相连接，，当弦上的张力越大时，弦的固有频率越大．这种装置可以从线圈输出电压的频率确定膜片处压力的变化．下列说法正确的是( )
A．当软铁块与磁铁靠近时，a端电势高
B．当软铁块与磁铁靠近时，b端电势高
C．膜上的压力较小时，线圈中感应电动势的频率高
D．膜上的压力较大时，线圈中感应电动势的频率高
答案：BC
4.
如图所示，A、B两个线圈绕在同一个闭合铁芯上，它们的两端分别与电阻可以不计的光滑、水平、平行导轨P、Q和M、N相连；P、Q处在竖直向下的匀强磁场B1中，M、N处在竖直向下的匀强磁场B2中；直导线ab横放在P、Q上，直导线cd横放在M、N上，cd原来不动。下列说法中正确的有( )
A．若ab向右匀速滑动，则cd也向右滑动
B．若ab向右加速滑动，则cd也向右滑动
C．若ab向右减速滑动，则cd也向右滑动
D．若ab向右减速滑动，则cd向左滑动
答案：BD
解析：ab匀速滑动时，线圈A中感应电流恒定，闭合铁芯中的磁通量不发生变化。线圈B中无感应电流，cd不会动。选项A错误；ab向右加速滑动时，线圈A中的感应电流在增大，闭合铁芯中逆时针方向的磁通量在增大，线圈B中产生感应电流，根据楞次定律和右手定则，直导线cd中的电流方向由c到d；对cd应用左手定则，它受的安培力方向向右，cd将向右滑动，可见选项B正确；ab向右减速滑动时，线圈A中的感应电流在减弱，闭合铁芯中逆时针方向的磁通量在减小，这时流过直导线cd的电流方向由d到c，所受安培力向左，cd向左滑动。可见，选项D正确，选项C错误。
5．(2013·东营高二期末)如图所示为两个互感器，在图中圆圈内a、b表示电表，已知电压比为100?1，电流比为10?1，电压表的示数为220V，电流表的示数为10A，则( )
A．a为电流表，b为电压表
B．a为电压表，b为电流表
C．线路输送电功率是2200W
D．线路输送电功率是2.2×106W
答案：BD
解析：左图中原线圈并联在电路中，应为电压互感器，a表应为电压表，右图中原线圈串联在电路，应为电流互感器，b表为电流表，A错B对；输送功率P＝I1U1＝2.2×106W，C错，D对。
6．如图所示，平行于y轴的导体棒以速度v向右匀速直线运动，经过半径为R，磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，导体棒中的感应电动势ε与导体棒位置x关系的图象是( )
答案：A
解析：当导体棒位置坐标为x时(x≤R)
E＝BLv＝Bv·2＝2Bv
结合数学知识可得A对，B、C、D错。
7．(2012·成都铁路中学高二检测)如图甲所示，一个理想变压器原、副线圈的匝数比n1 ∶n2＝6 ∶1，副线圈两端接三条支路，每条支路上都接有一只灯泡，电路中L为电感线圈，C为电容器，R为定值电阻。当原线圈两端接有如图乙所示的交流电时，三只灯泡都能发光。如果加在原线圈两端的交流电的最大值保持不变，而将其频率变为原来的2倍，则对于交流电的频率改变之后与改变前相比，下列说法中正确的是( )
A．副线圈两端的电压有效值均为216V
B．副线圈两端的电压有效值均为6V
C．灯泡Ⅰ变亮
D．灯泡Ⅲ变亮
答案：BD
解析：由图乙知原线圈两端电压有效值为36V，根据＝得U2＝6V，A错B对；将频率增大，感抗增大，容抗减小，C错D对。
8．有一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图所示，在副线圈两输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，在原线圈上加一电压为U的交流电，则( )
A．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大
B．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小
C．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大
D．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小
答案：BC
解析：保持Q的位置不动，副线圈匝数不变，由＝知U2不变，当P向上滑动时，由I2＝知I2减小，则I1减小，故电流表的读数变小，B正确，A错误；保持P的位置不动，将Q向上滑动时，副线圈的匝数增多，由＝知U2 增大，由I2＝知I2增大，故I1增大，C正确，D错误。
9．(2013·威海高二检测)将一段导线绕成图甲所示的闭合电路，并固定在水平面(纸面)内，回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ，以向里为磁场Ⅱ的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示。用F表示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图象是( )
[答案] B
[解析] 根据楞次定律，在前半个周期内，圆环内产生的感应电流方向为顺时针，即通过ab边的电流方向为由b指向a，再根据左手定则判断，ab边受到的安培力为水平向左，即负方向。根据法拉第电磁感应定律，前半个周期内ab中的电流为定值，则所受安培力也为定值。结合选项可知B正确。
10．如图所示，水平地面上方有正交的匀强电场E和匀强磁场B，电场方向竖直向下，磁场方向垂直纸面向外，等腰三角形的金属框由底边呈水平位置开始沿竖直平面在电磁场中由静止开始下落，下落过程中三角形平面始终在竖直平面内，不计阻力，a、b落到地面的次序是( )
A．a先于b
B．b先于a
C．a、b同时落地
D．无法判断
答案：A
解析：当△abc线框下落时，闭合回路中磁通量没有发生变化，回路中不产生感应电流，但由于各边都在切割磁感线，所以会产生感应电动势，根据楞次定律，可以判定出a点的电势高，是电源的正极，B点的电势低，是电源的负极，a点聚集着多余的正电荷，b点聚集着负电荷，a点的正电荷受的电场力向下，使a点加快运动(a点加速度>g)，b点的负电荷受的电场力向上，使b点减缓运动(b点加速度第Ⅱ卷(非选择题 共60分)
二、填空题(共3小题，共18分。把答案直接填在横线上)
11．(5分)如图所示是三个成功的演示实验，回答下列问题。
(1)在实验中，电流表指针偏转的原因是_______________ _________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)电流表指针偏转角跟感应电动势的大小成________关系。
(3)第一个成功实验(如图a)中，将条形磁铁从同一高度插入到线圈中同一位置，快速插入和慢速插入有什么量是相同的？________，什么量是不同的？________。
(4)从三个成功的演示实验可归纳出的结论是：__________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案：(1)穿过线圈的磁通量发生变化
(2)正比
(3)磁通量的变化量 磁通量的变化率
(4)只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生。
12．(6分)如图所示，是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图，它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成。
(1)示意图中，a端就是电源________极。
(2)光控继电器的原理是：当光照射光电管时，______________________________________________。
答案：(1)正。
(2)阴极K发射电子，电路中产生电流，经放大器放大后的电流使电磁铁M磁化，将衔铁N吸住；无光照射光电管时，电路中无电流，N自动离开M。
13．(7分)如图所示，有一矩形线圈，面积为S，匝数为N，整个线圈的电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈绕OO′轴以角速度ω匀速转动，外电阻为R，当线圈由图示位置转过90°的过程中
(1)磁通量的变化量为ΔΦ＝________；
(2)平均感应电动势＝________；
(3)电阻R所产生的焦耳热为________；
(4)通过电阻R的电荷量为q＝______。
答案：(1)BS (2) (3) (4)
解析：线圈在图示位置时磁通量Φ＝0，转过90°后磁通量Φ′＝BS，该过程中磁通量的变化量为ΔΦ＝Φ′－Φ＝BS，与线圈匝数无关；该过程中所用时间Δt＝θ/ω＝π/2ω，所以平均感应电动势＝NΔΦ/Δt＝；电路中的感应电流有效值I＝E/(R＋r)＝NBSω/(R＋r)，所以电阻R所产生的焦耳热Q＝I2Rt＝；电路中的感应电流的平均值＝＝，所以通过电阻R的电荷量q＝·t＝
三、论述·计算题(共4小题，42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
14．(9分)(2013·海岳中学高二期末)如图所示，一个100匝的圆形线圈(图中只画了2匝)，面积为200cm2，线圈的电阻为1Ω，在线圈外接一个阻值为4Ω的电阻和一个理想电压表。电阻的一端B与地相接，线圈放入方向垂直线圈平面指向纸内的匀强磁场中，磁感应强度随时间的变化规律如B－t图所示。求：
(1)t＝3s时穿过线圈的磁通量。
(2)t＝5s时，电压表的读数。
(3)若取B点电势为零，A点的最高电势是多少？
答案：(1)7×10－3Wb (2)0.32V (3)0.08V
解析：(1)t＝3s时，Φ＝BS＝3.5×10－1×200×10－4Wb＝7×10－3Wb
(2)4～6s内的感应电动势为
E1＝nS＝100××200×10－4V＝0.4V
电压表的读数为U＝R＝×4V＝0.32V
(3)0～4s，A点电势高于零；4～6s，A点电势低于零。0～4s内的感应电动势为
E2＝nS＝100××200×10－4V＝0.1V
A、B两端的电势差为UAB＝R＝×4V＝0.08V
故A点的最高电势为φA＝0.08V
15．(10分)
如图所示，光滑平行金属导轨相距30cm，电阻不计，ab是电阻为0.3Ω的金属棒，可沿导轨滑动，与导轨相连的平行金属板A、B相距6cm，电阻R为0.1Ω。全部装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中，当ab以速度v向右匀速运动时，一带电微粒在A、B板间恰做半径2cm的匀速圆周运动，速率也是v。试求速率v的大小？
答案：0.4m/s
解析：设磁感应强度为B，平行板AB间距为d，ab杆的有效长度为L，带电粒子质量为m，带电荷量为q，
∵E＝BLv
∴Uab＝UAB＝＝×0.1＝Blv
带电粒子在A、B板间恰能做匀速圆周运动，
则mg＝Eq＝q，∴m＝。
带电粒子做圆周运动的半径r＝＝＝
∴v＝＝m/s＝0.4m/s。
16．(11分)
(2013·泰安高二检测)如图所示，P、Q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨，间距为L1，处在竖直向下、磁感应强度大小为B1的匀强磁场中，一导体杆ef垂直于P、Q放在导轨上，在外力作用下向左做匀速直线运动。质量为m、每边电阻均为r、边长为L2的正方形金属框abcd置于竖直平面内，两顶点a、b通过细导线与导轨相连，磁感应强度大小为B2的匀强磁场垂直金属框向里，金属框恰好处于静止状态，不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力。
(1)通过ab边的电流Iab是多大？
(2)导体杆ef的运动速度v是多大？
答案：(1)Iab＝ (2)v＝
解析：(1)设通过正方形金属框的总电流为I，ab边的电流为Iab，dc边的电流为Idc，有Iab＝I①
Idc＝I②
金属框受重力和安培力，处于静止状态，有
mg＝B2IabL2＋B2IdcL2③
由①～③，解得Iab＝④
(2)由(1)可得I＝⑤
设导体杆切割磁感线产生的电动势为E，有
E＝B1L1v⑥
设ad、dc、cb三边电阻串联后与ab边电阻并联的总电阻为R，则R＝r⑦
根据闭合电路欧姆定律，有I＝⑧
由⑤～⑧，解得v＝⑨
本题综合了平衡、电路、电磁感应等问题，但思路并不曲折，属于容易题。
17．(12分)如图甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m，电阻为R。在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN和M′N′是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc边平行，磁场方向与线框平面垂直。现金属线框由距MN的某一高度从静止开始下落，图乙是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的v－t图象，图象中坐标轴上所标出的字母均为已知量。求：
(1)金属线框的边长；
(2)磁场的磁感应强度；
(3)金属线框在整个下落过程中所产生的热量。
答案：(1)v1(t2－t1) (2)
(3)2mgv1(t2－t1)＋m(v－v)
解析：由v－t图象知，t1～t2时间段是线框匀速进入过程，线框边长即为该段时间发生的位移：
L＝v1(t2－t1)
(2)匀速进入过程，合力为零，安培力等于重力。
mg＝BIL＝
B＝＝
(3)设金属线框在进入磁场过程中金属线框产生的热量为Q1，重力对其做正功，安培力对其做负功，由动能定理得W重－W安＝0
Q1＝W安
Q1＝W重＝mgL
设金属线框在离开磁场过程中金属线框产生的热量为Q2，重力对其做正功，安培力对其做负功，由动能定理得
W重－W′安＝mv－mv
Q2＝W′安
线框产生的总热量Q＝Q1＋Q2
解得：Q＝2mgv1(t2－t1)＋m(v－v)
本册综合能力测试(B)
本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，时间90分钟
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)
1．电磁学的成就极大地推动了人类社会的进步。下列说法正确的是( )
A．甲图中，这是录音机的录音电路原理图，当录音机录音时，由于话筒的声电转换，线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场
B．乙图电路中，开关断开瞬间，灯泡会突然闪亮一下，并在开关处产生电火花
C．丙图中，在真空冶炼中，可以利用高频电流产生的涡流冶炼出高质量的合金
D．丁图中，钳形电流表是利用电磁感应原理制成的，它的优点是不需要切断导线，就可以方便地测出通过导线中交变电流的大小
答案：ACD
2．(2013·宝鸡高二检测)
如图所示，一电子以初速度v沿与金属板平行方向飞入MN极板间，突然发现电子向M板偏转，若不考虑磁场对电子运动方向的影响，则产生这一现象的时刻可能是( )
A．开关S闭合瞬间
B．开关S由闭合后断开瞬间
C．开关S是闭合的，变阻器滑片P向右迅速滑动时
D．开关S是闭合的，变阻器滑片P向左迅速滑动时
答案：AD
解析：
若开关S闭合，由右手螺旋定则可知，左侧螺线管右端为N极；发现电子向M板偏转，说明M、N两板的电势φM>φN，即右侧螺线管中产生了流向M板的电流，由右手螺旋定则可知，右侧螺线管左端为N极，如图所示；由楞次定律可知，左侧螺线管中电流增大，选项A、D正确。
3.
绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上，铁芯上套着一个铝环，线圈与电源、电键相连，如图所示。线圈上端与电源正极相连，闭合电键的瞬间，铝环向上跳起。则下列说法中正确的是( )
A．若保持电键闭合，则铝环不断升高
B．若保持电键闭合，则铝环停留在某一高度
C．若保持电键闭合，则铝环跳起到某一高度后将回落
D．如果电源的正、负极对调，观察到的现象不变
答案：CD
解析：若保持电键闭合，磁通量不变，感应电流消失，所以铝环跳起到某一高度后将回落，A、B错，C对；正、负极对调，闭合电键磁通量增加，由楞次定律知，铝环向上跳起，现象不变，D正确。
4．(2013·海口高二期中)
一根弯成直角的导线放在B＝0.4T的匀强磁场中，如图所示，导线ab＝30cm，bc＝40cm，当导线以5m/s的速度做切割磁感线运动时可能产生的最大感应电动势的值为( )
A．1.4V B．1.0V
C．0.8V D．0.6V
答案：B
解析：弯成直角的导线的最大有效长度为ac连线长度，当导线沿垂直于ac连线方向切割磁感线运动时可产生最大的感应电动势。此时感应电动势E＝Blv＝0.4×5×0.5V＝1.0V，选项B正确。
5.
内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于圆环直径的带正电的小球，以速率v0沿逆时针方向匀速转动，若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间成正比例增加的变化磁场。设运动过程中小球带电荷量不变，那么(如图所示)( )
A．小球对玻璃圆环的压力一定不断增大
B．小球所受的磁场力一定不断增大
C. 小球先沿逆时针方向减速运动，之后沿顺时针方向加速运动
D．磁场力对小球一直不做功
答案：CD
解析：变化的磁场将产生感生电场，这种感生电场由于其电场线是闭合的，也称为涡旋电场，其场强方向可借助电磁感应现象中感应电流方向的判定方法，使用楞次定律判断。当磁场增强时，会产生顺时针方向的涡旋电场，电场力先对小球做负功使其速度减为零，后对小球做正功使其沿顺时针方向做加速运动，所以C正确；磁场力始终与小球运动方向垂直，因此始终对小球不做功，D正确；小球在水平面内沿半径方向受两个力作用：环的压力FN和磁场的洛伦兹力F，这两个力的合力充当小球做圆周运动的向心力，其中F＝Bqv，磁场在增强，球速先减小，后增大，所以洛伦兹力不一定总在增大；向心力F向＝m，其大小随速度先减小后增大，因此压力FN也不一定始终增大。故正确答案为C、D。
6．(天津一中高二期中)
图甲
如图甲所示，虚线上方空间有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，直角扇形导线框绕垂直于纸面的轴O以角速度ω匀速逆时针转动。设线框中感应电流的方向以逆时针为正，线框处于图示位置时为时间零点。那么，在图乙中能正确表明线框转动一周感应电流变化情况的是( )
图乙
答案：A
7．(2013·青州一中高二期末)为保证用户电压稳定在220V，变电所需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图。保持输入电压u1不变，当滑动触头P上下移动时可改变输出电压。某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示。以下正确的是( )
A．u2＝190sin(50πt)V
B．u2＝190sin(100πt)V
C．为使用户电压稳定在220V，应将P适当下移
D．为使用户电压稳定在220V，应将P适当上移
答案：BD
解析：由u2－t图知u2m＝190V，T＝2×10－2s，故ω＝＝100πrad/s，故u2＝190sin(100πt)V。选项A错误，选项B正确。由变压器电压与匝数关系＝得U2＝，可减小n1以使u2的有效值增大至220V，即将P适当上升，故选项C错误，选项D正确。
8．(2013·北京第六十六中学高二期中)先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电。第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化(如图甲所示)；第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示。若甲、乙图中的U0、T所表示的电压、周期值是相同的，则以下说法正确的是( )
A．第一次，灯泡两端的电压有效值是U0/2
B．第二次，灯泡两端的电压有效值是3U0/2
C．第一、第二次，灯泡的电功率之比是2：9
D．第一、第二次，灯泡的电功率之比是1：5
答案：D
解析：甲电源有效值U＝U0，A错。乙电源：·T＝·＋·，U′＝U0，B错。P＝，则两次功率之比＝＝＝。即只有D正确。
9．某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成。当右侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断家庭电路。仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有( )
A．家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零
B．家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量不变
C．家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起
D．地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起
答案：ABD
解析：本题结合实际问题，考查电磁感应的应用和电流的磁效应，解答关键对左右线圈中的电磁感应和电流的磁效应进行正确的分析。家庭电路正常工作时，左侧线圈L1中零线和火线中的电流大小相等、方向相反，在左侧线圈中产生的磁通量相互抵消，穿过L1、铁芯、L2中的磁通量始终为零，选项A正确。当家庭电路使用的用电器增多时，零线与火线中的电流同时增大，但其中的电流方向总是相反。零线和火线产生的磁通量总是相互抵捎，使L1、铁芯、L2中磁通量总是为零，选项B正确，家庭电路发生短路时，零线与火线中的电流仍是大小相等、方向相反，L2中磁通量仍为零，不会产生电磁感应现象，L2中无感应电流，电磁铁无磁性，不会将K吸起，选项C错误。地面上的人接触火线发生触电时，有电流通过人体流向大地，该部分的电流不可能流经零线，该情况发生时使火线中的电流增大，使火线和零线中的电流大小不再相等，导致左侧L1中的磁通量增加，从而使铁芯、L2中的磁通量均增加，L2中产生感应电流，电磁铁产生磁场，对开关K产生吸引力，吸起K，断开电路，避免触电事故的发生，选项D正确。
10．(2013·青岛五校高二检测)
如图，矩形闭合导体线框在匀强磁场上方，由不同高度静止释放，用t1、t2分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻。线框下落过程形状不变，ab边始终保持与磁场水平边界线OO′平行，线框平面与磁场方向垂直。设OO′下方磁场区域足够大，不计空气影响，则下列哪一个图象不可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律( )
答案：A
解析：在0～t1时间内，线框做自由落体运动，t2时刻以后，线框全部进入磁场后做匀加速直线运动，这两段时间内的v－t图线均为直线。在t1～t2时间内，线框进入磁场的过程中，线框的运动状态与进入磁场时的速度v有关。当线框在磁场中匀速运动时，安培力等于重力，即＝mg。若线框的速度v大于v0，则进入磁场后减速，由－mg＝ma可知，加速度减小，若线框速度v>v0，但相差不大，则线框进入磁场后可能先减速再匀速，B项正确；若线框的速度v＝v0，则线框进入磁场一直匀速至全部进入磁场，D项正确；若线框的速度v第Ⅱ卷(非选择题 共60分)
二、填空题(共3小题，共18分。把答案直接填在横线上)
11．(5分)如图为“研究电磁感应现象”的实验装置。
(1)将图中所缺导线补接完整。
(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：
A．将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将________。(填“向左偏转一下”或“向右偏转一下”或“不偏转”)
B．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________。(填“向左偏转一下”或“向右偏转一下”或“不偏转”)
答案：(1)如图所示
(2)A.向右偏转一下 B．向左偏转一下
12．(6分)
原始的电话机将听筒和话筒串联成一个电路，当自己对着话筒讲话时，会从听筒中听到自己的声音，导致听觉疲劳而影响通话。现代的电话将听筒电路与话筒电路分开，改进后的电路原理示意图如图所示，图中线圈Ⅰ与线圈Ⅱ的匝数相等，R0＝1.2kΩ，R＝3.6kΩ，Rx为可变电阻。当Rx调到某一值时，从听筒中就听不到话筒传出的声音了，这时Rx＝________kΩ。
答案：1.8
解析：当Ⅰ、Ⅱ线圈所在的回路对称时，从听筒中就听不到话筒发出的声音了。即Rx与R并联后的总电阻与R0相等，即可形成回路对称。
则＝R0
代入数据R0＝1.2kΩ，R＝3.6kΩ，解得Rx＝1.8kΩ
13．(7分)传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)，例如热敏传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻。热敏电阻阻值随温度变化的图线如图甲所示，图乙是由热敏电阻Rt作为传感器制作的简单自动报警器的线路图。问：
(1)为了使温度过高时报警铃响，c应接在________(填“a”或“b”)；
(2)若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片P向________移动(填“左”或“右”)；
(3)如果在调试报警器达最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器滑片P都不能使报警器工作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路实际不能工作的原因可能是________。
答案：(1)a (2)左
(3)可能是乙图中的电源电压太低或继电器线圈太少或弹簧劲度系数太大
解析：(1)由图甲可知当温度升高时Rt的阻值减小，通过线圈的电流变大，线圈的磁通量变大，对衔铁的引力变大，可与a点接触，欲使报警器报警，c应接在a点。
(2)若使启动报警的温度提高些，可使电路的相对电流减小一些，以使得热敏电阻Rt的阻值减小的更大一些，所以将滑动变阻器滑片P向左移动，增大滑动变阻器接入电路的阻值。
(3)在调试报警器达最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器滑片P都不能使报警器工作，可能是通过线圈的电流太小，线圈的磁通量小，对衔铁的引力较小，也可能是弹簧的弹力较大，线圈的磁力不能将衔铁吸引到和a接触的状态。所以可能是乙图电源电压太低或继电器线圈匝数太少或弹簧劲度系数太大。
三、论述·计算题(共4小题，42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
14．(10分)如图所示，用导线绕成面积为S＝0.5m2的圆环，圆环与某种半导体材料制成的光敏电阻R连接成闭合回路。圆环全部处于按如图所示规律变化的磁场中。P为一圆盘，由形状相同、透光率不同的三个扇形a、b和c构成，它可绕垂直于盘面的中心轴转动。当细光束通过扇形a、b、c照射光敏电阻R时，R的阻值分别为10Ω、20Ω、40Ω。不计回路中导线和开关的电阻。
(1)求线圈中感应电动势的大小；
(2)在t＝0.03s时，圆盘刚好转到使细光束通过扇形b照射光敏电阻R，求此时光敏电阻的电功率大小。
答案：(1)1V (2)0.05W
解析：(1)线圈中产生的感应电动势 E＝
E＝V＝1V
(2)此时R＝20Ω，光敏电阻的电功率P＝
P＝W＝0.05W
15．(10分)如图所示，两光滑金属导轨，间距d＝0.2m，在桌面上的部分是水平的，处在磁感应强度B＝0.1T、方向竖直向下的有界磁场中，电阻R＝3Ω，桌面高H＝0.8m，金属杆ab质量m＝0.2kg、电阻r＝1Ω，在导轨上距桌面h＝0.2m高处由静止释放，落地点距桌面左边缘的水平距离s＝0.4m，g＝10m/s2，求：
(1)金属杆刚进入磁场时，杆中的电流大小和方向；
(2)整个过程中R上放出的热量。
答案：(1)0.01A；a―→b (2)0.225J
解析：(1)ab杆刚进入磁场的瞬间，速率为v，由机械能守恒定律得mgh＝mv2，v＝＝2m/s
此时感应电动势E＝Bdv＝0.1×0.2×2V＝0.04V
I＝＝A＝0.01A
方向：杆中由a―→b
(2)金属杆平抛初速度为v′，则有
s＝v′，v′＝＝1m/s
由能量守恒，有
Q＝mgh－mv′2＝(0.2×10×0.2－×0.2×12)J
＝0.3J
R放出的热量QR＝·R＝×3J＝0.225J
16．(10分)某村在较远的地方建立了一座小型水电站，发电机的输出功率为200kW，输出电压为500V，输电导线的总电阻为10Ω，导线上损耗的电功率为16kW，该村的用电电压是220V。
(1)输电电路如图所示，求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比；
(2)如果该村某工厂用电功率为80kW，则该村还可以接“220V 40W”的电灯多少盏？
答案：(1)1：10 230：11 (2)2600
解析：(1)因为P损＝IR线
所以I2＝＝40A
I1＝＝400A
则＝＝
U3＝U2－I2R线＝(500×10－40×10)V＝4600V
则＝＝
(2)据降压变压器输入功率等于输出功率有P3＝P4＝184kW
灯可以消耗的功率是P灯＝104kW
所以还可装灯n＝104000/40＝2600盏。
17．(12分)(2013·台州市高二期末)如图甲所示，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高度处，由静止开放释放，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，并在磁场中做匀速运动，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：(1)0.2V (2)0.2N (3)0.015J
解析：(1)对棒ab自由下落过程，有t1＝＝0.2s
磁感应强度变化率为＝T/s＝2.5T/s
由法拉第电磁感应定律得，0～t1时间内感应电动势E1＝＝Labh
联立以上各式并代入数据可得 E1＝0.2V
(2)由棒ab匀速进入磁场区域可知
BI2Lab＝mabg
代入数据，可解得I2＝1A
在t1～t2时间内，对棒cd受力分析可得FT＝mcdg＋B0I2Lcd
代入数据，可解得FT＝0.2N
(3)棒ab刚进入磁场时的速度为v＝gt1＝2m/s
棒ab刚进入磁场后的感应电动势为E2＝BLabv＝0.4V
由电路知Rcd＝－Rab＝0.1Ω
在0～t1时间内，感应电流为I1＝＝0.5A
棒cd在0～t2时间内产生的焦耳热
Qcd＝Q1＋Q2＝IRcdt1＋IRcd·＝0.015J
