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新教材同步系列2024春高中物理模块综合测评粤教版选择性必修第二册
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这是一份新教材同步系列2024春高中物理模块综合测评粤教版选择性必修第二册，共9页。
模块综合测评一、单项选择题1．用遥控器调换电视频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化成电信号的过程，下列属于这类传感器的是( )A．红外报警装置B．走廊照明灯的声控装置C．自动洗衣机中的压力传感装置D．电饭煲中控制加热和保温的温控器A [红外报警装置是传感器把光信号(红外线)转化成电信号；走廊照明灯的声控装置是传感器把声音信号转化成电信号；自动洗衣机中的压力传感装置是把位移信号转化成电信号；电饭煲中控制加热和保温的温控器是把温度信号转化成电信号。]2．如图甲所示，有一个面积为100 cm2的金属圆环，电阻为0.1 Ω，圆环中磁感应强度的变化规律如图乙所示，且磁场方向与圆环所在平面相垂直，在A→B过程中，圆环中感应电流I的方向和流过它的电荷量q为( )A．逆时针，q＝0.01 CB．逆时针，q＝0.02 CC．顺时针，q＝0.02 CD．逆时针，q＝0.03 CA [由楞次定律可知，感应电流为逆时针方向；再由题图乙可知ΔB＝(0.2－0.1) T＝0.1 T，所以q＝IΔt＝＝＝0.01 C。]3．三角形导线框abc固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示。规定线框中感应电流i沿顺时针方向为正方向，下列i-t图像中正确的是( )A BC DB [磁通量均匀变化，所以产生恒定的感应电流，因为第1 s内向里的磁通量增加，由楞次定律可判断感应电流方向为逆时针方向，即规定的负方向，1～3 s 时间内感应电流方向为顺时针方向，即规定的正方向，选项B正确。]4．如图所示，L为电阻很小的线圈，G1和G2为内阻可不计、零点在表盘中央的电流计。当开关K处于闭合状态时，两表的指针皆偏向右方。那么，当开关K断开时，将出现( )A．G1和G2的指针都立即回到零点B．G1的指针立即回到零点，而G2的指针缓慢地回到零点C．G1的指针缓慢地回到零点，而G2的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点D．G1的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点，而G2的指针缓慢地回到零点D [K断开后，自感电流的方向与G1原电流方向相反，与G2原电流方向相同。故选D。]5．为了能安全对某一高电压U、大电流I的线路进行测定，图中接法可行的是(绕组匝数n1>n2)( )A B C DB [电流互感器是将大电流变成便于测量的小电流，由＝知I2＝I1，副线圈的匝数应大于原线圈的匝数且测量时应串联在被测电路中，A、C错误；电压互感器是将高电压变成低电压，由＝知U2＝U1，n1应大于n2，且测量时应并联在待测电路中，B正确，D错误。]6．图甲为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为4∶1，原线圈接图乙所示的正弦交流电。图甲中Rt为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。则下列说法正确的是( )A．图乙所示电压的瞬时值表达式为u＝51sin 50πt (V)B．变压器原、副线圈中的电流之比为1∶4C．变压器输入、输出功率之比为1∶4D．Rt处温度升高时，电压表和电流表的示数均变大B [题图乙所示电压的瞬时值表达式为u＝51sin 100πt(V)，A错误；根据＝可知原、副线圈中的电流之比与匝数成反比，理想变压器的输入、输出功率相等，B正确，C错误；Rt处温度升高时，Rt的阻值减小，电压表示数不变，电流表示数变大，D选项错误。]7．如图所示，闭合金属线框从一定高度自由下落进入匀强磁场中，磁场足够大，从ab边开始进入磁场到cd边刚进入磁场的这段时间内，线框运动的v-t图像不可能的是( )A B C DB [当ab边刚进入磁场时，若线框所受安培力等于重力，则线框在从ab边开始进入磁场到cd边刚进入磁场前做匀速运动，故A是可能的；当ab边刚进入磁场时，若线框所受安培力小于重力，则线框做加速度逐渐减小的加速运动，最后可能做匀速运动，故C情况也可能；当ab边刚进入磁场时，若线框所受安培力大于重力，则线框做加速度逐渐减小的减速运动，最后可能做匀速运动，故D可能；线框在磁场中不可能做匀变速运动，故B项是不可能的。]二、多项选择题8．(2021·全国甲卷)由相同材料的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方形闭合线圈，两线圈的质量相等，但所用导线的横截面积不同，甲线圈的匝数是乙的2倍。现两线圈在竖直平面内从同一高度同时由静止开始下落，一段时间后进入一方向垂直于纸面的匀强磁场区域，磁场的上边界水平，如图所示。不计空气阻力，已知下落过程中线圈始终平行于纸面，上、下边保持水平。在线圈下边进入磁场后且上边进入磁场前，可能出现的是( )A．甲和乙都加速运动B．甲和乙都减速运动C．甲加速运动，乙减速运动D．甲减速运动，乙加速运动AB [两线圈的质量相等，线圈所用材料相同，则体积相同，甲线圈的匝数是乙的2倍，则甲的横截面积是乙的一半，长度是乙的2倍，由电阻定律可知，甲的电阻是乙的4倍；两线圈从同一高度同时由静止开始下落，则到达磁场上边界时两线圈的速度相同，设乙线圈的匝数为n，两线圈的边长均为l，两线圈进入磁场后，乙受到的安培力F乙＝nBIl＝，甲受到的安培力F甲＝＝，可见，甲、乙受到的安培力大小相同，重力也相同，则运动情况相同，A、B正确。]9．如图，混合正离子束先后通过正交电场磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子束在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径又相同，不计离子重力，则说明这些正离子具有相同的( )A．速度 B．质量C．电荷 D．比荷AD [在正交的电磁场区域中，正离子不偏转，说明离子受力平衡，在区域Ⅰ中，离子受电场力和洛伦兹力，由qvB＝qE，得v＝，可知这些正离子具有相同的速度；进入只有匀强磁场的区域Ⅱ时，偏转半径相同，由R＝和v＝可知R＝，故这些正离子具有相同的比荷。故选AD。]10．在如图甲所示的电路中，电阻R的阻值为50 Ω，在ab间加上如图乙所示的正弦交流电，则下面说法中正确的是(π＝3.14)( )A．交流电压的有效值为100 VB．电流表示数为2 AC．产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度为3.14 rad/sD．在1 min内电阻R上产生的热量为1.2×104 JAD [从题图乙中可以看出，交流电压的峰值为100 V，所以有效值U＝100 V，A项正确；通过电阻的电流I＝＝2 A，B错误；交流电的周期为T＝0.02 s，ω＝＝314 rad/s，C错误；1 min内电阻R上产生的热量Q＝I2Rt＝1.2×104 J，D正确。]三、非选择题11．如图为“研究电磁感应现象”实验中所用器材的示意图。试回答下列问题。(1)在该实验中电流计G的作用是检测感应电流的________和________。(2)请按实验要求在实物上连线。(3)在实验出现的电磁感应现象中，A、B线圈哪个相当于电源？________(选填“A”或“B”)。[解析] (1)电流计G的零刻度在表盘中央，电流流过时，指针偏转，既显示了电流的大小，也显示了电流的方向。(2)电源、开关、滑动变阻器和小线圈构成一闭合回路；大线圈和电流计构成闭合电路。电路如图所示。(3)B线圈与电流计相连，显示回路中的感应电流，即B线圈相当于电源。[答案] (1)大小 方向 (2)见解析 (3)B12．(2021·广东卷)某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律。根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材。(1)先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势。选择适当倍率的欧姆挡，将两表笔_______________，调节欧姆调零旋钮，使指针指向右边“0 Ω”处。测量时观察到热敏电阻温度越高，相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大，由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而________。(2)再按图连接好电路进行测量。①闭合开关S前，将滑动变阻器R1的滑片滑到________端(选填“a”或“b”)。将温控室的温度设置为T，电阻箱R0调为某一阻值R01。闭合开关S，调节滑动变阻器R1，使电压表和电流表的指针偏转到某一位置。记录此时电压表和电流表的示数、T和R01。断开开关S。再将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D端，闭合开关S。反复调节R0和R1，使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同。记录此时电阻箱的阻值R02。断开开关S。②实验中记录的阻值R01________R02(选填“大于”“小于”或“等于”)。此时热敏电阻阻值RT＝________。(3)改变温控室的温度，测量不同温度时的热敏电阻阻值，可以得到热敏电阻阻值随温度的变化规律。[解析] (1)使用多用电表的欧姆挡前应先欧姆调零，即将两表笔短接。温度越高，相同倍率下多用电表的指针向右偏转的角度越大，则电阻阻值越小，故热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。(2)①闭合开关前，为了保护电路，应该将滑动变阻器的滑片移到b端。②将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D端，调节滑动变阻器和电阻箱，使电压表和电流表的示数与改接前一致，则R01＝R02＋RT，故R01>R02，RT＝R01－R02。[答案] (1)短接 减小 (2)①b ②大于 13．如图所示，水平桌面上有两个质量为m＝5.0×10-3 kg、边长均为L＝0.2 m的正方形线框A和B，电阻均为R＝0.5 Ω，用绝缘细线相连，静止于宽为d＝0.8 m的匀强磁场的两边，磁感应强度B＝1.0 T，垂直桌面向下，现用大小F＝0.8 N的水平恒力拉线框B，不计摩擦，线框A的右边离开磁场时恰好做匀速运动，求：(1)线框匀速运动的速度；(2)线框产生的焦耳热。[解析] (1)线框A的右边离开磁场时E＝BLv，I＝平衡条件为F＝BIL，所以v＝＝10 m/s。(2)由能量守恒定律得Q＝F(d＋L)－·2mv2代入数据解得线框进出磁场过程中产生的焦耳热Q＝0.3 J。[答案] (1)10 m/s (2)0.3 J14．质谱仪原理如图所示，a为粒子加速器，电压为U1；b为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B1，板间距离为d；c为偏转分离器，磁感应强度为B2。今有一质量为m、电荷量为e的正粒子(不计重力)，经加速后，该粒子恰能通过速度选择器。粒子进入分离器后做半径为R的匀速圆周运动，求：(1)粒子的速度v为多少？(2)速度选择器的电压U2为多少？(3)粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R为多大？[解析] (1)在a中，e被加速电场U1加速，由动能定理有eU1＝mv2得v＝。(2)在b中，e受的电场力和洛伦兹力大小相等，即e＝evB1代入v值得U2＝B1d。(3)在c中，e受洛伦兹力作用而做匀速圆周运动做匀速圆周运动的半径R＝代入v值得R＝。[答案] (1) (2)B1d (3)15．交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为ω，线圈电阻为r，外电路电阻为R，当线圈处于中性面时开始计时，线圈逆时针匀速转动180°的过程中，求：(1)写出R两端电压的瞬时值表达式；(2)R上产生的电热Q；(3)通过R的电荷量q。[解析] 按照电流的定义式I＝计算电量q时应该用电流的平均值，不能用有效值、最大值或瞬时值。电热应该用有效值，先求总电热Q，再按照内外电阻之比求R上产生的电热QR。这里的电流必须要用有效值，不能用平均值、最大值或瞬时值。根据能量守恒，外力做功的过程是机械能向电能转化的过程，电流通过电阻，又将电能转化为内能，即放出电热。因此，一定要学会用能量的转化和守恒定律来分析功和能。(1)线圈由中性面开始转动，感应电动势的瞬时值表达式为e＝nBSωsin ωt由闭合电路欧姆定律可知i＝电阻R两端的电压为：u＝iR解以上三式得：u＝nBSωsin ωt(V)。(2)感应电动势的最大值为Em＝nBSω感应电动势的有效值为E＝由闭合电路欧姆定律可知I＝由焦耳定律可知Q＝I2Rt，其中t＝解以上四式得：Q＝。(3)通过电阻R的电量为q＝Δt由闭合电路欧姆定律得：＝由法拉第电磁感应定律得：＝nΔΦ＝BS－(－BS)＝2BS联立以上四式得：q＝。[答案] (1)u＝nBSωsin ωt(V) (2) (3)
模块综合测评一、单项选择题1．用遥控器调换电视频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化成电信号的过程，下列属于这类传感器的是( )A．红外报警装置B．走廊照明灯的声控装置C．自动洗衣机中的压力传感装置D．电饭煲中控制加热和保温的温控器A [红外报警装置是传感器把光信号(红外线)转化成电信号；走廊照明灯的声控装置是传感器把声音信号转化成电信号；自动洗衣机中的压力传感装置是把位移信号转化成电信号；电饭煲中控制加热和保温的温控器是把温度信号转化成电信号。]2．如图甲所示，有一个面积为100 cm2的金属圆环，电阻为0.1 Ω，圆环中磁感应强度的变化规律如图乙所示，且磁场方向与圆环所在平面相垂直，在A→B过程中，圆环中感应电流I的方向和流过它的电荷量q为( )A．逆时针，q＝0.01 CB．逆时针，q＝0.02 CC．顺时针，q＝0.02 CD．逆时针，q＝0.03 CA [由楞次定律可知，感应电流为逆时针方向；再由题图乙可知ΔB＝(0.2－0.1) T＝0.1 T，所以q＝IΔt＝＝＝0.01 C。]3．三角形导线框abc固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示。规定线框中感应电流i沿顺时针方向为正方向，下列i-t图像中正确的是( )A BC DB [磁通量均匀变化，所以产生恒定的感应电流，因为第1 s内向里的磁通量增加，由楞次定律可判断感应电流方向为逆时针方向，即规定的负方向，1～3 s 时间内感应电流方向为顺时针方向，即规定的正方向，选项B正确。]4．如图所示，L为电阻很小的线圈，G1和G2为内阻可不计、零点在表盘中央的电流计。当开关K处于闭合状态时，两表的指针皆偏向右方。那么，当开关K断开时，将出现( )A．G1和G2的指针都立即回到零点B．G1的指针立即回到零点，而G2的指针缓慢地回到零点C．G1的指针缓慢地回到零点，而G2的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点D．G1的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点，而G2的指针缓慢地回到零点D [K断开后，自感电流的方向与G1原电流方向相反，与G2原电流方向相同。故选D。]5．为了能安全对某一高电压U、大电流I的线路进行测定，图中接法可行的是(绕组匝数n1>n2)( )A B C DB [电流互感器是将大电流变成便于测量的小电流，由＝知I2＝I1，副线圈的匝数应大于原线圈的匝数且测量时应串联在被测电路中，A、C错误；电压互感器是将高电压变成低电压，由＝知U2＝U1，n1应大于n2，且测量时应并联在待测电路中，B正确，D错误。]6．图甲为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为4∶1，原线圈接图乙所示的正弦交流电。图甲中Rt为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。则下列说法正确的是( )A．图乙所示电压的瞬时值表达式为u＝51sin 50πt (V)B．变压器原、副线圈中的电流之比为1∶4C．变压器输入、输出功率之比为1∶4D．Rt处温度升高时，电压表和电流表的示数均变大B [题图乙所示电压的瞬时值表达式为u＝51sin 100πt(V)，A错误；根据＝可知原、副线圈中的电流之比与匝数成反比，理想变压器的输入、输出功率相等，B正确，C错误；Rt处温度升高时，Rt的阻值减小，电压表示数不变，电流表示数变大，D选项错误。]7．如图所示，闭合金属线框从一定高度自由下落进入匀强磁场中，磁场足够大，从ab边开始进入磁场到cd边刚进入磁场的这段时间内，线框运动的v-t图像不可能的是( )A B C DB [当ab边刚进入磁场时，若线框所受安培力等于重力，则线框在从ab边开始进入磁场到cd边刚进入磁场前做匀速运动，故A是可能的；当ab边刚进入磁场时，若线框所受安培力小于重力，则线框做加速度逐渐减小的加速运动，最后可能做匀速运动，故C情况也可能；当ab边刚进入磁场时，若线框所受安培力大于重力，则线框做加速度逐渐减小的减速运动，最后可能做匀速运动，故D可能；线框在磁场中不可能做匀变速运动，故B项是不可能的。]二、多项选择题8．(2021·全国甲卷)由相同材料的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方形闭合线圈，两线圈的质量相等，但所用导线的横截面积不同，甲线圈的匝数是乙的2倍。现两线圈在竖直平面内从同一高度同时由静止开始下落，一段时间后进入一方向垂直于纸面的匀强磁场区域，磁场的上边界水平，如图所示。不计空气阻力，已知下落过程中线圈始终平行于纸面，上、下边保持水平。在线圈下边进入磁场后且上边进入磁场前，可能出现的是( )A．甲和乙都加速运动B．甲和乙都减速运动C．甲加速运动，乙减速运动D．甲减速运动，乙加速运动AB [两线圈的质量相等，线圈所用材料相同，则体积相同，甲线圈的匝数是乙的2倍，则甲的横截面积是乙的一半，长度是乙的2倍，由电阻定律可知，甲的电阻是乙的4倍；两线圈从同一高度同时由静止开始下落，则到达磁场上边界时两线圈的速度相同，设乙线圈的匝数为n，两线圈的边长均为l，两线圈进入磁场后，乙受到的安培力F乙＝nBIl＝，甲受到的安培力F甲＝＝，可见，甲、乙受到的安培力大小相同，重力也相同，则运动情况相同，A、B正确。]9．如图，混合正离子束先后通过正交电场磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子束在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径又相同，不计离子重力，则说明这些正离子具有相同的( )A．速度 B．质量C．电荷 D．比荷AD [在正交的电磁场区域中，正离子不偏转，说明离子受力平衡，在区域Ⅰ中，离子受电场力和洛伦兹力，由qvB＝qE，得v＝，可知这些正离子具有相同的速度；进入只有匀强磁场的区域Ⅱ时，偏转半径相同，由R＝和v＝可知R＝，故这些正离子具有相同的比荷。故选AD。]10．在如图甲所示的电路中，电阻R的阻值为50 Ω，在ab间加上如图乙所示的正弦交流电，则下面说法中正确的是(π＝3.14)( )A．交流电压的有效值为100 VB．电流表示数为2 AC．产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度为3.14 rad/sD．在1 min内电阻R上产生的热量为1.2×104 JAD [从题图乙中可以看出，交流电压的峰值为100 V，所以有效值U＝100 V，A项正确；通过电阻的电流I＝＝2 A，B错误；交流电的周期为T＝0.02 s，ω＝＝314 rad/s，C错误；1 min内电阻R上产生的热量Q＝I2Rt＝1.2×104 J，D正确。]三、非选择题11．如图为“研究电磁感应现象”实验中所用器材的示意图。试回答下列问题。(1)在该实验中电流计G的作用是检测感应电流的________和________。(2)请按实验要求在实物上连线。(3)在实验出现的电磁感应现象中，A、B线圈哪个相当于电源？________(选填“A”或“B”)。[解析] (1)电流计G的零刻度在表盘中央，电流流过时，指针偏转，既显示了电流的大小，也显示了电流的方向。(2)电源、开关、滑动变阻器和小线圈构成一闭合回路；大线圈和电流计构成闭合电路。电路如图所示。(3)B线圈与电流计相连，显示回路中的感应电流，即B线圈相当于电源。[答案] (1)大小 方向 (2)见解析 (3)B12．(2021·广东卷)某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律。根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材。(1)先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势。选择适当倍率的欧姆挡，将两表笔_______________，调节欧姆调零旋钮，使指针指向右边“0 Ω”处。测量时观察到热敏电阻温度越高，相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大，由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而________。(2)再按图连接好电路进行测量。①闭合开关S前，将滑动变阻器R1的滑片滑到________端(选填“a”或“b”)。将温控室的温度设置为T，电阻箱R0调为某一阻值R01。闭合开关S，调节滑动变阻器R1，使电压表和电流表的指针偏转到某一位置。记录此时电压表和电流表的示数、T和R01。断开开关S。再将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D端，闭合开关S。反复调节R0和R1，使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同。记录此时电阻箱的阻值R02。断开开关S。②实验中记录的阻值R01________R02(选填“大于”“小于”或“等于”)。此时热敏电阻阻值RT＝________。(3)改变温控室的温度，测量不同温度时的热敏电阻阻值，可以得到热敏电阻阻值随温度的变化规律。[解析] (1)使用多用电表的欧姆挡前应先欧姆调零，即将两表笔短接。温度越高，相同倍率下多用电表的指针向右偏转的角度越大，则电阻阻值越小，故热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。(2)①闭合开关前，为了保护电路，应该将滑动变阻器的滑片移到b端。②将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D端，调节滑动变阻器和电阻箱，使电压表和电流表的示数与改接前一致，则R01＝R02＋RT，故R01>R02，RT＝R01－R02。[答案] (1)短接 减小 (2)①b ②大于 13．如图所示，水平桌面上有两个质量为m＝5.0×10-3 kg、边长均为L＝0.2 m的正方形线框A和B，电阻均为R＝0.5 Ω，用绝缘细线相连，静止于宽为d＝0.8 m的匀强磁场的两边，磁感应强度B＝1.0 T，垂直桌面向下，现用大小F＝0.8 N的水平恒力拉线框B，不计摩擦，线框A的右边离开磁场时恰好做匀速运动，求：(1)线框匀速运动的速度；(2)线框产生的焦耳热。[解析] (1)线框A的右边离开磁场时E＝BLv，I＝平衡条件为F＝BIL，所以v＝＝10 m/s。(2)由能量守恒定律得Q＝F(d＋L)－·2mv2代入数据解得线框进出磁场过程中产生的焦耳热Q＝0.3 J。[答案] (1)10 m/s (2)0.3 J14．质谱仪原理如图所示，a为粒子加速器，电压为U1；b为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B1，板间距离为d；c为偏转分离器，磁感应强度为B2。今有一质量为m、电荷量为e的正粒子(不计重力)，经加速后，该粒子恰能通过速度选择器。粒子进入分离器后做半径为R的匀速圆周运动，求：(1)粒子的速度v为多少？(2)速度选择器的电压U2为多少？(3)粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R为多大？[解析] (1)在a中，e被加速电场U1加速，由动能定理有eU1＝mv2得v＝。(2)在b中，e受的电场力和洛伦兹力大小相等，即e＝evB1代入v值得U2＝B1d。(3)在c中，e受洛伦兹力作用而做匀速圆周运动做匀速圆周运动的半径R＝代入v值得R＝。[答案] (1) (2)B1d (3)15．交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为ω，线圈电阻为r，外电路电阻为R，当线圈处于中性面时开始计时，线圈逆时针匀速转动180°的过程中，求：(1)写出R两端电压的瞬时值表达式；(2)R上产生的电热Q；(3)通过R的电荷量q。[解析] 按照电流的定义式I＝计算电量q时应该用电流的平均值，不能用有效值、最大值或瞬时值。电热应该用有效值，先求总电热Q，再按照内外电阻之比求R上产生的电热QR。这里的电流必须要用有效值，不能用平均值、最大值或瞬时值。根据能量守恒，外力做功的过程是机械能向电能转化的过程，电流通过电阻，又将电能转化为内能，即放出电热。因此，一定要学会用能量的转化和守恒定律来分析功和能。(1)线圈由中性面开始转动，感应电动势的瞬时值表达式为e＝nBSωsin ωt由闭合电路欧姆定律可知i＝电阻R两端的电压为：u＝iR解以上三式得：u＝nBSωsin ωt(V)。(2)感应电动势的最大值为Em＝nBSω感应电动势的有效值为E＝由闭合电路欧姆定律可知I＝由焦耳定律可知Q＝I2Rt，其中t＝解以上四式得：Q＝。(3)通过电阻R的电量为q＝Δt由闭合电路欧姆定律得：＝由法拉第电磁感应定律得：＝nΔΦ＝BS－(－BS)＝2BS联立以上四式得：q＝。[答案] (1)u＝nBSωsin ωt(V) (2) (3)
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