2012届北京市高二3月月考物理试卷

一、选择题

1. 难度：简单

一台理想降压变压器从10kV的线路中降压并提供200A的负载电流。已知两个线圈的匝数比为40:1，则变压器的原线圈电流、输出电压及输出功率是（       ）

A. 5A，250V，50kW             B. 5A、10，50kW

C. 200A，250V，50KW          D.200A，10，2000KW

2. 难度：简单

如图，两根互相绝缘的通电长直导线，正交地放在水平面上。两个相同的闭合圆形线圈a、b放在同一水平面上，两线圈的圆心到两导线的距离都是d。设两直导线中的电流强度相等，方向如图所示。若两根导线中的电流以相同的变化率均匀减小。则 (      )

A．a中有顺时针方向的感应电流，b中无感应电流

B．b中有顺时针方向的感应电流，a中无感应电流

C．a中有逆时针方向的感应电流，b中无感应电流

D．b中有逆时针方向的感应电流，a中无感应电流

3. 难度：简单

如图所示，粗细均匀的电阻为r的金属圆环，放在图示的匀强磁场

中，磁感强度为B，圆环直径为l，另一长为l，电阻为r/2的金属棒ab

放在圆环上，接触电阻不计。当ab棒以v₀向左运动到图示虚线位置时，

金属棒两端电势差为（        ）

A. Blv₀    B.     C.      D.  

4. 难度：简单

如图所示为演示自感现象的实验电路，实验时先闭合开关S，稳定后设通过线圈L的电流为I₁，通过小灯泡E的电流为I₂，小灯泡处于正常发光状态。断开开关S，可以观察到小灯泡闪亮一下后熄灭，在灯泡闪亮的短暂过程中，以下说法正确的是（         ）

A．线圈L中的电流I₁立即减为零

B．线圈L两端a端电势高于b端

C．小灯泡中的电流由I₁逐渐减为零，方向与I₂相反

D．小灯泡中的电流由I₂逐渐减为零，方向不变

5. 难度：简单

在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器。如下所示的四个图中，能正确反应其工作原理的是（         ）

6. 难度：简单

图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l，磁场方向垂直纸面向里。abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为l。t=0时刻，bc边与磁场区域边界重合，如图所示。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域。取沿a→b→c→d→a的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线是 （        ）

7. 难度：简单

如图所示，单匝闭合金属线圈的面积为S，电阻为R，垂直放在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B₀。从某时刻起（记为t=0时刻）磁感应强度的大小发生变化，但方向不变。在0t₁这段时间内磁感应强度B随时间变化的规律为（k为一个正的常数）。在0t₁这段时间内，线圈中感应电流（       ）

A．方向为顺时针方向，大小为         B．方向为逆时针方向，大小为

C．方向为逆时针方向，大小为  D．方向为顺时针方向，大小为

8. 难度：简单

如图所示，一个面积为S、匝数为N、电阻为R的矩形线圈，在磁感强度为B的匀强磁场中绕OO′轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直。线框每秒转数为 n。当线框转到如图所示的位置开始计时。则正确的选项有（        ）

A．感应电动势最大值为2πnBS    B．感应电流的有效值为

C．在如图位置时线圈中的磁通量为零，磁通量的变化率也最大

D．感应电流的瞬时值表达式为

9. 难度：简单

如图为理想变压器原线圈所接交流电压的波形。原、副线圈匝数的比n₁∶n₂=10∶1，串联在原线圈电路中电流表的示数为1A，下列说法错误的是（          ）

A．变压器输出端所接电压表的示数为20V

B．变压器的输出功率为200W

C．变压器输出端的交流电的频率为50Hz

D．串在变压器输出端的电流表示数为20A

10. 难度：简单

如图所示，PQ、MN是两条平行金属轨道，轨道平面与水平面的夹角为θ，轨道之间连接电阻R。在空间存在方向垂直于轨道平面的匀强磁场。金属杆ab以一定的初速度沿轨道从底端上滑的过程中，金属棒克服重力做功W₁，动能的减小量为ΔE，回路中的电流产生的热量为Q₁，金属杆与轨道间摩擦产生的热量为Q₂。则下列关系式中正确的是（          ）

_A．      W₁＋Q₁＝ΔE＋Q₂ B．W₁＋ΔE＝Q₁＋Q₂ C．W₁－ΔE＝Q₁＋Q₂  D．W₁＋Q₁＝ΔE－Q₂

11. 难度：简单

如图所示，在垂直于斜面向下的磁场中，一根质量为m的通电直导线，放在倾角为θ的绝缘斜面上处于静止，则关于直导线受到斜面对它的摩擦力的情况是（         ）

A. 可能受到沿斜面向上的摩擦力    B. 可能受到沿斜面向下的摩擦力

C. 可能不受摩擦力                D. 一定受到摩擦力作用

12. 难度：简单

在远距离输电时, 输送的电功率为P, 送电的电压为U, 所用的导线的电阻率为ρ, 横截面积为S, 线路总长度为L, 输电线损失的电功率为ΔP, 用户得到的电功率为P_用, 则ΔP与P_用的关系正确的为 (         )

             

13. 难度：简单

矩形金属线圈共10匝，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动,线圈中产生的交流电动势e随时间t变化的情况如图所示。下列说法正确的是（           ）

A．此交流电的频率为5Hz

B. 此交流电动势的有效值为1V

C. t=0.1s时，线圈平面与磁场方向平行

D. 线圈在转动过程中穿过线圈的最大磁通量为

14. 难度：简单

远距离输电线路的示意图如图所示，若发电机的输出电压不变，则正确的是（      ）

A．升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率有关

B．输电线中的电流只由升压变压器原副线圈的匝数比决定

C．当用户用电器的总电阻减少时，输电线上损失的功率增大

D．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压

15. 难度：简单

如图所示两根足够长的平行光滑导轨相距L，固定在同一水平面上。导轨上横跨着两根平行金属棒ab、cd，与导轨组成闭合电路。每根金属棒的质量为m，电阻为R，其余电阻不计。方向竖直向下的匀强磁场的磁感应强度为B。开始时金属棒ab静止，而金属棒cd有向右的初速度v₀。以下正确的有（         ）

A. ab、cd的最终速度都是v₀/2 

B. cd动能的减少等于ab动能的增加

C. 安培力对cd做的功等于ab动能的增加和回路的电热之和

D. 安培力对ab冲量大小与安培力对cd的冲量大小相等

二、填空题

16. 难度：简单

某一电阻的阻值为20Ω，通以如图所示的交流电，则此交流电的有效值为_______A 该电阻在1.0min内产生的热量Q=___________J.

17. 难度：简单

在远距离输电中, 输送电压为220伏, 输送的电功率为44千瓦, 输电线的总电阻为0.2欧, 在使用原副线圈匝数比为1:10的升压变压器升压, 再用10:1的降压变压器降压方式送电时. 输电线上损失的电压为__________V, 损失的电功率为_______________W

三、计算题

18. 难度：简单

如图所示，在绝缘光滑水平面上，有一个边长为L的单匝正方形线框abcd，在外力的作用下以恒定的速率v进入磁感应强度为B的有界匀强磁场区域。在被拉入的过程中线框平面与磁场方向垂直，线框的ab边平行于磁场的边界，外力方向在线框平面内且与ab边垂直。已知线框的四个边的电阻值相等均为R。求（1）在ab边刚进入磁场区域时，线框内的电流大小（2）在ab边刚进入磁场区域时，ab两端的电压（3）在线框被拉入磁场的整个过程中，线框产生的热量

19. 难度：简单

如图甲，平行导轨MN、PQ水平放置，电阻不计．两导轨间距d =10cm，导体棒ab、cd放在导轨上，并与导轨垂直．每根棒在导轨间的部分，电阻均为R = 1.0Ω．用长为L = 20cm的绝缘丝线将两棒系住．整个装置处在匀强磁场中．t=0的时刻，磁场方向竖直向下，丝线刚好处于未被拉伸的自然状态．此后，磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示．不计感应电流磁场的影响．整个过程丝线未被拉断．求（1）0~2.0s的时间内，电路中感应电流的大小及方向（2）t = 1.0 s 的时刻丝线的拉力大小

20. 难度：简单

如图所示，有一台内阻为1.0Ω的发电机，通过的匝数比为1:4的升压变压器和匝数比为4:1的降压变压器向用户供电，输电线的总电阻为4.0Ω，用户共有“220V40W”的灯泡132盏，要保证他们都能正常发光，求发电机的输出功率和电动势应该各为多大？

21. 难度：简单

如图（甲）为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n=100、电阻r=10 W，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R=90 Ω，与R并联的交流电压表为理想电表。 在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量F随时间t按图（乙）所示正弦规律变化。求（1）交流发电机产生的电动势的最大值（2）电路中交流电压表的示数

22. 难度：简单

如图所示，导体棒ab质量为0.10kg，用绝缘细线悬挂后，恰好与宽度为50cm的光滑水平导轨良好接触，导轨上还放有质量为0.20kg的另一导体棒cd，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中。将ab棒向右拉起0.80m高，无初速释放，当ab棒第一次经过平衡位置向左摆起的瞬间，cd棒获得的速度是0.50m/s。在ab棒第一次经过平衡位置的过程中，通过cd棒的电荷量为1C。空气阻力不计，重力加速度g取10m/s²，求：（1）ab棒向左摆起的最大高度；（2）匀强磁场的磁感应强度；（3）此过程中回路产生的焦耳热

23. 难度：简单

某种超导磁悬浮列车是利用超导体的抗磁作用使列车车体向上浮起，同时通过周期性地变换磁极方向而获得推进动力。其推进原理可以简化为如图所示的模型：在水平面上相距b的两根平行直导轨间，有竖直方向等距离分布的方向相反的匀强磁场B₁和B₂，且B₁=B₂=B，每个磁场分布区间的长都是a，相间排列，所有这些磁场都以速度v向右匀速平动．这时跨在两导轨间的长为a宽为b的金属框MNQP（悬浮在导轨正上方）在磁场力作用下也将会向右运动．设金属框的总电阻为R，运动中所受到的阻力恒为f，求（1）列车在运动过程中金属框产生的最大电流（2）列车能达到的最大速度（3）在（2）情况下每秒钟磁场提供的总能量