高三物理专项基础训练 第55练 交变电流的产生及其变化规律(1).doc

第12章 交变电流第55练 交变电流的产生及其变化规律基础过关一、单项选择题（每小题只有一个选项符合题意）1. 单匝矩形线圈边长分别为a和b，在匀强磁场b中绕对称轴以角速度匀速转动，且对称轴与磁感线垂直.设t=0时线圈平面与磁感线平行，则线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式为（ ）a2bacostbbabcostc2basintdbabsint 2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t=0时刻，线圈平面与纸面重合（如图），线圈的cd边离开纸面向外运动.若规定由abcda方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电流i随时间t变化的图线是（ ） 3关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，下列说法中正确的是（ ）a线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次.感应电动势向不变b线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次c线圈平面每经过中性面一次，感应电流和感应电动势方向都要改变一次d线圈转动一周，感应电流和感应电动势方向都要改变一次 4单匝闭合线框在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动.在转动的过程中，线框中的最大磁通量为m，最大感应电动势为em，下列说法中正确的是（ ）a当穿过线框的磁通量为零时，线框中感应电动势也为零b当穿过线框中的磁通量减少时，线框中的感应电动势也减小c当穿过线框的磁通量等于0.5m时，线框中的感应电动势为0.5emd线框转动的角速度等于 5如图所示，虚线oo的左边存在着方向垂直线面向里的匀强磁场，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轴匀速转动（即ab边先向纸外、cd边先向纸里转动），规定沿abcd方向为感应电流的正方向，若从图示位置开始计时，下列5四个图像中能正确表示线圈内感应电流i随时间t变化规律的是（ ） 6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边受到的安培力二、多项选择题（每小题有多个选项符合题意） 7一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的交变电动势为交变电压瞬时值表达式e=220sin100tv，则下列判断中正确的是（ ）at=0时，线圈位于性面位置bt=0时，穿过线圈平面的磁通量最大ct=0时，线圈的有效边切割速度方向垂直磁感线dt=0.1s，线圈中感应电动势达到峰值 8一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈内的感应电动势e随时间t的变化如图所示，则下列说法中正确的是（ ）at1时刻通过线圈平面的磁通量为零bt2时刻通过线圈平面的磁通量最大ct4时刻通过线圈平面的磁通量的变化率的绝对值最大d每当感应电动势e变换方向时，通过线圈平面的磁通量的绝对值都为最大 9一个单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴与磁场垂直，如图表示穿过线圈平面的磁通量随时间变化的函数图像.图中磁通量的最大max=0.20wb，变化周期t=0.02s.则由图可知，线圈中感应电动势的最大值（ ）a出现在1010-3s、2010-3s 各时刻b出现在510-3s、1510-3s时刻c根据emax=，emax=62.8vd根据emax=，emax=40v 10如图所示，一根通有交流电i=imsint长直导线与一个通电的闭合矩形线圈在同一个水平面内，若线圈所受磁场力的合力方向背离直导线，则交流电必处于每个周期内的（ ）a第一个周期内b第二个周期内c第三个周期内d第四个周期内 11如图甲所示，电流恒定的通电直导线mn，垂直于放在两条相互平行的水平光滑长导轨上电流方向由m指向n，在两轨间存在着竖直磁场，取垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向，当t=0时导线恰好静止，若b按如图乙所示的余弦规律变化，下列说法中正确的是（ ）21*cnjy*coma在最初的一个周期内，导线在导轨上做往复运动b在最初的一个周期内，导线一直向右运动c在最初的半个周期内，导线的加速度先减小后增大d在最初的半个周期内，导线的速度先增大后减小三、计算或论述题12如图所示，匀强磁场的磁感应强度b=0.5t，边长l=10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r=1，线圈绕垂直与磁感线的对称轴oo匀速转动，角速度为=2rad/s，外电路电阻r=4，求：（1）转动过程中感应电动势的最大值；（2）由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过60时的即时感应电动势；（3）由图示位置转过60角的过程中产生的平均感应电动势；（4）交流电电表的示数；（5）转动一周外力做的功；（6）周期内通过r的电荷量为多少？ 13在真空中速度为v=6.4107m/s的电子束，连续地射入两平行极板之间，极板长度为l=8.010-2m，间距d=5.010-3m.两极板不带电时，电子束将沿两极板之间的中线通过.在两极板上加一个50hz的交变电压u=umsint，如果所加电压的最大值um超过某一值u0时，将开始出现我以下现象：电子束有时能通过两极板，有时间断，不能通过.（1）求u0的大小；（2）求um为何值才能使通过的时间（t）通跟间断的时间（t）间之比为（t）通（t）间=21. 14如图所示，ab为一对平行的电容板，在b处有一带正电的粒子，质量为m，带电荷量为q，两板间的距离为d，当电键s闭合以后，粒子离开b板向b板运动，之后到达a板时未碰撞又返回运动，如此不断往返运动，整个过程不计重力，试分析电源性质，画出ut图像.电源已知为一方波交流电，粒子运动周期为t.能力提升15如图所示，oaco为置于水平面内的光滑闭合金属导轨，o、c处分别接有短电阻丝（图中用粗线表示），r1=4、r2=8（导轨其他部分电阻不计）.导轨oac的形状满足y=2sin（x）（单位：m）.磁感应强度b=0.2t的匀强磁场方向垂直于导轨平面.一足够长的金属棒在水平外力f作用下，以恒定的速率v=5.0m/s水平向右在导轨上从o点滑动到c点，棒与导轨接触良好且始终保持与oc导轨垂直，不计棒的电阻.求：（1）外力f的最大值；（2）金属棒在导轨上运动时电阻丝r1上消耗的最大功率；（3）在滑动过程中通过金属棒的电流i与时间t的关系.第55练 交变电流的产生和变化规律1b 2.c 3.c 4.d5b 解析 开始转动时，由楞次定律可知，电流方向为adc-ba,即为负，因此，a、d均错，转动时，电流仍为负，因此b正确.6a 7.ab 8.cd 9.ac 10.ac 11.acd12（1）感应电动势的最大值，em=（2）转过60时的瞬时感应电动势 e=emcos60=1.57v（3）通过60角过程中产生的平均感应电动势（4）电压表示数为外电路电压的有效值：（5）转动一周所做的功等于电流产生的热量（6）13（1）u0=91v（2）um=105v（提示：若电子束能通过两极板.则电子在电场中的运动时间，而交变电压的周期却为0.02s.则在运动时间内可以认为电子是在匀强电场中运动.两极板间电压为u0，电子束刚好搏不过两极板，则有 所以（2）由正弦函数的图像性质可知，当时，（t）通：（t）间=2：1，所以um=105v.14粒子在b处静止开始，由于是方波电源，粒子先做匀加速运动，其在a点恰好返回，由运动的对称性，粒子在处变为与加速度方