2019_2020学年高中物理课时分层作业7交变电流教科版选修3_.pdf

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1、课时分层作业(七)交变电流[基础达标练](时间：15分钟分值：50分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1．如图所示，属于交流电的是()ABCDC[方向随时间做周期性变化是交变电流最重要的特征．A、B、D三项所示的电流大小随时间做周期性变化，但其方向不变，不是交变电流，它们是直流电．C选项中电流的大小和方向都随时间做周期性变化，故选C项．]2.(多选)如图2114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πOO′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，则在0～这段时

2、2ω间内()图2114A．线圈中的感应电流一直在减小B．线圈中的感应电流先增大后减小C．穿过线圈的磁通量一直在减小D．穿过线圈的磁通量的变化率一直在减小ππAD[0～的时间内，t＝0时刻，磁通量为0，感应电流最大，之后到t＝的时间2ω2ω内，穿过线圈的磁通量一直在增大，而线圈中的感应电流一直在减小，即穿过线圈的磁通量的变化率一直在减小．]3.如图2115所示，匝数为100的圆形线圈绕与匀强磁场方向垂直的轴OO′以50r/s的转速转动，穿过线圈的最大磁通量为0.01Wb.从图示的位置开始计时，则线圈中感应电动势

3、瞬时值的表达式为()【导学号：24622058】图2115A．e＝50sinωtVB．e＝314cos314tVC．e＝50cosωtVD．e＝314sin314tVB[线圈在匀强磁场中匀速转动产生正弦交变电流，产生的交流与线圈形状无关，由E＝NBSω可知，E与线圈面积S、角速度ω有关，角速度ω＝2×3.14×50rad/s＝314rad/s.mm最大值E＝NBSω＝NΦω＝314V．线圈从图示位置即与中性面垂直时开始计时，此时感应mm电动势达到最大值，据三角函数关系可得出e＝314cos314tV．B对．]

4、4．(多选)如图2116所示，一单匝闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，转动过程中线框中产生的感应电动势的瞬时值表达式为e＝0.5sin20tV，由该表达式可推知以下哪些物理量()图2116A．匀强磁场的磁感应强度B．线框的面积C．穿过线框的磁通量的最大值D．线框转动的角速度CD[根据正弦式交变电流的感应电动势的瞬时值表达式：e＝BSωsinωt，可得ω＝20rad/s，而磁通量的最大值为Φ＝BS，所以可以根据BSω＝0.5V求出磁通量的最大值．]m5．如图2117甲为风速仪的结构示意图，在恒定

5、风力作用下风杯带动与其固定在一起的永磁铁转动，线圈产生的电流随时间变化的关系如图2117乙．若风速减小到原来的一半，则电流随时间变化的关系图可能是()【导学号：24622059】甲乙图2117ABCDC[根据E＝NBSω，若风速减小到原来的一半时，则最大感应电动势也变小，所以感m应电流也变小；根据转速与周期成反比，可知，若风速减小到原来的一半时，则周期变大为原来两倍，故C项正确，A、B、D项错误．]6．如图2118所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线OO′与磁场边界重合，线圈按图示方

6、向匀速转动(ab向纸外，cd向纸内)．若从图示位置开始计时，并规定电流方向沿a→b→c→d→a为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图像是下图中的()图2118ABCDA[由题意知线圈总有一半在磁场中做切割磁感线的匀速圆周运动，所以产生的仍然是正弦交变电流，只是感应电动势最大值为全部线圈在磁场中匀速转动情况下产生的感应电动势最大值的一半，所以B、C项错误；再由右手定则可以判断出A项符合题意．]二、非选择题(14分)7．如图2119甲所示，矩形线圈匝数N＝100匝，ab＝30cm，ad＝20cm，匀强磁场的磁感

7、应强度B＝0.8T，绕轴OO′从图示位置开始匀速转动，角速度ω＝100πrad/s，试求：甲乙图2119(1)穿过线圈的磁通量最大值Φ为多大？线圈转到什么位置时取得此值？m(2)线圈产生的感应电动势最大值E为多大？线圈转到什么位置时取得此值？m(3)写出感应电动势e随时间变化的表达式，并在图2119乙中作出图像．【解析】(1)当线圈转至与磁感线垂直时，磁通量有最大值Φ＝BS＝0.8×0.3×0.2Wb＝0.048Wbm(2)线圈与磁感线平行时，感应电动势有最大值E＝NBSω＝480πVm(3)感应电动势的表达

8、式e＝Ecosωt＝480πcos100πtVm图像如图所示【答案】见解析[能力提升练](时间：25分钟分值：50分)一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)1．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，从中性面开始转动180°过程中，平均感应电动势和最大感应电动势之比为()【导学号：24622060】π2A.B.2πC．2πD．π－ΔΦ2BS2BSωB[线圈转动180°过程中的平均感应电动势：E＝＝＝