02日李志成高中物理组卷资料

2016年05月02日李志成的高中物理组卷资料2016年05月02日李志成的高中物理组卷资料2016年05月02日李志成的高中物理组卷资料2016年05月02日李志成的高中物理组卷一．选择题（共10小题）1．（2016?河南校级模拟）1824年，法国科学家阿拉果完成了出名的“圆盘实验”．实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用娇嫩细线悬挂一枚能够自由旋转的磁针，以下列图．实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后．以下说法正确的选项是（）．圆盘上产生了感觉电动势B．圆盘内的涡电流产生的磁场致使磁针转动C．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场致使磁针转动2．（2014?江苏模拟）如图（a）为放在电磁灶加热板上的锅底剖面图，B是加热线圈中电流产生的磁场，这个磁场从圆心沿径向分布．其磁感线分布形状如图（b）所示的伞形．B的变化激起锅底内部产生涡流．经过计算发现，锅底产生的热功率与交流电的频率平方成正比，与加热线圈的电流强度和匝数的平方成正比，加热线圈一般用16～20股直径为0.5mm的铜丝绞合制成．以下关于电磁灶的说法正确的选项是（）．电磁灶接高压直流电也能加热食品B．电磁灶能够用铁锅也可能用铝锅，铝锅比铁锅加热收效更好C．电磁灶是经过锅底涡流发热，与一般电炉对照不存在热量在传达过程中的耗费D．锅底做成平底是为了加强牢固性，实质上圆底锅也能很好加热食品3．（2012秋?乐东县校级期末）以下列图是日光灯的结构表示图，若按图示的电路连接，关于日光灯发光的情况，以下表达中正确的选项是（）第1页（共21页）S3，日光灯还可以正常发光A．S1接通，S2、S3断开，日光灯就能正常发光B．S1、S2接通，S3断开，日光灯就能正常发光C．S3断开，接通S1、S2后，再断开S2，日光灯就能正常发光D．当日光灯正常发光后，再接通4．（2015?黑龙江模拟）如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2．原线圈经过一理想电流表接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串通后接到副线圈的两端．假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无量大．用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd，则（）A．Uab：Ucd=n1：n2B．增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小C．负载电阻的阻值越小，cd间的电压Ucd越大D．将二极管短路，电流表的读数加倍5．（2011?浙江模拟）以下列图，理想变压器，原副线圈的匝数比为n．原线圈接正弦交流电压U，输出端A、A1、A2、A3为理想的交流电流表，R1、R2、R3为三个完好相同的电阻，L为电感，C为电容，当输入端接通电源后，电流表A读数为I．以下判断不正确的选项是（）A．R1两端的电压为B．经过副线圈的最大电流IC．电流表A1的读数I1大于电流表A2的读数I2D．电流表A3的读数I3=06．（2011?浙江模拟）（改、银川一中2011届高三年级第六次月考）矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的交流通入变压器的原线圈，其副线圈两端电压变化以下列图，原、副线圈匝数之比为n1：n2=1：10的理想变压器原线圈两端，则（）A．变压器副线圈两端的电压为U2=100VB．感觉电动势的瞬市价表达式为e=10sinπ（V）第2页（共21页）C．t=0.005秒时，穿过副线圈平面的磁通量最大D．t=0.005秒时，矩形线圈平面与磁场方向平行7．（2014?广东）以下列图的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭合电键S，以下说法正确的选项是（）A．P向下滑动时，灯L变亮B．P向下滑动时，变压器的输出电压不变C．P向上滑动时，变压器的输入电流变小D．P向上滑动时，变压器的输出功率变大8．（2011?安徽）以下列图的地域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感觉强度为B．电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动（O轴位于磁场界线）．则线框内产生的感觉电流的有效值为（）A．B．C．D．9．（2014?江苏）以下列图，导电物质为电子的霍尔元件位于两串通线圈之间，线圈中电流为I，线圈间产生匀强磁场，磁感觉强度大小B与I成正比，方向垂直于霍尔元件的两侧面，此时经过霍尔元件的电流为IH，与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压UH满足：UH=k，式中k为霍尔系数，d为霍尔元件两侧面间的距离，电阻R远大于RL，霍尔元件的电阻能够忽略，则（）．霍尔元件前表面的电势低于后表面B．若电源的正负极对调，电压表将反偏C．IH与I成正比D．电压表的示数与RL耗资的电功率成正比第3页（共21页）10．（2015?上海）监控系统控制电路以下列图，电键S闭合时，系统白天和夜晚都工作；电键S断开时，系统仅夜晚工作．在电路中虚框处分别接入光敏电阻（受光照时阻值减小）和定值电阻，则电路中（）A．C是“与门”，A是光敏电阻B．C是“与门”，B是光敏电阻C．C是“或门”，A是光敏电阻D．C是“或门”，B是光敏电阻二．填空题（共2小题）11．金属块放在的磁场中，也许让它在磁场中时，金属块内将产生，即涡流．12．（2013春?漳州校级月考）以下列图，在日光灯工作原理中（1）开关合上前，启动器的静金属片和动金属片是（填“接通的”或“断开的”）；（2）日光灯启动瞬时，灯管两端的电压220V（填“高于”“等于”或“小于”）；（3）日光灯正常发光时，启动器的静触片和动触片（填“接通”或“断开”），镇流器起着的作用保证日光灯正常工作；（4）启动器中的电容器能防备产生电火花，没有电容器，启动器工作（填“能”或“不能够”）．三．解答题（共7小题）13．（2008?天津）磁悬浮列车是一种高速低耗的新式交通工具．它的驱动系统简化为以下模型，固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电阻金属框，电阻为R，金属框置于xOy平面内，长边MN长为l平行于y轴，宽度为d的NP边平行于x轴，如图1所示．列车轨道沿Ox方向，轨道地域内存在垂直于金属框平面的磁场，磁感觉强度B沿Ox方向按正弦规律分布，其空间周期为λ，最大值为B0，如图2所示，金属框同一长边上各处的磁感觉强度相同，整个磁场以速度v0沿Ox方向匀速平移．设在短暂时间内，MM、PQ边所在地址的磁感觉强度随时间的变化能够忽略，并忽略所有阻力．列车在驱动系统作用下沿Ox方向加速行驶，某时辰速度为v（v＜v0）．（1）简要表达列车运行中获得驱动力的原理；（2）为使列车获得最大驱动力，写出MM、PQ边应处于磁场中的什么地址及λ与d之间应满足的关系式；（3）计算在满足第（2）问的条件以下车速度为v时驱动力的大小．第4页（共21页）14．（2011?天津校级模拟）涡流制动是一种利用电磁感觉原理工作的新式制动方式，它的基根源理如图甲所示．水平面上固定一块铝板，当一竖直方向的条形磁铁在铝板上方几毫米高度上水平经过时，铝板内感觉出的涡流会对磁铁的运动产生阻拦作用．涡流制动是磁悬浮列车在高速运行时进行制动的一种方式．某研究所制成如图乙所示的车和轨道模型来定量模拟磁悬浮列车的涡流制动过程．车厢下端安装有电磁铁系统，能在长为L1，宽L2的矩形地域内产生竖直方向的匀强磁场，磁感觉强度可随车速的减小而自动增大（由车内速度传感器控制），但最大不高出B1=2T，将铝板简化为长大于L1，宽也为L2的单匝矩形线圈，间隔铺设在轨道正中央，此间隔也为L2，每个线圈的电阻为R1Ω，导线粗细忽略不计．在某次实验中，模型车速度为v0=20m/s时，启动电磁铁系统开始制动，车马上以加速度a1=2m/s2做匀减速直线运动，当磁感觉强度增加到B1时就保持不变，直到模型车停止运动．已知模型车的总质量为m1=36kg，空气阻力不计．不考虑磁感觉强度的变化引起的电磁感觉现象以及线圈激发的磁场对电磁铁产生磁场的影响．1）电磁铁的磁感觉强度达到最大时，模型车的速度为多大？2）模型车的制动距离为多大？3）为了节约能源，将电磁铁换成若干个并在一起的永磁铁组，两个相邻的磁铁磁极的极性相反，且将线圈改为连续铺放，如图丙所示，已知模型车质量减为m2=20kg，永磁铁激发的磁感觉强度恒为B2=0.1T，每个线圈匝数为N=10，电阻为R2=1Ω，相邻线圈亲密接触但相互绝缘．模型车仍以v0=20m/s的初速度开始减速，为保证制动距离不大于80m，最少安装几个永磁铁？15．如图是高频焊接原理表示图，线圈中通以高频交流电时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，由于焊缝处的接触电阻很大，放出的焦耳热很多，致使温度升得很高，将金属消融，焊接在一起．我国生产的自行车车架就是用这种方法焊接的．试定性地说明：为什么交变电流的频率越高，焊缝处放出的热量越多．16．（2002?上海）已知某一地域的地下埋有一根与地表面平行的直线电缆，电缆中通有变化的电流，在其周围有变化的磁场，因此能够经过在地面上测量闭合试试小线圈中的感觉电动势来探测电缆的确切地址、走向和深度．当线圈平面平行地面测量时，在地面上a、c两处第5页（共21页）测得试试线圈中的电动势为零，b、d两处线圈中的电动势不为零；当线圈平面与地面成45°夹角时，在b、d两处测得试试线圈中的电动势为零．经过测量发现，a、b、c、d恰好位于边长为1米的正方形的四个顶角上，以下列图．据此能够判断地下电缆在两点连线的正下方，离地表面的深度为米．17．（2015秋?旭日区期末）磁流体发电拥有结构简单、启动快捷、环保且无需转动机械等优势．以下列图，是正处于研究阶段的磁流体发电机的简单模型图，其发电通道是一个长方体空腔，长、高、宽分别为l、a、b，前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极，这两个电极经过开关与阻值为R的某种金属直导体MN连成闭合电路，整个发电通道处于匀强磁场中，磁感觉强度的大小为B，方向垂直纸面向里．高温等离子体以不变的速率v水平向右喷入发电通道内，发电机的等效内阻为r，忽略等离子体的重力、相互作用力及其他因素．1）求该磁流体发电机的电动势大小E；2）当开关闭合后，整个闭合电路中就会产生恒定的电流．a．要使等离子体以不变的速率v经过发电通道，必定有推动等离子体在发电通道内前进的作用力．若是不计其他耗费，这个推力的功率PT就应该等于该发电机的总功率PD，请你证明这个结论；b．若以该金属直导体MN为研究对象，由于电场的作用，金属导体中自由电子定向运动的速率增加，但运动过程中会与导体内不动的粒子碰撞从而减速，因此自由电子定向运动的平均速率不随时间变化．设该金属导体的横截面积为s，电阻率为ρ，电子在金属导体中可认为平均分布，每个电子的电荷量为e．求金属导体中每个电子所受平均阻力的大小f．18．（2015秋?长沙校级期末）如图1是某同学设计的电容式原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体，在两极板间电压恒定的条件下，极板上所带电量Q将随待测物体的上下运动而变化，若Q随时间t的变化关系为Q=（a、b为大于零的常数），其图象如图2所示，那么如图3中反响极板间场富强小E随t变化的图线可能是（填①或②）；如图4中反响物体速率v随t变化的图线可能是（填③或④）．第6页（共21页）19．（2000?安徽）以下列图，厚度为h、宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感觉强度为B的匀强磁场中，当电流经过导体板时，在导体板的上侧面A和下侧面A′之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应．实验表示，当磁场不太强时，电势差U、电流I和B的关系为U=k，式中的比率系数k称为霍尔系数．设电流I是由自由电子的定向流动形成的，电子的平均定向搬动速度为v，电荷量为e，回答以下问题：（1）达到牢固状态时，导体板上侧面A的电势下侧面A′的电势（填“高于”“低于”或“等于”）；（2）电子所受的洛伦兹力的大小为；（3）当导体板上下两侧之间的电势差为U时，电子所受静电力的大小为；（4）证明霍尔系数为k=，其中n代表导体内单位体积中自由电子的个数．第7页（共21页）2016年05月02日李志成的高中物理组卷参照答案与试题解析一．选择题（共10小题）1．（2016?河南校级模拟）1824年，法国科学家阿拉果完成了出名的“圆盘实验”．实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用娇嫩细线悬挂一枚能够自由旋转的磁针，以下列图．实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后．以下说法正确的选项是（）．圆盘上产生了感觉电动势B．圆盘内的涡电流产生的磁场致使磁针转动C．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场致使磁针转动【解答】解：A、圆盘在转动中由于半径方向的金属条切割磁感线，从而在圆心和边缘之间产生了感觉电动势；故A正确；B、圆盘在径向的金属条切割磁感线过程中，内部距离圆心远近不相同的点电势不等，从而形成涡流，涡流产生的磁场又致使磁针转动，故B正确；C、由于圆盘面积不变，距离磁铁的距离不变，故整个圆盘中的磁通量没有变化；故C错误；D、圆盘中自由电子随圆盘一起运动形成的电流的磁场，由安培定则可判断出在中心方向竖直向下，其他地址关于中心对称，此磁场不会致使磁针转动；故D错误；应选：AB．2．（2014?江苏模拟）如图（a）为放在电磁灶加热板上的锅底剖面图，B是加热线圈中电流产生的磁场，这个磁场从圆心沿径向分布．其磁感线分布形状如图（b）所示的伞形．B的变化激起锅底内部产生涡流．经过计算发现，锅底产生的热功率与交流电的频率平方成正比，与加热线圈的电流强度和匝数的平方成正比，加热线圈一般用16～20股直径为0.5mm的铜丝绞合制成．以下关于电磁灶的说法正确的选项是（）．电磁灶接高压直流电也能加热食品B．电磁灶能够用铁锅也可能用铝锅，铝锅比铁锅加热收效更好第8页（共21页）C．电磁灶是经过锅底涡流发热，与一般电炉对照不存在热量在传达过程中的耗费D．锅底做成平底是为了加强牢固性，实质上圆底锅也能很好加热食品【解答】解：A、电磁灶的工作原理是电磁感觉，若是接高压直流电，没有涡电流产生，故A错误；B、电磁灶能够用铁锅，但不能用铝锅；关于铝锅，置于电磁场中虽能产生涡流，但由于导磁性弱，经过它的磁场可是一小部分，即漏磁大，故效率较低；故不能够用铝锅；故B错误；C、电磁灶是经过锅底涡流发热，与一般电炉对照不存在热量在传达过程中的耗费，效率较高，故C正确；D、锅底做成平底能够加强牢固性，主若是增加涡电流，故D错误；应选：C．3．（2012秋?乐东县校级期末）以下列图是日光灯的结构表示图，若按图示的电路连接，关于日光灯发光的情况，以下表达中正确的选项是（）A．S1接通，S2、S3断开，日光灯就能正常发光B．S1、S2接通，S3断开，日光灯就能正常发光C．S3断开，接通S1、S2后，再断开S2，日光灯就能正常发光D．当日光灯正常发光后，再接通S3，日光灯还可以正常发光【解答】解：A、S1接通，S2、S3断开时，电源电压220V直接加在灯管两端，达不到灯管启动的高压值，日光灯不能够发光，故A错误；B、S1、S2接通，S3断开时，灯管两端被短路，灯管电压为零，日光灯不能够发光，故B选错误；C、只有当S1、S2接通，灯丝被预热，发出电子，再断开S2，镇流器中产生很大的自感电动势，和原电压一起加在灯管两端，赌气体电离，日光灯正常发光，故C正确；D、日光灯正常发光后，再接通S3，则镇流器被短路，灯管两端电压过高，会损坏灯管，故错误；应选C．4．（2015?黑龙江模拟）如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2．原线圈经过一理想电流表接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串通后接到副线圈的两端．假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无量大．用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd，则（）第9页（共21页）A．Uab：Ucd=n1：n2B．增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小C．负载电阻的阻值越小，cd间的电压Ucd越大D．将二极管短路，电流表的读数加倍【解答】解：A、若没有二极管，依照理想变压器的电压与匝数成正比，即有：Uab：Ucd=n1：n2；而因二极管的单导游电性，Uab：Ucd=n1：n2；，故A错误；B、副线圈两段的电压依赖于输入电压和匝数，因此副线圈两端的电压不变，电阻增大，则电流减小，副线圈的功率减小，最后使得输入功率减小，而输入电压不变，最后使得电流减小，因此电流表的示数减小，故B正确；C、cd间的电压由原线圈的输入电压以及原、副线圈的匝数比有关，与负载电阻没关，因此cd间的电压Ucd不会随着负载电阻变化，故C错误；D、二极管短路后，输出功率加倍，则输入功率加倍P入=IU1，由于U1不变，因此I1加倍，电流表的示数加倍，故D正确；应选：BD．5．（2011?浙江模拟）以下列图，理想变压器，原副线圈的匝数比为n．原线圈接正弦交流电压U，输出端A、A1、A2、A3为理想的交流电流表，R1、R2、R3为三个完好相同的电阻，L为电感，C为电容，当输入端接通电源后，电流表A读数为I．以下判断不正确的选项是（）A．R1两端的电压为B．经过副线圈的最大电流IC．电流表A1的读数I1大于电流表A2的读数I2D．电流表A3的读数I3=0【解答】解：A、依照得：，因此R1两端的电压为：，故A正确；B、依照题意得副线圈的电流为I，因此经过副线圈的最大电流为，故B正确；C、线圈会产生感觉电流阻拦原电流即I1＞I2，故C正确；D、电容器通交流阻直流，故有电流经过电流表A3，即I3≠0，故D错误．本题选不正确的应选D第10页（共21页）6．（2011?浙江模拟）（改、银川一中2011届高三年级第六次月考）矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的交流通入变压器的原线圈，其副线圈两端电压变化以下列图，原、副线圈匝数之比为n1：n2=1：10的理想变压器原线圈两端，则（）A．变压器副线圈两端的电压为U2=100VB．感觉电动势的瞬市价表达式为e=10sinπ（V）C．t=0.005秒时，穿过副线圈平面的磁通量最大D．t=0.005秒时，矩形线圈平面与磁场方向平行【解答】解：A、由图象能够获得变压器副线圈的电压的最大值为10V，因此电压的有效值为10V，因此A错误；B、由于原、副线圈匝数之比为n1：n2=1：10，依照电压与匝数成正比可得，原线圈的电压的最大值为V，交流电的周期为，因此ω===100π，因此感觉电动势的瞬市价表达式为e=sin100πt（V），因此B错误；C、当t=0.005秒时，带入e=sin100πt（V）可得，e=sin100π×0.005=sinπ=（V），此时的电压最大，因此此时穿过副线圈平面的磁通量的变化率最大，穿过副线圈平面的磁通量为零，因此C错误；D、依照C的解析可知，此时穿过副线圈平面的磁通量为零，矩形线圈平面与磁场方向平行，因此D正确．应选D．7．（2014?广东）以下列图的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭合电键S，以下说法正确的选项是（）A．P向下滑动时，灯L变亮B．P向下滑动时，变压器的输出电压不变C．P向上滑动时，变压器的输入电流变小D．P向上滑动时，变压器的输出功率变大【解答】解：A、当滑动变阻器R的滑片向下搬动时，致使总电阻增大，由于输入电压U1不变，且原副线圈匝数不变，因此副线圈电压不变，依照，即亮度不变．故A错误；B、当滑动变阻器R的滑片向下搬动时，致使总电阻增大，由于输入电压U1不变，且原副线圈匝数不变，因此副线圈电压不变，故B正确；第11页（共21页）C、当滑动变阻器R的滑片向上搬动时，致使总电阻减小，由于输入电压U1不变，且原副线圈匝数不变，因此副线圈电压不变，则有副线圈的总电流增大．因此输入电流也变大．故C错误；D、当滑动变阻器R的滑片向上搬动时，致使总电阻减少，由于输入电压U1不变，且原副线圈匝数不变，因此副线圈电压不变，则有副线圈的总电流增大．则输出功率增大，故D正确．应选：BD．8．（2011?安徽）以下列图的地域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感觉强度为B．电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动（O轴位于磁场界线）．则线框内产生的感觉电流的有效值为（）A．B．C．D．【解答】解：交流电流的有效值是依照电流的热效应得出的，线框转动周期为T，而线框转动一周只有的时间内有感觉电流，则有（）22，因此DR=IRT，因此I=正确．应选：D．9．（2014?江苏）以下列图，导电物质为电子的霍尔元件位于两串通线圈之间，线圈中电流为I，线圈间产生匀强磁场，磁感觉强度大小B与I成正比，方向垂直于霍尔元件的两侧面，此时经过霍尔元件的电流为IH，与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压UH满足：UH=k，式中k为霍尔系数，d为霍尔元件两侧面间的距离，电阻R远大于RL，霍尔元件的电阻能够忽略，则（）．霍尔元件前表面的电势低于后表面B．若电源的正负极对调，电压表将反偏C．IH与I成正比第12页（共21页）D．电压表的示数与RL耗资的电功率成正比【解答】解：A、依照电流周围存在磁场，结合安培定则可知，磁场的方向，而电子搬动方向与电流的方向相反，再由左手定则可得，电子偏向后表面，致使前表面的电势高于后表面，故A错误；B、当电源正负对调后，磁场虽反向，而电子运动方向也反向，由左手定则可知，洛伦兹力的方向不变，则电压表将不会反偏，故B错误；C、以下列图，R和霍尔元件串通再与RL并联，I是干路电流，IH是霍尔元件支路的电流，电压表测量的霍尔元件的电压UH，而不是外电路（就是串通R再并联RL），依照串并联特点，则有：IHR=（I﹣IH）RL，即为I=；因此IH与I成正比，故C正确；D、依照RL耗资的电功率PL==，显然PL与成正比，又由于磁感应强度大小B与I成正比，即B与IH成正比，电压表的示数UH=，则UH与I2成正比，因此UH与RL耗资的电功率PL成正比，故D正确．应选：CD．10．（2015?上海）监控系统控制电路以下列图，电键S闭合时，系统白天和夜晚都工作；电键S断开时，系统仅夜晚工作．在电路中虚框处分别接入光敏电阻（受光照时阻值减小）和定值电阻，则电路中（）A．C是“与门”，A是光敏电阻B．C是“与门”，B是光敏电阻C．C是“或门”，A是光敏电阻D．C是“或门”，B是光敏电阻【解答】解：由题意可知：S断开时报警系统自动开始工作，光辉不暗时不工作，因此滑动变阻器与光敏电阻相连；S闭合时，报警系统24小时都能工作，因此电键应与定值电阻相连，两个条件有一个满足就工作，因此是或门．电路图以下列图：应选：D．二．填空题（共2小题）第13页（共21页）11．金属块放在变化的磁场中，也许让它在磁场中切割磁感线时，金属块内将产生感觉电流，即涡流．【解答】解：把金属块放在变化的磁场中，变化的磁场产生电场，能够产生涡流．把金属块在磁场中切割磁感线运动，有感觉电动势，产生感觉电流；故答案为：变化，切割磁感线，感觉电流．12．（2013春?漳州校级月考）以下列图，在日光灯工作原理中（1）开关合上前，启动器的静金属片和动金属片是断开的（填“接通的”或“断开的”）；（2）日光灯启动瞬时，灯管两端的电压高于220V（填“高于”“等于”或“小于”）；（3）日光灯正常发光时，启动器的静触片和动触片断开（填“接通”或“断开”），镇流器起着限流降压的作用保证日光灯正常工作；（4）启动器中的电容器能防备产生电火花，没有电容器，启动器能工作（填“能”或“不能”）．【解答】解：镇流器在启动时产生瞬时高压，在正常工作时起降压限流作用，电路接通后，启辉器中的氖气停止放电（启辉器分压少、辉光放电无法进行，不工作），U型片冷却缩短，两个触片分别，灯丝受热时发射出来的大量电子，在灯管两端高电压作用下，以极大的速度由低电势端向高电势端运动．在加速运动的过程中，碰撞管内氩气分子，使之迅速电离．在紫外线的激发下，管壁内的荧光粉发出近乎白色的可见光．1）开关合上前，启动器的静金属片和动金属片是断开的；2）日光灯启动瞬时，灯管两端的电压高于220V；3）日光灯正常发光时，启动器的静触片和动触片断开的，4）启动器中的电容器能防备产生电火花，没有电容器，启动器能工作．故答案为：（1）断开的；（2）高于；（3）断开，限流降压；（4）能．三．解答题（共7小题）13．（2008?天津）磁悬浮列车是一种高速低耗的新式交通工具．它的驱动系统简化为以下模型，固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电阻金属框，电阻为R，金属框置于xOy平面内，长边MN长为l平行于y轴，宽度为d的NP边平行于x轴，如图1所示．列车轨道沿Ox方向，轨道地域内存在垂直于金属框平面的磁场，磁感觉强度B沿Ox方向按正弦规律分布，其空间周期为λ，最大值为B0，如图2所示，金属框同一长边上各处的磁感觉强度相同，整个磁场以速度v0沿Ox方向匀速平移．设在短暂时间内，MM、PQ边所在地址的磁感觉强度随时间的变化能够忽略，并忽略所有阻力．列车在驱动系统作用下沿Ox方向加速行驶，某时辰速度为v（v＜v0）．（1）简要表达列车运行中获得驱动力的原理；（2）为使列车获得最大驱动力，写出MM、PQ边应处于磁场中的什么地址及λ与d之间应满足的关系式；（3）计算在满足第（2）问的条件以下车速度为v时驱动力的大小．第14页（共21页）【解答】解：（1）由于列车速度与磁场平移速度方向不相同，致使穿过金属框的磁通量发生变化，由于电磁感觉，金属框中会产生感觉电流，该电流碰到安培力即为驱动力．2）为使列车获得最大驱动力，MM、PQ应位于磁场中磁感觉强度同为最大值且反向的地方，这会使得金属框所围面积的磁通量变化率最大，致使线框中电流最强，也会使得金属框长边中电流碰到的安培力最大，因此，d应为的奇数倍，即①（3）由于满足（2）问条件，则MM、PQ边所在处的磁感觉强度大小均为B0且方向总相反，经短暂的时间△t，磁场沿Ox方向平移的距离为v0△t，同时，金属框沿Ox方向搬动的距离为v△t．由于v0＞v，因此在△t时间内MN边扫过磁场的面积S=（v0﹣v）l△t在此△t时间内，MN边左侧穿过S的磁通量移进金属框而引起框内磁通量变化△ΦMN=B0l（v0﹣v）△t②同理，该△t时间内，PQ边左侧移出金属框的磁通引起框内磁通量变化△ΦPQ=B0l（v0﹣v）△t③故在△t内金属框所围面积的磁通量变化△Φ=△ΦMN+△ΦPQ④依照法拉第电磁感觉定律，金属框中的感觉电动势大小⑤依照闭合电路欧姆定律有⑥依照安培力公式，MN边所受的安培力FMN=B0IlPQ边所受的安培力FPQ=B0Il依照左手定则，MM、PQ边所受的安培力方向相同，此时列车驱动力的大小F=FMN+FPQ=2B0Il⑦联立解得⑧14．（2011?天津校级模拟）涡流制动是一种利用电磁感觉原理工作的新式制动方式，它的基根源理如图甲所示．水平面上固定一块铝板，当一竖直方向的条形磁铁在铝板上方几毫米高度上水平经过时，铝板内感觉出的涡流会对磁铁的运动产生阻拦作用．涡流制动是磁悬浮列车在高速运行时进行制动的一种方式．某研究所制成如图乙所示的车和轨道模型来定量模拟磁悬浮列车的涡流制动过程．车厢下端安装有电磁铁系统，能在长为L1，宽L2第15页（共21页）的矩形地域内产生竖直方向的匀强磁场，磁感觉强度可随车速的减小而自动增大（由车内速度传感器控制），但最大不高出B1=2T，将铝板简化为长大于L1，宽也为L2的单匝矩形线圈，间隔铺设在轨道正中央，此间隔也为L2，每个线圈的电阻为R1Ω，导线粗细忽略不计．在某次实验中，模型车速度为v0=20m/s时，启动电磁铁系统开始制动，车马上以加速度a1=2m/s2做匀减速直线运动，当磁感觉强度增加到B1时就保持不变，直到模型车停止运动．已知模型车的总质量为m1=36kg，空气阻力不计．不考虑磁感觉强度的变化引起的电磁感觉现象以及线圈激发的磁场对电磁铁产生磁场的影响．1）电磁铁的磁感觉强度达到最大时，模型车的速度为多大？2）模型车的制动距离为多大？3）为了节约能源，将电磁铁换成若干个并在一起的永磁铁组，两个相邻的磁铁磁极的极性相反，且将线圈改为连续铺放，如图丙所示，已知模型车质量减为m2=20kg，永磁铁激发的磁感觉强度恒为B2=0.1T，每个线圈匝数为N=10，电阻为R2=1Ω，相邻线圈亲密接触但相互绝缘．模型车仍以v0=20m/s的初速度开始减速，为保证制动距离不大于80m，最少安装几个永磁铁？【解答】解：（1）假设电磁铁的磁感觉强度达到最大时，模型车的速度为v1则E1=B1L1v1①②F1=B1I1L1③F1=m1a1④由①②③④式并代入数据得v1=5m/s⑤（2）⑥由第（1）问的方法同理获得磁感觉强度达到最大今后任意速度v时，安培力的大小为⑦对速度v1后模型车的减速过程用动量定理得⑧⑨x=x1+x2⑩由⑥⑦⑧⑨⑩并代入数据得x=106.25m（11）（3）假设需要n个永磁铁当模型车的速度为v时，每个线圈中产生的感觉电动势为E2=2NB2L1v（12）第16页（共21页）每个线圈中的感觉电流为每个磁铁碰到的阻力为F2=2NB2I2L1（13）n个磁铁碰到的阻力为F合=2nNB2I2L1（14）由第（2）问同理可得（15）由（11）（15）并代入已知得即最少需要4个永磁铁．15．如图是高频焊接原理表示图，线圈中通以高频交流电时，待焊接的金属工件中就产生感觉电流，由于焊缝处的接触电阻很大，放出的焦耳热很多，致使温度升得很高，将金属消融，焊接在一起．我国生产的自行车车架就是用这种方法焊接的．试定性地说明：为什么交变电流的频率越高，焊缝处放出的热量越多．【解答】解：高频焊接利用高频交变电流产生高频交变磁场，在焊接的金属工件中就产生感应电流，依照法拉第电磁感觉定律解析可知，电流变化的频率越高，磁通量变化频率越高，产生的感觉电动势越大，感觉电流越大，焊缝处的温度高升的越快．答：如上所述．16．（2002?上海）已知某一地域的地下埋有一根与地表面平行的直线电缆，电缆中通有变化的电流，在其周围有变化的磁场，因此能够经过在地面上测量闭合试试小线圈中的感觉电动势来探测电缆的确切地址、走向和深度．当线圈平面平行地面测量时，在地面上a、c两处测得试试线圈中的电动势为零，b、d两处线圈中的电动势不为零；当线圈平面与地面成45°夹角时，在b、d两处测得试试线圈中的电动势为零．经过测量发现，a、b、c、d恰好位于边长为1米的正方形的四个顶角上，以下列图．据此能够判断地下电缆在ac两点连线的正下方，离地表面的深度为米．【解答】解：当线圈平面平行地面测量时，在地面上a、c两处测得试试线圈中的电动势为零，说明经过线圈的磁通量为零，则小线圈在a、c两处的正上方，而b、d两处线圈中的电动势不为零，说明穿过小线圈的磁通量发生变化，则试试线圈在通电直导线的两边．当线圈平面与地面成45°夹角时，在b、d两处测得试试线圈中的电动势为零．则说明小线圈现在的地址与直导线平行且在小线圈的正下方．又由于a、b、c、d恰好位于边长为1米的正方形的四个顶角上．因此可确定地下电缆在ac两点连线的正下方．第17页（共21页）当线圈平面与地面成45°夹角时，直导线在小线圈的正下方．则边长为1米的正方形可知，直导线离地表的深度为故答案为：ac；17．（2015秋?旭日区期末）磁流体发电拥有结构简单、启动快捷、环保且无需转动机械等优势．以下列图，是正处于研究阶段的磁流体发电机的简单模型图，其发电通道是一个长方体空腔，长、高、宽分别为l、a、b，前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极，这两个电极经过开关与阻值为R的某种金属直导体MN连成闭合电路，整个发电通道处于匀强磁场中，磁感觉强度的大小为B，方向垂直纸面向里．高温等离子体以不变的速率v水平向右喷入发电通道内，发电机的等效内阻为r，忽略等离子体的重力、相互作用力及其他因素．1）求该磁流体发电机的电动势大小E；2）当开关闭合后，整个闭合电路中就会产生恒定的电流．a．要使等离子体以不变的速率v经过发电通道，必定有推动等离子体在发电通道内前进的作用力．若是不计其他耗费，这个推力的功率PT就应该等于该发电机的总功率PD，请你证明这个结论；b．若以该金属直导体MN为研究对象，由于电场的作用，金属导体中自由电子定向运动的速率增加，但运动过程中会与导体内不动的粒子碰撞从而减速，因此自由电子定向运动的平均速率不随时间变化．设该金属导体的横截面积为s，电阻率为ρ，电子在金属导体中可认为平均分布，每个电子的电荷量为e．求金属导体中每个电子所受平均阻力的大小f．【解答】解：（1