兰州一中2014-2015学年高二下学期期中物理试题及答案

甘肃省兰州一中2014-2015学年高二下学期期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题（本题共有6小题，每小题4分，共24分）
1．（4分）一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动，当线圈通过中性面时，以下说法错误的是（）
A．通过线圈的磁通量变化率达到最大值
B．通过线圈的磁通量达到最大值
C．线圈平面与磁感线方向垂直
D．线圈中的感应电动势为零
考点：交流发电机及其产生正弦式电流的原理．
专题：交流电专题．
分析：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生正弦式电流．在中性面时，线圈与磁场垂直，磁通量最大，感应电动势为零．线圈每通过中性面一次，电流方向改变一次．
解答：解：AB、在中性面时，线圈与磁场垂直，磁通量最大．在中性面时，没有边切割磁感线，感应电动势为零，通过线圈的磁通量变化率为零．故BCD正确，A错误．
本题选错误的，故选：A
点评：本题考查正弦式电流产生原理的理解能力，抓住两个特殊位置的特点：线圈与磁场垂直时，磁通量最大，感应电动势为零；线圈与磁场平行时，磁通量为零，感应电动势最大．
2．（4分）在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，L为自感系数较大而电阻不能忽略的线圈，E为电源，S为开关．关于两灯泡点亮和熄灭的下列说法正确的是（）
A．合上开关，a先亮，b后亮；稳定后a、b一样亮
B．合上开关，b先亮，a后亮；稳定后b比a更亮一些
C．断开开关，a逐渐熄灭、b先变得更亮后再与a同时熄灭
D．断开开关，b逐渐熄灭、a先变得更亮后再与b同时熄灭
考点：自感现象和自感系数．
分析：对于线圈来讲通直流阻交流，通低频率交流阻高频率交流．
解答：解：A、由于a、b为两个完全相同的灯泡，当开关接通瞬间，b灯泡立刻发光，而a灯泡由于线圈的自感现象，导致灯泡渐渐变亮，由于两灯泡并联，L的电阻不能忽略，所以稳定后b比a更亮一些，故A错误，B正确；
C、当开关断开瞬间，两灯泡串联，由线圈产生瞬间电压提供电流，导致两灯泡同时熄灭，而且亮度相同，故CD均错误．
故选：B．
点评：线圈的自感系数越大，频率越高时，感抗越高．同时线圈有阻碍电流的变化，注意的是灯泡会更亮的原因是电流变大的缘故．
3．（4分）如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n=100，线圈面积S=200cm2，线圈的电阻r=1Ω，线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图已所示．下列说法中正确的是（）
A．线圈中的感应电流方向为顺时针方向
B．电阻R两端的电压随时间均匀增大
C．线圈电阻r消耗的功率为4×10﹣4W
D．前4s内通过R的电荷量为4×10﹣4C
考点：法拉第电磁感应定律；闭合电路的欧姆定律．
专题：电磁感应与电路结合．
分析：线圈平面垂直处于匀强磁场中，当磁感应强度随着时间均匀变化时，线圈中的磁通量发生变化，从而导致出现感应电动势，产生感应电流．由楞次定律可确定感应电流方向，由法拉第电磁感应定律可求出感应电动势大小，运用功率与电量的表达式，从而即可求解．解答：解：A、由图可知，穿过线圈的磁通量变大，由楞次定律可得：线圈产生的感应电流逆时针，故A错误．
B、根据法拉第电磁感应定律，可知，磁通量的变化率恒定，所以电动势恒定，则电阻两端的电压恒定，故B错误；
C、由法拉第电磁感应定律：E=N=N=100××0.02V=0.1V，由闭合电路欧姆定律，可知电路中的电流为，所以线圈电阻r消耗的功率
P=I2R=0.022×1W=4×10﹣4W，故C正确；
D、前4s内通过R的电荷量Q=It=0.02×4C=0.08C，故D错误；
故选C
点评：考查楞次定律来判定感应电流方向，由法拉第电磁感应定律来求出感应电动势大小．当然本题还可求出电路的电流大小，及电阻消耗的功率．同时磁通量变化的线圈相当于电源．
4．（4分）一个电热器接在10V的直流电源上，消耗的功率是P；当把它接在一个正弦式交变电源上时，消耗的功率是，则该交变电压的峰值是（）
A．5 V B．12 V C．7.1 V D．10 V
考点：正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．
专题：交流电专题．
分析：正弦波形交流电的电压有效值等于最大值的倍，根据功率表达式P=列式求解．
解答：解：个电热器接在10V的直流电源上，消耗的功率是P，有：
P=…①
当把它接到一正弦波形交流电源上时，设最大值为Um，则：。