2019届高考物理一轮复习 第十单元 电磁感应 题组层级快练50 电磁感应中的电路与 新人教版

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 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 ＝1

T ＝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 ＝1002cos100πt(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，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 ＝100π2π＝50 Hz ，故B 项错误；C 项，感应电动势的最大值

E m ＝100 2 V ，根据E m ＝BS ω可知BS ＝E m ω＝1002100π Wb ＝2

π Wb ，故C 项错误；D 项，电压表

测量的为有效值，则E ＝

E m

2

＝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 Ω的电阻时的发热功率是( )

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×(12

R ×0.2＋22

R ×0.3)＝I 2

R ×1 解得I 2

＝2.8 A 2

电阻的热功率为：P ＝I 2

R ＝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 Ω，线圈电阻为1 Ω，下列说法正确的是( ) A ．流过电阻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 ＝102cos50πt(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2100π 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 ＋r

R U

＝10 V ，产生的感应电动势的最大值E m ＝2E ＝10 2 V ，线圈转动的角速度ω＝2n π＝50π rad/s ，故线圈中感应电动势的瞬时值表达式为e ＝102sin50πt(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 ＝U 2

R T ＝9

2

9×0.04 J ＝0.36 J ，故C

项错误；D 项，根据E m ＝NBS ω可知，BS ＝

E m N ω＝10250π＝2

5π

Wb ，线圈从图示的位置转过60°，通过负载电阻R 的电荷量等于q ＝ΔΦR ＋r ＝2

100π 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4RI NBS

B ．导线框转动的角速度为2RI

NBS

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E m ＝NBS ω.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

（

NBS ω2）

2

R ·T 2

＝I 2

RT ，解得ω＝2RI

NBS

，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O 1O 2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( ) 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 ＝4cos 2π

T t

D ．任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ＝T πsin 2π

T 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 ＝E m cos ωt ，则感应电流i ＝e R ＝E m R cos θ，由题给条件有：1＝E m 2×1

2，解得E m ＝4 V ，则I m ＝2 A ，I 有效＝ 2

A ，线圈消耗的电功率P ＝I 有效2

R ＝4 W ，所以A 项正确，B 项错误；e ＝4cos ωt ＝4cos 2πT t ，

故C 项正确．由E m ＝BS ω＝Φm 2πT ，得Φm ＝2T π，故任意时刻Φ＝2T πsin 2π

T 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