学年高中物理第五章交变电流交变电流练习新人教版选修2

1、学年高中物理第五章交变电流交变电流练习新人教版选修学年高中物理第五章交变电流交变电流练习新人教版选修PAGE学年高中物理第五章交变电流交变电流练习新人教版选修5-1交变电流时间：40分钟满分：100分一、选择题(每题6分，共60分)1(多项选择)以下各图中能产生交变电流的是()答案CD剖析A图中的转轴与磁场方向平行，B图中的转轴与纸面方向垂直，但线圈中的磁通量向来为零，线圈中无感觉电流产生，故A、B错误；依照交变电流产生的条件可知，线圈绕垂直于磁感线且经过线圈平面的轴线转动，就可以产生交变电流，对线圈的形状没有特别要求，故C、D正确。2关于交变电流和直流电流的说法中正确的选项是()A若是电流大

2、小随时间做周期性变化，则必然是交变电流B直流电流的大小和方向必然不变C交变电流必然是按正弦规律变化的D交变电流的最大特色就是电流的方向随时间做周期性的变化答案D剖析直流电的特色是电流的方向不变，电流的大小能够改变。交变电流的特色是电流的方向随时间改变。交变电流有多种形式，正弦式交流电可是交变电流中最基本、最简单的一种。应选D。3已知交变电流的瞬时表达式为i311sin314t(A)，从t0到第一次电流出现最大值时间是()A0.005sB0.001sC0.02sD0.01s答案A剖析交变电流瞬时表达式i311sin314t(A)故角频率为314rad/s故周期为：Teqf(2,314)s0.02

3、s因为是正弦式交变电流，从线圈经过中性面开始计时，故在eqf(T,4)时辰第一次出现电流峰值，即：0.005s，因此A项正确。4欲增大交流发电机的感觉电动势而不改变频率，下面措施中不能够够采用的是()A增大转速B增大磁感觉强度C增加线圈匝数D增大线圈的包围面积答案A剖析设线圈匝数为N，磁感觉强度为B，线圈围成的面积为S，角速度为，转速n单位采用r/s时fn，由EmNBSNBS2n，可知B、C、D项只改变Em的大小，没有改变频率，而A项改变了频率，应选A。5(多项选择)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以以下列图，以下说法中正确的选项是()A在t1时辰穿过线圈的磁通量达到峰值B

4、在t2时辰穿过线圈的磁通量达到峰值C在t3时辰穿过线圈的磁通量的变化率达到峰值D在t4时辰穿过线圈的磁通量的变化率达到峰值答案BC剖析本题观察交流电的图象及法拉第电磁感觉定律，要点要清楚i(e)和eqf(,t)的对应关系。从图中可知，t1时辰线圈中感觉电动势达到峰值，磁通量变化率达到峰值，而磁通量最小，线圈平面与磁感线平行。t2、t4时辰感觉电流为零，感觉电动势等于零，磁通量变化率为零，线圈处于中性面地址，磁通量达到峰值。t3时辰感觉电动势达到峰值，线圈中的磁通量变化率达到峰值。正确答案为B、C。6以以下列图是某交流发电机产生的感觉电动势与时间的关系图象。若是其他条件不变，仅使线圈的转速变为原

5、来的二倍，则交流电动势的最大值和周期分别变为()A400V,0.02sB200V,0.02sC400V,0.08sD200V,0.08s答案B剖析依照感觉电动势最大值的表达式EmNBS得知，Em与成正比，又知道2n，Teqf(2,)，因此可得Em2Em200V，Teqf(1,2)T0.02s，应选B。7在垂直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界线重合。线圈平面与磁场方向垂直，从t0时辰起，线圈以恒定角速度eqf(2,T)绕cd边沿以以下列图方向转动，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变化关系图象为(

6、)答案B剖析在t0时辰，磁通量最大，磁通量的变化率最小，产生的感觉电动势为零，即感觉电流为零，因此C、D错误；依照楞次定律可得，t0此后的四分之一周期内，线圈的磁通量减小，故产生的感觉电流方向为adcba为负方向，故B正确，A错误。8.(多项选择)以以下列图，一正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转动，沿着OO轴观察，线圈沿逆时针方向转动。已知磁感觉强度为B，线圈匝数为n，边长为l，电阻为R，转动角速度为，则当线圈转至图示地址时()A线圈中感觉电流的方向为abcdaB穿过线圈的磁通量为0，但磁通量的变化率为Bl2C线圈中的感觉电流为eqf(nBl2,R)D线圈从图示地址

7、起转动eqf(T,6)时，电动势的瞬市价为eqf(1,2)nBl2答案BCD剖析选项内容剖析结论A依照右手定则判断知，ad边切割磁感线产生的感觉电流方向由ad；bc边切割磁感线产生的感觉电流方向由cbB因为线圈平面与磁感线平行，因此穿过线圈的磁通量为0；eEmnBl2，由Eneqf(,t)得eqf(,t)eqf(E,n)Bl2C因为enBl2，因此ieqf(e,R)eqf(nBl2,R)Dteqf(T,6)，eqf(2,T)，由enBl2costnBl2coseqblc(rc)(avs4alco1(f(2,T)f(T,6)eqf(1,2)nBl29(多项选择)如图甲所示，U形金属导轨水平放置，

8、导轨上跨接一金属棒ab，与导轨构成闭合电路，并能在导轨上自由滑动，在导轨左侧与ab平行放置的导线cd中通以如图乙所示的交变电流，规定电流方向自c向d为正，则ab棒碰到向左的安培力的作用时间是()A0t1Bt1t2Ct2t3Dt3t4答案AC剖析0t1时间内，电流I由cd且逐渐增大，由安培定则知，穿过abEF回路的磁感觉强度垂直纸面向里，且逐渐增强，因此磁通量增大，由楞次定律判断金属棒ab中的电流方向由ab；再由左手定则可判断，此过程中ab棒所受安培力向左，选项A正确。同理，可判断出t1t2、t3t4时间内ab棒所受安培力向右，t2t3时间内ab棒所受安培力向左，C项正确，B、D错误。10(多项

9、选择)矩形线圈的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律以以下列图，以下结论正确的选项是()A在t0.1s和t0.3s时，电动势最大B在t0.2s和t0.4s时，电动势改变方向C电动势的最大值约是157VD在t0.4s时，磁通量变化率最大，其值约为3.14Wb/s答案CD剖析从题图中可知，在0.1s和0.3s时辰，穿过线圈的磁通量最大，此时辰磁通量的变化率等于零，感觉电动势为零，A错误；0.2s和0.4s时辰，穿过线圈的磁通量为零，但此时辰磁通量的变化率最大，线圈平面与中性面垂直，感觉电动势达到峰值，但方向不变，B错误。依照电动势的最大值公式：Em

10、NBS，mBS，eqf(2,T)，可得：Em157V；由ENeqf(,t)知磁通量变化率的最大值应为eqf(Em,N)3.14Wb/s，应选项C、D正确。二、非选择题(共3小题，40分)11(12分)发电机的转子是匝数为100匝、边长为20cm的正方形线圈，将它置于磁感觉强度B0.05T的匀强磁场中，绕着垂直于磁场方向的轴以100rad/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R10。(1)写出交变电流的瞬市价表达式；(2)从计时开始，线圈转过eqf(,3)的过程中经过线圈某一横截面的电荷量为多少？答案(1)i2sin100t(A)(2)1102C剖析(1)感觉

11、电动势最大值为EmnBSEm1000.050.20.2100(V)20(V)Imeqf(Em,R)2(A)，因此iImsint2sin100t(A)(2)从中性面开始计时，线圈转过eqf(,3)，则BSBSeqblc(rc)(avs4alco1(1cosf(,3)eqf(1,2)BS此过程中经过线圈某一横截面的电荷量qeqxto(I)teqf(n,tR)teqf(n,R)eqf(nBS,2R)代入数据解得q1102C。12(12分)一矩形线圈，面积是0.05m2，共100匝，线圈电阻r1，外接电阻R4，线圈在磁感觉强度Beqf(1,)T的匀强磁场中以n300r/min的转速绕垂直于磁感线的轴匀

12、速转动，以以下列图，若从中性面开始计时，求：(1)线圈中感觉电动势的瞬市价表达式；(2)开始计时经eqf(1,30)s时线圈中感觉电流的瞬市价；(3)外电路R两端电压的瞬市价表达式。答案(1)e50sin10t(V)(2)8.66A(3)u40sin10t(V)剖析(1)线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，从中性面开始计时产生的感觉电动势的瞬市价eEmsint，其中2n，EmNBS，代入数据可得2n25rad/s10rad/s，EmNBS100eqf(1,)0.0510V50V，因此e50sin10t(V)。(2)由闭合电路欧姆定律有ieqf(e,Rr)10sin10t(A)，当teq

13、f(1,30)s时，i10sineqblc(rc)(avs4alco1(10f(1,30)10sin605eqr(3)A8.66A。(3)由uiR得，u40sin10t(V)。13(16分)在图甲所示地域(图中直角坐标系xOy的一、三象限)内有匀强磁场，磁感觉强度方向垂直于纸面向里，大小为B。半径为l，圆心角为60的扇形导线框OPQ以角速度绕O点在纸面内沿逆时针方向匀速转动，导线框回路电阻为R。(1)求导线框中感觉电流的最大值I0和交变感觉电流的频率f；(2)在图乙中画出导线框在转动一周的时间内的感觉电流i随时间t变化的图象(规定与图甲中线框的地址相应的时辰为t0)。答案(1)eqf(1,2R)Bl2eqf