人教版物理選修3-2 第5章第一節(jié)知能優(yōu)化訓(xùn)練

1111(2011年龍巖高二檢測(cè))甲、乙兩電路中電流與時(shí)間關(guān)系如圖5112所示，屬于交變電流的是()圖5112A甲、乙都是 B甲是乙不是C乙是甲不是 D甲、乙都不是解析：選B.甲圖電流大小不變、方向變化，是交流電，乙圖大小變化、方向不變，是直流電，故選B.2在圖5113中，不能產(chǎn)生交變電流的是()圖5113解析：選A.矩形線圈繞著垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)就產(chǎn)生交流電，而A圖中的轉(zhuǎn)軸與磁場(chǎng)方向平行，線圈中無(wú)電流產(chǎn)生，所以選A.3交流發(fā)電機(jī)在工作時(shí)的電動(dòng)勢(shì)eEmsint.若將線圈匝數(shù)、線圈面積都提高到原來(lái)的兩倍，其他條件不變，則電動(dòng)勢(shì)變?yōu)?)Ae2Emsint Be4EmsintCeEmsint DeEmsint解析：選B.由電動(dòng)勢(shì)最大值表達(dá)式EmNBS，N、S變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍，則最大值變?yōu)?Em，故B正確4.矩形線圈的匝數(shù)為50匝，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穿過線圈的磁通量隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖5114所示下列結(jié)論正確的是() 圖5114A在t0.1 s和t0.3 s時(shí)，電動(dòng)勢(shì)最大B在t0.2 s和t0.4 s時(shí)，電動(dòng)勢(shì)改變方向C電動(dòng)勢(shì)的最大值是157 VD在t0.4 s時(shí)，磁通量變化率最大，其值為3.14 Wb/s解析：選CD.在t0.1 s和t0.3 s時(shí)，矩形線圈的磁通量最大，但磁通量的變化率為0，電動(dòng)勢(shì)為0，此時(shí)電動(dòng)勢(shì)改變方向故A、B錯(cuò)誤由圖象可知，周期為0.4 s，故角速度5，而最大電動(dòng)勢(shì)為EmnBS157 V，C正確在t0.4 s時(shí)，磁通量為0，磁通量變化率最大，其值為3.14 Wb/s.故D正確5. (2009年高考天津卷)如圖5115所示，單匝矩形閉合導(dǎo)線框abcd全部處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框面積為S，電阻為R.線框繞與cd邊重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線框從中性面開始轉(zhuǎn)過的過程中，求通過導(dǎo)線橫截面的電荷量q. 圖5115解析：qtt.答案：一、選擇題1矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，下列說法中不正確的是()A在中性面時(shí)，通過線圈的磁通量最大B在中性面時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零C穿過線圈的磁通量為零時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也為零D線圈每通過中性面一次，電流方向改變一次解析：選C.由中性面的特點(diǎn)可知，應(yīng)選為C.2線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)e10sin20t V，則下列說法正確的是()At0時(shí)，線圈平面位于中性面Bt0時(shí)，穿過線圈的磁通量最大Ct0時(shí)，導(dǎo)線切割磁感線的有效速率最大Dt0.4 s時(shí)，e有最大值10 V解析：選AB.由電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式，計(jì)時(shí)從線圈位于中性面時(shí)開始，所以t0時(shí)，線圈平面位于中性面，磁通量為最大，但此時(shí)導(dǎo)線速度方向與磁感線平行，切割磁感線的有效速率為零，A、B正確，C錯(cuò)誤當(dāng)t0.4 s時(shí)，e10sin20t10sin(200.4) V0，D錯(cuò)誤3. (2011年雅安高二檢測(cè))一矩形線圈，繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t的變化如圖5116所示下面說法中正確的是() 圖5116At1時(shí)刻通過線圈的磁通量為零Bt2時(shí)刻通過線圈的磁通量的絕對(duì)值最大Ct3時(shí)刻通過線圈的磁通量變化率的絕對(duì)值最大D每當(dāng)e變換方向時(shí)，通過線圈的磁通量絕對(duì)值都為最大解析：選D.t1、t3時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，線圈位于中性面位置，所以穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零，A、C錯(cuò)誤；t2時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，線圈位于中性面的垂面位置，穿過線圈的磁通量為零，B錯(cuò)誤；由于線圈每過一次中性面時(shí)，穿過線圈的磁通量的絕對(duì)值最大，e變換方向，所以D正確4閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的正弦式交變電流iImsin t.若保持其他條件不變，使線圈的匝數(shù)和轉(zhuǎn)速各增加1倍，則電流的變化規(guī)律為()AiImsin t BiImsin 2tCi2Imsin t Di2Imsin 2t解析：選D.由電動(dòng)勢(shì)的最大值知，最大電動(dòng)勢(shì)與角速度成正比，與匝數(shù)成正比，所以電動(dòng)勢(shì)最大值為4Em，匝數(shù)加倍后，其電阻也應(yīng)該加倍，此時(shí)線圈的電阻為2R，根據(jù)歐姆定律可得電流的最大值為Im2Im，因此，電流的變化規(guī)律為i2Imsin 2t.5.如圖5117所示是一多匝線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的圖象，根據(jù)圖象可知() 圖5117A此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式為e200sin0.02tB此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式為e200sin100tCt0.01 s時(shí)，穿過線圈的磁通量為零Dt0.02 s時(shí)，穿過線圈的磁通量的變化率最大答案：B6.一只矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)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5118所示則下列說法中正確的是() 圖5118At0時(shí)刻，線圈平面與中性面垂直Bt0.01 s時(shí)刻，的變化率最大Ct0.02 s時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大D該線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為50 rad/s解析：選BD.由圖象可知t0、0.02 s、0.04 s時(shí)刻線圈平面是中性面位置，最大.0，故E0.t0.01 s、0.03 s、0.05 s時(shí)刻線圈平面與磁感線平行，最小，最大，故E最大，從圖象可知，交變電流變化的周期T0.04 s，則50 rad/s.所以B和D正確7.(2011年包頭高二檢測(cè))如圖5119所示，單匝矩形線圈的一半放在具有理想邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈軸線OO與磁場(chǎng)邊界重合，線圈按圖示方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(ab向紙外，cd向紙內(nèi))若從圖所示位置開始計(jì)時(shí)，并規(guī)定電流方向沿abcda為正方向，則線圈內(nèi)感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象是圖中的() 圖5119圖5120解析：選A.由題意知線圈總有一半在磁場(chǎng)中做切割磁感線的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，所以產(chǎn)生的仍然是正弦交變電流，只是最大值為全部線圈在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)情況下產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值的一半，所以選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤再由右手螺旋定則可以判斷出A選項(xiàng)符合題意8.如圖5121所示，矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中可以分別繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸P1和P2以相同的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到與磁場(chǎng)方向平行時(shí)() 圖5121A線圈繞P1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電流等于繞P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電流B線圈繞P1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電動(dòng)勢(shì)小于繞P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電動(dòng)勢(shì)C線圈繞P1和P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電流的方向相同，都是abcdD線圈繞P1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)dc邊受到的安培力大于繞P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)dc邊受到的安培力解析：選A.如圖所示，設(shè)abl1，adl2，O1ar1，O1dr2.線圈繞P1軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e1Bl1vBl1l2.線圈繞P2軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e2Bl1r1Bl1r2，即e1e2，所以i1i2，故選項(xiàng)A對(duì)B錯(cuò)由右手螺旋定則可知，線圈繞P1和P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電流的方向相同，均是adcb方向，故選項(xiàng)C錯(cuò)，再根據(jù)安培力公式可知F安BIl1，即安培力相同，D錯(cuò)9如圖5122甲所示，a、b為兩個(gè)并排放置的共軸線圈，a中通有如圖乙所示的交變電流，則下列判斷錯(cuò)誤的是()圖5122A在t1到t2時(shí)間內(nèi)，a、b相吸B在t2到t3時(shí)間內(nèi)，a、b相斥Ct1時(shí)刻兩線圈間作用力為零Dt2時(shí)刻兩線圈間吸引力最大解析：選D.t1到t2時(shí)間內(nèi)，a中電流減小，a中的磁場(chǎng)穿過b且減小，因此b中產(chǎn)生與a同向的磁場(chǎng)，故a、b相吸，A選項(xiàng)正確同理B選項(xiàng)正確t1時(shí)刻a中電流最大，但變化率為零，b中無(wú)感應(yīng)電流，故兩線圈的作用力為零，故C選項(xiàng)正確，t2時(shí)刻a中電流為零，但此時(shí)電流的變化率最大，b中的感應(yīng)電流最大，但相互作用力為零，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤因此，錯(cuò)誤的應(yīng)是D.二、非選擇題10發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是匝數(shù)為100，邊長(zhǎng)為20 cm的正方形線圈，將它置于磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.05 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞著垂直于磁場(chǎng)方向的軸以100 rad/s的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)線圈平面跟磁場(chǎng)方向垂直時(shí)開始計(jì)時(shí)線圈和外電路的總電阻R10 .線圈從計(jì)時(shí)開始，到轉(zhuǎn)過60過程中通過線圈某一截面的電荷量為多少？解析：n又且，tt.所以，通過線圈某一截面的電荷量qtt從中性面計(jì)時(shí)，轉(zhuǎn)過60，如圖所示BSBS(1cos 60)BSq C1102C.答案：1102C11.如圖5123所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B0.1 T，矩形線圈的匝數(shù)N100，邊長(zhǎng)ab0.2 m，bc0.5 m，以角速度100 rad/s繞OO軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)線圈通過中性面時(shí)開始計(jì)時(shí)，試求：線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式圖5123解析：法一：線圈經(jīng)過時(shí)間t轉(zhuǎn)過的角度t，這時(shí)bc和da邊不切割磁感線，ab和cd邊切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)eabecdNBabvsint其中v所以eeabecd2eab2NBsintNBSsintEmNBS1000.10.1100 V314 Ve314sin100t V.法二：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值eNBSsint，由題可知：S0.20.5 m20.1 m2EmNBS1000.10.1100 V314 V所以e314sin100t V.答案：e314sin100t V12.如圖5124所示，線圈的面積是0.05 m2，共100匝，線圈電阻為1 ，外接電阻R9 ，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為BT，當(dāng)線圈以300 r/min的轉(zhuǎn)速勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，求：圖5124(1)若從線圈處于中性面開始計(jì)時(shí)，寫出線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式(2)線圈轉(zhuǎn)了 s時(shí)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值多大？(3)電路中流過電阻R的電流的峰值是多少？解析：(1)角速度10 rad/sEmNBS1000.0510 V50 V感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值eEmsint50sin10t V.(2)當(dāng)t1/30 s時(shí)，e50sin(10)V25 V(3)電流峰值ImEm/(Rr)A5 A.答案：(1)e50sin10t V(2)25 V(3)5 A111