课堂新坐标高中物理第3章交变电流第2节交变电流是怎样产生的学业分层测评鲁科版选修3.doc

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1、交变电流是怎样产生的(建议用时：45分钟)[学业达标]1．如图3210(a)所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，正确的说法是(　　)图3210(a)A．线圈每转动一周，指针左右摆动两次B．图示位置为中性面，线圈中无感应电流C．图示位置ab边的感应电流方向为a→bD．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零【解析】　线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生做周期性变化的交变电流，线圈经过中性面时电流改变方向，线圈每转动一周，有两次通过中性面，电流方向改变两次，指针左右摆动一次，故A错．线圈处于图示位置时，线圈与中性面垂直，感应电流最大，ab边向右运动，由右手

2、定则得，ab边的感应电流方向为a→b，故B错、C对．线圈平面与磁感线平行时，磁通量的变化率最大．故D错．【答案】　C2．(多选)(2016·唐山检测)一矩形线圈绕垂直于匀强磁场方向、并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化情况如图3210所示，则(　　)图3210A．t1时刻穿过线圈的磁通量为零B．t2时刻穿过线圈的磁通量为零C．t3时刻穿过线圈的磁通量变化率为零D．t4时刻穿过线圈的磁通量变化率为零【解析】　t1时刻穿过线圈的磁通量为零，感应电动势最大；t2时刻穿过线圈的磁通量最大，感应电动势为零；t3时刻穿过线圈的磁通量变化率最大，感应

3、电动势最大；t4时刻穿过线圈的磁通量变化率为零，感应电动势为零，选项A、D正确．【答案】　AD3．(多选)线圈在匀强磁场中转动产生感应电动势e＝10sin20πtV，则下列说法正确的是(　　)A．t＝0时，线圈平面位于中性面B．t＝0时，穿过线圈的磁通量最大C．t＝0时，导线切割磁感线的有效速率最大D．t＝0.4s时，e有最大值10V【解析】　由电动势的瞬时值表达式知，计时是从线圈位于中性面时开始的，所以t＝0时，线圈平面位于中性面，磁通量为最大，但此时导线速度方向与磁感线平行，切割磁感线的有效速率为零，故A、B正确，C错误．当t＝0.4s时，e＝10sin20π

4、t＝10×sin(20π×0.4)V＝0，D错误．【答案】　AB4.矩形线圈在匀强磁场中匀速旋转时，如图3211所示，产生的感应电动势最大值为50V，那么该线圈由图所示位置转过30°时，线圈中的感应电动势大小为(　　)图3211A．50VB．25VC．25V　　D．10V【解析】　由题意可知：线圈从题图所示位置开始转动，产生的瞬时感应电动势表示为e＝Emcosωt，转过30°时，e′＝Emcos30°＝50×V＝25V，故B正确．【答案】　B5．某交流发电机给灯泡供电，产生正弦式交变电流的图象如图3212所示，下列说法中正确的是(　　)【导学号：】图3212A．交

5、变电流的频率为0.02HzB．交变电流的瞬时值表达式为i＝5cos(50πt)AC．在t＝0.01s时，穿过交流发电机线圈的磁通量为零D．1s末线圈平面与磁感线垂直，感应电流最大【解析】　从题图中可得该交变电流的周期为0.02s，频率为50Hz.交变电流的瞬时值表达式为i＝5cos(100πt)A.在t＝0.01s时，感应电流最大，穿过交流发电机线圈的磁通量为零.1s末线圈平面与磁感线平行，感应电流最大．故正确选项为C.【答案】　C6．欲增大交流发电机的感应电动势而不改变频率，下面措施中不能采用的是(　　)A．增大转速B．增大磁感应强度C．增加线圈匝数D．增大线圈

6、的包围面积【解析】　设线圈匝数为N，磁感应强度为B，线圈围成的面积为S，角速度为ω，转速为n(转/秒)，由Em＝NBSω＝NBS·2πn，又由频率f＝ω/2π＝＝n，可知B、C、D项只改变Em大小，没改变频率，而A项改变了频率，故选A.【答案】　A7．(2016·青岛模拟)如图3213所示的电路中，A是熔断电流I0＝2A的保险丝，R是可变电阻，交流电源的内电阻不计，其电动势随时间变化的规律是e＝220sin314t(V)．为了不使保险丝熔断，可变电阻的阻值应该大于(　　)【导学号：】图3213A．110ΩB．110ΩC．220ΩD．220Ω【解析】　该交变电流电动

7、势的有效值为U＝V＝220V，故可变电阻的最小阻值Rmin＝＝Ω＝110Ω.【答案】　B8．如图3214所示，一半径为r＝10cm的圆形线圈共100匝，在磁感应强度B＝T的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的中心轴线OO′以n＝600r/min的转速匀速转动，当线圈转至中性面位置时开始计时．图3214(1)写出线圈内所产生的交变电动势的瞬时值表达式；(2)求线圈从图示位置经s时的电动势的瞬时值．【解析】　(1)当线圈从中性面开始计时时，产生的感应电动势的瞬时值为e＝Emsinωt其中ω＝＝2π×10rad/s＝20πrad/s峰值Em＝NBSω＝100××π×0.12×

8、20πV＝