1、板 块三 高考模拟 随堂集训 1. 2015四川高考 小型手摇发电机线圈共 N匝，每匝可简化为矩形线圈 abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO ，线圈绕 OO 匀速转动，如图所示。矩形线圈 ab 边和 cd 边产生的感应电动势的最大值都为 e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压( ) A.峰值是 e0 B峰值是 2e0 C.有效值是 22 Ne0 D有效值是 2Ne0 答案 D 解析 发电机输出电压峰值是 2Ne0， A、 B选项错误。有效值是22 2 Ne0 2Ne0， C选项错误， D选项正确。 2.2014天津高考 (多选 )如图 1 所示，在匀强磁场中，一矩形金属线
2、圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图 2 中曲线 a、 b所示，则 ( ) A 两次 t 0 时刻线圈平面均与中性面重合 B.曲线 a、 b对应的线圈转速之比为 2 3 C.曲线 a表示的交变电动势频率 为 25 Hz D.曲线 b表示的交变电动势有效值为 10 V 答案 AC 解析 由题图 2知 t 0时两次转动产生的瞬时电动势都等于零，故 A 选项正确。由图 2 知两次转动所产生的交变电动势的周期之比Ta Tb 2 3，再由周期与转速的关系 n 1T得 na nb 3 2，故 B选项错误。因 Ta 4 10 2 s，故 fa 1Ta 25 Hz， C
3、选项正确。因 Ema 15 V，而 Em NBS 2NBST ，故 Emb TaTbEma 10 V， Eb Emb25 2 V， D选项错误。 3. 2013福建高考 如图，实验室一台手摇交流发电机，内阻 r 1.0 ，外接 R 9.0 的电阻。闭合开关 S，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势 e 10 2sin10t(V)，则 ( ) A.该交变电流的频率为 10 Hz B.该电动势的有效值为 10 2 V C.外接电阻 R所消耗的电功率为 10 W D.电路中理想交流 电流表 的示数为 1.0 A 答案 D 解析 由交变电流电动势的表达式 e 10 2sin10t(V) Em
4、sint可知，该交变电流的频率为 f 2 102 Hz 5 Hz， A选项错误。该交变电流电动势的有效值 E Em2 10 22 V 10 V， B选项错误。电流的有效值 I ER r 109.0 1.0 A 1.0 A，外接电阻 R所消耗的电功率PR I2R 1.02 9.0 W 9 W，故 C选项错误， D选项正确。 4. 2013海南高考 通过一阻值 R 100 的电阻的交变电流如图所示，其周期为 1 s。电阻两端电压的有效值为 ( ) A.12 V B.4 10 V C.15 V D.8 5 V 答案 B 解析 由有效值定义可得 U2R 1 s (0.1 A)2 R 0.4 s 2 (
5、0.2 A)2 R 0.1 s 2，其中 R 100 ，可得 U 4 10 V， B选项正确。 5.2012北京高考 一个小型电热器若接在输出电压为 10 V的直流电源上，消耗电功率为 P；若把它接在某个正弦交流电源上，其消耗的电功率为 P2。如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为 ( ) A.5 V B 5 2 V C.10 V D 10 2 V 答案 C 解析 设电热器电阻为 R，正弦交流电源的电压有效值为 U 效 ，接 10 V直流电源时， P U2R102R ；接交流电源时，P2U2效R ，联立 得 U 效 5 2 V，故最大值 Um 2U 效 10 V， C选项正确。 6
6、. 2015福州质检 某交流电源电动势随时间变化的规律如图所示，现用该电源对标称为 “ 5 V 10 W” 的电动机供电，电源内阻不计，下列说法正确的是 ( ) A.电动机 的内阻为 2.5 B.电动机的发热功率为 10 W C.通过电动机的电流为 2 A D.通过电动机的电流为 2 2 A 答案 C 解析 由图知该电源电动势最大值为 Em 5 2 V，则有效值 E5 V，电动机正常工作，通过电动机的电流为 I PU 105 A 2 A，电动机是非纯电阻元件，电动机内阻 r52 2.5 ，电动机的发热功率P 热 I2rP 总 10 W，故 A、 B、 D选项错误， C选项正确。 7.2016青
7、羊 区校级一模 如图甲为小型旋转电枢式交流发电机，电阻为 r 2 矩形线圈在磁感应强度为 B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴 OO 匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与右侧电路连接，右侧电路中滑动变阻器 R的最大阻值为 R0 407 ，滑动片 P位于滑动变阻器中央，定值电阻 R1 R0、 R2 R02 ，其他电阻不计。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，闭合开关 S，线圈转动过程中理想交流电压表示数是 10 V。图乙是矩形线圈磁通量 随时间 t变化的图象。则下列正确的是 ( ) A电阻 R2上的热功率为 1 W B.0.02 s 时滑动变阻器 R两端的电压瞬时值为零 C.线圈产生的 e随
8、时间 t变化的规律是 e 10 2cos100t(V) D.线圈开始转动到 t 1600 s的过程中，通过 R1的电荷量为 2200 C 答案 D 解析 根据串并联电路的知识得： 负载总电阻 R 总 R1 R02R02274R0 10 ， 理想交流电压表示数是 10 V，所以干路电流 I 1010 1 A， 所以电阻 R2上两端电压 UR2 107 V， 根据公式 P U2R得电阻 R2上的热功率 PR21072207 57 W，故 A错误； 由乙图可知， 0.02 s通过线圈的磁通量为零，感应电动势最大， R两端的电压瞬时值不为零，故 B错误； 由乙图可知， T 0.02 s， 2T 100
9、 rad/s， 电动势的有效值 E 10 1 2 12 V，电动势的最大值 Em 12 2 V， 所以线圈产生的 e随时间 t变化的规律是 e 12 2cos100t(V)，故 C错误； 电动势的最大值 Em 12 2 V nBS， BS 12 2n 100， 矩形线圈磁通量 随时间 t变化的规律为 12 2n 100sin100t， 线圈开始转动到 t 1600 s 的过程中， 通过电阻的电量为 nR r12 210012 010 2 2200 C，故 D正确。 8 2015江西八校联考 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
10、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 2rP2R2B B.半圆形硬导线的转速为 rP2R2B C.线圈从图示位置转 90过程中通过小灯泡的电荷量为 R2Br D.线圈从图示位置转 90过程中通过小灯泡的电荷量为零 答案 A 解析 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 BR2122n2 ，由 PU2R得： E2有 Pr，可求得
11、： n 2rP2R2B，则选项 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 r BR212r R2B2r ，则选项 C、D 错。 9.2015包头测评 (多选 )有一种家用电器，图甲是其电路工作原理图，当电阻丝接在 u 311sin100t(V)的交流电源上后，电阻丝开始加热，当其温度达到某一数值时，自动控温装置 P启动，使电阻丝所接电压变为图乙所示波形 (部分仍为正弦波 )，从而进入保温状态。不计电阻丝阻值的变化，则下列说法正确的是 ( ) A P 启动后，电阻丝的功率变为原来的一半 B.P 启动后，电阻丝所接电压的频率变为原来的一半 C.P 启动后，电压表的读数大约
12、是原来的 0.5 倍 D.P 启动后，电压表的读数大约是原来的 0.7 倍 答案 AD 解析 P启动前电阻丝的功率 P1 U2有R31122R， P启动后，结合乙图可知电阻丝的功率 P2 U有 2R ，由有效值定义有U2有R T2 0U有 2R T，得 P212U2有R1231122R，则知 P1 2P2， A 选项正确。 P启动前所接电压的频率 f 1002 Hz 50 Hz，启动后所接电压的频率 f 1T 10.02 Hz 50 Hz，则 B选项错误。电压表测有效值，启动前 U有 3112 V，又由启动前后功率关系可知，启动后 U有 22 U有 0.7U 有 ，则 C选项错误， D选项正确
13、。 10.2015衡水模拟 如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为 B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴 OO 匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与电阻 R10 连接，与 电阻 R并联的交流电压表为理想电压表，示数是 10 V。图乙是矩形线圈中磁通量 随时间 t变化的图象。则 ( ) A.电阻 R上的电功率为 20 W B.0.02 s 时 R两端的电压瞬时值为零 C.R 两端的电压 u随时间 t变化的规律是 u 14.1cos100t(V) D.通过 R的电流 i随时间 t变化的规律是 i 1.41cos50t(A) 答案 C 解析 R上电功率 P U2R 10 W， A选项错。 0.02 s时 0，t最大，此时 R两端的电压瞬时值最大， B选项错。 R两端电压的最大值为 10 2 V， 2T 100 rad/s，因此 R 两端电压 u14.1cos100t(V)， C 选项正确。 i 1.41cos100t(A)， D 选项错。故选C 选项。
