高二物理3—2学业水平测试题
命题:郭传峰 审订:高二物理组2012-2-27
班级____________________ 姓名________________
一、选择题:每题至少有一项正确选项.全部选全对得5分,对而不全得2分
1．根据楞次定律知：感应电流的磁场一定是(C )
A．阻碍引起感应电流的磁通量 B．与引起感应电流的磁场方向相反
C．阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化 D．与引起感应电流的磁场方向相同
2．闭合线圈abcd运动到如下图所示的位置时，bc边所受到的磁场力的方向向下，那么线圈的运动情况是(A )
A．向左平动进入磁场 B．向右平动进入磁场
C．向上平动 D．向下平动
3．两根通电直导线M、N都垂直纸面固定放置，通过它们的电流方向如图所示，线圈L的平面跟纸面平行，现将线圈从位置A沿M、N连线中垂线迅速平移到位置B，则在平移过程中，线圈中的感应电流( C )
A．沿顺时针方向，且越来越小 B．沿逆时针方向，且越来越大
C．始终为零 D．先顺时针，后逆时针
4．在生产实际中，有些高压直流电路中含有自感系数很大的线圈，当电路中的开关S由闭合到断开时，线圈会产生很大的自感电动势，使开关S处产生电弧，危及操作人员的人身安全．为了避免电弧的产生，可在线圈处并联一个元件，在下列设计的方案中(如图所示)可行的是( D )
5．半径为R的圆形线圈，两端A、B接有一个平行板电容器，线圈垂直放在随时间均匀变化的匀强磁场中，如右图所示，则要使电容器所带电荷量Q增大，可以采取的措施是( B )
A．增大电容器两极板间的距离 B．增大磁感应强度的变化率
C．减小线圈的半径 D．改变线圈所在平面与磁场方向间的夹角
6．如图甲，在虚线所示的区域有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场变化规律如图乙所示，面积为S的单匝金属线框处在磁场中，线框与电阻R相连．若金属框的电阻为，则下列说法正确的是( ABD )
A．流过电阻R的感应电流由a到b B．线框cd边受到的安培力方向向下
C．感应电动势大小为 D．ab间电压大小为
7.一正弦交流电的电压随时间变化的规律如右图所示．由图可知( BD )
A．该交流电的电压瞬时值的表达式为u＝100sin 25t V
B．该交流电的频率为25 Hz C．该交流电的电压的有效值为100 V
D．若将该交流电压加在阻值为R＝100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为50 W
8．如图所示，理想变压器的原线圈接在u＝220sin 100πt V的交流电源上，副线圈接有R＝55 Ω的负载电阻．原、副线圈匝数之比为2∶1.电流表、电压表均为理想电表，下列说法中正确的是( A )
A．原线圈中电流表的读数为1 A B．原线圈中的输入功率为220 W
C．副线圈中电压表的读数为110 V D．副线圈中输出交流电的周期为50 s
9．如图甲所示，M是一个小型理想变压器，原、副线圈匝数之比n1∶n2＝10∶1，接线柱a、b接上一个正弦交变电流，电压随时间变化规律如图乙所示．变压器右侧部分为一火灾报警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料(电阻随温度升高而减小)制成的传感器，R1为一定值电阻．下列说法中正确的是( B )
A．电压表示数为22 V
B．当传感器R2所在处出现火灾时，电压表的示数减小
C．当传感器R2所在处出现火灾时，电流表的示数减小
D．当传感器R2所在处出现火灾时，电阻R1的功率变小
10．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小．有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理示意图如图甲所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球．小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图乙所示，下列判断正确的是( D )
A．从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动 B．从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动
C．从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动 D．从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动
11．某中学的学生食堂新安装了磁卡就餐系统，使用不到一周，便出现了电源总开关总是无法接通的问题．经检查，电源总开关中漏电保护器自动切断了电源．漏电保护器电路如图所示，变压器A处用火线与零线双股平行绕制成线圈，然后接到磁卡机上，B处有一个输出线圈，一旦线圈B中有电流经放大器放大后便推动断电器切断电源．造成漏电保护器自动切断电源的原因判断为磁卡机用电端( AC )
A．零线与火线之间漏电
B．火线与地线之间漏电或零线直接接地
C．只有火线与地之间漏电才会产生
D．刷卡机装得过多，造成电流太大
12．如下图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯水．给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的是( C )
A．恒定直流、小铁锅 B．恒定直流、玻璃杯
C．变化的电流、小铁锅 D．变化的电流、玻璃杯
13．闭合线圈在匀强磁场中匀速转动，转速为240 r/min，若线圈平面转至与磁场平行时的电动势为2 V，求从中性面开始计时，(1)产生的交流电动势的表达式；(2)电动势的峰值；(3)从中性面起经 s，交流电动势的大小．
13．解析： (1)当线圈平面与磁场平行时，感生电动势最大为：Em＝2 V，
又 ω＝2πn＝2π× rad/s＝8π rad/s
所以瞬时值表达式为：e＝Emsin ωt＝2sin 8πt V.
(2)电动势的峰值为Em＝2 V.
(3)当t＝ s时，e＝2sin V＝1 V.
答案： (1)e＝2sin 8πt V (2)2 V (3)1 V
14．如下图所示，MN、PQ为平行光滑导轨，其电阻忽略不计，与水平面成30°角固定．N、Q间接一电阻R′＝10 Ω，M、P端与电池组和开关组成回路，电源电动势E＝6 V，内阻r＝1.0 Ω，导轨所在区域加有与两导轨所在平面垂直的匀强磁场．现将一根质量m＝10 g，电阻R＝10 Ω的金属导线ab置于导轨上，并保持导线水平．已知导轨间距L＝0.1 m，当开关S闭合后导轨ab恰静止不动．
(1)试计算磁感应强度B的大小．
(2)若某时刻将开关S断开，求导线ab能达到的最大速度．(设导轨足够长)
解析： (1)导线ab两端电压为U＝E＝×6 V＝5 V
导线ab中的电流I＝＝0.5 A
导线ab受力如右图所示，由平衡条件得F安＝BIL＝mgsin 30°
解得B＝，代入数据，得B＝1 T.
(2)开关S断开后，导线ab由静止开始加速下滑，当速度为v时，产生的感应电动势为E′＝BLv
导线ab中的感应电流I′＝
导线ab所受的安培力F安′＝BI′L＝
当导线ab达到最大速度时，＝mgsin 30°
解得vm＝，代入数据解得vm＝100 m/s.
答案： (1)1 T (2)100 m/s
15．在光滑绝缘水平面上，电阻为0.1 Ω、质量为0.05 kg的长方形金属框abcd，以10 m/s的初速度向磁感应强度B＝0.5 T、方向垂直水平面向下、范围足够大的匀强磁场滑去．当金属框进入磁场到达如上图所示位置时，已产生1.6 J的热量．
(1)在图中ab边上标出感应电流和安培力方向，并求出在图示位置时金属框的动能．
(2)求图示位置时金属框中感应电流的功率．(已知ab边长L＝0.1 m)
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15．解析： (1)ab边上感应电流的方向b→a，安培力方向向左，金属框从进入磁场到图示位置能量守恒得：mv02＝mv2＋Q，Ek＝mv2＝mv02－Q＝×0.05×102 J－1.6 J＝0.9 J.
(2)金属框在图示位置的速度为v＝＝ m/s＝6 m/s.E＝Blv，
I＝＝＝ A＝3 A．感应电流的功率P＝I2R＝32×0.1 W＝0.9 W.
答案： (1)电流的方向b→a. 安培力的方向向左 0.9 J (2)0.9 W高二物理3—2学业水平测试题
命题:郭传峰 审订:高二物理组2012-2-27
试卷分析、答案与试题评价：
1．解析： 本题考查了对楞次定律的理解及应用，感应电流的磁场阻碍的是引起感应电流的原磁通量的变化，故C对A、B、D错．答案： C
2．解析： 当bc受力向下时，说明感应电流方向由b指向c，当向左进入磁场时，磁通量增加，感应电流的磁场方向应该与原磁场方向相反，垂直纸面向里，用右手螺旋定则可以判断感应电流方向为顺时针方向．答案： A 3．答案： C
4．解析：选D.断开开关S，A图中由于电容器被充电，开关S处仍将产生电弧；B、C图中闭合开关时，电路发生短路；而D图是利用二极管的单向导电性使线圈短路可避免开关处电弧的产生，故D正确．
5．解析： 由Q＝CU，C＝知，增大极板距离d，电容C减小，因此Q也减小，故A错误；由U＝E＝n＝nS，分析可得增大磁感应强度变化率或增大线圈在垂直磁场方向的投影面积可增大A、B间电压，从而使Q增大，所以B正确，C、D错误．答案： B 6．答案： ABD
7．解析： 由图可知该交流电的周期T＝4×10－2 s，频率f＝＝25 Hz，ω＝2πf＝50π rad/s，电压最大值Um＝100 V，有效值为U＝ V＝50 V；电阻消耗的电功率P＝＝50 W；交流电压瞬时值表达式u＝100sin 50πt V．综上所述，选项A、C错，B、D正确．答案： BD
8．解析： 先计算副线圈的电压的有效值，原线圈电压的有效值为220 V，根据匝数之比可以得到副线圈的电压的有效值为110 V，根据负载电阻的大小可以知道副线圈中输出电流为2 A，根据原、副线圈的输入和输出功率相等可以知道原线圈中电流为1 A.答案： A
9．解析： 本题考查交变电流和变压器原理．由图象可知交变电流的电压有效值为220 V，因为原副线圈的匝数比为10∶1，故变压器副线圈的输出电压为22 V，而电压表测的是R2两端的电压，所以小于22 V，故A错误；当传感器R2处出现火灾时，热敏电阻R2的阻值随温度升高而减小，变压器的输出电压不变，热敏电阻与定值电阻R1分压，故R2的分压减小，电压表示数变小，B正确；R2减小时，变压器的负载电阻减小，电流增大，则原线圈的电流也增大，所以电流表的示数增大，C错误；由于负载电路的电流增大，电阻R1消耗的功率也增大，故D也错误，难度中等．新课标第一网 ( http: / / www.21cnjy.com / " \o "欢迎登陆21世纪教育网 )答案： B
10．解析： 由压敏电阻的特点知，t1～t2时间内电流I均匀增加，所以压敏电阻所受的压力均匀增加，故小车做加速度越来越大的变加速运动，在t2～t3时间段内，电流最大，压敏电阻阻值最小，所受的压力最大且恒定，故小车做匀加速直线运动，D正确．答案： D
11．解析： 由题意知，火线和零线均绕在铁芯上，故只有火线与零线中电流大小不等时，才会引起漏电保护器切断电源，故可能是火线与地之间漏电，也可能是零线与地之间漏电．答案： B
12．解析： 通入恒定直流时，所产生的磁场不变，不会产生感应电流，通入变化的电流，所产生的磁场发生变化，在空间产生感生电场，铁锅是导体，感生电场在导体内产生涡流，电能转化为内能，使水温升高；涡流是由变化的磁场在导体内产生的，所以玻璃杯中的水不会升温．答案： C
13．解析： (1)当线圈平面与磁场平行时，感生电动势最大为：Em＝2 V，
又 ω＝2πn＝2π× rad/s＝8π rad/s
所以瞬时值表达式为：e＝Emsin ωt＝2sin 8πt V.
(2)电动势的峰值为Em＝2 V.
(3)当t＝ s时，e＝2sin V＝1 V.
答案： (1)e＝2sin 8πt V (2)2 V (3)1 V
14、解析： (1)导线ab两端电压为U＝E＝×6 V＝5 V
导线ab中的电流I＝＝0.5 A
导线ab受力如右图所示，由平衡条件得F安＝BIL＝mgsin 30°
解得B＝，代入数据，得B＝1 T.
(2)开关S断开后，导线ab由静止开始加速下滑，当速度为v时，产生的感应电动势为E′＝BLv
导线ab中的感应电流I′＝
导线ab所受的安培力F安′＝BI′L＝
当导线ab达到最大速度时，＝mgsin 30°
解得vm＝，代入数据解得vm＝100 m/s.
答案： (1)1 T (2)100 m/s
15．解析： (1)ab边上感应电流的方向b→a，安培力方向向左，金属框从进入磁场到图示位置能量守恒得：mv02＝mv2＋Q，Ek＝mv2＝mv02－Q＝×0.05×102 J－1.6 J＝0.9 J.
(2)金属框在图示位置的速度为v＝＝ m/s＝6 m/s.E＝Blv，
I＝＝＝ A＝3 A．感应电流的功率P＝I2R＝32×0.1 W＝0.9 W.
答案： (1)电流的方向b→a. 安培力的方向向左 0.9 J (2)0.9 W高二物理3—2学业水平测试题
命题:郭传峰 审订:高二物理组2012-3-1
班级____________________ 姓名________________
一、选择题:每题至少有一项正确选项.全部选全对得5分,对而不全得2分.并将选出的答案转移到答题卡中.
1．根据楞次定律知：感应电流的磁场一定是( )
A．阻碍引起感应电流的磁通量 B．与引起感应电流的磁场方向相反
C．阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化 D．与引起感应电流的磁场方向相同
2．闭合线圈abcd运动到如下图所示的位置时，bc边所受到的磁场力的方向向下，那么线圈的运动情况是( )
A．向左平动进入磁场 B．向右平动进入磁场
C．向上平动 D．向下平动
3．两根通电直导线M、N都垂直纸面固定放置，通过它们的电流方向如图所示，线圈L的平面跟纸面平行，现将线圈从位置A沿M、N连线中垂线迅速平移到位置B，则在平移过程中，线圈中的感应电流( )
A．沿顺时针方向，且越来越小 B．沿逆时针方向，且越来越大
C．始终为零 D．先顺时针，后逆时针
4．在生产实际中，有些高压直流电路中含有自感系数很大的线圈，当电路中的开关S由闭合到断开时，线圈会产生很大的自感电动势，使开关S处产生电弧，危及操作人员的人身安全．为了避免电弧的产生，可在线圈处并联一个元件，在下列设计的方案中(如图所示)可行的是( )
5．半径为R的圆形线圈，两端A、B接有一个平行板电容器，线圈垂直放在随时间均匀变化的匀强磁场中，如右图所示，则要使电容器所带电荷量Q增大，可以采取的措施是( )
A．增大电容器两极板间的距离
B．增大磁感应强度的变化率
C．减小线圈的半径
D．改变线圈所在平面与磁场方向间的夹角
6．如图甲，在虚线所示的区域有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场变化规律如图乙所示，面积为S的单匝金属线框处在磁场中，线框与电阻R相连．若金属框的电阻为，则下列说法正确的是( )
A．流过电阻R的感应电流由a到b
B．线框cd边受到的安培力方向向下
C．感应电动势大小为
D．ab间电压大小为
7.一正弦交流电的电压随时间变化的规律如右图所示．
由图可知( )
A．该交流电的电压瞬时值的表达式为u＝100sin 25t V
B．该交流电的频率为25 Hz
C．该交流电的电压的有效值为100 V
D．若将该交流电压加在阻值为R＝100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为50 W
8．如图所示，理想变压器的原线圈接在u＝220sin 100πt V的交流电源上，副线圈接有R＝55 Ω的负载电阻．原、副线圈匝数之比为2∶1.电流表、电压表均为理想电表，下列说法中正确的是( )
A．原线圈中电流表的读数为1 A
B．原线圈中的输入功率为220 W
C．副线圈中电压表的读数为110 V
D．副线圈中输出交流电的周期为50 s
9．如图甲所示，M是一个小型理想变压器，原、副线圈匝数之比
n1∶n2＝10∶1，接线柱a、b接上一个正弦交变电流，电压随时间
变化规律如图乙所示．变压器右侧部分为一火灾报警系统原理图，
其中R2为用半导体热敏材料(电阻随温度升高而减小)制成的传感器，R1为一定值电阻．下列说法中正确的是( )
A．电压表示数为22 V
B．当传感器R2所在处出现火灾时，电压表的示数减小
C．当传感器R2所在处出现火灾时，电流表的示数减小
D．当传感器R2所在处出现火灾时，电阻R1的功率变小
10．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小．有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理示意图如图甲所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球．小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图乙所示，下列判断正确的是( )
A．从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动 B．从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动
C．从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动 D．从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动
11．某中学的学生食堂新安装了磁卡就餐系统，使用不到一周，便出现了电源总开关总是无法接通的问题．经检查，电源总开关中漏电保护器自动切断了电源．漏电保护器电路如图所示，变压器A处用火线与零线双股平行绕制成线圈，然后接到磁卡机上，B处有一个输出线圈，一旦线圈B中有电流经放大器放大后便推动断电器切断电源．造成漏电保护器自动切断电源的原因判断为磁卡机用电端( )
A．零线与火线之间漏电
B．火线与地线之间漏电或零线直接接地
C．只有火线与地之间漏电才会产生
D．刷卡机装得过多，造成电流太大
12．如下图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯水．给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的是( )
A．恒定直流、小铁锅 B．恒定直流、玻璃杯
C．变化的电流、小铁锅 D．变化的电流、玻璃杯
选择题答案卡:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
13．(10分)闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，转速为240 r/min，若线圈平面转至与磁场平行时的电动势为2 V，求从中性面开始计时，(1)产生的交流电动势的表达式；(2)电动势的峰值；(3)从中性面起经 s，交流电动势的大小．
14．(15分)如下图所示，MN、PQ为平行光滑导轨，其电阻忽略不计，与水平面成30°角固定．N、Q间接一电阻R′＝10 Ω，M、P端与电池组和开关组成回路，电源电动势E＝6 V，内阻r＝1.0 Ω，导轨所在区域加有与两导轨所在平面垂直的匀强磁场．现将一根质量m＝10 g，电阻R＝10 Ω的金属导线ab置于导轨上，并保持导线水平．已知导轨间距L＝0.1 m，当开关S闭合后导轨ab恰静止不动．
(1)试计算磁感应强度B的大小．
(2)若某时刻将开关S断开，求导线ab能达到的最大速度．(设导轨足够长)
15．(15分)在光滑绝缘水平面上，电阻为0.1 Ω、质量为0.05 kg的长方形金属框abcd，以10 m/s的初速度向磁感应强度B＝0.5 T、方向垂直水平面向下、范围足够大的匀强磁场滑去．当金属框进入磁场到达如下图所示位置时，已产生1.6 J的热量．
(1)在图中ab边上标出感应电流和安培力方向，并求出在图示位置时金属框的动能．
(2)求图示位置时金属框中感应电流的功率．(已知ab边长L＝0.1 m)
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