2.一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,周期为T.从中性面开始计时,当t=T时,感应电动势的瞬时值为2 V,则此交变电动势的有效值为( )
A.2 V B.2 V C. V D. V
解析:根据交流电电动势的瞬时值表达式e=Emsin ωt,当t=时,Em=4 V,则E有=Em.
答案:A
图10-1-18
1.如图10-1-17甲所示,一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒定的角速度ω转动,从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化,在t=时刻( )
A.线圈中的电流最大 B.穿过线圈的磁通量为零
C.线圈所受的安培力为零 D.穿过线圈磁通量的变化率最大
解析:注意线圈转动过程中通过两个特殊位置(平行于磁感线和垂直于磁感线)时的特点;磁通量、磁通量的变化、磁通量的变化率不同;t==,线圈转过90°,本题应选C项.
答案:C
5.在磁感应强度为B的匀强磁场中,一个面积为S的矩形线圈匀速转动时所产生的交流电电压随时间变化的波形如图10-1-16所示,线圈与一阻值R=9 Ω的电阻串联在一起,线圈的电阻为1 Ω.则( )
A.通过电阻R的电流瞬时值表达式为i=10sin 200πt(A)
B.电阻R两端的电压有效值为90 V
C.1 s内电阻R上产生的热量为450 J
D.图中t=1×10-2 s时,线圈位于中性面
解析:通过电阻R的电流最大值为Im==10 A,线圈转动的角速度ω== rad/s=100π rad/s,故电流的瞬时值表达式为i=10sin 100πt(A),A项错误;电阻R两端的电压有效值为U有效=R=×9 V=45 V,B项错误;1 s内电阻R上产生的热量Q=t=450 J,C项正确;t=1.0×10-2 s时感应电动势为零,此时穿过线圈的磁通量最大,线圈位于中性面,D项正确.
答案:CD
图10-1-17
4.如图10-1-15所示,边长为L=0.2 m的正方形线圈abcd,其匝数为n=10、总电阻为r=2 Ω,外电路的电阻为R=8 Ω,ab的中点和cd的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界线上,磁场的磁感应强度B=1 T,若线圈从图示位置开始,以角速度ω=2 rad/s绕OO′轴匀速转动,则以下判断中正确的是( )
A.在t=时刻,磁场穿过线圈的磁通量为零,但此时磁通量随时间变化最快
B.闭合电路中感应电动势的瞬时表达式e=0.8 sin 2t
C.从t=0时刻到t=时刻,电阻R上产生的热量为Q=3.2π×10-4 J
D.从t=0时刻到t=时刻,通过R的电荷量q=0.02 C
解析:线圈在磁场中转动,Em=nBSω=0.4 V,B项错;当线圈平面与磁场平行时磁通量变化最快,A正确;QR=I2Rt=2Rt=1.6π×10-3 J,C错;q=n=0.02 C,D正确.
答案:AD
图10-1-16
3.如图10-1-14所示,在水平方向的匀强磁场中,有一单匝矩形导线框可绕垂直于磁场方向的水平轴转动.在线框由水平位置以角速ω匀速转过90°的过程中,通过导线横截面的电荷量为q,已知导线框的电阻为R,则下列说法中正确的是( )
A.导线框转到如图所示的位置时电流的方向将发生改变
B.导线框转到如图所示的位置时电流的方向为badc
C.以图中位置作为计时起点,该导线框产生的交流电瞬时值表达式为e=qRωsin ωt
D.题述过程中导线框上产生的焦耳热Q=
解析:导线框转到中性面时电流方向发生改变,而图中表示的不是中性面,A项错误;根据右手定则或楞次定律判断导线框中电流的方向为abcd,B项错误;该导线框产生的交流电瞬时值表达式为e=BSωcos ωt,由q=可得该导线框产生的交流电瞬时值表达式为e=qRωcos ωt,C项错误;题述过程中U有效=qRω/,时间t=,Q=t=,D正确.
答案:D
图10-1-15
2.如图10-1-13所示,矩形线圈abcd,面积为S,匝数为N,线圈电阻为R,在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度ω匀速转动,(P1以ab边为轴,P2以ad边中点为轴)当线圈平面从与磁场方向平行开始计时,线圈转过90°的过程中,绕P1及P2轴转动产生的交流电的电流大小,电量及焦耳热分别为I1,q1,Q1及I2,q2,Q2,则下面判断正确的是( )
A.线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同,都是a→b→c→d
B.q1>q2=NBS/2R
C.I1=I2=(NBωS)/R
D.Q1<Q2=πω(NBS)2/2R
解析:本题考查电磁感应中电量、热量、电流的计算和感应电流方向的判断.绕P、P′转动时电流的方向相同,但电流的方向为a→d→c→b→a,?A错;电量q=,与绕哪个轴转动没有关系,B项错;线圈绕两轴转动时产生的电动势相同,所以电流相同,发热也相同,C对,D错.
答案:C
图10-1-14
1.如图10-1-12所示,矩形线框置于竖直向下的磁场中,通过导线与灵敏电流表相连,线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动,图中线框平面处于竖直面内.下述说法正确的是( )
A.因为线框中产生的是交变电流,所以电流表示数始终为零
B.线框通过图中位置瞬间,穿过线框的磁通量最大
C.线框通过图中位置瞬间,通过电流表的电流瞬时值最大
D.若使线框转动的角速度增大一倍,那么通过电流表电流的有效值也增大一倍.
解析:本题考查电磁感应现象,基础题.线框在匀强磁场中匀速转动时,在中性面即线框与磁感线垂直时,磁通量最大感应电动势最小,而在题中图示位置线框与磁感应线平行时,磁通量最小感应电动势最大,A、B项错C项对;电流的有效值I=,现在其余的量都不变,角速度增大一倍后,电流也增大一倍,D正确.
答案:CD
图10-1-13
14.(13分)食品安全关系国计民生,影响食品安全的因素很多.
(1)聚偏二氯乙烯(C?ClClCH2?)具有超强阻隔性能,可作为保鲜食品的包装材料.它
是由__________________(写结构简式)发生加聚反应生成的.
(2)劣质植物油中的亚油酸[ ]
含量很低.下列关于亚油酸的说法中,正确的是 ( )
A.分子式为C18H34O2
B.一定条件下能与甘油(丙三醇)发生酯化反应
C.能和NaOH溶液反应
D.能使酸性KMnO4溶液褪色
(3)假酒中甲醇(CH3OH)含量超标,请写出Na和甲醇反应的化学方程式:
________________________________________________________________________.
(4)劣质奶粉中蛋白质含量很低.蛋白质水解的最终产物是__________________.
(5)在淀粉中加入吊白块制得的粉丝有毒.淀粉最终的水解产物是葡萄糖.请设计实验
证明淀粉已经全部水解,写出操作方法、现象和结论:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
解析:(1)去掉已知聚合物的结构简式中的方括号,还原双键,即得合成该聚合物的单
体为CCl2===CH2.
(2)根据亚油酸的结构简式可知其分子式为C18H32O2,A错;亚油酸分子中含有羧基,
能够与含有羟基的甘油发生酯化反应,B正确;亚油酸分子中含有羧基,能与NaOH
溶液发生中和反应,C正确;亚油酸分子中含有碳碳双键,能使酸性KMnO4溶液褪色,
D正确.
(3)甲醇是醇类,其中的羟基能与钠反应生成氢气和醇钠.
(4)蛋白质水解的最终产物是氨基酸.
(5)淀粉能够使碘变蓝,如果溶液中的淀粉完全水解,溶液中不含淀粉,则加碘水后溶
液不变蓝.
答案:(1)CCl2===CH2 (2)BCD
(3)2CH3OH+2Na===2CH3ONa+H2↑
(4)氨基酸
(5)取少量淀粉水解后的溶液,向其中加入碘水,若溶液不变蓝证明淀粉已经全部水解
13.(17分)某制糖厂以甘蔗为原料制糖,同时得到大量的甘蔗渣,对甘蔗进行综合利用不仅可以提高经济效益,而且还能防止环境污染,现按以下方式进行:
已知H均是具有香味的液体.试填空:
(1)A的名称________;H的名称________.
(2)D→E的化学方程式________________________________________________.
(3)G→H的化学方程式_____________________________________________.
(4)H含有“ ”结构的链状同分异构体最多有________种(不含H).写出H
属于不同种类的任意两种同分异构体的结构简式:__________, ___________________.
解析:甘蔗渣经处理得其主要成分纤维素,在一定条件下纤维素水解得到葡萄糖,葡
萄糖在酒化酶作用下生成CH3CH2OH,乙醇催化氧化得到CH3CHO,乙醇氧化生成乙
酸,乙酸与乙醇在浓H2SO4加热条件下生成乙酯.
答案:(1)纤维素 乙酸乙酯
(2)2CH3CH2OH+O2催化剂△2CH3CHO+2H2O
(3)CH3CH2OH+CH3COOH浓H2SO4△
CH3COOCH2CH3+H2O
(4)5
12.(8分)A、B两种有机物,分子式都是C9H11O2N.
(1)化合物A是天然蛋白质的水解产物,光谱测定显示,分子结构中不存在-CH3,化
合物A的结构简式为________________________.
(2)化合物B是某种分子式为C9H12的芳香烃经硝化后的惟一产物(硝基连在苯环上).化
合物B的结构简式为______________________________________.
解析:(1)天然蛋白质最终水解产物是α氨基酸,故含 结构,剩下的
C7H7不可能形成碳链.又因为分子中无-CH3,可得A的结构简式是
(2)题目中提示B是C9H12芳香烃经硝化后的惟一产物,硝基连在苯环上,则原芳香烃
只能是1,3,5-三甲苯,这样硝基无论连在苯环的哪个位置上都是一种产物.
答案:(1)
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