【文档说明】安徽省涡阳县育萃高级中学2020-2021学年高二下学期第一次月考物理试卷含答案.doc，共(13)页，829.500 KB，由小赞的店铺上传

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育萃高中高二年级第二学期第一次月考物理试题时间：90分钟分值：100分一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共计40分,1～7题为单选题，8～10题为多选题，全部选对得4分，漏选得2分，错选得0分)1．关于分子动理论，下列说法中正确的是()A．分子是组成物质的最小微粒B．布

朗运动是液体分子的无规则运动C．分子动理论是在一定实验基础上提出的D．扩散现象只能发生在气体、液体之间2．A、B是两个完全相同的电热器，A通以图甲所示的方波交变电流，B通以图乙所示的正弦式交变电流，则两电热器的电功率PA∶PB等于()A．2∶1B

．3∶2C．2∶1D．5∶43．普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则（）A.ab接MN、cd接PQ，Iab＜

IcdB.ab接MN、cd接PQ，Iab＞IcdC.ab接PQ、cd接MN，Iab＜IcdD.ab接PQ、cd接MN，Iab＞Icd4．如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，金属棒与两导轨始终保持垂直，并良好接触且无摩擦，金

属棒的电阻为r，导轨的电阻不计，整个装置放在水平匀强磁场中，棒在竖直向上的恒力F作用下匀速上升的一段时间内，下列说法正确的是（）A.通过电阻R的电流方向向右B.棒受到的安培力方向向上C.棒机械能的增加量等于恒力F做的功D.棒克服安培力做的功等于电路中电阻

R产生的热量5．图a和图b是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈．实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终

A2与A3的亮度相同．下列说法正确的是()A．图a中，A1与L1的电阻值相同B．图a中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流C．图b中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等D．图b中，变阻器R与

L2的电阻值相同6．如图甲所示为一种自耦变压器（可视为理想变压器）的结构示意图，线圈均匀绕在圆环型铁芯上，滑动触头P处在某一位置，在BC间接一个理想交流电压表和一个电阻R，若AB间输入如图乙所示的交变电压，则（）A．AB间输入电压的瞬时值u=2202s

inπt（V）B．t=1×10-2s时，电压表的示数为零C．滑动触头P顺时针转动时，电压表示数减小D．滑动触头P逆时针转动时，AB间输入功率减小7．下图为远距离输电的示意图，T1为升压变压器，原、副线圈匝数分别为n1、n2，T2为降压变压器，原、副线圈匝数分别为n3、n4

，输电线的等效电阻为R。若发电机的输出电压不变，则下列叙述正确的是（）A．只增大T1的原线圈匝数n1，则R消耗的功率增大B．若1324nnnn=，则电压表V1和V2的示数相等C．当用户总电阻减小时，R消耗的功率减小D．当

用户总电阻减小时，电压表V1和V2的示数都变小8．如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F>0为斥力，F<0为引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现把乙

分子从a处由静止释放，若规定无限远处分子势能为零，则下列说法正确的是()A．乙分子在c处势能最小，且势能为负值B．乙分子在c处加速度为零，速度最大C．乙分子在d处势能一定为正值D．乙分子在d处势能一定小于在a处势能9.如图甲，一个金属圆环与一个理想二极管串联后放在匀强磁场中，磁场方向垂直于圆环平

面，规定磁场方向垂直于圆环平面向外为正方向，磁感应强度B在一个周期内随时间变化的规律如图乙所示。若规定圆环内顺时针方向为感应电流的正方向，则穿过圆环的磁通量、圆环中的感应电流i、圆环的热功率P随时间变化的图像可能正确的是（）A．B．C．D．10.如图

所示，在倾角为θ的光滑斜面上，有三条水平虚线l1、l2、l3，它们之间的区域Ⅰ、Ⅱ宽度均为d，两区域分别存在垂直斜面向下和垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，一个质量为m、边长为d、总电阻为R的正方形导线框，从L1上方一定高度处由静止开始

沿斜面下滑，当ab边刚越过L1进入磁场Ⅰ时，恰好以速度v1做匀速直线运动；当ab边在越过L2运动到L3之前的某个时刻，线框又开始以速度v2做匀速直线运动，重力加速度为g.在线框从释放到穿出磁场的过程中，下列说法正确的是()A．线框中感

应电流的方向不变B．线框两次做匀速直线运动时速度大小之比为v1：v2=4:1C．线框以速度v2做匀速直线运动时，发热功率为D．线框从ab边进入磁场到速度变为v2的过程中，减少的机械能ΔE机与重力做功WG的关系式是机＝＋mv21－mv22二、填空题（每空2分，共12分）11.

“用油膜法估测分子的大小”的实验的方法及步骤如下：①向体积V油＝1mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总＝500mL；②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n＝100滴时，测得其体积恰好

是V0＝1mL；③先往边长为30～40cm的浅盘里倒入2cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉_均匀地撒在水面上；④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状；⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在

坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长l＝10mm.根据以上信息，回答下列问题：(1)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V′是_________mL.(2)油酸分子直径是________m.(结果保留两

位有效数字)12.(1)如图所示为研究“电磁感应现象”的实验装置。如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后：①将小线圈迅速插入大线圈时，灵敏电流计指针将向_____（填“左”或“右”）偏；②将小线圈插入大线圈后，滑动变阻器

触头迅速向右滑动时，灵敏电流计指针将向______（填“左”或“右”）偏。(2)目前我国民用干电池已列入无公害电池。为测定一节废旧干电池的电动势和内阻，某同学设计了如图甲所示的电路图，该同学测得多组电压、电流值，并作出UI−图像，如图乙所示。

由图像可得，电动势E=______V，内阻r=_______。三、计算题(本题共4小题，共计48分)13．（10分）如图所示，垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B．纸面内有一正方形均匀金属线框abcd，其边长为L，总电阻为R，ad边与磁场边界平行．从ad边

刚进入磁场直至bc边刚要进入的过程中，线框在向左的拉力作用下以速度v匀速运动，求：（1）感应电动势的大小E；（2）拉力做功的功率P；（3）ab边产生的焦耳热Q．14.（12分）如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以

角速度ω匀速转动，外电路电阻为R，求:（1）电压表的读数为多少？（3）当线圈由图示位置转过30°时，通过电阻R的电流为多少？（2）当线圈由图示位置转过30°的过程中，通过电阻R的电荷量为多少？（4）在线圈转过一周的过程中，电阻R

上产生的焦耳热为多少？15.（12分）一台小型发电机的最大输出功率为1100kWP=，输出电压恒为1500VU=，现用电阻率为8.8110m−=、横截面积为521.010mS−=的输电线向距

离3410ml=处的用电单位输电，要使发电机满负荷运行时，输电线上的损失功率为发电机总功率的4%，理想升压变压器原、副线圈匝数分别为12nn、，理想降压变压器原、副线圈匝数分别为34nn、。(1)所用的理想升压变压器

原、副线圈的匝数比值是多少？(2)如果用户用电器的额定电压为220V，那么所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比值是多少？16.（14分）如图所示，光滑金属导轨固定在与水平面成θ=37°的斜面上（斜面未画出），导轨各相邻段互相垂直，导轨顶端接有阻值R=3Ω的电阻。已知宽轨间距L1=1m

，宽轨长S1=1m，窄轨间距L2=0.5m，窄轨长S2=2m。pq连线以下区域有垂直于斜面向下的匀强磁场，磁感强度大小B=2.0T，bp=cq=0.27m。现有一根长度等于L1，电阻为r=2Ω、质量m=0.2kg的金属棒从宽轨顶端

由静止释放，金属棒到达宽轨底部和窄轨底部之前都已经做匀速直线运动。导轨电阻不计，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：(1)金属棒刚进入磁场时通过电阻R的电流I1的大小和方向；(2)金属棒刚离开宽

轨时速度的大小；(3)在金属棒的整个运动过程中，回路中产生的焦耳热Q。物理试卷一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共计40分,1～7题为单选题，8～10题为多选题，全部选对得4分，漏选得2分，错选得0分)1．关于分子

动理论，下列说法中正确的是()A．分子是组成物质的最小微粒B．布朗运动是液体分子的无规则运动C．分子动理论是在一定实验基础上提出的D．扩散现象只能发生在气体、液体之间【答案】C【解析】分子是保持物质的化学性质的最小微粒，但不是最小微粒，它又由原子构成，故A错误；布朗运动是

固体小颗粒的运动，从侧面反映了液体分子的无规则运动，故B错误；分子动理论是在扩散现象、布朗运动等实验基础上提出的，C对，扩散现象发生在气体、液体、固体之间，故D错误．2．A、B是两个完全相同的电热器，A通以图甲所示的方波交变电流，B通以图乙所示的正弦式

交变电流，则两电热器的电功率PA∶PB等于()A．2∶1B．3∶2C．2∶1D．5∶4【答案】D【解析】试题分析：据题意，通过电热器A的电流有效值为：22200242ITTIRRIRT+=,即：058II=，则电热器A的电功率为：2058AP

IR=,通过电热器B得到电流有效值为：2I，则电热器B的电功率为：2012BPIR=，故选项D正确．3．普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Ia

b，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则（）A.ab接MN、cd接PQ，Iab＜IcdB.ab接MN、cd接PQ，Iab＞IcdC.ab接PQ、cd接MN，Iab＜IcdD.ab接PQ、cd接MN，Iab＞Icd【答案

】B【解析】高压输电线上的电流较大，测量时需把电流变小，根据1221InIn=，MN应接匝数少的线圈，故ab接MN，cd接PQ，且Iab>Icd，选项B正确．4．如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，金属棒与两导轨始终保持垂直，并良好接触且无摩擦，金属棒的电阻

为r，导轨的电阻不计，整个装置放在水平匀强磁场中，棒在竖直向上的恒力F作用下匀速上升的一段时间内，下列说法正确的是（）A.通过电阻R的电流方向向右B.棒受到的安培力方向向上C.棒机械能的增加量等于恒力F做的功D.棒克服安培力做的功等于电路中电阻R产生的热量【答案】A【分析

】A.由右手定则可以判断出通过金属棒的电流方向向左，则通过电阻R的电流方向向右，故选项A正确；B.由左手定则可以判断出金属棒受到的安培力方向向下，故选项B错误；C.根据平衡条件可知重力等于恒力F减去安培力，根据功能关系知恒力F做的功等于棒机械能的增加量与电路中产生

的热量之和，故选项C错误；D.金属棒在竖直向上的恒力F作用下匀速上升，安培力做负功，即克服安培力做功，根据功能关系知金属棒克服安培力做的功等于电路中R和r中产生的热量之和，故选项D错误．5．图a和图b是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈．实验时，

断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同．下列说法正确的是()A．图a中，A1与L1的电阻值相同B．图a中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流C．图b中，闭

合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等D．图b中，变阻器R与L2的电阻值相同【答案】D【解析】分析图a，断开开关S1瞬间，A1突然闪亮，说明流经A1的电流瞬间增大，从而得到S1闭合，电路稳定时，A1中的电流小于L1中的电流，所以

选项B错误．由并联电路特点可知，A1的电阻值大于L1的电阻值，所以选项A错误．分析图b，开关S2闭合后，灯A2逐渐变亮，A3立即变亮，说明闭合S2瞬间A2与A3中的电流不相等，那么L2与R中的电流也不相等，所以选项C错误．最终A2与A3亮度相同，说明流经

A2与A3的电流相同，由欧姆定律可知，R与L2的电阻值相等，所以选项D正确．6．如图甲所示为一种自耦变压器（可视为理想变压器）的结构示意图，线圈均匀绕在圆环型铁芯上，滑动触头P处在某一位置，在BC间接一个理想交流电

压表和一个电阻R，若AB间输入如图乙所示的交变电压，则（）A．AB间输入电压的瞬时值u=2202sinπt（V）B．t=1×10-2s时，电压表的示数为零C．滑动触头P顺时针转动时，电压表示数减小D．滑动触头P逆时针转动时，AB间输入功率减小【答案】C【详解】A．由图乙

可知2210sT−=故150HzfT==2100rad/sf==所以AB间输入电压的瞬时值表达式为()2202sin100Vut=故A错误；B．t=1×10-2s时，虽然电压瞬时值为0，但交流

电压表的读数为有效值，并不为零，故B错误；C．根据变压器电压关系12RnUUn=由滑动触头P顺时针转动时，n2变小，所以R两端的电压减小，故C正确；D．滑动触头P逆时针转动时，n2变大，根据变压器电压关系12RnUUn=所以R两端的电压增

大，输入功率等于输出功率2RUPPR==入出所以滑动触头P逆时针转动时，AB间输入功率增大，故D错误。故选C。7．下图为远距离输电的示意图，T1为升压变压器，原、副线圈匝数分别为n1、n2，T2为降压变压器，原、副

线圈匝数分别为n3、n4，输电线的等效电阻为R。若发电机的输出电压不变，则下列叙述正确的是（）A．只增大T1的原线圈匝数n1，则R消耗的功率增大B．若1324nnnn=，则电压表V1和V2的示数相等C．当用户总电阻减小时，R

消耗的功率减小D．当用户总电阻减小时，电压表V1和V2的示数都变小【答案】A【详解】A．根据1122UnUn=，只增大T1的原线圈匝数n1，则升压变压器的输出电压减小，根据P=U2I2知，输电线上的电流增大，则输电线上消耗的功率增大，A正确；B．若1324n

nnn=，两个变压器都是升压变压器，则电压表V1一定小于V2的示数，B错误；C．用户总电阻减小，则电流增大，可知输电线上的电流增大，根据P损=I2R知，输电线上消耗的功率增大，C错误；D．电压表V1的示数等

于发电机的输出电压，当用户总电阻减小时，电压表V1的示数不变，D错误。故选A。8．如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F>0为斥力，F<0为引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处由静

止释放，若规定无限远处分子势能为零，则下列说法正确的是()A．乙分子在c处势能最小，且势能为负值B．乙分子在c处加速度为零，速度最大C．乙分子在d处势能一定为正值D．乙分子在d处势能一定小于在a处势能【答案】AB【解析】由于乙分子由静止释放，在ac间一直

受到甲分子的引力而做加速运动，引力做正功，分子势能一直在减小，到达c点时所受分子力为零，加速度为零，速度最大，动能最大，分子势能最小，为负值．由于惯性，到达c点后乙分子继续向甲分子靠近，由于分子力为斥

力，故乙分子做减速运动，直到速度减为零，设到达d点后返回，故乙分子运动范围在ad之间．在分子力表现为斥力的那一段cd上，随分子间距的减小，乙分子克服斥力做功，分子力、分子势能随间距的减小一直增加．故AB正确．9.如图甲，一个金属圆环与一个理想二极管串联后放在匀强磁场中，磁

场方向垂直于圆环平面，规定磁场方向垂直于圆环平面向外为正方向，磁感应强度B在一个周期内随时间变化的规律如图乙所示。若规定圆环内顺时针方向为感应电流的正方向，则穿过圆环的磁通量、圆环中的感应电流i、圆环的热功率P随时间变化的图像可能正确的是（）A．B．C．D．【答案】A

C【详解】A．由BS=可知，t−图像与Bt−图像类似，所以A正确；BC．若无二极管，由et=和eiR=可知，t−图像的斜率表示感应电动势，最大时，e为0，为0时，e最大，则是正弦变化时，e是余弦变化，则i也是余弦变化，

由于二极管具有单向导电性，则只能通过半波，所以B错误；C正确；D．由2PiR=可知，在0~4T和3T4~T时间内的Pt−图像与it−图像类似，所以D错误；故选AC。10.如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，有三条水平虚线l1、l2、l3，它们之间的区域Ⅰ、Ⅱ宽度均为d，两区域分别

存在垂直斜面向下和垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，一个质量为m、边长为d、总电阻为R的正方形导线框，从L1上方一定高度处由静止开始沿斜面下滑，当ab边刚越过L1进入磁场Ⅰ时，恰好以速度v1做匀速直线运动；当ab边在越过L2运动到L3之

前的某个时刻，线框又开始以速度v2做匀速直线运动，重力加速度为g.在线框从释放到穿出磁场的过程中，下列说法正确的是()A．线框中感应电流的方向不变B．线框ab边从L1运动到L2所用时间大于从L2运动到

L3所用时间C．线框以速度v2做匀速直线运动时，发热功率为D．线框从ab边进入磁场到速度变为v2的过程中，减少的机械能ΔE机与重力做功WG的关系式是机＝＋mv21－mv22【答案】BCD.【解析】线框从释放到穿出磁场的过程中，由楞次定律可知

感应电流方向先沿abcda后沿adcba再沿abcda方向，A项错误；线框第一次匀速运动时，由平衡条件有BId＝mgsinθ，I＝Bdv1R，解得v1＝mgRsinθB2d2，第二次匀速运动时，由平衡条件有2BI′d＝mgsinθ，I′＝2Bdv2R，解得v2＝mgRsinθ4B2d2，

故v1：v2=4:1，B项正确；由功能关系知线框第二次匀速运动时发热功率等于重力做功的功率，即P＝mgv2sinθ＝m2g2Rsin2θ4B2d2，C项正确；线框从进入磁场到第二次匀速运动过程中，损失的重力势能等于该过程中重力做的功，动能损失量为12mv21－12mv22，所以线框机械

能损失量为ΔE机＝WG＋12mv21－12mv22，D项正确．二、填空题（每空2分，共12分）11.“用油膜法估测分子的大小”的实验的方法及步骤如下：①向体积V油＝1mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总＝500mL；

②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n＝100滴时，测得其体积恰好是V0＝1mL；③先往边长为30～40cm的浅盘里倒入2cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉_均匀地撒在水面上；④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精

溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状；⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长l＝10mm.根据以上信息，回答下列问题：(1)1滴油酸酒精溶液中

纯油酸的体积V′是_________mL.(2)油酸分子直径是________m.(结果保留两位有效数字)【答案】（1）2.0×10－5mL（2）1.7×10－9m.[解析](1)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V′＝V0V油nV总＝1100×1500mL＝2

.0×10－5mL.(2)根据大于半个方格的算一个，小于半个方格的舍去，油膜形状占据方格数大约为115个，故面积S＝115×10×10mm2＝1.15×104mm2油酸分子直径d＝V′S＝mm1015.110102435-≈1.74×10－6mm＝1.7×10－9m.12.(1)如图所示为

研究“电磁感应现象”的实验装置。如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后：①将小线圈迅速插入大线圈时，灵敏电流计指针将向_____（填“左”或“右”）偏；②将小线圈插入大线圈后，滑动变阻器触头迅速向右滑动时，灵敏电流计指针将向____

__（填“左”或“右”）偏。(2)目前我国民用干电池已列入无公害电池。为测定一节废旧干电池的电动势和内阻，某同学设计了如图甲所示的电路图，该同学测得多组电压、电流值，并作出UI−图像，如图乙所示。由图像可得，电动势E=______

V，内阻r=_______。【答案】右右1.47--1.491.35--1.45【详解】(1)在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下说明，在磁通量增大时产生的感应电流使电流计向右偏，当将小线圈迅速插入大线圈时，导致磁通量增大，故灵敏电流计指针将向右偏。[2]将小线圈插入大线圈后，滑动

变阻器触头迅速向右滑动时，导致电阻减小，电流增大，线圈中磁感应强度、磁通量增大，故灵敏电流计指针将向右偏。(2)[3][4]由UI−图像可知，图线与纵轴的交点表示电动势，可得E=(1.47--1.49)V，图线的斜率表示内阻，可得或1.35三、计算题(

本题共4小题，共计48分)13．（10分）如图所示，垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B．纸面内有一正方形均匀金属线框abcd，其边长为L，总电阻为R，ad边与磁场边界平行．从ad边刚进入磁场直至bc边刚要进入的过程中，线框在向左的拉力作用下以

速度v匀速运动，求：（1）感应电动势的大小E；（2）拉力做功的功率P；（3）ab边产生的焦耳热Q．【答案】(1)EBLv=；(2)222BLvPR=；(3)234BLvQR=【详解】由导体棒切割磁感线

产生电动势综合闭合电路欧姆定律和2QIRt=解题．(1)从ad边刚进入磁场到bc边刚要进入的过程中，只有ad边切割磁感线，所以产生的感应电动势为：EBLv=；(2)线框进入过程中线框中的电流为：EIR=ad边安培力为：AFBIL=由于线框匀速运动，所以有拉

力与安培力大小相等，方向相反，即AFF=所以拉力的功率为：APFvFv==联立以上各式解得：222BLvPR=；(3)线框进入过程中线框中的电流为：EIR=进入所用的时间为：Ltv=ad边的电阻为：4adRR=焦耳热

为：2adQIRt=联立解得：234BLvQR=．14.（12分）如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R，求:（1）

电压表的读数为多少？（2）当线圈由图示位置转过30°时，通过电阻R的电流为多少？（3）当线圈由图示位置转过30°的过程中，通过电阻R的电荷量为多少？（4）在线圈转过一周的过程中，电阻R上产生的焦耳热为多少？解析：（1）电动势的最大值Em＝NBSω，有效值E＝Em

2＝NBSω2，电压表的示数为路端电压的有效值，解得U＝RR＋rE＝NBSωR2(R＋r)；（2）电流的最大值为Im＝EmR＋r＝NBSωR＋r，电流的瞬时值表达式为i＝Imsinωt，从图示位置转过30°时，ωt＝π6，此时的电流为i＝Im2＝NBSω2(R＋r).（3）线圈转过30

°的过程中，通过电阻R的电荷量q＝NΔΦR＋r＝N(BS－BSsin60°)R＋r＝1－32NBSR＋r；（4）在线圈转过一周的时间内电阻R上产生的热量Q＝U2R·2πω＝N2B2S2ωRπ(R＋r)2；15.（12分）一台小型发电机的最大输出功率为

1100kWP=，输出电压恒为1500VU=，现用电阻率为8.8110m−=、横截面积为521.010mS−=的输电线向距离3410ml=处的用电单位输电，要使发电机满负荷运行时，输电线上的损失

功率为发电机总功率的4%，理想升压变压器原、副线圈匝数分别为12nn、，理想降压变压器原、副线圈匝数分别为34nn、。(1)所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比值是多少？(2)如果用户用电器的额定电压为220V，那么所用的理想降压变压器原、副

线圈的匝数比值是多少？【答案】(1)12112nn=；(2)3428811nn=【详解】(1)导线电阻2=lRS线代入数据解得=14.4R线升压变压器原线圈中电流1I满足111PUI=得1200AI=升压变压器副线圈中电流2I满足2214%IRP

=线解得250A3I=由1221InIn=得12112nn=(2)降压变压器的输入电压3U满足11324%PPUI−=代入数据解得35760VU=因为输出电压4220VU=由3344UnUn=得3428811nn=16.（14

分）如图所示，光滑金属导轨固定在与水平面成θ=37°的斜面上（斜面未画出），导轨各相邻段互相垂直，导轨顶端接有阻值R=3Ω的电阻。已知宽轨间距L1=1m，宽轨长S1=1m，窄轨间距L2=0.5m，窄轨长S2=2m。pq连线以下区域有垂直于斜面向下的匀强磁场，磁感强度大小B=2.0T

，bp=cq=0.27m。现有一根长度等于L1，电阻为r=2Ω、质量m=0.2kg的金属棒从宽轨顶端由静止释放，金属棒到达宽轨底部和窄轨底部之前都已经做匀速直线运动。导轨电阻不计，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：(1)金属

棒刚进入磁场时通过电阻R的电流I1的大小和方向；(2)金属棒刚离开宽轨和窄轨底部时速度大小之比；(3)在金属棒的整个运动过程中，回路中产生的焦耳热Q。【答案】(1)电流方向c→R→b，0.72A；(2)1.5m/s；(3)1.30J【详解】(1)由右手定则（或楞次

定律）可判断感应电流方向c→R→b；设金属棒刚进入磁场时的速度为v1，金属棒从顶端开始运动到进入磁场的过程只有重力做功，机械能守恒，即21bp10sin2mvmgS−=代入数值得2110.200.2100.27sin372v−=解

得v1=1.8m/s刚进入磁场时，由闭合电路欧姆定律可得11EIRr=+又E1=BL1v1可得111211.8A0.72A32BLvIRr===++(2)依题意，金属棒刚离开宽轨时作匀速运动，由E2=BL1v222EIRr=+FA=BI2L1得

2212ABLvFRr=+因金属棒做匀速运动，由平衡条件可得FA=mgsinθ即2212sinBLvmgRr=+则222221sin()0.210sin37(32)m/s1.5m/s21mgRrvBL

++===(3)设金属棒在窄轨上最终匀速运动速度大小为v3E3=BL2v3330.5EIRr=+FA′=BI3L2因金属棒做匀速运动，由平衡条件可得FA′=mgsinθ解得322222sin(0.5)0.210sin37(31)m/s4.8m/s20.5mgRr

vBL++===金属棒在轨道上运动的整个过程，由能量守恒可知棒减少的重力势能转化为动能和焦耳热Q，则()21231sin2mgSSmvQ+=+得()1231sin-22QmgSSθmv=+10.2103sin370.24.8J1.30J22=−（）