一、单选题(共12小题,每小题3.0分,共36分)1.许多楼道照明灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启；而在白天，即使有声音它也没有反应，它的控制电路中可能接入的传感器是( )①温度传感器②光传感器③声音传感器④热传感器A．①②B．②③C．③④D．②④2.某矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势为e＝E m sinωt.若将线圈的转速增加1倍，保持其他条件不变，则产生的感应电动势为( )A．e＝E m sin 2ωt B．e＝2E m sin 2ωtC．e＝2E m sin 4ωt D．e＝4E m sin 2ωt3.一个固定的矩形线圈abcd处于范围足够大的可变化的匀强磁场中．如图a所示，该匀强磁场由一对异名磁极产生，磁极以OO′为轴匀速转动．在t＝0时刻，磁场的方向与线圈平行，磁极N离开纸面向外转动．规定由a→b→c→d→a方向的感应电流为正，则图中能反映线圈中感应电流I随时间t变化的图象是( )A．B．C．D．4.如图所示，将一半径为r的金属圆环在垂直于环面的磁感应强度为B的匀强磁场中用力握中间成“8”字型，并使上、下两圆半径相等．如果环的电阻为R，则此过程中流过环的电荷量为( )A．B．C．0D．5.关于这些概念，下面说法正确的是( )A．磁感应强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也越大B．磁感应强度大的地方，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量也越大C．磁通量的变化，不一定由于磁场的变化产生的D．穿过线圈的磁通量为零时，磁通量的变化率一定为零6.如图所示各图象中不表示交变电流的是( )A．B．C．D．7.如图所示，用粗细均匀的阻值为R的金属丝做成面积为S的圆环，它有一半处于匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里、磁场均匀变化、磁感应强度大小随时间的变化率＝k(k＞0)．ab为圆环的一条直径，则下列说法正确的是( )A．圆环中产生顺时针方向的感应电流B．圆环具有扩张的趋势C．圆环中感应电流的大小为D．图中a、b两点间的电压大小为kS8.在如图所示的电路中，A、B为两个完全相同的灯泡，L为自感线圈，E为电源，S为开关．关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是( )A．合上开关，A先亮，B逐渐变亮；断开开关，A、B同时熄灭B．合上开关，B先亮，A逐渐变亮；断开开关，A先熄灭，B后熄灭C．合上开关，B先亮，A逐渐变亮；断开开关，A、B同时熄灭D．合上开关，A、B同时亮；断开开关，B先熄灭，A后熄灭9.传感器可将非电学量转换为电学量，起自动控制作用．如计算机鼠标中有位移传感器，电熨斗、电饭煲中有温度传感器，电视机、录像机、影碟机中有光传感器……演示位移传感器的工作原理如图所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆P，通过电压表显示的数据来反映物体位移的大小x.假设电压表是理想的，则下列说法正确的是( )A．物体M运动时，电源内的电流会发生变化B．物体M运动时，电压表的示数会发生变化C．物体M不动时，电路中没有电流D．物体M不动时，电压表没有示数10.如图所示，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑连接．右端接一个阻值为R的定值电阻．平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场．质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处静止释放，到达磁场右边界处恰好停止．已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒与导轨间接触良好．则金属棒穿过磁场区域的过程中( )A．流过金属棒的最大电流为B．通过金属棒的电荷量为C．克服安培力所做的功为mghD．金属棒产生的焦耳热为(mgh－μmgd)11.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 AB．原线圈中的输入功率为220WC．副线圈中电压表的读数为110VD．副线圈中输出交流电的周期为50 s12.如图甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是( )A．图甲表示交流电，图乙表示直流电B．两种电压的有效值相等C．图甲所示电压的瞬时值表达式为u＝311sin 100πt VD．图甲所示电压经匝数比10∶1的变压器变压后，频率变为原来的二、多选题(共4小题,每小题4.0分,共16分)13.(多选)如图所示，边长为L＝0.2 m的正方形线圈abcd，其匝数为n＝10，总电阻为r＝2 Ω，外电路的最阻为R＝8 Ω，ab的中点和cd的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度B＝1 T．若线圈从图示位置开始，以角速度ω＝2 rad/s绕OO′轴匀速转动，则以下判断中正确的是( )A．在t＝时刻，磁场穿过线圈的磁通量为零，但此时磁通量随时间变化最快B．闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式e＝0.8sin 2t VC．从t＝0时刻到t＝时刻，电阻R上产生的热量为Q＝3.2π×10－4JD．从t＝0时刻到t＝时刻，通过R的电荷量q＝0.02 C14.(多选)如图所示，形状或转轴位置不同，但面积均为S的单匝线圈处在同一个磁感应强度为B的匀强磁场中，以相同的角速度ω匀速转动，从图示的位置开始计时，则下列正确的说法是( )A．感应电动势最大值相同B．感应电动势瞬时值不同C．感应电动势最大值、瞬时值都不同D．感应电动势最大值、瞬时值都相同15.(多选)如图甲所示，一个理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝2∶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电压的最大值保持不变，而将其频率变为原来的3倍，与改变前相比，下列说法中正确的有( )A．副线圈两端的电压有效值不变，仍为18 VB．灯泡Ⅰ变亮C．灯泡Ⅱ变亮D．灯泡Ⅲ变亮16.(多选)在如图所示的倾角为θ的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小均为B的匀强磁场，区域Ⅰ的磁场方向垂直于斜面向上，区域Ⅱ的磁场方向垂直于斜面向下，磁场的宽度均为L.一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框由静止开始沿斜面下滑，当ab边刚越过GH进入磁场区域Ⅰ时，恰好以速度v1做匀速直线运动；当ab边下滑到JP与MN的中间位置时，又恰好以速度v2做匀速直线运动，ab 从进入GH到运动至MN与JP的中间位置的过程中的，线框动能的变化量为ΔE k，重力对线框做的功为W1，安培力对线框做的功为W2，下列说法中正确的有( )A．在下滑过程中，由于重力做正功，所以有v2＞v1B．ab从进入GH到运动至MN与JP的中间位置的过程中机械能守恒C．ab从进入GH到运动至MN与JP的中间位置的过程中，有(W1－ΔE k)的机械能转化为电能D．ab从进入GH到运动至MN与JP的中间位置的过程中，线框动能的变化量ΔE k＝W1－W2分卷II三、实验题(共2小题,共14分)17.如图所示，一热敏电阻R T放在控温容器M内；A为毫安表，量程6 mA，内阻为数十欧姆；E为直流电源，电动势约为3 V，内阻很小；R为电阻箱，最大阻值为999.9 Ω，S为开关．已知R T在95 ℃时的阻值为150 Ω，在20 ℃时的阻值约为550 Ω.现要求在降温过程中测量在20～95 ℃之间的多个温度下R T的阻值．(1)在图中画出连线，完成实验原理电路图．(2)完成下列实验步骤中的填空：a．依照实验原理电路图连线．b．调节控温容器M内的温度，使得R T的温度为95 ℃.c．将电阻箱调到适当的阻值，以保证仪器安全．d．闭合开关．调节电阻箱，记录电流表的示数I0，并记录________．e．将R T的温度降为T1(20 ℃＜T1＜95 ℃)；调节电阻箱，使得电流表的读数________，记录________．f．温度为T1时热敏电阻的电阻值R T1＝________.g．逐步降低T1的数值，直到20 ℃；在每一温度下重复步骤e、f.18.下图为“研究电磁感应现象”实验中所用器材的示意图，试回答下列问题：(1)在该实验中电流计G的作用是__________________________________________________．(2)按实验要求，将下面的实物连成电路．(3)在产生感应电流的回路中，下图器材中哪个相当于电源(填字母代号)?四、计算题19.如图所示，足够长的光滑金属导轨与水平面的夹角为θ，两导轨间距为L，在导轨上端接入电源和滑动变阻器，电源电动势为E，内阻为r.一质量为m的导体棒ab与两导轨垂直并接触良好，整个装置处于磁感应强度为B，垂直于斜面向上的匀强磁场中，导轨与导体棒的电阻不计．(1)若要使导体棒ab静止于导轨上，求滑动变阻器的阻值应取何值；(2)若将滑动变阻器的阻值取为零，由静止释放导体棒ab，求释放瞬间导体棒ab的加速度；(3)求第(2)问所示情况中导体棒ab所能达到的最大速度的大小．20.某发电站的输出功率为104kW，输出电压为4 kV，通过理想变压器升压后向80 km远处供电．已知输电导线的电阻率为ρ＝2.4×10－8Ω·m，导线横截面积为1.5×10－4m2，输电线路损失的功率为输出功率的4%，求：(1)升压变压器的输出电压；(2)输电线路上的电压损失．21.如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距l＝0.5 m，左端接有阻值R＝0.3 Ω的电阻．一质量m＝0.1 kg、电阻r＝0.1 Ω的金属棒MN放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B＝0.4 T．金属棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a＝2 m/s2的加速度做匀加速运动，当金属棒的位移x＝9 m时撤去外力，金属棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1∶Q2＝2∶1.导轨足够长且电阻不计，金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触．求：(1)金属棒在匀加速运动过程中，通过电阻R的电荷量q；(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2；(3)外力做的功WF.22.如图所示，光滑斜面的倾角α＝30°，在斜面上放置一矩形线框abcd，ab边的边长l1＝1 m，bc边的边长l2＝0.6 m，线框的质量m＝1 kg，电阻R＝0.1 Ω.线框通过细线与重物相连，重物质量M＝2 kg，斜面上ef线(ef∥gh)的右方有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5 T，如果线框从静止开始运动，进入磁场最初一段时间是匀速的，ef线和gh的距离s＝11.4 m，取g＝10 m/s2，求：(1)线框进入磁场前重物M的加速度大小；(2)线框进入磁场时匀速运动的速度v；(3)ab边由静止开始运动到gh线处所用的时间t.1.【答案】B【解析】楼道灯控制电路中安装有光声控延时开关，它装有光敏感元件，用于感知外界光线的强弱，还安装有声敏感元件用于感知外界声响．当白天外界光线较强时，光声控延时开关总处于断开状态，灯不亮；当夜晚光线较弱且有声响时光声控延时开关处于导通状态，灯亮，延时一段时间后，开关断开，灯熄灭．2.【答案】B【解析】根据公式E m＝NBSω可得交流电的最大值变为原来的2倍，根据公式ω＝2πn可得角速度变为原来的2倍，故产生的感应电动势为：e＝2E m sin 2ωt，故选B.3.【答案】C【解析】磁极以OO′为轴匀速转动可等效为磁场不变线圈向相反方向转动．在t＝0时刻，磁场的方向与线圈平面平行，感应电流最大，产生的感应电流方向为a→b→c→d→a.所以能反映线圈中感应电流I随时间t变化的图象是图C.4.【答案】B【解析】通过环横截面的电荷量只与磁通量的变化量和环的电阻有关，与时间等其他量无关，因此ΔΦ＝Bπr2－2×Bπ2＝Bπr2，电荷量q＝＝.5.【答案】C【解析】根据Φ＝BS cosα可知磁感应强度越大的地方，穿过线圈的磁通量不一定也越大，选项A错误；根据Φ＝BS cosα，磁感应强度大的地方，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量不一定越大，选项B错误；磁通量的变化，不一定由于磁场的变化产生的，也可能是由线圈的有效面积的变化引起的，选项C正确；穿过线圈的磁通量为零时，磁通量的变化率不一定为零，例如当线圈在磁场中转动时，当线圈平面与磁感线平行时磁通量为零时，磁通量的变化率最大，选项D错误；故选C.6.【答案】A【解析】A项中此电流为正值，说明电流的方向不随时间而变化，则此电流不是交变电流．故A错误．B、C、D、这三种电流的大小和方向都随时间做周期性变化，都是交变电流．故B、C、D正确．7.【答案】C【解析】由变化率＝k(k＞0)可知磁场均匀增强，根据楞次定律可知，圆环中产生逆时针方向的感应电流，圆环具有收缩的趋势，A、B错误；根据法拉第电磁感应定律可知，圆环内产生的感应电动势大小为E ＝＝，所以圆环中感应电流的大小为，C正确；圆环处于磁场内的一半相当于电源，外面的一半相当于外电路，题图中a、b两点间的电压是路端电压，应为kS，D错误．故选C.8.【答案】C【解析】合上开关S后，B立即亮，由于电流由零突然变大，电感线圈产生较大的感应电动势，阻碍电流的增大，故I B>I A，随电流逐渐增大至稳定过程，电感的阻碍作用越来越小，A逐渐变亮；开关S断开后，由于线圈L产生自感电动势，灯A、B回路中电流要延迟一段时间再熄灭，且同时熄灭，故选C.9.【答案】B【解析】当M向左运动时，与电压表并联的电阻变小，电压表的示数变小；当M向右运动时，与电压表并联的电阻变大，电压表的示数变大；当M不动的时候，电压表的示数不变化．10.【答案】D【解析】金属棒下滑到底端时的速度为v＝，感应电动势E＝BLv，所以流过金属棒的最大电流为I ＝；通过金属棒的电荷量为q＝＝；克服安培力所做的功为W＝mgh－μmgd；电路中产生的焦耳热等于克服安培力做的功，所以金属棒产生的焦耳热为(mgh－μmgd)，选项D正确．11.【答案】A【解析】原线圈电压的有效值为220 V，根据匝数比可得副线圈的电压的有效值为110 V，根据负载电阻的大小可知副线圈中输出电流为2 A，根据原、副线圈的输入功率和输出功率相等可知原线圈中输入功率为220 W，电流为1 A．副线圈中输出交流电的周期与原线圈相同为0.02 s.12.【答案】C【解析】题图甲、乙均表示交流电，故A错；图甲是正弦式交流电，周期为2×10－2s，所以ω＝＝100π rad/s，电压的瞬时值表达式为u＝311sin 100πt V，故C对；题图甲、乙的有效值并不相等，故B错；变压器只能改变交流电的电压，不能改变交流电的频率，故D错．13.【答案】AD【解析】线圈在磁场中转动，E m＝nBSω＝0.4 V，B项错；当线圈平面与磁场平行时磁通量变化最快，A正确；QR＝I2Rt＝[]2Rt＝1.6 π×10－3J，C错；q＝n＝0.02 C，D正确．14.【答案】AD【解析】感应电动势的最大值为E m＝BSω，A正确；感应电动势的瞬时值e＝E m sinωt与转轴位置无关，图中都以中性面位置计时，故瞬时值相同，D正确，B、C错误．15.【答案】AD【解析】根据公式U＝可得原线圈两端的电压有效值不变，仍为36 V，根据公式＝得副线圈两端的电压有效值为18 V，故A正确，当频率变为原来的3倍，则电感对交流电阻碍变大，电容对交流电阻碍变小，电阻对交流电的影响不变，故灯泡Ⅰ中电流不变，所以亮度不变，灯泡Ⅱ中电流减小，亮度变暗，灯泡Ⅲ中电流增大，亮度变亮，所以D正确，B、C错误，故选A、D.16.【答案】CD【解析】根据平衡条件，线框第一次做匀速运动时有mg sinθ＝，第二次做匀速运动时有mg sinθ＝，则v2<v1，选项A错误；ab进入磁场后，安培力做负功，机械能减少，选项B错误；ab从进入GH到运动至JP与MN的中间位置，由动能定理有W1－W2＝ΔE k，选项D正确；线框克服安培力做的功为W2，等于产生的电能，且W2＝W1－ΔE k，选项C正确．17.【答案】(1)如图所示(2)d.电阻箱的读数R0 e．仍为I0电阻箱的读数R1 f．R0－R1＋150 Ω【解析】(1)电阻箱的最大阻值与热敏电阻的最大阻值相差不大，因此电阻箱应与热敏电阻串联．(2)本实验原理是当电路的两种状态的电流相等时，外电路的总电阻相等．95 ℃和T1时对应的电路的总电阻相等，有150 Ω＋R0＝R T1＋R1，即R T1＝R0－R1＋150 Ω.18.【答案】(1)检测感应电流的大小与方向(2)实验电路如图所示：(3)螺线管B.【解析】(1)在该实验中电流计G的作用是检测感应电流的大小与方向．(2)探究电磁感应现象的实验电路如图所示：(3)在产生感应电流的回路中，螺线管B产生感应电动势，相当于电源．19.【答案】(1)－r(2)－g sinθ(3)【解析】(1)若要使导体棒ab静止于导轨上，则要求导体棒ab所受的重力、支持力、安培力三力平衡，导体棒在沿斜面方向的受力满足：mg sinθ＝F安，其中F安＝BIL，设导体棒ab静止时变阻器的阻值为R，由闭合电路欧姆定律有：I＝，解R＝－r.(2)当变阻器的阻值为零时，回路中的电流大于使导体棒ab静止时的电流，安培力大于使导体棒ab静止时的安培力，因此，由静止开始释放的瞬间，导体棒的加速度方向沿斜面向上，由牛顿第二定律：F安－mg sinθ＝ma，其中F安＝BIL，由闭合电路欧姆定律：I＝，得释放瞬间导体棒ab的加速度a＝－g sinθ.(3)当重力沿斜面向下分力与安培力相等时，即mg sinθ＝BIL，导体棒ab达到最大速度v m，此时导体棒切割磁感线产生的E1＝BLv m，由闭合电路欧姆定律，此时回路中的电流I＝，解得v m＝.20.【答案】(1)8×104V (2)3 200 V【解析】设线路电阻为R线，正常线路的损失功率为P损，线路的损失电压为U损，发电站的输出功率为P，升压变压器的输出电压为U.由电阻定律，得R线＝ρ＝2.4×10－8×Ω＝25.6 Ω线路损失的功率P损＝4%P＝I2R线，则I＝＝A＝125 A，由P＝UI得U＝＝V＝8×104VU损＝IR＝125×25.6 V＝3 200 V.21.【答案】(1)4.5 C (2)1.8 J (3)5.4 J【解析】(1)设金属棒匀加速运动的时间为Δt，回路的磁通量的变化量为ΔΦ，回路中的平均感应电动势为，由法拉第电磁感应定律得＝，①其中ΔΦ＝Blx，②设回路中的平均电流为，由闭合电路欧姆定律得＝，③则通过电阻R的电荷量为q＝Δt，④联立①②③④式，得q＝代入数据得q＝4.5 C(2)设撤去外力时金属棒的速度为v，对于金属棒的匀加速运动过程，由运动学公式得v2＝2ax，⑤设金属棒在撤去外力后的运动过程中安培力所做的功为W，由动能定理得W＝0－mv2，⑥撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2＝－W，⑦联立⑤⑥⑦式，代入数据得Q2＝1.8 J，⑧(3)由题意知，撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1∶Q2＝2∶1，可得Q1＝3.6 J，⑨在金属棒运动的整个过程中，外力F克服安培力做功，由功能关系可知WF＝Q1＋Q2，⑩由⑧⑨⑩式得WF＝5.4 J.22.【答案】(1)5 m/s2(2)6 m/s (3)2.5 s【解析】(1)线框进入磁场前，线框仅受到细线的拉力F T，斜面的支持力和线框重力，重物M受到重力和拉力F T.对线框，由牛顿第二定律得F T－mg sinα＝ma.同理，对重物有Mg－F T＝Ma联立解得线框进入磁场前重物M的加速度a＝＝5 m/s2(2)因为线框进入磁场的最初一段时间做匀速运动，所以重物受力平衡，Mg＝F T′，线框abcd受力平衡，F T′＝mg sinα＋F安ab边进入磁场切割磁感线，产生的电动势E＝Bl1v形成的感应电流I＝＝受到的安培力F安＝BIl1联立上述各式得，Mg＝mg sinα＋代入数据解得v＝6 m/s(3)线框abcd进入磁场前，做匀加速直线运动；进磁场的过程中，做匀速直线运动；进入磁场后到运动到gh线，仍做匀加速直线运动．进磁场前线框的加速度大小与重物的加速度相同，为a＝5 m/s2该阶段运动时间为t1＝＝＝s＝1.2 s.进磁场过程中匀速运动时间t2＝＝s＝0.1 s.线框完全进入磁场后线框受力情况同进入磁场前，所以该阶段的加速度仍为a＝5 m/s2故s－l2＝vt3＋at解得：t3＝1.2 s因此ab边由静止开始运动到gh线所用的时间为t＝t1＋t2＋t3＝2.5 s.。