《解析》福建省四地六校联考2015-2016学年高二下学期第一次月考物理试卷Word版含解析

2015-2016学年福建省四地六校联考高二（下）第一次月考物理试卷一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分．每小题给出的四个选项中，1-8为单选题，9-12为多选题，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分．）1．物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用．在下面器件中，利用电磁感应原理工作的是（）A．回旋加速器B．电磁炉C．质谱仪D．示波管2．首先发现电磁感应现象的科学家是（）A．奥斯特B．安培 C．法拉第D．特斯拉3．下列提到的交流电，哪一个不是指有效值（）A．电容器的击穿电压 B．保险丝的熔断电流C．交流电压表读数D．220V交流电压4．如图所示，在电路两端接上交流电，保持电压不变，使频率增大，发现各灯的亮暗变化情况是：灯1变暗，灯2变亮，灯3不变．则M、N、L所接元件可能是（）A．M为电阻，N为电容器，L为电感器B．M为电阻，N为电感器，L为电容器C．M为电感器，N为电容器，L为电阻D．M为电容器，N为电感器，L为电阻5．一线圈在匀强磁场中匀速转动，在如图所示位置时（）A．穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小B．穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最大C．穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大D．穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最小6．两只相同的电阻，分别通过正弦波形的交流电和方波形的交流电．两种交变电流的最大值相等，波形如图甲、乙所示．在一个周期内，两电阻产生的热量之比等于（）A． B． C． D．7．交流发电机在工作时的电动势为e=E m sinωt，若将其线框的转速提高到原来的两倍，其他条件不变，则其电动势变为（）A．E m sin B．2E m sin C．E m sin2ωt D．2E m sin2ωt8．如图所示，三条平行虚线位于纸面内，中间虚线两侧有方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度等大反向，菱形闭合导线框ABCD位于纸面内且对角线AC与虚线垂直，磁场宽度与对角线AC长均为d．现使线框沿AC方向匀速穿过磁场，以逆时针方向为感应电流的正方向，则从C点进入磁场到A点离开磁场的过程中，线框中电流i随时间t的变化关系，以下不正确的是（）A． B． C． D．9．如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力作用下运动时，MN在磁场力作用下向右运动．则PQ所做的运动可能是（）A．向右匀加速运动B．向左匀加速运动C．向右匀减速运动D．向左匀减速运动10．如图所示电路中的变压器为一理想变压器，S为单刀双掷开关，P是滑动变阻器的滑动触头，原线圈两端接电压恒定的交变电流，则能使原线圈的输入功率变大的是（）A．保持P的位置不变，S由b切换到aB．保持P的位置不变，S由a切换到bC．S置于b位置不动，P向上滑动D．S置于b位置不动，P向下滑动11．如图（a）、（b）所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯A的电阻，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则（）A．在电路（a）中，断开S，A将逐渐熄灭B．在电路（a）中，断开S，A将先变得更亮，然后逐渐熄灭C．在电路（b）中，断开S，A将逐渐熄灭D．在电路（b）中，断开S，A将先变得更亮，然后逐渐熄灭12．如图所示圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路．若将滑动变阻器的滑片P 向上滑动，下列表述正确的是（）A．线圈a中将产生顺时针方向的感应电流（俯视）B．穿过线圈a的磁通量变大C．线圈a有扩大的趋势D．线圈a对水平桌面的压力F将减小二、填空题（本题每空2分，共18分．把答案填在相应的横线上）13．一灵敏电流计，当电流从它的正接线柱流入时，指针向正接线柱一侧偏转．现把它与一个线圈串联，将磁铁从线圈上方插入或拔出．请完成下列填空：（1）图（a）中灵敏电流计指针的偏转方向为．（填“偏向正极”或“偏向负极”）（2）图（b）中磁铁下方的极性是．（填“N极”或“S极”）（3）图（c）中磁铁的运动方向是．（填“向上”或“向下”）（4）图（d）中线圈从上向下看的电流方向是．（填“顺时针”或“逆时针”）14．在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，实验室中备有下列可供选择的器材：A．可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈）B．条形磁铁C．直流电源D．多用电表E．开关、导线若干上述器材在本实验中不必用到的是（填器材前的序号），本实验中还需用到的器材有．15．为了演示接通电源的瞬间和断开电源的瞬间的电磁感应现象，设计了如图所示的电路图，A、B两灯规格相同，L的直流电阻和R相等，开关接通的瞬间，A灯的亮度（填“大于”“等于”或“小于”）B灯的亮度；通电一段时间后，A灯的亮度（填“大于”“等于”或“小于”）B灯的亮度；断电的瞬间，A灯（填“立即”或“逐渐”）熄灭，B灯（填“立即”或“逐渐”）熄灭．三、计算题（三小题共34分；解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的，答案中必须明确写出数值和单位．）16．半径为r、电阻为R的n匝圆形线圈在边长为l的正方形abcd外，匀强磁场充满并垂直穿过该正方形区域，如图甲所示．磁场随时间的变化规律如图乙所示．图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0．求：（1）穿过圆形线圈磁通量的变化率；（2）t0时刻线圈产生的感应电流大小；（3）0至t0时间内通过的电荷量q．17．交流发电机转子是匝数n=100，边长L=20cm的正方形线圈，置于磁感应强度B=T的匀强磁场中，绕着垂直磁场方向的轴以ω=100π（rad/s）的角速度转动．当转到线圈平面与磁场方向垂直时开始计时，已知线圈的电阻r=1Ω，外电路电阻R=99Ω．试求：（1）电动势的最大值E m；（2）交变电流的有效值I；（3）外电阻R上消耗的功率P R．18．两根相距L=1m的平行金属导轨如图放置，其中一部分水平，连接有一个“6V，3W”的小灯泡，另一部分足够长且与水平面夹角θ=37°，两金属杆ab、cd与导轨垂直并良好接触，分别放于倾斜与水平导轨上并形成闭合回路，两杆与导轨间的动摩擦因数均为μ=0.5，导轨电阻不计．金属杆ab质量m1=1kg，电阻R1=1Ω；cd质量m2=2kg，电阻R2=4Ω．整个装置处于磁感应强度B=2T、方向垂直于倾斜导轨向上的匀强磁场中，ab杆在平行于倾斜导轨向上的恒力F作用下由静止开始向上运动，当ab杆向上匀速运动时，小灯泡恰好正常发光，整个过程中ab杆均在倾斜导轨上运动，cd 杆始终保持静止．（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）求：（1）ab杆向上匀速运动的速度大小；（2）ab杆向上匀速运动时，cd杆受到的摩擦力大小；（3）ab杆从开始运动到最大速度过程中上升的位移x=4m，恒力F作功56J，求此过程中由于电流做功产生的焦耳热．2015-2016学年福建省四地六校联考高二（下）第一次月考物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分．每小题给出的四个选项中，1-8为单选题，9-12为多选题，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分．）1．物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用．在下面器件中，利用电磁感应原理工作的是（）A．回旋加速器B．电磁炉C．质谱仪D．示波管【考点】电磁感应在生活和生产中的应用．【分析】回旋加速器利用磁场使带电粒子旋转，电场使粒子加速．电磁炉是利用电磁感应原理．质谱仪是利用电场加速，磁场使粒子偏转．示波器利用了电场加速和偏转的原理．【解答】解：A、回旋加速器利用磁场使带电粒子旋转，电场使粒子加速．故A错误．B、电磁炉是利用电磁感应原理使产生涡流，将电能最终转化成内能．故B正确．C、质谱仪是利用电场加速，磁场使粒子偏转，不是电磁感应现象．故C错误．D、利用了电场加速和电场偏转的原理．故D错误．故选B2．首先发现电磁感应现象的科学家是（）A．奥斯特B．安培 C．法拉第D．特斯拉【考点】物理学史．【分析】根据课本中的基础知识可知英国物理学家法拉第是第一个发现电磁感应现象的科学家．【解答】解：英国物理学家法拉第最早发现了电磁感应现象．故选：C．3．下列提到的交流电，哪一个不是指有效值（）A．电容器的击穿电压 B．保险丝的熔断电流C．交流电压表读数D．220V交流电压【考点】交流的峰值、有效值以及它们的关系．【分析】正弦式电流给灯泡供电，电压表显示是电源电压的有效值，要求电路中灯泡的电流或功率等，均要用正弦式电流的有效值．【解答】解：A、电容器的耐压值，是指的最大值．故A错误；B、保险丝的熔断电流，也是有效值，故B正确；C、交流电表的示数，是有效值，故C正确；D、220v的交流电压，也是有效值，故D正确；题目要求不是有效值，故选：A．4．如图所示，在电路两端接上交流电，保持电压不变，使频率增大，发现各灯的亮暗变化情况是：灯1变暗，灯2变亮，灯3不变．则M、N、L所接元件可能是（）A．M为电阻，N为电容器，L为电感器B．M为电阻，N为电感器，L为电容器C．M为电感器，N为电容器，L为电阻D．M为电容器，N为电感器，L为电阻【考点】电容器和电感器对交变电流的导通和阻碍作用．【分析】线圈的感抗与交流电的频率成正比，电容器的容抗与频率成反比，而电阻与频率没有关系．交流电频率减小，灯泡变暗，阻抗变大，变亮，阻抗变小．【解答】解：交流电频率增大，灯1变暗，阻抗变大，说明M是电感线圈．灯2变亮，阻抗变小，说明N为电容器．灯3亮度不变，说明L为电阻，故C正确，ABD错误．故选：C5．一线圈在匀强磁场中匀速转动，在如图所示位置时（）A．穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小B．穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最大C．穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大D．穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最小【考点】磁通量．【分析】根据法拉第电磁感应定律公式，当时间足够小时，可以用该公式近似求解瞬时电动势，而磁通量的变化量与瞬时电动势成正比．【解答】解：当线圈处于图中所示位置时，线框与磁场方向平行，磁通量为零，最小；该位置与中性面垂直，感应电动势最大，根据法拉第电磁感应定律公式E=n，磁通量的变化率最大；故选：C．6．两只相同的电阻，分别通过正弦波形的交流电和方波形的交流电．两种交变电流的最大值相等，波形如图甲、乙所示．在一个周期内，两电阻产生的热量之比等于（）A． B． C． D．【考点】交流的峰值、有效值以及它们的关系．【分析】根据焦耳定律Q=I2Rt求解热量，其中I是有效值．对于正弦式电流有效值I1=；对于方波，有效值I2=I m【解答】解：两种交变电流的最大值为I m．对于正弦式电流有效值为：I1=．对于方波，有效值为：I2=I m．根据焦耳定律得：Q1=I12RTQ2=I22RT则Q1：Q2=1：2故选：B7．交流发电机在工作时的电动势为e=E m sinωt，若将其线框的转速提高到原来的两倍，其他条件不变，则其电动势变为（）A．E m sin B．2E m sin C．E m sin2ωt D．2E m sin2ωt【考点】正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．【分析】感应电动势的瞬时值表达式为e=E m sinωt，其中E m=nBSω，当将其电枢的转速提高到原来2倍时，E m和ω都增加2倍，再进行选择．【解答】解：感应电动势的瞬时值表达式为e=E m sinωt，当将其电枢的转速提高到原来2倍时，由ω=2πn，E m=nBSω，可知，E m和ω都增加2倍，其表达式变为：e′=2E m sin2ωt．故D正确，ABC错误；故选：D．8．如图所示，三条平行虚线位于纸面内，中间虚线两侧有方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度等大反向，菱形闭合导线框ABCD位于纸面内且对角线AC与虚线垂直，磁场宽度与对角线AC长均为d．现使线框沿AC方向匀速穿过磁场，以逆时针方向为感应电流的正方向，则从C点进入磁场到A点离开磁场的过程中，线框中电流i随时间t的变化关系，以下不正确的是（）A． B． C． D．【考点】导体切割磁感线时的感应电动势．【分析】根据楞次定律判断感应电流的方向，结合切割产生的感应电动势公式判断感应电动势的变化，从而结合闭合电路欧姆定律判断感应电流的变化．【解答】解：BC、线圈在进入磁场的过程中，根据楞次定律可知，感应电流的方向沿逆时针方向，为正值，在通过两个磁场的分界线时，根据楞次定律可知，感应电流的方向沿顺时针方向，为负值，线圈出磁场的过程中，根据楞次定律知，感应电流的方向为逆时针，为正值．故B、C错误．A、D、设BD=L．在线圈进入磁场一半的过程中，切割的有效长度均匀增大，感应电动势均匀增大，则感应电流均匀增大，当BD刚进入磁场时，感应电流最大为I1==i0；在线圈进入磁场全部过程中，切割的有效长度均匀减小，感应电动势均匀减小，则感应电流均匀减小至零；线圈通过两个磁场的分界线时，切割的有效长度先均匀增大，感应电流均匀增大，当BD通过磁场分界线时，感应电流最大为I2==2i0；后均匀减小至零；在线圈出磁场一半的过程中，在线圈全部出磁场的过程中，切割的有效长度先均匀增大后均匀减小，感应电流先均匀增大后均匀减小，此过程感应电流最大为I3==i0；故D正确，A 错误．本题选不正确的，故选：ABC．9．如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力作用下运动时，MN在磁场力作用下向右运动．则PQ所做的运动可能是（）A．向右匀加速运动B．向左匀加速运动C．向右匀减速运动D．向左匀减速运动【考点】法拉第电磁感应定律；楞次定律．【分析】MN在磁场力作用下向右运动，说明MN受到的磁场力向右，由左手定则可知电流由M指向N，由楞次定律可知，线圈中产生感应电流的磁场应该是向上减小，或向下增加；根据右手螺旋定则，与楞次定律可知PQ的运动情况．【解答】解：MN在磁场力作用下向右运动，说明MN受到的磁场力向右，由左手定则可知电流由M指向N，由楞次定律可知，线圈中产生感应电流的磁场应该是向上减小，或向下增加；再由右手螺旋定则与楞次定律可知，PQ可能是向左加速运动或向右减速运动．故BC正确，AD 错误．故选：BC．10．如图所示电路中的变压器为一理想变压器，S为单刀双掷开关，P是滑动变阻器的滑动触头，原线圈两端接电压恒定的交变电流，则能使原线圈的输入功率变大的是（）A．保持P的位置不变，S由b切换到aB．保持P的位置不变，S由a切换到bC．S置于b位置不动，P向上滑动D．S置于b位置不动，P向下滑动【考点】变压器的构造和原理．【分析】理想变压器输入功率等于输出功率，原副线圈电流与匝数成反比，原副线圈电压与匝数成正比．【解答】解：A、S由b切换到a，副线圈匝数变大，所以副线圈电压变大，电阻不变，所以输出功率变大，故原线圈的输入功率变大，故A正确；B、S由a切换到b副线圈匝数变小，副线圈电压变小，所以副线圈功率变小，而原线圈功率等于副线圈功率，所以原线圈功率变小，故B错误；C、S置于b位置不动，P向上滑动，电阻变小，电压不变，所以所以输出功率变大，故原线圈的输入功率变大，故C正确；D、S置于b位置不动，P向下滑动，电阻变大，电压不变，所以输出功率变小，故原线圈的输入功率变小，故D错误．故选：AC．11．如图（a）、（b）所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯A的电阻，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则（）A．在电路（a）中，断开S，A将逐渐熄灭B．在电路（a）中，断开S，A将先变得更亮，然后逐渐熄灭C．在电路（b）中，断开S，A将逐渐熄灭D．在电路（b）中，断开S，A将先变得更亮，然后逐渐熄灭【考点】自感现象和自感系数．【分析】电感总是阻碍电流的变化．线圈中的电流增大时，产生自感电流的方向更原电流的方向相反，抑制增大；线圈中的电流减小时，产生自感电流的方向更原电流的方向相同，抑制减小，并与灯泡1构成电路回路．【解答】解：A、在电路a中，断开S，由于线圈阻碍电流变小，导致灯A将逐渐变暗，因为断开前后的电流一样，灯不会变得更亮．故A正确，B错误；C、在电路b中，由于电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，所以通过灯泡的电流比线圈的电流小的多，断开S时，由于线圈阻碍电流变小，导致灯泡将变得更亮，然后逐渐变暗．故C错误，D正确；故选：AD．12．如图所示圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路．若将滑动变阻器的滑片P 向上滑动，下列表述正确的是（）A．线圈a中将产生顺时针方向的感应电流（俯视）B．穿过线圈a的磁通量变大C．线圈a有扩大的趋势D．线圈a对水平桌面的压力F将减小【考点】楞次定律．【分析】此题的关键首先明确滑动触头向上滑动时通过判断出线圈b中的电流减小，然后根据楞次定律判断出线圈a中感应电流的方向．根据感应电流产生的效果总是阻碍引起感应电流的原因，可以很好判断线圈的运动趋势．【解答】解：A、B、当滑动触头P向上移动时电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知通过线圈b的电流减小，b线圈产生的磁场减弱，故穿过线圈a的磁通量变小；根据b中的电流方向和安培定则可知b产生的磁场方向向下穿过线圈a，根据楞次定律，a 中的感应电流的磁场要阻碍原来磁场的减小，故a的感应电流的磁场方向也向下，根据安培定则可知线圈a中感应电流方向俯视应为顺时针，故A正确，B错误．C、再根据微元法将线圈a无限分割根据左手定则不难判断出线圈a应有扩张的趋势，或直接根据楞次定律的第二描述“感应电流产生的效果总是阻碍引起感应电流的原因”，因为滑动触头向上滑动导致穿过线圈a的磁通量减小，故只有线圈面积增大时才能阻碍磁通量的减小，故线圈a应有扩张的趋势，故C正确；D、开始时线圈a对桌面的压力等于线圈a的重力，当滑动触头向上滑动时，可以用“等效法”，即将线圈a和b看做两个条形磁铁，不难判断此时两磁铁互相吸引，故线圈a对水平桌面的压力F将减小，故D正确．故选：ACD．二、填空题（本题每空2分，共18分．把答案填在相应的横线上）13．一灵敏电流计，当电流从它的正接线柱流入时，指针向正接线柱一侧偏转．现把它与一个线圈串联，将磁铁从线圈上方插入或拔出．请完成下列填空：（1）图（a）中灵敏电流计指针的偏转方向为偏向正极．（填“偏向正极”或“偏向负极”）（2）图（b）中磁铁下方的极性是S．（填“N极”或“S极”）（3）图（c）中磁铁的运动方向是向上．（填“向上”或“向下”）（4）图（d）中线圈从上向下看的电流方向是顺时针．（填“顺时针”或“逆时针”）【考点】楞次定律．【分析】根据磁铁的运动方向分析磁通量变化，由楞次定律确定感应电流方向，结合题给条件：当电流从它的正接线柱流人时，指针向正接线柱一侧偏转判断指针偏转方向分析判断．【解答】解：（1）磁铁向下运动，穿过线圈的磁通量增加，原磁场方向向下，根据楞次定律感应电流方向俯视为逆时针方向，从正接线柱流入电流计，指针偏向正极．（2）由图可知，电流从负接线柱流入电流计，根据安培定则，感应电流的磁场方向向下，又磁通量增加，根据楞次定律可知，磁铁下方为S极．（3）磁场方向向下，电流从负接线柱流入电流计，根据安培定则，感应电流的磁场方向向下，根据楞次定律可知，磁通量减小，磁铁向上运动．（4）图（d）中磁铁向下运动，穿过线圈的磁通量增加，原磁场方向向上，根据楞次定律感应电流方向俯视为顺时针方向．故答案为：偏向正极，S极，向上，顺时针14．在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，实验室中备有下列可供选择的器材：A．可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈）B．条形磁铁C．直流电源D．多用电表E．开关、导线若干上述器材在本实验中不必用到的是BC（填器材前的序号），本实验中还需用到的器材有低压交流电源．【考点】探究变压器电压与匝数的关系．【分析】变压器线圈两端的电压与匝数的关系：；所以需要的器材有：可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈），多用电表（测电压），导线、开关，低压交流电源．【解答】解：A：变压器线圈两端的电压与匝数的关系：；所以需要知道原副线圈的匝数，可拆变压器就能满足条件．故A必用．B：变压器的原理是互感现象的应用，是原线圈磁场的变化引起副线圈感应电流的变化，所以不需要外界的磁场，故B不必用到．C：变压器的原理是互感现象的应用，是原线圈磁场的变化引起副线圈感应电流的变化，如果原线圈中通的是直流电源，则副线圈中不会有感应电流产生，故C不必用到，需要用到低压交流电源．D：变压器线圈两端的电压与匝数的关系：，需要测电压，所以需要一个测电压的仪器．故D必用．E：做电学实验，当然需要用到开关、导线，故E必用．故答案为：上述器材在本实验中不必用到的是：BC，本实验中还需用到的器材有：低压交流电源15．为了演示接通电源的瞬间和断开电源的瞬间的电磁感应现象，设计了如图所示的电路图，A、B两灯规格相同，L的直流电阻和R相等，开关接通的瞬间，A灯的亮度大于（填“大于”“等于”或“小于”）B灯的亮度；通电一段时间后，A灯的亮度等于（填“大于”“等于”或“小于”）B灯的亮度；断电的瞬间，A灯逐渐（填“立即”或“逐渐”）熄灭，B灯立即（填“立即”或“逐渐”）熄灭．【考点】自感现象和自感系数．【分析】L与R的直流电阻相等说明闭合开关S达到稳定后两灯均可以正常发光；闭合开关的瞬间，通过L的电流增大，产生自感电动势，阻碍原电流的变化，从而使通过A灯的电流比B灯的电流大，即而判断灯的亮度；断电瞬间，通过L的电流减小，产生自感电动势，阻碍原电流的变化，从而使通过A灯的电流比B灯的电流消失的慢，即而判断灯是否立即熄灭．【解答】解：闭合开关的瞬间，通过L的电流增大，产生自感电动势，阻碍原电流的变化，从而使通过A灯的电流比B灯的电流大，所以灯A的亮度大于灯B的亮度；当通电一段时间后，电路的电流稳定，通过两灯的电流相同，所以两灯亮度相同；断电瞬间，通过L的电流减小，产生自感电动势，阻碍原电流的变化，从而使通过A灯的电流比B灯的电流消失的慢，即而判断灯A逐渐熄灭，灯B立即熄灭．故答案为：大于；等于；逐渐；立即．三、计算题（三小题共34分；解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的，答案中必须明确写出数值和单位．）16．半径为r、电阻为R的n匝圆形线圈在边长为l的正方形abcd外，匀强磁场充满并垂直穿过该正方形区域，如图甲所示．磁场随时间的变化规律如图乙所示．图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0．求：（1）穿过圆形线圈磁通量的变化率；（2）t0时刻线圈产生的感应电流大小；（3）0至t0时间内通过的电荷量q．【考点】法拉第电磁感应定律；闭合电路的欧姆定律．【分析】本题是线圈的面积不变，磁场在变化，磁通量的变化率=S，再根据法拉第求出感应电动势，由欧姆定律求出感应电流，再根据q=It0，从而求解．【解答】解：（1）磁通量的变化率为为：=S=l2（2）根据法拉第电磁感应定律得线圈中的感应电动势为：E=n=nl2再根据闭合电路欧姆定律得感应电流为：I=n=n．（3）电量为：q=It0=答：（1）穿过圆形线圈磁通量的变化率l2；（2）t0时刻线圈产生的感应电流大小n；（3）0至t0时间内通过的电荷量．17．交流发电机转子是匝数n=100，边长L=20cm的正方形线圈，置于磁感应强度B=T的匀强磁场中，绕着垂直磁场方向的轴以ω=100π（rad/s）的角速度转动．当转到线圈平面与磁场方向垂直时开始计时，已知线圈的电阻r=1Ω，外电路电阻R=99Ω．试求：（1）电动势的最大值E m；（2）交变电流的有效值I；（3）外电阻R上消耗的功率P R．【考点】交流发电机及其产生正弦式电流的原理；电功、电功率；正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．【分析】（1）根据E m=nBSω求电动势的最大值；（2）先根据E=求解电动势的有效值，再根据闭合电路欧姆定律求电流有效值；（3）根据P=I2R求解外电阻R上消耗的功率．【解答】解：（1）电动势的最大值：E m=nBSω=100×=400V；（2）电动势的有效值：E===200V；根据闭合电路欧姆定律，有：I=；（3）外电阻R上消耗的功率：P R=I2R=（2）2×99=792W；答：（1）电动势的最大值E m为400V；（2）交变电流的有效值I为2A；（3）外电阻R上消耗的功率P R为792W．18．两根相距L=1m的平行金属导轨如图放置，其中一部分水平，连接有一个“6V，3W”的小灯泡，另一部分足够长且与水平面夹角θ=37°，两金属杆ab、cd与导轨垂直并良好接触，分别放于倾斜与水平导轨上并形成闭合回路，两杆与导轨间的动摩擦因数均为μ=0.5，导轨。