【特约名师原创解析】广西桂林市逸仙中学2015-2016学年高二下学期期中物理试卷

2015-2016学年广西桂林市逸仙中学高二（下）期中物理试卷
　
一、单选题（下列各题均有4个选项，其中只有一个是正确的，请将正确选项的字母代号填涂在答题卡的相应位置，每小题3分，共24分）
1．关于产生感应电流的条件，下列说法中正确的是（　　）
A．只要闭合电路在磁场中运动，闭合电路中就一定有感应电流
B．只要闭合电路中有磁通量，闭合电路中就有感应电流
C．只要导体做切割磁感线运动，就有感应电流产生
D．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
2．一质点做简谐运动，当位移为正的最大值时，质点的（　　）
A．速度为正的最大值，加速度为零
B．速度为负的最大值，加速度为零
C．速度为零，加速度为正的最大值
D．速度为零，加速度为负的最大值
3．一个电阻接在10V的直流电源上，它的发热功率是P，当接到电压为u=10sinωt
V的交流电源上，它的发热功率是（　　）
A．0.25P
B．0.5P
C．p
D．2p
4．两个闭合铝环，挂在一根水平光滑的绝缘杆上，当条形磁铁N极向左插向圆环时（如图），两圆环的运动是（　　）
A．边向左移边分开
B．边向左移边靠拢
C．边向右移边分开
D．边向右移边靠拢
5．如图所示电路中，L为一自感系数较大的线圈，电键S闭合电路稳定后，在电阻R2和线圈L均有电流．现将电键S断开瞬间（　　）
A．流经R2和L的电流方向都向左
B．流经R2和L的电流方向都向右
C．流经R2的电流方向向右，流经L的电流方向向左
D．流经R2的电流方向向左，流经L的电流方向向右
6．如图所示的电路中，如果交变电流的频率减小，1、2和3灯的亮度变化情况是（　　）
A．1、2两灯均变亮，3灯变暗
B．1灯变亮，2、3灯均匀变暗
C．1灯变亮，2灯变暗，3灯亮度不变
D．1灯变暗，2灯变亮，3灯亮度不变
7．如图所示，M是一小型理想变压器，接线
( http: / / www.21cnjy.com )柱a、b接在电压u=311sin314t（V）的正弦交流电源上，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表A2为值班室的显示器，显示通过R1的电流，电压表V2显示加在报警器上的电压（报警器未画出），R3为一定值电阻．当传感器R2所在处出现火情时，以下说法中正确的是（　　）
A．A1的示数不变，A2的示数增大
B．V1的示数不变，V2的示数减小
C．V1的示数增大，V2的示数增大
D．A1的示数增大，A2的示数增大
8．如图所示，先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈拉出有界的匀强磁场区域，v2=2v1，在先后两种情况下（　　）
A．线圈中的感应电流之比I1：I2=2：1
B．作用在线圈上的外力大小之比F1：F2=1：2
C．线圈中产生的焦耳热之比Q1：Q2=1：4
D．通过线圈某截面的电荷量之比q1：q2=1：2
　
二、不定项选择题（在下列各题的4个选项中，
( http: / / www.21cnjy.com )至少有一个是正确的，请将正确选项的字母代号填涂在答题卡的相应位置，每小题4分，全部选对得4分，选对但不全得2分，有错选或不选不得分，共16分）
9．如图是电熨斗的结构图，下列说法正确的是（　　）
A．双金属片上层金属的膨胀系数小于下层金属
B．常温下，上下触点接触；温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分离
C．需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移
D．双金属片温度传感器的作用是控制电路的通断
10．一矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势e=220sin100πt（V），则（　　）
A．交流电的频率是100πHz
B．t=0时线圈垂直于中性面
C．交流电的周期是0.02s
D．t=0.05s时，e有最大值
11．如图所示的是某一质点做简谐运动的图象，下列说法中正确的是（　　）
A．质点开始是从平衡位置沿x轴正方向运动的
B．2s末速度最大，沿x轴的负方向
C．3s末加速度最大，沿x轴负方向
D．质点在4s内的路程是零
12．线圈L2在L1附近，为使L2中有如图所示箭头所指方向的感应电流，可以使（　　）
A．变阻器滑片向左移
B．变阻器滑片向右移
C．L2远离L1运动
D．断开开关s的瞬间
　
三、填空题（请将正确答案填在答题卡的相应位置，每空2分，共22分）
13．负温度系数热敏电阻的阻值随温度升高而　　，光敏电阻在光照射下其电阻显著　　．
14．用10kV高压输送电功率为100kW
( http: / / www.21cnjy.com )的交流电，在输电线上损失2%的电功率，输电线的总电阻为　　Ω；如改用5kV电压输送100kW的交流电，输电线上损失的电功率为　　kW．
15．把边长为5cm、总匝
( http: / / www.21cnjy.com )数为400匝、总电阻为2.5欧的正方形线圈放在磁感应强度为0.1T的匀强磁场中，在0.2s时间内线圈平面从平行于磁场方向的位置转过90°，到达与磁场方向垂直的位置，那么在这段时间内感应电动势的平均值为　　，通过线圈的电量为　　．
16．如图所示是研究电磁感应现象实验所
( http: / / www.21cnjy.com )需的器材，用实线将带有铁芯的线圈A、电源、滑动变阻器和开关连接成原线圈回路，将小量程电流表和线圈B连接成副线圈回路．并列举出在实验中改变副线圈回路磁通量，使副线圈回路产生感应电流的三种方式：
（1）　　；
（2）　　；
（3）　　．
　
四、计算题（解答应写出必要的文字说
( http: / / www.21cnjy.com )明、方程式及计算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案必须写出数值和单位，本题4个小题，共38分）
17．一台调压器原线圈匝数为360
( http: / / www.21cnjy.com )0匝，当电路电压降为180V时，副线圈要想得到220V的电压时，应将副线圈的匝数调整为　　匝；若此时用电器的工作电流为0.9A，则原线圈中的电流为　　A．
18．如图所示，在磁感应强度为0.2T的匀强
( http: / / www.21cnjy.com )磁场中，有一长为0.5m的导体AB在金属框架上以10m/s的速度向右滑动，R1=R2=20Ω，其他电阻不计，则流过AB的电流是多大？流过R1的电流是多大？
19．如图所示，线框abc
( http: / / www.21cnjy.com )d的面积为0.05m2，共100匝，线框电阻为1Ω，外接一个电阻为4Ω小灯泡，匀强磁场的磁感应强度B=（特斯拉），当线框以300r/min的转速匀速转动时．
（1）若从线框处于中性面开始计时，写出感应电动势的瞬时值表达式
（2）小灯泡两端电压．
20．如图所示，AB、C
( http: / / www.21cnjy.com )D是两根足够长的固定平行金属导轨，两导轨间的距离为L，导轨平面与水平面的夹角为θ，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场，磁感应强度为B，在导轨的
AC端连接一个阻值为
R的电阻，一根质量为m、垂直于导轨放置的金属棒ab，从静止开始沿导轨下滑．求导体ab下滑的最大速度vm．（已知ab与导轨间的动摩擦因数为μ，导轨和金属棒的电阻都不计g=10m/s2）
　
2015-2016学年广西桂林市逸仙中学高二（下）期中物理试卷
参考答案与试题解析
　
一、单选题（下列各题均有4个选项，其中只有一个是正确的，请将正确选项的字母代号填涂在答题卡的相应位置，每小题3分，共24分）
1．关于产生感应电流的条件，下列说法中正确的是（　　）
A．只要闭合电路在磁场中运动，闭合电路中就一定有感应电流
B．只要闭合电路中有磁通量，闭合电路中就有感应电流
C．只要导体做切割磁感线运动，就有感应电流产生
D．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
【考点】感应电流的产生条件．
【分析】产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化，或闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动．根据这个条件进行选择．
【解答】解：A、闭合电路整体在磁场中作切割磁感线运动，而闭合电路中磁通量却没有变化，则闭合电路中就没有感应电流．故A错误．
B、位于磁场中的闭合线圈，只有磁通量发生变化，才一定会产生感应电流．故B错误．
C、闭合电路整体在磁场中作切割磁感线运动，而闭合电路中磁通量却没有变化，则闭合电路中就没有感应电流．故C错误．
D、穿过闭合电路的磁感线的条数发生变化，磁通量一定发生变化，则闭合电路中就有感应电流．故D正确．
故选：D
　
2．一质点做简谐运动，当位移为正的最大值时，质点的（　　）
A．速度为正的最大值，加速度为零
B．速度为负的最大值，加速度为零
C．速度为零，加速度为正的最大值
D．速度为零，加速度为负的最大值
【考点】简谐运动的回复力和能量．
【分析】质点做简谐运动时，加速度的大小
( http: / / www.21cnjy.com )总与位移大小成正比，方向与位移方向相反．当质点的位移最大时，速度为零，加速度最大；当质点经过平衡位置时，速度最大，加速度为零．
【解答】解：A、B由题质点做简谐运动，当位移为正的最大值时，质点经过正向最大位移处，离平衡位置最远，速度为零，加速度最大．故AB错误．
C、D当位移为正的最大值时，质
( http: / / www.21cnjy.com )点的速度为零．位移方向离开平衡位置，而加速度方向指向平衡位置，而且两者大小成正比，则加速度为负向最大值．故C错误，D正确．
故选D
　
3．一个电阻接在10V的直流电源上，它的发热功率是P，当接到电压为u=10sinωt
V的交流电源上，它的发热功率是（　　）
A．0.25P
B．0.5P
C．p
D．2p
【考点】正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．
【分析】根据电压的瞬时表达式得出峰值的大小，从而得出有效值的大小，结合功率公式求出发热功率的大小．
【解答】解：一个电阻接在10V的直流电源上，它的发热功率是P，知P=．
当接到电压为u=10sinωt
V的交流电源上，有效值为，则发热功率．故B正确，A、C、D错误．
故选：B．
　
4．两个闭合铝环，挂在一根水平光滑的绝缘杆上，当条形磁铁N极向左插向圆环时（如图），两圆环的运动是（　　）
A．边向左移边分开
B．边向左移边靠拢
C．边向右移边分开
D．边向右移边靠拢
【考点】楞次定律．
【分析】当磁铁的运动，导致两金属圆
( http: / / www.21cnjy.com )环的磁通量发生变化，从而由楞次定律可得线圈中产生感应电流，则处于磁铁的磁场受到安培力，使两圆环运动，同时两圆环间的电流相互作用而导致间距变化．
【解答】解：当磁铁的靠近时，导致两圆环的
( http: / / www.21cnjy.com )磁通量变大，从而由楞次定律可得两圆环的感应电流，且方向相同，又处于磁场中，则受到的安培力作用，使它们远离磁铁，即向左移．由于两圆环的电流方向相同，所以两圆环相互吸引，即相互合拢．故B正确，ACD错误；
故选：B
　
5．如图所示电路中，L为一自感系数较大的线圈，电键S闭合电路稳定后，在电阻R2和线圈L均有电流．现将电键S断开瞬间（　　）
A．流经R2和L的电流方向都向左
B．流经R2和L的电流方向都向右
C．流经R2的电流方向向右，流经L的电流方向向左
D．流经R2的电流方向向左，流经L的电流方向向右
【考点】自感现象和自感系数．
【分析】利用线圈对电流突变的阻碍作用：闭合瞬间相当于断路，稳定后相当于导线，判断电流变化．
【解答】解：开关S闭合瞬间，L相当于断路，通过R2的电流向左；
电路稳定后断开开关S后，由通过线圈的
( http: / / www.21cnjy.com )电流方向向左，因电流减小，线圈自感电动势阻碍减小，产生向左的感应电流，并与R2组成闭合回路，则R2电流方向为向右；
故选：C．
　
6．如图所示的电路中，如果交变电流的频率减小，1、2和3灯的亮度变化情况是（　　）
A．1、2两灯均变亮，3灯变暗
B．1灯变亮，2、3灯均匀变暗
C．1灯变亮，2灯变暗，3灯亮度不变
D．1灯变暗，2灯变亮，3灯亮度不变
【考点】自感现象和自感系数．
【分析】根据感抗公式XL=2πfL和容抗公式XC=，定性讨论．
【解答】解：感抗为XL=2πfL，容抗为XC=，当频率f减小时，感抗XL变小，容抗XC变大．
感抗XL变小，对交流电的阻碍作用变小，所以L1变亮．
容抗XC变大，对交流电的阻碍作用变大，所以L2变暗．
而电阻器的对交流电的阻碍作用不随频率改变，所以L3亮度不变．
所以L1变亮、L2变暗、L3不变．故ABD错误，C正确．
故选：C．
　
7．如图所示，M是一小型理想变压器，接
( http: / / www.21cnjy.com )线柱a、b接在电压u=311sin314t（V）的正弦交流电源上，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表A2为值班室的显示器，显示通过R1的电流，电压表V2显示加在报警器上的电压（报警器未画出），R3为一定值电阻．当传感器R2所在处出现火情时，以下说法中正确的是（　　）
A．A1的示数不变，A2的示数增大
B．V1的示数不变，V2的示数减小
C．V1的示数增大，V2的示数增大
D．A1的示数增大，A2的示数增大
【考点】变压器的构造和原理．
【分析】和闭合电路中的动态分析
( http: / / www.21cnjy.com )类似，可以根据R2的变化，确定出总电路的电阻的变化，进而可以确定总电路的电流的变化的情况，在根据电压不变，来分析其他的原件的电流和电压的变化的情况．
【解答】解：当传感器R2所在处出现火情
( http: / / www.21cnjy.com )时，R2的电阻减小，导致电路的总的电阻减小，所以电路中的总电流将会增加，A1测量的是原线圈中的总的电流，由于副线圈的电流增大了，所以原线圈的电流A1示数也要增加；由于电源的电压不变，原副线圈的电压也不变，所以V1的示数不变，由于副线圈中电流增大，R3的电压变压变大，所以V2的示数要减小，即R1的电压也要减小，所以A2的示数要减小，所以B正确．
故选：B．
　
8．如图所示，先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈拉出有界的匀强磁场区域，v2=2v1，在先后两种情况下（　　）
A．线圈中的感应电流之比I1：I2=2：1
B．作用在线圈上的外力大小之比F1：F2=1：2
C．线圈中产生的焦耳热之比Q1：Q2=1：4
D．通过线圈某截面的电荷量之比q1：q2=1：2
【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律；安培力．
【分析】A、根据E=BLv，求出线圈中的感应电动势之比，再求出感应电流之比．
B、根据F=BIL，求出外力大小之比．
C、根据Q=I2Rt，求出线圈中产生的焦耳热之比．
D、根据q=It=，求出通过线圈某截面的电荷量之比．
【解答】解：A、v2=2v1，根据E=BLv，知感应电动势之比1：2，感应电流I=，
则感应电流之比为1：2．故A错误，
B、根据F=BIL，得外力大小之比1：2．故B正确
C、v2=2v1，可知时间比为2：1，
根据Q=I2Rt，知热量之比为1：2．故C错误．
D、根据q=It=，因磁通量的变化相等，可知通过某截面的电荷量之比为1：1．故D错误．
故选B．
　
二、不定项选择题（在下列各题的4个选项中，
( http: / / www.21cnjy.com )至少有一个是正确的，请将正确选项的字母代号填涂在答题卡的相应位置，每小题4分，全部选对得4分，选对但不全得2分，有错选或不选不得分，共16分）
9．如图是电熨斗的结构图，下列说法正确的是（　　）
A．双金属片上层金属的膨胀系数小于下层金属
B．常温下，上下触点接触；温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分离
C．需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移
D．双金属片温度传感器的作用是控制电路的通断
【考点】常见传感器的工作原理．
【分析】了解双金属片的特点：
( http: / / www.21cnjy.com )利用不同膨胀系数的金属片做成，当温度升高时，金属片向膨胀系数小的发生弯曲，触点断开；当温度降低时，金属片向膨胀系数大的发生弯曲，触点不断开；调节温度原理根据金属片的在电路中的连接有关．
【解答】解：A、当温度升高时，金属片向膨胀系数小的发生弯曲，触点断开，故双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属片，故A错误
B、常温下，上下触点接触；温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分开，起到调温作用，故B正确
C、需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移，当温度升到较高，金属片发生弯曲较厉害触点才断开，故C正确
D、双金属片温度传感器的作用是控制电路的通断，故D正确
故选BCD．
　
10．一矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势e=220sin100πt（V），则（　　）
A．交流电的频率是100πHz
B．t=0时线圈垂直于中性面
C．交流电的周期是0.02s
D．t=0.05s时，e有最大值
【考点】变压器的构造和原理；交流发电机及其产生正弦式电流的原理．
【分析】从表达式中读出电动势的最大值和角速度，从而求频率和有效值．
【解答】解：A、由表达式知角速度为100π
rad/s，频率f==50Hz，周期T=，A错误，C正确；
B、t=0时，感应电动势的瞬时值为零，则线圈位于中性面，故B错误；
D、t=0.05s时，e=0，有最小值，故D错误；
故选：C．
　
11．如图所示的是某一质点做简谐运动的图象，下列说法中正确的是（　　）
A．质点开始是从平衡位置沿x轴正方向运动的
B．2s末速度最大，沿x轴的负方向
C．3s末加速度最大，沿x轴负方向
D．质点在4s内的路程是零
【考点】简谐运动的振动图象；简谐运动的回复力和能量．
【分析】由图读出周期．根据质点的位置，
( http: / / www.21cnjy.com )分析在t=2s和t=3s的速度和加速度．质点在一个周期内通过的路程是4个振幅，根据时间与周期的关系，求出质点在4s内经过的路程
【解答】解：A、t=0时刻质点位于平衡位置，随后在平衡位置的上方，所以质点开始是从平衡位置沿x轴正方向运动的．故A正确．
B、2s末质点位移平衡位置处，势能是零，动能最大，速度最大，沿x轴的负方向．故B正确．
C、在3s末，质点位于负的最大位移处，速度为零，加速度正向最大．故C错误．
D、由图可知质点的周期是4s，质点在一个周期内通过的路程是4个振幅．故D错误．
故选：AB
　
12．线圈L2在L1附近，为使L2中有如图所示箭头所指方向的感应电流，可以使（　　）
A．变阻器滑片向左移
B．变阻器滑片向右移
C．L2远离L1运动
D．断开开关s的瞬间
【考点】楞次定律．
【分析】根据产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化，依次分析．根据安培定则和楞次定律判断电流的方向．
【解答】解：由安培定则可得，左侧线圈中的磁场的方向向上，所以穿过L2中的磁场的方向向下；
A、当滑动变阻器的滑片向左移动时，电阻
( http: / / www.21cnjy.com )均匀减小，L1中电流非线性增大，L1产生的磁场非线性增强，穿过L2的向下的磁通量非线性增大，L2中将产生外侧向右的感应电流，与图中的电流的方向相反，故A错误；
B、当滑动变阻器的滑片向右移动时，电阻均
( http: / / www.21cnjy.com )匀增大，L1中电流非线性减小，L1产生的磁场非线性减小，穿过L2的向下的磁通量非线性减小，L2中将产生外侧向左的感应电流，与图中的电流的方向相同，故B正确；
C、L2远离L1运动，穿过L2的向下的磁通量减小，L2中将产生外侧向左的感应电流，与图中的电流的方向相同，故C正确；
D、断开开关s的瞬间，L1中电流减小，L1产
( http: / / www.21cnjy.com )生的磁场减小，穿过L2的向下的磁通量减小，L2中将产生外侧向左的感应电流，与图中的电流的方向相同，故D正确；
故选：BCD．
　
三、填空题（请将正确答案填在答题卡的相应位置，每空2分，共22分）
13．负温度系数热敏电阻的阻值随温度升高而　减小　，光敏电阻在光照射下其电阻显著　减小　．
【考点】常见传感器的工作原理．
【分析】负温度系数热敏电阻的阻值随着温度的升高而降低，光敏电阻的阻值随着光照而减小．
【解答】解：因为热敏电阻为半导体，所以表现的性能与金属导体很大差异，负温度系数热敏电阻的阻值随着温度的升高而降低．
光照射到光敏电阻上时，光敏电阻是半导体的，受到光的激发，会产生更多的自由电子，导电性增加，电阻变小，当光照减弱时，电阻增加．
故答案为：减小，减小．
　
14．用10kV高压输送电功率为10
( http: / / www.21cnjy.com )0kW的交流电，在输电线上损失2%的电功率，输电线的总电阻为　20　Ω；如改用5kV电压输送100kW的交流电，输电线上损失的电功率为　8　kW．
【考点】电能的输送．
【分析】根据I=求出输电电流，根据求出输电线上的总电阻．如改用5kv电压输送100kw的交流电，先求出输电电流，再根据求出输电线上损失的功率．
【解答】解：用10kv高压输送电功率为100kw的交流电，输电电流，则，代入数据得，R=20Ω．
改用5kv电压输送100kw的交流电，则输电电流，则损失的功率．
故答案为：20，8
　
15．把边长为5cm、总匝数为400匝、
( http: / / www.21cnjy.com )总电阻为2.5欧的正方形线圈放在磁感应强度为0.1T的匀强磁场中，在0.2s时间内线圈平面从平行于磁场方向的位置转过90°，到达与磁场方向垂直的位置，那么在这段时间内感应电动势的平均值为　0.5V　，通过线圈的电量为　0.04C　．
【考点】法拉第电磁感应定律；闭合电路的欧姆定律．
【分析】由法拉第电磁感应定律可以求
( http: / / www.21cnjy.com )出平均感应电动势，再由欧姆定律分析感应电流的大小．再由q=It可确定导体某横截面的电荷量等于磁通量的变化与电阻的比值，从而即可求解．
【解答】解：依据平均感应电动势：
E=n=nB=400×0.1×=0.5V；
根据法拉第电磁感应定律E=n，由欧姆定律，则感应电流的大小I=．
再由q=It===0.04C；
故答案为：0.5V，0.04C．
　
16．如图所示是研究电磁感应现象实验
( http: / / www.21cnjy.com )所需的器材，用实线将带有铁芯的线圈A、电源、滑动变阻器和开关连接成原线圈回路，将小量程电流表和线圈B连接成副线圈回路．并列举出在实验中改变副线圈回路磁通量，使副线圈回路产生感应电流的三种方式：
（1）　原线圈插入副线圈、原线圈从副线圈中拔出　；
（2）　变阻器快速移动　；
（3）　开关的通断　．
【考点】研究电磁感应现象．
【分析】研究电磁感应现象实验时，通过理论分析与多种因素有关，因此通过控制变量的思想来研究问题，从而带来方便．
【解答】解：在实验中分别研究开关断开、
( http: / / www.21cnjy.com )闭合；原线圈插入副线圈、原线圈从副线圈中拔出；变阻器快速移动；插入铁芯、拔出铁芯等情况下达到穿过闭合回路磁通量发生变化的目的，从而产生感应电流．
故答案为：（1）原线圈插入副线圈、原线圈从副线圈中拔出；
（2）变阻器快速移动；
（3）开关的通断．
　
四、计算题（解答应写出必要的
( http: / / www.21cnjy.com )文字说明、方程式及计算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案必须写出数值和单位，本题4个小题，共38分）
17．一台调压器原线圈匝数
( http: / / www.21cnjy.com )为3600匝，当电路电压降为180V时，副线圈要想得到220V的电压时，应将副线圈的匝数调整为　4400　匝；若此时用电器的工作电流为0.9A，则原线圈中的电流为　1.1　A．
【考点】变压器的构造和原理．
【分析】根据电压与匝数成正比求比值，根据输入功率等于输出功率和功率的公式求解电流．
【解答】解：（1）由电压变比公式得
得：匝；
（2）两灯均工作时，由能量守恒得
U2I2=U1I1
I1=A
故答案为：4400，1.1
　
18．如图所示，在磁感应强度为0.2T的匀
( http: / / www.21cnjy.com )强磁场中，有一长为0.5m的导体AB在金属框架上以10m/s的速度向右滑动，R1=R2=20Ω，其他电阻不计，则流过AB的电流是多大？流过R1的电流是多大？
【考点】导体切割磁感线时的感应电动势．
【分析】由公式E=BLv求出棒AB产生的感应电动势，根据闭合电路欧姆定律求出通过AB棒的感应电流．
【解答】解：导体棒AB切割磁感线产生的感应电动势：E=BLv=0.2×0.5×10V=1V
两电阻并联，电路总电阻：R总==Ω=10Ω，
流过AB的电流是：I==A=0.1A；
由于R1=R2，则流过R1的电流为总电流的一半，即0.05A；
答：流过AB的电流是0.1A．流过R1的电流为0.05A．
　
19．如图所示，线框abcd的面积为0.05
( http: / / www.21cnjy.com )m2，共100匝，线框电阻为1Ω，外接一个电阻为4Ω小灯泡，匀强磁场的磁感应强度B=（特斯拉），当线框以300r/min的转速匀速转动时．
（1）若从线框处于中性面开始计时，写出感应电动势的瞬时值表达式
（2）小灯泡两端电压．
【考点】交流的峰值、有效值以及它们的关系．
【分析】先求出最大电动势，写出电压的瞬时表达式，再根据闭合电路欧姆定律求出电流的瞬时表达式；电流表和电压表测量的是有效值．
【解答】解：线圈中产生的感应电动势的最大值表达式为：
Em=nBSω=100××0.05×10πV=50V
从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值为：
e=50sin10πt（V）；
电压的有效值为U=V=25V，
小灯泡和线圈的串联电阻为5Ω，所以电流表示数为：
I===5A
小灯泡两端的电压UL=IR=5×4=28.3V；
答：（1）表达式为e=50sin10πt（V）；（2）小灯泡两端电压为28.3V．
　
20．如图所示，AB、CD是两根足够长的固定
( http: / / www.21cnjy.com )平行金属导轨，两导轨间的距离为L，导轨平面与水平面的夹角为θ，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场，磁感应强度为B，在导轨的
AC端连接一个阻值为
R的电阻，一根质量为m、垂直于导轨放置的金属棒ab，从静止开始沿导轨下滑．求导体ab下滑的最大速度vm．（已知ab与导轨间的动摩擦因数为μ，导轨和金属棒的电阻都不计g=10m/s2）
【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；安培力．
【分析】金属棒ab从静止开始
( http: / / www.21cnjy.com )沿导轨下滑过程中，所受的安培力随速度的增大而增大，安培力和滑动摩擦力之和先小于棒的重力沿斜面向下的分力，后等于重力的分力，则知金属棒沿斜面向下做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度减小到0时，达到最大速度．推导出安培力与速度的关系，根据平衡条件求解最大速度vm．
【解答】解：金属棒ab先做加速度减小的变加速运动，后做匀速直线运动，此时速度达到最大，设最大速度为vm．此时金属棒产生的感应电动势为：
E=BLvm
金属棒所受的安培力大小为：F=BIL，
又
I=，得
F=
根据平衡条件得：
mgsinθ=F+μmgcosθ
联立得：vm=
答：导体ab下滑的最大速度vm为．
　
2016年11月14日