2020年高考物理復(fù)習(xí) 知能演練提升 第十章 第一講 每課一測

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1、 [每課一測] 1.(2020·貴陽質(zhì)檢)如圖1所示，一矩形閉合線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸OO′以恒定的角速度ω轉(zhuǎn)動，從線圈平面與磁場方向平行的位置開始計時，則在t＝時刻(　　) A．線圈中的感應(yīng)電動勢最小 B．線圈中的感應(yīng)電流最大 圖1 C．穿過線圈的磁通量最大 D．穿過線圈磁通量的變化率最小 解析：經(jīng)過時間t＝，線圈轉(zhuǎn)過的角度為π，則該時刻磁通量為零，左、右兩個邊的速度剛好與磁感線垂直，由電動勢E＝BLv得此刻產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，磁通量的變化率最大，線圈中的感應(yīng)電流最大，B正確，A、C、D錯誤。 答案：B 2.如圖2所示，圖線a是線圈在勻

2、強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時所產(chǎn)生正弦交流電的圖像，當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后，所產(chǎn)生正弦交流電的圖像如圖線b所示，以下關(guān)于這兩個正弦交流電的說法正確的是(　　) A．在圖中t＝0時刻穿過線圈的磁通量均為零 B．線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為3∶2 C．交流電a的瞬時值為u＝10sin5πt (V) 圖2 D．交流電b的最大值為5 V 解析：t＝0時刻穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零，故電壓為零，A錯；讀圖得兩次周期之比為2∶3，由轉(zhuǎn)速ω＝得轉(zhuǎn)速與周期成反比，故B正確；讀圖得a的最大值為10 V，ω＝5π，由交流電感應(yīng)電動勢瞬時值表達(dá)式e＝Emsinωt(V)(從中性面開始計時)得，u＝1

3、0sin5πt(V)，故C正確；交流電的最大值Em＝nBSω，所以根據(jù)兩次轉(zhuǎn)速ω的比值可得，交流電b的最大值為×10 V＝ V，故D錯。 答案：BC 3.如圖3所示的電路中，A是熔斷電流I0＝2 A的保險絲，R是可變電阻，S是交流電源。交流電源的內(nèi)阻不計，其電動勢隨時間變化的規(guī)律是e＝220sin314t V。為了不使保險絲熔斷，可變電阻的阻值應(yīng)該大于(　　) A．110 Ω　　　　　　　 B．110 Ω C．220 Ω D．220 Ω 圖3 解析：該交變電流電動勢的有效值為U＝ V＝220 V，故電阻的最小阻值Rmin＝＝ Ω＝110 Ω。 答案：B 4

4、.矩形線框在勻強磁場內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動過程中，線框輸出的交流電壓隨時間變化的圖像如圖4所示，下列說法中正確的是(　　) A．交流電壓的有效值為36 V B．交流電壓的最大值為36 V，頻率為0.25 Hz C．2 s末線框平面垂直于磁場，通過線框的磁通量最大 圖4 D．1 s末線框平面垂直于磁場，通過線框的磁通量變化最快 解析：由線框輸出的交流電壓隨時間變化圖像可知，交流電壓的最大值為36 V，頻率為0.25 Hz，B正確；有效值則為36 V，A錯誤；2 s末，線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為零，所以此時線框平面垂直于磁場，C正確；1 s末，線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，此時線框平面平行于磁場，

5、通過線框的磁通量變化最快，D錯誤。 答案：BC 5．(2020·天津高考)在勻強磁場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，如圖5甲所示，產(chǎn)生的交變電動勢的圖像如圖乙所示，則(　　) 圖5 A．t＝0.005 s 時線框的磁通量變化率為零 B．t＝0.01 s 時線框平面與中性面重合 C．線框產(chǎn)生的交變電動勢有效值為 311 V D．線框產(chǎn)生的交變電動勢頻率為 100 Hz 解析：t ＝0.005 s 時感應(yīng)電動勢最大，線框的磁通量變化率也最大，A錯誤。t ＝0.01 s 時感應(yīng)電動勢為零，穿過線框磁通量最大，線框平面與中性面重合，B正確。感應(yīng)電動勢的最大值 為 3

6、11 V，有效值則為 V，C錯誤。所產(chǎn)生電動勢的周期為 0.02 s，頻率等于周期的倒數(shù)，為50 Hz，D錯誤。 答案：B 6．在如圖6甲所示的電路中，電阻R的阻值為50 Ω，在ab間加上圖乙所示的正弦交流電，則下面說法中正確的是(　　) 圖6 A．交流電壓的有效值為100 V B．電流表示數(shù)為2 A C．產(chǎn)生該交流電的線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的角速度為3.14 rad/s D．在1分鐘內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量為1.2×104 J 解析：從題圖乙中可以看出，交流電壓的峰值為100 V，所以有效值U＝100 V，A項正確；通過電阻的電流I＝U/R＝2 A，B項正確；交流電的周期為T＝0

7、.02 s，故角速度ω＝＝100π rad/s，C項錯誤；根據(jù)Q＝t得，Q＝1.2×104 J，D項正確。 答案：ABD 7．如圖7中甲、乙分別表示兩種電壓的波形，其中圖甲所示電壓按正弦規(guī)律變化。下列說法正確的是(　　) 圖7 A．圖甲表示交流電，圖乙表示直流電 B．兩種電壓的有效值相等 C．圖甲所示電壓的瞬時值表達(dá)式為u＝311sin100πt V D．圖甲所示電壓經(jīng)匝數(shù)比為10∶1的變壓器變壓后，頻率變?yōu)樵瓉淼? 解析：因大小和方向均隨時間做周期性變化，故圖乙電壓表示的也為交流電，A錯誤；由圖像知，相同時刻U1＞U2，故B錯誤；由題圖甲知，該交流電壓是正弦交流電壓，U

8、m＝311 V，T＝2×10－2s，則瞬時值u＝Umsint V＝311sin100πt V， 故C正確；因變壓器變壓后輸入電壓與輸出電壓的頻率相同，故D錯誤。 答案：C 8．一正弦交流電的電壓隨時間變化的規(guī)律如圖8所示。由圖可知(　　) 圖8 A．該交流電的電壓瞬時值的表達(dá)式為u＝100sin(25t)V B．該交流電的頻率為25 Hz C．該交流電的電壓的有效值為100 V D．若將該交流電壓加在阻值為R＝100 Ω的電阻兩端，則電阻消耗的功率是50 W 解析：從題圖中可知，交流電周期T＝4×10－2 s，峰值電壓Um＝100 V，故交流電的頻率f＝＝25 Hz，有效

9、值U＝＝50 V。加在R＝100 Ω的電阻上時的熱功率P＝＝50 W，瞬時值表達(dá)式u＝Umsint＝100sin(50πt) V，故正確選項為B、D。 答案：BD 9．一臺小型發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖像如圖9甲所示。已知發(fā)電機線圈內(nèi)阻為5.0 Ω，現(xiàn)外接一只電阻為95.0 Ω的燈泡，如圖乙所示，則(　　) 圖9 A．電壓表○V 的示數(shù)為220 V B．電路中的電流方向每秒鐘改變50次 C．燈泡實際消耗的功率為484 W D．發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為24.2 J 解析：電動勢的有效值為E＝ V＝220 V，所以電流的有效值I＝＝ A＝2.2 A，所以

10、電壓表的示數(shù)為U＝IR＝2.2×95.0 V＝209 V，選項A錯；交流電的頻率為f＝＝50 Hz，每個周期內(nèi)電流方向改變2次，故每秒鐘內(nèi)電流方向改變100次，選項B錯；燈泡實際消耗的功率為P燈＝I2R＝2.22×95.0 W＝459.8 W，故選項C錯；發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為Q＝I2rt＝2.22×5.0×1 J＝24.2 J，選項D對。 答案：D 10.(2020·四川高考)如圖10所示，在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動的矩形線圈的周期為T，轉(zhuǎn)軸O1O2垂直于磁場方向，線圈電阻為2 Ω。從線圈平面與磁場方向平行時開始計時，線圈轉(zhuǎn)過60°角時的感應(yīng)電流為1 A。那么(　　) A．線圈

11、消耗的電功率為4 W 圖10 B．線圈中感應(yīng)電流的有效值為2 A C．任意時刻線圈中的感應(yīng)電動勢為e＝4cost D．任意時刻穿過線圈的磁通量為Φ＝sint 解析：線圈轉(zhuǎn)動角速度ω＝，線圈平面從與磁場方向平行開始計時，當(dāng)轉(zhuǎn)過60°時，電流的瞬時值為i＝Im cos 60°＝1 A?Im＝2 A，正弦交變電流有效值I＝＝ A，B項錯；線圈消耗的功率P＝I2R＝4 W，A項正確；由歐姆定律可知，感應(yīng)電動勢最大值Em＝ImR＝4 V，所以瞬時值表達(dá)式為e＝4 cost，C項正確；通過線圈的磁通量Φ＝Φmsin ωt＝Φmsint，由感應(yīng)電動勢的最大值Em＝BSω＝Φm

12、×?Φm＝ 解兩式得：Φ＝sint＝sint，D項錯。 答案：AC 11.如圖11所示，矩形線圈abcd在磁感應(yīng)強度B＝2 T的勻強磁場中繞軸OO′以角速度ω＝10π rad/s勻速轉(zhuǎn)動，線圈共10匝，電阻r＝5 Ω，ab＝0.3 m，bc＝0.6 m，負(fù)載電阻R＝45 Ω。求： (1)寫出從圖示位置開始計時線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式； (2)電阻R在0.05 s內(nèi)產(chǎn)生的熱量； 圖11 (3)0.05 s內(nèi)流過電阻R上的電荷量(設(shè)線圈從垂直中性面開始轉(zhuǎn)動)。 解析：(1)電動勢的最大值為Em＝nBSω＝10×2×0.3×0.6×10π V≈113.04 V

13、 故瞬時值表達(dá)式e＝Emcosωt＝113.04cos10πt V (2)電流的有效值I＝＝＝1.6 A 所以0.05 s內(nèi)R上產(chǎn)生的熱量Q＝I2Rt＝5.76 J (3)平均感應(yīng)電動勢為：＝n＝72 V 平均感應(yīng)電流為：＝＝1.44 A 所以通過電阻R的電荷量為：q＝·t＝0.072 C。 答案：(1)e＝113.04cos10πt V　(2)5.76 J　(3)0.072 C 12．(2020·鄭州模擬)如圖12甲所示，一固定的矩形導(dǎo)體線圈水平放置，線圈的兩端接一只小燈泡，在線圈所在空間內(nèi)存在著與線圈平面垂直的均勻分布的磁場。已知線圈的匝數(shù)n＝100 匝，總電阻r＝1.0

14、Ω，所圍成矩形的面積S＝0.040 m2，小燈泡的電阻R＝9.0 Ω，磁感應(yīng)強度隨時間按如圖乙所示的規(guī)律變化，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢瞬時值的表達(dá)式為e＝nBmScost，其中Bm為磁感應(yīng)強度的最大值，T為磁場變化的周期，不計燈絲電阻隨溫度的變化，求： 圖12 (1)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值； (2)小燈泡消耗的電功率； (3)在磁感應(yīng)強度變化的0～時間內(nèi)，通過小燈泡的電荷量。 解析：(1)由圖像知，線圈中產(chǎn)生的交變電流的周期T＝3.14×10－2 s，所以Em＝nBmSω＝＝8.0 V。 (2)電流的最大值Im＝＝0.80 A，有效值I＝＝ A，小燈泡消耗的電功率P＝I2R＝2.88 W。 (3)在0～時間內(nèi)，電動勢的平均值＝， 平均電流＝＝， 流過燈泡的電荷量Q＝Δt＝＝4.0×10－3 C。 答案：(1)8.0 V　(2)2.88 W　(3)4.0×10－3 C