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1 . 如图所示，质量
，长L=1m、（电阻
的水平导体棒ab，其两个端点分别搭接在竖直平行正对放置的两光滑金属圆环上，两圆环半径均为
电阻不计。阻值为R=1Ω的定值电阻用导线与圆环相连接，整个装置处在方向竖直向下、磁感应强度大小为
的匀强磁场中。导体棒ab在外力F作用下以速率v=2m/s绕两圆环的中心轴OO'匀速转动，ab在圆环最低点时记为t=0时刻，重力加速度
取10m/s²，电流表为理想交流表，其他电阻不计。下列说法正确的是（ ）
，长L=1m、（电阻的水平导体棒ab，其两个端点分别搭接在竖直平行正对放置的两光滑金属圆环上，两圆环半径均为电阻不计。阻值为R=1Ω的定值电阻用导线与圆环相连接，整个装置处在方向竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场中。导体棒ab在外力F作用下以速率v=2m/s绕两圆环的中心轴OO'匀速转动，ab在圆环最低点时记为t=0时刻，重力加速度取10m/s²，电流表为理想交流表，其他电阻不计。下列说法正确的是（ ）
| A．电流表的示数为1A |
B．定值电阻两端的电压为 |
| C．从t=0到0.5s的过程中，通过导体棒ab的电量为0.5C |
| D．从t=0到0.5s的过程中，外力F做的功为3J |
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2 . 一面积为S的单匝矩形线框的电阻为R，垂直通过线框的磁感应强度B与时间t的关系图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
| A．交流电的周期为2t0 |
B．磁通量绝对值的最大值为 |
| C．t0时刻线框的感应电流为0 |
D．该线框中交变电流的有效值为 |
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2024-06-08更新
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377次组卷
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3卷引用：2024届青海省部分学校高三下学期模拟考试理综试题-高中物理
名校
3 . 新型电动汽车在刹车时，可以用发电机来回收能量。假设此发电机的原理可抽象建模如图所示。两磁极间的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为B，绕有n匝导线的线圈为长方形，其面积为S，整个线圈都处于磁场中。线圈转轴为两条短边的中点连线，线圈外接有阻值为R的纯电阻负载，忽略线圈的电阻，电动汽车的质量为M。
（1）初始时刻线圈平面和磁场垂直，若线圈角速度恒为ω，写出电路开路时线圈两端的电压u随时间t变化的关系式；
（2）第一种刹车模式建模如下：电动汽车受到地面施加的阻力恒为
，发电机线圈转动导致汽车受到的阻力与汽车的速度v成正比，即：
（k为已知常量），假设汽车开始刹车时的速度为
，经过时间t，汽车的速度减为零，求该过程中汽车回收动能的效率η；
（3）第二种刹车模式建模如下：假设电动汽车刹车时受到的地面摩擦等阻力与发电机线圈转动导致汽车受到的阻力相比可以忽略，即刹车时汽车受到的阻力完全是由线圈转动导致的，从而汽车减少的动能全部用来发电，回收的电能可等效为电阻R消耗的电能。某时刻线圈平面和磁场平行，此时线圈转动角速度为
，电动汽车在水平面上刹车至速度
，求此时汽车加速度a的大小。
（1）初始时刻线圈平面和磁场垂直，若线圈角速度恒为ω，写出电路开路时线圈两端的电压u随时间t变化的关系式；
（2）第一种刹车模式建模如下：电动汽车受到地面施加的阻力恒为
，发电机线圈转动导致汽车受到的阻力与汽车的速度v成正比，即：（k为已知常量），假设汽车开始刹车时的速度为，经过时间t，汽车的速度减为零，求该过程中汽车回收动能的效率η；（3）第二种刹车模式建模如下：假设电动汽车刹车时受到的地面摩擦等阻力与发电机线圈转动导致汽车受到的阻力相比可以忽略，即刹车时汽车受到的阻力完全是由线圈转动导致的，从而汽车减少的动能全部用来发电，回收的电能可等效为电阻R消耗的电能。某时刻线圈平面和磁场平行，此时线圈转动角速度为
，电动汽车在水平面上刹车至速度，求此时汽车加速度a的大小。
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4 . 材料一：磁场的应用
物理学基础理论的重大进展往往能促进科学技术的发展，中国的科学家和工程师近年来对强磁场技术进行了广泛的研究和开发，在强磁场技术发展和进步的过程中自主研发了高强度磁共振成像技术，用于诊断心脑血管疾病和发现肿瘤等。
1．下列叙述中不符合物理学史实的有（ ）
2．如图所示，a、b和c三个完全相同的矩形绝缘线框与通电直导线在同一平面内，其中a关于直导线左右对称，b和c的右侧平行于直导线且在一直线上，通过a、b和c三个线框的磁通量分别为
、
和
，则（ ）
3．磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈。当以速度v0刷卡时，在线圈中产生感应电动势，其E-t关系如图所示。如果只将刷卡速度改为
，线圈中的E-t关系图可能是（ ）
4．图（a）是扬声器的内部结构示意图，线圈两端加有与声音频率相同的电压。
图（b）是动圈式话筒结构示意图，当有人在话筒前说话时，声音使膜片振动带动磁场内的线圈发生相应的振动。扬声器和动圈式话筒工作原理分别是（1）__________ （2）__________
A．电流的磁效应 B．磁场对通电导体的作用 C．电磁感应__________ 。
（4）甲图中是某交流电发电机的示意图，线圈所在位置__________ （均选填“是”或“否”）为中性面；某时刻，从中性面位置开始计时，线圈产生的感应电动势随时间变化的规律如图乙所示。在0~0.03s时间内闭合线圈中的感应电动势表达式为__________ V。__________ （选填“垂直于纸面向里”或“垂直于纸面向外”）。已知直导线在O点产生的磁场大小与流经导线的电流大小成正比，若ad边在O点产生的磁场磁感应强度为B，则整个线框在O点产生的磁场磁感应强度大小为__________ 。
物理学基础理论的重大进展往往能促进科学技术的发展，中国的科学家和工程师近年来对强磁场技术进行了广泛的研究和开发，在强磁场技术发展和进步的过程中自主研发了高强度磁共振成像技术，用于诊断心脑血管疾病和发现肿瘤等。
1．下列叙述中不符合物理学史实的有（ ）
| A．麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，并通过实验证实了电磁波的存在 |
| B．法拉第提出用电场线描绘电场的分布，极大促进了人们对电磁现象的研究 |
| C．安培提出的“分子电流假说”，揭示了磁现象的电本质 |
| D．库仑设计了“扭秤”，得到电荷间作用力与距离二次方成反比的规律 |
、和，则（ ）
A． | B． |
C． | D． |
，线圈中的E-t关系图可能是（ ）
A． | B． | C． | D． |
图（b）是动圈式话筒结构示意图，当有人在话筒前说话时，声音使膜片振动带动磁场内的线圈发生相应的振动。扬声器和动圈式话筒工作原理分别是（1）
A．电流的磁效应 B．磁场对通电导体的作用 C．电磁感应
（4）甲图中是某交流电发电机的示意图，线圈所在位置
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5 . 如图所示，矩形线圈abcd与理想变压器组成闭合电路。两个方向均垂直纸面向里的匀强磁场以平行磁场方向且过bc轴的平而为分界线，其中bc左边磁场的磁感应强度大小为
，bc右边磁场的磁感应强度大小为
，且比大，线圈在这两个磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，线圈的面积为S，转动角速度为ω，匝数为N，线圈电阻不计。下列说法不正确的是（ ）
，bc右边磁场的磁感应强度大小为，且比大，线圈在这两个磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，线圈的面积为S，转动角速度为ω，匝数为N，线圈电阻不计。下列说法不正确的是（ ）
| A．线圈从垂直于磁场方向开始运动，在一个周期内，小灯泡的电流经历了先增大后减小，再增大最后减小四个阶段 |
| B．当将滑片P向上移动时，小灯泡的亮度将变亮 |
C．该变压器输入电压的有效值为 |
| D．将小灯泡换成发光二极管，若线圈从图示位置开始运动时二极管发光，则当线圈转一周将要回到初始位置时二极管不发光 |
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6 . 图甲和图乙所示是手动式手电筒内振动式发电机的两个截面图，半径为0.02m、匝数为100的线圈a所在位置的磁感应强度大小
。线圈a接原、副线圈匝数比为2∶1的理想变压器，给额定电流为0.5A的灯泡供电。推动手柄使线圈a沿轴线往复运动，线圈a中电动势随时间按正弦规律变化，如图丙所示。线圈a及导线电阻不计。求：
（1）图丙中电动势的表达式；
（2）若手动发电的效率为20%，灯泡正常发光，手动做功的平均功率是多少；（结果保留2位有效数字）
（3）线圈a往复运动过程中的最大速度。
。线圈a接原、副线圈匝数比为2∶1的理想变压器，给额定电流为0.5A的灯泡供电。推动手柄使线圈a沿轴线往复运动，线圈a中电动势随时间按正弦规律变化，如图丙所示。线圈a及导线电阻不计。求：（1）图丙中电动势的表达式；
（2）若手动发电的效率为20%，灯泡正常发光，手动做功的平均功率是多少；（结果保留2位有效数字）
（3）线圈a往复运动过程中的最大速度。
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7 . 如图所示为一交流发电机的原理示意图，装置中两磁极之间产生的磁场可近似为匀强磁场，发电机的矩形线圈
在磁场中可绕过
边和
边中点且垂直于磁场方向的水平轴
匀速转动。为了便于观察，图中发电机的线圈只画出了其中的1匝，用以说明线圈两端的连接情况。线圈在转动过程中可以通过滑环和电刷保持其两端与外电路的定值电阻
连接。已知矩形线圈
边和
边的长度
，边和边的长度
，匝数
匝，线圈转动的角速度
，匀强磁场的磁感应强度
。线圈的总电阻
，外电路的定值电阻
，其余电阻不计。电流表和电压表均为理想电表，滑环与电刷之间的摩擦及空气阻力均可忽略不计，图示位置线圈平面和磁场方向垂直。求：
（1）线圈从图示位置开始转过30°时的瞬时感应电动势
；
（2）线圈匀速转动过程中电流表的示数
；
（3）线圈从图示位置转过180°的过程中流过电阻的电荷量。
在磁场中可绕过边和边中点且垂直于磁场方向的水平轴匀速转动。为了便于观察，图中发电机的线圈只画出了其中的1匝，用以说明线圈两端的连接情况。线圈在转动过程中可以通过滑环和电刷保持其两端与外电路的定值电阻连接。已知矩形线圈边和边的长度，边和边的长度，匝数匝，线圈转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度。线圈的总电阻，外电路的定值电阻，其余电阻不计。电流表和电压表均为理想电表，滑环与电刷之间的摩擦及空气阻力均可忽略不计，图示位置线圈平面和磁场方向垂直。求：（1）线圈从图示位置开始转过30°时的瞬时感应电动势
；（2）线圈匀速转动过程中电流表的示数
；（3）线圈从图示位置转过180°的过程中流过电阻
的电荷量。
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8 . 某兴趣小组用手摇发电机、变压器等器材研究相关变压规律，电路如图所示。匀强磁场的磁感应强度大小为0.05T，矩形线圈匝数为40匝、电阻为0.5Ω、面积为
，可绕垂直于匀强磁场的轴转动。线圈与理想变压器原线圈相连，原、副线圈匝数比为
，R为滑动变阻器，交流电压表
、
均视为理想电表，不计导线电阻。该小组同学匀速转动手摇发电机的手柄，线圈转动的角速度为15rad/s。下列说法正确的是（ ）
，可绕垂直于匀强磁场的轴转动。线圈与理想变压器原线圈相连，原、副线圈匝数比为，R为滑动变阻器，交流电压表、均视为理想电表，不计导线电阻。该小组同学匀速转动手摇发电机的手柄，线圈转动的角速度为15rad/s。下列说法正确的是（ ）
| A．线圈转至图示位置时，产生的电动势为3V |
| B．线圈转至图示位置时，电压表的示数不为零 |
| C．仅将滑动变阻器的滑片由图示位置向下滑动，电压表的示数不变 |
| D．仅将滑动变阻器的滑片由图示位置向下滑动，电压表和的示数变化量之比为 |
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23-24高二下·全国·课后作业
9 . 在同一匀强磁场中，两个完全相同的矩形闭合金属线圈分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图中曲线a、b所示。则（ ）
A．两次 时刻穿过线圈的磁通量均为零 |
| B．曲线a表示的交变电动势的频率为25Hz |
| C．曲线b表示的交变电动势的最大值为15V |
D．曲线a、b对应的线圈转速之比为 |
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23-24高二下·全国·课后作业
10 . 某交变电压随时间的变化规律如图所示，则此交变电流的频率为________ Hz。若将此电压加在10 μF的电容器上，则电容器的耐压值不应小于________ V；若将该电压加在一阻值为1 kΩ的电阻上，该电阻正好正常工作，为了避免意外事故的发生，该电路中保险丝的额定电流不能低于________ A。
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