第3章 第2节 分层训练能力提升-【优学精讲】2026-2027学年高中物理选择性必修二同步课件（教科版·新教材）

分层训练 能力提升 1 B 基础对点练 1．(2026·甘肃庆阳市期末)一台发电机产生余弦式电流，发电机电动势的峰值Em＝120 V，内阻r＝10 Ω，当其与电阻R＝20 Ω的电阻丝相连，则电阻丝的热功率是(　　) A．140 W B．160 W C．280 W D．320 W 4 5 6 7 8 1 9 10 2 3 分层训练 能力提升 B 4 5 6 7 8 9 10 2 3 1 分层训练 能力提升 4 5 6 7 8 9 10 2 3 1 分层训练 能力提升 C 4 5 6 7 8 9 10 2 3 1 分层训练 能力提升 解析：由题图可知该交变电流的周期为0.04 s，故A错误； 该闭合回路的热功率P＝I2R＝150 W，故C正确； 该闭合回路一个周期内产生的总热量Q＝I2RT＝6 J，故D错误。 4 5 6 7 8 9 10 2 3 1 分层训练 能力提升 C 4．如图所示，闭合开关后，R＝5 Ω的电阻两端的交流电压为u＝50sin (10πt) V，电压表和电流表均为理想交流电表，则(　　) A．该交流电周期为0.02 s B．电压表的读数为100 V C．电流表的读数为10 A D．电阻的电功率为1 kW 4 5 6 7 8 9 10 2 3 1 分层训练 能力提升 电阻的电功率P＝IU＝10×50 W＝500 W，D错误。 4 5 6 7 8 9 10 2 3 1 分层训练 能力提升 BD 4 5 6 7 8 9 10 2 3 1 分层训练 能力提升 在t＝0.01 s时，电动势为0，此时穿过线圈的磁通量最大，故C错误； 4 5 6 7 8 9 10 2 3 1 分层训练 能力提升 AD 4 5 6 7 8 9 10 2 3 1 分层训练 能力提升 4 5 6 7 8 9 10 2 3 1 分层训练 能力提升 B 综合提升练 4 5 6 7 8 9 10 2 3 1 分层训练 能力提升 4 5 6 7 8 9 10 2 3 1 分层训练 能力提升 AC 4 5 6 7 8 9 10 2 3 1 分层训练 能力提升 4 5 6 7 8 9 10 2 3 1 分层训练 能力提升 9．(8分)某种发电机的原理如图所示，矩形线圈处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，可绕与磁场方向垂直的固定轴OO′匀速转动，角速度为ω。已知线圈的匝数为n，ab边长为L1，bc边长为L2，线圈总电阻为r，线圈与阻值为R的外电路连接，交流电压表为理想电表。求： (1)线圈从图示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量q；(4分) 4 5 6 7 8 9 10 2 3 1 分层训练 能力提升 4 5 6 7 8 9 10 2 3 1 分层训练 能力提升 (2)发电机正常工作时，交流电压表的示数U。(4分) 4 5 6 7 8 9 10 2 3 1 分层训练 能力提升 10．(10分)(2025·江苏扬州新华中学模拟)如图所示，N＝10匝的矩形线圈abcd，ab边长l1＝20 cm，ad边长l2＝25 cm，放在磁感应强度B＝0.4 T的匀强磁场中，使线圈绕垂直于磁感线的轴OO′以转速n＝6 000 r/min匀速转动，线圈电阻r＝1 Ω，外电路电阻R＝9 Ω，t＝0时线圈平面与磁感线平行，ab边正转出纸外、cd边转入纸里，求： (1)t＝0时感应电流的方向；(回答：顺时针或者逆时针)(2分) 解析：根据右手定则可知，t＝0时感应电流沿顺时针方向。 答案：顺时针　 4 5 6 7 8 9 10 2 3 1 分层训练 能力提升 (2)感应电动势的瞬时值表达式；(4分) 解析：转速n＝6 000 r/min＝100 r/s 角速度ω＝2πn＝200π rad/s 感应电动势的最大值Em＝NBSω＝NBl1l2ω＝40π V 感应电动势的瞬时值表达式e＝Emcos ωt 即e＝40πcos (200πt) V。 答案：e＝40πcos (200πt) V 4 5 6 7 8 9 10 2 3 1 分层训练 能力提升 (3)从图示位置转过30°的过程中流过电阻R的电荷量。(4分) 解析：从题图所示位置转过30°的过程中，磁通量变化量 ΔΦ＝Bl1l2sin 30°＝0.01 Wb 答案：0.01 C 4 5 6 7 8 9 10 2 3 1 分层训练 能力提升 解析：转速为n，则ω＝2πn，S＝πr2，最大感应电动势Em＝BSω，因只有一半区域内有磁场，由有效值的计算公式可得T＝··，则有 效值E＝＝，则电流表的示数I＝＝，故A正确； $