2021-2022学年贵州省黔西南州同源中学高二（下）第一次月考物理试卷（含答案解析）

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2021-2022学年贵州省黔西南州同源中学高二（下）第一次月考物理试卷1.  如图所示，矩形线框在匀强磁场中做的各种运动，能够产生感应电流的是(    )A.  B.  C.  D. 2.  下列说法正确的是(    )A. 方向不变、大小随时间变化的电流是交变电流
B. 交变电流的峰值一定是其有效值的倍
C. 远距离输电时，可通过减小输电线的电阻来降低输电损耗
D. 理想变压器原、副线圈中通过的交变电流的频率之比等于原、副线圈的匝数之比3.  如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，产生的交变电流的电压随时间变化的规律如图乙所示正弦曲线。下列说法正确的是(    )
A. 该交变电流电压的最大值为440V
B. 该交变电流电压的有效值为
C. 在时，该交变电流的电压为220V
D. 在时，该交变电流的电压为4.  如图所示的理想变压器电路中，电源电压恒定，四个灯泡完全相同且均能正常发光，灯泡额定电压为U，变压器原、副线圈的匝数分别为和，则(    )
A. ：：2，：：1 B. ：：1，：：1
C. ：：2，：：1 D. ：：1，：：15.  如图所示，边长的正方形线圈abcd，其匝数，总电阻，外电路的电阻，ab边的中点和cd边的中点的连线恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度，若线圈从图示位置开始计时，以角速度绕轴匀速转动。则以下判断中正确的是(    )
 A. 在时刻，磁场穿过线圈的磁通量为0
B. 闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为
C. 从时刻到时刻，通过电阻R的电荷量
D. 从时刻到时刻，电阻R上产生的热量为6.  交流发电机输出电压为220V，输出功率为110kW，输电线总电阻为，则下列说法正确的是(    )A. 若不用变压器直接输电，输电线上损失电压为100V，损失功率为50 kW
B. 若不用变压器直接输电，输电线上损失电压为4V，损失功率为80W
C. 若用变压器将电压升高为后输电，输电线上损失电压为100V，损失功率为50 kW
D. 若用变压器将电压升高为后输电，输电线上损失电压为4V，损失功率为80W7.  如图所示，一理想变压器的原、副线圈的匝数比为2：1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻R，输入端ab间接在电压有效值恒定为220V的正弦交流电源上，不计一切导线电阻，则(    )A. 左右两个电阻R上消耗的功率之比为1：1
B. 左右两个电阻R上分得的电压之比为1：2
C. 副线圈的输出电压有效值
D. 若只将变压器原、副线圈匝数比改为1：2，则副线圈输出电压有效值U不变8.  如图，A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个自感系数较大的理想电感线圈，C是电容较大的电容器．当S闭合时，关于A、B亮度情况的说法中不正确的是(    )
A. S闭合时，A立即亮，然后逐渐熄灭
B. S闭合时，B立即亮，然后逐渐熄灭
C. S闭合足够长时间后，B发光，而A不发光
D. S闭合足够长时间再断开S后，B逐渐熄灭9.  如图所示，在磁感应强度，方向垂直于纸面向里的的匀强磁场中，长为的导体ab斜搭在金属框架上，导体与框架夹角为，以的速度向右滑动，电容器的电容，则电容器上所带电量为______。10.  一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示。由图可知
该交流电的频率为______Hz
该交流电的电压的有效值为______V
若将该交流电压加在阻值的电阻两端，
则电阻消耗的功率是______W
当电压的瞬时值为50V时，则线圈平面与中性面的夹角是______度
11.  一根电阻丝通以200V直流电，产生的热量为Q；若该电阻改通正弦交流电，产生的热量也为Q，则该正弦交流电压的有效值为多大？12.  如图所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd，线圈平面与磁场垂直．已知线圈的匝数，边长、，电阻磁感应强度B在内从零均匀变化到在内从均匀变化到，取垂直纸面向里为磁场的正方向．求：
时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向；
在内通过线圈的电荷量13.  如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小，金属棒ab垂直放在相互平行的金属导轨MN，PQ上，并向右做切割磁感线的匀速运动，速度大小为，导轨间距，磁场方向垂直轨道平面，电阻，ab棒的有效电阻为，其余电阻不计，摩擦也不计，试求：
感应电流的大小和方向及a、b两点间的电压．
使金属棒匀速运动所需的拉力．14.  发电机的输出电压为220V，输出功率为44kW，输电导线的总电阻为，用初、次级线圈匝数之比为1：10的升压变压器升压，经输电线后，再用初、次级线圈匝数之比为10：1的降压变压器降压供给用户设两个变压器均为理想变压器。根据给出的全过程的线路示意图，求：

输电导线上的电流I；
输送过程中损失的电压；
用户得到的电压；
用户得到的功率；
若不经过变压而直接送到用户，用户得到的电压和功率。
答案和解析 1.【答案】B 【解析】解：A、线框在匀强磁场中运动时，穿过线框的磁感线条数不变，即磁通量不变，没有感应电流产生，故A错误。
B、线框在磁场中转动时，穿过线框的磁通量发生变化，产生感应电流，故B正确。
CD、线框与磁场平行，穿过线框的磁通量为零，当线框向右平动时，磁通量保持为零，没有变化，所以没有感应电流产生，故CD错误。
故选：B。
根据产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化，判断各个选项
本题考查了感应电流产生的条件，分析清楚图示情景、明确磁通量是否发生变化，即可正确解题
 2.【答案】C 【解析】解：A、方向随时间变化的电流是交变电流，故A错误；
B、只有对正弦交流电来说，有效值与峰值的关系才是倍的关系，故B错误；
C、远距离输电的输电损耗功率，所以可以通过减小输电线的电阻以及输电线中的输送电流来减小输电损耗，故C正确；
D、变压器改变的是电压的大小，不改变电流的频率，故D错误。
故选：C。
方向随时间变化的电流是交变电流；只有对正弦交流电来说，有效值与峰值的关系才是倍的关系；距离输电的输电损耗功率，所以可以通过减小输电线的电阻以及输电线中的输送电流来减小输电损耗；变压器改变的是电压的大小，不改变电流的频率。
注意两点，一点是交流电的有效值与最大值的关系，只有对正弦交流电来说，有效值和最大值之间才是倍的关系；第二点是变压器只改变电压，不改变交流电的频率。
 3.【答案】C 【解析】解：A、如图所示，该交变电流电压的最大值峰值为：，故A错误。
B、该交变电流电压的有效值为：，故B错误。
CD、，交变电流的电压的函数表达式为：，当时， ，故C正确，D错误。
故选：C。
根据图象可得周期和电压的最大值，再根据求有效值，由可以出角速度，从而求出交变电流的电压的函数表达式，根据表达式可以求任意时刻的电压。
本题考查了正弦式电流的图象和三角函数表达式等知识点。熟练掌握正弦式电流的图象和三角函数表达式是解决本题的关键，另外要注意交变电流电压的有效值和平均值不同。
 4.【答案】B 【解析】解：设灯泡正常发光时，额定电流为由题图可知，原线圈中电流，副线圈中两灯并联，副线圈中电流，，根据理想变压器的基本规律：，：：1，
灯泡的额定电压为U，根据变压器变压比可知，：：，，所以电源的电压：，即：：1，故B正确，ACD错误。
故选：B。
变压器的特点：匝数与电压成正比，与电流成反比，根据灯泡正常发光可知原、副线圈中电流的大小关系，由此得到匝数比和原线圈的电压。
分析原线圈电路，得到电压关系。
此题主要是考查了变压器的知识，解答本题的关键是知道变压器的电压之比等于匝数之比，在原线圈中存在电阻的情况，从电流入手分析。
 5.【答案】AC 【解析】解：A、，在 s时刻，线圈从图示位置转过，此时磁场穿过线圈的磁通量为零，故A正确；
B、闭合电路中感应电动势的瞬时表达式，而，所以。故B错误；
C、由，故C正确；
D、从时到 时刻，电阻R上产生的热量为：，故D错误；
故选：AC。
线框在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交变电流，根据规律可列出感应电动势的瞬时表达式，最大值与有效值的倍；每当线框通过中性面时，电流方向改变；当磁通量为零时，线框切割速度最大，产生的电动势也最大。
线框在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交变电流。而对于电表读数、求产生的热量均由交变电的有效值来确定，而涉及到耐压值时，则由最大值来确定。而通过某一电量时，则用平均值来求。同时注意磁场只有一半。
 6.【答案】AD 【解析】解：A、若不用变压器直接输电，输电线路上的电流为，损失电压为，损失功率为，故 A正确，B错误；
C、升压后输电线路上的电流为，瞬时电压为，损失功率为，故C错误，D正确
故选：AD。
由求的输电线路上的电流，由求的求的损失功率，由求的损失电压即可
本题主要考查了输电线路上损失电压与损失功率的计算，关键抓住，即可
 7.【答案】BCD 【解析】解：A、根据变压器原理可知原副线圈的电流之比为1：2，根据功率公式，所以原副线圈上电阻R消耗的功率之比为1：4，故A错误；
B、因为原副线圈的电流之比为1：2，根据欧姆定律可知原副线圈上电阻R的电压之比为1：2，故B正确；
C、设原线圈中的电流为I，根据功率相等可知，解得，所以副线圈上的电压为，故C正确；
D、若只将变压器原、副线圈匝数比改为1：2，则根据功率相等可知，则，所以副线圈的电压为，故D正确；
故选：BCD。
根据原副线圈的匝数比得出电学物理量之比，结合功率的计算公式得出功率的比值关系；
本题主要考查了变压器的构造和原理，理解原副线圈两端的匝数比和电学物理量的关系，结合功率的计算公式即可完成分析。
 8.【答案】B 【解析】解：A、S闭合之后，由于L的阻碍作用AB立即亮，之后，L的直流电阻为零，A被短路，B发光，而A不发光，故A正确B错误；
C、S闭合足够长时间后，L线圈相当于导线，则A不发光，而B正常发光，故C正确；
D、S闭合足够长时间再断开S后，电容器对B渐渐发电，导致B逐渐熄灭，故D正确；
本题选择错误的，故选：B
电容对直流电是断开的，而线圈能阻碍电流的变化：即电流增大时阻碍增大，减小时阻碍减小．
做好本题的关键是知道电容器是通高频阻低频，线圈会阻碍电流的突变．
 9.【答案】 【解析】解：导体棒的有效切割长度
导体棒ab产生的感应电动势为：
电容为：
所以电容器上所带电量为：
故答案为：。
要求电容器上所带电量，根据要求出电容器板间电压，而电容器板间电压等于导体棒ab产生的感应电动势，由公式求出感应电动势。
该题考查了电磁感应与电路的综合，基础是识别电路的结构。要注意导体棒ab的有效切割长度等于金属框架的间距。
 10.【答案】 【解析】解：根据图象知，，；
根据图象，电压的最大值为，电压有效值为：
电阻消耗的功率
交变电流的电压瞬时表达式为，当时，，得，此时圈平面与中性面的夹角是。
故答案为：25；；50；30。
根据图象可知，，，可以求出频率和有效值；利用可以求出功率；根据交变电流的电压瞬时表达式为，可以求出当电压的瞬时值为50V时，则线圈平面与中性面的夹角。
本题考查了正弦式电流的图象和三角函数表达式等知识点。本题的关键是要能够从图象中读出T和电压的最大值。
 11.【答案】解：设正弦交流电电压有效值为
对于恒定电流：①
对于正弦交变电流：②
由①②联立得
则
答：该交流电的有效值为 【解析】交流电产生的热量根据焦耳定律用有效值研究，采用比例法与恒定电流相比较求出交流电的有效值，再由最大值与有效的关系求解峰值．
对于交流电求解热量、功率、电功要用有效值．对于有效值往往根据定义，将交流与直流进行比较求解．
 12.【答案】解：在内，磁感应强度B的变化率，
由于磁通量均匀变化，在内线圈中产生的感应电动势恒定不变，则根据法拉第电磁感应定律得：
时线圈内感应电动势的大小
根据楞次定律判断得知，线圈中感应方向为逆时针方向．
在内，磁感应强度B的变化率大小为，
由于磁通量均匀变化，在内线圈中产生的感应电动势恒定不变，则
根据法拉第电磁感应定律得：时线圈内感应电动势的大小
通过线圈的电荷量为；
答：时线圈内感应电动势的大小10V和感应电流的方向逆时针；
在内通过线圈的电荷量 【解析】由题可确定磁感应强度B的变化率，根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势，根据楞次定律判断感应电流的方向；
由法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电流的定义式结合求解电量．
本题是法拉第电磁感应定律、欧姆定律、焦耳定律和楞次定律等知识的综合应用，这些都是电磁感应现象遵守的基本规律，要熟练掌握，并能正确应用．
 13.【答案】解：根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势：；
根据闭合电路的欧姆定律可得感应电流：，
由右手定则可知，电流沿逆时针方向；
a、b两点间的电压
金属棒受到的安培力：，
由平衡条件得，拉力：
答：感应电流的大小为，方向为逆时针方向；a、b两点间的电压为
使金属棒匀速运动所需的拉力为 【解析】由求出电动势，由欧姆定律求出电流，由安培定则判断电流方向；
由安培力公式求出安培力，然后由平衡条件求出拉力．
对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，重点是分析安培力作用下导体棒的平衡问题，根据平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解．
 14.【答案】解：根据电压与匝数成正比得：
则输电线上的电流为：
输电线上损失的电压为：
则降压变压器输入电压为：
根据电压与匝数成正比得用户得到的电压为：；
损失的功率为：
用户得到的功率为：
若不经过变压而直接送到用户，输电线上的电流，
则输电线上损失的电压，
所以用户得电压
用户得到功率为
答：输电导线上的电流为20A；
输送过程损耗的电压为4V；
用户得到的电压为2196V；
用户得到的功率为43920W；
若不经过变压而直接送到用户，用户得到的电压为180V，功率为36KW。 【解析】根据升压变压器原副线圈的匝数比和输入电压，求出输出电压，从而得出输送的电流，根据求出输电线上损耗的功率．根据输电线上的电压损失得出降压变压器的输入电压，从而得出用户得到的电压．根据功率损失求出用户得到的功率。
本题的关键：1、原副线圈的电压比、电流比与匝数比的关系；2、输送功率、输送电压、电流的关系.