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《2021_2022学年高中物理第二章交变电流1交变电流课时练习含解析教科版选修3_2.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、交变电流 (25分钟·60分)一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)1.线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的交变电流的图像如图所示,由图可知( )A.在A和C时刻线圈处于中性面位置B.在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零C.从A时刻到D时刻线圈转过的角度为πD.若该交流电的频率是50Hz,在1s内交流电的方向改变100次【解析】选D。中性面位置线圈与磁场垂直,磁通量最大,感应电动势为零,感应电流为零,A、B错误。从A时刻到D时刻经过了T,所以转过角度为×2π=π,C错误。频率为50Hz,每秒钟转50圈,每圈经过
2、中性面2次,电流方向改变两次,所以1s内交流电的方向改变100次,D正确。2.关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流,下列说法中正确的是( )A.线圈每转动一周,感应电流方向就改变一次B.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C.线圈平面每经过中性面一次,感应电流和感应电动势方向都要改变一次D.线圈转动一周,感应电流和感应电动势方向都要改变一次-10-【解析】选C。感应电动势的方向即为感应电流的方向。当线圈在匀强磁场中转动产生交变电流时,线圈平面每经过中性面一次,感应电流和感应电动势方向都要改变一次
3、;线圈转动一周,线圈两次经过中性面,感应电流和感应电动势方向都要改变两次。故C项正确,A、B、D三项错误。3.(多选)(2020·白城高二检测)如图,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,则在t=时( )A.线圈中的感应电流为0B.穿过线圈磁通量最大C.线圈中的感应电流最大D.穿过线圈的磁通量的变化率最小【解析】选A、B、D。因为从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,所以感应电动势表达式为:e=NBSωcosωt,所以当t=时,感应电动势为零,所以感应电流为
4、零,A正确;感应电动势为零,线圈经过中性面,磁通量最大,B正确、C错误;感应电动势和磁通量变化率成正比,所以磁通量变化率最小,D正确。4.(2020·张家口高二检测)交流发电机正常工作时产生的电动势为e=Emsin2ωt,若将其线圈的匝数变为原来的2倍,而转速减为原来的一半,其他条件不变,则产生的电动势的表达式为( )A.e′=Emsinωt B.e′=2EmsinωtC.e′=2Emsin2ωtD.e′=Emsin2ωt【解析】选A。由Em=NBSω知,若线圈的匝数变为原来的2倍,而转速减为原来的一半时Em不变;转速变
5、为一半,由e=Emsinωt知电动势的表达式为e′=Emsinωt,故A正确,B、C、D错误。-10-5.一边长为L的正方形单匝线框绕垂直于匀强磁场的固定轴转动,线框中产生的感应电动势e随时间t的变化情况如图所示。已知匀强磁场的磁感应强度为B,则结合图中所给信息可判定( )A.t1时刻穿过线框的磁通量为BL2B.t2时刻穿过线框的磁通量为零C.t3时刻穿过线框的磁通量变化率为零D.线框转动的角速度为【解析】选D。t1时刻电动势最大,穿过线框的磁通量为0,故A错误;t2时刻电动势为零,穿过线框的磁通量最大为BL2,故B错误;t3时
6、刻电动势最大,穿过线框的磁通量变化率最大,故C错误;电动势最大值为BωL2,所以线框转动的角速度为,故D正确。所以D正确,A、B、C错误。6.如图所示,虚线OO′的左边存在着方向垂直于纸面向里的匀强磁场,右边没有磁场。单匝矩形线圈abcd的对称轴恰与磁场右边界重合,线圈平面与磁场垂直。线圈沿图示方向绕OO′轴以角速度ω匀速转动(即ab边先向纸外、cd边先向纸里转动),规定沿a→b→c→d→a方向为感应电流的正方向。若从图示位置开始计时,下列四个图像中能正确表示线圈内感应电流i随时间t变化规律的是( )【解析】选B。图示时刻开始,
7、由楞次定律判断出线圈中感应电流方向为:a→d→c→b→a,为负方向。线圈中产生的感应电动势表达式为e=-Emsinωt-10-=-BSωsinωt,S是线圈面积的一半,则感应电流的表达式为i==-sinωt=-Imsinωt,其中Im=,故线圈中感应电流按正弦规律变化,根据数学知识得知,故B正确,A、C、D错误。故选B。二、非选择题(本题共2小题,共24分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)7.(12分)如图所示,交流发电机的矩形金属线圈abcd的边长ab=cd=50cm,bc=ad=30cm,匝数n=100匝
8、,线圈的总电阻r=10Ω,线圈位于磁感应强度B=0.05T的匀强磁场中,线圈平面与磁场方向平行。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F(集流环)焊接在一起,并通过电刷与阻值R=90Ω的定值电阻连接。现使线圈绕过bc和ad边的中点、且垂直于磁场
