贵州省铜仁地区铜仁市黔东中学2012-2013学年高二下学期期中物理试卷(选修3-2)

贵州省铜仁地区铜仁市黔东中学
2012-2013学年
高二下学期期中物理试卷（选修3-2）
一、选择题（本题共8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是符合题意的，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的或不选的得0分）1．（6分）（2007•南通模拟）物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用．下面列举的四种
2．（6分）如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度的大小随时间变化．下列说法
①当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小
②当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大
③当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大
④当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变
其中正确的是（）
3．（6分）如图1所示，一个匝数为50匝的圆形线圈M，它的两端点a、b与内阻很大的电压表相连，线圈中磁通量的变化规律如图2所示，则ab两点的电势高低与电压表读数正确的为（）
4．（6分）一飞机在北半球的上空以速度v水平飞行，飞机机身长为a，翼展为b；该空间地磁场磁感应强度的水平分量为B1，竖直分量为B2；驾驶员左侧机翼的端点用A表示，右侧机
5．（6分）如图所示电路中，A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个理想电感线圈，当S闭合与断开时，A、B的亮度情况是（）
6．（6分）有两个完全相同的电阻，一个通以10A的直流电流，热功率为P，另一个通以正弦
10
10
7．（6分）如图所示，三只完全相同的灯泡a、b、c分别与电阻R、电感L、电容C串联，再将三者并联，接在220V，50Hz的交变电源两端，三只灯泡亮度相同．如果将电源改为220V，60Hz的交变电源，则（）
8．（6分）如图，两根光滑金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨下端接有电阻R，导轨电阻不计，斜面处在竖直向上的匀强磁场中，电阻可略去不计的金属棒ab质量为m，受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用，金属棒沿导轨匀速下滑，则它在下滑h高度的过程中，以下说法正确的是（）
二、填空题（本题共4小题，共16分）
9．（4分）在匀强磁场中有一线圈，磁感线与线圈平面之间的夹角为α，已知穿过这个线圈的磁通量为Φ，线圈的面积为S，则这个磁场的磁感应强度为_________．
10．（4分）如图所示，前后两次将磁铁插入闭合线圈的相同位置，第一次用时0.2S，第二次用时1S；则前后两次线圈中产生的感应电动势之比_________．
11．（4分）如图所示，当电键K接通后，通过线圈的电流方向是_________，通过灯泡的电流方向是_________，当电键K断开瞬间，通过线圈的电流方向是_________，通过灯泡的电流方向是_________．
12．（4分）一正弦交流电接在电阻为1Ω的电阻丝上，经过t秒，发热量为Q；若将此电阻丝改接在一直流电上，电流大小为4A，经过t秒，电阻丝的发热量为2Q，则此交流电的电流有效值为_________A，电压最大值为_________V．
三、解答题（共3小题，共56分，其中13题16分，14题19分，15题21分.写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案．有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位）13．（16分）如图所示，边长为L、匝数为n的正方形金属线框，它的质量为m、电阻为R，用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘．金属框的上半部处于磁场内，下半部处于磁场外，磁场随时间的变化规律为B=kt．已知细线所能承受的最大拉力为2mg，则从t=0开始，经多长时间细线会被拉断？
14．（19分）如图为某交流发电机和外接负载的示意图，发电机电枢线圈abcd为n=500匝的矩形线圈，其中ac长为L1=10cm，ab长为L2=5cm．线圈绕垂直于磁场的轴OO′在磁感应强度为B=0.2T的匀强磁场中以ω=200rad/s的角速度匀速转动（不计一切摩擦），线圈总电阻为r=2.0Ω，外电路负载电阻为R=5.0Ω．试求：（若有小数计算，均取一位小数计算）
（1）交变电动势的表达式（设线圈由中性面开转）；
（2）电路中伏特表的示数；
（3）线圈每转动一周，外力所做的功．
15．（21分）如图所示，宽度为L的足够长的平行金属导轨MN、PQ的电阻不计，垂直导轨水平放置一质量为m电阻为R的金属杆CD，整个装置处于垂直于导轨平面的匀强磁场中，导轨平面与水平面之间的夹角为θ，金属杆由静止开始下滑，动摩擦因数为μ，下滑过程中重力的最大功率为P，求磁感应强度的大小．
贵州省铜仁地区铜仁市黔东中学
2012-2013学年
高二下学期期中物理试卷（选修3-2）
参考答案与试题解析
一、选择题（本题共8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是符合题意的，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的或不选的得0分）1．（6分）（2007•南通模拟）物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用．下面列举的四种
2．（6分）如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度的大小随时间变化．下列说法
①当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小
②当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大
③当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大
④当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变
其中正确的是（）
；
增加，磁感应强度的变化率增大时，感应电流变大；当磁感应强度的变化率减小时，感应电流减小，当磁感应强度的变化率不变时，感应
减小，磁感应强度的变化率增大时，感应电流变大；当磁感应强度的变化率减小时，感应电流减小，当磁感应强度的变化率不变时，感应
3．（6分）如图1所示，一个匝数为50匝的圆形线圈M，它的两端点a、b与内阻很大的电压表相连，线圈中磁通量的变化规律如图2所示，则ab两点的电势高低与电压表读数正确的为（）
=50
4．（6分）一飞机在北半球的上空以速度v水平飞行，飞机机身长为a，翼展为b；该空间地磁场磁感应强度的水平分量为B1，竖直分量为B2；驾驶员左侧机翼的端点用A表示，右侧机
5．（6分）如图所示电路中，A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个理想电感线圈，当S闭合与断开时，A、B的亮度情况是（）
6．（6分）有两个完全相同的电阻，一个通以10A的直流电流，热功率为P，另一个通以正弦
10
10
I=10
7．（6分）如图所示，三只完全相同的灯泡a、b、c分别与电阻R、电感L、电容C串联，再将三者并联，接在220V，50Hz的交变电源两端，三只灯泡亮度相同．如果将电源改为220V，60Hz的交变电源，则（）
8．（6分）如图，两根光滑金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨下端接有电阻R，导轨电阻不计，斜面处在竖直向上的匀强磁场中，电阻可略去不计的金属棒ab质量为m，受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用，金属棒沿导轨匀速下滑，则它在下滑h高度的过程中，以下说法正确的是（）
二、填空题（本题共4小题，共16分）
9．（4分）在匀强磁场中有一线圈，磁感线与线圈平面之间的夹角为α，已知穿过这个线圈的
磁通量为Φ，线圈的面积为S，则这个磁场的磁感应强度为．
故答案为：．
10．（4分）如图所示，前后两次将磁铁插入闭合线圈的相同位置，第一次用时0.2S，第二次用时1S；则前后两次线圈中产生的感应电动势之比5：1．
感应电动势之比：===
11．（4分）如图所示，当电键K接通后，通过线圈的电流方向是a→b，通过灯泡的电流方向是a→b，当电键K断开瞬间，通过线圈的电流方向是a→b，通过灯泡的电流方向是b→a．
12．（4分）一正弦交流电接在电阻为1Ω的电阻丝上，经过t秒，发热量为Q；若将此电阻丝改接在一直流电上，电流大小为4A，经过t秒，电阻丝的发热量为2Q，则此交流电的电流有效值为2A，电压最大值为4V．
，即电流有效值为=2
=IR=2V
2
三、解答题（共3小题，共56分，其中13题16分，14题19分，15题21分.写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案．有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位）13．（16分）如图所示，边长为L、匝数为n的正方形金属线框，它的质量为m、电阻为R，用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘．金属框的上半部处于磁场内，下半部处于磁场外，磁场随时间的变化规律为B=kt．已知细线所能承受的最大拉力为2mg，则从t=0开始，经多长时间细线会被拉断？
解：根据法拉第电磁感应定律得：
解得：
代人解得：．
故经过时间细线会被拉断．
14．（19分）如图为某交流发电机和外接负载的示意图，发电机电枢线圈abcd为n=500匝的矩形线圈，其中ac长为L1=10cm，ab长为L2=5cm．线圈绕垂直于磁场的轴OO′在磁感应强度为B=0.2T的匀强磁场中以ω=200rad/s的角速度匀速转动（不计一切摩擦），线圈总电阻为r=2.0Ω，外电路负载电阻为R=5.0Ω．试求：（若有小数计算，均取一位小数计算）
（1）交变电动势的表达式（设线圈由中性面开转）；
（2）电路中伏特表的示数；
（3）线圈每转动一周，外力所做的功．
V
…②
T==
15．（21分）如图所示，宽度为L的足够长的平行金属导轨MN、PQ的电阻不计，垂直导轨水平放置一质量为m电阻为R的金属杆CD，整个装置处于垂直于导轨平面的匀强磁场中，导轨平面与水平面之间的夹角为θ，金属杆由静止开始下滑，动摩擦因数为μ，下滑过程中重力的最大功率为P，求磁感应强度的大小．
B=
答：磁感应强度的大小为。