[必威体育精装版]选修3－2第10章第1节知能演练强化闯关.doc

1. (2012·泉州模拟)如图10－1－9所示, 面积均为S的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度ω匀速转动, 能产生正弦交变电动势e＝BSωsinωt的图是(　　) 图10－1－9 解析: 选A.线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴(轴在线圈所在平面内)匀速转动, 产生的正弦交变电动势为e＝BSωsinωt, 由这一原则判断, A图中感应电动势为e＝BSωsinωt; B图中的转动轴不在线圈所在平面内; C、D图转动轴与磁场方向平行, 而不是垂直. 2. (2011·高考四川理综卷)如图10－1－10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 Ω.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(　　) 图10－1－10 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＝4coseq \f(2π,T)t D. 任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ＝eq \f(T,π)sineq \f(2π,T)t 解析: 选AC.从线圈平面平行于磁感线开始计时, 正弦交变电流的感应电动势的一般表达式为e＝Emcosθ, 且只要转轴垂直于磁感线且与线圈共面, 该式的成立与转轴的位置无关, 则感应电流i＝eq \f(e,R)＝eq \f(Em,R)cosθ, 由题给条件有: 1＝eq \f(Em,2)×eq \f(1,2), Em＝4 V, 则Im＝2 A, I有效＝eq \r(2) A, 电功率P＝Ieq \o\al(2,有效)R＝4 W, 所以A正确, B错误. e＝4cosωt＝4coseq \f(2π,T)t, 即C正确. 由Em＝BSω＝Φm·eq \f(2π,T)得Φm＝eq \f(2T,π), 故Φ＝eq \f(2T,π)sineq \f(2π,T)t, 即D错误. 3. (2012·亳州检测)如图10－1－11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(　　) 图10－1－11 A. 1∶eq \r(2)　　　　　　　　　 B. 1∶2 C. 1∶3 D. 1∶6 解析: 选C.电功的计算, I要用有效值计算, 图甲中, 由有效值的定义得eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,\r(2))))2R×2×10－2＋0＋eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,\r(2))))2R×2×10－2＝Ieq \o\al(2,1)R×6×10－2, 得I1＝eq \f(\r(3),3) A; 图乙中, I的值不变I2＝1 A, 由W＝UIt＝I2Rt可以得到W甲∶W乙＝1∶3.C正确. 4. 如图10－1－12所示, 在两平行金属板中央有一个静止的电荷(不计重力), 当两板间加上如图10－1－13所示的交变电压后, 能使电荷有可能做往返运动的电压是(　　) 图10－1－12 图10－1－13 解析: 选ABC.对A图像可知电荷先做加速度减小的加速运动, T/4时刻速度最大, 由T/4到T/2做加速度变大的减速运动, eq \f(1,2)T时刻速度为零. 从eq \f(1,2)T到eq \f(3,4)T电荷反向做加速度减小的加速运动, eq \f(3,4)T时刻速度最大, 由eq \f(3,4)T到T做加速度增大的减速运动, T时刻速度为零, 回到原位置, 即电子能做往复运动. A正确, 同样的方法可得B、C正确. 5. 交流发电机转子有n匝线圈, 每匝线圈所围面积为S, 匀强磁场的磁感应强度为B, 匀速转动的角速度为ω, 线圈内电阻为r, 外电路电阻为R.当线圈由图10－1－14中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中, 求: 图10－1－14 (1)通过R的电荷量q为多少？ (2)R上产生的电热QR为多少？ (3)外力做的功W为多少？ 解析: (1)按照电流的定义I＝q/t, 计算电荷量q应该用电流的平均值, 即q＝eq \x\to(I)t, 而eq \x\to(I)＝eq \f(\x\to(E),R＋r)＝eq \f(nΔΦ,t?R＋r?)＝eq \f(nBS,t?R＋r?), 所以q＝eq \f(nBS,R＋r). (2)求电热应该用有效值, 先求总电热Q, 再按照内外电阻之比求R上产生的电热QR. Q＝I2(R＋r)t＝eq \f(E2,R＋r)·eq \f(π,2ω)＝eq \f(?nBSω?2π,2?R＋r?2ω)＝eq \f(πωn2B2S2,4?R＋r?) 所以QR＝