2019届高中物理第五章交变电流5.1交变电流检测（含解析）新人教版.docx

1交变电流课后训练案巩固提升一、A组(20分钟)1.如图所示,线圈中不能产生交变电流的是()解析:B、C、D中线圈产生的感应电流方向均发生变化,故能产生交变电流,A中不产生交变电流。答案:A2.如图所示,属于交变电流的是()解析: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,它们所表示的是直流电。C选项中电流的方向随时间做周期性变化,故选C。答案:C3.(多选)线圈在匀强磁场中转动产生的电动势e=10sin(20t) V,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=0.4 s时,e有最大值10 V解析:由电动势的瞬时值表达式可知计时从线圈位于中性面时开始,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,A、B正确,C错误。当t=0.4 s时,e=10sin(20t) V=10sin(200.4) V=0,D错误。答案:AB4.处在匀强磁场中的矩形线圈abcd,以恒定的角速度绕ab边转动,磁场方向平行于纸面并与ab垂直,在t=0时刻,线圈平面与纸面重合(如图所示),线圈的cd边离开纸面向外运动,若规定由abcda方向的感应电流方向为正,则能反映线圈中感应电流I随时间t变化的图象是下图中的()解析:分析交变电流的图象问题应注意图线上某一时刻对应线圈在磁场中的位置,将图线描述的变化过程对应到线圈所处的具体位置是分析本题的关键,线圈在图示位置时磁通量为零,但感应电流为最大值;再由楞次定律可判断线圈在转过90的过程中,感应电流方向为正,故选项C正确。答案:C5.线框在匀强磁场中绕OO轴匀速转动(由上向下看是逆时针方向),当转到如图所示位置时(090),磁通量和感应电动势大小的变化情况是()A.磁通量和感应电动势都在变大B.磁通量和感应电动势都在变小C.磁通量在变小,感应电动势在变大D.磁通量在变大,感应电动势在变小答案:D6.(多选)一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动,穿过线圈的磁通量随时间的变化图象如图所示,则下列说法中正确的是()A.t=0时,线圈平面与中性面平行B.t=0.01 s时,穿过线圈平面的磁通量的变化率最大C.t=0.02 s时,线圈中有最大感应电动势D.t=0.025 s时,线圈中有最大感应电流解析:当=msin t时,感应电动势e=Emcos t,当t=0时,=0,线圈平面与中性面垂直,线圈中有最大的感应电动势和感应电流,此类时刻还有0.01 s、0.02 s、0.03 s,而感应电动势最大时,磁通量的变化率也最大。t=0.025 s时,感应电动势为零,故选项B、C正确。答案:BC7.导学号95814054如图所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动,当线圈平面转到与磁场方向平行时()A.线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流B.线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势C.线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同,都是abcdaD.线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力解析:线圈绕垂直于磁场方向的轴转动产生交变电流,产生的电流、电动势及线圈各边所受安培力大小与转轴所在位置无关,故选项A正确,选项B、D错误;题图所示时刻产生电流的方向为adcba,故选项C错误。答案:A8.如图所示,匀强磁场B=0.1 T,所用矩形线圈的匝数N=100,边长lab=0.2 m,lbc=0.5 m,以角速度=100 rad/s绕OO轴匀速转动。当线圈平面通过中性面时开始计时,试求:(1)线圈中感应电动势随时间变化的表达式。(2)由t=0至t=过程中的平均电动势值。解析:(1)感应电动势的瞬时值e=NBSsin t,由题可知:S=lablbc=0.20.5 m2=0.1 m2Em=NBS=1000.10.1100 V=314 V所以e=314sin(100t) V。(2)用E=N计算t=0至t=过程中的平均电动势E=N=N即E=NBS,代入数值得E=200 V。答案:(1)e=314 sin(100t) V(2)200 V二、B组(15分钟)1.一台发电机的结构示意图如图甲所示,其中N、S是永久磁铁的两个磁极,它们的表面呈半圆柱面形状。M是圆柱形铁芯,铁芯外套有一矩形线圈,线圈绕铁芯M中心的固定转轴匀速转动。磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径的辐向磁场。若从图甲所示位置开始计时,此时电动势为正值,图乙中能正确反映线圈中的感应电动势e随时间t的变化规律的是()解析:由于磁场为沿半径的辐向磁场,可以认为磁感应强度的大小不变,线圈始终垂直切割磁感线,所以产生的感应电动势大小不变,由于每个周期磁场方向要改变两次,所以产生的感应电动势的方向也要改变两次,选项D正确。答案:D2.如图甲为风速仪的结构示意图。在恒定风力作用下风杯带动与其固定在一起的永磁体转动,线圈产生的电流随时间变化的关系如图乙。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()解析:根据Em=NBS,若风速减小到原来的一半,则最大感应电动势也变小,所以感应电流也变小;根据转速与周期成反比,可知,若风速减小到原来的一半,则周期变大为原来两倍,故C正确,A、B、D错误。答案:C3.甲导学号95814055如图甲所示,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。线圈按图示方向匀速转动。若从图示位置开始计时,并规定电流方向沿abcda为正方向,则线圈内感应电流随时间变化的图象是图乙中的()乙解析:若从图示位置开始计时,在线圈转动90的过程中,只有ab边切割磁感线,相当于向右切割,故感应电流的方向为adcba,为负方向,大小相当于半个线圈在磁场中转动,但还是正弦的形式,这一部分A、B的表示都是正确的;在线圈转动90到180的过程中,只有cd边切割磁感线,相当于向左切割,故感应电流的方向为adcba,为负方向,大小相当于半个线圈在磁场中转动,但还是正弦的形式,这一部分B项表示的方向是不正确的;再按同样的方法继续分析可以得到A项是正确的。答案:A4.导学号95814056(多选)如图甲所示为一个矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。线圈内磁通量随时间t变化如图乙所示,则下列说法中正确的是()A.t1时刻线圈中的感应电动势最大B.t2时刻ab的运动方向与磁场方向垂直C. t3时刻线圈平面与中性面重合D.t4、t5时刻线圈中感应电流的方向相同解析: