高中物理 第5章 交变电流 1 交变电流课时作业 新人教版选修32.doc

交变电流基础夯实一、选择题(14题为单选题，5、6题为多选题)1(辽宁锦州市20142015学年高二下学期期末)如图所示，属于交流电的是()答案：c解析：交流电是指电流的方向随时间做周期性变化的电流；由图可知，符合条件的只有c。2下图中哪些情况，线圈中不能产生交变电流()答案：a解析：b、c、d中线圈产生的感应电流方向均发生变化，故产生交变电流，a中不产生感应电流。3(南京金陵中学20142015学年高二检测)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t0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()答案：c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。4(石家庄市第一中学20132014学年高二上学期期中)如图所示，一匝数为n的矩形线圈面积为s，在磁感应强度为b的匀强磁场中绕oo轴以角速度匀速转动，从图示位置转过90时电动势是()anbsb0cbsdnbscos(t90)答案：b解析：因闭合线圈从图示位置即垂直于中性面的位置开始转动，所以电动势的表达式为eemcost，又t90，故a、c、d错。5线圈在匀强磁场中转动产生的电动势e10sin(20t)v，则下列说法正确的是()at0时，线圈平面位于中性面bt0时，穿过线圈的磁通量最大ct0时，导线切割磁感线的有效速率最大dt0.4s时，e有最大值10v答案：ab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t0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t0.4s时，e10sin(20t)10sin(200.4)v0，d错误。6(呼和浩特二中20142015学年高二期末)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转动时的电流的方向相同，都是adcbd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：ac解析：产生正弦交变电流的条件是轴和磁感线垂直，与轴的位置和线框形状无关，转到图示位置时产生的电动势e具有最大值emnbs由欧姆定律i可知此时i相等，故a对，b错。由右手定则可知电流为adcb，故c对。cd边受的安培力fblcdi，故f一样大，d错。二、非选择题7(青州市实验中学20142015学年高二下学期期中)有一10匝正方形线框，边长为20cm，线框总电阻为1，线框绕oo轴以10rad/s的角速度匀速转动，如图所示垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.5t。问：(1)该线框产生的交变电流电动势最大值、电流最大值分别是多少？(2)线框从图示位置转过60时，感应电动势的瞬时值是多大？(3)写出感应电动势随时间变化的表达式。答案：(1)6.28v6.28a(2)5.44v(3)e6.28sin10t(v)解析：(1)交变电流电动势最大值为emnbs100.50.2210v6.28v，电流的最大值为imem/r6.28a(2)线框转过60时，感应电动势eemsin605.44v(3)由于线框转动是从中性面开始计时的，所以瞬时值表达式为eemsint6.28sin10t(v)能力提升一、选择题(14题为单选题，5题为多选题)1.矩形线圈在磁场中匀速转动时，产生的感应电动势最大值为50v，那么该线圈绕轴oo由图所示位置转过30，线圈中的感应电动势大小为()a50vb25vc25vd10v答案：b解析：由题示条件知：交变电流瞬时值表达式为e50cost50cos，当30时，e25v，b对。2(宁波市20132014学年高二下学期八校联考)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()答案：c解析：根据emnbs，若风速减小到原来的一半时，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时，则周期变大为原来两倍，故c正确，a、b、d错误。3矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，从中性面开始转动180角过程中，平均感应电动势和最大感应电动势之比为()a.b.c2d答案：b解析：线圈从中性面转过180角过程中，磁通量的变化为21bs(bs)2bs，平均感应电动势，最大感应电动势emnbs，则平均感应电动势和最大感应电动势之比为。4.在垂直于纸面向里的有界匀强磁场中放置了矩形线圈abcd。线圈cd边沿竖直方向且与磁场的右边界重合，线圈平面与磁场方向垂直。从t0时刻起，线圈以恒定的角速度绕cd边沿如图所示的方向转动，规定线圈中电流沿abcda方向为正方向，则从t0到tt时间内，线圈中的电流i随时间t变化的图像是图中的()答案：b解析：t0时线圈位于中性面处，i0，故选项c、d错误；t0后的内，线圈的有效面积减小，穿过线圈的磁通量减少，由楞次定律知线圈内的电流流向adcba，与规定的正方向相反，故选项a错误，选项b正确。5一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像如图所示，则下列说法中正确的是()at0时，线圈平面与中性面平行bt0.01s时，穿过线圈平面的磁通量的变化率最大ct0.02s时，线圈中有最大感应电动势dt0.025s时，线圈中有最大感应电流答案：bc解析：当msint时，感应电动势eemcost，当t0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0.01s、0.02s、0.03s，而感应电动势最大时，磁通量的变化率也最大。t0.025s时，感应电动势为零，故选项b、c正确。二、非选择题6.一个100匝的矩形线圈，其面积为200cm2、电阻为10，与外电阻r90相接后，它在匀强磁场中转动所产生的感应电流随时间变化的图像如图所示，求线圈所在处匀强磁场的磁感