高中物理 课时训练7交变电流 新人教版选修32.doc

课时训练7交变电流1.一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的交变电动势e=220sin 100t v,则下列判断正确的是()。a.t=0时,线圈位于中性面位置b.t=0时,穿过线圈平面的磁通量最大c.t=0时,线圈的有效切割速度方向垂直磁感线d.t=0时,线圈中感应电动势达到峰值答案:ab解析:因按正弦规律变化,故t=0时线圈位于中性面,a正确;此时穿过线圈的磁通量最大,b正确;t=0时,线圈的有效切割速度方向与磁感线平行,不产生感应电动势,故c、d错误。2.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生正弦交变电流,从中性面开始转动180的过程中,平均感应电动势和最大感应电动势之比为()。a.2b.2c.21d.无法确定答案:a解析:转动180过程中,平均感应电动势由e=计算,得=,最大值em=bs,二者之比为2。3.(2012嘉兴高二检测)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()。a.t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大b.t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变c.t2、t4时刻线圈中磁通量最大d.t2、t4时刻线圈中感应电动势最小答案:b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。4.如图所示,矩形线圈abcd,已知ab为l1,ad为l2,在磁感应强度为b的匀强磁场中绕oo轴以角速度(从图中位置开始)匀速转动,则线圈中感应电动势的瞬时值表达式为()。a.bl1l2sin tb.bl1l2cos tc.bl1l2sin td.bl1l2cos t答案:c解析:线圈绕过时间t时,转过角度,如图所示(从上向下看),这时ab、cd边切割磁感线产生感应电动势eab=bl1vsin ecd=bl1vsin bc、ad边不切割磁感线,不产生感应电动势,故线圈中的感应电动势为e=eab+ecd=2bl1vsin =2bl1l2sin t=bl1l2sin t,故正确选项应为c。5.把一段长度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,产生的交流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答案:c解析:由交变电流的产生原理及公式em=bs可知,在转轴通过线圈平面,做成圆形时产生的电动势最大,c正确。6.如图所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中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转动时产生的感应电流等于绕p2转动时产生的感应电流b.线圈绕p1转动时产生的感应电动势小于绕p2转动时产生的感应电动势c.线圈绕p1和p2转动时产生的感应电流的方向相同,都是abcdd.线圈绕p1转动时dc边受到的安培力大于绕p2转动时dc边受到的安培力答案:a解析:线圈转动产生的感应电动势的大小与转动轴的位置无关,选项a正确,b错误;绕两个轴转动产生的感应电流的大小相等,从上向下看,线框逆时针旋转,电流的方向应为adcb,选项c错;电流相等,cd受到的安培力也相等,选项d错。7.如图所示为演示用的手摇发电机模型,匀强磁场磁感应强度b=0.5 t,线圈匝数n=50,每匝线圈面积0.48 m2,转速150 r/min,在匀速转动过程中,从图示位置开始计时。(1)写出交变感应电动势瞬时值的表达式;(2)画出et图线。答案:e=188sin 5t(v)(2)见解析解析:(1)当线圈平面经过中性面开始计时,则线圈在时间t内转过角度t,于是感应电动势瞬时值e=emsin t,其中em=nbs。由题意知n=50,b=0.5 t,= rad/s=5 rad/s,s=0.48 m2,em=nbs=500.50.485 v188 v,所以e=188sin 5t(v)。(2)根据交流电的方程画图线时,最大值是正弦图线的峰值,由纵轴上的刻度值标出,交流电的频率与正弦图线的周期相对应,=,而周期由时间轴上的刻度值标出,t=2/=0.4 s,et图线如图所示。8.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n=120转/分,若已知边长l=20 cm,匝数n=20,磁感应强度b=0.2 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。答案:(2)2.0 v线圈平面与磁场平行(2)e=2sin 4t (v)(3)1.28 v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