1、【 精品教育资源文库 】 题组层级快练 (五十 ) 一、选择题 1 如图甲所示 ， 矩形线圈 abcd 在匀强磁场中逆时针匀速转动时 ， 线 圈中产生的交变电流如图乙所示，设沿 abcda 方向为电流正方向 ， 则下列说法正确的是 ( ) A乙图中 Oa 时间段对应甲图中 A 至 B 图的过程 B 乙图中 c 时刻对应甲图中的 C 图 C 若乙图中 d 等于 0.02 s， 则 1 s 内电流的方向改变 50 次 D 若乙图中 b 等于 0.02 s， 则交流电的频率为 50 Hz 答案 A 解析 甲图中由 A 到 B， 感应电流为正 方向 ，且感应电流由 0 增到最大值 ， 与乙图中 Oa
2、 对应 ， A 项正确；乙图中 c 时 刻感应电流为最大值 ， 但甲图中 C 图中感应电流为零 ， B 项错误；若电流变化周期 T 0.02 s， 则 f 1T 50 Hz， 每周期电流变向两次 ， 则 1 s 内电流变向 100次 ， C、 D 两项错误 2 (2017 天津二模 )电阻不计的单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动 ， 产生的交流电压瞬时值表达式为 u 100 2cos100 t(V)下列说法正确的是 ( ) A 当线圈平面与磁感线平行时 ， 磁通量变化率最大 B 该交流电压的频率为 100 Hz C 穿过线圈的磁通量最大值是 2 Wb D 用理想电压表测量该电压
3、 ， 其示数约为 141 V 答案 A 解析 A 项 ， 当线圈平面与磁感线平行时 ， 产生的感应电动势最大 ， 此时磁通量变化率最 大 ，故 A 项正确； B 项 ， 频率为： f 1002 50 Hz， 故 B 项错误； C 项 ， 感应电动势的最大值Em 100 2 V， 根据 Em BS 可知 BS Em 100 2100 Wb 2 Wb， 故 C 项错误； D 项 ， 电压表【 精品教育资源文库 】 测量的为有效值 ， 则 E Em2 100 V， 故 D 项错误 3 (2017 合肥三模 )已知某交变电流在一个周期内的波形如图所示 ， 则该电流通过一阻值为 10 的电阻时的发热功
4、率是 ( ) A 16 W B 18 W C 22.5 W D 28 W 答案 D 解析 由电流热效应可得： 2(1 2R 0.2 22R 0.3) I2R 1 解得 I2 2.8 A2 电阻的热功率为： P I2R 28 W， 故 D 项正确 ， A、 B、 C 三项错误 4.(2017 抚顺模拟 )实验室里的交流发电机可简化为如图 所示的模型 ， 单匝正方形线圈在水平匀强磁场中 ， 绕垂直于磁感线的轴匀速转动今在发电机的输出端接一个电阻 R 和理想电压表 ， 并让线圈每秒转 25 圈 ， 读出电压表的示数为 9 V， 已知 R 9 ， 线圈电阻为 1 ， 下列 说法正确的是 ( ) A 流
5、过电阻 R 的电流每秒钟方向改变 25 次 B 线圈从如图所示的位置开始计时 ， 线圈中感应电动势的瞬时值表达式为 e 10 2cos50 t(V) C 线圈转动一周电阻 R 产生的热量等于 0.4 J D 线圈从图示的位置转过 60， 通过负载电阻 R 的电荷量等于 2100 C 答案 D 解析 A 项，线圈转动一周，电流方向改变两次，故流过电阻 R 的电流每秒钟方向改变 50次 ， 故 A 项错误； B 项 ， 根据闭合电路的欧姆定律可知产生的感应电动势的有效值 E R rR U 10 V， 产生的感应电动势的最大值 Em 2E 10 2 V， 线圈转动的角速度 2n 50 rad/s，
6、故线圈中感应电动势的瞬时值表达式为 e 10 2sin50 t(V)， 故 B 项错误； C项 ， 线圈转动一周的时间 T 1n 0.04 s， 产生的热量 Q U2RT929 0.04 J 0.36 J， 故 C项错误； D 项 ， 根据 Em NBS 可知 ， BS EmN 10 250 25 Wb， 线圈从图示的位置转过 60，【 精品教育资源文库 】 通过负载电阻 R 的电荷量等于 q R r 2100 C， 故 D 项正确 5.(2017 大庆一模 )(多选 )如图所示 ， N 匝矩形导线框在磁感应强度为 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
7、感均不计 ， 外电路接有电阻 R、理想电流表 A 和二极管 D.电流表的示数为 I， 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 导线框转动的角速度为 4RINBS B 导线框转动的角速度为 2RINBS C 导线框转到图示位置时 ， 导线框中的磁通量最大 ， 瞬时电动势为零 D 导线框转到图示位置时 ， 导线框中的磁通量最大 ， 瞬时电动势最大 答案 BC 解析 A 项 ， 线圈产生的最大感应电动势 Em NBS. 根 据二极管的特点可知 ， 在一个周期内有半个周期回路中有电流 ， 根据交流电电流的热效应可知（ NBS2 ） 2R T
8、2 I2RT， 解得 2RINBS， 故 B 项正确 ， A 项错误； C 项 ， 导线框转到图示位置时 ， 线圈位于中性面处 ， 导线框中的磁通量最大 ， 瞬时电动势为零 ， 故 C 项正确 ， D 项错误 6.(多选 )如图所示 ， 在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为 T， 转轴O1O2 垂直于磁场方向 ， 线圈电阻为 2 .从线圈平面与磁场方向平行时开始计时 ， 线圈转过 60时 的感应电流为 1 A那么 ( ) A 线圈消耗的电功率为 4 W B 线圈中感应电流的有效值为 2 A C 任意时刻线圈中的感应电动势为 e 4cos2T t D 任意时刻穿过线圈的磁通量为 T sin2T
9、 t 答案 AC 解析 从线圈平面平行于磁感线开始计时 ， 交变电流的感应电动势的表达 式为 e Emcos t，则感应电流 i eR EmRcos， 由题给条件有： 1 Em2 12， 解得 Em 4 V， 则 Im 2 A， I 有效 2 【 精品教育资源文库 】 A， 线圈消耗的电功率 P I 有效 2R 4 W， 所以 A 项正确 ， B 项错误； e 4cos t 4cos2T t，故 C 项正确由 Em BS m2T ， 得 m 2T ， 故任意时刻 2T sin2T t， 故 D 项错误 7 (2017 南通模拟 )(多选 )如图甲所示为某种测量风速的简易装置 ， 风杆在风力作
10、用下带动与其固定在一起的永磁铁转动 ， 转速的大小与风速 成正比 ， 电流传感器测得线圈中的感应电流随风速的变化而变化 ， 当风速为 v1 时 ， 测得线圈中的感应 电流随时间变化的关系如图乙所示，则 ( ) A此时电流的表达式为 i 0.6sin10 t(A) B 此时电流的有效值为 0.6 2 A C 若风速变为 2v1， 此时传感器测得的电流随时间的变化为 i 1.2sin10 t(A) D 若风速变为 2v1， 线圈中电流的有效值为 0.6 2 A 答案 AD 解析 A 项 ， 通过乙图可知电流的最大值为 0.6 A， 周期 T 0.2 s， 故 2T 10 rad/s，故电流的表达式
11、为 i 0.6sin10 t(A)， 故 A 项正确； B 项 ， 此交流电的有效值为 I Im2 0.62 A， 故 B 项错误； C 项 ， 风速加倍时 ， 角速度加倍 ， 根据 Em nBS 可知产生的感应电动势加倍 ， 形成的感应电流加倍 ， 故风速加倍时 电流的表达式为 i 1.2sin20 t(A)， 故 C 项错误；D 项 ， 根据 C 项分析 ， 形成的感应电流 I m 1.2 A， 故有效值为 I I m2 1.22 A 0.6 2 A， 故 D 项正确 8.(多选 )如图所示 ， 面积为 S 的矩形线圈共 N 匝 ， 线圈总电阻为 R，在磁感应强度为 B、方向垂直纸 面向里
12、的匀强磁场中以竖直线 OO 为轴 ， 以角速度 匀速旋转 ， 图示位置 C 与纸面共面 ， 位置 A 与位置 C成 45 角线圈从位置 A 转过 90 到达位置 B 的过程中 ， 下列说法正确的是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A 平均电动势为 2 2 NBS B 通过线圈某一截面的电荷量 q 2 2NBSR C 在此转动过程中 ， 外界对线圈做的总功为 N2B2S24R D 在此转动过程中 ， 电流方 向会发生改变 答案 AC 解析 线圈从位置 A 转过 90 到达位置 B 的过程中 ， 2BScos45 2BS， t2 ，根据 E N t ， 得 E 2 2 NBS ， 故 A 项正
13、确根据 E N t ， q ER t NR 2BSNR ，故 B 项错误产生电动势的峰值 Em NBS ， 则有效值 E Em2 NBS2 ， 则 W Q E2R tN2B2S24R ， 故 C 项正 确 线圈每经过中性面一次 ， 电流方向改变 ， 线圈从位置 A 转过 90到达位置 B 的过程中 ， 电流方向不变 ， 故 D 项错误 9.(2017 江西八校联考 )将硬导线中间一段折成半圆形 ， 使其半径为R， 让 它在磁感应强度为 B， 方向如图所示的匀强磁场中绕轴 MN 匀速转动导线在 a、 b 两处通过电刷与外电路连接 ， 外电路接有额定功率为 P、电阻为 r 的小灯泡并正常发光电路中
14、除灯泡外 ， 其余部分的电阻不计 ， 则下列说法中正确的是 ( ) A 半圆形硬导线的转速为 2rP 2R2B B 半圆形硬导线的转速为 rP 2R2B C 线圈从图示位置转 90 过程中通过小灯泡的电荷量为 R2Br D 线圈从图示位置转 90 过程中通过小灯泡的电荷量为零 答案 A 解析 转动的半圆形导线切割磁感线 ， 产生感应电动势直接 给灯泡供电 ，因灯泡此时正常发光，则其功率为 P， 电阻为 r， 设线圈转速为 n， 则感应电动势的有效值 E 有 B R2 12 2 n2 ， 由 PE有 2r ， 得 E 有2 Pr ， 可求得 n 2rP 2R2B， 则 A 项正确、 B 项错误；
15、【 精品教育资源文库 】 线圈从图示位置转 90 的过程中通过灯泡的电荷量 q r B R2 12r R2B2r ， 则 C、D 两项错误 10.(2017 济源二模 )如图所示 ， 一个总电阻为 R 的导线弯成宽度和高度均为 d 的 “ 半正弦波 ” 形闭合线框 ， 竖直虚线之间有宽为 d、磁感应强度为 B 的匀强磁场 ， 方向垂直于线框所在的平面线框以速度 v 向右匀速通过磁场； ab 边始终与磁场边界垂直 ， 从 b 点到达边界开始到 a 点离开磁场为止 ， 在这个过程中 ( ) A 线框中的感应 电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向 B ab 段直导线始终不受安培力的作用 C 平均感应电动势为 12Bdv D 线框中产生的焦耳热为
