1、限时训练 限时45分钟，满分100分一、选择题(每小题6分，共60分)1下图中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速转动，不能产生正弦式交变电流的是答案C2下图所示是交流电的图象，其中能正确反映我国居民日常生活所用交流电的是解析我国居民日常生活所用交流电电压的有效值为220 V，频率为50 Hz，周期为0.02 s，故选C.答案C3(2014长沙期末)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10115所示下列说法正确的是A电路中交变电流的频率为0.25 HzB电阻消耗的电功率为2.5 WC用交流电压表测得电阻两端的电压是5 V 图10115D若将10
2、F的电容器并联在电阻两端，则电容器的耐压值应大于5 V解析由图象可知，交流电频率f25 Hz，选项A错误；交流电压有效值E V，故电阻消耗的电功率为P2.5 W，选项B正确；交流电压表测得的电压应为有效值，故选项C错误；电容器的耐压值应大于等于交流电压的最大值，选项D正确答案BD4(2012全国卷)一台电风扇的额定电压为交流220 V在其正常工作过程中，用交流电流表测得某一段时间内的工作电流I随时间t的变化如图10116所示这段时间内电风扇的用电量为A3.9102度 B5.5102度C7.8102度 D11.0102度 图10116解析这里“电量”指的是电风扇消耗的电能，应该用有效值计算，而图
3、中正好为有效值的变化图线，由E电UIt分段求和，E电U1I1t1U2I2t2U3I3t3，正常工作时电压均为220 V，代入数据换算单位后得E电5. 5102度，B正确答案B5(2014长春模拟)如图10117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，线圈沿顺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abcdaB线圈中的感应电动势为2nBL2 图10117C穿过线圈的磁通量的变化率最大D线圈ad边所受安培力的大
4、小为，方向垂直纸面向里解析当线圈转至图示位置时，由楞次定律(或右手定则)可知，选项A正确；图示位置，穿过线圈的磁通量为零，但穿过线圈的磁通量的变化率最大，感应电动势最大，为EmaxnBL1L2，选项C正确而B错误；此时线圈中的电流为I，ad边所受安培力的大小为FnBIL2，方向垂直纸面向里，选项D错误答案AC6(2014昆明一中月考)图10118甲是一教学演示用发电机构造示意图，线圈转动产生的电动势随时间变化的正弦规律如图乙发电机线圈电阻为0.5 ，外接电阻为2.5 ，则图10118A线圈转速为50 r/sB电压表的示数为2.5 VC电路中电流的最大值为 AD若线圈转速变为原来的2倍，外接电阻
5、消耗的功率也变为原来的2倍解析由题图乙可知，交流电的周期为T0.02 s，由T可得，转速n50 r/s，选项A正确；交流电的有效值为E3 V，电压表的示数UR2.5 V，选项B正确；电路中电流的最大值为Im A，选项C正确；外电阻消耗的功率为PRR，若转速变为原来的2倍，由EmnBS，E得，电动势变为原来的2倍，外接电阻消耗的功率变为原来的4倍，选项D错误答案ABC7(2014德阳联考)如图10119所示，abcd为一边长为L、匝数为N的正方形闭合线圈，绕对称轴OO匀速转动，角速度为.空间中只有OO左侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.若闭合线圈的总电阻为R，则A线圈中电动势的有效值
6、为NBL2B线圈中电动势的最大值为NBL2C在线圈转动一圈的过程中，有一半时间没有电流D当线圈转到图中所处的位置时，穿过线圈的磁通量为NBL2 图10119解析线圈中电动势的最大值：EmNBL2，有效值：ENBL2.在转动的过程中，线圈始终有一半在磁场中运动，故线圈中始终有电流通过当线圈转到图中所示位置时，穿过线圈的磁通量为BL2.故B正确答案B8某台家用柴油发电机正常工作时能够产生与我国照明电网相同的交变电流现在该发电机出现了故障，转子匀速转动时的转速只能达到正常工作时的一半，则它产生的交变电动势随时间变化的图象是解析线圈转速为正常时的一半，据2n知，周期变为正常时的2倍，又据EmNBS知，
7、最大值变为正常时的一半，结合我国电网交流电实际情况，知正确选项为B.答案B9（2014四川省名校模拟）如图10120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A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e4cos t 图10120D任意时刻穿过线圈的磁通量为sin t解析从线圈平面平行于磁感线开始计时，正弦交变电流的感应电动势的表达式为eEmcos ，且该式的成立与转轴的位置无关(转轴垂直于磁感线)，则感应电流icos ，由题给条
8、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e4cos t4cost，即C正确由EmBSm得m，故sint，即D错误答案AC10(2014西安模拟)如图10121所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交流电的图象，当只改变线圈的转速后，产生正弦交流电的图象如图线b所示，以下说法正确的是A线圈先后两次转速之比为23B通过线圈的磁通量最大值之比为32 图10121C先后两次交流电的最大值之比为32D先后两次交流电的有效值之比为解析由maxBS知，通过线圈的磁通量最大值之比为11，选项B错；由图象可知，根据T、2n知，选项A错；电动势最大值Ema
9、xNBSNmax，故，选项C对；由有效值公式E知，选项D错答案C二、计算题(共40分)11(20分)(2014郑州模拟)如图10122甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场已知线圈的匝数n100匝，总电阻r1.0 ，所围成矩形的面积S0.040 m2，小灯泡的电阻R9.0 ，磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为enBmScost，其中Bm为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期，不计灯丝电阻随温度的变化，求：图10122(1)线圈中产生感应电动势的最大值；(2)小灯泡消耗的电功
10、率；(3)在磁感应强度变化的0时间内，通过小灯泡的电荷量解析(1)由图象知，线圈中产生的交变电流的周期T3.14102 s，所以EmnBmS8.0 V.(2)电流的最大值Im0.80 A，有效值I A，小灯泡消耗的电功率PI2R2.88 W(3)在0时间内，电动势的平均值E，平均电流I，流过灯泡的电荷量QIt4.0103 C.答案(1)8.0 V(2)2.88 W(3)4.0103 C12(20分)(2014门头沟区模拟)有人为汽车设计的一个“再生能源装置”原理简图如图10123甲所示，当汽车减速时，线圈受到磁场的阻尼作用帮助汽车减速同时产生电能储存备用图中，线圈的匝数为n，ab长度为L1，b
11、c长度为L2.图乙是此装置的侧视图，切割处磁场的磁感应强度大小恒为B.有理想边界的两个扇形磁场区夹角都是90.某次测试时，外力使线圈以角速度逆时针匀速转动电刷M端和N端接电流传感器，电流传感器记录的it图象如图丙所示(I为已知量)，取ab边刚开始进入左侧的扇形磁场时刻t0.不计线圈转动轴处的摩擦甲乙丙图10123(1)求线圈在图乙所示位置时，产生感应电动势E的大小，并指明电刷M和N哪个接电源正极；(2)求闭合电路的总电阻R和外力做功的平均功率P；(3)为了能够获得更多的电能依据所学的物理知识，请你提出改进该装置的三条建议解析(1)E2nBL1vvL2EnBL1L2根据右手定则，M端是电源正极(2)电流：IR线圈转动一个周期时间内，产生电流的时间是半个周期外力做功的平均功率PI2RP(3)增加磁感应强度、增加线圈匝数、增加磁场区域面积、适当增加线圈面积、变成多组线圈等答案见解析