【導(dǎo)讀】2020-2020學(xué)年浙江省寧波三中高二（上）期中物理試卷。1．很多相同的絕緣銅圓環(huán)沿豎直方向疊放，形成一很長的豎直圓筒．一條形磁鐵沿圓筒的。中心軸豎直放置，其下端與圓筒上端開口平齊．讓條形磁鐵從靜止開始下落．條形磁鐵在圓。筒中的運(yùn)動速率（）。A．均勻增大B．先增大，后減小。C．逐漸增大，趨于不變D．先增大，再減小，最后不變。2．如圖所示，上下開口、內(nèi)壁光滑的銅管P和塑料管Q豎直放置，小磁塊先后在兩管中從。相同高度處由靜止釋放，并落至底部，則小磁塊（）。A．在P和Q中都做自由落體運(yùn)動。3．如圖所示，一載流長直導(dǎo)線和一矩形導(dǎo)線框固定在同一平面內(nèi)，線框在長直導(dǎo)線右側(cè)，4．吉他以其獨(dú)特的魅力吸引了眾多音樂愛好者，電吉他與普通吉他不同的地方是它的每一。根琴弦下面安裝了一種叫做“拾音器”的裝置，能將琴弦的振動轉(zhuǎn)化為電信號，電信號經(jīng)擴(kuò)音。17．繞在同一鐵芯上的兩個線圈M、N，M與光滑金屬導(dǎo)軌相連，導(dǎo)軌處存在與導(dǎo)

　　

【正文】 ，導(dǎo)軌上有與之垂直的導(dǎo)體棒 ab，當(dāng) ab向左或向右移動時均能在線圈 M中產(chǎn)生感應(yīng)電流；線圈 N與平行金屬板相連接，金屬板水平放置．欲使平行板中的帶負(fù)電液滴 P 靜止，導(dǎo)體棒 ab沿導(dǎo)軌運(yùn)動的情況是 左勻加速運(yùn)動或右勻減速運(yùn)動． ． 【考點(diǎn)】 交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生正弦式電流的原理；導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢． 【分析】 閉合鐵芯上繞有兩組線圈，就是一個變壓器 ，而變壓器只能改變交變電壓．根據(jù)右手定則、安培定則和楞次定律從右向左依次分析． 【解答】 解：欲使平行板中的帶負(fù)電液滴 P 靜止，左回路中電流為逆時針，且電壓不變， 若金屬棒 ab 向左勻加速運(yùn)動時，由右手定則判斷可知，棒中產(chǎn)生向下的感應(yīng)電流，而且感應(yīng)電流增大，電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，穿過右側(cè)線圈磁場向上，磁通量增加，由楞次定律可知，通過 C 的電流為逆時針，感應(yīng)電動勢不變． 金屬棒 ab 向右勻減速運(yùn)動時，由右手定則判斷可知，棒中產(chǎn)生向上的感應(yīng)電流，而且感應(yīng)電流減小，電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度減小，穿過右側(cè)線圈磁場向下，磁通量 減小，由楞次定律可知，通過 C 的電流為逆時針，感應(yīng)電動勢不變． 故答案為：左勻加速運(yùn)動或右勻減速運(yùn)動． 四．計算題（共 4小題， 40分．解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位） 18．如圖甲所示，在周期性變化的勻強(qiáng)磁場區(qū)域內(nèi)有垂直于磁場的半徑為 r=1m、電阻為R=，當(dāng)磁場按圖乙所示規(guī)律變化時，線框中有感應(yīng)電流產(chǎn)生． （ 1）在圖丙中畫出感應(yīng)電流隨時間變化的 i﹣ t 圖象（以逆時針方向為正）； （ 2）求出線框中 感應(yīng)電流的有效值． 【考點(diǎn)】 法拉第電磁感應(yīng)定律；正弦式電流的最大值和有效值、周期和頻率． 【分析】 （ 1）當(dāng)線圈的磁通量發(fā)生變化時，線圈中才會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，從而形成感應(yīng)電流；根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向． （ 2）根據(jù)有效值的定義求解．取一個周期時間，將交流與直流分別通過相同的電阻，若產(chǎn)生的熱量相同，直流的電流值，即為此交流的有效值． 【解答】 解：（ 1）由法拉第電磁感應(yīng)定律知： E= i= 0﹣ 1S 內(nèi)， i1= =2A，根據(jù)楞次定律得方向逆時針，為正； 1﹣ 3S 內(nèi)， i2=1A，方向順時針，為負(fù) 故感應(yīng)電流 隨時間變化的圖象如圖所示 （ 2）根據(jù)電流的熱效應(yīng)知： R? + R? =I2R?T 解得： I= A= 答：（ 1）如上圖所示． （ 2）線框中感應(yīng)電流的有效值 A． 19．如圖所示，變壓器原線圈 n1=800 匝，副線圈 n2=200 匝，燈泡 A標(biāo)有 “10V 2W”，電動機(jī) D 的線圈電阻為 1Ω．將交變電流 u=100 sinV加到理想變壓器原線圈兩端，燈泡恰能正常發(fā)光，．求： （ 1）副線圈端電壓（有效值）； （ 2）電動機(jī) D 的電功率． 【考點(diǎn)】 變壓器的構(gòu)造和原理． 【分析】 （ 1）從交流電壓瞬時值表達(dá) 式得到電壓的最大值，根據(jù) U= 求解電壓的有效值；再根據(jù)理想變壓器的變壓比公式 求解變壓器的輸出電壓； （ 2）先求解燈泡的額定電流，然后根據(jù)串聯(lián)電路的電壓和電流關(guān)系求解電動機(jī)的電壓和電流，根據(jù) P=UI 求解電動機(jī)的電功率． 【解答】 解：（ 1）交變電流 u=100 sinV，最大值為 100 V，故有效值為 U= ； 根據(jù)理想變壓器的變壓比公式 ，有： U2= ； （ 2）燈泡正常發(fā)光，電流為： I= 故電動機(jī)電壓為： UD=U2﹣ UL=25﹣ 10=15V 電動機(jī)的電功率為： PD=UDI=15 =3W 答：（ 1）副線圈 端電壓為 25V； （ 2）電動機(jī) D 的電功率為 3W． 20．如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，僅在虛線 MN 下面的空間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度隨高度變化的磁場（在同一水平線上各處磁感應(yīng)強(qiáng)度相同），磁場方向垂直紙面向里導(dǎo)軌上端跨接一定值電阻 R，質(zhì)量為 m 的金屬棒兩端各套在導(dǎo)軌上并可在導(dǎo)軌上無摩擦滑動，導(dǎo)軌和金屬棒的電阻不計，將導(dǎo)軌從 O 處由靜止釋放，進(jìn)入磁場后正好做勻減速運(yùn)動，剛進(jìn)入磁場時速度為 v，到達(dá) P 處時速度為 ， O 點(diǎn)和 P 點(diǎn)到 MN 的距離相等，求： （ 1）求金屬棒在磁場中所受安培力 F1的大?。? （ 2）若已知磁場上邊緣（緊靠 MN）的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B0，求 P 處磁感應(yīng)強(qiáng)度 BP； （ 3）在金屬棒運(yùn)動到 P 處的過程中，電阻上共產(chǎn)生多少熱量？ 【考點(diǎn)】 法拉第電磁感應(yīng)定律；焦耳定律． 【分析】 （ 1）棒自由落體后進(jìn)入磁場做勻減速運(yùn)動，可知，安培力大小不變，根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式，結(jié)合牛頓第二定律，并由安培力公式，即可求解； （ 2）根據(jù)安培力的表達(dá)式，結(jié)合閉合電路歐姆定律與法拉第電磁感應(yīng)定律，即可求解； （ 3）根據(jù)能量守恒定律，即可求解． 【解答】 解：（ 1）從 O→MN 過程中棒做自由落體運(yùn)動，則有： v2=2gh； 從 MN→P 的過程中，做勻減速運(yùn)動，故 F1大小不變， 由牛頓第二定律，則有： F1﹣ mg=ma； 而由運(yùn)動學(xué)公式可知， ； 綜合上三式，即可求得： F1=mg+ma= ． （ 2）由上可知，安培力的大小不變，由剛進(jìn)入磁場時速度為 v，到達(dá) P 處時速度為 ， 則有： ； 解得： （ 3）棒從 MN→P 過程中，且 O 點(diǎn)和 P 點(diǎn)到 MN 的距離相等， 根據(jù)能量守恒定律，則有產(chǎn)生熱量： Q= 答：（ 1）金屬棒在磁場中所受安培力 F1的大小 ； （ 2）若已知磁場上邊緣（緊靠 MN）的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B0， P 處磁感應(yīng)強(qiáng)度 B0； （ 3）在金屬棒運(yùn)動到 P 處的過程中，電阻上共產(chǎn)生 熱量． 21．如圖所示，電阻不計的足夠長光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面夾角為 θ，導(dǎo)軌間距為 l，軌道所在平面的正方形區(qū)域內(nèi)存在一有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B，方向垂直于導(dǎo)軌平面向上．電阻相同、質(zhì)量均為 m 的兩根相同金屬桿甲和乙放置在導(dǎo)軌上，甲金屬桿恰好處在磁場的上邊界處，甲、乙相距也為 l．在靜止釋放兩金屬桿的同時，對甲施加一沿導(dǎo)軌平面且垂直于甲金屬桿的外力，使甲在沿導(dǎo)軌向下的運(yùn)動過程中始終以加速度 a=gsinθ 做勻加速直線運(yùn)動，金屬桿乙進(jìn)入磁場時即做勻速運(yùn)動． （ 1）求金屬桿的電阻 R； （ 2）若從開始釋放兩金屬桿到金 屬桿乙剛離開磁場的過程中，金屬桿乙中所產(chǎn)生的焦耳熱為 Q，求外力 F 在此過程中所做的功． 【考點(diǎn)】 導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢；閉合電路的歐姆定律；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化． 【分析】 金屬桿由靜止做勻加速直線運(yùn)動，運(yùn)動 l后，進(jìn)入磁場時即做勻速運(yùn)動．由平衡條件可求安培力，進(jìn)而求得電流、電阻； 由焦耳定律可求金屬桿乙中所產(chǎn)生的焦耳熱，由能量守恒定律可求外力的功． 【解答】 解：（ 1）在乙尚未進(jìn)入磁場中的過程中，甲、乙的加速度相同，設(shè)乙剛進(jìn)入磁場時的速度 v v2=2ax v= 乙剛進(jìn)入磁場時，對乙由根據(jù)平衡條件得 （ 2）設(shè)乙從釋放到剛進(jìn)入磁場過程中做勻加速直線運(yùn)動所需要的時間為 tl l= 設(shè)乙從進(jìn)入磁場過程至剛離開磁場的過程中做勻速直線運(yùn)動所需要的時間為 t2 l=vt2 設(shè)乙離開磁場時，甲的速度 v′ v′=（ gsinθ）（ tl+t2） = 設(shè)甲從開始釋放至乙離開磁場的過程中的位移為 x， 根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律得： 得： WF=2Q﹣ mglsinθ 答：（ 1）金屬桿的電阻 ； （ 2）若從開始釋放兩金屬桿到金屬桿乙剛離開磁場的過程中，金屬桿乙中所產(chǎn)生的焦耳熱為 Q，外力 F 在此過程中所做的功 2Q﹣ mglsinθ． 2020年 8月 4日