【优化方案】高考物理总复习 第十章第一节知能演练强化闯关 新人教版选修32.doc

知能优化演练1(2012泉州模拟)如图1018所示，面积均为s的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场b中以角速度匀速转动，能产生正弦交变电动势ebssint的图是()图1018答案：a2一矩形线圈垂直于匀强磁场方向、并绕位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化情况如图1019所示，则() 图1019at1时刻穿过线圈的磁通量为零bt2时刻穿过线圈的磁通量最大ct3时刻穿过线圈的磁通量变化率为零dt4时刻穿过线圈的磁通量为零解析：选cd.由图象可知t1和t3时刻电动势为零，磁通量的变化率最小，线圈平面处于中性面位置，穿过线圈的磁通量最大，所以选项a错误，c正确t2和t4时刻电动势最大，磁通量的变化率最大，线圈平面处于垂直中性面位置，穿过线圈的磁通量为零，所以选项b错误，d正确3如图10110所示表示交变电流的电流随时间变化的图象，此交变电流的有效值是()图10110a5 ab5 ac3.5 a d3.5 a解析：选b.根据电流的热效应，有i2rtirt1irt2即i2r2(4)2r1(3)2r1得i5 a所以该交变电流的有效值为5 a.4如图10111所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦式交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生的正弦式交流电的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦式交流电的说法正确的是()图10111a在图中t0时刻穿过线圈的磁通量均为零b线圈先后两次转速之比为32c交流电a的瞬时值表达式为u10sin5t(v)d交流电b的最大值为5 v解析：选bc.t0时刻穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，故电压为零，a错读图得两次周期之比为23，由转速得转速与周期成反比，故b正确读图得a的最大值为10 v，5，由交流电感应电动势瞬时值表达式eemsint(v)(从中性面开始计时)得，u10sin5t(v)，故c正确交流电的最大值emnbs.所以根据两次转速的比值可得，交流电b的最大值为10 v v，故d错5(2011高考天津卷)在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图10112甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则()图10112at0.005 s时线框的磁通量变化率为零bt0.01 s时线框平面与中性面重合c线框产生的交变电动势有效值为311 vd线框产生的交变电动势频率为100 hz解析：选b.线框中感应电动势与磁通量的变化率成正比，而t0.005 s时e最大，故a错误t0.01 s时e0，故b正确电动势有效值为311 v220 v，故c错误周期t0.02 s，频率f50 hz，故d错误一、选择题1风力发电机为一种新能源产品，功率为200 w到15 kw，广泛应用于分散住户若风力发电机的矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈通过中性面时，下列说法正确的是()a穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势最大b穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势最大c穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势等于零d穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势等于零解析：选c.当线圈通过中性面时，感应电动势为零，但此时穿过线圈的磁通量最大；当线圈平面转到与磁感线平行时，穿过线圈的磁通量为零，但此时感应电动势最大2下列关于交变电流的说法中正确的是()a交流电器设备上所标的电压和电流值是交流的最大值b用交流电流表和电压表测定的读数值是交流的瞬时值c给定的交流数值，在没有特别说明的情况下都是指有效值d对同一电阻且时间相同，则跟交流有相同的热效应的直流的数值是交流的有效值答案：cd3矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的转轴匀速转动，产生的交流电动势的最大值为em.设t0时线圈平面与磁场平行，当线圈的匝数增加一倍，转速也增大一倍，其他条件不变时，交流电的电动势为()ae2emsin2t be4emsin2tceemsin2t de4emcos2t解析：选d.emnbs所以当s和都增大一倍时，电动势的最大值增大到原来的4倍，再考虑到，相位与的关系所以选项d正确4(2012东北三省四市联考)如图10113甲所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交流电如图乙所示，设沿abcda方向为电流正方向，则()图10113a乙图中oa时间段对应甲图中a至b图的过程b乙图中c时刻对应甲图中的c图c若乙图中d等于0.02 s，则1 s内电流的方向改变了50次d若乙图中b等于0.02 s，则交流电的频率为50 hz解析：选a.由交变电流的产生原理可知，甲图中的a、c两图中线圈所在的平面为中性面，线圈在中性面时电流为零，再经过1/4个周期电流达到最大值，再由楞次定律判断出电流的方向，因此图甲中a至b图的过程电流为正且从零逐渐增大到最大值，a对；甲图中的c图对应的电流为零，b错；每经过中性面一次线圈中的电流方向将要改变一次，所以一个周期以内电流方向要改变两次，所以在乙图中对应od段等于交变电流的一个周期，若已知d等于0.02 s，则频率为50 hz，1 s内电流的方向将改变100次，c错；而d选项频率应该是25 hz.5将阻值为5 的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图10114所示下列说法正确的是()图10114a电路中交变电流的频率为0.25 hzb通过电阻的电流为 ac电阻消耗的电功率为2.5 wd用交流电压表测得电阻两端的电压是5 v解析：选c.电路中交变电流的频率f1/t25 hz，a错；通过电阻的电流应为有效值：i a a，用交流电压表测得电阻两端的电压是 v，b、d错；电阻消耗的电功率pi2r2.5 w，c对6(2012合肥模拟)在垂直纸面向里的有界匀强磁场中放置了矩形线圈abcd.线圈cd边沿竖直方向且与磁场的右边界重合线圈平面与磁场方向垂直从t0时刻起，线圈以恒定角速度绕cd边沿如图10115所示方向转动，规定线圈中电流沿abcda方向为正方向，则从t0到tt时间内，线圈中的电流i随时间t变化关系图象为() 图10115图10116解析：选b.在0内，线圈在匀强磁场中匀速转动，故产生正弦式交流电，由楞次定律知，电流方向为负值，在t内，线圈中无感应电流；在t时，ab边垂直切割磁感线，感应电流最大，且电流方向为正值，故只有b项正确图101177(2011高考安徽卷)如图10117所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为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轴以角速度匀速转动(o轴位于磁场边界)则线框内产生的感应电流的有效值为()a.b.c. d.解析：选d.扇形闭合导线框切割磁感线的有效长度始终是半径l，各点的平均速度v，导线框进磁场和出磁场时有感应电流产生，由法拉第电磁感应定律和有效值的定义有：e，i2rt，可得i，故d正确，a、b、c错误8(2012海淀区模拟)先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化(如图10118甲所示)；第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示若甲、乙图中的u0、t所表示的电压、周期值是相同的，则以下说法正确的是()图10118a第一次，灯泡两端的电压有效值是u0/2b第二次，灯泡两端的电压有效值是3u0/2c第一、第二次，灯泡的电功率之比是29d第一、第二次，灯泡的电功率之比是15解析：选d.甲电源有效值uu0，a错乙电源：t，u u0，b错p，则两次功率之比.即只有d正确9(2011高考四川卷)如图10119所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为t，转轴o1o2垂直于磁场方向，线圈电阻为2 .从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60时的感应电流为1 a那么() 图10119a线圈消耗的电功率为4 wb线圈中感应电流的有效值为2 ac任意时刻线圈中的感应电动势为e4costd任意时刻穿过线圈的磁通量为sint解析：选ac.从线圈平面平行于磁感线开始计时，正弦式交变电流的感应电动势的一般表达式为eemcos，且该式的成立与转轴的位置无关(转轴平行于磁感线的情况除外)，则感应电流icos，由题给条件有：1，em4 v，则im2 a，i有效 a，电功率pir4 w，所以a正确，b错误e4cost4cost，即c正确由embsm得m，故sint，即d错误10如图10120所示，闭合的矩形导体线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴oo匀速转动，沿着oo方向观察，线圈沿逆时针方向转动已知匀强磁场的磁感应强度为b，线圈匝数为n，ab边的边长为l1，ad边的边长为l2，线圈电阻为r，转动的角速度为，则当线圈转至图示位置时() 图10120a线圈中感应电流的方向为abcdab线圈中的感应电动势为2nbl2c穿过线圈磁通量随时间的变化率最大d线圈ad边所受安培力的大小为解析：选cd.当线圈转到图示的位置时，线圈的磁通量即将向右增加，由楞次定律结合右手螺旋定则可知，线圈中感应电流的方向为adcba，故a错误；当转到图示的位置时产生的电动势最大，由法拉第电磁感应定律可得，穿过线圈的磁通量的变化率最大此时电动势的大小为e2nbl2nbl1l2，b错误，c正确；线圈此时的感应电流大小为：i，所以ad边所受的安培力的大小为：fnbil2，代入i可得：f，d正确二、非选择题11如图10121所示，n50匝的矩形线圈abcd，边长ab20 cm，bc25 cm，放在磁感应强度b0.4 t的匀强磁场中，绕垂直于磁感线且通过线圈的中轴线oo匀速转动，转动角速度50 rad/s，线圈的总电阻r1 ，外电路电阻r9 .试求：图10121(1)线圈在图示位置(线圈平面与磁感线平行)时感应电动势的大小；(2)1 min时间内电阻r上产生的热量q.解析：(1)线圈在图示位置产生的感应电动势最大，emnbsnbabbc，代入数值得em50 v.(2)线圈中产生正弦式电流，有效值i.在1 min内r上产生的电热qi2rtrt6.75103j.答案：(1)50 v(2)6.75103 j12电压u120sint v，频率为50 hz的交变电流，把它加在激发电压和熄灭电压均为u060 v的霓虹灯的两端(1)求在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长？(2)试分析为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象？(已知人眼的视觉暂留时间约为 s)解析：(1)如图所示，画出一个周期内交变电流的ut图象，其中阴影部分对应的时间t1表示霓虹灯不能发光的时间，根据对称性，一个周期内霓虹灯