1、课时作业(二十九) 基础小题1有一不动的矩形线圈abcd，处于范围足够大的可转动的匀强磁场中，如图所示该匀强磁场是由一对磁极N、S产生，磁极以OO为轴匀速转动在t0时刻，磁场的方向与线圈平行，磁极N开始离开纸面向外转动，规定由abcda方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电流I随时间t变化的图线是()解析磁极以OO为轴匀速转动可等效为磁场不动线圈向相反方向转动，在t0时刻，由右手定则可知，产生的感应电流方向为abcda，磁场的方向与线圈平行，感应电流最大，故选项C正确答案C2(2016北京丰台期末)在匀强磁场中，一矩形金属举圈绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如
2、图乙所示，则()At0.005 s时线圈平面与磁场方向平行Bt0.010 s时线圈的磁通量变化率最大C线圈产生的交变电动势频率为100 HzD线圈产生的交变电动势有效值为311 V解析t0.005 s时线圈平面与磁场方向平行，感应电动势最大，选项A正确；t0.010 s时线圈的磁通量最大，变化率最小，选项B错误；线圈产生的交变电动势周期为0.02 s，频率为50 Hz，选项C错误；线圈产生的交变电动势最大值为311 V，选项D错误答案A3(2016济宁模拟)电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器如图甲所示为电吉他的拾音器的原理图，在金属弦的下方放置有一个连接到放大器的螺线管一条形磁铁固定在管内
3、，当拨动金属弦后，螺线管内就会产生感应电流，经一系列转化后可将电信号转为声音信号若由于金属弦的振动，螺线管内的磁通量随时间t的变化如图乙所示，则螺线管内感应电流i随时间t变化图象为()解析由法拉第电磁感应定律，则螺线管内感应电流i随时间t变化图象为B.答案B4一矩形线圈，在匀强磁场中绕垂直磁感线的对称轴转动，形成如图所示的交变电动势图象，根据图象提供的信息，以下说法正确的是()A线圈转动的角速度为rad/sB电动势的有效值为14.1 VCt1.0102s时，线圈平面和磁场方向的夹角为30Dt1.5102s时，穿过线圈平面的磁通量最大解析角速度 rad/s，A项正确；电动势的有效值E14.1 V
4、，B项正确；电动势的瞬时值e20sint(V)，将t1.0102s代入该式，解得，这是线圈从中性面开始转过的夹角，故线圈平面和磁场方向的夹角30，C项正确；t1.5102s时，线圈平面与磁场平行，磁通量最小，D项错答案ABC5(2016合肥模拟)传统的自行车发电机内部电路如图甲所示，驱动轴一端与自行车车轮相连，另一端连接条形永磁铁，车轮转动过程中，驱动轴带动磁铁在铁芯之间匀速转动，发电机线圈两端产生的交变电压波形如图乙所示已知波形图中正负尖峰电压分别为Um和Um.两个相邻正负尖峰电压所对应的时间差为t，发电机线圈匝数为n.以下判断正确的是()A驱动轴转动的角速度2/tB线圈电压的有效值U Um
5、/2C穿过线圈磁通量变化率的最大值kmUm/nD相邻两个向上尖峰时间内，线圈电压的平均值UUm/2解析 根据题述两个相邻正负尖峰电压所对应的时间差为t，可得交变电流周期T2t，驱动轴转动的角速度2/2t/t，选项A错误由于产生的交变电流不是按照正弦规律变化，线圈电压的有效值不是UUm/2，选项B错误根据法拉第电磁感应定律感应电动势与磁通量变化率成正比，Umnkm，穿过线圈磁通量变化率的最大值是kmUm/n，选项C正确相邻两个向上尖峰时间内，线圈电压的平均值Un，因为线圈转过一个完整的周期，磁通量变化量0，所以电压平均值等于零，选项D错误答案C6电阻R1、R2和交流电源按照图甲所示方式连接，R1
6、0 ，R220 .合上开关S后，通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t的变化情况如图乙所示则()A通过R1的电流的有效值是1.2 ABR1两端的电压有效值是6 VC通过R2的电流的有效值是1.2 ADR2两端的电压有效值是6 V解析通过R1和R2的电流的有效值都是0.6 A，故A、C错，R2两端的电压有效值是12 V，故D错，R1两端的电压有效值是6 V，故B正确答案B7三个相同的电阻，分别通过如图甲、乙、丙所示的交变电流，三个图中的I0和周期T相同下列说法中正确的是()A在相同时间内三个电阻发热量相等B在相同时间内，甲、乙发热量相等，是丙发热量的2倍C在相同时间内，甲、丙发热量相等，是乙发热量
7、的1/2D在相同时间内，乙发热量最大，甲次之，丙的发热量最小解析甲图象中电流的有效值为I0，乙图象电流的有效值为I0，丙图象根据电流有效值的定义有：IRI2RT，解得电流有效值II0，根据焦耳定律知相同时间内产生的热量之比等于电流有效值的平方比，即Q1Q2Q3121，选项C对答案C必纠错题8一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示已知发电机线圈内阻为5.0 ，现外接一只电阻为95.0 的灯泡，如图乙所示，则()A电压表的示数为220 VB电路中的电流方向每秒钟改变50次C灯泡实际消耗的功率为484 WD发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J错解易错选A或B.错因分析
8、错解一不能正确区分电源电动势和路端电压，易错选A.错解二认为在一个周期内电流的方向改变1次，则会错选B.解析电压表示数为灯泡两端电压妁有效值，由图象知电动势的最大值Em220 V，有效值E220 V，灯泡两端电压U209 V，A错；由图象知T0.02 s，一个周期内电流方向改变两次，可知1 s内电流方向改变100次，B错；灯泡消耗的实际功率PW459.8 W，C错；电流的有效值I2.2 A，发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为QI2rt2.2251 J24.2 J，D对答案D高考真题9(2013山东卷，17)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，为交流电流表
9、，线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是()A电流表的示数为10 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D0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左解析电流表显示的是交变电流的有效值，即I10 A，A项正确；从题中图象可知，交变电流的周期T2102 s，则100 rad/s，B项错误；0.01 s时，线圈转过了半个周期，线圈平面与磁场方向平行，C项正确；0.02 s时线圈转动到图示位置，AB边向下切割磁感线，根据右手定则可判断电流方向从B指向A，即电阻R中电流的方向
10、自左向右，D项错误答案AC10(2015四川理综，4)小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO，线圈绕OO匀速转动，如图所示矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压()A峰值是e0B峰值是2e0C有效值是Ne0 D有效值是Ne0解析每匝线圈产生的感应电动势最大值是2e0，共有N匝，发电机产生的感应电动势最大值是2Ne0，有效值为Ne0，D正确答案D综合大题11电压U120 sin t V，频率为50 Hz的交变电流，把它加在激发电压和熄灭电压均为u060 V的霓虹灯的两端(1)求在一
11、个小时内，霓虹灯发光时间有多长？(2)试分析为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象？(已知人眼的视觉暂留时间约为 s)解析(1)如图所示，画出一个周期内交变电流的ut图象，其中阴影部分对应的时间t1表示霓虹灯不能发光的时间，根据对称性，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t1.当uu060 V时，由u120sin t V求得：t1 s再由对称性知一个周期内能发光的时间：tT4t1 s4 s s再由比例关系求得一个小时内霓虹灯发光的时间为：t s2 400 s.(2)很明显霓虹灯在工作过程中是忽明忽暗的，而熄灭的时间间隔只有 s(如图中t2t3那段时间)，由于人的眼睛具有视觉暂留现象，而这个视觉暂留
12、时间约为 s远大于 s，因此经过灯光刺激的人眼不会因为短暂的熄灭而有所感觉答案(1)2 400 s(2)见解析12如图，匀强磁场的磁感应强度B0.5 T，边长为L10 cm的正方形线圈abcd共N100匝，线圈电阻r1 .线圈绕垂直于磁感线的轴OO匀速转动，转动的角速度2 rad/s，外电路电阻R4 .(1)求交流电表的示数；由图示位置转过60角时的感应电动势的值(2)取210，求线圈转动一周电流产生的总热量(3)由图示位置开始，求在线圈转过周期的时间内通过电阻R的电荷量解析(1)感应电动势的最大值，EmNBL21000.50.122 V3.14 V电流的最大值Im0.63 A电流的有效值I0.44 A交流电压表的示数UIR1.76 V转过60时的瞬时感应电动势eEmcos 603.140.5 V1.57 V(2)周期T2/1 s线圈转动一周产生的热量QI2(Rr)T联立解得Q1 J(3)tT内通过电阻R的电荷量qtNBL20联立解得q0.1 C答案(1)1.76 V1.57 V(2)1 J(3)0.1 C