2018版高中物理课时作业（九）交变电流新人教版.docx

课时作业(九)交变电流一、单项选择题1关于线圈在匀强磁场中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解析：根据交流电的变化规律可得，如果从中性面开始计时有eEmsint和iImsint；如果从垂直于中性面的位置开始计时有eEmcost和iImcost，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正确答案：C2线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，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弧度D在A和C时刻磁通量变化率的绝对值最大解析：当线圈在匀强磁场中处于中性面位置时，磁通量最大，感应电动势为零，感应电流为零，B、D两时刻线圈位于中性面当线圈平面与磁感线平行时，磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，感应电流最大，A、C时刻线圈平面与磁感线平行，D正确从A时刻到D时刻线圈转过的角度为弧度故选D.答案：D3如图所示，一线圈在匀强磁场中匀速转动，经过图示位置时()A穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大B穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最大C穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小D穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最小解析：本题主要考查对交变电流的产生过程的理解由图可知线圈平面与磁感线平行，应处于垂直于中性面的平面，此时穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大，所以A选项正确答案：A4有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，在转动过程中，线圈中的最大磁通量为m，最大感应电动势为Em，下列说法中正确的是()A当磁通量为零时，感应电动势也为零B当磁通量减小时，感应电动势也减小C当磁通量等于0.5m时，感应电动势为0.5EmD角速度解析：由交变电流的产生原理可知，感应电动势与磁通量的变化率有关，与磁通量的大小无关磁通量最大时，感应电动势为零；而磁通量为零时，感应电动势最大且EmBSm，故选项D正确答案：D5交流发电机在工作时的电动势eEmsint.若将线圈匝数、线圈面积都提高到原来的两倍，其他条件不变，则电动势变为()Ae2EmsintBe4EmsintCeEmsint DeEmsint解析：由电动势最大值表达式EmNBS，N、S变为原来的两倍，则最大值变为4Em，故B正确答案：B6如图所示，一单匝矩形线圈abcd，已知ab边长为l1，bc边长为l2，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO轴以角速度从图示位置开始匀速转动，则t时刻线圈中的感应电动势为()A0.5Bl1l2sintB0.5Bl1l2costCBl1l2sintDBl1l2cost解析：线圈从题图位置开始转动，感应电动势瞬时值表达式为eEmcost，由题意，EmBSBl1l2，所以eBl1l2cost.答案：D二、多项选择题7在匀强磁场中的矩形线圈从中性面开始匀速转动，穿过线圈平面的磁通量与时间t的关系图象是图中的()解析：矩形线圈在中性面时，穿过线圈的磁通量最大，则t图象是按余弦规律变化，C、D项正确答案：CD8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所示，下列说法中正确的是()A在t1时刻穿过线圈的磁通量达到峰值B在t2时刻穿过线圈的磁通量达到峰值C在t3时刻穿过线圈的磁通量的变化率达到峰值D在 t4时刻穿过线圈的磁通量的变化率达到峰值解析：从题图可知，t1、t3时刻线圈中感应电流达到峰值，磁通量变化率达到峰值，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，磁通量达到峰值，正确答案为B、C.答案：BC9.如图所示，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e0.5sin(20t) V，由该表达式可推知以下哪些物理量()A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线框转动的角速度解析：根据正弦式交变电流的感应电动势的瞬时值表达式：eBSsint，可得20 rad/s，而磁通量的最大值为mBS，所以可以根据BS0.5 V求出磁通量的最大值答案：CD10.如图所示，单匝矩形线圈abcd的边长分别是abL，adD，线圈与磁感应强度为B的匀强磁场平行，线圈以ab边为轴做角速度为的匀速转动，下列说法中正确的是(从图示位置开始计时)()At0时线圈的感应电动势为0B转过90时线圈的感应电动势为0C转过90的过程中线圈中的平均感应电动势为BLDD转过90的过程中线圈中的平均感应电动势为解析：由题意t0时，BS，此时感应电动势最大，当线圈转过90时，线圈位于中性面位置，感应电动势为0，故选项A错误，选项B正确；线圈转过90的过程中BSBLD，所用时间t.由法拉第电磁感应定律知，故选项C错误，选项D正确答案：BD三、非选择题11一矩形线圈有100匝，面积为50 cm2，线圈内阻r2 ，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，从线圈平面与磁场平行时开始计时，已知磁感应强度B0.5 T，线圈的转速n1 200 r/min，外接一用电器，电阻为R18 ，试写出R两端电压的瞬时值表达式解析：角速度2n40 rad/s，最大值EmnBS1000.55010440 V10 V，线圈中感应电动势eEmcost10cos(40t) V，由闭合电路欧姆定律i，故R两端电压uRi9cos(40t) V.答案：u9cos(40t) V12如图所示，在匀强磁场中有一个“”形导线框可绕AB轴转动，已知匀强磁场的磁感应强度B T，线框的CD边长为20 cm，CE、DF长均为10 cm，转速为50 r/s.若从图示位置开始计时：(1)写出线框中感应电动势的瞬时值表达式；(2)在et坐标系中作出线框中感应电动势随时间变化的图象解析：(1)线框转动，开始计时的位置为线框平面与磁感线平行的位置，在t时刻线框转过的角度为t，此时刻eBl1l2cost，即eBSc