广东省广州市白云区2022-2023学年高二下学期期中考试物理试题（含解析）

广州市白云区2022-2023学年高二下学期期中考试
物理
本试卷6页，15小题，满分100分。考试用75分钟。
说明：试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分；第Ⅰ卷客观题46分，第Ⅱ卷主观题54分，共100分；第Ⅰ卷答案用2B铅笔填涂到答卷上，第Ⅱ卷答案用黑色字迹签字笔于答卷上作答。
第Ⅰ卷（共46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，只有一项符合题目要求。
1. 如图所示为LC回路中电流i随时间t变化的图像，可知（ ）
A. 在t1时刻，电路中的电场能最大 B. 从t1到t2，电容器极板上的电荷逐渐减少
C. 从t2到t3，电容器充电 D. 在t2时刻，线圈中的磁场能最小
2. 如图甲为电动汽车无线充电原理图，M为受电线圈，N为送电线圈。图乙为受电线圈M的示意图，线圈匝数为n、电阻为r、横截面积为S，a、b两端连接车载变流装置，磁场平行于线圈轴线方向穿过线圈。下列说法不正确的是（　　）
A. 当线圈N接入恒定电流时，不能为电动汽车充电
B. 当线圈N接入周期性交变电流时，线圈M两端产生周期性变化的电压
C. 当线圈N在M中产生的磁感应强度B竖直向上且减小时，有电流从b端流出
D. 充电时，若某时刻线圈M中磁感应强度变化率为k，此时M两端电压为
3. 磁力刹车是游乐场中过山车采用的一种新型刹车装置，该刹车装置的原理图（从后朝前看）如图所示，停车区的轨道两侧装有强力磁铁，当过山车进入停车区时铜片从强力磁铁间穿过，车很快停下来，关于该装置刹车原理，下列判断正确的是（ ）
A. 磁力刹车利用了电流的磁效应
B. 磁力刹车属于电磁驱动现象
C 磁力刹车利用铜片中涡流与强力磁铁作用刹车
D. 过山车的质量越大，进入停车区时由电磁作用引起的刹车阻力越大
4. 十四届全国人大一次会议于2023年3月5日在北京隆重召开，世界各地观众都能通过电视信号收看到大会实况。关于电磁波，下列说法正确的是（　　）
A. 麦克斯韦预言了电磁波的存在并通过实验捕捉到了电磁波
B. 遥控器发出红外线的频率比医院CT中的X射线的频率大
C. 电磁波在真空中的传播速度与频率有关，频率越高，传播速度越大
D. LC电路振荡电路发射电磁波的两个重要条件是采用高频和开放性
5. 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K断开，当K接通时，以下说法正确的是（ ）
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上的电压增大
C. 通过灯泡L1的电流增大 D. 原线圈中的电流减小
6. 如图所示，一个闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉离平衡位置并由静止释放，圆环摆动过程中经过有界的水平方向的匀强磁场区域，A、B为该磁场的竖直边界，磁场方向垂直于圆环所在平面向里，若不计空气阻力，则（　　）
A. 圆环向右穿过磁场后，还能摆到释放位置 B. 圆环离开磁场时具有收缩的趋势
C. 圆环将在磁场中不停地摆动 D. 圆环在磁场中运动时均有感应电流
7. 压敏电阻的阻值R随所受压力的增大而减小。某兴趣小组利用压敏电阻设计了判断电梯运行状态的装置，其电路如图甲所示。将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体A，电梯静止时电压表示数为，在电梯由静止开始运行过程中，电压表的示数变化情况如图乙所示。下列判断正确的是（　　）
A. 电梯匀加速下降 B. 电梯匀加速上升
C. 电梯下降且加速度在变大 D. 电梯上升且加速度在变小
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。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. 如图甲所示，由劲度系数k=20N/m的弹簧和质量为m=0.1kg的小球套在水平光滑杆上组成的弹簧振子，振子以O点为平衡位置，在a、b两点之间做简谐运动，其振动图像如图乙所示，由振动图像可知（　　）
A. 振幅A=3cm B. 在t2时刻，振子的加速度为零
C. 在t1时刻，振子加速度为零 D. 振子的最大加速度大小为a=6m/s2
9. 如图甲所示，为一小型交流发电机示意图。为了便于观察，图甲中只画出其中的一匝线圈。线圈匀速转动时与外电路R构成闭合回路。从图甲所示位置开始计时，通过电阻R的交变电流如图乙所示，则下列判断正确的是（ ）
A. 通过电阻R的电流的有效值为20A
B. 时，线圈平面与磁场方向平行
C. 图甲所示时刻，穿过线圈磁通量变化最快
D. 该发电机产生的交变电流的频率为50Hz
10. 如图所示，A、B是相同的的两个小灯泡，L为自感系数很大的线圈，其直流电阻等于灯泡电阻．闭合开关S，电路稳定时，B灯能正常发光．则（ ）
A. 开关S闭合时，A、B两灯同时亮
B. 开关S闭合，电路稳定时，A灯熄灭
C. 开关S断开时，两灯都会闪亮一下再熄灭
D. 开关S断开时，A灯灯丝不可能被烧断
第Ⅱ卷（54分）
三、非选择题：第11-12题为填空题，答案写在答题卡上。第13-15题为计算题，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
11. 在利用斜槽轨道探究物体碰撞时动量变化的规律的实验中，一般采用如图甲、乙所示的两种装置：
（1）实验必须要求的条件是______；
A．斜槽轨道必须是光滑的
B．斜槽轨道末端的切线是水平的
C．入射球每次都要从同一高度由静止滚下
D．碰撞的瞬间，入射球与被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行
（2）若入射小球质量m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，则______；
A．m1>m2，r1>r2
B．m1>m2，r1C．m1>m2，r1＝r2
D．m1（3）若采用图乙所示装置进行实验，以下所提供的测量工具中必需的是______；
A．直尺B．游标卡尺C．天平 D．弹簧测力计E．秒表
（4）设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，则在用图甲所示装置进行实验时(P为未与被碰小球碰撞时入射小球落点的平均位置)，所得“验证动量守恒定律”的结论为______。（用装置图中的字母表示）
12. 某同学想通过实验探究一个热敏电阻的特性。
（1）为探究热敏电阻的特性，设计了如图甲所示的电路，R0为电阻箱，R为热敏电阻，开关S、S1、S2先断开，滑动变阻器的滑片移到最___________（选填“左”或“右”）端。
（2）实验时，温控室的温度为t0，闭合S、S1，调节滑动变阻器的滑片，使电流表有合适的示数I0，现断开S1闭合S2，滑动变阻器的滑片不动，调节电阻箱R0的阻值R0=90Ω时，电流表的示数也为I0，则此室温的热敏电阻值为___________Ω。多次改变温控室的温度，重复上述实验过程，测得多组热敏电阻在不同温度t下对应的电阻值R，作出R-t图像，如图乙所示，室温t0为___________℃。
（3）把这个热敏电阻接入如下丙图所示的电路中，可以制作温控报警器。已知电源电压为9V，内阻r=2Ω，R2=50Ω；当图中的电流表A达到或超过0.5A时，便触发报警器（图中未画出）报警。若要求开始报警时环境温度为80℃，图中R1阻值为___________Ω（保留2位有效数字）。
13. 如图甲，交流发电机与一理想变压器连接，给“，”的电饭煲和“，”的抽油烟机正常供电。交流发电机的两磁极间视为匀强磁场，内阻不计的线圈绕垂直于匀强磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，从中性面开始计时，产生的电动势如图乙所示。所有导线的电阻均不计，交流电流表是理想电表，求：
（1）变压器原线两端电压的瞬时值表达式；
（2）原副线圈的匝数之比；
（3）电饭煲和抽油烟机同时正常工作时电流表的示数。
14. 某次训练中使用的冰壶A和冰壶B的质量均为20kg，初始时两冰壶之间的距离，运动员以的初速度将冰壶A水平掷出后，与静止的冰壶B碰撞，碰后冰壶A的速度大小变为，方向不变，碰撞时间极短。已知两冰壶与冰面间的动摩擦因数均为，重力加速度。求：
（1）冰壶A与B碰撞前的速度大小v1；
（2）两冰壶碰撞后瞬间B的速度大小vB；
（3）判断两冰壶碰撞是否为弹性碰撞。
15. 如图甲所示，在水平面上固定有长为L=2m、宽为d=0.5m的光滑金属“U”型导轨，导轨右端接有R=1Ω的电阻，在“U”型导轨右侧l=1m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示．在t=0时刻，质量为m=0.1kg、内阻r=1Ω导体棒ab以v0=1m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动，导轨的电阻忽略不计，g取10m/s2．
（1）求第一秒内流过ab电流的大小及方向；
（2）求ab棒进磁场瞬间的加速度大小；
（3）导体棒最终停止在导轨上，求全过程回路中产生的焦耳热．
广州市白云区2022-2023学年高二下学期期中考试
物理 答案解析
本试卷6页，15小题，满分100分。考试用75分钟。
说明：试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分；第Ⅰ卷客观题46分，第Ⅱ卷主观题54分，共100分；第Ⅰ卷答案用2B铅笔填涂到答卷上，第Ⅱ卷答案用黑色字迹签字笔于答卷上作答。
第Ⅰ卷（共46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，只有一项符合题目要求。
1. 如图所示为LC回路中电流i随时间t变化的图像，可知（ ）
A. 在t1时刻，电路中的电场能最大 B. 从t1到t2，电容器极板上的电荷逐渐减少
C. 从t2到t3，电容器充电 D. 在t2时刻，线圈中的磁场能最小
【答案】D
【解析】
【详解】A．在t1时刻，电路中的电流最大，磁场能最大，电场能最小，选项A错误；
B．从t1到t2，电流减小，电容器充电，则电容器极板上的电荷逐渐增加，选项B错误；
C．从t2到t3，电流变大，则电容器放电，选项C错误；
D．在t2时刻，电路中的电流最小，线圈中的磁场能最小，选项D正确。
故选D。
2. 如图甲为电动汽车无线充电原理图，M为受电线圈，N为送电线圈。图乙为受电线圈M的示意图，线圈匝数为n、电阻为r、横截面积为S，a、b两端连接车载变流装置，磁场平行于线圈轴线方向穿过线圈。下列说法不正确的是（　　）
A. 当线圈N接入恒定电流时，不能为电动汽车充电
B. 当线圈N接入周期性交变电流时，线圈M两端产生周期性变化的电压
C. 当线圈N在M中产生的磁感应强度B竖直向上且减小时，有电流从b端流出
D. 充电时，若某时刻线圈M中磁感应强度变化率为k，此时M两端电压为
【答案】D
【解析】
【详解】A．当线圈N接入恒定电流时，穿过线圈M的磁通量不变，不产生感应电动势，不能为电动汽车充电，故A正确，不符合题意；
B．当线圈N接入周期性交变电流时，穿过线圈M的磁通量周期性变化，由法拉第电磁感应定律可知，线圈M两端产生周期性变化的电压，故B正确，不符合题意；
C．当线圈N在M中产生的磁感应强度B竖直向上且减小时，由楞次定律可知，感应电流磁感应强度向上，由安培定则，感应电流方向从a向b，即有电流从b端流出，故C正确，不符合题意；
D．充电时，若某时刻线圈M中磁感应强度变化率为k，则M中产生的电动势
由于线圈有内阻r，结合闭合电路的欧姆定律可知，M两端电压一定小于，故D错误，符合题意。
故选D。
3. 磁力刹车是游乐场中过山车采用的一种新型刹车装置，该刹车装置的原理图（从后朝前看）如图所示，停车区的轨道两侧装有强力磁铁，当过山车进入停车区时铜片从强力磁铁间穿过，车很快停下来，关于该装置刹车原理，下列判断正确的是（ ）
A. 磁力刹车利用了电流的磁效应
B. 磁力刹车属于电磁驱动现象
C. 磁力刹车利用铜片中涡流与强力磁铁作用刹车
D. 过山车的质量越大，进入停车区时由电磁作用引起的刹车阻力越大
【答案】C
【解析】
【详解】A．铜片不铁磁性材料，不会被磁化，故A错误；
BC．铜片穿过磁场产生涡流，涡流的磁场与强力磁铁作用刹车，不属于电磁驱动而是电磁阻尼，故B错误，C正确；
D．强力磁铁的磁场对涡流的安培力阻碍过山车运动刹车，与过山车的速度有关，与质量无关，故D错误。
故选C。
4. 十四届全国人大一次会议于2023年3月5日在北京隆重召开，世界各地观众都能通过电视信号收看到大会实况。关于电磁波，下列说法正确的是（　　）
A. 麦克斯韦预言了电磁波的存在并通过实验捕捉到了电磁波
B. 遥控器发出的红外线的频率比医院CT中的X射线的频率大
C. 电磁波在真空中的传播速度与频率有关，频率越高，传播速度越大
D. LC电路振荡电路发射电磁波的两个重要条件是采用高频和开放性
【答案】D
【解析】
【详解】A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验捕捉到了电磁波，故A错误；
B．遥控器发出的红外线的频率比医院CT中的X射线的频率小，故B错误；
C．电磁波在真空中的传播速度为光速，大小一定，与频率无关，故C错误；
D．LC电路振荡电路发射电磁波的两个重要条件是采用高频和开放性，故D正确。
故选D。
5. 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K断开，当K接通时，以下说法正确的是（ ）
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上的电压增大
C. 通过灯泡L1的电流增大 D. 原线圈中的电流减小
【答案】B
【解析】
【详解】A．输入电压和原、副线圈的匝数比不变，由
可知副线圈两端M、N的输出电压不变，故A错误；
BC．当K接通时，副线圈电路的总电阻减小，总电流I2变大，输电线等效电阻R上的电压增大，并联部分的电压减小，通过灯泡L1的电流减小，故B正确，C错误；
D．由
可知，电流I2变大，则I1变大，即原线圈中的电流增大，故D错误。
故选B。
6. 如图所示，一个闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉离平衡位置并由静止释放，圆环摆动过程中经过有界的水平方向的匀强磁场区域，A、B为该磁场的竖直边界，磁场方向垂直于圆环所在平面向里，若不计空气阻力，则（　　）
A. 圆环向右穿过磁场后，还能摆到释放位置 B. 圆环离开磁场时具有收缩的趋势
C. 圆环将在磁场中不停地摆动 D. 圆环在磁场中运动时均有感应电流
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．当圆环进入或离开磁场区域时磁通量发生变化，会产生电流，机械能向电能转化，所以机械能不守恒，因此环向右穿过磁场后，不能摆到释放位置，故A错误；
B．圆环离开磁场时磁通量减少，由楞次定律（增缩减扩）可知：圆环离开磁场时具有扩张的趋势，故B错误；
C．在圆环不断经过磁场，机械能不断损耗过程中圆环越摆越低，最后整个圆环只会在磁场区域来回摆动，因为在此区域内没有磁通量的变化（一直是最大值），所以机械能守恒，即圆环最后的运动状态为在磁场区域来回摆动，而不是静止在平衡位置，故C正确；
D．圆环在磁场中运动时，因穿过其磁通量不变，不会产生感应电流，故D错误。
故选C。
7. 压敏电阻的阻值R随所受压力的增大而减小。某兴趣小组利用压敏电阻设计了判断电梯运行状态的装置，其电路如图甲所示。将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体A，电梯静止时电压表示数为，在电梯由静止开始运行过程中，电压表的示数变化情况如图乙所示。下列判断正确的是（　　）
A. 电梯匀加速下降 B. 电梯匀加速上升
C. 电梯下降且加速度在变大 D. 电梯上升且加速度在变小
【答案】C
【解析】
【详解】根据欧姆定律得
结合图像可得电路中的电流一直减小，又
可知压敏电阻的阻值一直增加，则A对压敏电阻的压力减小，可知A处于失重状态，则电梯处于向上减速或向下加速并且加速度越来越大。
故选C。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。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. 如图甲所示，由劲度系数k=20N/m的弹簧和质量为m=0.1kg的小球套在水平光滑杆上组成的弹簧振子，振子以O点为平衡位置，在a、b两点之间做简谐运动，其振动图像如图乙所示，由振动图像可知（　　）
A. 振幅A=3cm B. 在t2时刻，振子的加速度为零
C. 在t1时刻，振子的加速度为零 D. 振子的最大加速度大小为a=6m/s2
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．从振动图像可以看出振子的振幅为3cm，A正确；
B．在时刻，振子在平衡位置O点，该时刻振子速度最大，加速度为零，B正确；
CD．在时刻，振子在正向最大位移处，加速度最大，最大加速度大小为
C错误，D正确。
故选ABD。
9. 如图甲所示，为一小型交流发电机示意图。为了便于观察，图甲中只画出其中的一匝线圈。线圈匀速转动时与外电路R构成闭合回路。从图甲所示位置开始计时，通过电阻R的交变电流如图乙所示，则下列判断正确的是（ ）
A. 通过电阻R的电流的有效值为20A
B. 时，线圈平面与磁场方向平行
C. 图甲所示时刻，穿过线圈的磁通量变化最快
D. 该发电机产生的交变电流的频率为50Hz
【答案】AD
【解析】
【详解】A．交流电流的有效值为
故A正确；
B．t＝0.01s时，线圈中感应电流为零，则线圈平面与磁场方向垂直，故B错误；
C．图甲所示时刻，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，变化最慢，故C错误；
D．该发电机产生的交变电流的周期为T=0.02s，则频率为50Hz，故D正确。
故选AD。
10. 如图所示，A、B是相同的的两个小灯泡，L为自感系数很大的线圈，其直流电阻等于灯泡电阻．闭合开关S，电路稳定时，B灯能正常发光．则（ ）
A. 开关S闭合时，A、B两灯同时亮
B. 开关S闭合，电路稳定时，A灯熄灭
C. 开关S断开时，两灯都会闪亮一下再熄灭
D. 开关S断开时，A灯灯丝不可能被烧断
【答案】AD
【解析】
【详解】A. 开关s闭合瞬间，A和B同时发光，故A正确；
B. 电路稳定后L的电感不再起作用，起作用的只是它的直流电阻，因A.B灯相同，B此时正常发光，那么说明灯的额定电流由并联的A和L的直流电阻分配，L的直流电阻等于灯泡电阻,那么A支路的电流会等于其额定电流的1/2，也就是说其亮度较B灯暗，不一定熄灭，故B错误；
CD. 断开开关S的瞬间，由电感的特性可知：L和A组成的回路中的电流会维持不变，其数值就是S断开前L支路中的电流，即等于额定电流的一半，不会闪亮一下，灯丝也不可能被烧断．而B灯立即熄灭，故C错误，D正确；
故选AD
第Ⅱ卷（54分）
三、非选择题：第11-12题为填空题，答案写在答题卡上。第13-15题为计算题，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
11. 在利用斜槽轨道探究物体碰撞时动量变化的规律的实验中，一般采用如图甲、乙所示的两种装置：
（1）实验必须要求的条件是______；
A．斜槽轨道必须是光滑的
B．斜槽轨道末端的切线是水平的
C．入射球每次都要从同一高度由静止滚下
D．碰撞的瞬间，入射球与被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行
（2）若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，则______；
A．m1>m2，r1>r2
B．m1>m2，r1C．m1>m2，r1＝r2
D．m1（3）若采用图乙所示装置进行实验，以下所提供测量工具中必需的是______；
A．直尺B．游标卡尺C．天平 D．弹簧测力计E．秒表
（4）设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，则在用图甲所示装置进行实验时(P为未与被碰小球碰撞时入射小球落点的平均位置)，所得“验证动量守恒定律”的结论为______。（用装置图中的字母表示）
【答案】 ①. BCD ②. C ③. AC ④. m1OP＝m1OM＋m2N
【解析】
分析】
【详解】(1)[1]A．斜槽轨道不必须是光滑的，只要从同一高度下落就保证初速度相同，所以A错误；
B．斜槽轨道末端的切线是水平的，因为这样才保证小球做平抛运动，所以B正确；
C．入射球每次都要从同一高度由静止滚下，才能保证小球碰撞前的速度相同，减小误差，所以C正确；
D．碰撞的瞬间，入射球与被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行，才能保证小球发生的对心正碰，碰后的速度才在同一直线，所以D正确；
故选BCD。
(2)[2]若入射小球质量为m1必须大于被碰小球质量为m2，碰撞后才不会反向运动，要保证小球发生的对心正碰，两球的半径必须相同，则C正确；ABD错误；
故选C。
(3)[3]B．若采用图乙所示装置进行实验，则小球的初始位置都相同，不需要测小球的直径所以不需要游标卡尺，则B错误；
D．不需要测量小球受力情况，所以不需要弹簧测力计，则D错误；
E．不需要测量时间，所以不需要秒表，则E错误；
C．需要测量小球的质量，所以需要天平，则C正确；
A．通过测量水平位移来表示小球的速度，所以需要直尺，则A正确；
故选AC。
(4)[4]入射小球碰前的初速度为
入射小球碰后的初速度为
被碰小球碰后的初速度为
验证动量守恒则有
整理可得“验证动量守恒定律”的结论为
m1OP＝m1OM＋m2N
12. 某同学想通过实验探究一个热敏电阻的特性。
（1）为探究热敏电阻的特性，设计了如图甲所示的电路，R0为电阻箱，R为热敏电阻，开关S、S1、S2先断开，滑动变阻器的滑片移到最___________（选填“左”或“右”）端。
（2）实验时，温控室的温度为t0，闭合S、S1，调节滑动变阻器的滑片，使电流表有合适的示数I0，现断开S1闭合S2，滑动变阻器的滑片不动，调节电阻箱R0的阻值R0=90Ω时，电流表的示数也为I0，则此室温的热敏电阻值为___________Ω。多次改变温控室的温度，重复上述实验过程，测得多组热敏电阻在不同温度t下对应的电阻值R，作出R-t图像，如图乙所示，室温t0为___________℃。
（3）把这个热敏电阻接入如下丙图所示的电路中，可以制作温控报警器。已知电源电压为9V，内阻r=2Ω，R2=50Ω；当图中的电流表A达到或超过0.5A时，便触发报警器（图中未画出）报警。若要求开始报警时环境温度为80℃，图中R1阻值为___________Ω（保留2位有效数字）。
【答案】 ①. 左 ②. 90 ③. 30 ④. 20
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]为保护用电器的使用安全，滑动变阻器的滑片移到最左边，确保闭合开关瞬间，流过电表的电流为零。
(2)[2]试验中，用电阻箱代替热敏电阻，二者阻值相等。
[3]在乙图中找到纵轴坐标为90Ω的图线上对应的横轴坐标为30℃。
(3)[4]在乙图中读出环境温度为80℃时热敏电阻的阻值为30Ω，根据闭合电路欧姆定律有
带入数据，得
13. 如图甲，交流发电机与一理想变压器连接，给“，”的电饭煲和“，”的抽油烟机正常供电。交流发电机的两磁极间视为匀强磁场，内阻不计的线圈绕垂直于匀强磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，从中性面开始计时，产生的电动势如图乙所示。所有导线的电阻均不计，交流电流表是理想电表，求：
（1）变压器原线两端电压的瞬时值表达式；
（2）原副线圈的匝数之比；
（3）电饭煲和抽油烟机同时正常工作时电流表的示数。
【答案】（1）；（2）；（3）1.2A
【解析】
【分析】
【详解】（1）由图乙可知：，
所以
（2）原线圈两端的电压，副线圈两端的电压
（3）电饭煲正常工作时的电流
抽油烟机正常工作时电流
副线圈中的总电流
根据公式，将数据代入得
电流表的示数为1.2A。
14. 某次训练中使用的冰壶A和冰壶B的质量均为20kg，初始时两冰壶之间的距离，运动员以的初速度将冰壶A水平掷出后，与静止的冰壶B碰撞，碰后冰壶A的速度大小变为，方向不变，碰撞时间极短。已知两冰壶与冰面间的动摩擦因数均为，重力加速度。求：
（1）冰壶A与B碰撞前的速度大小v1；
（2）两冰壶碰撞后瞬间B的速度大小vB；
（3）判断两冰壶碰撞是否为弹性碰撞。
【答案】（1）1m/s；（2）0.8m/s；（3）不是弹性碰撞
【解析】
【详解】（1）冰壶A从开始运动到与冰壶B碰撞过程中，根据动能定理可得
代入数据解得
（2）两冰壶碰撞过程中，满足动量守恒，则有
代入数据解得
（3）碰撞前两冰壶的总动能为
碰撞后两冰壶的总动能为
由于
可知两冰壶碰撞为非弹性碰撞。
15. 如图甲所示，在水平面上固定有长为L=2m、宽为d=0.5m的光滑金属“U”型导轨，导轨右端接有R=1Ω的电阻，在“U”型导轨右侧l=1m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示．在t=0时刻，质量为m=0.1kg、内阻r=1Ω导体棒ab以v0=1m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动，导轨的电阻忽略不计，g取10m/s2．
（1）求第一秒内流过ab电流的大小及方向；
（2）求ab棒进磁场瞬间的加速度大小；
（3）导体棒最终停止在导轨上，求全过程回路中产生的焦耳热．
【答案】（1）0.25A,方向由a流向b（2）1.25m/s2（3）0.175J
【解析】
【详解】（1）第一秒内磁场随时间均匀变化，由法拉第电磁感应定律有
所以流过ab的电流
方向：由a流向b；
（2）依题意可知ab棒在1s末时刻进入磁场（速度仍v0），此后磁感应强度保持不变
则
E2=Bdv0=0.5V
F=BI2d
由牛顿第二定律，有
BI2d=ma
所以
a=1.25m/s2
（3）依据焦耳定律
Q1＝I12（R+r）t1＝0.125J
功能关系，则有
全过程回路产生的焦耳热
Q=Q1+Q2=0.175J
【名师点睛】此题考查法拉第电磁感应定律，闭合电路欧姆定律与楞次定律的应用，掌握焦耳定律与功能关系的内容，注意牛顿第二定律的运用，及图象的含义．