階段驗收評價(五)電磁感應(yīng)交變電流(考試時間：90分鐘試卷分值：100分；兼顧考查力學(xué)實驗)一、選擇題Ⅰ(本題共13小題，每小題3分，共39分。每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，不選、多選、錯選均不得分)1．關(guān)于下列圖片，說法正確的是()A．圖甲是磁電式電流表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，里面的線圈常常用鋁框做骨架，把線圈繞在鋁框上，因為鋁框中能產(chǎn)生感應(yīng)電流，磁場對該感應(yīng)電流的安培力有助于偏轉(zhuǎn)指針停下來B．圖乙是動圈式揚聲器的結(jié)構(gòu)示意圖，當(dāng)隨聲音變化的電流通過線圈，在安培力作用下線圈發(fā)生振動，從而帶動紙盆振動發(fā)出聲音；這種揚聲器是不能當(dāng)話筒使用的C．圖丙是鉗式電流表，利用互感原理，可用于估測較大的交、直電流D．圖丁是驗電器和靜電計，用于檢驗物體是否帶電，只有當(dāng)帶電體與導(dǎo)體棒的上端金屬球直接接觸時金屬箔片或者指針才會張開解析：選A磁電式電流表里面的線圈常常用鋁框做骨架，因為鋁框在磁場中轉(zhuǎn)動時能產(chǎn)生阻尼，讓線圈快速穩(wěn)定下來，故A正確；電流通過線圈，在安培力作用下線圈發(fā)生振動，從而帶動紙盆振動發(fā)出聲音；動圈式揚聲器也可以當(dāng)話筒使用，聲音使紙盆振動，帶動線圈切割磁感線，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B錯誤；鉗式電流表，利用互感原理，只能用于估測較大的交變電流，故C錯誤；驗電器和靜電計，用于檢驗物體是否帶電，當(dāng)帶電體與導(dǎo)體棒的上端金屬球接觸或靠近時金屬箔片或者指針都會張開，故D錯誤。2．小明找來帶鐵芯的線圈，想驗證斷電自感現(xiàn)象。按如圖所示連接電路，實現(xiàn)小明的如下設(shè)想：閉合開關(guān)S，小燈泡發(fā)光；再斷開開關(guān)S，小燈泡出現(xiàn)明顯的閃亮然后延時熄滅的現(xiàn)象。但實驗時發(fā)現(xiàn)：閉合開關(guān)S，小燈泡發(fā)光；再斷開開關(guān)S，小燈泡僅出現(xiàn)不明顯的延后熄滅現(xiàn)象，經(jīng)檢查電路無誤后，雖經(jīng)多次重復(fù)，仍未見明顯的實驗效果，下列做法正確的是()A．改用電阻更小的小燈泡B．改用電阻更小的線圈C．改用自感系數(shù)更小的線圈D．改用內(nèi)阻更小的電源解析：選B為使燈泡閃亮，應(yīng)使斷開開關(guān)之后流過燈泡的電流更大，所以開關(guān)閉合時線圈中電流應(yīng)較大，故應(yīng)改用電阻更小的線圈。3．如圖所示，在有界勻強磁場中水平放置相互平行的金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌電阻不計，導(dǎo)軌上金屬桿ab與導(dǎo)軌接觸良好。磁感線垂直導(dǎo)軌平面向上(俯視圖)，導(dǎo)軌與處于磁場外的大線圈M相接，欲使置于M內(nèi)的小閉合線圈N產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，下列做法可行的是()A．a(chǎn)b勻速向右運動B．a(chǎn)b加速向右運動C．a(chǎn)b不動而突然撤去磁場D．a(chǎn)b不動而突然增強磁場解析：選Cab勻速向右運動，勻速向右切割磁感線，在M中產(chǎn)生順時針的恒定感應(yīng)電流，形成的磁場恒定，不會使N產(chǎn)生感應(yīng)電流，A錯誤；當(dāng)ab加速向右運動時，M中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流且在增大，在M內(nèi)形成垂直紙面向里的磁場且增大，由楞次定律可知，N中會產(chǎn)生逆時針的感應(yīng)電流，B錯誤；ab不動而突然撤去磁場，使M中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流，M中形成垂直紙面向外的磁場，導(dǎo)致穿過N的磁通量增大，由楞次定律可知，N中會產(chǎn)生順時針方向的電流，C正確；同理可知，當(dāng)ab不動而突然增強磁場時N中會產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流，D錯誤。4．如圖所示是動圈式麥克風(fēng)的示意簡圖，磁鐵固定在適當(dāng)?shù)奈恢?，線圈與一個膜片連接，聲波傳播時可使膜片左右移動，從而引起線圈運動產(chǎn)生感應(yīng)電流，則線圈()A．磁通量增大時，感應(yīng)電流從a流向bB．磁通量減小時，感應(yīng)電流從b流向aC．磁通量先增大后減小時，感應(yīng)電流一直從a流向bD．磁通量先增大后減小時，感應(yīng)電流先從b流向a再從a流向b解析：選D由題圖可知，線圈中原磁場方向向右；當(dāng)磁通量增大時，感應(yīng)電流磁場方向向左，由右手螺旋定則可知感應(yīng)電流方向從b流向a；磁通量減小時，感應(yīng)電流磁場方向向右，由右手螺旋定則可知感應(yīng)電流從a流向b，故A、B、C錯誤，D正確。5．如圖所示，單匝閉合矩形導(dǎo)線框abcd電阻為R，ef為線框與磁場邊界的交點，ed＝cf＝2ae＝2bf＝2ab＝2cd＝2L。線框繞過ef的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置開始計時，若勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，下列說法正確的是()A．t＝0時刻，回路中電流i＝eq\f(BL2ω,R)B．回路中電流的最大值Im＝eq\f(2BL2ω,R)C．回路中感應(yīng)電動勢的有效值E＝eq\f(\r(3)BL2ω,2)D．前eq\f(1,4)周期內(nèi)，回路中平均電動勢eq\x\to(E)＝eq\f(BL2ω,2)解析：選Bt＝0時刻，線圈平面與磁場垂直，感應(yīng)電動勢為零，回路中電流為零，故A錯誤；線框繞過ef的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，導(dǎo)線ab、cd同時垂直切割磁感線運動時感應(yīng)電動勢最大Em＝2BLvm＝2BL2ω，回路中電流的最大值Im＝eq\f(2BL2ω,R)，故B正確；回路中產(chǎn)生正弦式交變電流，感應(yīng)電動勢的有效值eq\f(E2,R)T＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2BL2ω,\r(2))))2,R)×eq\f(T,2)＋eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(BL2ω,\r(2))))2,R)×eq\f(T,2)，可得E＝eq\f(\r(5)BL2ω,2)，故C錯誤；前eq\f(1,4)周期內(nèi)，回路中平均電動勢eq\x\to(E)＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(BΔS,Δt)＝eq\f(BL2,\f(1,4)×\f(2π,ω))＝eq\f(2BL2ω,π)，故D錯誤。6.如圖所示，一理想變壓器接在電壓為U的交流電源上，原線圈匝數(shù)n1可調(diào)，電阻R大小可調(diào)，若理想電流表A1、A2，理想電壓表V的讀數(shù)均減小。則調(diào)節(jié)的過程可能為()A．n1不變，R減小 B．n1不變，R增大C．R不變，n1減小 D．R不變，n1增大解析：選Dn1不變，R改變時，電壓表讀數(shù)不變，A、B錯誤；R不變，n1增大時，由U2＝eq\f(n2,n1)U知，U2減小，即電壓表讀數(shù)減小，由歐姆定律知，I2減小，即電流表A2的讀數(shù)減小，由UI1＝U2I2知，I1減小，即電流表A1的讀數(shù)減小，C錯誤，D正確。7．一個匝數(shù)為100匝、電阻為0.5Ω的閉合線圈處于某一磁場中，磁場方向垂直于線圈平面，從某時刻起穿過線圈的磁通量按如圖所示規(guī)律變化，已知0～1s內(nèi)線圈內(nèi)的磁通量按正弦規(guī)律變化到最大值，π2≈10，則線圈中產(chǎn)生交變電流的有效值為()A.eq\r(\f(125,6))A B．2eq\r(6)AC．6A D．5A解析：選A0～1s內(nèi)線圈內(nèi)的磁通量按正弦規(guī)律變化到最大值，則感應(yīng)電動勢的最大值Em＝NωΦm，由圖像知ω＝eq\f(2π,T)＝eq\f(π,2)rad/s，可得Em＝eq\f(π,2)V，這段時間內(nèi)交變電流的有效值I1＝eq\f(Em,\r(2)R)＝eq\f(π,\r(2))A，1～1.2s內(nèi)感應(yīng)電動勢E2＝Neq\f(ΔΦ,Δt)＝5V，這段時間內(nèi)感應(yīng)電流的有效值為I2＝eq\f(E2,R)＝10A，則一個周期內(nèi)線圈產(chǎn)生的熱量Q＝I12Rt1＋I(xiàn)22Rt2＝I2R(t1＋t2)，解得線圈中產(chǎn)生交變電流的有效值為I＝eq\r(\f(125,6))A，故選A。8．在小明的家鄉(xiāng)有一座小型發(fā)電站，高壓輸電過程如圖所示。升壓變壓器原、副線圈兩端的電壓分別為U1和U2，降壓變壓器原、副線圈兩端的電壓分別為U3和U4。在輸電線路的起始端接入兩個互感器，兩個互感器原、副線圈的匝數(shù)比分別為20∶1和1∶20，各互感器和電表均為理想的，則下列說法正確的是()A．若電壓表的示數(shù)為220V，電流表的示數(shù)為10A，則線路輸送電功率為2200WB．兩互感器均起到降壓作用C．若保持發(fā)電機輸出電壓U1和用戶數(shù)一定，僅將滑片Q下移，則輸電線損耗功率減少D．若保持發(fā)電機輸出電壓U1和用戶數(shù)一定，僅將滑片Q下移，則輸電線損耗功率增加解析：選D由題意，根據(jù)理想變壓器變壓和變流規(guī)律可得eq\f(U2,UV)＝20，eq\f(I2,IA)＝20，解得U2＝4400V，I2＝200A，所以線路輸送的電功率為P＝U2I2＝4400×200W＝880kW，故A錯誤；兩個互感器原、副線圈的匝數(shù)比分別為20∶1和1∶20，電壓互感器電壓與匝數(shù)成正比，起到降壓的作用，電流互感器電流與匝數(shù)成反比，起到降流的作用，故B錯誤；由理想變壓器變壓規(guī)律eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可得U2＝eq\f(n2,n1)U1，則若保持發(fā)電機輸出電壓U1一定，僅將滑片Q下移，n2增大，U2增大。根據(jù)閉合電路歐姆定律有U3＝U2－I2r，根據(jù)理想變壓器變壓和變流規(guī)律有eq\f(U3,U4)＝eq\f(n3,n4)，eq\f(I2,I4)＝eq\f(n4,n3)，設(shè)用戶端總電阻為R，則有I4＝eq\f(U4,R)，聯(lián)立解得I2＝eq\f(U2,r＋\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n3,n4)))2R)，若保持發(fā)電機輸出電壓U1和用戶數(shù)一定，僅將滑片Q下移，則輸電電壓U2增大，R不變，所以輸電電流I2增大，而輸電線損耗功率為ΔP＝I22r，所以輸電線損耗功率增大，故C錯誤，D正確。9．如圖所示，理想變壓器的原線圈接在u＝220eq\r(2)sin100πt(V)的交流電源上，副線圈接有R＝55Ω的負(fù)載電阻，原、副線圈匝數(shù)之比為4∶1，電流表、電壓表均為理想電表，下列說法錯誤的是()A．副線圈輸出交流電的周期為0.02sB．如果僅將電源的頻率加倍，不會改變R的功率C．電壓表的讀數(shù)為55eq\r(2)VD．電流表的讀數(shù)為0.25A解析：選C根據(jù)u＝220eq\r(2)sin100πt(V)，知原線圈的周期為T＝eq\f(2π,100π)s＝0.02s，由于原、副線圈的周期相等，所以副線圈輸出交流電的周期為0.02s，故A正確，不符合題意；如果僅將電源的頻率加倍，則副線圈兩端的電壓不變，電阻R的功率也不變，故B正確，不符合題意；根據(jù)原、副線圈的電壓與匝數(shù)成正比可知副線圈兩端電壓的有效值為55V，則電壓表的讀數(shù)應(yīng)該為55V，故C錯誤，符合題意；根據(jù)閉合電路歐姆定律可知副線圈的電流為I＝eq\f(55,55)A＝1A，再根據(jù)原、副線圈的電流與匝數(shù)成反比可知原線圈的電流為0.25A，則電流表的讀數(shù)為0.25A，故D正確，不符合題意。10．水平面內(nèi)有兩根平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌之間接有電阻R。金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，整個裝置處在磁感應(yīng)強度隨時間均勻增大的勻強磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向下。如圖所示，棒ab始終保持靜止，下列說法正確的是()A．電阻R兩端的電壓增大B．回路中感應(yīng)電流為順時針方向(俯視)C．棒ab所受的靜摩擦力保持不變D．棒ab所受的靜摩擦力逐漸增大解析：選D根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動勢E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB·S,Δt)＝kS，回路面積S不變，即感應(yīng)電動勢為定值，設(shè)ab接入電路的電阻為r，根據(jù)閉合電路歐姆定律I＝eq\f(E,R＋r)，所以ab中的電流大小不變，U＝IR，電阻R兩端的電壓不變，故A錯誤；金屬棒ab、電阻R、導(dǎo)軌構(gòu)成閉合回路，磁感應(yīng)強度均勻增加eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(ΔB,Δt)＝k為一定值))，則閉合回路中的磁通量增大，根據(jù)楞次定律，可知回路中產(chǎn)生逆時針方向(俯視)的感應(yīng)電流，故B錯誤；安培力F＝BIL，電流大小不變，磁感應(yīng)強度增大，則安培力增大，金屬棒ab處于靜止?fàn)顟B(tài)，所受合力為零，對其受力分析，水平方向靜摩擦力Ff與安培力F等大反向，安培力增大，則靜摩擦力增大，故C錯誤，D正確。11．如圖所示，導(dǎo)線框繞垂直于勻強磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電動勢e＝110eq\r(2)sin100πt，導(dǎo)線框與理想升壓變壓器相連進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電。輸電線路的電流為2A，輸電線路總電阻為25Ω，理想降壓變壓器副線圈接入一臺電動機，電動機恰好正常工作，且電動機兩端的電壓為220V，電動機的功率為1100W，導(dǎo)線框及其余導(dǎo)線電阻不計，不計一切摩擦，則()A．圖示位置線圈的磁通量變化率為0B．升壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比為1∶5C．線框轉(zhuǎn)動一圈過程中克服安培力做功24JD．若電動機突然卡住而不能轉(zhuǎn)，輸電線上的損耗功率將減小解析：選C圖示位置線圈平面與磁場平行，磁通量為0，但磁通量的變化率最大，A錯誤；輸電線路損失功率為ΔP＝I線2R＝100W，則升壓變壓器的輸送功率為P＝PM＋ΔP＝1100W＋100W＝1200W，升壓變壓器的輸出電壓為U2＝eq\f(P,I線)＝600V，而升壓變壓器的輸入電壓為110V，則升壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比為U1∶U2＝110∶600＝11∶60，B錯誤；線框的轉(zhuǎn)動周期為T＝eq\f(2π,100π)s＝0.02s，線框轉(zhuǎn)動一圈過程中克服安培力做功為W＝PT＝1200×0.02J＝24J，C正確；若電動機突然卡住而不能轉(zhuǎn)，機械功率為0，電能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電動機電流增大，輸電線上的電流增大，損耗功率將增大，D錯誤。12．如圖，一電磁流量計的橫截面為長方形的一段管道，其中空部分的長、寬、高分別為圖中的a、b、c。圖中流量計的上、下兩面是金屬材料，前后兩面是絕緣材料，流量計所在處加磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，磁場方向由后表面垂直指向前表面，當(dāng)導(dǎo)電流體從左向右穩(wěn)定地流經(jīng)流量計時，在管外將流量計上、下兩表面分別與一串聯(lián)了電阻R的電流表的電路連接，I表示測得的電流值，已知流體的電阻率為ρ，不計電流表的內(nèi)阻，流量指單位時間內(nèi)通過管內(nèi)橫截面的流體的體積，則可求得()A．上表面比下表面的電勢高B．上、下表面的電勢差為BbvC．導(dǎo)電流體流經(jīng)流量計的速度大小為v＝eq\f(I\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ρ\f(c,ab)＋R)),cB)D．流量為eq\f(I,B)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(cR＋\f(ρb,a)))解析：選C由左手定則可知，正電荷向下運動、負(fù)電荷向上運動，所以下表面的電勢高，A錯誤；最終穩(wěn)定時有qvB＝qeq\f(U,c)，則v＝eq\f(U,cB)，U＝Bcv，B錯誤；根據(jù)電阻定律R′＝ρeq\f(c,ab)，則總電阻為R總＝R′＋R，所以U＝IR總＝Ieq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ρ\f(c,ab)＋R))，解得v＝eq\f(I\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ρ\f(c,ab)＋R)),cB)，C正確；根據(jù)公式可得，流量為Q＝vS＝vbc＝eq\f(I\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(bR＋\f(ρc,a))),B)，D錯誤。13．將一均勻?qū)Ь€圍成一圓心角為90°的扇形導(dǎo)線框OMN，其中OM＝R，圓弧MN的圓心為O點，將導(dǎo)線框的O點置于如圖所示的直角坐標(biāo)系的原點，其中第二和第四象限存在垂直紙面向里的勻強磁場，其磁感應(yīng)強度大小均為B，第三象限存在垂直紙面向外的勻強磁場，其磁感應(yīng)強度大小為2B。從t＝0時刻開始讓導(dǎo)線框以O(shè)點為圓心，以恒定的角速度ω沿逆時針方向做勻速圓周運動，假定沿ONM方向的電流為正，則線框中的電流隨時間變化的規(guī)律描述正確的是()解析：選B在0～t0時間內(nèi)，線框沿逆時針方向從圖示位置開始(t＝0)轉(zhuǎn)過90°的過程中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E1＝eq\f(1,2)BωR2，由閉合電路歐姆定律得，回路中的電流為I1＝eq\f(E1,r)＝eq\f(BωR2,2r)，根據(jù)楞次定律判斷可知，線框中感應(yīng)電流方向為逆時針方向(沿ONM方向)。在t0～2t0時間內(nèi)，線框進(jìn)入第三象限的過程中，回路中的電流方向為順時針方向(沿OMN方向)。回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E2＝eq\f(1,2)BωR2＋eq\f(1,2)×2BωR2＝eq\f(3,2)BωR2＝3E1，感應(yīng)電流為I2＝3I1。在2t0～3t0時間內(nèi)，線框進(jìn)入第四象限的過程中，回路中的電流方向為逆時針方向(沿ONM方向)，回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E3＝eq\f(1,2)BωR2＋eq\f(1,2)×2BωR2＝eq\f(3,2)BωR2＝3E1，感應(yīng)電流為I3＝3I1。在3t0～4t0時間內(nèi)，線框出第四象限的過程中，回路中的電流方向為順時針方向(沿OMN方向)，回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E4＝eq\f(1,2)BωR2，回路電流為I4＝I1，故B正確，A、C、D錯誤。二、選擇題Ⅱ(本題共2小題，每小題3分，共6分。每小題列出的四個備選項中至少有一個是符合題目要求的。全部選對的得3分，選對但不選全的得2分，有選錯的得0分)14．如圖甲所示，單匝正方形線框abcd的電阻R＝0.5Ω，邊長L＝20cm，勻強磁場垂直于線框平面向里，磁感應(yīng)強度的大小隨時間變化規(guī)律如圖乙所示，則下列說法中正確的是()A．線框中的感應(yīng)電流沿逆時針方向，大小為2.4×10－2AB．0～2s內(nèi)通過ab邊橫截面的電荷量為4.8×10－2CC．3s時ab邊所受安培力的大小為1.44×10－2ND．0～4s內(nèi)線框中產(chǎn)生的焦耳熱為1.152×10－3J解析：選BD由楞次定律判斷感應(yīng)電流為順時針方向，由法拉第電磁感應(yīng)定律得電動勢E＝Seq\f(ΔB,Δt)＝1.2×10－2V，感應(yīng)電流I＝eq\f(E,R)＝2.4×10－2A，故選項A錯誤；電荷量q＝IΔt，解得q＝4.8×10－2C，故選項B正確；安培力F＝BIL，由題圖乙得，3s時B＝0.3T，代入數(shù)值得：F＝1.44×10－3N，故選項C錯誤；由焦耳定律得Q＝I2Rt，代入數(shù)值得Q＝1.152×10－3J，故D選項正確。15．如圖甲所示，PQ為一條豎直直線，空間存在以PQ為軸足夠長的均勻發(fā)散形磁場，其磁場分布如圖乙所示(俯視)，現(xiàn)有一質(zhì)量為m的金屬環(huán)靜置于磁場中，環(huán)面水平，圓心也在PQ上，金屬環(huán)半徑為r、電阻為R，圓環(huán)所處位置的磁感應(yīng)強度大小為B?，F(xiàn)將圓環(huán)由靜止釋放，以下說法正確的是()A．圓環(huán)將做自由落體運動B．圓環(huán)在下落過程中存在順時針方向的電流(俯視)C．圓環(huán)下落過程中的最大電流為eq\f(mg,2πrB)D．圓環(huán)下落過程中的最大速度為eq\f(mgR,2π2r2B2)解析：選BC圓環(huán)下落過程中切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，受到向上的安培力作用，不是自由落體運動，故A錯誤；由右手定則可知圓環(huán)在下落過程中存在順時針方向的電流(俯視)，故B正確；當(dāng)速度最大時圓環(huán)下落過程中的電流最大，此時圓環(huán)受力平衡，mg＝BIm2πr，解得Im＝eq\f(mg,2πrB)，圓環(huán)下落過程中的最大速度為vm，則有Im＝eq\f(B·2πrvm,R)＝eq\f(mg,2πrB)，解得vm＝eq\f(mgR,4π2r2B2)，故C正確，D錯誤。故選B、C。三、非選擇題(本題共5小題，共55分)16．實驗題(Ⅰ、Ⅱ兩題共14分)Ⅰ.(7分)(1)在進(jìn)行“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，打算用槽碼盤和槽碼的總重力表示小車所受的合外力。①某次實驗得到如圖甲所示的一條清晰紙帶，截取其中一段用刻度尺(單位：cm)進(jìn)行測量，在紙帶上標(biāo)注A、B、C、D、E、F、G共7個計數(shù)點(每兩個點跡標(biāo)注一個計數(shù)點)，已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz。則計數(shù)點E所在位置的刻度尺讀數(shù)為________cm，該條紙帶________(選填“滿足”或“不滿足”)本實驗要求。②完成上述實驗后，我們可以繼續(xù)使用該實驗裝置，如圖乙所示，完成下列哪些實驗？________(多選)A．探究小車速度隨時間變化的規(guī)律B．探究作用力與反作用力的關(guān)系C．探究功與速度變化的關(guān)系D．驗證機械能守恒定律(2)在“探究單擺周期與擺長的關(guān)系”實驗時，①下列用游標(biāo)卡尺測小球直徑的操作最合理的是________。②游標(biāo)卡尺示數(shù)如圖所示，則該擺球的直徑d＝________mm。解析：(1)①由圖可知計數(shù)點E所在位置的刻度尺讀數(shù)為14.50cm。由圖可知，加速度太大，不滿足。②該實驗裝置并沒有涉及探究作用力與反作用力的關(guān)系；由于摩擦力的存在，系統(tǒng)機械能不守恒，所以該實驗裝置也不能用于驗證機械能守恒定律，故選A、C。(2)①小球應(yīng)處于游標(biāo)卡尺外測量爪的中部。故選B。②根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)d＝15mm＋40×0.02mm＝15.80mm。答案：(1)①14.50(14.45～14.54均可)不滿足②AC(2)①B②15.80Ⅱ.(7分)(1)小張同學(xué)用圖甲的實驗裝置“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”。斷開開關(guān)瞬間，發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向左偏轉(zhuǎn)了一下。①閉合開關(guān)穩(wěn)定后，將滑動變阻器的滑片向右滑動過程中，靈敏電流計的指針________(填“向左偏轉(zhuǎn)”“向右偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”)；②閉合開關(guān)穩(wěn)定后，將線圈A從線圈B抽出的過程中，靈敏電流計的指針________(填“向左偏轉(zhuǎn)”“向右偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”)；③如圖乙所示，R為熱敏電阻，其阻值隨著周圍環(huán)境溫度的升高而減小。輕質(zhì)金屬環(huán)A用輕繩懸掛，圓心與長直螺線管共軸，并位于其左側(cè)。若周圍環(huán)境溫度急劇上升，從左向右看，金屬環(huán)A中電流方向為________(填“順時針”或“逆時針”)，金屬環(huán)A將向________(填“左”或“右”)運動，并有________(填“收縮”或“擴張”)的趨勢。(2)在“探究變壓器線圈兩端的電壓和匝數(shù)的關(guān)系”實驗中，可拆變電壓器(鐵芯未閉合)如圖所示。①觀察兩個線圈的導(dǎo)線，發(fā)現(xiàn)粗細(xì)不同，導(dǎo)線粗的線圈匝數(shù)________(填“多”或“少”)；②為了人身安全，低壓交流電源的電壓不要超過________；A．2V B．12VC．50V③實驗中將電源接在原線圈的“0”和“8”兩個接線柱之間，用電表測得副線圈的“0”和“4”兩個接線柱之間的電壓為3.0V，則原線圈的輸入電壓可能為________。A．1.5V B．6.0VC．9.0V解析：(1)①在斷開開關(guān)時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向左偏了一下，說明穿過線圈B的磁通量減少，電流計指針向左偏，合上開關(guān)后，將滑動變阻器的滑片向右滑動時，電阻變小，流過線圈A的電流變大，穿過線圈B的磁通量增加，電流計指針將向右偏轉(zhuǎn)。②將線圈A從線圈B抽出的過程中，穿過線圈B的磁通量減少，電流計指針將向左偏轉(zhuǎn)。③由題圖乙，根據(jù)右手螺旋定則可判斷螺線管內(nèi)部磁場方向向右；當(dāng)周圍環(huán)境溫度急劇上升時，熱敏電阻的阻值減小，回路中電流增加，穿過金屬環(huán)A的磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知A中感應(yīng)電流產(chǎn)生向左的感應(yīng)磁場，再由右手螺旋定則可知從左向右看，金屬環(huán)A中電流方向為逆時針；因穿過環(huán)A的磁通量增加，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場方向與原電流產(chǎn)生的磁場方向相反，故相互排斥，則金屬環(huán)A將向左運動，且金屬環(huán)A有收縮的趨勢。(2)①觀察兩個線圈的導(dǎo)線，發(fā)現(xiàn)粗細(xì)不同，根據(jù)I1n1＝I2n2可知，匝數(shù)少的電流大，則導(dǎo)線粗，即導(dǎo)線粗的線圈匝數(shù)少；②為了人身安全，低壓交流電源的電壓不要超過12V，故選B；③若是理想變壓器，則變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系為eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，若變壓器的原線圈接“0”和“8”接線柱，副線圈接“0”和“4”接線柱，可知原副線圈的匝數(shù)比為2∶1，若副線圈電壓為3.0V，那么原線圈的電壓為U1＝2×3.0V＝6.0V，考慮到非理想變壓器有漏磁等現(xiàn)象，則原線圈所接電源電壓大于6.0V，可能為9.0V，故A、B錯誤，C正確。答案：(1)①向右偏轉(zhuǎn)②向左偏轉(zhuǎn)③逆時針左收縮(2)①少②B③C17．(8分)如圖甲所示，ACD是固定在水平面上的半徑為2r、圓心為O的金屬半圓弧導(dǎo)軌，EF是半徑為r、圓心也為O的半圓弧，在半圓弧EF與導(dǎo)軌ACD之間的半圓環(huán)區(qū)域內(nèi)存在垂直導(dǎo)軌平面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，B隨時間t變化的圖像如圖乙所示。OA間接有電阻P，金屬桿OM可繞O點轉(zhuǎn)動，M端與軌道接觸良好，金屬桿OM與電阻P的阻值均為R，其余電阻不計。(1)0～t0時間內(nèi)，OM桿固定在與OA夾角為θ1＝eq\f(π,3)的位置不動，求這段時間內(nèi)通過電阻P的感應(yīng)電流大小和方向；(2)t0～2t0時間內(nèi)，OM桿在外力作用下以恒定的角速度逆時針轉(zhuǎn)動，2t0時轉(zhuǎn)過角度θ2＝eq\f(π,3)到OC位置，求電阻P在這段時間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱Q；(3)2t0～3t0時間內(nèi)，OM桿仍在外力作用下以恒定的角速度逆時針轉(zhuǎn)動，3t0時轉(zhuǎn)到OD位置，若2t0時勻強磁場開始變化，使得2t0～3t0時間內(nèi)回路中始終無感應(yīng)電流，求B隨時間t變化的關(guān)系式，并在圖乙中補畫出這段時間內(nèi)的大致圖像。解析：(1)0～t0時間內(nèi)，eq\f(ΔB,Δt)＝eq\f(B0,t0)，E1＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB,Δt)·S1，S1＝eq\f(1,6)π(2r)2－eq\f(1,6)πr2＝eq\f(πr2,2)，I1＝eq\f(E1,2R)，解得：I1＝eq\f(B0πr2,4t0R)，通過電阻P的感應(yīng)電流方向為：A→P→O。(2)t0～2t0時間內(nèi)，OM轉(zhuǎn)動的角速度為ω＝eq\f(π,3t0)，感應(yīng)電動勢為：E2＝B0rv，v＝eq\f(ωr＋2ωr,2)，I2＝eq\f(E2,2R)，Q＝I22Rt0，解得：Q＝eq\f(B02π2r4,16t0R)。(3)2t0～3t0時間內(nèi)，回路中無感應(yīng)電流，磁通量不變，則B0πr2＝B·eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(πr2＋\f(ωt－2t0,2π)·3πr2))解得：B＝eq\f(2B0t0,t)。答案：(1)eq\f(B0πr2,4t0R)感應(yīng)電流方向為：A→P→O(2)eq\f(B02π2r4,16t0R)(3)B＝eq\f(2B0t0,t)(2t0≤t≤3t0)如圖18．(11分)如圖所示，水平放置的兩根平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在平臺上，導(dǎo)軌間距為1m，處在磁感應(yīng)強度為2T、豎直向下的勻強磁場中，平臺離地面的高度為h＝3.2m，初始時刻，質(zhì)量為2kg的桿ab與導(dǎo)軌垂直且處于靜止?fàn)顟B(tài)，距離導(dǎo)軌邊緣為d＝2m，質(zhì)量同為2kg的桿cd與導(dǎo)軌垂直，以初速度v0＝15m/s進(jìn)入磁場區(qū)域，最終發(fā)現(xiàn)兩桿先后落在地面上。已知兩桿接入電路的電阻均為r＝1Ω，導(dǎo)軌電阻不計，兩桿落地點之間的距離s＝4m，整個過程中兩桿始終不相碰，g＝10m/s2。(1)求ab桿從磁場邊緣射出時的速度大??；(2)當(dāng)ab桿射出時求cd桿運動的距離；(3)在兩根桿相互作用的過程中，求回路中產(chǎn)生的電能。解析：(1)設(shè)ab、cd桿從磁場邊緣射出時的速度分別為v1、v2，ab桿落地點到平臺邊緣的水平位移為x，cd桿落地點到平臺邊緣的水平位移為x＋s，則有x＝v1eq\r(\f(2h,g))，x＋s＝v2eq\r(\f(2h,g))根據(jù)動量守恒定律得：mv0＝mv1＋mv2，解得：v1＝5m/s，v2＝10m/s。(2)ab桿運動距離為d，對ab桿應(yīng)用動量定理得：BILΔt＝BLq＝mv1設(shè)cd桿運動距離為d＋Δx，q＝eq\f(ΔΦ,2r)＝eq\f(BLΔx,2r)解得Δx＝eq\f(2rmv1,B2L2)＝5mcd桿運動距離為d＋Δx＝7m。(3)根據(jù)能量守恒，回路中產(chǎn)生的電能等于系統(tǒng)損失的機械能E電＝eq\f(1,2)mv02－eq\f(1,2)mv12－eq\f(1,2)mv22＝100J。答案：(1)5m/s(2)7m(3)100J19．(11分)如圖所示，M、N、P、Q四條光滑的金屬導(dǎo)軌平行放置，導(dǎo)軌間距分別為2L和L，兩組導(dǎo)軌間由導(dǎo)線相連，裝置置于水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間存在豎直向下的磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場，兩根質(zhì)量均為m，接入電路的電阻阻值均為R的導(dǎo)體棒C、D垂直于導(dǎo)軌放置，開始兩導(dǎo)體棒均處于靜止?fàn)顟B(tài)，不計除導(dǎo)體棒外其余部分的電阻?，F(xiàn)給導(dǎo)體棒C一個初速度v0，兩導(dǎo)體棒在運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直并與導(dǎo)軌接觸良好。(1)開始時，導(dǎo)體棒D的加速度為多大？(2)若達(dá)到穩(wěn)定運動時，導(dǎo)體棒C未到兩組導(dǎo)軌連接處，導(dǎo)體棒D的穩(wěn)定速度為多大？(3)若穩(wěn)定運動后導(dǎo)體棒C到達(dá)兩組導(dǎo)軌連接處立即靜止，此后導(dǎo)體棒D還能運動多遠(yuǎn)？解析：(1)開始時，導(dǎo)體棒C中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E＝2BLv0電路中的感應(yīng)電流I＝eq\f(E