2015-2016学年高中物理第五章交变电流1交变电流课时作业新人教版选修3-2

1、22交变电流【解析】【答案】家庭使用的交变电流是正弦式交变电流.A2.（多选）如图所示的线圈中产生了交变电流的是（）有增大又有减小，产生交变电流，B、C、D 均符合此要求.A 项中线圈平面始终平行于磁场方向磁通量始终为 0,故不产生交变电流.【答案】BCD图 5-1-123.线圈在匀强磁场中匀速转动，在如图 5-1-12所示位置时（）A. 穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小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小，磁通量的变化率最大D. 穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最小【解析】 当线框平面平行于磁感线时，穿过线圈的磁通量最小，但磁通量的变化率最 大

2、，即晋最大，故正确选项为 C.【答案】 C4. （2014 安庆一中高二检测）交流发电机在工作时电动势为e=Emsin3t，若将发电机的角速度提高一倍，同时将线框所围面积减小一半，其他条件不变，则其电动势变为（）【解析】 当线圈绕垂直于磁场的轴转动时,磁通量发生周期性变化， 在一个周期内既全员参与基础练ACB22A.e=EmsinB.e= 2EnSinC.e=Esin 2wtD.e，=Esin 2wt3【解析】 交变电流的瞬时值表达式e=Emsinwt，其中Em=nBSw，当w加倍而S减半时，Em不变，sinwt变为 sin 2wt，故 C 正确.【答案】 C5.闭合矩形线圈abed绕垂直于磁

3、感线的固定轴0O匀速转动，线圈平面位于如图5-1-13 甲所示的匀强磁场中.通过线圈内的磁通量 随时间t的变化规律如图 5-1-13 乙所示，下列说法正确的是（）於ad1riili A Kthi*|iwO1甲乙图 5-1-13A. t1、ts时刻通过线圈的磁通量变化率最大B. t1、ts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【解析】t1t3时刻通过线圈的磁通量 最大，磁通量变化率 厶t= 0,此时感应电动势、感应电流均为零，线圈中感应电流方向改变，选项A 错误，选项 B 正确；t2、t4时刻线圈中磁通量为零，磁通量的变化率最大，即

4、感应电动势最大，选项C、D 错误.【答案】 B图 5-1-146.如图5-1-14所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线00与磁场边界重合，线圈按图示方向匀速转动（ab向纸外，ed向纸内）.若从图所示位置开始计时，并规定电流方向沿aa为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图 象是图中的（）【解析】 由题意知线圈总有一半在磁场中做切割磁感线的匀速转动，且是从中性面开始进行的，所以产生的仍然是正弦式交变电流，只是最大值为线圈全部在磁场中匀速转动情况下产生的感应电动势最大值的一半，所以选项B C 错误.再由楞次定律可以判断出开始C.e=Esin 2wtD.e，=Esin 2w

5、t4计时一段时间内，感应电流方向与选定的正方向相反，所以A 选项符合题意.【答案】 A57.（多选）线圈在匀强磁场中转动产生电动势e= 10sin 20ntV，则下列说法正确的是（ ）A. t = 0 时，线圈平面位于中性面B. t = 0 时，穿过线圈的磁通量最大C. t = 0 时，导线切割磁感线的有效速率最大D.t= 0.4 s 时，e有最大值为 10 2 V【解析】 由电动势的瞬时值表达式可知计时应从线圈位于中性面时开始，即t= 0 时,e= 0,此时线圈平面位于中性面，磁通量最大，导线速度方向与磁感线平行，切割磁感线的有效速率为 0, A、B 正确，C 错误.当t= 0.4 s 时，

6、代入式中得e= 10sin 20nt= 10Xsin（20n X0.4）V = 0, D 错误.【答案】 AB8.（多选）如图 5-1-15 甲所示，一个矩形线框abed在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，线框内磁通量随时间t变化的情况如图 5-1-15 乙所示，贝 U 下列说法中正确 的是（）图 5-1-15A.t1时刻线框中的感应电动势最大B. t2时刻ad的运动方向与磁场方向垂直C.t3时刻线框平面与中性面重合D. t4、t5时刻线框中感应电流的方向相同【解析】t1时刻通过线框的磁通量 最大，磁通量的变化率=0 最小，此时感应电动势等于 0, A 错；在t2、t4时刻感应电动势最大

7、，此时导线ad、eb的运动方向均垂直于磁感线，所以 B 正确；t1、t3、t5时刻感应电动势均为 0,此时线框所在平面垂直于磁感 线，称为中性面，C 正确；t5时刻感应电流为 0, D 错.【答案】 BC超越自我提升练9.（多选）一矩形线圈，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向并位于线圈平面的固定轴转动， 线圈中产生的感应电动势e随时间t的变化规律如图 5-1-16 所示，则下列说法中正确的是 （ ）图 5-1-16A.t1和t3时刻穿过线圈的磁通量为零6B.t1和13时刻穿过线圈的磁通量的变化率为零C. 线圈平面从与磁场方向平行的时刻开始计时7D.每当感应电动势 e 变换方向时，穿过线圈的磁通量的绝

8、对值都最大【解析】由图象可知，为余弦式交变电流，说明t=0 时，线圈平面与磁感线方向平行，选项 C 正确.tl、t3时刻感应电动势为零，说明这两个时刻穿过线圈的磁通量变化率为 零，穿过线圈的磁通量最大，所以选项B 正确，选项 A 错误当线圈通过中性面时，感应电动势为零，感应电动势的方向要发生改变，所以选项D 正确故本题的正确选项为B C、D.【答案】BCD10.（多选） （2014 广州高二检测）如图中各图面积均为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3匀速转动，能产生正弦式交变电动势e=BSosin3t的图是（ ）【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

9、内）匀速转动，产生的正弦式交变电动势为e=BSosin3t，由这一原则判断，A 图和 C 图符合要求；B 图中的转轴不在线圈所在平面内；D 图转轴与磁场方向平行，而不是垂直，且磁通量不变不能产生感应电流.故 A C 正确.【答案】 AC11 . （2014 九江一中高二检测）一根长直的通电导线中的电流按正弦规律变化，如图 5-1-17（ a）、（b）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 5-1-17A. t1时刻B.t2时刻C.t3时刻D. t4时刻【解析】 线框中的磁场是直线电流i产生的，在t1、t3时刻，电流i最大，但电

10、流的 变化率为零，穿过线框的磁通量变化率为零，线框中没有感应电动势，a、b两点间的电势差为零.在t2、t4时刻，电流i= 0,但电流变化率最大，穿过线框的磁通量变化率最大，ab两点间的电势差最大，再根据楞次定律可得出a点相对b点电势最高的时刻在t4.【答案】 DA8图 5-1-18212.一矩形线圈，面积是0.05 m，共 100 匝，线圈电阻r= 1Q,外接电阻R= 4Q,1线圈在磁感应强度B= T 的匀强磁场中以n= 300 r/min 的转速绕垂直于磁感线的轴匀速n转动，如图 5-1-18 所示，若从中性面开始计时，求：(1) 线圈中感应电动势的瞬时值表达式；1(2) 线圈从开始计时经 不 s 时线圈中由此得到的感应电流的瞬时值；30(3) 外电路R两端电压瞬时值的表达式.【解析】(1)线圈转速n= 300 r/min = 5 r/s ,角速度3= 2nn= 10nrad/s ,线圈产生的感应电动势最大值En=NB3= 50 V,由此得到的感应电