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2019-2020年高考物理第二輪復(fù)習(xí)方案 電學(xué)15 新人教版 1.如圖中各圖面積均為S的線圈均繞其對(duì)稱軸或中心軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，能產(chǎn)生正弦交變電動(dòng)勢(shì)e=BSωsinωt的圖是( ) 2.如圖所示，矩形線框置于豎直向下的磁場(chǎng)中，通過導(dǎo)線與靈敏電流表相連，線框在磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，圖中線框平面處于豎直面內(nèi)，下述說法正確的是( ) A．因?yàn)榫€框中產(chǎn)生的是交變電流，所以電流表示數(shù)始終為零 B．線框通過圖中位置瞬間，穿過線框的磁通量最大 C．線框通過圖中位置瞬間，通過電流表的電流瞬時(shí)值最大 D．若使線框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度增大一倍，那么通過電流表電流的有效值也增大一倍 3.面積為S的兩個(gè)電阻相同的線圈,分別放在如圖所示的磁場(chǎng)中,圖甲中是磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng),線圈在磁場(chǎng)中以周期T繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),圖乙中磁場(chǎng)變化規(guī)律為,從圖示位置開始計(jì)時(shí),則( ) A.兩線圈的磁通量變化規(guī)律相同 B.兩線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大值的時(shí)刻不同 C.經(jīng)相同的時(shí)間t(t＞T),兩線圈產(chǎn)生的熱量相同 D.從此時(shí)刻起,經(jīng)T/4時(shí)間,流過兩線圈橫截面的電荷量相同 4．一臺(tái)電風(fēng)扇的額定電壓為交流220 V。在其正常工作過程中，用交流電流表測(cè)得某一段時(shí)間內(nèi)的工作電流I隨時(shí)間t的變化如圖2所示。這段時(shí)間內(nèi)電風(fēng)扇的用電量為(　　) 圖2 A．3.910－2度 B．5.510－2度 C．7.810－2度 D．11.010－2度 5．有一不動(dòng)的矩形線圈abcd，處于范圍足夠大的可轉(zhuǎn)動(dòng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖3所示。該勻強(qiáng)磁場(chǎng)是由一對(duì)磁極N、S產(chǎn)生，磁極以O(shè)O′為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。在t＝0時(shí)刻，磁場(chǎng)的方向與線圈平行，磁極N開始離開紙面向外轉(zhuǎn)動(dòng)，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(　　) 圖3 圖4 6．一臺(tái)發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示，其中N、S是永久磁鐵的兩個(gè)磁極，它們的表面呈半圓柱面形狀。M是圓柱形鐵芯，鐵芯外套有一矩形線圈，線圈繞鐵芯M中心的固定轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。磁極與鐵芯之間的縫隙中形成方向沿半徑的輻向磁場(chǎng)。若從圖示位置開始計(jì)時(shí)電動(dòng)勢(shì)為正值，圖6中能正確反映線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t變化規(guī)律的是(　　) 圖5 圖6 7．一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖象如下圖甲所示．已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為5.0 Ω，現(xiàn)外接一只電阻為95.0 Ω的燈泡，如圖乙所示，則(　　) A．電壓表的示數(shù)為220 V B．電路中的電流方向每秒鐘改變50次 C．燈泡實(shí)際消耗的功率為484 W D．發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為24.2 J 解析：電動(dòng)勢(shì)的有效值為E＝ V＝220 V，所以電流的有效值I＝＝ A＝2.2 A，所以電壓表的示數(shù)為U＝IR＝2.295.0 V＝209 V，選項(xiàng)A錯(cuò)；交流電的頻率為f＝＝50 Hz，每個(gè)周期內(nèi)電流方向改變2次，故每秒鐘內(nèi)電流方向改變100次，選項(xiàng)B錯(cuò)；燈泡實(shí)際消耗的功率為P燈＝I2R＝2.2295.0 W＝459.8 W，故選項(xiàng)C錯(cuò)；發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為Q＝I2rt＝2.225.01 J＝24.2 J，選項(xiàng)D對(duì)． 答案：D 8．如右圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的矩形線圈的周期為T，轉(zhuǎn)軸O1O2垂直于磁場(chǎng)方向，線圈電阻為2Ω.從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，線圈轉(zhuǎn)過60角時(shí)的感應(yīng)電流為1 A．那么(　　) A．線圈消耗的電功率為4 W B．線圈中感應(yīng)電流的有效值為2 A C．任意時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e＝4cost D．任意時(shí)刻穿過線圈的磁通量為Φ＝sint 解析：線圈轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω＝，線圈平面從與磁場(chǎng)方向平行開始計(jì)時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)過60時(shí)，電流的瞬時(shí)值為i＝Imcos60＝1 A?Im＝2 A，正弦交變電流有效值I＝＝ A，B項(xiàng)錯(cuò)；線圈消耗的功率P＝I2R＝4 W，A項(xiàng)正確；由歐姆定律可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值Em＝ImR＝4 V，所以瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝4 cost，C項(xiàng)正確；通過線圈的磁通量Φ＝Φmsinωt＝Φmsint，由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝BSω＝Φm?Φm＝ 解兩式得Φ＝sint＝sint，D項(xiàng)錯(cuò)． 答案：AC 9．如圖10所示，圖線a是線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生正弦交流電的圖象，當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后，所產(chǎn)生正弦交流電的圖象如圖線b所示，以下關(guān)于這兩個(gè)正弦交流電的說法正確的是(　　) A．在圖中t＝0時(shí)刻穿過線圈的磁通量均為零 圖10 B．線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為3∶2 C．交流電a的瞬時(shí)值為u＝10 sin(5πt) V D．交流電b的最大值為 V 10.如圖11所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的矩形線圈的周期為T，轉(zhuǎn)軸O1O2垂直于磁場(chǎng)方向，線圈電阻為2 Ω。從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，線圈轉(zhuǎn)過60時(shí)的感應(yīng)電流為1 A。那么(　　) A．線圈消耗的電功率為4 W B．線圈中感應(yīng)電流的有效值為2 A 圖11 C．任意時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e＝4cost D．任意時(shí)刻穿過線圈的磁通量為Φ＝sint 11.如圖所示為一個(gè)小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖,其矩形線圈的長(zhǎng)度ab=0.25 m,寬度bc=0.20 m,共有n=100匝,總電阻r= 1.0 Ω,可繞與磁場(chǎng)方向垂直的對(duì)稱軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng).線圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.40 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,與線圈兩端相連的金屬滑環(huán)上接一個(gè)“3.0 V 1.8 W”的燈泡,當(dāng)線圈以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),小燈泡消耗的功率恰好為1.8 W.(不計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸與電刷的摩擦,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (1)求線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω; (2)線圈以上述角速度轉(zhuǎn)動(dòng)100周過程中發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能為多少? 12.下圖甲是交流發(fā)電機(jī)模型示意圖．在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一矩形線圈abcd可繞線圈平面內(nèi)垂直于磁感線的軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)，由線圈引出的導(dǎo)線ae和df分別與兩個(gè)跟線圈一起繞OO′轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬圓環(huán)相連接，金屬圓環(huán)又分別與兩個(gè)固定的電刷保持滑動(dòng)接觸，這樣矩形線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)中就可以保持和外電路電阻R形成閉合電路．下圖乙是線圈的主視圖，導(dǎo)線ab和cd分別用它們的橫截面來表示．已知ab長(zhǎng)度為L(zhǎng)1, bc長(zhǎng)度為L(zhǎng)2，線圈以恒定角速度ω逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)．(只考慮單匝線圈) (1)線圈平面處于中性面位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，試推導(dǎo)t時(shí)刻整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e1的表達(dá)式； (2)線圈平面處于與中性面成φ0夾角位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，如上圖丙所示，試寫出t時(shí)刻整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e2的表達(dá)式； (3)若線圈電阻為r，求線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱．(其它電阻均不計(jì)) 解析：(1)矩形線圈abcd轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，只有ab和cd切割磁感線，設(shè)ab和cd的轉(zhuǎn)動(dòng)速度為v，則 v＝ω① 在t時(shí)刻，導(dǎo)線ab和cd因切割磁感線而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)均為 E1＝BL2v⊥② 由圖可知，v⊥＝vsinωt③ 則整個(gè)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 e1＝2E1＝BL1L2ωsinωt.④ (2)當(dāng)線圈由題圖丙位置開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，在t時(shí)刻整個(gè)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 e2＝BL1L2ωsin(ωt＋φ0)⑤ (3)由閉合電路歐姆定律可知 I＝⑥ 這里E為線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的有效值 E＝＝⑦ 則線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周在R上產(chǎn)生的焦耳熱為 QR＝I2RT⑧ 其中T＝⑨ 于是QR＝πRω()2.⑩ 答案：(1)e1＝BL1L2ωsinωt (2)e2＝BL1L2ωsin(ωt＋φ0) (3)πRω()2