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

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1111(2011年龍巖高二檢測)甲、乙兩電路中電流與時間關(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方向的轉(zhuǎn)軸做勻速圓周運(yùn)動就產(chǎn)生交流電，而A圖中的轉(zhuǎn)軸與磁場方向平行，線圈中無電流產(chǎn)生，所以選A.3交流發(fā)電機(jī)在工作時的電動勢eEmsint.若將線圈匝數(shù)、線圈面積都提高到原來的兩倍，其他條件不變，則電動勢變?yōu)?)Ae2Emsint Be4EmsintCeEmsint DeEmsint解析：選B.由電動勢最大值表達(dá)式EmNBS，N、S變?yōu)樵瓉淼膬杀?，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)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動時，穿過線圈的磁通量隨時間的變化規(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，電動勢最大B在t0.2 s和t0.4 s時，電動勢改變方向C電動勢的最大值是157 VD在t0.4 s時，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，矩形線圈的磁通量最大，但磁通量的變化率為0，電動勢為0，此時電動勢改變方向故A、B錯誤由圖象可知，周期為0.4 s，故角速度5，而最大電動勢為EmnBS157 V，C正確在t0.4 s時，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，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)磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動，下列說法中不正確的是()A在中性面時，通過線圈的磁通量最大B在中性面時，感應(yīng)電動勢為零C穿過線圈的磁通量為零時，感應(yīng)電動勢也為零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)磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生電動勢e10sin20t V，則下列說法正確的是()At0時，線圈平面位于中性面Bt0時，穿過線圈的磁通量最大Ct0時，導(dǎo)線切割磁感線的有效速率最大Dt0.4 s時，e有最大值10 V解析：選AB.由電動勢的瞬時值表達(dá)式，計時從線圈位于中性面時開始，所以t0時，線圈平面位于中性面，磁通量為最大，但此時導(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錯誤當(dāng)t0.4 s時，e10sin20t10sin(200.4) V0，D錯誤3. (2011年雅安高二檢測)一矩形線圈，繞垂直于勻強(qiáng)磁場并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動線圈中的感應(yīng)電動勢e隨時間t的變化如圖5116所示下面說法中正確的是() 圖5116At1時刻通過線圈的磁通量為零Bt2時刻通過線圈的磁通量的絕對值最大Ct3時刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大D每當(dāng)e變換方向時，通過線圈的磁通量絕對值都為最大解析：選D.t1、t3時刻感應(yīng)電動勢為零，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錯誤；t2時刻感應(yīng)電動勢最大，線圈位于中性面的垂面位置，穿過線圈的磁通量為零，B錯誤；由于線圈每過一次中性面時，穿過線圈的磁通量的絕對值最大，e變換方向，所以D正確4閉合線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動時，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.由電動勢的最大值知，最大電動勢與角速度成正比，與匝數(shù)成正比，所以電動勢最大值為4Em，匝數(shù)加倍后，其電阻也應(yīng)該加倍，此時線圈的電阻為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)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的圖象，根據(jù)圖象可知() 圖5117A此感應(yīng)電動勢的瞬時表達(dá)式為e200sin0.02tB此感應(yīng)電動勢的瞬時表達(dá)式為e200sin100tCt0.01 s時，穿過線圈的磁通量為零Dt0.02 s時，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)磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動，穿過線圈的磁通量隨時間變化的圖象如圖5118所示則下列說法中正確的是() 圖5118At0時刻，線圈平面與中性面垂直Bt0.01 s時刻，的變化率最大Ct0.02 s時刻，感應(yīng)電動勢達(dá)到最大D該線圈轉(zhuǎn)動的角速度為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)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)磁場中，線圈軸線OO與磁場邊界重合，線圈按圖示方向勻速轉(zhuǎn)動(ab向紙外，cd向紙內(nèi))若從圖所示位置開始計時，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中做切割磁感線的勻速轉(zhuǎn)動，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中勻速轉(zhuǎn)動情況下產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值的一半，所以選項(xiàng)B、C錯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)磁場中可以分別繞垂直于磁場方向的軸P1和P2以相同的角速度勻速轉(zhuǎn)動，當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到與磁場方向平行時() 圖5121A線圈繞P1轉(zhuǎn)動時的電流等于繞P2轉(zhuǎn)動時的電流B線圈繞P1轉(zhuǎn)動時的電動勢小于繞P2轉(zhuǎn)動時的電動勢C線圈繞P1和P2轉(zhuǎn)動時電流的方向相同，都是abcdD線圈繞P1轉(zhuǎn)動時dc邊受到的安培力大于繞P2轉(zhuǎn)動時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)動時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e1Bl1vBl1l2.線圈繞P2軸轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e2Bl1r1Bl1r2，即e1e2，所以i1i2，故選項(xiàng)A對B錯由右手螺旋定則可知，線圈繞P1和P2轉(zhuǎn)動時電流的方向相同，均是adcb方向，故選項(xiàng)C錯，再根據(jù)安培力公式可知F安BIl1，即安培力相同，D錯9如圖5122甲所示，a、b為兩個并排放置的共軸線圈，a中通有如圖乙所示的交變電流，則下列判斷錯誤的是()圖5122A在t1到t2時間內(nèi)，a、b相吸B在t2到t3時間內(nèi)，a、b相斥Ct1時刻兩線圈間作用力為零Dt2時刻兩線圈間吸引力最大解析：選D.t1到t2時間內(nèi)，a中電流減小，a中的磁場穿過b且減小，因此b中產(chǎn)生與a同向的磁場，故a、b相吸，A選項(xiàng)正確同理B選項(xiàng)正確t1時刻a中電流最大，但變化率為零，b中無感應(yīng)電流，故兩線圈的作用力為零，故C選項(xiàng)正確，t2時刻a中電流為零，但此時電流的變化率最大，b中的感應(yīng)電流最大，但相互作用力為零，故D選項(xiàng)錯誤因此，錯誤的應(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)磁場中，繞著垂直于磁場方向的軸以100 rad/s的角速度轉(zhuǎn)動，當(dāng)線圈平面跟磁場方向垂直時開始計時線圈和外電路的總電阻R10 .線圈從計時開始，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從中性面計時，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B0.1 T，矩形線圈的匝數(shù)N100，邊長ab0.2 m，bc0.5 m，以角速度100 rad/s繞OO軸勻速轉(zhuǎn)動當(dāng)線圈通過中性面時開始計時，試求：線圈中感應(yīng)電動勢的表達(dá)式圖5123解析：法一：線圈經(jīng)過時間t轉(zhuǎn)過的角度t，這時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)電動勢eabecdNBabvsint其中v所以eeabecd2eab2NBsintNBSsintEmNBS1000.10.1100 V314 Ve314sin100t V.法二：感應(yīng)電動勢的瞬時值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，求：圖5124(1)若從線圈處于中性面開始計時，寫出線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式(2)線圈轉(zhuǎn)了 s時電動勢的瞬時值多大？(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)電動勢的瞬時值eEmsint50sin10t V.(2)當(dāng)t1/30 s時，e50sin(10)V25 V(3)電流峰值ImEm/(Rr)A5 A.答案：(1)e50sin10t V(2)25 V(3)5 A111