學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精新課標(biāo)2014年高考一輪復(fù)習(xí)之課時(shí)跟蹤訓(xùn)練29一、選擇題（每小題7分,共70分）1．一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)e＝200eq\r（2)sin100πt(V），那么（)A．該交變電流的頻率是50HzB．當(dāng)t＝0時(shí)，線圈平面恰好與中性面垂直C．當(dāng)t＝eq\f(1，200）s時(shí)，e有峰值D．該交變電流的電動(dòng)勢(shì)的有效值為200eq\r（2)V［解析］由交變電流的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式e＝nBSωsinωt可知,交變電流的頻率f＝eq\f(ω,2π)＝eq\f（100π,2π)Hz＝50Hz，A正確．在t＝0時(shí),電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值為0，線圈平面恰好與中性面平行，B不正確．當(dāng)t＝eq\f(1，200)s時(shí)，e有峰值Em＝200eq\r（2)V，C正確．該交變電流的電動(dòng)勢(shì)的有效值E＝eq\f（Em,\r(2)）＝200V，D不正確．[答案]AC2．一只矩形線圈在勻強(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)間變化的圖象如下圖甲所示，則下列說法正確的是(）A．t＝0時(shí)刻,線圈平面與中性面垂直B．t＝0。01s時(shí)刻，Φ的變化率最大C．t＝0.02s時(shí)刻,交流電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大D．該線圈產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)的圖象如圖乙所示［解析]由Φ－t圖知，t＝0時(shí)，Φ最大，即線圈處于中性面位置，此時(shí)e＝0，故A、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖知T＝0。04s，在t＝0.01s時(shí)，Φ＝0，eq\f(ΔΦ,Δt）最大,e最大，則B項(xiàng)正確；在t＝0.02s時(shí)，Φ最大，eq\f(ΔΦ,Δt）＝0,e＝0，則C項(xiàng)錯(cuò)誤．［答案]B3．處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的矩形線圈abcd，以恒定的角速度繞ab邊轉(zhuǎn)動(dòng),磁場(chǎng)方向平行于紙面并與ab垂直．在t＝0時(shí)刻,線圈平面與紙面重合（如右圖）,線圈的cd邊離開紙面向外運(yùn)動(dòng)．若規(guī)定由a→b→c→d→a方向的感應(yīng)電流為正,則能反映線圈中感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖線是下圖中的（）[解析］分析交變電流的圖象問題應(yīng)注意圖線上某一時(shí)刻對(duì)應(yīng)的線圈在磁場(chǎng)中的位置，將圖線描述的變化過程對(duì)應(yīng)到線圈所處的具體位置是分析的關(guān)鍵，線圈在圖示位置時(shí)磁通量為零,但感應(yīng)電流為最大值；再由楞次定律可判斷線圈在轉(zhuǎn)過90°的過程中，感應(yīng)電流為正，故選項(xiàng)C正確．［答案]C4．下圖甲、乙分別表示兩種電壓的波形，其中圖甲所示電壓按正弦規(guī)律變化．下列說法正確的是（)A．圖甲表示交變電流,圖乙表示直流電B．兩種電壓的有效值相等C．圖甲所示電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為U＝311sin100πtVD．圖甲所示電壓經(jīng)匝數(shù)比為10∶1的變壓器變壓后,頻率變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1，10)[解析］由圖象的縱坐標(biāo)知，電壓的正、負(fù)分別表示電壓的方向，因此兩圖均為交變電流，A錯(cuò)；對(duì)于正弦式電流才有U有效＝eq\f（Um，\r（2）)，雖然兩圖的最大值相同，但圖乙所示的非正弦（余弦）式電流不適用上式，故B錯(cuò)；正弦式電流瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝Umsinωt，由圖象可知Um＝311V,T＝2×10－2s，可得ω＝eq\f(2π，T)＝100π,代入上式得u＝311sin100πtV，故C對(duì);由變壓器原理可知變壓器只能根據(jù)匝數(shù)比改變電壓和電流，它不會(huì)改變交變電流的周期和頻率，故D錯(cuò)．[答案］C5．如右圖所示,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)，t＝0時(shí)刻線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，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)間變化的圖象是下圖中的(）[解析]由楞次定律可知前半個(gè)周期感應(yīng)電流沿adcba方向,后半個(gè)周期沿abcda的方向,因線圈繞垂直磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，所以產(chǎn)生正弦式電流，A正確．[答案]A6．（2011·佛山月考）如右圖所示，單匝閉合線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng),在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,穿過線框的最大磁通量為Φm,線框中的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Em，下列說法中正確的是()A．在穿過線框的磁通量為eq\f(Φm,2）的時(shí)刻，線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為eq\f（Em，2)B．在穿過線框的磁通量為eq\f(Φm，\r（2))的時(shí)刻，線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為eq\f(Em，\r(2））C．線框每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，線框中的感應(yīng)電流方向改變一次D．線框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為eq\f（Em，Φm)[解析]閉合線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，若從中性面開始計(jì)時(shí),穿過線框的磁通量Φ按余弦規(guī)律變化，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)按正弦規(guī)律變化，在穿過線框的磁通量為Φm/2的時(shí)刻,線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大于Em/2，A錯(cuò)誤；在穿過線框的磁通量為Φm/eq\r（2)的時(shí)刻,線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于Em/eq\r（2），B項(xiàng)正確；線框每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，線框中感應(yīng)電流的方向改變兩次,C錯(cuò)誤；由Em＝BSω＝Φmω解得線框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω＝Em/Φm,D正確．[答案]BD7．如右圖所示，面積為S、匝數(shù)為N、電阻為r的線圈固定在圖示位置，線圈與阻值為R的電阻構(gòu)成閉合電路，理想交流電壓表并聯(lián)在電阻R的兩端；U形磁鐵以線圈的中心軸線OO′為軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，已知U形磁鐵兩極間的磁場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，取磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)到圖示位置的時(shí)刻t＝0.則（）A．在t＝0時(shí)刻，線圈處于中性面，流過電阻R的電流為0B．1s內(nèi)流過電阻R的電流方向改變eq\f(ω,π)次C．線圈匝數(shù)減少為原來的一半，磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)角速度增大到原來2倍，電壓表讀數(shù)不變D．在電阻R的兩端再并聯(lián)一只阻值為R的電阻后，電壓表的讀數(shù)不變［解析］在t＝0時(shí)刻，線圈中的磁通量最小，線圈處于垂直于中性面的位置,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，流過電阻R的電流為最大值，A錯(cuò);由于一個(gè)周期內(nèi)電流的方向改變兩次，1s內(nèi)流過電阻R的電流方向改變的次數(shù)為n＝2f＝eq\f（ω，π)，B正確;線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝NBSω，線圈匝數(shù)減少為原來的一半，磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)角速度增大到原來2倍，Em不變，由于產(chǎn)生的交變電流為正弦交變電流,因此其有效值為E＝eq\f（Em,\r(2))也不變，因匝數(shù)減半，內(nèi)阻也減半，外電阻不變．所以路端電壓增加，即電壓讀數(shù)變大，所以C不正確．當(dāng)并聯(lián)一個(gè)電阻R后，外電阻內(nèi)電阻不變，所以路端電壓減小，即電壓讀數(shù)減小,所以D錯(cuò)．[答案］B8．（2011·皖南模擬)如下圖所示，圖甲和圖乙分別表示正弦脈沖波和方波的交變電流與時(shí)間的變化關(guān)系．若使這兩種電流分別通過兩個(gè)完全相同的電阻，則經(jīng)過1min的時(shí)間,兩電阻消耗的電功之比W甲∶W乙為(）A．1∶eq\r（2） B．1∶2C．1∶3 D．1∶6［解析]電功的計(jì)算,I要用有效值計(jì)算，圖甲中,由有效值的定義得(eq\f(1,\r（2)）)2R×2×10－2＋0＋（eq\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；圖乙中，I的值不變I2＝1A,由W＝UIt＝I2Rt可以得到W甲∶W乙＝1∶3，C正確．[答案］C9．如圖甲所示，一矩形閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸OO′以恒定的角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng),從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的交變電流按照?qǐng)D乙所示的余弦規(guī)律變化，在t＝eq\f(π，2ω)時(shí)刻（)A．線圈中的電流最大B．穿過線圈的磁通量最大C．線圈所受的安培力為零D．穿過線圈磁通量的變化率最大[解析］注意線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中通過兩個(gè)特殊位置（平行于磁感線和垂直于磁感線）時(shí)的特點(diǎn)；磁通量、磁通量的變化、磁通量的變化率不同;t＝eq\f（π,2ω）＝eq\f（T,4)，線圈轉(zhuǎn)過90°，本題應(yīng)選B、C。［答案］BC10．將硬導(dǎo)線中間一段折成不封閉的正方形,每邊長(zhǎng)為l，它在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向如右圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速為n,導(dǎo)線在a、b兩處通過電刷與外電路連接，外電路接有額定功率為P的小燈泡并正常發(fā)光，電路中除燈泡外，其余部分的電阻不計(jì)，燈泡的電阻應(yīng)為（）A.eq\f(2πl(wèi)2nB2，P） B。eq\f（2πl(wèi)2nB2,P)C.eq\f(l2nB2，2P) D。eq\f（l2nB2,P）[解析］單匝正方形線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，將產(chǎn)生正弦式電流，則電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝Bl2ω＝2πnBl2，其有效值E＝eq\f（Em，\r(2))＝eq\f(2πnBl2,\r（2))，計(jì)算小燈泡的額定功率P要用其有效值，即P＝eq\f（E2,R）。R＝eq\f(E2，P)＝eq\f（2πBnl22,P)，故只有B選項(xiàng)正確．[答案］B二、非選擇題（共30分)11．(15分）下圖甲所示為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的匝數(shù)n＝100匝、電阻r＝10Ω，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)與電阻R連接，電阻R＝90Ω，與R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表．在t＝0時(shí)刻，線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，穿過每匝線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t按下圖乙所示正弦規(guī)律變化．求:（1）交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值;(2）電路中交流電壓表的示數(shù)．［解析］（1）交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝nBSω而Φm＝BS，ω＝eq\f(2π，T)，所以Em＝eq\f（2nπΦm,T）由Φ－t圖線可知：Φm＝2.0×10－2Wb,T＝6。28×10－2s所以Em＝200V.（2)電動(dòng)勢(shì)的有效值E＝eq\f（\r（2),2)Em＝100eq\r（2）V由閉合電路的歐姆定律,電路中電流的有效值為I＝eq\f（E,R＋r）＝eq\r(2）A交流電壓表的示數(shù)為U＝IR＝90eq\r(2）V≈127V.［答案](1)200V（2）127V12．（15分）如下圖甲所示是某同學(xué)設(shè)計(jì)的一種振動(dòng)發(fā)電裝置的示意圖，它的結(jié)構(gòu)是一個(gè)套在輻向形永久磁鐵槽中的半徑為r＝0。10m、匝數(shù)n＝20匝的線圈,磁場(chǎng)的磁感線均沿半徑方向均勻分布（其右視圖如下圖乙所示)．在線圈所在位置磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小均為B＝eq\f(0。20，π)T，線圈的電阻為R1＝0。50Ω，它的引出線接有R2＝9。5Ω的小電珠L(zhǎng)。外力推動(dòng)線圈框架的P端，使線圈沿軸線做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，便有電流通過小電珠．當(dāng)線圈運(yùn)動(dòng)速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律如下圖丙所示時(shí)(摩擦等損耗不計(jì))．求：（1）小電珠中電流的最大值;(2)電壓表的示數(shù)；（3）t＝0.1s時(shí)外力F的大小;(4）在不改變發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)的條件下,要使小電珠的功率提高雙倍，可采取什么辦法(至少說出兩種方法)？[解析]（1）由題意及法拉第電磁感應(yīng)定律知道，由于線圈在磁場(chǎng)中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小符合正弦曲線變化規(guī)律,線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為:Em＝nBlv＝nB2πrvm，電路總電阻為：R1＋R2，那么小電珠中電流的最大值為Im＝eq\f（nB2πrvm，R1＋R2)＝eq\f（20×0。2×2π×0。1×2,π9.5＋0.5)A＝0.16A.（2）電壓表示數(shù)為有效值U＝eq\f（Um，\r(2))＝eq\f（\r(2）,2)ImR2＝eq\f(\r(2）,2）×0.16×9.5V＝0.76eq\r（2）V≈1。07V。(3）當(dāng)t＝0.1s也就是T/4時(shí)，外力F的大小為F＝nB2πrIm＝eq\f（n2B22πr2，R1＋R2）vm＝0。128N.（4）提高vm用變壓器［答案]（1）0.16A(2)1。07V（3)0。128N(4)提高vm用變壓器拓展題：某小型發(fā)電機(jī)矩形線圈面積為200cm2，共50匝,電阻0。05Ω，用電磁鐵做磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T，產(chǎn)生頻率為50Hz的單相正弦交變電流．外電路由110盞“220V，40W”的燈泡組成,當(dāng)燈泡全部正常發(fā)光時(shí)，試求:(1)輸電導(dǎo)線的電阻多大？（2)若只用11盞電燈，為了使電燈正常發(fā)光，而發(fā)出的交變電流頻率又不能變化，則電磁鐵磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)調(diào)到多大？[解析］(1）交變電流的最大值為Em＝NBS·2πf，發(fā)電機(jī)的輸出電壓為E＝eq\f(Em，\r（2)）＝eq\f(50×1×200×10－4×2π×50,\r（2））V≈222V每盞燈流過電流為I0＝eq\f（40,220）A＝eq\f（2,11)A干路中的電流為I＝110×eq\f（