章末过关检测(二)
(时间：60分钟，满分：100分)
一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)
1．1873年奥地利维也纳世博会上，比利时出生的法国工程师格拉姆在布展中偶然接错了导线．把另一直流发电机发出的电接到了他自己送展的直流发电机的电流输出端，由此而观察到的现象导致了他的一项重要发明，从而突破了人类在电能利用方面的一项瓶颈．此项发明是( )
A．新型直流发电机 B．直流电动机
C．交流电动机 D．交流发电机
解析：选B．发电机是由于线圈切割磁感线而生电，电动机是由于通电而转动，由于通以直流电，所以是直流电动机，则选项B正确．
2．如图是交流发电机的示意图，图甲到图丁分别表示线圈转动过程中的四个位置，其中甲、丙中的线圈与磁场方向垂直，乙、丁中线圈与磁场方向平行，则在线圈转动的过程中电流表有示数的是( )
A．甲、丙 B．乙、丁
C．甲、乙 D．丙、丁
解析：选B．线圈转动中感应电流时刻在变化，位于中性面位置时磁通量最大，但感应电流最小，等于零．位于与中性面垂直位置时，磁通量最小，但感应电流最大，故选B．
3．一交变电压的瞬时值u＝Umsin(100πt) V，当t＝ s时，u＝5 V，则用交流电压表测电压时，电压表上看到的读数为( )
A．5 V B．5 V
C．10 V D．10 V
解析：选D．因电压表读数为有效值，将t＝ s和u＝5 V代入u＝Umsin(100πt)，可知Um＝10，故有效值为＝10 V．选项D正确．
4．
两相同的白炽灯L1、L2接到如图所示的电路中，灯L1与电容器串联，灯L2与电感线圈串联，当a、b处接电压最大值为Um，频率为f的正弦交流电源时，两灯都发光，且亮度相同．更换一个新的正弦交流电源后灯L1的亮度大于灯L2的亮度，新电源的电压最大值和频率应满足的条件是( )
A．最大值仍为Um，而频率大于f
B．最大值仍为Um，而频率小于f
C．最大值大于Um，而频率仍为f
D．最大值小于Um，而频率仍为f
解析：选A．更换新正弦交流电源后灯L1亮度大于灯L2的亮度，说明和灯L1串联的电容器对交变电流的阻碍作用变小，则新电源的频率变大，故选A．
5．三个相同的电阻，分别通过如图(a)、(b)、(c)所示的交变电流，三个图中的I0和周期T相同．下列说法中正确的是( )
A．在相同时间内三个电阻发热量相等
B．在相同时间内，(a)、(b)发热量相等，是(c)发热量的2倍
C．在相同时间内，(a)、(c)发热量相等，是(b)发热量的1/2
D．在相同时间内，(b)发热量最大，(a)次之，(c)的发热量最小
解析：选C．(a)图像电流的有效值为I0．(b)图像电流的有效值为I0，(c)图像根据电流有效值的定义有：IR＝I2RT，解得电流有效值I＝I0，根据焦耳定律相同时间内产生热量之比等于电流有效值的平方比，Q1∶Q2∶Q3＝1∶2∶1，C对．
6．
如图所示处在匀强磁场中的单匝矩形线圈abcd，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与ab垂直．在t＝0时刻，线圈平面与纸面重合，线圈的cd边离开纸面向外运动．若规定a→b→c→d→a方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电流I随时间t变化的图线是图中的( )
解析：选C．由题给条件可知，cd在t＝0时由题图所示位置开始做切割磁感线运动，但其速度方向与磁场方向的夹角在变化，可知感应电动势的大小e＝BSω·cos ωt，所以感应电流的大小i＝＝·cos ωt，又由楞次定律可判断t＝0时，感应电流方向与规定正方向相同，故选项C正确．
二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)
7．如图所示，在水平匀强磁场中一矩形闭合线圈绕OO′轴匀速转动，若要使线圈中的电流峰值减半，可行的方法是( )
A．只将线圈的转速减半
B．只将线圈的匝数减半
C．只将匀强磁场的磁感应强度减半
D．只将线圈的边长减半
解析：选ABC．由Im＝，Em＝NBSω，ω＝2πn，知A、B、C正确．
8．
如图所示，一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，在转动过程中，线框中的最大磁通量为Φm，最大感应电动势为Em，下列说法正确的是( )
A．当磁通量为零时，感应电动势也为零
B．当磁通量减小时，感应电动势在增大
C．当磁通量等于0．5Φm，感应电动势等于0．5Em
D．角速度ω等于Em/Φm
解析：选BD．当磁通量为零时，B∥S，此时线框中感应电动势最大，A错；磁通量减小时感应电动势在增大，B对；当Φ＝0．5Φm时，线框平面与中性面夹角为60°或120°，此时感应电动势的大小e＝BSωsin 60°＝Em，C错；根据Em＝BSω＝Φmω可知D对．
9．电阻R1、R2与交流电源按照如图甲所示方式连接，R1＝10 Ω，R2＝20 Ω．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的电流有效值是1．2 A
B．R1两端的电压有效值是6 V
C．通过R2的电流最大值是0．6 A
D．R2两端的电压最大值是6 V
解析：选BC．由i－t图像可知，电流最大值Im＝0．6 A，有效值I＝＝0．6 A，因R1与R2串联，则I1＝I＝0．6 A，U1＝IR1＝6 V，I2m＝Im＝0．6 A．U2m＝ImR2＝12 V，故A、D错误，B、C正确．
10．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
B．半圆形硬导线的转速为
C．线圈从图示位置转90°过程中通过小灯泡的电荷量为
D．线圈从图示位置转90°过程中通过小灯泡的电荷量为
解析：选AC．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＝，由P＝得：E＝P·r，可求得：n＝，则A对、B错；线圈从图示位置转90°的过程中通过灯泡的电荷量q＝＝＝，则C对、D错．
三、非选择题(本题共3小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
11．(12分)将交变电压u＝220sin 100πt V接到“220 V，100 W”的灯泡两端，如灯泡灯丝电阻保持不变，求：
(1)通过灯泡电流的最大值；
(2)灯泡的实际功率；
(3)每秒钟电流方向改变的次数；
(4)通过灯泡电流i的瞬时值表达式．
解析：(1)由“220 V，100 W”知该灯电阻为R＝＝484 Ω．
通过灯泡电流的最大值为
Im＝＝ A≈0．45 A．
(2)交变电压的有效值
U＝＝ V＝110 V
灯泡的实际功率为：P＝＝ W＝50 W．
(3)周期T＝0．02 s，1秒钟电流方向改变的次数
n＝×2＝×2＝100(次)．
(4)通过灯泡电流的瞬时值表达式为
i＝Imsin ωt＝0．45sin 100πt A．
答案：(1)0．45 A (2)50 W (3)100次
(4)i＝0．45sin 100πt A
12．(14分)如图所示，“”型框置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，“”型框的三条边的长度均为L，电阻均为r，a、b两端连接阻值为R的电阻．“”型框绕轴ab以角速度ω逆时针(从上往下看)匀速转动，t＝0时刻经过图示位置．规定回路中a→d→c→b方向为电流的正方向，求：
(1)通过电阻R的感应电流的表达式；
(2)当t＝ 时，通过电阻R的感应电流的大小和方向．
解析：(1)“匚”形框产生的感应电动势的最大值为：Em＝BL2ω
产生的感应电流的最大值为：Im＝＝
通过电阻R的感应电流的表达式为：
i＝Imsin ωt＝sin ωt．
(2)把t＝代入解得：i＝sin ω×＝，方向与规定的正方向相同．
答案：(1)i＝sin ωt (2) 电流沿逆时针方向(正方向或a→d→c→b)
13．(14分)如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，绕圈的匝数n＝100，电阻r＝10 Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R＝90 Ω，与R并联的交流电压表为理想电表．在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图乙所示正弦规律变化．求：
(1)交流发电机产生的电动势的最大值；
(2)电路中交流电压表的读数．
解析：(1)电动势的最大值为Em＝nBSω．
而Φm＝BS，ω＝，所以Em＝，
由Φ－t图可知：
Φm＝2．0×10－2 Wb，T＝6．28 s，
代入得：Em＝2．0 V．
(2)电动势的有效值为E＝＝ V．
根据闭合电路欧姆定律，电路中电流的有效值为：
I＝＝×10－2 A．
电压表的示数为U＝IR＝90×10－2≈1．27 V．
答案：(1)2．0 V (2)1．27 V
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(共34张PPT)
L
B
C
