高二物理（含第三册）优化训练 第17章第一节智能优化训练.doc

2013高二物理（含第三册）优化训练：第17章章末综合检测1如图17110所示图象中属于交变电流的有()图17110解析：选abc.a、b、c中e的方向均发生了变化，故它们属于交变电流，但不是按正弦函数变化的交变电流，d中的方向未变化故是直流电2交流发电机的线圈转到线圈平面与中性面重合时，下列说法中正确的是()a电流将改变方向b磁场方向和线圈平面平行c线圈的磁通量最大d线圈产生的感应电动势最大答案：ac3如图17111线圈中不能产生交流电的是()图17111答案：a4一只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变化的图象如图17112甲所示，则下列说法正确的是()图17112at0时刻，线圈平面与中性面垂直bt0.01 s时刻，的变化率最大ct0.02 s时刻，感应电动势达到最大d该线圈相应产生的感应电动势的图象如图乙所示答案：b5一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势最大值为311 v，线圈在磁场中转动的角速度是100 rad/s.(1)写出感应电动势的瞬时值表达式；(2)若该发电机只与阻值为100 的电阻组成闭合电路试写出通过负载的电流瞬时值表达式解析：(1)因为电动势最大值em311 v，角速度100 rad/s，所以电动势的瞬时值表达式：e311sin100t v.(2)根据闭合电路欧姆定律得：i3.11sin100t a.答案：(1)e311sin100t v(2)i3.11sin100t a1正弦交流电电动势的最大值出现在()a线圈经过中性面时b穿过线圈的磁通量为零时c穿过线圈的磁通量变化最快时d线圈边框的速度与磁感线垂直时解析：选bcd.感应电动势最大的位置，是磁通量为零、磁通量变化率最大的位置，此时边框的速度恰好垂直磁感线b、c、d正确，a错误2关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，以下说法中正确的是()a线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变b线圈每转动一圈，感应电流方向就改变一次c线圈平面经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都改变一次d线圈转动一圈，感应电动势和感应电流方向都只改变一次答案：c3矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势e10 sin20t v，则下列说法不正确的是()at1 s时刻线圈产生的感应电动势为零bt s时刻线圈的感应电动势最大cts时刻穿过线圈的感应电动势为5 vd保持其他条件不变，将线圈的匝数和转速都增加一倍，则感应电动势的表达式为e40 sin20t(v)答案：d4已知交变电流的瞬时值表达式是i10sin100t a，从t0到第一次出现最大值的时间是()a. s b. sc. s d. s解析：选c.从交变电流的瞬时值表达式i10sin100t a可以看出，该交流电是从中性面计时，经过出现最大值，依据t s s，t1 s.图171135一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电流i随时间t变化的图线如图17113所示，则()a当t0.01 s时，线圈平面与磁感线垂直b当t0.02 s时，磁通量变化率绝对值最大c感应电流的瞬时值表达式为i100 sin50t(a)d线圈平面从与磁感线平行的时刻开始计时解析：选c.当t0.01 s时，i有最大值穿过线圈的磁通量的变化率最大，而磁通量为零，线圈与磁场平行，a错；当t0.02 s时，i0，e0，磁通量变化率为零，b错；由图知im100 a，t4102s0.04 s，则50 rad/s, 所以i100 sin50t(a)，故c对；图象是正弦图象，故从中性面开始计时，此时线圈平面与磁感线垂直，故d错6如图17114甲所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴oo以角速度逆时针匀速转动若以线圈平面与磁场夹角45时(如图乙)为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正则如图17115所示的四幅图中正确的是()图17114图17115解析：选d.矩形线圈绕垂直于匀强磁场的转轴匀速转动产生正弦式交变电流，在开始计时(t0)时线圈达图乙所示的位置，据右手定则判断电流为负方向，首先排除a、b选项若达图甲所示的位置，感应电流为负向的峰值，可见t0的时刻交变电流处于负半周且再经到达中性面位置，或者0，瞬时表达式iimsin(t0)，所以0imsin，t.7一根长直的通电导线中的电流按正弦规律变化，如图17116所示，规定电流从左向右为正，在直导线下方有一不闭合的金属框，则相对于b点来说，a点电势最高的时刻在()图17116at1时刻bt2时刻ct3时刻 dt4时刻答案：d图171178如图17117所示，虚线oo的左边存在着方向垂直纸面向里的匀强磁场，右边没有磁场，单匝矩形线圈abcd的对称轴恰与磁场右边界重合，线圈平面与磁场垂直线圈沿图示方向绕oo轴匀速运动(即ab边先向纸外、cd边先向纸里转动)，规定沿abcd的方向为感应电流的正方向，若从图示位置开始计时，下列四个图象中(图17118)能正确表示线圈内感应电流i随时间t变化规律的是()图17118解析：选b.开始转动时，由楞次定律可知，电流方向为adcba，即为负，因此a、d均错，转动时，电流仍为负，相当于有效面积为实际面积一半的正弦交流发电机，因此b正确9如图17119所示，甲、乙两个并排放置的共轴线圈，甲中通有如图所示的交流电，则下列判断错误的是()图17119a在t1到t2时间内，甲乙相吸b在t2到t3时间内，甲乙相斥ct1时刻两线圈间作用力为零dt2时刻两线圈间吸引力最大答案：d图1712010如图17120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观察，线圈沿逆时针方向转动已知匀强磁场的磁感应强度为b，线圈匝数为n，边长为l，电阻为r，转动的角速度为.则当线圈转至图示位置时() a线圈中感应电流的方向为abcdab线圈中的感应电流为c穿过线圈的磁通量为0d穿过线圈磁通量的变化率为0答案：bc11有一交流电压的变化规律为u311sin314t，若将辉光电压为220 v的氖管接上此交流电压，则1 s内氖管的发光时间为多少？解析：由u311sin314t，t0.02(s)当u220 v时，代入220311sin314t1，得t1 s，t2t故在半个周期里氖管发光的时间为：tttt即每个周期有一半的时间发光，故1 s内的发光时间为t0.5(s)答案：0.5 s图1712112如图17121所示，匀强磁场b0.50 t，矩形线圈的匝数n100匝，边长lab0.20 m，lbc0.10 m，以3000 r/min的转速匀速转动，在线圈平面通过中性面开始计时试求：(1)感应电动势的瞬时值表达式；(2)若线圈总电阻为2 ，线圈外接电阻为8 ，写出感应电流的瞬时值表达式(3)线圈由图示位置转过/2的过程中，感应电动势的平均值解析：(1)线圈的角速度2f314 rad/s线圈电动势的最大值emnbs314 v所以电动势的瞬时值表达式：eemsint314sin314t( v)(2)im31.4 a所以电流的瞬时值表达式：i31.4sin314t(a)(3)nn4nbsf200 v.答案：(1)e314sin314t v(2)i31.4sin314t a(3)200 v图1712213如图17122所示，a、b是同心导体环，b与两根平行光滑导轨相连，导轨上垂直放置一根导体棒mn，导轨部分处在垂直纸面向里的匀强磁场中，导轨电阻忽略，t0时棒mn处于静止状态，以顺时针方向的电流为正，在a中通以iimsint的交流电后，试探究棒mn的运动情况及初始运动的方向解析：本题从电流的变化入手，a中有交流电产生的交变磁场，b中将产生感应电流，棒mn中由于电流的存在而受到磁场力作用发生运动a中0t/4内，ia垂直纸面向里的磁通量amn中感应电流ib从n到mmn受磁场力向左，棒mn向左加速运动直至速度达最大；在t/4t/2内，ia垂直纸面向里的磁通量aib从m到nmn受磁场力向右mn向左