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湖北省黄冈市黄州中学（黄冈外校）2023-2024学年高二上学期12月第二次高考难度提前适应性段测试物理试题（Word版附解析）
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这是一份湖北省黄冈市黄州中学（黄冈外校）2023-2024学年高二上学期12月第二次高考难度提前适应性段测试物理试题（Word版附解析），共15页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
温馨提示：本试卷选题多为近几年高考真题，难度较高，请同学们认真答题，祝考试顺利。
一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。第1—7题单选，8—10题多项选。）
1. 图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。定子是仅匝数n不同的两线圈，，二者轴线在同一平面内且相互垂直，两线圈到其轴线交点O的距离相等，且均连接阻值为R的电阻，转子是中心在O点的条形磁铁，绕O点在该平面内匀速转动时，两线圈输出正弦式交变电流。不计线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响，下列说法正确的是（ ）
A. 两线圈产生的电动势的有效值相等B. 两线圈产生的交变电流频率相等
C. 两线圈产生的电动势同时达到最大值D. 两电阻消耗的电功率相等
【答案】B
【解析】
【详解】AD．根据可得两线圈中磁通量的变化率相等，但是匝数不等，则产生的感应电动势最大值不相等，有效值也不相等；根据 可知，两电阻的电功率也不相等，选项AD错误；
B．因两线圈放在同一个旋转磁铁的旁边，则两线圈产生的交流电的频率相等，选项B正确；
C．当磁铁的磁极到达一线圈附近时，一个线圈的磁通量最大，感应电动势为0，另一个线圈通过的磁通量最小，感应电动势最大，可知两线圈产生的感应电动势不可能同时达到最大值，选项C错误。
故选B。
2. 一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q方；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为，该电阻上电压的峰值均为u0，周期均为T，如图所示。则Q方∶Q正等于（ ）
A. 1∶B. ∶1C. 1∶2D. 2∶1
【答案】D
【解析】
分析】
【详解】由有效值概念知，一个周期内产生的热量
可得
故D正确，ABC错误。
故选D。
3. 如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头P1初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源。定值电阻R1的阻值为R，滑动变阻器R2的最大阻值为9R，滑片P2初始位置在最右端。理想电压表V的示数为U，理想电流表A的示数为I。下列说法正确的是（ ）
A. 保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，I减小，U不变
B. 保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率增大
C. 保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，I减小，U增大
D. 保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率减小
【答案】B
【解析】
【详解】AB．由题意可知，原副线圈的匝数比为，则副线圈的电流为，根据欧姆定律可得副线圈的电压有效值为
则变压器原线圈的电压有效值为
设输入交流电的电压有效值为，则
可得
保持位置不变，向左缓慢滑动的过程中，不断变大，根据欧姆定律
可知变压器原线圈的电压有效值变大，输入电压有效值不变，则两端的电压不断变小，则电压表示数变小，原线圈的电压电流都变大，则功率变大，根据原副线圈的功率相等，可知消耗的功率增大，故B正确，A错误；
CD．设原副线圈的匝数比为，同理可得
则
整理可得
保持位置不变，向下缓慢滑动过程中，不断变大，则变小，对由欧姆定律可知
可知不断变小，根据原副线圈的功率相等可知消耗的功率
整理可得
可知时，消耗的功率有最大值，可知消耗的功率先增大，后减小，故CD错误。
故选B。
4. 如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为2R的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻。在变阻器滑片从a端向b端缓慢移动的过程中（ ）
A. 电流表A1示数减小B. 电流表A2示数增大
C. 原线圈输入功率先增大后减小D. 定值电阻R消耗的功率先减小后增大
【答案】A
【解析】
【分析】本题考查含理想变压器电路的动态分析。
【详解】AB．由于原线圈所接电压恒定，匝数比恒定，故变压器副线圈输出电压恒定，变阻器的滑片从a端向b端缓慢移动的过程中，由数学知识可知，变压器副线圈所接的电阻值逐渐增大，则由欧姆定律得
可知副线圈的电流逐渐减小，由
可知变压器原线圈的电流I1也逐渐减小，故A正确，B错误；
C．原线圈的输入功率为
由于I1逐渐减小，则原线圈的输入功率逐渐减小，故C错误；
D．由于副线圈的电流逐渐减小，则定值电阻与变阻器右半部分并联的总电流减小，又与定值电阻并联的变阻器右半部分的电阻值减小，则由并联分流规律可知，流过定值电阻的电流逐渐减小，则由公式
可知，定值电阻R消耗的电功率逐渐减小，故D错误。
故选A。
5. 如图所示，甲是远距离的输电示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则（ ）
A. 用户用电器上交流电的频率是100Hz
B. 发电机输出交流电的电压有效值是500V
C. 输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定
D. 当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失功率减小
【答案】D
【解析】
【详解】A．由题图乙知交变电流的周期为s，则频率为
Hz
故A错误；
B．发电机输出的最大电压为500V，故B错误；
C．输电线的电流由负载决定，故C错误；
D．当用户的用电器的总电阻增大时，输出的电流减小，故输电线上损耗的功率减小，故D正确。
故选D。
6. 低压卤素灯在家庭电路中使用时需要变压器降压。若将“”的交流卤素灯直接通过变压器（视为理想变压器）接入电压为的交流电后能正常工作，则（ ）
A. 卤素灯两端的电压有效值为B. 变压器原、副线圈的匝数比为55∶3
C. 流过卤素灯的电流为D. 卤素灯的电阻为
【答案】B
【解析】
【详解】A．卤素灯上标记的额定电压即为卤素灯两端的电压有效值，A错误；
B．根据理想变压器的原理可知
B正确；
C．流过卤素灯的电流为
C错误；
D．卤素灯是非线性元件，电阻随着电压不同而改变，D错误。
故选B。
7. 某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压U1= 250V，输出功率500kW。降压变压器的匝数比n3：n4= 50：1，输电线总电阻R = 62.5Ω。其余线路电阻不计，用户端电压U4= 220V，功率88kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（ ）
A. 发电机的输出电流为368AB. 输电线上损失的功率为4.8kW
C. 输送给储能站的功率为408kWD. 升压变压器的匝数比n1：n2= 1：44
【答案】C
【解析】
【详解】A．由题知，发电机的输出电压U1 = 250V，输出功率500kW，则有
A错误；
BD．由题知，用户端电压U4 = 220V，功率88kW，则有
P′ = U4I4
联立解得
I4 = 400A，I3 = 8A，U3 = 11000V
则输电线上损失的功率为
P损 = I32R = 4kW
且
U2 = U3＋I3R = 11500V
再根据，解得
BD错误；
C．根据理想变压器无功率损失有
P = U2I3＋P储
代入数据有
P储 = 408kW
C正确。
故选C。
8. 如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线a，b所示，则( )
A. 两次t＝0时刻线圈平面均与中性面重合
B. 曲线a，b对应的线圈转速之比为2∶3
C. 曲线a表示的交变电动势频率为25 Hz
D. 曲线b表示的交变电动势有效值为10 V
【答案】AC
【解析】
【详解】t＝0时刻，两次产生的交流电的电动势瞬时值均为零，因此线圈平面均与中性面重合，A项正确；图中a、b对应的周期之比为2∶3，因此线圈转速之比na∶nb＝∶＝3∶2，B项错误；a线表示的交流电动势的频率为fa＝＝25 Hz，C项正确；a线对应线圈相应的电动势的最大值Eam＝NBS·，由图象知Eam＝15 V，b线对应线圈相应的电动势的最大值Ebm＝NBS·，因此＝＝，Ebm＝10 V，有效值Eb＝ V＝5V，D项错误．
9. 如图所示，两理想变压器间接有电阻R，电表均为理想交流电表，a、b接入电压有效值不变的正弦交流电源。闭合开关S后（ ）
A. R的发热功率不变B. 电压表的示数不变
C. 电流表的示数变大D. 电流表的示数变小
【答案】BC
【解析】
【详解】AC．闭合开关S后，负载电阻减小，匝数为的线圈输出功率变大，匝数为的线圈输入功率也变大，a、b两端电压有效值不变，由
可知电流表的示数变大，根据
因比值不变，变大，变大，因此，R的发热功率变大，故A错误，C正确；
B．根据理想变压器电压比等于匝数比
可知输出电压不变，电压表的示数不变，故B正确；
D．根据理想变压器电流与匝数关系可得
由于匝数均保持不变，增大，所以、增大，故电流表的示数变大，故D错误。
故选BC。
10. 单匝闭合矩形线框电阻为，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量与时间的关系图像如图所示．下列说法正确的是（ ）
A. 时刻线框平面与中性面垂直
B. 线框的感应电动势有效值为
C. 线框转一周外力所做的功为
D. 从到过程中线框的平均感应电动势为
【答案】BC
【解析】
【详解】由图像可知时刻线圈的磁通量最大，因此此时线圈处于中性面位置，因此A错误；由图可知交流电的周期为T，则，由交流电的电动势的最大值为，则有效值为，故B正确，线圈转一周所做的功为转动一周的发热量，，故C正确；从0时刻到时刻的平均感应电动势为，故D错误．
二、非选择题（本大题共5小题，共60分）
11. （1）为完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，必须要选用的是_____ 。
A.有闭合铁芯的原副线圈 B.无铁芯的原副线圈
C.交流电源 D.直流电源
E.多用电表（交流电压挡） F.多用电表（交流电流挡）
用匝数匝和匝的变压器，实验测量数据如下表：
根据测量数据可判断连接电源的线圈是_________（填或）。
【答案】 ①. ACE ②.
【解析】
【详解】(1)变压器原理是互感现象的应用.是原线圈磁场的变化引起副线圈感应电流的变化，如果原线圈中通的是直流电源.则副线圈中不会有感应电流产生.题意为探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系.需要测量电压，所以需要一个测电压的仪器，所以需要的器材有A、有闭合铁芯的原副线圈；C交流电源; E多用电表交流电压挡;故选ACE
根据题意.电压比与匝数比不相等.可知该变压器为非理想变压器，考虑到变压器有漏磁铁芯发热、导线发热等影响判断出U2为原线圈上电压大小，则判断出接电源的是.
【点睛】本题主要考查探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系，若是理想变压器则电压之比应该等于匝数之比，但实验数据表明电压之比不等于匝数之比，则说明此变压器有漏磁现象，根据电压之间的关系找到应该接电源．
12. 类比是研究问题的常用方法。
（1）情境1：物体从静止开始下落，除受到重力作用外，还受到一个与运动方向相反的空气阻力（k为常量）的作用。其速率v随时间t的变化规律可用方程（①式）描述，其中m为物体质量，G为其重力。求物体下落的最大速率。
（2）情境2：如图1所示，电源电动势为E，线圈自感系数为L，电路中的总电阻为R。闭合开关S，发现电路中电流I随时间t的变化规律与情境1中物体速率v随时间t的变化规律类似。类比①式，写出电流I随时间t变化的方程；并在图2中定性画出I - t图线。
（3）类比情境1和情境2中的能量转化情况，完成下表。
【答案】（1）；（2）a.，b.；（3）见解析
【解析】
【分析】
【详解】（1）当物体下落速度达到最大速度时，加速度零，有
得
（2）a.由闭合电路的欧姆定理有
b.由自感规律可知，线圈产生的自感电动势阻碍电流，使它逐渐变大，电路稳定后自感现象消失，I - t图线如答图2
（3）各种能量转化的规律如图所示
13. 如图，四个完全相同的电灯分别接在理想变压器的原副线圈。当原线圈接正弦式交变电压U，四个电灯均正常发光。求：
（1）原副线圈的匝数比为多少？
（2）U与电灯的电压比值是多少？
【答案】（1）3：1；（2）4：1
【解析】
【详解】（1灯泡均正常发光，所以有
根据变压器原理，可知
（2）设灯的电压为，则有
解得
14. 如图，两固定的绝缘斜面倾角均为θ，上沿相连．两细金属棒ab(仅标出a端)和cd(仅标出c端)长度均为L，质量分别为2m和m；用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca，并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上，使两金属棒水平．右斜面上存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于斜面向上．已知两根导线刚好不在磁场中，回路电阻为R，两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g.已知金属棒ab匀速下滑．求：
(1)作用在金属棒ab上的安培力的大小；
(2)金属棒运动速度的大小．
【答案】(1)mg(sinθ–3μcsθ) (2) (sinθ–3μcsθ)
【解析】
【详解】(1)设导线的张力的大小为T，右斜面对ab棒的支持力的大小为N1，作用在ab棒上的安培力的大小为F，左斜面对cd棒的支持力大小为N2．对于ab棒，由力的平衡条件得
对于cd棒，同理有
联立解得：
(2)由安培力公式得：
ab棒上的感应电动势：
由欧姆定律得：
联立解得：
15. 如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ＝30°的斜面上，导轨电阻不计，间距L＝0.4m，导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ，两区域的边界与斜面的交线为MN，Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下，Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为B＝0.5T。在区域Ⅰ中，将质量m1＝0.1kg，电阻R1＝0.1Ω的金属条ab放在导轨上，ab刚好不下滑，然后，在区域Ⅱ中将质量m2＝0.4kg，电阻R2＝0.1Ω的光滑导体棒cd置于导轨上，由静止开始下滑，cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中，ab，cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g＝10m/s2，问：
（1）cd下滑的过程中，ab中的电流方向；
（2）ab刚要向上滑动时，cd的速度v多大；
（3）从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中，cd滑动的距离x＝3.8m，此过程中ab上产生的热量Q是多少。
【答案】（1）由a流向b；（2）5m/s；（3）1.3J
【解析】
【详解】（1）由右手定则可知，cd下滑的过程中，ab中的电流方向：由a流向b；
（2）开始放置ab刚好不下滑时，ab所受摩擦力为最大静摩擦力，由平衡条件得
ab刚好要上滑时，感应电动势
电路电流
ab受到的安培力
此时ab受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下，由平衡条件得
代入数据解得
（3）cd棒运动过程中电路产生的总热量为Q总，由能量守恒定律得
ab上产生的热量
解得
1.80
2.80
3.80
4.90
4.00
6.01
8.02
9.98
情境1
情境2
物体重力势能的减少量
物体动能的增加量
电阻R上消耗的电能
情境1
情境2
电源提供的电能
线圈磁场能的增加量
克服阻力做功消耗的机械能
温馨提示：本试卷选题多为近几年高考真题，难度较高，请同学们认真答题，祝考试顺利。
一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。第1—7题单选，8—10题多项选。）
1. 图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。定子是仅匝数n不同的两线圈，，二者轴线在同一平面内且相互垂直，两线圈到其轴线交点O的距离相等，且均连接阻值为R的电阻，转子是中心在O点的条形磁铁，绕O点在该平面内匀速转动时，两线圈输出正弦式交变电流。不计线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响，下列说法正确的是（ ）
A. 两线圈产生的电动势的有效值相等B. 两线圈产生的交变电流频率相等
C. 两线圈产生的电动势同时达到最大值D. 两电阻消耗的电功率相等
【答案】B
【解析】
【详解】AD．根据可得两线圈中磁通量的变化率相等，但是匝数不等，则产生的感应电动势最大值不相等，有效值也不相等；根据 可知，两电阻的电功率也不相等，选项AD错误；
B．因两线圈放在同一个旋转磁铁的旁边，则两线圈产生的交流电的频率相等，选项B正确；
C．当磁铁的磁极到达一线圈附近时，一个线圈的磁通量最大，感应电动势为0，另一个线圈通过的磁通量最小，感应电动势最大，可知两线圈产生的感应电动势不可能同时达到最大值，选项C错误。
故选B。
2. 一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q方；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为，该电阻上电压的峰值均为u0，周期均为T，如图所示。则Q方∶Q正等于（ ）
A. 1∶B. ∶1C. 1∶2D. 2∶1
【答案】D
【解析】
分析】
【详解】由有效值概念知，一个周期内产生的热量
可得
故D正确，ABC错误。
故选D。
3. 如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头P1初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源。定值电阻R1的阻值为R，滑动变阻器R2的最大阻值为9R，滑片P2初始位置在最右端。理想电压表V的示数为U，理想电流表A的示数为I。下列说法正确的是（ ）
A. 保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，I减小，U不变
B. 保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率增大
C. 保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，I减小，U增大
D. 保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率减小
【答案】B
【解析】
【详解】AB．由题意可知，原副线圈的匝数比为，则副线圈的电流为，根据欧姆定律可得副线圈的电压有效值为
则变压器原线圈的电压有效值为
设输入交流电的电压有效值为，则
可得
保持位置不变，向左缓慢滑动的过程中，不断变大，根据欧姆定律
可知变压器原线圈的电压有效值变大，输入电压有效值不变，则两端的电压不断变小，则电压表示数变小，原线圈的电压电流都变大，则功率变大，根据原副线圈的功率相等，可知消耗的功率增大，故B正确，A错误；
CD．设原副线圈的匝数比为，同理可得
则
整理可得
保持位置不变，向下缓慢滑动过程中，不断变大，则变小，对由欧姆定律可知
可知不断变小，根据原副线圈的功率相等可知消耗的功率
整理可得
可知时，消耗的功率有最大值，可知消耗的功率先增大，后减小，故CD错误。
故选B。
4. 如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为2R的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻。在变阻器滑片从a端向b端缓慢移动的过程中（ ）
A. 电流表A1示数减小B. 电流表A2示数增大
C. 原线圈输入功率先增大后减小D. 定值电阻R消耗的功率先减小后增大
【答案】A
【解析】
【分析】本题考查含理想变压器电路的动态分析。
【详解】AB．由于原线圈所接电压恒定，匝数比恒定，故变压器副线圈输出电压恒定，变阻器的滑片从a端向b端缓慢移动的过程中，由数学知识可知，变压器副线圈所接的电阻值逐渐增大，则由欧姆定律得
可知副线圈的电流逐渐减小，由
可知变压器原线圈的电流I1也逐渐减小，故A正确，B错误；
C．原线圈的输入功率为
由于I1逐渐减小，则原线圈的输入功率逐渐减小，故C错误；
D．由于副线圈的电流逐渐减小，则定值电阻与变阻器右半部分并联的总电流减小，又与定值电阻并联的变阻器右半部分的电阻值减小，则由并联分流规律可知，流过定值电阻的电流逐渐减小，则由公式
可知，定值电阻R消耗的电功率逐渐减小，故D错误。
故选A。
5. 如图所示，甲是远距离的输电示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则（ ）
A. 用户用电器上交流电的频率是100Hz
B. 发电机输出交流电的电压有效值是500V
C. 输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定
D. 当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失功率减小
【答案】D
【解析】
【详解】A．由题图乙知交变电流的周期为s，则频率为
Hz
故A错误；
B．发电机输出的最大电压为500V，故B错误；
C．输电线的电流由负载决定，故C错误；
D．当用户的用电器的总电阻增大时，输出的电流减小，故输电线上损耗的功率减小，故D正确。
故选D。
6. 低压卤素灯在家庭电路中使用时需要变压器降压。若将“”的交流卤素灯直接通过变压器（视为理想变压器）接入电压为的交流电后能正常工作，则（ ）
A. 卤素灯两端的电压有效值为B. 变压器原、副线圈的匝数比为55∶3
C. 流过卤素灯的电流为D. 卤素灯的电阻为
【答案】B
【解析】
【详解】A．卤素灯上标记的额定电压即为卤素灯两端的电压有效值，A错误；
B．根据理想变压器的原理可知
B正确；
C．流过卤素灯的电流为
C错误；
D．卤素灯是非线性元件，电阻随着电压不同而改变，D错误。
故选B。
7. 某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压U1= 250V，输出功率500kW。降压变压器的匝数比n3：n4= 50：1，输电线总电阻R = 62.5Ω。其余线路电阻不计，用户端电压U4= 220V，功率88kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（ ）
A. 发电机的输出电流为368AB. 输电线上损失的功率为4.8kW
C. 输送给储能站的功率为408kWD. 升压变压器的匝数比n1：n2= 1：44
【答案】C
【解析】
【详解】A．由题知，发电机的输出电压U1 = 250V，输出功率500kW，则有
A错误；
BD．由题知，用户端电压U4 = 220V，功率88kW，则有
P′ = U4I4
联立解得
I4 = 400A，I3 = 8A，U3 = 11000V
则输电线上损失的功率为
P损 = I32R = 4kW
且
U2 = U3＋I3R = 11500V
再根据，解得
BD错误；
C．根据理想变压器无功率损失有
P = U2I3＋P储
代入数据有
P储 = 408kW
C正确。
故选C。
8. 如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线a，b所示，则( )
A. 两次t＝0时刻线圈平面均与中性面重合
B. 曲线a，b对应的线圈转速之比为2∶3
C. 曲线a表示的交变电动势频率为25 Hz
D. 曲线b表示的交变电动势有效值为10 V
【答案】AC
【解析】
【详解】t＝0时刻，两次产生的交流电的电动势瞬时值均为零，因此线圈平面均与中性面重合，A项正确；图中a、b对应的周期之比为2∶3，因此线圈转速之比na∶nb＝∶＝3∶2，B项错误；a线表示的交流电动势的频率为fa＝＝25 Hz，C项正确；a线对应线圈相应的电动势的最大值Eam＝NBS·，由图象知Eam＝15 V，b线对应线圈相应的电动势的最大值Ebm＝NBS·，因此＝＝，Ebm＝10 V，有效值Eb＝ V＝5V，D项错误．
9. 如图所示，两理想变压器间接有电阻R，电表均为理想交流电表，a、b接入电压有效值不变的正弦交流电源。闭合开关S后（ ）
A. R的发热功率不变B. 电压表的示数不变
C. 电流表的示数变大D. 电流表的示数变小
【答案】BC
【解析】
【详解】AC．闭合开关S后，负载电阻减小，匝数为的线圈输出功率变大，匝数为的线圈输入功率也变大，a、b两端电压有效值不变，由
可知电流表的示数变大，根据
因比值不变，变大，变大，因此，R的发热功率变大，故A错误，C正确；
B．根据理想变压器电压比等于匝数比
可知输出电压不变，电压表的示数不变，故B正确；
D．根据理想变压器电流与匝数关系可得
由于匝数均保持不变，增大，所以、增大，故电流表的示数变大，故D错误。
故选BC。
10. 单匝闭合矩形线框电阻为，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量与时间的关系图像如图所示．下列说法正确的是（ ）
A. 时刻线框平面与中性面垂直
B. 线框的感应电动势有效值为
C. 线框转一周外力所做的功为
D. 从到过程中线框的平均感应电动势为
【答案】BC
【解析】
【详解】由图像可知时刻线圈的磁通量最大，因此此时线圈处于中性面位置，因此A错误；由图可知交流电的周期为T，则，由交流电的电动势的最大值为，则有效值为，故B正确，线圈转一周所做的功为转动一周的发热量，，故C正确；从0时刻到时刻的平均感应电动势为，故D错误．
二、非选择题（本大题共5小题，共60分）
11. （1）为完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，必须要选用的是_____ 。
A.有闭合铁芯的原副线圈 B.无铁芯的原副线圈
C.交流电源 D.直流电源
E.多用电表（交流电压挡） F.多用电表（交流电流挡）
用匝数匝和匝的变压器，实验测量数据如下表：
根据测量数据可判断连接电源的线圈是_________（填或）。
【答案】 ①. ACE ②.
【解析】
【详解】(1)变压器原理是互感现象的应用.是原线圈磁场的变化引起副线圈感应电流的变化，如果原线圈中通的是直流电源.则副线圈中不会有感应电流产生.题意为探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系.需要测量电压，所以需要一个测电压的仪器，所以需要的器材有A、有闭合铁芯的原副线圈；C交流电源; E多用电表交流电压挡;故选ACE
根据题意.电压比与匝数比不相等.可知该变压器为非理想变压器，考虑到变压器有漏磁铁芯发热、导线发热等影响判断出U2为原线圈上电压大小，则判断出接电源的是.
【点睛】本题主要考查探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系，若是理想变压器则电压之比应该等于匝数之比，但实验数据表明电压之比不等于匝数之比，则说明此变压器有漏磁现象，根据电压之间的关系找到应该接电源．
12. 类比是研究问题的常用方法。
（1）情境1：物体从静止开始下落，除受到重力作用外，还受到一个与运动方向相反的空气阻力（k为常量）的作用。其速率v随时间t的变化规律可用方程（①式）描述，其中m为物体质量，G为其重力。求物体下落的最大速率。
（2）情境2：如图1所示，电源电动势为E，线圈自感系数为L，电路中的总电阻为R。闭合开关S，发现电路中电流I随时间t的变化规律与情境1中物体速率v随时间t的变化规律类似。类比①式，写出电流I随时间t变化的方程；并在图2中定性画出I - t图线。
（3）类比情境1和情境2中的能量转化情况，完成下表。
【答案】（1）；（2）a.，b.；（3）见解析
【解析】
【分析】
【详解】（1）当物体下落速度达到最大速度时，加速度零，有
得
（2）a.由闭合电路的欧姆定理有
b.由自感规律可知，线圈产生的自感电动势阻碍电流，使它逐渐变大，电路稳定后自感现象消失，I - t图线如答图2
（3）各种能量转化的规律如图所示
13. 如图，四个完全相同的电灯分别接在理想变压器的原副线圈。当原线圈接正弦式交变电压U，四个电灯均正常发光。求：
（1）原副线圈的匝数比为多少？
（2）U与电灯的电压比值是多少？
【答案】（1）3：1；（2）4：1
【解析】
【详解】（1灯泡均正常发光，所以有
根据变压器原理，可知
（2）设灯的电压为，则有
解得
14. 如图，两固定的绝缘斜面倾角均为θ，上沿相连．两细金属棒ab(仅标出a端)和cd(仅标出c端)长度均为L，质量分别为2m和m；用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca，并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上，使两金属棒水平．右斜面上存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于斜面向上．已知两根导线刚好不在磁场中，回路电阻为R，两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g.已知金属棒ab匀速下滑．求：
(1)作用在金属棒ab上的安培力的大小；
(2)金属棒运动速度的大小．
【答案】(1)mg(sinθ–3μcsθ) (2) (sinθ–3μcsθ)
【解析】
【详解】(1)设导线的张力的大小为T，右斜面对ab棒的支持力的大小为N1，作用在ab棒上的安培力的大小为F，左斜面对cd棒的支持力大小为N2．对于ab棒，由力的平衡条件得
对于cd棒，同理有
联立解得：
(2)由安培力公式得：
ab棒上的感应电动势：
由欧姆定律得：
联立解得：
15. 如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ＝30°的斜面上，导轨电阻不计，间距L＝0.4m，导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ，两区域的边界与斜面的交线为MN，Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下，Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为B＝0.5T。在区域Ⅰ中，将质量m1＝0.1kg，电阻R1＝0.1Ω的金属条ab放在导轨上，ab刚好不下滑，然后，在区域Ⅱ中将质量m2＝0.4kg，电阻R2＝0.1Ω的光滑导体棒cd置于导轨上，由静止开始下滑，cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中，ab，cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g＝10m/s2，问：
（1）cd下滑的过程中，ab中的电流方向；
（2）ab刚要向上滑动时，cd的速度v多大；
（3）从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中，cd滑动的距离x＝3.8m，此过程中ab上产生的热量Q是多少。
【答案】（1）由a流向b；（2）5m/s；（3）1.3J
【解析】
【详解】（1）由右手定则可知，cd下滑的过程中，ab中的电流方向：由a流向b；
（2）开始放置ab刚好不下滑时，ab所受摩擦力为最大静摩擦力，由平衡条件得
ab刚好要上滑时，感应电动势
电路电流
ab受到的安培力
此时ab受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下，由平衡条件得
代入数据解得
（3）cd棒运动过程中电路产生的总热量为Q总，由能量守恒定律得
ab上产生的热量
解得
1.80
2.80
3.80
4.90
4.00
6.01
8.02
9.98
情境1
情境2
物体重力势能的减少量
物体动能的增加量
电阻R上消耗的电能
情境1
情境2
电源提供的电能
线圈磁场能的增加量
克服阻力做功消耗的机械能
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