2019_2020学年高中物理第二章交变电流1交变电流练习（含解析）教科版.docx

交变电流一、单项选择题1.一线圈在匀强磁场中匀速转动，在如图所示的位置时 ()A穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小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小，磁通量的变化率最大D穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最小解析：当线圈平面平行于磁感线时，磁通量最小，但Em最大，即最大答案：C2把一段确定的导线做成线圈，在确定的磁场中绕垂直于磁场的轴线以固定的转速转动，产生的感应电动势最大的情况是()A做成方形线圈，线圈平面垂直于转轴B做成方形线圈，转轴通过线圈平面C做成圆形线圈，转轴通过线圈平面D做成圆形线圈，线圈平面垂直于转轴解析：若周长相等，则圆的面积最大，据EmnBS知，应做成圆形线圈，若线圈平面垂直于转轴，则线圈平面与磁场平行，故磁通量始终为零，故转轴应通过线圈平面，故选C项答案：C3一交流发电机的感应电动势eEmsin t，如将线圈的匝数增加一倍，电枢的转速也增加一倍，其他条件不变，感应电动势的表达式将变为()Ae2Emsin 2tBe2Emsin 4tCe4Emsin 2t De4Emsin 4t解析：eEmsin tnBSsin t，现n2n，2，则Em4Em，所以感应电动势的瞬时值表达式将变为e4Emsin 2t.答案：C4如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中沿逆时针方向匀速转动，可产生交变电流，当线圈转到图示位置时，电流表指针向右偏转，当线圈由图示位置继续转动，下列说法中正确的是()A线圈在转动的过程中，指针向右偏转B线圈在图示位置时，线圈中电流改变方向C线圈在转动2的过程中，指针向左偏转D线圈在图示位置反方向转过2的过程中，指针向左偏转解析：线圈在中性面开始改变电流方向，图示位置不是中性面，故B错；逆时针转时线圈转到中性面位置，电流为0，再逆时针转时电流改变方向指针左偏，在的过程中都是指针左偏，A错；逆时针转时电流表改为指针右偏，在2的过程中都是指针右偏，C错；线圈从图示位置反方向转过2的过程中，根据右手定则，可判断指针向左偏，故D对答案：D5为了研究交流电的产生过程，小张同学设计了如下实验方案：第一次将单匝矩形线圈放在匀强磁场中，线圈绕转轴OO1按图甲所示方向匀速转动(ab向纸外，cd向纸内)，并从图甲所示位置开始计时，此时产生的交变电流如图乙所示第二次他仅将转轴移至ab边上，第三次他仅将转轴OO1右侧的磁场去掉，关于后两次的电流图像，下列说法正确的是()A第二次是a图 B第二次是c图C第三次是b图 D第三次是d图解析：第二次他仅将转轴移到ab边上，产生的交流电的电动势EBSsin t，产生的交流电与图乙一样，故A、B错误；第三次仅将转轴OO1右侧的磁场去掉，在完整的周期内，一直只有一条边切割磁感线，所以交流电的数值减半，故C错误，D正确. 答案：D二、多项选择题6如图所示，一面积为S的单匝矩形线圈处于有界磁场中，其中ab、cd正好处于磁场界线上，能使线圈中产生交变电流的是()A将线圈水平向右匀速拉出磁场B使线圈以OO为轴匀速转动C使线圈以ab为轴匀速转动D磁场以BB0 sin t规律变化解析：将线圈向右拉出磁场时，线圈中电流方向不变，A错误；由电磁感应定律可知在选项B、C两种情况下可以产生交变电流，当磁场以BB0sin t规律变化时，由法拉第电磁感应定律可知，在选项D情况下可产生交变电流，故B、C、D正确答案：BCD7如图所示，一单匝闭合线框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e0.5 sin 20t V，由该表达式可推知的物理量有()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：根据单匝线框产生的正弦式交变电流的瞬时值表达式eBSsin t，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，故A、B错误，C、D正确答案：CD8一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势e10sin 4t V，以下叙述正确的是()A电动势的最大值是10 VB线圈的角速度为4 rad/sC当t s时，e有最大值D当t0时，线圈平面跟中性面重合解析：由电动势的瞬时值表达式eEmsin t可得本题中感应电动势的最大值Em10 V，选项A正确线圈的角速度4 rad/s，选项B正确当t s时，e0，感应电动势有最小值，选项C错误当t0时，感应电动势等于零，线圈平面跟中性面重合，选项D正确答案：ABD9.如图所示，一正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转动，沿着OO轴观察，线圈沿逆时针方向转动已知磁感应强度为B，线圈匝数为n，边长为l，电阻为R，转动角速度为，则当线圈转至图示位置时()A线圈中感应电流的方向为abcdaB穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率也为零C线圈中的感应电流为D线圈从图示位置起转动时，电动势的瞬时值为nBl2解析：根据右手定则判断知，ad边切割产生的感应电流方向由ad，bc边切割磁感线产生的感应电流方向由cb，所以A项错误在图示位置BS0，Emnl2B，由En得Bl2，i，所以C项正确，B项错误t，由enBl2cos tnBl2cosnBl2，D项正确答案：CD10一个匝数N100匝的平面线圈所包围的面积S0.02 m2，在磁感应强度B0.5 T的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴以角速度100 rad/s匀速转动时，在线圈中产生交流电，若自线圈通过中性面时开始计时，那么选项中能够反映线圈中感应电动势随时间变化的图像是()解析：线圈产生的电动势的最大值为EmNBS100 V，所以电动势瞬时值表达式为eEmsin t100sin 100t V，电流的正方向可以选顺时针为正，也可以选逆时针为正，故电动势随时间变化的图像为B或D.故A、C错误，B、D正确答案：BD三、非选择题11.如图所示是一种自行车上照明用的车头灯发电机的结构示意图，转轴的一端装有一对随轴转动的磁极，另一端装有摩擦小轮电枢线圈绕在固定的U形铁芯上，自行车车轮转动时，通过摩擦小轮带动磁极转动，使线圈中产生正弦交变电流，给车头灯供电已知自行车车轮半径r35 cm，摩擦小轮半径r01.00 cm，线圈有N800匝，线圈横截面积S20 cm2，总电阻R140 .旋转磁极的磁感应强度B0.010 T，车头灯电阻R210 .当车轮转动的角速度8 rad/s时，求：(1)发电机磁极转动的角速度大小；(2)车头灯中电流的最大值解析：(1)磁极与摩擦小轮转动的角速度相等，由于自行车车轮与摩擦小轮之间无相对滑动，故有0r0r，0 rad/s280 rad/s.(2)摩擦小轮带动磁极转动，线圈产生的感应电动势的最大值为EmNBS08000.01020104280 V4.48 V，所以通过灯泡电流的最大值为Im A89.6 mA.答案：(1)280 rad/s(2)89.6 mA12.如图所示，一半径为r10 cm的圆形线圈共100匝，在磁感应强度B T的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的中心轴线OO以n600 r/min的转速匀速转动，当线圈转至中性面位置(图中位置)时开始计时(1)写出线圈内所产生的交变电动势的瞬时值表达式；(2)求线圈从图示位置开始在 s时的电动势的瞬时值解析：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向