【與名師對話】2014年高考物理總復(fù)習(xí) 課時(shí)配套作業(yè)36 新人教版選修3-2

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1、 課時(shí)作業(yè)(三十六) 　 1．(2012·廣東卷)某小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢為e＝50sin100πt(V)，對此電動(dòng)勢，下列表述正確的有 (　　) A．最大值是50 V B．頻率是100 Hz C．有效值是25 V D．周期是0.02 s [解析]　從表達(dá)式知該交變電動(dòng)勢的最大值為50 V，有效值是25 V，A錯(cuò)，C對．由2πf＝100π得f＝50 Hz，周期T＝0.02 s，D對． [答案] CD 2．如圖中各圖面積均為S的線圈均繞其對稱軸或中心軸在勻強(qiáng)磁場B中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，能產(chǎn)生正弦交變電動(dòng)勢e＝BSωsinωt的圖是 (　　) [解析]　線圈在勻強(qiáng)

2、磁場中繞垂直于磁場方向的軸(軸在線圈所在平面內(nèi))勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的正弦交變電動(dòng)勢為e＝BSωsinωt，由這一原則判斷，A圖和C圖符合要求；B圖中的轉(zhuǎn)軸不在線圈所在平面內(nèi)；D圖轉(zhuǎn)軸與磁場方向平行，而不是垂直．故A、C正確． [答案] AC 3.如右圖所示，矩形線框置于豎直向下的磁場中，通過導(dǎo)線與靈敏電流表相連，線框在磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，圖中線框平面處于豎直面內(nèi)，下述說法正確的是 (　　) A．因?yàn)榫€框中產(chǎn)生的是交變電流，所以電流表示數(shù)始終為零 B．線框通過圖中位置瞬間，穿過線框的磁通量最大 C．線框通過圖中位置瞬間，通過電流表的電流瞬時(shí)值最大 D．若使線

3、框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度增大一倍，那么通過電流表電流的有效值也增大一倍 [答案] CD 4．(2012·南通模擬)面積為S的兩個(gè)電阻相同的線圈，分別放在如圖所示的磁場中，圖甲中是磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場，線圈在磁場中以周期T繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，圖乙中磁場變化規(guī)律為B＝B0cos，從圖示位置開始計(jì)時(shí)，則(　　) A．兩線圈的磁通量變化規(guī)律相同 B．兩線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢達(dá)到最大值的時(shí)刻不同 C．經(jīng)相同的時(shí)間t(t>T)，兩線圈產(chǎn)生的熱量相同 D．從此時(shí)刻起，經(jīng)T/4時(shí)間，流過兩線圈橫截面的電荷量相同 [解析]　甲：Φ甲＝B0Scosωt，乙：Φ乙＝BScosωt＝B0Scosωt，故磁通量

4、變化率相同，又E＝，所以電動(dòng)勢變化規(guī)律也相同，故甲、乙兩種情況電動(dòng)勢最大值出現(xiàn)時(shí)刻及有效值、平均值均同． [答案] ACD 5．如圖所示，圖甲和圖乙分別表示正弦脈沖波和方波的交變電流與時(shí)間的變化關(guān)系．若使這兩種電流分別通過兩個(gè)完全相同的電阻，則經(jīng)過1 min的時(shí)間，兩電阻消耗的電功之比W甲∶W乙為 (　　) A．1∶　　 B．1∶2　　 C．1∶3　　 D．1∶6 [解析]　電功的計(jì)算，I要用有效值計(jì)算，圖甲中，由有效值的定義得()2R×2×10－2＋0＋()2R×2×10－2＝IR×6×10－2，解得I1＝ A；圖乙中，I的值不變，I2＝1 A，由W＝UIt＝I2Rt，可以

5、得到W甲∶W乙＝1∶3，C正確． [答案] C 6．一只矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過線圈的磁通量隨時(shí)間變化的圖象如圖甲所示，則下列說法正確的是 (　　) A．t＝0時(shí)刻，線圈平面與中性面垂直 B．t＝0.01 s時(shí)刻，Φ的變化率最大 C．t＝0.02 s時(shí)刻，交流電動(dòng)勢達(dá)到最大 D．該線圈產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢的圖象如圖乙所示 [解析]　由Φ－t圖知，t＝0時(shí)，Φ最大，即線圈處于中性面位置，此時(shí)e＝0，故A、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖知T＝0.04 s，在t＝0.01 s時(shí)，Φ＝0，最大，e最大，則B項(xiàng)正確；在t＝0.02 s時(shí)，Φ最大，＝0，e＝0，則C項(xiàng)錯(cuò)誤．

6、 [答案] B 7．(2012·揚(yáng)州模擬)如圖甲所示，一矩形閉合線圈在勻強(qiáng)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(dòng)，從線圈平面與磁場方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的交變電流按照圖乙所示的余弦規(guī)律變化，在t＝時(shí)刻(　　) A．線圈中的電流最大 B．穿過線圈的磁通量最大 C．線圈所受的安培力為零 D．穿過線圈磁通量的變化率最大 [解析]　t＝＝，線圈轉(zhuǎn)過90°，線圈平面與磁感線垂直，此時(shí)穿過線圈的磁通量最大，穿過線圈磁通量的變化率為零，感應(yīng)電流為零，線圈不受安培力作用，故A、D錯(cuò)誤，B、C正確． [答案] BC 8．(2012·連云港模擬)一個(gè)閉合的矩形線圈放在勻

7、強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為ω時(shí)，線圈中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢的最大值為E0，周期為T0，外力提供的功率為P0.若使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)?ω，線圈中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢的最大值為E，周期為T，外力提供的功率為P.則E、T和P的大小為 (　　) A．E＝2E0，T＝T0，P＝2P0 B．E＝E0，T＝T0，P＝2P0 C．E＝2E0，T＝T0，P＝2P0 D．E＝2E0，T＝T0，P＝4P0 [解析]　設(shè)線圈為N匝，面積為S，所在區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，當(dāng)角速度為ω時(shí)，產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢E0＝NBSω，周期T0＝，外力提供的功率P0＝＝＝.當(dāng)角速度為2ω時(shí)，產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢E＝2NBSω＝2E

8、0，周期T＝＝＝T0，外力提供的功率P＝＝＝4P0.故D正確． [答案] D 9.如右圖所示，面積為S、匝數(shù)為N、電阻為r的線圈固定在圖示位置，線圈與阻值為R的電阻構(gòu)成閉合電路，理想交流電壓表并聯(lián)在電阻R的兩端；U形磁鐵以線圈的中心軸線OO′為軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，已知U形磁鐵兩極間的磁場為勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，取磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)到圖示位置的時(shí)刻t＝0.則 (　　) A．在t＝0時(shí)刻，線圈處于中性面，流過電阻R的電流為0 B．1 s內(nèi)流過電阻R的電流方向改變次 C．線圈匝數(shù)減少為原來的一半，磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)角速度增大到原來2倍，電壓表讀數(shù)不變 D．在電阻R的兩端再并聯(lián)一只阻

9、值為R的電阻后，電壓表的讀數(shù)不變 [解析]　在t＝0時(shí)刻，線圈中的磁通量最小，線圈處于垂直于中性面的位置，感應(yīng)電動(dòng)勢最大，流過電阻R的電流為最大值，A錯(cuò)；由于一個(gè)周期內(nèi)電流的方向改變兩次，1 s內(nèi)流過電阻R的電流方向改變的次數(shù)為n＝2f＝，B正確；線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值Em＝NBSω，線圈匝數(shù)減少為原來的一半，磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)角速度增大到原來2倍，Em不變，由于產(chǎn)生的交變電流為正弦交變電流，因此其有效值為E＝也不變，因匝數(shù)減半，內(nèi)阻也減半，外電阻不變．所以路端電壓增加，即電壓讀數(shù)變大，所以C不正確．當(dāng)并聯(lián)一個(gè)電阻R后，外電阻內(nèi)電阻不變，所以路端電壓減小，即電壓讀數(shù)減小，所以D錯(cuò)． [答案]

10、B 10.將硬導(dǎo)線中間一段折成不封閉的正方形，每邊長為l，它在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向如右圖所示的勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n，導(dǎo)線在a、b兩處通過電刷與外電路連接，外電路接有額定功率為P的小燈泡并正常發(fā)光，電路中除燈泡外，其余部分的電阻不計(jì)，燈泡的電阻應(yīng)為 (　　) A. B. C. D. [解析]　單匝正方形線圈繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，將產(chǎn)生正弦式電流，則電動(dòng)勢的最大值Em＝Bl2ω＝2πnBl2，其有效值E＝＝，計(jì)算小燈泡的額定功率P要用其有效值，即P＝. R＝＝，故只有B選項(xiàng)正確． [答案] B 11．下圖甲所示為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線

11、圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的匝數(shù)n＝100匝、電阻r＝10 Ω，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)與電阻R連接，電阻R＝90 Ω，與R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表．在t＝0時(shí)刻，線圈平面與磁場方向平行，穿過每匝線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t按下圖乙所示正弦規(guī)律變化．求： (1)交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢的最大值； (2)電路中交流電壓表的示數(shù)． [解析]　(1)交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢的最大值 Em＝nBSω　而Φm＝BS，ω＝，所以Em＝ 由Φ－t圖線可知：Φm＝2.0×10－2 Wb， T＝6.28×10－2 s　所以Em＝200 V. (2)電動(dòng)勢的有效值E＝Em＝10

12、0 V 由閉合電路的歐姆定律，電路中電流的有效值為 I＝＝ A　交流電壓表的示數(shù)為 U＝IR＝90 V≈127 V. [答案] (1)200 V　(2)127 V 12．如下圖甲所示是某同學(xué)設(shè)計(jì)的一種振動(dòng)發(fā)電裝置的示意圖，它的結(jié)構(gòu)是一個(gè)套在輻向形永久磁鐵槽中的半徑為r＝0.10 m、匝數(shù)n＝20匝的線圈，磁場的磁感線均沿半徑方向均勻分布(其右視圖如下圖乙所示)．在線圈所在位置磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小均為B＝ T，線圈的電阻為R1＝0.50 Ω，它的引出線接有R2＝9.5 Ω的小電珠L.外力推動(dòng)線圈框架的P端，使線圈沿軸線做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，便有電流通過小電珠．當(dāng)線圈運(yùn)動(dòng)速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律

13、如下圖丙所示時(shí)(摩擦等損耗不計(jì))．求： (1)小電珠中電流的最大值； (2)電壓表的示數(shù)； (3)t＝0.1 s時(shí)外力F的大?。? (4)在不改變發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)的條件下，要使小電珠的功率提高雙倍，可采取什么辦法(至少說出兩種方法)? [解析]　(1)由題意及法拉第電磁感應(yīng)定律知道，由于線圈在磁場中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的大小符合正弦曲線變化規(guī)律，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值為：Em＝nBlv＝nB2πrvm，電路總電阻為：R1＋R2，那么小電珠中電流的最大值為Im＝＝ A＝0.16 A. (2)電壓表示數(shù)為有效值 U＝＝ImR2＝×0.16×9.5 V＝0.76 V≈1.07 V. (3)當(dāng)t＝0.1 s也就是T/4時(shí)，外力F的大小為F＝nB2πrIm＝vm＝0.128 N. (4)提高vm　用變壓器 [答案] (1)0.16 A　(2)1.07 V　(3)0.128 N (4)提高vm　用變壓器 7