2022学年云南省红河州蒙自一中高二（下）月考物理试卷（3月份）一、选择题：（9小题，每小题6分，共54分．在以下每小题所给出的选项中，第2、4、9题为多选题，其余各题均为单选题，请将正确答案填在答题卡中，选对得6分，对而不全得3分，选错或有一个选项选错得0分．）1．（6分）（2022•杨浦区一模）关于感应电流，下列说法中正确的是（ ） A．只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生 B．穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生 C．线框不闭合时，即使穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中也没有感应电流 D．只要电路的一部分作切割磁感线运动，电路中就一定有感应电流考点：感应电流的产生条件．版权所有分析：感应电流产生的条件：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化就能产生感应电流．可以分解为两个条件：1、闭合电路，2、磁通量发生变化．这两个条件必须同时满足，才能有感应电流产生．解答：解：A、满足闭合电路，但是磁通量没有变化，没有感应电流，故A错．B、满足磁通量变化，但是没有满足闭合电路这个条件，故B错误．C、线框不闭合时，即使穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中也没有感应电流．故C正确．D、不知道电路是否闭合，因此不能确定有电流产生．故D错误．故选C．点评：此题要求理解感应电流产生的条件：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化才能产生感应电流．要产生感应电流，电路一定要闭合，穿过的磁通量还要变化，缺一不可． 2．（6分）（2022春•沈河区校级期中）穿过一个电阻为2Ω的闭合线圈的磁通量每秒均匀减小0.4Wb，则线圈中（ ） A．感应电动势为0.4VB．感应电动势每秒减小0.4V C．感应电流恒为0.2AD．感应电流每秒减小0.2A考点：法拉第电磁感应定律．版权所有专题：电磁感应与电路结合．分析：穿过闭合线圈的磁通量每秒均匀减小0.4Wb，得到磁通量变化率，由法拉第电磁感应定律求出感应电动势，由欧姆定律求解感应电流．解答：解：A、穿过闭合线圈的磁通量每秒均匀减小0.4Wb，则得到磁通量变化率大小为=0.4Wb/s，由法拉第电磁感应定律得：E==0.4V，感应电动势不变，故A正确，B错误．C、由欧姆定律得，感应电流为I===0.2A，电流恒定不变，故C正确，D错误．故选：AC．点评：当穿过闭合线圈的磁通量均匀变化时，线圈中产生的感应电动势和感应电流是恒定不变的． -11-\n3．（6分）（2022秋•射阳县校级期末）在闭合铁芯上绕有一组线圈，线圈与滑动变阻器、电池构成电路，假定线圈产生的磁感线全部集中在铁芯内．a、b、c三个闭合金属圆环，位置如图所示．当滑动变阻器滑动触头左右滑动时，能产生感应电流的圆环是（ ） A．a、b两环B．b、c两环C．a、c两环D．a、b、c三个环考点：变压器的构造和原理．版权所有专题：交流电专题．分析：由题，线圈产生的磁场全部集中在铁芯内，当滑动变阻器的滑片左、右滑动时，线圈中电流将发生改变，产生的磁场随之改变，a、b两环中磁通量会发生改变，即可知道有无感应电流产生．而c环中总磁通量为零，保持不变，则知没有感应电流产生．解答：解：据题意，线圈产生的磁场全部集中在铁芯内，根据安培定则判断可知，穿过a的磁感线方向向右，穿过b的磁感线向下，a、b两环都有磁通量．当滑动变阻器的滑片左、右滑动时，线圈中电流将发生改变，产生的磁场随之改变，a、b两环中磁通量会发生改变，故a、b两环中将产生感应电流．而向左和向右穿过c环的磁感线条数相等，完全抵消，总的磁通量为零，不发生变化，故c环中没有感应电流产生．故A正确，BCD错误．故选：A点评：判断有无感应电流产生，要紧扣感应电流产生的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化，对于有两种磁感线穿过线圈时，要看抵消后总的磁通量是否变化． 4．（6分）（2022春•蒙自县校级月考）如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，一个矩形闭合导线框abcd，沿纸面由位置1（左）匀速运动到位置2（右），则下列判断正确的是（ ） A．导线框进入磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→a B．导线框离开磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→a C．导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右 D．导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左考点：楞次定律．版权所有专题：电磁感应与电路结合．分析：线框进入时dc边切割磁感线，出来时ab边切割磁感线，因此根据右手定则可以判断出电流方向，注意完全进入时，磁通量不变，无感应电流产生；然后根据左手定则判断安培力方向．也可以利用楞次定律直接判断电流和受力方向．解答：-11-\n解：A、线框进入磁场时，由右手定则可知，感应电流沿顺时针方向，即为a→d→c→b→a，故A正确；B、由右手定则可知，导线框离开磁场时，感应电流方向为逆时针方向，即为a→b→c→d→a，故B正确；C、导线框进入磁场时，受到的安培力方向向左，故C错误；D、由左手定则可知，导线框离开磁场时，受到的安培力方向向左，故D正确；故选：ABD．点评：本题可以利用楞次定律直接判断电流和受力方向，也可以利用右手定则先判断电流向，然后利用左手定则判断受力方向． 5．（6分）（2022•朝阳区校级模拟）水平放置的金属框架cdef处于如图所示的匀强磁场中，金属棒ab置于粗糙的框架上且接触良好，从某时刻开始，磁感应强度均匀增大，金属棒ab始终保持静止，则（ ） A．ab中电流增大，ab棒所受摩擦力也增大 B．ab中电流不变，ab棒所受摩擦力也不变 C．ab中电流不变，ab棒所受摩擦力增大 D．ab中电流增大，ab棒所受摩擦力不变考点：导体切割磁感线时的感应电动势；力的合成与分解的运用；安培力．版权所有专题：电磁感应中的力学问题．分析：磁感应强度均匀增大，穿过回路的磁通量均匀增大，回路中产生恒定的电流，安培力F=BIL，分析安培力的变化，由平衡条件即可判断摩擦力的变化．解答：解：磁感应强度均匀增大，穿过回路的磁通量均匀增大，根据法拉第电磁感应定律得知，回路中产生恒定的电动势，感应电流也恒定不变，ab棒所受的安培力F=BIL，可知安培力F均匀增大，金属棒ab始终保持静止，则摩擦力也均匀增大．故C正确，ABD均错误．故选C点评：本题关键根据法拉第电磁感应定律分析感应电动势如何变化，即可判断感应电流和安培力的变化． 6．（6分）（2022•东河区校级一模）在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图1所示，当磁场的磁感应强度B随时间t如图2变化时，图中正确表示线圈中感应电动势E变化的是（ ）-11-\n A．B．C．D．考点：感生电动势、动生电动势；楞次定律．版权所有专题：电磁感应与电路结合．分析：根据法拉第电磁感应定律求出各段时间内的感应电动势，根据楞次定律判断出各段时间内感应电动势的方向．解答：解：在0﹣1s内，根据法拉第电磁感应定律，．根据楞次定律，感应电动势的方向与图示箭头方向相同，为正值；在1﹣3s内，磁感应强度不变，感应电动势为零；在3﹣5s内，根据法拉第电磁感应定律，==．根据楞次定律，感应电动势的方向与图示方向相反，为负值．故A正确，B、C、D错误．故选：A．点评：解决本题的关键掌握法拉第电磁感应定律，会根据楞次定律判断感应电动势的方向． 7．（6分）（2022秋•曲沃县校级期末）一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交流电的图象如图所示，由图可以知道（ ） A．0.01s时刻线圈处于中性面位置 B．0.01s时刻穿过线圈的磁通量为零 C．该交流电流有效值为2A D．该交流电流频率为50Hz考点：正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．版权所有专题：交流电专题．分析：由i﹣t图象可以读出电流的周期、最大值；当感应电动势最大时，线圈与中性面垂直；当感应电动势最小时，线圈与中性面重合．解答：解：A、B、0.01s时刻感应电流最大，感应电动势最大，故线圈与中性面垂直，磁通量为零，故A错误，B正确；C、该交流电流的最大值为6.28A，故有效值为：I=，故C错误；-11-\nD、该电流的周期为0.04s，故频率f===25Hz，故D错误；故选：B．点评：本题关键是明确：当线圈位于中性面时，感应电动势最小，为零；当线圈与中性面垂直时，感应电动势最大． 8．（6分）（2022•福建模拟）如图所示，一闭合直角三角形线框以速度v匀速穿过匀强磁场区域．从BC边进入磁场区开始计时，到A点离开磁场区止的过程中，线框内感应电流的情况（以逆时针方向为电流的正方向）是如图所示中的（ ） A．B．C．D．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．版权所有专题：电磁感应与电路结合．分析：分三个阶段分析感应电流的变化情况，根据感应电流产生的条件判断线框中是否由感应电流产生，根据E=BLv及欧姆定律判断感应电流的大小．解答：解：根据感应电流产生的条件可知，线框进入或离开磁场时，穿过线框的磁通量发生变化，线框中有感应电流产生，当线框完全进入磁场时，磁通量不变，没有感应电流产生，故C错误；感应电流I==，线框进入磁场时，导体棒切割磁感线的有效长度L减小，感应电流逐渐减小；线框离开磁场时，导体棒切割磁感线的有效长度L减小，感应电流逐渐减小；故A正确，BD错误；故选A．点评：本题可以采用排除法分析解题，掌握感应电流产生的条件、熟练应用E=BLv及欧姆定律即可正确解题． 9．（6分）（2022•江西）一个理想变压器，原线圈和副线圈的匝数分别为n1和n2，正常工作时输入和输出的电压、电流、功率分别为U1和U2、I1和I2、P1和P2，已知n1＞n2，则（ ） A．U1＞U2，P1＜P2B．P1=P2，I1＜I2C．I1＜I2，U1＞U2D．P1＞P2，I1＞I2考点：变压器的构造和原理．版权所有专题：交流电专题．分析：本题比较简单，直接根据理想变压器原副线圈匝数比与电压、电流比之间的关系即可求解，理想变压器的输入功率与输出功率相等．-11-\n解答：解：根据理想变压器的特点有：，P1=P2所以有电流关系为：，由于n1＞n2，所以有I1＜I2，U1＞U2，故AD错误，BC正确．故选BC．点评：本题考查了有关变压器的基础知识，对于这些基础知识平时要加强记忆与理解，同时通过做题加强对基本公式的理解与应用． 二、填空题（16分，每空2分）10．（4分）（2022春•蚌山区校级期中）如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为1：2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220V，额定功率为22W；原线圈电路中接有电压表和电流表．现闭合开关，灯泡正常发光．此时电压表的读数U= 110 V；电流表的读数I= 0.2 A．考点：变压器的构造和原理．版权所有专题：交流电专题．分析：灯泡正常发光说明副线圈的电压为220V，计算电流，根据变压器中电压与匝数成正比，电流与匝数成反比即可求解．解答：解：灯泡正常发光说明副线圈的电压为220V，电流为=0.1A，根据电压、电流与匝数的关系知，原线圈中电压为×220=110V，电流为2×0.1=0.2A．故答案为：110，0.2点评：本题考查了变压器的特点；电压与匝数成正比，电流与匝数成反比． 11．（6分）（2022春•蒙自县校级月考）如图是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的周期是 0.02s ；最大值是 311V ；有效值是 220V ．考点：横波的图象；波长、频率和波速的关系．版权所有专题：振动图像与波动图像专题．分析：根据图象可知交流电的最大值以及周期等物理量，然后进一步可求出其瞬时值的表达式以及有效值等．-11-\n解答：解：由图象知周期为：T=0.02s；由图象知最大值为：Um=311V；电压的有效值为：U==220V；故答案为：0.02s，311V，220V．点评：本题考查了有关交流电描述的基础知识，要根据交流电图象正确求解最大值、有效值、周期、频率、角速度等物理量，同时正确书写交流电的表达式． 12．（6分）（2022春•蒙自县校级月考）如图所示，在宽为0.5m的平行导轨上垂直导轨放置一个有效电阻为r=0.6Ω的直导体棒，在导轨的两端分别连接两个电阻R1=4Ω、R2=6Ω，其他电阻不计．整个装置处在垂直导轨向里的匀强磁场中，如图所示磁感应强度B=0.1T．当直导体棒在导轨上以v=6m/s的速度向右运动时，充当电源的导体棒产生的电动势为 0.3 V，电路中直导体棒两端的电压为 0.24 V，导体棒中的电流为 0.1 A．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．版权所有专题：电磁感应与电路结合．分析：由E=BLv求出感应电动势，由并联电路特点、欧姆定律可以求出电压与电流．解答：解：导体棒切割磁感线产生电动势，相当于电源，等效电路图如图所示，感应电动势：E=Blv=0.1×0.5×6=0.3V，外电阻：R外==Ω=2.4Ω，总电流I===0.1A；故答案为：0.3；0.24；0.1．点评：导体棒切割磁感线产生感应电动势，相当于电源，应用E=BLv、欧姆定律即可正确解题，要注意作出等效电路图． 三、计算题（本题共4小题，每题10分，满分40分）13．（10分）（2022春•砚山县校级月考）有一个1000匝的线圈，在0.4s内通过它的磁通量从0.02Wb增加到0.09Wb，求线圈中的感应电动势．如果线圈的电阻是10欧，把一个电阻为990欧的电热器连接在它的两端，通过电热器的电流是多大？考点：法拉第电磁感应定律；闭合电路的欧姆定律．版权所有专题：电磁感应与电路结合．分析：-11-\n根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势的大小，根据欧姆定律求出通过电热器的电流大小．解答：解：线圈中的感应电动势，感应电流的大小I=．答：线圈中的感应电动势为175V，通过电热器的电流为0.175A．点评：本题考查了法拉第电磁感应和欧姆定律的综合运用，知道感应电动势与磁通量的变化率成正比，基础题． 14．（10分）（2022秋•鞍山期末）如图所示，变压器原线圈输入电压为220V，副线圈输出电压为36V，两只灯泡的额定电压均为36V，L1额定功率为12W，L2额定功率为6W，试求：（1）该变压器的原副线圈匝数比；（2）两灯均正常工作时原线圈的电流，以及只有L1正常工作时原线圈中的电流．考点：变压器的构造和原理．版权所有专题：交流电专题．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；（2）两灯均工作时，由能量守恒得P1+P2=U1I1I1==0.082A只有L1灯工作时，由能量守恒得P1=U1I2解得I2==0.055A；答：（1）该变压器的原、副线圈匝数比55：9；（2）两灯均正常工作时原线圈的电流0.082A，只有L1正常工作时原线圈中的电流0.055A．点评：本题考查了变压器的变压原理，知道电压与匝数成正比，输入功率等于输出功率． 15．（10分）（2022春•蒙自县校级月考）如图所示，电阻为R的单匝正方形线圈abcd在外力作用下以速度v向右匀速进入磁场强度为B的匀强磁场，第二次又以速度2v匀速进入同一匀强磁场．设正方形线框的边长为l，求：（1）第二次进入与第一次进入时线圈中电流之比；（2）第二次进入与第一次进入时线圈中产生的热量之比．-11-\n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．版权所有专题：电磁感应与电路结合．分析：（1）根据切割公式E=BLv求解电动势，根据I=求解电流；（2）根据t=求解时间，根据Q=I2Rt求解热量．解答：解：（1）线圈以速度v匀速进入磁场，当CD边在磁场中时，线框中感应电动势E1=BLv，其中L为CD边的长度．此时线框中的感应电流为：，其中R为线框的总电阻．同理，线圈以速度2v匀速进入磁场时，线框中的感应电流最大值为：所以第二次与第一次线圈中最大电流之比为2：1（2）线圈以速度v匀速进入磁场，线框中的感应电流为：设AD边长为l，则线框经过时间完全进入磁场，此后线框中不再有感应电流．所以第一次线框中产生的热量为：同理，线圈以速度2v匀速进入磁场时，线框中产生的热量为：所以第二次与第一次线圈中产生热量之比为2：1答：（1）第二次与第一次线圈中最大电流之比为2：1；（2）第二次与第一次线圈中产生热量之比为2：1．点评：本题关键明确线圈进入磁场过程中，电动势E=BLv，然后根据P=Fv求解功率，根据Q=I2Rt求解热量． 16．（10分）（2022•北京）如图1所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L．M、P两点间接有阻值为R的电阻．一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下．导轨和金属杆的电阻可忽略．让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦．（1）由b向a方向看到的装置如图2所示，请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图；（2）在加速下滑过程中，当ab杆的速度大小为v时，求此时ab杆中的电流及其加速度的大小；（3）求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值．-11-\n考点：导体切割磁感线时的感应电动势；力的合成与分解的运用；牛顿第二定律；安培力．版权所有专题：电磁感应中的力学问题．分析：（1）杆ab受到沿导轨向上的安培力和重力以及支持力作用，根据各力的大小方向关系可正确画出受力图．（2）根据右手定则可以判断出杆θ中的电流方向，正确受力分析，根据牛顿第二定律可求出杆的加速度大小．（3）当合外力为零时，即重力沿导轨向下的分力等于安培力时，杆的速度达到最大．解答：解：（1）杆受力图如图所示：重力mg，竖直向下，支撑力N，垂直斜面向上，安培力F，沿斜面向上．故ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图如上所示．（2）当ab杆速度为v时，感应电动势E=BLv，此时电路中电流：ab杆受到安培力：根据牛顿运动定律，有：故此时ab杆中的电流大小为：，加速度的大小为：．（3）当：，时，ab杆达到最大速度vm，此时：-11-\n故在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值为：．点评：解答这类问题的关键是正确分析安培力大小、方向的变化情况，弄清导体棒的运动规律，然后依据相应规律求解． -11-
