2017-2018通用版高中物理第章交变电流与发电机_怎样产生交变电流练习沪科版选修_

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1、2.1　怎样产生交变电流一、选择题考点一　交变电流的产生1.一个矩形线圈，在匀强磁场中绕一个垂直磁场方向的固定轴匀速转动，当线圈处于如图1所示位置时，它的(　　)图1A.磁通量最大，磁通量变化率最大，感应电动势最大B.磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大C.磁通量最大，磁通量变化率最小，感应电动势最小D.磁通量最小，磁通量变化率最小，感应电动势最小答案　B解析　线圈处于题图所示位置时，它与磁感线平行，磁通量为零，磁通量变化率最大，感应电动势最大，选项A、C、D错误，B正确.2.关于线圈在

2、匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动产生的交变电流，以下说法中正确的是(　　)A.线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变B.线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次C.线圈平面每经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次D.线圈转动一周，感应电动势和感应电流方向都要改变一次答案　C解析　根据交变电流的变化规律可得，如果从中性面开始计时有e＝Emaxsinωt和i＝Imaxsinωt；如果从垂直于中性面的位置开始计时有e＝Emaxcosωt和i＝Imaxco

3、sωt，不难看出：线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向也改变一次；线圈每转动一周，感应电流和感应电动势方向都改变两次，C正确.3.如图2所示，一矩形线圈绕与匀强磁场垂直的中心轴OO′沿顺时针方向转动，引出线的两端分别与相互绝缘的两个半圆形铜环M和N相连.M和N又通过固定的电刷P和Q与电阻R相连.在线圈转动过程中，通过电阻R的电流(　　)图2A.大小和方向都随时间做周期性变化B.大小和方向都不随时间做周期性变化C.大小不断变化，方向总是P→R→QD.大小不断变化，方向总

4、是Q→R→P答案　C解析　半圆环交替接触电刷，从而使输出电流方向不变，这是一个直流发电机模型，由右手定则知，外电路中电流方向是P→R→Q，故C正确.考点二　交变电流的图像4.处在匀强磁场中的矩形线圈abcd，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与ab边垂直.在t＝0时刻，线圈平面与纸面重合，如图3所示，线圈的cd边离开纸面向外运动.若规定沿a→b→c→d→a方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电流i随时间t变化的图像是(　　)图3答案　C解析　线圈在磁场中从题图位置开始匀速转动时可

5、以产生按余弦规律变化的交变电流.对于题图起始时刻，线圈的cd边离开纸面向外运动，速度方向和磁场方向垂直，产生的电动势的瞬时值最大；用右手定则判断出电流方向为逆时针方向，与规定的正方向相同，所以C对.5.如图4所示是磁电式电流表的结构图和磁场分布图，若磁极与圆柱间的磁场都是沿半径方向，且磁场有理想的边界，线圈经过有磁场的位置处磁感应强度大小相等.某同学用此种电流表中的线圈和磁体做成发电机使用，让线圈匀速转动，若从图中水平位置开始计时，取起始电流方向为正方向，表示产生的电流随时间变化关系的下列图像中

6、正确的是(　　)图4答案　C解析　由于线圈在磁场中切割磁感线，切割速度方向总是与磁场方向垂直，磁感应强度B、导线有效长度L和导线切割速率v等都不变化，由E＝BLv可知产生的感应电动势大小不变，感应电流大小不变.根据右手定则，电流方向做周期性变化，C正确.6.(多选)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，所产生的交变电流的波形图如图5所示，下列说法中正确的是(　　)图5A.在t1时刻穿过线圈的磁通量达到最大值B.在t2时刻穿过线圈的磁通量达到最大值C.在t3时刻穿过线圈的磁通量的变化率达到最大值D.在t4

7、时刻穿过线圈的磁通量的变化率达到最大值答案　BC解析　从题图中可知，t1、t3时刻线圈中感应电流达到最大值，磁通量变化率达到最大值，而磁通量最小，线圈平面与磁感线平行；t2、t4时刻感应电流等于零，磁通量变化率为零，线圈处于中性面位置，磁通量达到最大值，正确答案为B、C.7.(多选)如图6甲所示为一个矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动.线圈内磁通量随时间t变化如图乙所示，则下列说法中正确的是(　　)图6A.t1时刻线圈中的感应电动势最大B.t2时刻ab的运动方向与磁场方向垂

8、直C.t3时刻线圈平面与中性面重合D.t4、t5时刻线圈中感应电流的方向相同答案　BC解析　t1时刻通过线圈的Φ最大，磁通量变化率最小，此时感应电动势为零，A错；在t2、t4时刻感应电动势为Emax，此时ab、cd的运动方向垂直于磁场方向，B正确；t1、t3、t5时刻，Φ最大，＝0，此时线圈平面垂直于磁场方向，与中性面重合，C正确；t5时刻感应电流为零，D错.故正确答案为B、C.8.在垂直纸面向里的有界匀强磁场中放置了矩形线圈abcd.线圈cd边沿竖直方向且与磁场的右边界重合.线圈平面与磁场方向