2018版高中物理课时作业(九)交变电流新人教版选修3-2

1、课时作业（九）交变电流一、单项选择题1 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，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次D. 线圈转动一周，感应电动势和感应电流方向都要改变一次解析：根据交流电的变化规律可得，如果从中性面开始计时有e=Emin3t和i=Imsin3t;如果从垂直于中性面的位置开始计时有e=Ecos31和i=Incos3t，不难看出：线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向也改变一次；线圈

2、每转动一周，感应电流和感应电动势方向都改变两次，C 正确.答案：C2线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，由图可知（）A.在A和C时刻线圈处于中性面位置B.在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零C.从A时刻到D时刻线圈转过的角度为n弧度D.在A和C时刻磁通量变化率的绝对值最大解析：当线圈在匀强磁场中处于中性面位置时，磁通量最大，感应电动势为零，感应电流为零，B D两时刻线圈位于中性面.当线圈平面与磁感线平行时，磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，感应电流最大，A、C时刻线圈平面与磁感线平行， D 正确.从3nA时刻到D时刻线圈转过的角度为2弧度.故选 D.答案：D3.如图

3、所示，一线圈在匀强磁场中匀速转动，经过图示位置时（）A. 穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大B. 穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最大C. 穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小D. 穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最小解析：本题主要考查对交变电流的产生过程的理解.由图可知线圈平面与磁感线平行, 应处于垂直于中性面的平面，此时穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大，所以 选项正确.答案：A4. 有一单匝闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，在转动过程中，线圈中的最大磁通量为 m,最大感应电动势为Em,下列说法中正确的是（）A. 当磁通量为零时，感应电动势也为零B.

4、 当磁通量减小时，感应电动势也减小2C.当磁通量等于 0.5m时，感应电动势为 0.5Em3解析：由交变电流的产生原理可知， 感应电动势与磁通量的变化率有关， 与磁通量的大 小无关.磁通量最大时，感应电动势为零；而磁通量为零时，感应电动势最大且Em=BSw=m3,故选项 D 正确.答案：D5.交流发电机在工作时的电动势e=Emsin3t.若将线圈匝数、线圈面积都提高到原来的两倍，其他条件不变，则电动势变为（）A.e=2Emsin3tB.e=4Emsin3t 1C.e=2Emsin3tD.e=qEmsin3t解析：由电动势最大值表达式Em=NB&,N S变为原来的两倍，则最大值变为4Em

5、,故 B 正确.答案：B6.如图所示，一单匝矩形线圈abed，已知ab边长为li,be边长为12，在磁感应强度 为B的匀强磁场中绕OO轴以角速度3从图示位置开始匀速转动， 则t时刻线圈中的感应 电动势为（）A.0.5Blil23sin3tB.0.5Blil23eos3tC. Blil23sin3tD. Blil23eos3t解析：线圈从题图位置开始转动，感应电动势瞬时值表达式为Em=BSw=Blil23，所以e=Blil23eos3t.答案：D二、多项选择题7.在匀强磁场中的矩形线圈从中性面开始匀速转动，穿过线圈平面的磁通量与时间解析：矩形线圈在中性面时， 穿过线圈的磁通量最大， 则-1图象是

6、按余弦规律变化,C D 项正确.答案：CD&矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，所产生的交变电流的波形图如图所示，下列说法 中正确的是（）A. 在 ti时刻穿过线圈的磁通量达到峰值D.角速度3Emme=Eeos31，由题意,的关系图象是图中的（4B. 在 t2时刻穿过线圈的磁通量达到峰值C. 在 t3时刻穿过线圈的磁通量的变化率达到峰值D. 在 t4时刻穿过线圈的磁通量的变化率达到峰值解析：从题图可知，ti、t3时刻线圈中感应电流达到峰值，磁通量变化率达到峰值，而5磁通量最小，线圈平面与磁感线平行；t2、t4时刻感应电流等于零，磁通量变化率为零，线圈处于中性面位置，磁通量达到峰值，正确答案为

7、B C.答案：BC9.如图所示，一单匝闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，转动过程中线框中产生的感应电动势的瞬时值表达式为e= 0.5sin(20t) V，由该表达式可推知以下哪些物理量()A. 匀强磁场的磁感应强度B. 线框的面积C. 穿过线框的磁通量的最大值D. 线框转动的角速度解析：根据正弦式交变电流的感应电动势的瞬时值表达式：e= BSco sin3t，可得3=20 rad/s，而磁通量的最大值为m=BS所以可以根据BSo= 0.5 V 求出磁通量的最大值.答案：CD10.abcd的边长分别是ab=L,ad=D,线圈与磁感应强度为匀强磁场平行，线圈以ab边为轴做角速度为o

8、的匀速转动，下列说法中正确的是(从图示位置开始计时)()A. t = 0 时线圈的感应电动势为0B.转过 90时线圈的感应电动势为01C.转过 90的过程中线圈中的平均感应电动势为2oBLD解析：由题意t= 0 时，B/S,此时感应电动势最大，当线圈转过 性面位置，感应电动势为 0，故选项 A 错误，选项 B 正确；线圈转过022oBLDBS= BLD所用时间t=一=一由法拉第电磁感应定律知，E=-=- ，故选项 Cootn错误，选项 D 正确.答案：BD三、非选择题11一矩形线圈有 100 匝，面积为 50 cm2，线圈内阻r= 2Q,在匀强磁场中绕垂直于 磁场方向如图所示，单匝矩形线圈D.

9、转过 90的过程中线圈中的平均感应电动势为2oBLDn90时，线圈位于中90的过程中 =6的轴匀速转动，从线圈平面与磁场平行时开始计时，已知磁感应强度B= 0.5 T ,线圈的转速n= 1 200 r/min ，外接一用电器，电阻为R= 18Q,试写出R两端电压的瞬时 值表达式.解析：角速度o=2nn= 40nrad/s ,最大值Em=nBSw= 100X0.5X50X10X40nV = 10nV , 线圈中感应电动势e=Ecosot=10ncos(40nt) V ,7由闭合电路欧姆定律i=e,R+r故R两端电压U=Ri= 9nCOS(40nt) V.答案：U= 9ncos(40nt) V12.如图所示，在匀强磁场中有一个“n”形导线框可绕AB轴转动，已知匀强磁场的磁感应强度B=丸2T，线框的CD边长为 20 cm，CE DF长均为 10 cm，转速为 50 r/s.若从图示位置开始计时:(1) 写出线框中感应电动势的瞬时值表达式；(2) 在et坐标系中作出线框中感应电动势随时间变化的图象.解析：(1)线框转动，开始计时的位置为线框平面与磁感线平行的位置，在t时刻线框转过的角度为3t,此时刻e=BI1I23cos31,2 2S=0.1x0.2 m=0.0