3.2 滚动过关小练(3)（Word）-【全效作业本】2022-2023学年高中选择性必修第二册物理（人教版2019）

滚动过关小练(三) [见学生用书P43] 一、 选择题 1．如图所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，设磁感应强度为0.01 T，线圈边长AB为20 cm，宽AD为10 cm，转速n为50 r/s，则线圈转动时感应电动势的最大值为(　D　) 第1题图 A．1×10－2 V B．3.14×10－2 V C．2×10－2 V D．6.28×10－2 V 【解析】 感应电动势最大值Em＝BSω＝BS·2πn＝6.28×10－2 V。 2．一矩形线框在匀强磁场内绕垂直于磁场的轴匀速转动的过程中，线框输出的交流电压随时间变化的图像如图所示，下列说法正确的是(　D　) 第2题图 A．t＝0时刻线框平面与磁场平行 B．交流电压的频率为4 Hz C．1 s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量变化最快 D．2 s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量最大 【解析】 由u－t图像可知，t＝0时刻瞬时电压为零，线框处于中性面，频率f＝＝0.25 Hz，A、B错误；由图像可知，1 s末交变电压最大，通过线框的磁通量变化率最大，此时线框与磁场方向平行，而2 s末交变电压为零，此时线框经过中性面与磁场垂直，穿过线框的磁通量最大，C错误，D正确。 3．如图所示为发电机的结构示意图，其中N、S是永久磁铁的两个磁极，其表面呈半圆柱面状。M是圆柱形铁芯，它与磁极柱面共轴，铁芯上绕有矩形线框，可与铁芯沿固定轴转动。磁极与铁芯间的磁场均匀辐向分布。从图示位置开始计时，当线框匀速转动时，图中能正确反映线框感应电动势e随时间t的变化规律的是(　D　) 第3题图 【解析】 矩形线框在均匀辐向磁场中转动，v始终与B垂直，由E＝BLv知E大小不变，方向呈周期性变化。 4．一正弦交流电的电压随时间变化规律如图所示，则(　C　) 第4题图 A．交流电的频率为50 Hz B．交流电压的有效值为100 V C．交流电压瞬时值表达式为u＝100sin 50πt V D．此交流电压可以直接接耐压值为80 V的电容器 【解析】 由题图可知，T＝4×10－2 s，故f＝＝25 Hz，A错误；由题图可知交流电的最大值为100 V，因此其有效值为U＝ V＝50 V，B错误；交流电的角速度ω＝2πf＝50π rad/s，所以其表达式为u＝100sin 50πt V，C正确；电容器的耐压值为交流电压的最大值，最大值100 V大于80 V，故不能直接接在此交流电上，D错误。 5．如图所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系。若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过1 min的时间，两电阻消耗的电功之比W甲∶W乙为(　C　) 第5题图 A. 1∶2　 B. 1∶ C. 1∶3　 D. 1∶2 【解析】 电功的计算中，I要用有效值计算。题图甲中，由有效值的定义得R×2×10－2＋0＋R×2×10－2＝IR×6×10－2，得I1＝ A，题图乙中，I的值不变，I2＝1 A，由W＝UIt＝I2Rt可得，W甲∶W乙＝1∶3。 6．对于如图所示的电流i随时间t做周期性变化的图像，下列说法正确的是(　A　) 第6题图 A. 电流大小变化，方向不变，是直流电 B. 电流大小、方向都变化，是交流电 C. 电流的周期是0.2 s，最大值是0.2 A D. 电流做周期性变化，是交流电 【解析】 由题图可知，电流的方向不变，而大小做周期性变化，所以不是交流电，而是直流电，但不是恒定直流，A正确，B、D错误；电流的周期是0.01 s，最大值是0.2 A，C错误。 7．如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线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像如图乙中曲线a、b所示，则下列说法错误的是(　D　) 第7题图 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3∶2 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 【解析】 两次t＝0时刻，感应电动势为零，可知线圈平面处于中性面位置，A正确；由题图可知，a的周期为4×10－2 s，b的周期为6×10－2 s，则由n＝可知，转速与周期成反比，故转速之比为3∶2，B正确；曲线a的交变电流的频率f＝＝25 Hz，C正确；曲线a、b对应的线圈转速之比为3∶2，故曲线a，b表示的交变电动势最大值之比也为3∶2。曲线a表示的交变电动势最大值是15 V，曲线b表示的交变电动势最大值是10 V，则有效值为U＝ V＝5 V，D错误。 8．如图所示，M为半圆形导线框，圆心为OM；N是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为ON；两导线框在同一竖直面(纸面)内；两圆弧半径相等；过直线OM、ON的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，现使线框M、N在t＝