2021-2022学年宁夏银川市贺兰县景博中学高二（下）第一次月考物理试卷（含答案解析）

这是一份2021-2022学年宁夏银川市贺兰县景博中学高二（下）第一次月考物理试卷（含答案解析），共20页。试卷主要包含了 下列图像中不属于交流电的有，5Hz，电流有效值为22A等内容，欢迎下载使用。
2021-2022学年宁夏银川市贺兰县景博中学高二（下）第一次月考物理试卷
1. 随着智能手机的发展电池低容量和手机高耗能之间的矛盾越来越突出手机无线充电技术间接解决了智能手机电池不耐用的问题。如图所示，当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电。电磁感应的首次发现者为(    )

A. 爱因斯坦 B. 法拉第 C. 洛伦兹 D. 密立根
2. 下列图像中不属于交流电的有(    )
A. B.
C. D.
3. 如图所示，一个面积为S，匝数为n的圆形线圈，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半在磁场中，在时间t内，磁感应强度的方向不变、大小由B增大到2B，在此过程中，线圈中产生的感应电动势为(    )
A. BSt B. nBSt C. nBS2t D. n2BSt
4. 物体在运动过程中，下列说法中正确的是(    )
A. 在任意相等时间内，它受到的冲量都相同，则物体一定做匀变速运动
B. 如果物体的动量大小保持不变，则物体一定做匀速直线运动
C. 如果物体的动量保持不变，则物体机械能也一定守恒
D. 只要物体的加速度不变，物体的动量就不变
5. 某同学在探究感应电流产生的条件时，制作了如图所示的四种装置。图甲中矩形金属线圈abcd与匀强磁场垂直，且一半在匀强磁场内，一半在匀强磁场外；图乙中矩形金属线圈efgh处于竖直面内，直导线MN与fg边平行且与线圈平面共面，并通以向下的电流I；图丙中螺线管通以大小为I的电流，其内部有一金属圆环，圆环平面与螺线管轴线垂直；图丁为一根长导线对折后绕成的螺线管，并通以大小为I的电流，其内部有一金属圆环，圆环平面与螺线管轴线垂直。下列描述中，在线圈中能产生感应电流的是(    )

A. 图甲中金属线圈以bc为轴转动60∘ B. 图乙中金属线圈以直导线MN为轴转动
C. 图丙中电流I增大 D. 图丁中电流I增大
6. 如图1所示，一矩形线圈位于一随时间t变化的磁场内，磁场方向垂直于线圈所在平面(纸面)，若规定向里的方向为磁场正方向，则磁感应强度B随t变化的规律如图2所示．以i表示线圈中的感应电流，以图1中线圈上箭头所示方向为电流正方向，则图中的i−t图正确的是(    )

A. B.
C. D.
7. 如图所示的电路中，AB是相同的两小灯，L是一个带铁芯的线圈，电阻可不计，调节R，电路稳定时两灯都正常发光，在开关合上和断开时(    )
A. 两灯同时点亮、同时熄灭
B. 合上S时，B比A先到达正常发光状态
C. 断开S时，A灯会突然闪亮一下后再熄灭
D. 断开S时，通过B灯的电流方向与原电流方向相同

8. 物理学源于生活，又对人类的生产、生活产生深远的影响。以下关于物理学知识及其在生产、生活中的实际应用的说法正确是(    )
A. 电子感应加速器是利用磁场直接对电子进行加速来获得高速电子
B. 真空冶炼炉是利用炉体产生的涡流使炉内金属熔化，冶炼出高质量的合金
C. 磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用
D. 变压器用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯代替整块硅钢铁芯是为了减少变压器中的涡流，变压器可改变交变电流的电压和频率
9. 正弦电流和方波电流随时间变化的关系图像如图所示，四图中电流的最大值均为5A，下列说法正确的是(    )

A. 图甲为交流电，频率为0.5Hz，电流有效值为22A
B. 图乙为直流电，频率为0.5Hz，电流有效值为22A
C. 图丙为直流电，频率为0.5Hz，电流有效值为2A
D. 图丁为交流电，频率为0.5Hz，电流有效值为17A
10. 如图所示，在载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨A、B，导轨与直导线平行且在同一水平面内，在导轨上有两可自由滑动的导体ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐增强时，导体ab和cd的运动情况是(    )


A. 一起向左运动 B. 一起向右运动
C. ab和cd相向运动，相互靠近 D. ab和cd相背运动，相互远离
11. 蹦极是一项刺激的极限运动，如图所示，运动员将一端固定的弹性长绳绑在腰或踝关节处，从几十米高处跳下(忽略空气阻力)。在某次蹦极中质量为60kg的运动员在弹性绳绷紧后又经过2s人的速度减为零，假设弹性绳长为45m，下列说法正确的是(重力加速度为g=10m/s2)(    )
A. 绳子在绷紧后2s内的平均作用力大小为1500N
B. 运动员在弹性绳绷紧后动量的改变量等于弹性绳的作用力的冲量
C. 运动员整个运动过程中重力冲量小于弹性绳作用力的冲量
D. 运动员整个运动过程中重力冲量与弹性绳作用力的冲量大小相等
12. 原来静止的物体受合外力作用时间为2t0，作用力随时间的变化情况如图所示，则(    )



A. 0∼t0时间内物体的动量变化与t0∼2t0内动量变化相等
B. t=2t0时物体的速度为零，外力在2t0时间内对物体的冲量为零
C. 0∼t0时间内物体的平均速率与t0∼2t0内平均速率不等
D. 2t0时间内物体的位移为零，外力对物体做功为零
13. 下列四幅图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是(    )

A. 只有甲、乙正确 B. 只有丙、丁正确 C. 只有甲、丙正确 D. 只有乙、丁正确
14. 如图2所示的交流电路中，灯L1、L2和L3均发光，如果保持交变电源两端电压的有效值不变，但频率减小，各灯的亮、暗变化情况为(    )
A. 灯L1、L2均变亮，灯L3变暗
B. 灯L1、L2、L3均变暗
C. 灯L1不变，灯L2变暗，灯L3变亮
D. 灯L1不变，灯L2变亮，灯L3变暗
15. 如图所示，间距为L的足够长的水平光滑导轨处于竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，导轨左端接有阻值为r的电阻，一质量为m、电阻也为r的导体棒垂直导轨放置，导体棒与导轨接触良好，其余电阻不计。给导体棒一个水平向右的初速度，导体棒向右做减速运动，当导体棒到电阻的距离为d时(记t=0)，通过导体棒的电流为I0，此后匀强磁场随时间按照某种规律变化，使得导体棒做匀速直线运动，则磁感应强度大小Bt随时间t变化的关系为(    )

A. Bt=B2LdBLd+I0rt B. Bt=B2LdBLd+2I0rt
C. Bt=B2dBLd+I0rt D. Bt=B2dBLd+2I0rt
16. 下列各图中，线圈中能产生交变电流的有(    )
A. B.
C. D.
17. 为研究交变电流产生规律，某研究小组把长60m导线绕制成N=100匝的矩形闭合线圈，如图所示。现把线圈放到磁感应强度B=0.1T的匀强磁场中，线圈可以绕其对称轴OO′转动。现让线圈从图示位置开始(t=0)以恒定的角速度ω=10πrad/s转动。下列说法正确的有(    )


A. t=0时，线圈位于中性面位置
B. t=0.05s时，感应电流方向发生改变
C. 当bc=2ab时，感应电动势的表达式为e=2πcos10πt(V)
D. 当ab=ad时，感应电动势的有效值最大
18. 如图所示，用恒力F将闭合线圈自静止开始(不计摩擦)从图示位置向左加速拉出有界匀强磁场，则在此过程中(    )


A. 线圈中产生a→b→c→d→a方向的感应电流
B. 线圈向左运动做匀变速直线运动
C. 线圈向左运动且加速度逐渐增大
D. 线圈中感应电流逐渐增大
19. 如图是远距离输电的原理图，其中升压变压器原、副线圈两端的电压分别为U1、U2，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为U3、U4，假设发电厂输出电压U1恒定不变，输电线的电阻不可忽略，变压器均为理想变压器．下列说法正确的是(    )

A. 保持输送功率不变，增大输送电压U2，输电线上损耗的功率减小
B. 用电高峰时用户负载增加，U2增大
C. 用电高峰时用户负载增加，U3增大
D. 用电高峰时用户负载增加，U4减小
20. 某同学用如图所示的实验器材探究电磁感应现象。他连接好电路并检查无误后，闭合电键的瞬间观察到电流表G指针向右偏转。电键闭合后，他还进行了下列操作：
(1)将滑动变阻器的滑动触头快速向接线柱C移动，电流计指针将______(填“左偏”、“右偏”或“不偏”)；
(2)将线圈A中的铁芯快速抽出，电流计指针将______(填“左偏”、“右偏”或“不偏”)；
(3)由实验得出产生感应电流的条件是______。

21. 如图甲所示为一台小型发电机的示意图，匝数为100匝的线圈逆时针转动．若从中性面开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示．已知发电机线圈内阻为1.0Ω，外接灯泡的电阻为9.0Ω.求：

(1)写出流经灯泡的瞬时电流的表达式；
(2)线圈匀速转动一周的过程中，外力所做的功；
(3)从中性面开始转动14圈过程中通过灯泡的电荷量．
22. 某个小型水电站发电机的输出功率为P1=100kW，发电机的输出电压为U1=250V，通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的双线总电阻为R=10Ω，在用户端用降压变压器把电压降为U4=220V，要求在输电线上损失的功率控制在4kW，请你设计两个变压器的匝数比。为此，请你计算：
(1)升压变压器输入的电流为多少？输电线上通过的电流是多少？
(2)输电线损失的电压为多少？升压变压器输出的电压是多少？
(3)两个变压器的匝数比各应等于多少？

23. 据悉，“嫦娥三号”着陆器(携带着月球车)在近月点15km处开始进入软着陆过程，通过对变推力主发动机的精确控制，到距月面2km高度时速度降至0。随后，“嫦娥三号”将姿态改为悬停式竖直下降。在距月面100m处时，“嫦娥三号”再次进行短暂悬停，扫描月面地形，避开障碍物，寻找着陆点。之后，在反推火箭的作用下继续缓慢竖直下降，直到距月面4m高时再度悬停。此后，关掉反冲发动机，自由下落。由于具备着陆缓冲机构，“嫦娥三号”的四条腿都有弹性，落地时不至于摔坏，确保着陆器能够完整、安全地降落在月球表面。已知“嫦娥三号”着陆器总质量为m，地球表面重力加速度为g，月球表面重力加速度是地球上的16，月球上没有大气，“嫦娥三号”的四条腿高度均忽略不计，不计发动机工作造成的质量变化。
(1)求“嫦娥三号”从100m处开始缓慢竖直下降的过程中，发动机产生的推力F；
(2)“嫦娥三号”从4m高处自由下落到月面的速度大小与从地球表面多高处自由下落到地面的速度大小相等？
(3)设定“嫦娥三号”从h高处开始自由下落，若从四条腿与月面开始接触到完全停止经历的时间为Δt，求该过程中每条腿受到月面对它的平均作用力大小FN。

24. 如图所示，两根足够长平行金属导轨MN、PQ固定在倾角θ=37∘的绝缘斜面上，顶部接有一阻值R=3Ω的定值电阻，下端开口，轨道间距L=1m。整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上。质量m=1kg的金棒ab置于导轨上，ab在导轨之间的电阻r=1Ω，电路中其余电阻不计。金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好。不计空气阻力影响。已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数μ=0.5，sin37∘=0.6，cos37∘=0.8，取g=10m/s2。

(1)求金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度vm；
(2)求金棒ab沿导轨向下运动过程中，电阻R上的最大电功率PR；
(3)若从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，电阻R上产生的焦耳热总共为1.5J，求流过电阻R的总电荷量q。
答案和解析

1.【答案】B 
【解析】解：手机无线充电技术的原理是电磁感应现象，该原理是法拉第发现的。故B正确，ACD错误。
故选：B。
闭合电路的一部导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中会产生感应电流，这是电磁感应现象。
本题考查了电磁感应现象，属于基础题。

2.【答案】B 
【解析】解：交流电是指电流的方向发生变化的电流，电流的大小是否变化对其没有要求。电流的方向变化的是ACD选项，电流方向没有变化的是B选项，故ACD是交流电，B是直流电。
本题选择不是交流电的，
故选：B。
直流电是指电流的方向不发生变化的电流，其大小可以变化；交流电是指电流的方向发生变化的电流，但是它的电流的大小可以不变。
明确交流电的性质，知道交流电的最大的特点是电流方向在不断的变化，对于其大小是否变化没有要求。

3.【答案】C 
【解析】解：根据法拉第电磁感应定律可得：
E=n△Φ△t=n(2B−B)S2t=nBS2t；故C正确，ABD错误；
故选：C。
根据法拉第电磁感应定律E=n△Φ△t即可求解感应电动势，注意其中S是有效面积．
解决电磁感应的问题，关键理解并掌握法拉第电磁感应定律E=n△Φ△t即可； 解题时关键要知道S是有效面积，即包含有磁通量的线圈的面积．

4.【答案】A 
【解析】解：
A、在任意相等时间内，它受到的冲量都相同，根据动量定理得：I=F合t，得知，物体所受的合外力不变，物体一定做匀变速直线运动，故A正确。
B、物体的动量保持不变，则物体的速度大小保持不变，可能做匀速直线运动，也可能匀速曲线运动，比如匀速圆周运动，故B错误；
C、动量保持不变，则物体的速度保持不变，物体做匀速直线运动，机械能可能守恒，若有除重力或弹力以外的力做功，其机械能不守恒，故C错误；
D、加速度恒定不变，说明物体受力恒定不变，速度一定在变化，由P=mv知，动量一定在变化，故D错误；
故选：A。
本题要明确物体做各种运动的条件，根据力和运动的关系进行判断物体的运动性质．
本题考查对运动的掌握，注意物体的速度为矢量，既有大小又有方向；掌握动量的定义式P=mv，同时注意力和运动速度决定了物体的运动性质．

5.【答案】C 
【解析】解：A、甲图中设磁感应强度为B，线圈的面积为S，则该位置的磁通量大小为：Φ1=12BS；当金属线圈以bc为轴转动60∘时ad边恰好位于磁场的边界处，所以穿过线圈的磁通量大小是Φ2=12BS=Φ1，磁通量的方向也没有，所以电路中没有感应电流，故A错误；
B、由于到导线距离相等处，电流产生的磁场相等，所以乙图中金属线圈以直导线MN为轴转动，穿过线圈的磁通量不变，线圈中没有产生感应电流，故B错误；
C、丙图中通电螺线管的电流增大，则螺线管产生的磁场增大，则穿过小环的磁通量增大，小环中会产生感应电流，故C正确；
D、丁图中一根长导线对折后绕成的螺线管产生的磁场的矢量合为零，则穿过小环的磁通量始终为零，不变，小环中不会产生感应电流，故D错误。
故选：C。
通过闭合线圈面积的磁通量发生变化时，则会出现感应电流，根据磁感线条数的变化，分析磁通量是否变化，再进行判断。
穿过线框的磁通量变化有几种方式，有磁场变化导致磁通量变化，也有面积变化导致磁通量变化，还有磁场与面积均变化导致磁通量变化的，最后有磁场与面积均没有变，而是放置的角度变化导致磁通量变化。

6.【答案】A 
【解析】解：感应定律和欧姆定律得I=ER=△⌀tR=SR×△Bt，所以线圈中的感应电流决定于磁感应强度B随t的变化率．
由图2可知，0∼1时间内，B增大，Φ增大，感应磁场与原磁场方向相反(感应磁场的磁感应强度的方向向外)，
由右手定则感应电流是逆时针的，因而是负值．所以可判断0∼1为负的恒值；1∼2为正的恒值；2∼3为零；3∼4为负的恒值；
4∼5为零；5∼6为正的恒值．
故选A.
由图2可知磁感应强度的变化，则可知线圈中磁通量的变化，由法拉第电磁感应定律可知感应电动势变化情况，由楞次定律可得感应电流的方向，二者结合可得出正确的图象．
此类问题不必非要求得电动势的大小，应根据楞次定律判断电路中电流的方向，结合电动势的变化情况即可得出正确结果．

7.【答案】B 
【解析】解：AB、合上时，通过线圈的电流在增大，导致线圈出现自感电动势，从而阻碍灯泡A的电流增大，则B比A先到达正常发光状态，故A错误，B正确；
CD、断开开关S的瞬间，因灯泡相同，则电流相等，所以两灯会慢慢熄灭，但不会闪亮一下，且通过A灯的电流方向与原电流方向相同，故CD错误。
故选：B。
电路稳定后，L的电阻很小，闭合瞬间L的电阻很大，断开瞬间A灯还要亮一下。
本题考查了电感线圈对电流的阻碍作用，特别是开关闭合、断开瞬间的判断。

8.【答案】C 
【解析】解：A、洛伦兹力不做功，故磁场无法对电子加速，电磁感应加速器是利用电场对电子进行加速的，故A错误；
B、真空冶炼炉是利用高频交流电在炉内金属中产生涡流进行加热，使金属熔化，而不是炉体产生涡流，故B错误；
C、线圈骨架中的铝框能产生涡流，根据楞次定律，将阻碍相对运动，所以起到电磁阻尼的作用，故C正确；
D、相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯，可减小变压器中的涡流，但变压器无法改变交变电流的频率，故D错误；
故选：C。
根据不同装置的特点分析出对应的工作原理，结合选项完成分析。
本题主要考查了生活中的电磁相关的现象，根据工作特点分析出对应的工作原理即可，需要平常多积累学习。

9.【答案】D 
【解析】解：A、图甲中，电流的方向周期性发生改变，为正弦式交流电，周期T=4s，频率f=1T=14Hz=0.25Hz，有效值I=Im2=52A=522A，故A错误；
B、图乙中，电流的方向没有发生改变，为正弦式直流电，周期T=2s，频率f=1T=12Hz=0.5Hz，有效值I=Im2=52A=522A，故B错误；
C、图丙中，电流的方向没有发生改变，为直流电，周期T=4s，频率f=1T=14Hz=0.25Hz，根据电流的热效应可得：(Im2)R×T2=I2RT，有效值I=2.5A，故C错误；
D、图丁中，电流的方向周期性发生改变，为交流电，周期T=2s，频率f=1T=12Hz=0.5Hz，根据电流的热效应可得：(Im12)2R×T2+(Im22)2R×T2=I2RT，解得I=17A，故D正确；
故选：D。
电流的方向发生改变时为交流电，根据电流的热效应求得交流电的有效值，正弦式交流电的有效值I=Im2.
本题考查交流电相关内容，比较简单，注意有效值计算方法，强化基础知识的记忆。

10.【答案】C 
【解析】解：根据右手螺旋定则知，直线电流下方的磁场方向垂直纸面向里，电流增强时，磁场增强，根据楞次定律得，回路中的感应电流为abdc，根据左手定则知，ab所受安培力方向向右，cd所受安培力向左，即ab和cd相向运动，相互靠近。故C正确，A、B、D错误。
故选：C。
根据右手螺旋定则判断直线电流周围的磁场，根据楞次定律判断出回路中的感应电流，再结合左手定则判断ab、cd所受的安培力方向，确定导体棒的运动情况．
本题综合考查了右手螺旋定则、左手定则和楞次定律的综合运用，各种定则适用的范围不能混淆．

11.【答案】AD 
【解析】解：A、绳在刚绷紧时人的速度为v=2gh=2×10×45m/s=30m/s，在绷紧的过程中根据动量定理有(F−mg)t=0−(−mv)，代入数据得：(F−60×10)×2=0+60×30，解得F=1500N，故A正确；
B、根据动量定理可知，运动员在弹性绳绷紧后，动量的改变量等于弹性绳作用力的冲量与重力冲量的矢量和，故B错误；
CD、运动员整个运动的过程中动量的变化为零，即重力冲量与弹性绳作用力的冲量等大反向，故C错误，D正确；
故选：AD。

12.【答案】B 
【解析】
【分析】
根据Ft=mv−mv0，可以判断A选项；根据Ft=mv−mv0可知0时刻的速度等于2t0的速度，可知0∼t0内的位移x1等于t0∼2t0内的位移x2，根据W=Fx可判断做功的情况．
本题是动量定理和动能定理的综合性题目，要求我们能够熟练运用这些基本规律，所以一定要明白在Ft=mv−mv0中F是合外力，mv是末动量，mv0是初动量，在W=Fx中x是物体在力F的作用下物体沿力的方向发生的位移。
【解答】
A.合外力的冲量等于物体动量的改变量，故F−t图象与时间轴围成的面积等于物体动量的改变量。面积在时间轴的上方代表动量增加，面积在时间轴下方代表动量减小，由于面积相同；而动量变化大小相等，方向相反，故A错误；
B.由于0∼t0时间内的冲量与t0∼2t0时间内的冲量大小相同，方向相反，即F0t0+(−F0)t0=0，故B正确；
C.由以上的分析，2t0时刻的速度等于0时刻物体的速度，等于0，所以0∼t0内的平均速度等于t0∼2t0内的平均速度，故C错误；
D.由以上的分析可知，0∼t0的位移x1等于t0∼2t0的位移x2，且方向相同；0∼t0时间内合外力所做的功W1=F0x1，t0∼2t0时间内合外力所做的功W2=−F0x2，故W1=−W2，故D错误。
故选B。  
13.【答案】C 
【解析】解：甲、在光滑水平面上，子弹射入木块的过程中，系统所受外力之和为零，系统动量守恒。
乙、剪断细线，弹簧恢复原长的过程，墙壁对滑块有作用力，系统所受外力之和不为零，系统动量不守恒。
丙、木球与铁球的系统原来匀速运动时所受的合力为零，细线断裂后，系统的受力情况不变，合外力仍为零，所以系统动量守恒；
丁、木块下滑过程中，斜面始终受挡板作用力，系统动量不守恒。所以只有甲、丙正确。故ABD错误，C正确。
故选：C。
系统动量守恒的条件是系统所受的外力之和为零或不受外力，通过分析受力，确定系统所受的合外力，结合动量守恒条件分析。
解决本题的关键要掌握动量守恒的条件，抓住系统是否不受外力或所受的外力之和是否为零进行判断。

14.【答案】D 
【解析】
【分析】
电感线圈对交流电的阻碍作用与交流电的频率、及自感系数成正比，电容器内部是真空或电介质，隔断直流，能充电、放电，能通交流，具有隔直通交、通高阻低的特性进行分析。
对于电容和电感的特性可以利用感抗和容抗公式记忆：XL=2πfL，XC=12πfC，L是电感，C是电容，f是频率。
【解答】
输入的交流的频率减小，对电阻R没影响，L1灯亮度不变；电感线圈特点是通低频阻高频，频率减小，则电感的阻碍作用减小，所以L2灯的亮度变亮；电容器的特点是通高频阻低频，频率减小，则电容器的阻碍作用增大，所以L3灯更暗一些，故ABC错误，D正确。
故选D。  
15.【答案】B 
【解析】解：当导体棒到电阻的距离为d时，设导体棒的速度为v，则有I0=BLv2r，得v=2I0rBL
此时线圈回路的磁通量为Φ=BLd
此后导体棒运动过程中，线圈回路的磁通量Φ′=Bt(d+vt)
由于之后导体棒做匀速直线运动，即导体棒不受安培力作用，回路中感应电流为零，故线圈的磁通量不变，即Φ=Φ′
联立以上各式，可解得Bt=B2LdBLd+2I0rt，故ACD错误，B正确。
故选：B。
当导体棒到电阻的距离为d时，通过导体棒的电流为I0，根据E=BLv和闭合电路欧姆定律求出此时导体棒的速度v。要使导体棒做匀速直线运动，导体棒必须不受安培力，回路中没有感应电流，磁通量不变，根据t时刻与t=0时刻回路的磁通量相等列式，即可求解。
解决本题的关键要掌握回路不产生感应电流的条件：磁通量不变，根据磁通量公式列式处理。

16.【答案】BCD 
【解析】解：A、当线圈转动时，穿过线圈的磁通量仍为零，则线圈中不会出现感应电流，故A错误；
B、当线圈转动时，穿过线圈的磁通量变化，则线圈中会出现感应电流，且为交流电，故B正确；
C、同理，当线圈转动时，穿过线圈的磁通量变化，则线圈中会出现感应电流，且为交流电，故C正确；
D、由B的分析可知，穿过三角形线圈的磁通量发生交替变化，会产生感应交变电流；故D正确；
故选：BCD。
要使线圈中产生感应电流，则穿过线圈的磁通量要发生变化．而线圈处于通电导线提供的磁场，所以可根据线圈的运动来判定磁通量的变化，从而即可求解．
穿过线圈的磁通量，可以假想成穿过线圈磁感线的条数，则当条数发生变化时，必有感应电动势出现，理解交流电与直流电的区别．

17.【答案】BCD 
【解析】解：A、t=0时，线圈平面与磁场平行，位于与中性面垂直位置，故A错误；
B、线圈转动的周期T=2πω=2π10πs=0.2s，故t=0.05s时，线圈转动14T，此时线圈平面与磁场垂直，此时感应电流方向发生改变，故B正确；
C、当bc=2ab时，线圈的面积S=0.02m2，线圈转动产生的感应电动势最大值为Em=NBSω=100×0.1×0.02×10πV=2πV
故感应电动势的表达式为e=2πcos10πt(V)，故C正确；
D、单匝线圈的周长为L=lN=60100m=0.6m，单匝线圈的面积最大为S=ab⋅ad
其中2(ab+ad)=L
S=ab(L2−ab)
联立解得当ab=ad时，线圈的面积最大，故产生的感应电动势最大，故D正确；
故选：BCD。
根据中性面判断出线圈所处的位置，线圈在中性面位置电流方向发生改变，由Em=NBSω求得感应电动势的最大值，再结合计时起点得到感应电动势的瞬时值表达式；根据线圈总长度求得面积最大值，即可求得感应电动势最大值。
本题考查了交流电产生的过程和原理，要能够求出感应电动势的最大值，知道中性面的特点即可。

18.【答案】AD 
【解析】解：A、由题意可知，闭合线圈中的磁通量向下减小，根据楞次定律可知，线圈中产生a→b→c→d→a方向的感应电流，故A正确；
BCD、线圈向左运动时，ab边切割磁感线产生感应电动势，根据右手定则可知ab中感应电流方向从a流向b，受到向右的安培力作用；
回路中感应电动势大小为E=BLv
通过ab的感应电流大小为I=ER
又ab边受到的安培力FI=BIL
对ab，根据牛顿第二定律有
F−FI=ma
联立整理可得a=Fm−B2L2vmR
故加速度随速度v的增大而减小，即线圈做加速度减小的加速运动；
线圈中产生的感应电动势逐渐增大，故感应电流也逐渐增大，故BC错误，D正确。
故选：AD。
本题的关键是首先根据右手定则或楞次定律判定ab边产生电动势(感应电流)的方向并写出电动势大小，再根据左手定则判定ab边产生安培力的方向并写出安培力大小，然后根据牛顿第二定律写出线圈产生加速度的表达式，再讨论即可。
对电磁感应问题首先找出电源，然后根据楞次定律和法拉第电磁感应定律写出电动势大小和方向，若涉及到力学问题，就进行受力分析，再根据牛顿第二定律写出相应的表达式，然后再进行讨论分析。

19.【答案】AD 
【解析】解：A、输送功率P=U2I2不变，电压U2增大，电流I2减小，又因为输电线电阻r不变，输电线上损耗的功率P损=I2r2减小，故A正确；
B、发电厂输出电压即升压变压器的输入电压U1不变，U2的大小只与升压变压器的匝数比有关，与用户负载的变化无关，故B错误；
CD、用电高峰时用户负载增加，功率增大，用户总电阻减小，根据功率公式P=I2r得用户电流变大，输电电流I2变大，输电线损失的电压ΔU=I2r变大，降压变压器输入电压U3=U2−ΔU减小，用户两端的电压U4=n4n3U3减小，故C错误，D正确。
故选：AD。
(1)变压器原副线圈的电压之比等于匝数之比，电流之比等于匝数的反比；
(2)升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压和输电线上电压损失之和；
(3)当用户负载增多时，户端总电阻变小，电流变大，结合输电线上电压损失的变化得出降压变压器输入与输出电压的变化。
本题考查理想变压器和远距离输电问题。在推导各物理变化时，应该从用户端功率变化出发，判断出输电线中的电流的变化。

20.【答案】右偏  左偏  穿过闭合回路磁通量变化 
【解析】解：闭合电键的瞬间，穿过副线圈的磁通量增加，电流表G指针向右偏转，这说明副线圈磁通量增加，指针向右偏；
(1)将滑动变阻器的滑动触头加速向接线柱C移动，接入电路中的电阻值减小，原线圈电路电流增大，穿过副线圈的磁通量增大，电流计指针将右偏；
(2)将线圈A中的铁芯快速抽出，穿过副线圈的磁通量减小，电流计指针将左偏；
(3)由实验得出产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化。
故答案为：(1)右偏；(2)左偏；(3)穿过闭合电路的磁通量发生变化。
根据题意确定指针偏转方向与磁通量变化的关系，然后根据磁通量的变化分析答题．
由楞次定律来确定感应电流的方向，而闭合线圈中的磁通量发生变化有几种方式：可以线圈面积的变化，也可以磁场的变化，也可以线圈与磁场的位置变化．

21.【答案】解：(1)根据乙图可知线圈转动产生的感应电动势的最大值为Em=62V，根据闭合电路的欧姆定律可得Im=EmR+r=629.0+1.0A=0.62A
交流电的周期T=0.02s，角速度ω=2πT=2π0.02rad/s=100πrad/s，故流经灯泡的瞬时电流的表达式i=0.62sin100πtA
(2)回路中的电流I=Im2=0.622A=0.6A
线圈匀速转动一周的过程中，外力所做的功W=Q=I2(R+r)T=0.62×(9.0+1.0)×0.02J=0.072J
(3)根据Um=NBSω可知BS=UmNω
从中性面开始转动14圈过程中通过灯泡的电荷量q=nBSR+r，解得q=325π×10−2C
答：(1)写出流经灯泡的瞬时电流的表达式为i=0.62sin100πtA；
(2)线圈匀速转动一周的过程中，外力所做的功为0.072J；
(3)从中性面开始转动14圈过程中通过灯泡的电荷量为325π×10−2C. 
【解析】(1)根据图象乙可知最大值及周期，根据电动势的表达式写出电流的瞬时值表达式；
(2)线圈匀速转动一周的过程中，外力所做的功等于回路中产生的热量；
(3)由电动势最大值求出最大磁通量，通过灯泡的电荷量q=NΔΦR+r；
本题考查交流电的相关知识，涉及磁通量、感应电动势等知识点，要求学生熟练掌握涉及到的相关公式及其之间的转化关系，本题考查内容较全，难度适中。

22.【答案】解：(1)由发电机的输出功率P1=U1I1可得，变压器的输出电流，即升压变压器的输入电流
I1=P1U1=100×103W250V=400A；
输电线上损失的功率为P损失=I22R可得，输电线上通过的电流为I2=P损失R=4000W10Ω=20A；
(2)输电线损失的电压为UR=I2R=20A×10Ω=200V；
由于升压变压器的输入功率等于输出功率，也等于发电机的输出功率，所以有P1=U2I2，则升压变压器的输出电压为U2=P1I2=100×103W20A=5000V；
(3)由变压器的电压和匝数关系得升压变压器的匝数比为n1n2=U1U2=250V5000V=120；
降压变压器的输入电压为U3=U2−UR=5000V−200V=4800V，
降压变压器的匝数比为n3n4=U3U4=4800V220V=24011。
答：(1)升压变压器输入的电流为400A，输电线上通过的电流是20A；
(2)输电线损失的电压为200V，升压变压器输出的电压是多少5000V；
(3)升压变压器的匝数比等于1：20，降压变压器的匝数比等于240：11。 
【解析】电功率公式可计算变压器输入电流，输电线上损失功率可计算输电线上的电流，由欧姆定律代入输电线上的电流和电阻可计算输电线上损失的电压，变压器输入和输出功率相等可计算升压变压器的输出电压，利用电压与匝数成正比可计算两个变压器的匝数比。
输电线上电压关系：输入电压等于线上电阻损耗电压加上输出电压，线上的损耗功率以热能的方式散失所以用焦耳热功率计算。

23.【答案】解：(1)“嫦娥三号”从100m处开始缓慢竖直下降的过程中，发动机产生的推理等于所受重力，故F=mg月=16mg。
(2)由自由落体规律可得：
在月球时落地速度：v=2g月h=2×16gh=13gh，
在地球时落地速度v=2gh′，
故当v相同时，h′=16h=16×4m=0.67m
(3)“嫦娥三号”从h高处开始自由下落，
以向上为正方向，由动量定理可得：(4FN−mg月)Δt=0−(−mv)，
解得：FN=m3gh12Δt+mg24
答：(1)“嫦娥三号”从100m处开始缓慢竖直下降的过程中，发动机产生的推力为16mg；
(2)“嫦娥三号”从4m高处自由下落到月面的速度大小与从地球表面0.67m处自由下落到地面的速度大小相同；
(3)设定“嫦娥三号”从h高处开始自由下落，若从四条腿与月面开始接触到完全停止经历的时间为Δt，求该过程中每条腿受到月面对它的平均作用力大小为m3gh12Δt+mg24。 
【解析】(1)缓慢竖直下降过程中，受力平衡，据此分析；
(2)根据自由落体规律进行分析；
(3)根据动量定理进行分析。
本题主要考查动量定理和自由落体运动结合，学生需要掌握自由落体规律以及明确使用动量定理时需要规定正方向。

24.【答案】解：(1)金属棒由静止释放后，在重力、轨道支持力、摩擦力和安培力作用下沿斜面做变加速运动，加速度不断减小，当加速度为零时达到最大速度vm后保持匀速运动．有：
mgsin⁡θ−μmgcos⁡θ−F安=0…①
又安培力大小为：F安=BIL…②
感应电流为：I=ER+r…③
感应电动势为：E=BLvm…④
联解①②③④得：vm=2m/s…⑤
(2)金属棒以最大速度vm匀速运动时，电阻R上的电功率最大，根据功率公式有：
PR=I2R…⑥
联解③④⑤⑥得：PR=3W…⑦
(3)设金属棒从开始运动至达到最大速度过程中沿导轨下滑距离为x，由能量守恒定律：
(mgsinθ−μmgcosθ)⋅x=12mvm2+QR+Qr…⑧
根据焦耳定律Q=I2Rt得：QRQr=Rr…⑨
流过电阻R的总电荷量q=I−△t=BLv−R+r△t=BLxR+r…⑩
联解⑧⑨⑩得：q=1C…⑬
答：(1)金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度为2m/s.
(2)金属棒ab沿导轨向下运动过程中，电阻R上的最大电功率为3W.
(3)流过电阻R的总电荷量为1C. 
【解析】(1)释放金属棒后，金属棒受到重力、支持力、安培力、滑动摩擦力四个力作用，由于棒的速度增大，导致感应电流增大，从而阻碍导体运动的安培力也增大，所以加速度减小．当加速度减小为零时，棒的速度达到最大，写出平衡式，结合感应电动势、欧姆定律、安培力的式子，就能求出最大速度．
(2)棒做匀速直线运动时，电流最大，消耗的电功率最大，由电功率的式子可以求出电阻R上的最大电功率PR.
(3)由于已知金属棒在整个过程中产生的热量，则电阻R上产生的热量能够求出，从而知道机械能的减小量，由于动能的增量能算出，则棒减小的重力势能可以求出．那么就能表示出磁通量的改变量、平均感应电动势、乃至平均感应电流，于是通过导体的电荷量就能求出(时间Δt最后消掉).
本题的关键是第三问，求电量问题往往是用平均值来进行计算．由能量守恒求出重力势能的减少量，从而能求出磁通量的变化量．