1、用心 爱心 专心 1第 10 章 第 1 课时必考内容1(2010天津模拟)一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动， t0 时线圈平面垂直于磁感线， cd 边垂直纸面向里运动，如图所示，规定a b c d a 方向的感应电流为正，线圈中产生的感应电流随时间变化的图象是下图中的( )答案：D解析：本题考查交流电流的产生， t0 时刻线圈平面垂直于磁感线，即线圈处于中性面，此时感应电动势为零，感应电流为零，AB 错误； cd 边垂直纸面向里运动，根据楞次定律判断，感应电流的方向沿 adcba 方向，与正方向相反，因此 C 项错误，D 项正确2如图所示电路中，已知交流电源电压 u200si
2、n 100 t V，电阻 R100 .则电流表和电压表的示数分别为( )A1.41 A,200 V B1.41 A,141 VC2 A,200 V D2 A,141 V答案：B解析：电流表和电压表显示的是有效值， U 100 V141 V； I 1.41 A，故Um2 2 UR选项 B 正确3(2010莱芜模拟)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势 et 图象如图所示，下列说法正确的是( )A在 t1时刻线圈通过中性面B在 t2时刻线圈中磁通量最大C在 t3时刻线圈中磁通量变化率最大D在 t4时刻线圈平面与中性面垂直答案：AD解析：由 et 图象知 t1时刻电动势为零，线圈通过中性面，A
3、正确； t2时刻电动势最大，线圈平面与磁场平行，磁通量为零，B 错误； t3时刻电动势为零，由法拉第电磁感应定律知 C 错； t4时刻电动势最大，磁通量为零、线圈平面与中性面垂直，D 正确4电阻 R1、 R2和交流电源按照图甲所示方式连接， R110 ， R220 .合上开关S 后，通过电阻 R2的正弦交变电流 i 随时间 t 变化的情况如图乙所示，则( )A通过 R1的电流的有效值是 1.2 A用心 爱心 专心 2B R1两端的电压有效值是 6 VC通过 R2的电流的有效值是 1.2 A2D R2两端的电压有效值是 6 V2答案：B解析：由题图知流过 R2交流电电流的最大值 I2m0.6 A
4、，故选项 C 错误；由2U2m I2mR212 V 知，选项 D 错误；因串联电路电流处相同，则 I1m0.6 A，电流的有2 2效值 I1 0.6 A，故 A 项错误；由 U1 I1R16 V，故选项 B 正确I1m25如图所示，间距为 L 的光滑平行金属导轨水平放置在竖直向上的磁感应强度为 B 的磁场中，一端接有阻值为 R 的电阻，一质量为 m，电阻为 r 的导体棒 ab 放置在导轨上，在外力 F 作用下从 t0 开始运动，其速度规律为 v vmsin t ，不计导轨电阻及感应电流的磁场对原磁场的影响，求：(1)感应电动势的表达式；(2)电阻 R 上的发热功率答案：(1) BLvmsin
5、t (2) RB2L2vm22 R r 2解析：(1)根据 E BLv，有 E BLvmsin t(2)U ， UR ， P R.BLvm2 RR rBLvm2 UR2R B2L2vm22 R r 26如图所示，矩形线圈边长为 ab20 cm， bc10 cm，匝数N100 匝，磁场的磁感应强度 B0.01 T当线圈以 n50 r/s 的转速从图示位置开始逆时针匀速转动时，求：(1)线圈中交变电动势瞬时值表达式；(2)从线圈开始转起动，经 0.01 s 时感应电动势的瞬时值答案：(1) e6.28sin(100 t/6)V (2)3.14 V解析：(1)线圈的角速度为 2 n100 rad/s
6、产生的感应电动势的最大值为Em NBS NB abbc6.28 V又刚开始转动时线圈平面与中性面夹角为 30/6故线圈中交变电动势的瞬时值表达式为e Emsin(t /6)6.28sin(100 t/6)V(2)把 t0.01 s 代入上式，可得此时感应电动势的瞬时值： e3.14 V7在两块金属板上加上交变电压 u Umsin t，当 t0 时，板间有一个电子正好2T处于静止状态，下面关于电子以后的运动情况的判断正确的是( )A t T 时，电子回到原出发点B电子始终向一个方向运动C t 时，电子将有最大速度T2用心 爱心 专心 3D t 时，电子的位移最大T2答案：BC解析： t0 时，电
7、子不受力，此时两极板间电压为零，此后电压开始增大， t 时达T4到最大，此过程中电子沿电场方向做加速度增大的加速运动，速度增大， 这段时间内，T4 T2两极板间电压减小，但电场方向不变，所以电子在这段时间内仍沿原方向做加速度减小的加速运动，速度继续增大. 后电场变向，电子开始减速，但运动方向不变，直至 T 时刻速T2度减为零故在 时电子有最大速度因电子的速度方向不变，即随时间的增长，位移增T2大综上所述，B、C 正确，A、D 错误8一个边长为 6 cm 的正方形金属线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，电阻为 0.36 .磁感应强度 B 随时间 t的变化关系如图所示，则线框中感应电流的有效值
8、为( )A. 105 A B. 105 A2 6C. 105 A D. 105 A22 322答案：B解析：由法拉第电磁感应定律和欧姆定律E S ， I t B t ER SR B t可得 03 s 内， I1 A210 5 A 610 2 20.36 610 333 s5 s 内， I2 A310 5 A 610 2 20.36 0 610 32于是可作出 i 随时间变化的图象如图所示由有效值的定义， Q 直 Q 交 ， I12Rt1 I22Rt2 I2Rt，121010 R1810 10 R5 RI2， I 105 A，6故 B 选项正确9一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动
9、，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示，则下列说法正确的是( )用心 爱心 专心 4A t0 时刻，线圈平面与中性面垂直B t0.01 s 时刻， 的变化率最大C t0.02 s 时刻，交流电动势达到最大D该线圈产生的交流电动势的图象如图乙所示答案：B解析：由 t 图知， t0 时， 最大，即线圈处于中性面位置，此时 e0，故A、D 两项错误；由图知 T0.04 s，在 t0.01 s 时， 0， 最大， e 最大，则 B 项 t正确；在 t0.02 s 时， 最大， 0， e0，则 C 项错误 t10(2009福建理综)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
10、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答案：D解析：电动势的有效值为 E V220 V，22022所以电流的有效值 I A2.2 A，ER r 22095.0 5.0所以电压表的示数为 U IR2.295.0 V209 V，选项 A 错；交流电的频率为f 50 Hz，每个周期内电流方向改变 2 次，故每秒钟内电流方向改变 100 次，选项 B 错；1T灯泡实际消耗的功率为 P 灯 I2R2.2 295.
11、0 W459.8 W，故选项 C 错；发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为 Q I2rt2.2 25.01 J24.2 J，选项 D 对11(2010皖南模拟)如图所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过 1 min 的时间，两电阻消耗的电功之比 W 甲 W 乙 为( )用心 爱心 专心 5A1 B12 2C13 D16答案：C解析：电功的计算， I 要用有效值计算，图甲中，由有效值的定义得2R210 20 2R2102 I12R6102 ，解得 I1 A；图乙中， I 的值不(12) (12) 33变 I21 A，由 W
12、 UIt I2Rt 可以得到 W 甲 W 乙 13.12如图所示，一个被 x 轴与曲线方程 y0.2sin x(m)所围103的空间中存在着匀强磁场磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B0.2 T正方形金属线框的边长是 L0.2 m，电阻是 R0.1 ，它的一边与 x 轴重合，在拉力 F 的作用下，以 v10 m/s 的速度水平向右匀速运动试求：(1)拉力 F 的最大功率是多少？(2)拉力 F 要做多少功才能把线框拉过磁场区？(3)有位同学在老师的帮助下算出了曲线与 x 轴所围的面积为 m2.请你再帮他算出0.12线框右边框通过磁场区域的过程中通过线框某一截面的电荷量(结果保留两位有效数字)答案：
13、(1)1.6 W (2)4.810 2 J (3)7.610 2 C解析：(1)当线框的一条竖直边运动到 x0.15 m 处时，线圈的感应电动势最大Em BLv0.20.210 V0.4 V根据欧姆定律可得最大电流为 Im 4 AEmR所以拉力 F 的最大值为 Fm ImLB0.16 N拉力 F 最大功率为 Pm Fmv0.1610 W1.6 W.(2)把线框拉过磁场区域时，因为有效切割长度是按正弦规律变化的，所以，线框中的电流也是按正弦规律变化的(有一段时间线框中没有电流)电动势的有效值是 E 0.2 VEm2 2通电时间为 t s0.06 s0.3210拉力做功 W t0.048 J4.8
14、10 2 J.E2R(3)通过线框截面的电荷量用心 爱心 专心 6q t，而 ，所以 qI I R t R当磁场全部进入线框内部时，通过线框截面的电荷量最多， qm B SR 0.20.120.1C7.610 2 C.13(2010广东理综)图是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的( )A周期是 0.01 sB最大值是 311 VC有效值是 220 VD表达式为 v220sin100 t(V)答案：BC解析：由图象知，该交变电压的周期为 0.02 s，最大值为 311 V，而有效值 U Um2V 220 V，故 A 错，B、C 正确；正弦交变电压的瞬时值表达式 u Umsin t 3
15、11sin3112t(V)311sin 100 t(V)，故 D 选项错误20.0214(2010四川理综)图甲所示电路中，A 1、A 2、A 3为相同的电流表， C 为电容器，电阻 R1、 R2、 R3的阻值相同，线圈 L 的电阻不计在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示，则在 t1 t2时间内( )A电流表 A1的示数比 A2的小B电流表 A2的示数比 A3的小C电流表 A1和 A2的示数相同D电流表的示数都不为零答案：C解析：理想变压器原线圈中的磁感应强度随时间均匀增加，穿过副线圈的磁通量也将随时间均匀增加，副线圈中产生恒定的感应电动势，副线圈中的电流为恒定电流，电感线圈对恒定电流无阻碍作用，因而电流表 A1、A 2的示数相同，C 项正确，A、B 选项均错；恒定电流不能通过电容器，因而电流表 A3的示数为零，D 项错误
