（新课标）2014年高考物理一轮复习 高效课堂精讲精练29

1 新课标新课标 20142014 年高考一轮复习之高效课堂精讲精练年高考一轮复习之高效课堂精讲精练 2929 一 单项选择题 本大题共 5 小题 每小题 6 分 共 30 分 在每小题给出的四个选项中 只有一个选项符合题目要求 选对的得 6 分 选错或不答的得 0 分 图 10 1 16 1 一个矩形线圈绕与匀强磁场垂直的OO 轴逆时针转动 线圈的两条引线分别与A B 两半圆铜环相连 两个半圆铜环通过滑动电刷连入电路 电路中仅有一个电阻R 如图 10 1 16 所示 在线圈转动过程中 通过R的电流 A 大小和方向都不断变化 B 大小不断变化 方向从A R B C 大小和方向都不变 D 大小不断变化 方向从B R A 解析 线圈中产生交流电 由于电刷交替与两半圆铜环接触 组成一个换向器 流 过R的电流方向不变 根据右手定则可知 通过R的电流方向是B R A 答案 D 2 如图 10 1 17 甲所示 为一种调光台灯电路示意图 它通过双向可控硅电子器件 实现了无级调节亮度 给该台灯接 220 V 的正弦交流电后加在灯管两端的电压如图乙所示 则此时交流电压表的示数为 图 10 1 17 A 220 V B 110 V C V D V 220 2 110 2 解析 本题考查电压的有效值的计算 设电压的有效值为U 根据有效值定义有 T 解得U 110 V 则 B 正确 220 2 2 R T 2 U2 R 答案 B 图 10 1 18 2 3 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t 0 时刻起 线圈以 恒定角速度 绕cd边沿图 10 1 18 所示方向转动 规定线圈中电流沿abcda方向为 2 T 正方向 则从t 0 到t T时间内 线圈中的电流I随时间t变化关系图象为 解析 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 T 4 知 电流方向为负值 在 T 线圈中无感应电流 在T时 ab边垂直切割磁感线 感应 T 4 3 4 3 4 电流最大 且电流方向为正值 故只有 B 项正确 答案 B 4 如图 10 1 19 所示 图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的 变化关系 若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻 则经过 1 min 的时间 两电阻消 耗的电功之比W甲 W乙为 图 10 1 19 A 1 B 1 2 2 C 1 3 D 1 6 解析 电功的计算 I要用有效值 图甲中 由有效值的定义得 1 2 2R 2 10 2 0 2R 2 10 2 I R 6 10 2 得I1 A 图乙中 I的大小不变 1 22 1 3 3 I2 1 A 由W UIt I2Rt可以得到W甲 W乙 1 3 C 正确 答案 C 3 图 10 1 20 5 2012 乌鲁木齐模拟 闭合金属线框曲线部分恰好是半个周期的正弦曲线 直线部 分长度为 0 4 m 线框的电阻为 1 若线框从虚线位置开始以 2 m s 的速度匀速进入足够 大的匀强磁场 线框直线部分始终与磁场右边界垂直 这个过程中线框释放出的焦耳热为 0 4 J 线框中电流随时间变化的关系式为 A i 2sin 10 t A B i sin 10 t A 2 C i 2sin 5 t A D i sin 5 t A 2 解析 设该正弦交流电的电流有效值为I 由题意可得 Q I2Rt 其中t 0 2 l v s 解得I A 所以该正弦交流电的最大值为Im I 2 A 金属线框从图示的位置到完 22 全进入磁场为半个周期 故T 2 0 4 s 5 rad s 所以正弦交流电的表达式 l v 2 T 为i 2sin 5 t A C 选项正确 答案 C 二 双项选择题 本大题共 5 小题 每小题 8 分 共 40 分 全部选对的得 8 分 只选 1 个且正确的得 3 分 有选错或不答的得 0 分 6 一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动 穿过线圈的磁通量随时 间变化的图象如图 10 1 21 甲所示 则下列说法正确的是 图 10 1 21 A t 0 时刻 线圈平面与中性面垂直 B t 0 01 s 时刻 的变化率最大 C t 0 02 s 时刻 交流电动势e 0 D 该线圈产生的交流电动势的图象如图乙所示 解析 由 t图象知 t 0 时 最大 即线圈处于中性面位置 此时e 0 故 A D 两项错误 由图象知T 0 04 s 在t 0 01 s 时 0 最大 e最大 则 t B 项正确 在t 0 02 s 时 最大 0 e 0 则 C 项正确 t 答案 BC 4 图 10 1 22 7 2012 海淀模拟 如图 10 1 22 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 A 线圈中感应电流的方向为abcda B 线圈中的感应电动势为 2nBl2 C 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 n2B2l1l2 2 R 解析 根据右手定则 线圈中感应电流的方向为adcba A 错 当线圈转至图示位 置时 线圈中感应电动势应为最大值Em nBl1l2 此时 穿过线圈磁通量随时间的变化率 最大 B 错 C 对 线圈ad边所受安培力的大小F Il2nB D 对 n2B2l1l2 2 R 答案 CD 图 10 1 23 8 2010 广东高考 图 10 1 23 是某种正弦式交变电压的波形图 由图可确定该电 压的 A 周期是 0 01 s B 最大值是 311 V C 有效值是 220 V D 表达式为u 220sin 100 t V 解析 由图象知 该交变电压的周期为 0 02 s 最大值为 311 V 而有效值 U V 220 V 故 A 错 B C 正确 正弦交变电压的瞬时值表达式u Umsin Um 2 311 2 t 311sin t V 311sin 100 t V 故 D 错误 2 0 02 答案 BC 9 如图 10 1 24 所示 面积均为S的两个电阻相同的线圈 分别放在如图所示的磁 5 场中 甲图中是磁感应强度为B0的匀强磁场 线圈在磁场中以周期T绕OO 轴匀速转动 乙图中磁场变化规律为B B0cos 2 t T 从图示位置开始计时 则 图 10 1 24 A 两线圈的磁通量变化规律不同 B 两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同 C 经相同的时间t t T 两线圈产生的热量相同 D 从此时刻起 经T 4 时间 流过两线圈横截面的电荷量相同 解析 甲图中的磁通量变化规律为 甲 B0Scos t 乙图中磁通量的变化规律 2 T 为 乙 B0Scos t 由于两线圈的磁通量变化规律相同 则两线圈中感应电动势的变化规 2 T 律相同 达到最大值的时刻也相同 有效值E也相同 又因两线圈电阻相同 所以Q t E2 R 也相同 经过 时间 流过两线圈横截面的电荷量q I 也相同 故 C D 两项正确 T 4 T 4 答案 CD 图 10 1 25 10 2011 宁夏模拟 如图 10 1 25 所示 矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕 垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动 当线圈平面转到与磁场方向平行时 A 线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流 B 绕圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势 C 线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同 都是a d c b a D 线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力 解析 无论线圈是绕P1轴转动还是绕P2轴转动 整个线圈中的磁通量变化率是相 同的 故绕P1轴转动时产生的电流等于绕P2轴转动时产生的电流 选项 A 正确 B 错误 电 流的方向按照右手定则判断应当是a d c b a 选项 C 正确 由于绕P1轴转动时产生的 电流等于绕P2轴转动时产生的电流 故无论绕哪个轴转动dc边所受到的安培力都相等 选 项 D 错误 答案 AC 6 三 非选择题 本题共 2 小题 共 30 分 要有必要的文字说明和解题步骤 有数值计算 的要注明单位 图 10 1 26 11 14 分 一矩形线圈abcd放置在如图 10 1 26 所示的有理想边界的匀强磁场中 OO 的左边有匀强磁场 右边没有 线圈的两端接一只灯泡 已知线圈的匝数n 100 电 阻r 1 0 ab边长L1 0 5 m ad边长L2 0 3 m 小灯泡的电阻R 9 0 磁场的磁 感应强度B 1 0 10 2 T 线圈以理想边界OO 为轴以角速度 200 rad s 按如图 10 1 26 所示的方向匀速转动 OO 轴离ab边距离为L2 以如图所示位置为计时起 2 3 点 求 1 在 0 的时间内 通过小灯泡的电荷量 T 4 2 画出感应电动势随时间变化的图象 以abcda方向为正方向 至少画出一个完整的周 期 3 小灯泡消耗的电功率 解析 1 通过小灯泡的电荷量 q I t t 0 01 C E R总 n R总 nBL1 2 3L2 R r 2 ab边在磁场里切割磁感线时最大感应电动势为 E1 nBL1 L2 2 3 代入数据得E1 20 V cd边在磁场里切割磁感线时最大感应电动势为 E2 nBL1 L2 1 3 代入数据得E2 10 V 图象如图所示 3 设线圈的感应电动势的有效值为U 则 7 T 20 2 2 R T 2 10 2 2 R T 2 U2 R 得U2 125 V2 则小灯泡消耗的电功率P 2R U R总 代入数据得P 11 25 W 答案 1 0 01 C 2 见解析 3 11 25 W 图 10 1 27 12 16 分 如图 10 1 27 所示 匀强磁场的磁感应强度B 2 T 匝数n 6 的矩形线 圈abcd绕中心轴OO 匀速转动 角速度 200 rad s 已知ab 0 1 m bc 0 2 m 线圈 的总电阻R 40 试求 1 感应电动势的最大值 感应电流的最大值 2 设t 0 时线圈平面与磁感线垂直 写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式 3 画出感应电流的瞬时值i随 t变化的图象 4 当 t 30 时 穿过线圈的磁通量和线圈中的电流的瞬时值各是多大 5 线圈从图示位置转过的过程中 感应电动势的平均值是多大 2 6 线圈的发热功率多大 解析 1 因为线圈匀速转动 感应电动势的最大值就出现在题图所示位置 Em nBS 6 2 0 1 0 2 200 V 48 V 感应电流最大值 Im A 1 2 A Em R 48 40 2 感应电动势的瞬时值表达式 e Em sin t 48sin 200t V 3 i t图象如图所示 4 当线圈从图示位置转过 30 角时 穿过线圈的磁通量 和感应电动势e分别为 BL1L2 sin 30 2 0 1 0 2 Wb 1 2 0 02 Wb 8 e 48sin 30