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3-2.doc

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