高中物理 第五章 交变电流 第一节 交变电流自我小测（含解析）新人教版选修

在学生就要走出校门的时候，班级工作仍要坚持德育先行，继续重视对学生进行爱国主义教育、集体主义教育、行为规范等的教育，认真落实学校、学工处的各项工作要求交变电流一、选择题(其中第15题为单选题，第67题为多选题)1在交变电流产生的实验中，关于中性面，下列说法正确的是()A此时线圈垂直切割磁感线，感应电流最大B磁感线垂直于该时刻的线圈平面，所以磁通量最大，磁通量的变化率也最大C线圈平面每次经过中性面时，感应电流的方向一定会发生改变D线圈平面处于跟中性面垂直的位置时，磁通量的变化率为零，感应电动势、感应电流均最大，电流方向不变2交流发电机在工作时产生的电动势为eEmsin t，若将发电机的角速度提高一倍，同时将线框所围面积减小一半，其他条件不变，则其电动势变为()AeEmsinBe2EmsinCeEmsin 2t Desin 2t3如图所示为演示交变电流的装置图，关于这个实验，正确的说法是()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由abD线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零4一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中。通过线圈的磁通量随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是()At1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大Bt1、t3时刻线圈中感应电流方向改变Ct2、t4时刻线圈中磁通量最大Dt2、t4时刻线圈中感应电动势最小5如图甲所示，单匝矩形线圈的一半放在有界匀强磁场中，中心轴线OO与磁场边界重合，线圈绕中心轴线按图示方向（从上向下看逆时针方向）匀速转动，t0时刻线圈平面与磁场方向垂直，规定电流方向沿abcd为正方向，则图乙中能表示线圈内感应电流随时间变化规律的是（ ）甲乙6一矩形线圈绕与匀强磁场垂直的中心轴旋转，切割磁感线的两边通过导体圆环外接电阻R，自图示位置开始以角速度匀速转动，则通过R的电流()A大小和方向都不断变化B方向不变，大小不断变化C变化的规律i=Imsin tD变化的规律i=Imcos t7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转轴匀速转动，转动过程中线框中产生的感应电动势的瞬时值为e=0.5sin(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线框转动的角速度二、非选择题8如图所示，矩形线圈abcd的匝数为n=50，线圈ab的边长为l1=0.2 m，bc的边长为l2=0.25 m，在磁感应强度为B=0.4 T的匀强磁场中，绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO轴匀速转动，转动的角速度=100 rad/s，试求：(1)穿过线圈平面的最大磁通量m。(2)线圈在图示位置(线圈平面与磁感线平行)时，感应电动势e的大小。9如图所示，一边长为l的正方形线圈abcd绕对称轴OO在匀强磁场中转动，转速为n120转/分，若已知边长l20 cm，匝数N20，磁感应强度B0.2 T，求：(1)转动中的最大电动势及位置。(2)从中性面开始计时的电动势瞬时值表达式。(3)从图示位置转过90过程中的平均电动势。参考答案1解析：在中性面时，切割磁感线的两边的速度与磁感线平行，不切割磁感线，电动势、电流为零，选项A错误；在中性面时，不切割磁感线，磁通量的变化率为零，磁通量最大，选项B错误；线圈每经过一次中性面，电流方向改变一次，选项C正确；在垂直于中性面时，两边切割磁感线的速度与磁感线垂直，磁通量变化率最大，E、i最大，选项D错误。答案：C2解析：交变电流的瞬时值表达式eEmsin t，其中EmNBS，当加倍而S减半时，Em不变，故C正确。答案：C3解析：线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生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；线圈平面垂直于磁感线的位置称为中性面，显然图示位置不是中性面，所以B也不对；线圈处于图示位置时，ab边向右运动，由右手定则，ab边的感应电流方向为由ab；线圈平面与磁场方向平行时，ab、cd边垂直切割磁感线，线圈产生的电动势最大，也可以这样认为，线圈处于竖直位置时，磁通量为零，但磁通量的变化率最大。答案：C4解析：t1、t3时刻通过线圈的磁通量最大，磁通量变化率0，此时感应电动势、感应电流为零，线圈中感应电流方向改变，A错误，B正确；t2、t4时刻线圈中磁通量为零，磁通量的变化率最大，即感应电动势最大，C、D错误。答案：B5解析：在0内，ab一侧的线框在磁场中绕OO转动产生正弦交流电，电流方向由楞次定律判断为dcba且越来越大。内，ab一侧线框在磁场外，而dc一侧线框又进入磁场产生交流电，电流方向为dcba且越来越小，以此类推，可知it图象正确的为B。答案：B6解析：线圈在匀强磁场中匀速转动时产生正弦式交变电流，和电阻R构成闭合回路，电流的大小、方向均发生变化，故选项A正确，B错误。由于线圈开始时位于垂直于中性面的平面，所以i=Imcos t，故选项D正确，C错误。答案：AD7解析：根据正弦式交变电流的表达式：e=BSsin t，可得=20 rad/s，而磁通量的最大值的大小的表达式为=BS，所以可以根据BS=0.5求出磁通量的最大值。答案：CD8解析：(1)穿过线圈平面的最大磁通量mBSBl1l20.40.20.25 Wb0.02 Wb(2)线圈在图示位置时电动势达到最大值，此时感应电动势的值为EmnBSnBl1l2500.40.20.25100 V100 V答案：(1)0.02 Wb(2)100 V9解析：(1)当线圈平面转到与磁场平行时，ab、cd两边均垂直切割磁感线，这时线圈中产生的感应电动势最大EmNBS200.20.2222 V2.0 V。(2)电动势瞬时值表达式为eEmsin t2sin(4t) V。(3)EN20 V1.28 V。答案：(1)2.0 V线圈平面与磁场平行(2)e2sin