1、课时作业时间：45分钟满分：100分一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分。其中17题为单选，810题为多选)1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C解析只要闭合线圈绕垂直磁感线的轴匀速转动，就能产生正弦式交流电，与轴的位置、线圈的形状无关。除C项的轴与磁感线平行外，其他选项的轴都与磁感线垂直。所以C正确，A、B、D错误。2(2019东北三省三校二模)图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的图象如图乙所
2、示。已知发电机线圈电阻为10 ，外接一只阻值为90 的电阻，不计电路的其他电阻，则()A电流表的示数为0.31 AB线圈转动的角速度为50 rad/sC0.01 s时线圈平面与磁场方向平行D在线圈转动一周过程中，外电阻发热约为0.087 J答案D解析在交流电路中电流表的示数为电流的有效值，E有效 V22 V，电流表的示数I A0.22 A，A错误；从图象可知线圈转动的周期为0.02 s，则线圈转动的角速度100 rad/s，B错误；0.01 s时线圈的电动势为0，因此线圈在中性面处，C错误；线圈发热应用电流的有效值进行计算，则线圈转动一圈外电阻的发热量QI2RT(0.22)2900.02 J0
3、.087 J，D正确。3(2019湖北省高三一月联考)2018年4月15日，中国国际小家电展览会在广州拉开帷幕，家电展上有些国家家用电器的额定电压和我国是不同的，例如美国家用电器不能直接接到220 V的照明电路上，可以接到交变电压是u110sin120t(V)的电源上使用，交变电压是由矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的，下列说法正确的是()A用电压表测该电压其示数为110 VB电流方向每秒改变60次C交流电的频率为60 Hz，当t0.1 s时u110 VD将该电压加在110 的电阻两端，则该电阻消耗的电功率为110 W答案D解析由交变电压的表达式可知，该交流电的频率为f Hz60 Hz，电压最
4、大值为Um110 V。电压表读数等于电压的有效值，为U110 V，故A错误；一个周期内电流方向改变2次，故1 s内改变的次数为602120次，B错误；当t0.1 s时u0，C错误；将该电压加在110 的电阻两端，该电阻消耗的功率为P110 W，故D正确。4匀强磁场中有一长方形闭合导线框，分别以相同的角速度绕图a、b、c、d所示的固定转轴旋转，用Ia、Ib、Ic、Id表示四种情况下线框中电流的有效值，则()AIaId BIaIbCIbIc DIcId答案D解析线圈绕垂直匀强磁场的轴匀速转动，产生的电动势与转轴位置无关，则四种情况下线框中电流的有效值相等，即IaIbIcId，故D正确。5(2019
5、湖南岳阳一模)如图所示，电阻为r、匝数为N、面积为S的矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以某一角速度匀速转动，接入电路中变阻器的阻值为R，t0时，线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表，则()At0时，线圈中的感应电动势EmNBSB电压表的示数为C滑片P向下滑动时，电流表的读数变大D线圈匀速转动的角速度变大时，电流表的读数变大答案D解析t0时，线圈位于中性面处，此时感应电动势为零，故A错误；电压表的示数为路端电压的有效值，即UR，故B错误；滑片P向下滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，电路中电流减小，所以电流表读数变小，故C错误；线圈匀速转动的角速度变大时，电动势的最大
6、值EmNBS增大，电动势有效值增大，电流表的读数变大，故D正确。6如图所示区域内存在匀强磁场，磁场的边界由x轴和y2sinx曲线围成(x2 m)，现把一边长为2 m的正方形单匝线框以水平速度v10 m/s匀速地拉过该磁场区，磁场区的磁感应强度为0.4 T，线框电阻R0.5 ，不计一切摩擦阻力，则()A水平拉力F的最大值为8 NB拉力F的最大功率为12.8 WC拉力F要做25.6 J的功才能让线框通过此磁场区D拉力F要做12.8 J的功才能让线框通过此磁场区答案C解析线框匀速通过磁场区，产生的感应电流先增大后减小，形成正弦交流电，持续时间t0.4 s，感应电动势最大值为EmBlv8 V，有效值为
7、4 V，感应电流最大值为16 A，有效值为8 A，则水平拉力最大值为FmBIml12.8 N，A错误。拉力的最大功率为PmFmv128 W，B错误；线框匀速通过，拉力做的功等于焦耳热，QI2Rt25.6 J，C正确，D错误。7如图所示，一半径为L的导体圆环位于纸面内，O为圆心。环内两个圆心角为90且关于O中心对称的扇形区域内分布有匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为B、方向相反且均与纸面垂直。导体杆OM可绕O转动，M端通过滑动触点与圆环良好接触，在圆心和圆环间连有电阻R，不计圆环和导体杆的电阻，当杆OM以恒定角速度逆时针转动时，理想电流表A的示数为()A. B. C. D.答案A解析OM切割磁
8、感线产生的电动势E，OM切割磁感线时产生的感应电流I，设电流的有效值为I有效，则IRT2I2RT，解得I有效，A正确。8(2019湖北黄冈中学模拟)如图甲所示是一种振动发电装置的示意图，半径为r0.1 m、匝数n20的线圈位于辐向分布的磁场中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右视图如图乙所示)，线圈所在位置的磁感应强度的大小均为B T，线圈电阻为R10.5 ，它的引出线接有R29.5 的小电珠L，外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，线圈运动速度v随时间t变化的规律如图丙所示(摩擦等损耗不计，图丙为正弦函数图线)，则()A小电珠中电流的峰值为0.16 AB小电珠中电流的有效值为0
9、.16 AC电压表的示数约为1.5 VDt0.01 s时外力的大小为0.128 N答案AD解析由题意及法拉第电磁感应定律可知EnB2rv，线圈在磁场中做往复运动，产生的感应电动势随时间按正弦函数变化，线圈中的感应电动势的峰值为EmnB2rvm，故小电珠中电流的峰值为Im A0.16 A，有效值为I0.08 A，A正确，B错误；电压表示数为UIR21.07 V，C错误；当t0.01 s也就是时，由vt图象知线圈的加速度为0，外力等于安培力，所以外力的大小为FnB2rIm0.128 N，D正确。9(2019甘肃靖远一中高三下学期二模)图甲为一台小型发电机构造示意图，内阻r5.0 ，外电路电阻R95
10、 ，电路中其余电阻不计。发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n100。转动过程中穿过每匝线圈的磁通量随时间t按正弦规律变化，如图乙所示，(3.14，1.4)则()A该小型发电机的电动势的最大值为200 VBt3.14102 s时，磁通量的变化率为2 Wb/sCt3.14102 s时，串联在外电路中的交流电流表的读数为2 ADt3.14102 s时，串联在外电路中的交流电流表的读数为1.4 A答案ABD解析从t图线可以看出，max1.0102 Wb，T3.14102 s，感应电动势的最大值Emaxnmax1001102 V200 V，故A正确；t3.
11、14102 s时，磁通量的变化率最大，最大值为 Wb/s2 Wb/s，B正确；电路中电流有效值I A1.4 A，则串联在外电路中的交流电流表的读数为1.4 A，故C错误，D正确。10如图所示，N匝矩形导线框以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO匀速转动，线框面积为S，线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻R、理想交流电流表和二极管D。二极管D具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大。下列说法正确的是()A交流电流表的示数INBSB一个周期内通过R的电荷量qCR两端电压的有效值UNBSD图示位置电流表的示数为0答案AB解析由图示位置开始计时，产生正弦交流电，电动势的瞬时值eNBSsi
12、nt，由于二极管具有单向导电性，则电阻R两端的电压随时间变化的图象如图所示，由有效值的定义有T，所以R两端电压的有效值为U，C错误。由欧姆定律得电流表的示数I，A正确，D错误。一个周期内通过R的电荷量q，B正确。二、非选择题(本题共2小题，共30分)11(14分)如图所示，光滑平行的长金属导轨固定在水平面上，相距L1 m，左端连接R2 的电阻，一质量m0.5 kg、电阻r1 的导体棒MN垂直放置在两平行金属导轨上，彼此接触良好，导轨的电阻不计。在两导轨间有这样的磁场，磁场方向竖直向下，磁感应强度B大小随x变化关系是B0.6sin(T)，x00.5 m；两区域磁感应强度大小关于直线x0.5 m对
13、称。(1)导体棒在水平向右的拉力F作用下，以速度v01 m/s 匀速穿过磁场区，求此过程中感应电流的最大值Im；(2)在(1)的情况下，求棒穿过磁场过程中拉力做的功W以及电阻R上产生的热量QR。答案(1)0.2 A(2)0.06 J0.04 J解析(1)导体棒以不变的速度穿过磁场区，B0.6sin，xv0t，得B0.6sint由法拉第电磁感应定律得eBLv00.6sint V这是一正弦交流电，Em0.6 V由欧姆定律得Im0.2 A。(2)电流的有效值I棒在磁场中的时间t拉力做功等于回路中产生的热量WQI2(Rr)t电阻R上产生的热量QRI2Rt代入数据解得W0.06 J，QR0.04 J。1
14、2(16分)如图所示，一个半径为r的半圆形线圈，以直径ab为轴匀速转动，转速为n，ab的左侧有垂直于纸面向里(与ab垂直)的匀强磁场，磁感应强度为B。M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，求：(1)感应电动势的最大值；(2)从图示位置起转过圈的时间内，负载电阻R上产生的热量；(3)从图示位置起转过圈的时间内，通过负载电阻R的电荷量；(4)电流表的示数。答案(1)2Bnr2(2)(3) (4)解析(1)线圈绕轴匀速转动时，在电路中产生如图所示的交变电流。此交变电流电动势的最大值为EmBSB2n2Bnr2。(2)在线圈从图示位置转过圈的时间内，电动势的有效值为E电阻R上产生的热量为Q2R。(3)在线圈从图示位置转过圈的时间内，电动势的平均值为通过R的电荷量qtt。(4)设此交变电动势在一个周期内的有效值为E，由有效值的定义得T，解得E故电流表的示数为I。