2014-2015学年河北省唐山市丰南一中高二(上)第一次月考物理试卷

2014-2015学年河北省唐山市丰南一中高二（上）第一次月考物

理试卷

一．选择题（本题共14小题．在每个小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，不选或有选错的得0分） 1．（4分）光线在玻璃和空气的分界面上发生全反射的条件是（ ） A． 光从玻璃射到分界面上，入射角足够小 B． 光从玻璃射到分界面上，入射角足够大 C． 光从空气射到分界面上，入射角足够小 D． 光从空气射到分界面上，入射角足够大

考点： 全反射；光的折射定律． 专题： 全反射和临界角专题． 分析： 玻璃的折射率大于空气的，所以一定是从玻璃射向空气的光，入射角足够大时能发生全反射．

解答： 解：发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于临界角，玻璃的折射率大于空气，所以B正确． 故选B 点评： 本题较简单，只要知道发生全反射的两个条件：光密介质到光疏介质，入射角大于临界角． 2．（4分）一束白光斜射水面而进入水中传播时，关于红光和紫光的说法正确的是（ ） A． 在水中的传播速度红光比紫光大 B． 红光折射角小，紫光折射角大 C． 红光波长比紫光波长长 D． 红光频率比紫光频率变化大

考点： 电磁波谱． 分析： 白光是复色光，由七种单色光组成，经过水和空气界面后由于折射率不同，导致偏折程度不同，偏折角越大，折射率越大，其频率越大，由v=分析光在玻璃中传播速度的大小． 解答： 解：A、根据折射定律得知，水对红光的折射率比紫光小．v=分析可知，折射率大的在水中传播速度小，则紫光的传播速度比红光小；故A正确，

B、由于入射角相同，则根据折射定律可知，红光的折射角大；故B错误； C、由v=λf可知，红光的波长要比紫光的波长长；故C正确； D、频率在传播中是保持不变的；故D错误； 故选：AC． 点评： 可见光是复色光，同时得出在同一介质中，紫光的折射率最大，红光的折射率最小，红光的速度最大，紫光的速度最小．

3．（4分）用强度和频率都相同的两束紫外线分别照射到两种不同金属的表面上，均可发生光电效应，则下列说法中错误的是（ ） A． 两束紫外线光子总能量相同

B． 从不同的金属表面逸出的光电子的最大初动能相同 C． 在单位时间内从不同的金属表面逸出的光电子数相同 D． 从不同的金属表面逸出的光电子的最大初动能不同

考点： 光电效应． 专题： 光电效应专题． 分析： 根据光电效应方程Ek=hγ﹣W，分析光电子的最大初动能．光电流的强度与入射光的强度有关，从而即可求解．

解答： 解：A、它们的频率相同，则两束紫外线光子总能量相同．故A正确．

BD、根据光电效应方程Ek=hγ﹣W，入射光的频率相同，因两种金属的逸出功不同，所以光电子的最大初动能也不同．故B错误，D正确．

C、单位时间内产生的光电子数目与入射光的强度有关，故强度相同的紫外线照射的金属，产生的单位时间内产生的光电子数目相同．故C正确． 本题选择错误的，故选：B． 点评： 解决本题的关键掌握光电效应方程Ekm=hv﹣W0和光电流强度的决定因素，注意不同金属，逸出功不同． 4．（4分）在杨氏双缝干涉实验中，下列说法正确的是（ ） A． 若将其中一缝挡住，则屏上条纹不变，只是亮度减半 B． 若将其中一缝挡住，则屏上无条纹出现

C． 若将下方的缝挡住，则亮度的位置将下移 D． 分别用红蓝滤光片挡住，屏上观察不到条纹

考点： 用双缝干涉测光的波长． 专题： 实验题． 分析： 双缝干涉条纹的特点是等间距、等宽度、等亮度；衍射条纹不等间距，不等宽，不等亮，从而即可求解．

解答： 解：ABC、若把其中一缝挡住，出现单缝衍射现象，仍然出现明暗相间的条纹，条纹不等间距、不等宽，与干涉条纹不同．故ABC错误．

D、若将其中一缝用红色滤光片挡住，另一缝用蓝色滤光片挡住，则两光的频率不同，则不能发生干涉，屏上不出现条纹，但有亮光．故D正确． 故选：D． 点评： 解决本题的关键知道衍射和干涉的区别，知道它们条纹特点．以及知道发生干涉的条件，即两光的频率相同． 5．（4分）（2014秋•丰南区校级月考）远距离输电时，当输送的功率相同时，输送导线上的电阻损失的功率应是（ ）

A． 与输送的电压的平方成正比 B． 与输送的电流的平方成正比 C． 与输送的电压的平方成反比

D． 与输电导线上的电压降的平方成正比

考点： 远距离输电． 专题： 交流电专题．

分析： 输电线上损失的功率P损=IR，跟输电线上的电流，及输电线上的电阻有关，输电线上的电流I=．

2

解答： 解：损失的功率P损=IR=

2

，故BD正确；

又I= 得：P损=IR=故选：BCD．

2

，故C正确，A错误；

点评： 解决本题的关键掌握输电线上损耗的功率P损=IR，大小与跟输电线上的电流，及输电线上的电阻有关．以及输电电流I=．

6．（4分）（2012•开封四模）一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化情况如图所示，下面说法中错误的是（ ）

2

A． t1时刻通过线圈的磁通量为零

B． t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大

C． t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大

D． 每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值都为最大

考点： 交流发电机及其产生正弦式电流的原理；磁通量． 专题： 交流电专题． 分析： 矩形线圈中产生正弦式电流，当线圈通过中性面时，磁通量最大，感应电动势为零，电动势方向发生改变．而当线圈与磁场平行时，磁通量为零，感应电动势最大，磁通量的变化率最大．

解答： 解：A、t1时刻感应电动势为零，线圈通过中性面时，磁通量最大．故A错误． B、由图t2时刻，感应电动势为最大值，通过线圈的磁通量为零．故B错误． C、t3时刻感应电动势为零，磁通量的变化率为零．故C错误．

D、每当e转换方向时，线圈与磁场垂直，线圈通过中性面时，磁通量最大．故D正确． 本题选错误的 故选ABC 点评： 本题考查交变电流产生过程中，感应电动势与磁通量、磁通量变化率的关系，关键抓住两个特殊位置：线圈与磁场垂直位置，及线圈与磁场平行位置．

7．（4分）（2008秋•鞍山期末）如图所示，理想变压器原线圈a、b两端接正弦式电压，副线圈c、d两端通过输电线接两只相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，在图示状态，开关S是断开的，当开关S闭合时，下列各量中减小的是（ ）

A． 副线圈c、d两端的输出电压

B． 通过灯泡L1的电流

C． 副线圈输电线等效电阻R上的电压 D． 原线圈a、b两端的电压

考点： 变压器的构造和原理． 专题： 交流电专题． 分析： 输出电压是由输入电压和匝数比决定的，输入的功率的大小是由输出功率的大小决定的，电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，根据理想变压器的原理分析即可．

解答： 解：A、理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的，由于输入电压和匝数比不变，所以副线圈的输出的电压也不变，当开关S闭合时，也不会影响电压变化，所以A错误；

B、当S接通后，两个灯泡并联，电路的电阻减小，副线圈的电流变大，所以通过电阻R的电流变大，电压变大，那么并联部分的电压减小，所以通过灯泡L1的电流减小，所以B正确；

C、由于变压器的输入的功率和输出的功率相等，由于副线圈的电阻减小了，输出的功率变大了，所以原线圈的输入的功率也要变大，因为输入的电压不变，所以输入的电流要变大，则有输电线等效电阻R上的电压变大，所以C错误；

D、当开关S闭合时，并不会改变变压器输入电压，即原线圈a、b两端电压不变，故D错误；

故选：B． 点评： 本题主要考查变压器的知识，要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率等问题彻底理解． 8．（4分）（2013春•桃城区校级月考）如图所示，理想变压器初、次级线圈分别接有完全相同的灯泡A、B，且初、次级线圈的匝数之比N1：N2=2：1，交流电源电压为U，则灯B两端的电压为（ ）

A．

B．

2U C．

D．

考点： 变压器的构造和原理． 专题： 交流电专题． 分析： 根据变压器原副线圈电压比等于线圈匝数比，电流之比等于线圈匝数的倒数比即可解题．

解答： 解：因两灯的电流之比与匝数成反比为1：2，而阻值相等，则电压之比为1：2， LA的电压为U1，LB的电压为U2：则

=…①

又有：=…②

由①②式得：U2=

故选：A． 点评： 考查变压器的原理，明确电流与电压与匝数的关系． 9．（4分）（2009秋•河西区期中）肥皂泡呈现的彩色，露珠呈现的彩色，通过狭缝看到的白光光源的彩色条纹，它们分别属于（ ） A． 光的色散、干涉、衍射现象 B． 光的衍射、色散、干涉现象 C． 光的干涉、衍射、色散现象 D． 光的干涉、色散、衍射现象

考点： 光的干涉；光的衍射． 专题： 光的干涉专题． 分析： 干涉现象是频率相同的两列光相遇时发生干涉现象，发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小．

解答： 解：肥皂泡呈现彩色是光在前后膜的反射光叠加产生的，属于光的干涉；露珠呈现彩色是不同的色光通过露珠，由于折射率不同，形成色散产生的；通过狭缝看到的白光光源的彩色条纹，是光的衍射现象．故D正确，A、B、C错误． 故选D． 点评： 解决本题的关键知道衍射、干涉、色散的原理，知道它们的区别．

10．（4分）（2014秋•丰南区校级月考）如图，CDEF是固定的、水平放置的、足够长的“U”型金属导轨，整个导轨处于竖直向上的匀强磁场中，在导轨上架一个金属棒，在极短时间内给棒一个向右的速度，棒将开始运动，最后又静止在导轨上，则棒在运动过程中，就导轨光滑和粗糙两种情况比较（ ）

考点： 导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的能量转化． 专题： 电磁感应——功能问题． 分析： 金属棒在导轨上做减速运动，最后金属棒静止在导轨上；对金属棒进行受力分析，从能量转化的角度分析答题．

解答： 解：A、当导轨光滑时，由动能定理知，克服安培力做的功等于金属棒动能的减少量．

当导轨粗糙时，由动能定理知，克服安培力做的功与克服摩擦力做功之和等于金属棒动能的减少量，则知光滑情况安培力做功较多，故A错误．

B、电流通过整个回路所做的功等于回路产生的焦耳热．金属棒在粗糙导轨上滑动，一方面要克服摩擦力做功，摩擦生热，把一部分动能转化为内能，另一方面要克服安培力做功，动能另一转化为焦耳热，所以光滑情况电流通过整个回路所做的功较多，故B错误．

C、根据能量守恒知，整个回路产生的总热量等于金属棒的初动能，所以总热量相等，故C正确．

D、棒的末速度为0，初速度相等，由速度变化量相等，动量变化量就相等．故D正确． 故选：CD． 点评： 解决本题的关键要正确分析金属棒的能量是如何转化的，要注意本题热量有两种：一种是摩擦生热，另一种电热，即焦耳热． 11．（4分）（2005•北京）一人看到闪电12.3s后又听到雷声．已知空气中的声速约为330m/s～

8

340m/s，光速为3×10m/s，于是他用12.3除以3很快估算出闪电发生位置到他的距离为4.1km．根据你所学的物理知识可以判断（ ） A． 这种估算方法是错误的，不可采用

B． 这种估算方法可以比较准确地估算出闪电发生位置与观察考间的距离 C． 这种估算方法没有考虑光的传播时间，结果误差很大 D． 即使声速增大2倍以上，本题的估算结果依然正确

考点： 声波． 专题： 光的直线传播和光的反射专题． 分析： 要求声源到人所在位置的距离，可根据x=vt进行求解即需要知道声速v和声音传播的时间t，而声速v的单位由m/s换算为km/s可知声源到人所在位置的距离x．从而判定该方法的正确与否．

A． 安培力做的功相等

B． 电流通过整个回路所做的功相等 C． 整个回路产生的总热量相等 D． 棒的动量改变量相等

解答： 解：由于光速远远大于声速，故光传播的时间可以忽略不计， 故声源到人所在位置的距离 x=vt=340m/s×12.3s=

km/s×12.3s≈km/s×12.3s=

km=4.1km

故这种估算方法可以比较准确地估算出闪电发生位置与观察考间的距离， 故B正确， 故选B． 点评： 光速远大于声速，故在距离很短的情况下光传播的时间可以忽略不计． 12．（4分）（2014•嘉定区三模）如图所示，固定在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为L，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中．一根质量为m（质量分布均匀）的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为μ．现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离d时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）．设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g．则此过程（ ）

A． 杆的速度最大值为

B． 流过电阻R的电量为

C． 恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量 D． 恒力F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量

考点： 电磁感应中的能量转化；安培力；导体切割磁感线时的感应电动势． 分析： 导体棒在水平恒力作用下，在磁场中切割磁感线，沿粗糙导轨由静止运动到速度最大．在此过程中通过恒力F做功将其他形式能转化为导体棒的动能、电路电阻的内能及摩擦产生的内能．由动能定理可知恒力、安培力、摩擦力做的总功等于导体棒的运动变化．当恒力等于安培力与摩擦力之和时，导体棒达到最大速度．而流过电阻的电量则此过程中平均电流与时间的乘积，所以利用法拉第电磁感应定律可求出平均感应电动势，从而求出流过电阻的电量．

解答： 解：A、当导体棒受到的恒力等于安培力与摩擦力之和时，导体棒达到最大速度． 即F=F安+f 而F安=BIL=BL

=

f=μN=μmg

所以 故A正确；

B、导体棒从静止开始沿导轨运动距离d过程中，产生的感应电动势E=所以Q=

=

故B正确；

而Q=I△t

C、由动能定理可知恒力、安培力、摩擦力做的总功等于导体棒的运动变化．故C错误； D、由动能定理可知恒力、安培力、摩擦力做的总功等于导体棒的运动变化，所以恒力F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量．故D正确； 故选：ABD 点评： 导体棒在切割磁感线后产生感应电流，从而出现安培力，然而安培力是与速度有关的特殊力．故棒是做加速度在减小的加速运动直到匀速． 13．（4分）（2014秋•丰南区校级月考）如图所示是伦琴射线管的装置示意图，关于该装置，下列说法中正确的是（ ）

考点： X射线、α射线、β射线、γ射线及其特性． 专题： 常规题型．

A． E1可用低压交流电源，也可用直流电源（蓄电池） B． E2是高压直流电源，且E2的右端为电源的正极 C． 射线a、b均是电子流

D． 射线a是电子流、射线b是X射线

分析： 电源E1的作用是使阴极发出电子，可用低压交流电源，也可用直流电源（蓄电池），射线a是电子流．电源E2的作用为加速电子，应为高压直流电源； 射a是高速电子流，而b是高速电子流打在对阴极上的金属原子中的内层电子受到激发跃迁而产生的x射线．

解答： 解：A、电源E1的作用是使阴极发出电子，可用低压交流电源，也可用直流电源（蓄电池），故A正确 B、射线a是电子流．电源E2的作用为加速电子，让电子获得很高的能量去轰击对阴极，使对阴极发出X射线，即射线b，因而电源E2应为高压直流电源，且右端为电源的正极．故B正确

C、射线a是高速电子流，而b是高速电子流打在对阴极上的金属原子中的内层电子受到激发跃迁而产生的x射线．故C错误，D正确 故选ABD． 点评： 掌握了伦琴射线管的示意图即可顺利解决此类题目，故要加强对课本内容的学习． 14．（4分）（2014秋•丰南区校级月考）如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路．虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场．方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始络与MN垂直．从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是（ ）

A．

终不受安培力 C．

动势平均=πBav

考点： 导体切割磁感线时的感应电动势． 专题： 电磁感应与电路结合． 分析： 根据楞次定律判断出感应电流的方向，根据左手定则判断CD段所受的安培力．当切割的有效长度最大时，感应电动势最大，通过法拉第电磁感应定律求出感应电动势的平均值． 解答： 解：A、在闭合电路进入磁场的过程中，通过闭合电路的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向不变，A错误． B、根据左手定则可以判断，受安培力向下，B错误． C、当半圆闭合回路进入磁场一半时，即这时等效长度最大为a，这时感应电动势最大E=Bav，C错误．

感应电流方向发生改变 B． CD段直线始感应电动势最大值E=Bav D． 感应电

2

D、感应电动势平均值===πav，D正确．

故选：D． 点评： 利用感应电动势公式E=Blv计算时，l应是等效长度，即垂直切割磁感线的长度．

二．填空题（每空2分，共16分，请把答案填写在答题纸上） 15．（4分）（2014秋•丰南区校级月考）有一小电珠，功率为P，均匀地向周围空间辐射平均波长为λ的光波，则在以小电珠为圆心，r为半径的球面上，每秒通过单位面积的光能为

，每秒通过面积S的光子数为

．（普朗克常量为h，光在真空中的速

度为c）

考点： 能量守恒定律；电功、电功率． 专题： 恒定电流专题． 分析： 光子的能量E=hγ，真空中光子的频率γ、波长与光速的关系为：c=γλ．单位时间内，灯泡发出的能量为Pt，求出总的光子数，这些光子在相同时间内到达以光源为球心的同一球面上，根据数学知识求出在距离灯泡d处垂直于光的传播方向S面积上，单位时间内通过的光子数目．

解答： 解：每秒发出的光能量为E=Pt=P；

光均匀辐射到半径是r的球面上，则单位面积上的光能为： E0=

；

S面积上的光能为：ES 则由E0S=nh解得：n=故答案为：

；

点评： 本题要掌握光子的能量公式E=hγ和光速公式c=γλ，建立物理模型求解单位时间内到达S面积上的光子数目 16．（4分）（2014秋•丰南区校级月考）如图所示的C为平行板电容器，板间距离为d，金属棒ab垂直放于平行导轨上，可沿导轨在磁场中平动，要使电容器上板带正电，下板带负电．则ab应向 右 （“左”或“右”）平动．若金属棒ab电阻为R，其他电阻不计，导轨间距离为L，要使板间质量为m，带电荷量为﹣q的油滴悬浮不动，金属棒ab运动的速度应为

．

考点： 导体切割磁感线时的感应电动势；电容；闭合电路的欧姆定律． 分析： 根据电容器极板的电性，分析感应电动势的方向，由右手定则判断金属棒的运动方向．由液滴静止，受力平衡，得到板间电压，再由E=BLv求解ab的运动速度．

解答： 解：要使电容器上板带正电，下板带负电，ab棒中感应电动势应由b指向a，根据右手定则判断可知，ab应向右运动． 油滴静止不动，则有 mg=q 又 U=E=BLv 联立解得 v=故答案为：右；

．

点评： 本题是电路与电磁感应、力学等知识的综合，应用右手定则、E=BLv、欧姆定律、平衡条件等基础知识即可正确解题． 17．（2分）（2009秋•锦州期末）电阻为R的矩形导线框abcd，边长ab=l、ad=h、质量为m，自某一高度自由落下，通过一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁场区域的宽度为h，如图所示．若线框恰好以恒定速度通过磁场，线框内产生的焦耳热是 2mgh ．（不考虑空气阻力）

考点： 导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的能量转化． 专题： 电磁感应——功能问题． 分析： 线框匀速通过磁场过程，在进入和穿出磁场时都产生焦耳热，根据能量守恒定律求出线框通过磁场过程中产生的焦耳热．

解答： 解：因为线框恰好以恒定速度通过磁场，线框的重力势能减小转化为内能．线框通过磁场的整个过程，线框的高度下降为2h，重力势能减少为2mgh，则根据能量守恒定律有：线框内产生的焦耳热 Q=2mgh． 故答案为：2mgh 点评： 本题考查了电磁感应与能量的综合，难度中等，电磁感应是高考的重点和热点问题，需加强训练． 18．（6分）（2012春•巩义市校级月考）某同学在《用双缝干涉测光的波长》的实验中，实验装置如图所示．使用的双缝的间距为0.025cm．实验时，首先调节光源和滤光片的中心位于遮光筒的中心轴线上，并使 单缝 和 双缝 竖直且互相平行．当屏上出现了干涉图样后，通过测量头（与螺旋测微器原理相似，手轮转动一周，分划板前进或后退0.500mm）观察第一条亮纹的位置如图（a）所示，第五条亮纹位置如图（b）所示，测出双缝与屏的距离为50.00cm，则待测光的波长λ= 594 nm．

考点： 双缝干涉的条纹间距与波长的关系． 专题： 光的干涉专题． 分析： 固定仪器时要使单缝和双缝竖直且平行，螺旋测微器的读数为固定刻度读数加可动刻度读数，可动刻度读数需估读，求出条纹间距后根据公式△x=λ求解波长．

解答： 解：实验时，首先调节光源和滤光片的中心使之位于遮光筒的中心轴线上，并使单缝和双缝竖直且平行；

第一条亮纹位置处，固定刻度读数为1mm，可动刻度读数为：12.9×0.01=0.129mm，故最终读数：1mm+0.129mm=1.129mm，

第五条亮纹位置处，固定刻度读数为5.5mm，可动刻度读数为：37.9×0.01=0.379mm，故最终读数为：5.5mm+0.379mm=5.879mm 则条纹间距：△x=

mm≈1.19mm

根据公式△x=λ，代入数据得：λ=594nm． 故答案为：单缝，双缝，594．

点评： 本题考查双缝干涉测量波长的实验原理△x=λ，掌握螺旋测微器的读数，及估计值，并与游标卡尺读数的区别．

三．计算题（本题共3小题，共28分，解答应写明必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位）

22

19．（9分）（2015春•府谷县校级期中）如图，线圈的面积1×10cm，共100匝．处在B=0.5T的匀强磁场中，以

Hz的转速匀速转动，已知线圈电阻为1Ω，外接电阻为9Ω，那么：

（1）K合上后电压表的读数是多少？

（2）K合上后以图示位置为计时零点，写出电流的表达式． （3）K合上后电阻R上消耗的功率是多少？

（4）求线圈从中性面开始转过90°角的过程中，通过线圈导线截面的电量．

考点： 交流的峰值、有效值以及它们的关系；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： （1）K合上后电压表测量外电压的有效值，先求出电动势最大值，其有效值为最大值的

，然后结合闭合电路欧姆定律求出电压表读数；

（2）图示位置感应电流最大，则瞬时值表达式为余弦表达式； （3）根据电压的有效值求解R的功率． （4）根据公式q=n

求电量．

=200rad/s

﹣4

解答： 解：（1）角速度ω=2πf=2π×

感应电动势的最大值为 Em=NBSω=100×0.5×100×10×200=100V 电动势的有效值为：E=

Em=50

V=70.7V

E=

×70.7V=63.63V

K合上后，电压表测量电阻R两端的电压，则电压表示数：U=（2）电流最大值为Im=

=

A=10A

图示位置感应电流最大，则瞬时值表达式为余弦表达式：i=Imcosωt=10cos200t A； （3）K合上后电阻R上消耗的功率是 P=

=

J=450J

（4）线圈从图示位置开始转过90°角的过程中磁通量的变化量：△φ=BS=0.5×0.01=0.0005Wb 则q=n

=100×

=0.05C

答：

（1）K合上后电压表的读数是63.63V；

（2）K合上后，以图示位置为计时零点，电流瞬时值的表达式为10cos200t A． （3）K合上后电阻R上消耗的功率是450J

（4）线圈从图示位置开始转过90°角的过程中，通过线圈导线截面的电量0.05C． 点评： 本题考查交变电流中的电量、电功及有效值等的计算问题，要注意此题解题时要注意求电量q=It中I应该取平均值，求功率要用有效值．

20．（9分）（2014•白河县校级模拟）某交流发电机输出功率为5×10W，输出电压为

3

U=1.0×10V，假如输电线的总电阻R=10Ω，在输电线上损失的电功率等于输电功率的5%，用户使用电压U=380V．

（1）画出输电线路的示意图．（标明各部分的符号）

（2）所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少？（使用的变压器是理想变压器）

考点： 变压器的构造和原理． 专题： 交流电专题．

分析： （1）根据远距离输电的模型，发电机的输出电压线经过升压变压器升压，通过高压输电，在有降压变压器降压之后输送给用户．

（2）输出电压是由输入电压和匝数比决定的，输入的功率的大小是由输出功率的大小决定的，电压与匝数程正比，电流与匝数成反比，根据理想变压器的原理分析即可． 解答： 解：（1）输电线路的示意图如图所示． （2）由功率的公式P=UI可得， 发电机的输出电流为 I1==500 A，

输电线的损耗的功率为 P损=5%×P=5%×5×10 W=2.5×10 W，

2

由损失的功率 P损=I2R可得 输电线的电流为 I2=I3=

=50 A，

5

4

5

用户的电流为I4=

==

所以升压变压器的匝数比为 ===，

降压变压器的匝数比为 ===．

点评： 掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系，本题即可得到解决． 21．（10分）（2014秋•丰南区校级月考）如图所示，在磁感强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，有一竖直放置的光滑导电轨道，轨道间接有电阻R．套在轨道上的金属杆ab，长为L、质量为M、电阻为r．现用竖直向上的拉力，使ab杆沿轨道以速度v匀速上滑（轨道电阻不计）．

（1）所用拉力F的大小． （2）ab杆两端电压Uab的大小 （3）拉力F的功率．

（4）电阻R消耗的电功率．

考点： 导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律；电磁感应中的能量转化． 专题： 电磁感应——功能问题．

分析： 1、根据金属杆切割磁感线产生的感应电动势可计算出感应电流，从而求得安培力．由于金属杆做匀速运动，故受力平衡，即F=Mg+F安．

2、金属杆ab相当于电源，ab两端的电压相当于电源的路端电压，所以Uab=IR． 3、根据力做功的功率的公式P=Fv，直接计算即可． 4、电阻R消耗的电功率等于

，根据前面计算的电压值代入计算．

解答： 解：（1）金属杆产生的感应电动势为：E=BLv 根据欧姆定律，通过金属杆的电流为：

d．

根据左手定则，金属杆受到安培力竖直向下，大小为：F=BId=B由于金属杆做匀速直线运动，根据平衡条件有：F=Mg+F安． 解得：F=Mg+

（2）金属杆ab相当于电源，ab两端的电压相当于电源的路端电压，即R两端的电压，有：

（3）拉力的功率为：

=

（4）根据电功率的计算公式得：P=

答：（1）所用拉力F的大小为Mg+（2）ab杆两端电压Uab的大小为（3）拉力F的功率为

． ．

．

（4）电阻R消耗的电功率为．

点评： 本题是电磁感应中的动力学问题和电路问题的综合题，关键要分析清楚金属杆的受力情况，有一定的难度，属于中档题．