江苏省泰州市高中物理 5-1 交变电流同步检测 新人教版选修3-2

1 第一节第一节 交变电流交变电流 基础夯实 1 如下图所示图象中属于交流电的有 答案 ABC 解析 图 A B C 中e的方向均发生了变化 故它们属于交流电 正确答案为 A B C 点评 判断电流为交变电流还是直流电就看方向是否变化 如 D 选项 尽管大小随时间 变化的图象与 A 相似 但因其方向不变 仍是直流电 2 2011 山东曲阜一中高二期末 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 线圈每经过中性面一次 感应电流方向改变一次 感应电动势方向不变 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 答案 C 3 2011 泉州模拟 如图所示 面积均为S的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场 B中以角速度 匀速转动 能产生正弦交变电动势e BS sin t的图是 答案 A 解析 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴 轴在线圈所在平面内 匀速转动 产生 的正弦交变电动势为e BS sin t 由这一原则判断 A 图中感应电动势为 e BS sin t B 图中的转动轴不在线圈所在平面内 C D 图转动轴与磁场方向平行 而 不是垂直 2 4 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 那么该线圈由图所 示位置转过 30 线圈中的感应电动势大小为 A 50V B 25V 3 C 25V D 10V 答案 B 解析 由题示条件知 交变电流瞬时值表达式为e 50cos t 50cos 当 30 时 e 25V B 对 3 5 2010 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 2 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 t 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 3 磁通量的变化率最大 即感应电动势最大 C D 错误 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转动时的电流的方向相同 都是a b c d D 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 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上具有最大值Em nBS 由欧姆定律I 可知此时I相等 故 E R总 A 对 B 错 由右手定则可知电流为a d c b 故 C 错 cd边受的安培力F BLcdI 故F 一样大 D 错 7 一台发电机产生正弦式电流 如果e 400sin314t V 那么电动势的峰值是多少 线圈匀速转动的角速度是多少 如果这个发电机的外电路只有电阻元件 总电阻为 2k 写 出电流瞬时值的表达式 答案 400V 100 rad s i 0 2sin314t A 解析 根据电动势的瞬时值表达式可知 电动势的峰值 Em 400V 线圈的角速度 314rad s 100 rad s 由欧姆定律 Im 0 2A Em R 所以电流瞬时值表达式为i 0 2sin314t A 能力提升 4 1 2011 厦门模拟 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 如图所示 线圈的 cd边离开纸面向外运动 若规定由a b c d a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 2 2011 金华十校高二期末 如图一矩形线圈 绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面的 固定轴转动 线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图 下列说法中正确的是 A t1时刻通过线圈的磁通量为零 B t2时刻线圈位于中性面 C t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大 5 D 每当e变化方向时 通过线圈的磁通量最大 答案 D 解析 t1 t3时刻感应电动势为零 线圈位于中性面位置 所以穿过线圈的磁通量最大 磁通量的变化率为零 A C 错误 t2时刻感应电动势最大 线圈位于中性面的垂面位置 穿 过线圈的磁通量为零 B 错误 由于线圈每经过一次中性面时 穿过线圈的磁通量的绝对值 最大 e变换方向 所以 D 正确 3 2010 天津一中高二期中 如图甲所示 虚线上方空间有匀强磁场 磁场方向垂直 纸面向里 直角扇形导线框绕垂直于纸面的轴O以角速度 匀速逆时针转动 设线框中感 应电流的方向以逆时针为正 线框处于图示位置时为时间零点 那么 在图乙中能正确表明 线框转动一周感应电流变化情况的是 图甲 图乙 答案 A 6 4 2011 南昌模拟 如图所示 矩形线圈abcd放在匀强磁场中 边ad在轴OO 上 若线圈绕轴匀速转动 产生的交流电动势e Emsin t 如果将其转速增加一倍 其他条件 保持不变 则电动势的表达式为 A e 2Emsin t B e 2Emsin2 t C e Emsin t D e Emsin2 t 答案 B 解析 设原来转速为n 则角速度 2 n 感应电动势的峰值Em NBS 当转速增加一倍 即为 2n时 其角速度 2 2n 2 此时 感应电动势的峰值E m NBS 2 2Em 可见 此时电动势 e Em sin t 2Emsin2 t 故选项 B 正确 5 在两块金属板上加交变电压U Umsint 当t 0 时 板间有一个电子正好处于静 2 T 止状态 下面关于电子以后运动情况的判断哪些是正确的 A t T时 电子回到原出发点 B 电子始终向一个方向运动 C t 时 电子将有最大速度 T 2 D t 时 电子的位移最大 T 2 答案 BC 解析 本题考查了带电粒子在交变电压所产生的交变电场中的运动问题 分析带电粒子 的运动性质应从粒子运动的速度方向与受力方向的关系入手 二者同向 则粒子加速 反向 则粒子减速运动 电子在电场中受到变化的电场力的作用F Eq 电压变 故场强变 在第一个半周期内 7 电子从静止开始作正向变加速运动 第二个半周期内作正向的变减速运动 一个周期结束时 电子速度恰减为零 如此电子一直向一个方向运动 在t 2k 1 k 0 1 2 时刻速 T 2 度是最大值 6 发电机的转子是匝数为 100 匝 边长为 20cm 的正方形线圈 将它置于磁感应强度 B 0 05T的匀强磁场中 绕着垂直于磁场方向的轴以 100 rad s 的角速度转动 当线 圈平面跟磁场方向垂直时开始计时 线圈和外电路的总电阻R 10 1 写出交变电流瞬时值表达式 2 线圈从计时开始 转过过程中通过线圈某一截面的电荷量为多少 3 答案 1 i 2 sin100 tA 2 1 10 2C 解析 感应电动势最大值为Em nBS Em 100 0 05 0 2 0 2 100 V 20