人教版物理选修32检测习题第五章51交变电流

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人教版物理选修3-2检测试卷

第五章5.1交变电流

郭大牛

一、选择题

如图甲所示，a、b为两个并排搁置的共轴线圈，a中通好像图乙所示的交变电流，则以下判断错误的选项是（）

A.在t1到t2时间内，a、b相吸

B.在t2到t3时间内，a、b相斥

C.t1时辰两线圈间作使劲为零

D.t2时辰两线圈间吸引力最大

2.（多项选择）以以以下图的4种电流随时间变化的图中，属于交变电流的有（）

A.B.C.D.

（多项选择）以下状况中线圈中产生了交流电的是()。

A.B.C.D.

（多项选择）矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时产生了交

变电流，以下说法正确的选项是()．

当线框位于中性面时，线框中感觉电动势最大

当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感觉电动势也为零

每当线框经过中性面时，感觉电流方向就改变一次

线框经过中性面时，各边切割磁感线的速度为零

5.一矩形线圈，绕与匀强磁场垂直的中心轴OO′按顺时针方向旋转，引出线的

两端与相互绝缘的半圆铜环连接，两个半圆环分别与固定电刷A、B滑动接触，

电刷间接有电阻，以以以下图，在线圈转动过程中，经过电阻的电流（）

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A．大小和方向都不停变化

B．大小和方向都不变

C．大小不停变化，方向是A→R→B

D．大小不停变化，方向是B→R→A

（多项选择）矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生如图

所示的交流电，则对应t1时辰线圈的地点可能为以以下图中的（）

A.B.

C.D.

7.通有电流i＝Imsinωt的长直导线OO′与断开的圆形导线圈在同一平面内，如图

6所示(设电流由O至O′为正)，为使A端的电势高于B端的电势且UAB减小，交变电流必然处于每个周期的()

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A.第一个1周期B.第二个1周期44C.第三个1周期D.第四个1周期44（多项选择）矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t图像如图，则在时辰（）

A.t1，t3线圈经过中性面

B.t2，t4线圈中磁通量最大

C.t1，t3线圈中磁通量变化率最大

D.t2，t4线圈平面与中性面垂直

单匝矩形金属线圈，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的交流电动势e随时间t变化的状况以以以下图。以下说法中正确的选项是

e/V

2O0.10.2t/s0.3-2A．0.05s时穿过线圈的磁通量为零B．此交流电的频率为0.2HzC．t=0.1s时，线圈平面与磁场方向平行D．线圈转速加倍时，感觉电动势随时间变化的表达式为e=2sin2πt（V）10.一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO′匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中，经过线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示，以下说法正确的选项是（）

t1、t3时辰经过线圈的磁通量变化率最大

t1、t3时辰线圈中感觉电流方向改变

t2、t4时辰线圈中磁通量最大

t2、t4时辰线圈中感觉电动势最大

11.矩形线圈匝数50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈

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的磁通量Φ随时间t的变化规律以以以下图，则

A.在t＝0.1s和t＝0.3s时，电动势最大B.在t＝0.1s和t＝0.3s时，线圈与中性面垂直C.在t＝0.2s和t＝0.4s时，磁通量变化率最大D.在t＝0.2s和t＝0.4s时，电动势改变方向12.以以以下图，面积为S的N匝矩形线圈，在磁感觉强度为B的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴以角速度ω匀速转动，即可在线圈中产生正弦交流电．已知闭合回路总电阻为R,图示地点线圈平面与磁场平行，以下说法正确的选项是

A.线圈从图示地点转90°的过程中磁通量的变化量为NBS

线圈在图示地点磁通量的变化率为零

线圈从图示地点转90°的过程中经过灯泡的电量为NBS/R

线圈从图示地点开始计时，感觉电动势e随时间t变化的函数为

e=NBSωsinωt

13.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴匀速转动时，产生的交变电

流的最大值出现（）

A.线圈平面与磁感线平行时B.线圈平面与磁感线垂直时

C.线圈平面与中性面重合时D.线圈平面与中性面成300角时

14.以以以下图，一圆柱形铁芯上沿轴线方向绕有矩形线圈，铁芯与磁极的缝隙间

形成了辐向均匀磁场，磁场的中心与铁芯的轴线重合。当铁芯绕轴线以角速度

ω逆时针转动的过程中，线圈中的电流变化图象在以以以下图中哪一个是正确的？

（从图地点开始计时，N、S极间缝隙的宽度不计。以a边的电流进入纸面，b

边的电流出纸面为正方向）（）

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A.B.

C.D.

15.以以以下图，一矩形线圈abcd搁置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴

OO′以角速度ω逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角θ＝0°时（如

图）为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正。则以下四幅图中

正确的选项是（）

A.B.

C.D.

二、解答题

以以以下图，一边长为l的正方形线圈abcd绕对称轴OO'在匀强磁场中转

动，转速为n=120转/分，若已知边长l=20cm，匝数N=20，磁感觉强度B=0.2T，求:

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1）转动中的最大电动势及地点。

2）从中性面开始计时的电动势瞬市价表达式。

3）从图示地点转过90°过程中的均匀电动势。

以以以下图，矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，线圈的面积为S、匝数为N、电阻为r，转动的角速度为ω，磁场的磁感觉强度

大小为B，线圈两端经过滑环、电刷外接一个阻值为R的定值电阻．从线圈平面经中性面开始计时（t=0），试回答以下问题：

1）写出穿过线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律；

2）写出线圈中感觉电流i随时间t的变化规律；

3）从t=0到时间内经过电阻R的电量．

以以以下图，矩形线圈100匝，ab=30cm，ad=20cm，匀强磁场磁感觉强度

B=0.8T，绕轴OO′从图示地点开始匀速转动，角速度ω=100πrad/s，试求：

1）穿过线圈的磁通量最大值Φm=？线圈转到什么地点时获得此值？

2）线圈产生的感觉电动势最大值Em=？线圈转到什么地点时获得此值？

3）写出感觉电动势e随时间变化的表达式．

19.以以以下图，一半径为r＝10cm的圆形线圈共100匝，在磁感觉强度B＝

T的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的中心轴线OO′以n＝600r/min的转

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速匀速转动，当线圈转至中性面地点(图中地点)时开始计时．

1）写出线圈内所产生的交变电动势的瞬市价表达式；

2）求线圈从图示地点开始在1/60s时的电动势的瞬市价．

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参照答案

1.D

【解析】A、B、t1到t2时间内，a中电流减小，a中的磁场穿过b且减小，所以b中产生与a同向的磁场，故a、b相吸，A选项正确，同理B选项正确，则A、B选项不切合题意；

C、t1时辰a中电流最大，但变化率为零，b中无感觉电流，故两线圈的作使劲

为零，故C选项正确，则C选项不切合题意；

D、t2时辰a中电流为零，但此时电流的变化率最大，b中的感觉电流最大，但

相互作使劲为零，故D选项错误，则D选项切合题意。

故答案为：D。电磁现象的基本应用，变化的电流产生磁场，a、b磁场方向同样时相互吸引，方向相反时相互排斥。

2.CD

【解析】交变电流是强弱和方向都随时间改变，正弦式交变电流是按正弦规律

变化的交变电流，图象中数值的正、负表示电流方向。A选项中电流数值总为正，表示电流方向不变，是直流；B选项中图象虽为正弦，但因为电流老是正当，表示电流方向不变，电流大小随时间变化，也是直流；C、D选项中电流强

度和方向都随时间做周期性变化，是交变电流。故C、D选项切合题意。

故答案为C、D。交变电流指的是方向随时间周期性变化的电流。

3.BCD

【解析】A中线圈转动时，穿过线圈的磁通量不变，故不产生感觉电流，选项

错误；BCD中的线圈转动时，穿过线圈的磁通量发生变化，均会产生感觉电流，应选项BCD正确；应选BCD.

4.CD

【解析】当线框位于中性面时，各边切割磁感线的速度为零，则线框中感觉电动势最小，选项A错误，D正确；当穿过线框的磁通量为零时，磁通量的变化率最大，线框中的感觉电动势最大，选项B错误；每当线框经过中性面时，感

应电流方向就改变一次，选项C正确；应选CD.

5.C

【解析】该图是直流发电机的原理图，前端两个半环称为“换向器”，依据右

手定章，可以判断电流方向是A→R→B．因为线圈旋转切割磁力线，所以垂直于磁场的相对速度不停变化，即产生的感觉电动势大小也不停变化，所以经过R的电流大小不停变化，故ABD错误，C正确；应选C。

6.BD

【解析】线圈在匀强磁场中绕轴逆时针匀速转动时，切割磁感线，产生电流，在时辰，此时感觉电流为零，磁通量变化率为零，磁通量最大，线圈平面和磁场方向垂直，故BD正确．

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7.A

【解析】由E∝∝l可知，要E减小，即要i减小，题中要求φA＞φB，ttt由楞次定律知，只有在第一个1周期才切合要求，A项正确．4

应选A

8.AD

【解析】t1，t3时辰，感觉电动势为零，故线圈经过中性面，此时磁通量最

大，磁通量的变化率最小，应选项A正确，BC错误；t2，t4时辰，感觉电动势最大，此时线圈平面与中性面垂直，选项D正确。应选AD.

9.A

【解析】0.05s时线圈中感觉电动势最大，此时线圈平面与磁感线平行，穿过

线圈的磁通量为零，选项A正确；此交流电的周期为0.2s，频率为5Hz，选项

B错误；t=0.1s时，感觉电动势为零，故此时线圈平面与磁感线垂直，选项C错误；线圈转速加倍时，依据EmnBS可知感觉电动势的最大值加倍，角速度加倍，则感觉电动势随时间变化的表达式为e=4sin20πt（V），选项D错误；应选A.10.B【解析】t1、t3时辰经过线圈的磁通量最大，而磁通量的变化率等于零，A错；t1、t3时辰经过线圈的磁通量最大，处于中性面，线圈中感觉电流方向改变，B对；t2、t4时辰磁通量为零，线圈与磁场平行，线圈中感觉电动势最大，C错、对。

11.C

【解析】交变电流产生过程中，线圈在中性面上时，穿过线圈的磁通量最大，感觉电动势最小，线圈与中性面垂直时，经过的磁通量最小，电动势最大；结

合t图象解析答题．

在0.1s和0.3s时磁通量最大，磁通量变化率为零，所以电动势为零，与中性面平行，AB错误；在0.2s和0.4s时磁通量为零，此时磁通量变化率最大，电动势最大，电动势不改变方向，C正确D错误．

12.C

【解析】图示地点磁通量为，转过90°磁通量为．线圈

在中性面时此时产生的感觉电动势为零，依据计算电荷量

磁通量变化量为，经过灯泡的电荷量为，A错误C

正确；图示地点磁通量为零，磁通量变化率最大，B错误；线圈从图示地点开

始计时，t=0时辰感觉电动势最大，故感觉电动势e随时间t变化的函数为

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，故D错误．

13.A

【解析】当线圈与磁场平行时，磁通量为零，磁通量的变化率最大，则感觉电

动势最大。

应选：A。

14.C

【解析】将一个周期分红两个半个周期研究，依据右手定章判断感觉电流的方

向，确立电流的正负．依据感觉电动势公式推导电动势表达式，确立电流大

小，此后选择图象．

在一个周期内，前半个周期内：依据右手定章可知电流从b边进入纸面，a边

的电流出纸面，为负值．设ab边长为，ad边长为，矩形abcd的面积为

S，电阻为R，磁感觉强度大小为B，则感觉电动势大小为，感

应电流大小为，不变；后半个周期内：依据右手定章可知电流从a边

进入纸面，b边的电流出纸面，为正当．感觉电流大小为，不变，C正

确．

15.D

【解析】从图可看出线圈从垂直于中性面开始旋转，所以是余弦函数，依据楞次定律可以判断出电流方向，写出电流的刹时表达式即可求解．

从图可看出线圈从垂直于中性面开始旋转，由楞次定律可判断，初始时辰电流方向为b到a，依据法拉第电磁感觉定律可得此时产生的感觉电流负向最大，

故刹时电流的表达式为，故D正确．

16.

1）解:当线圈平面转到与磁场平行时，ab、cd两边均垂直切割磁感线，这时线圈中产生的感觉电动势最大

Em=NBSω=20×0.2×0.22×2π×2V=2.0V

2）解:电动势瞬市价表达式为e=Emsinωt=2sin（4πt）V

（3）解:E=N＝N＝NBSω=4NBSf＝4×20×0.2×0.22×2V=1.28

V

17.

1）解：最大值：Φm=BS；

磁通量由最大值开始变化；故磁通量的变化规律为：

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=Φmcosωt=BScosωt

（2）解：线圈中产生的感觉电动势e=Emsinωt=NBωSsinωt

线圈中感觉电流i=

（3）解：t=0时辰穿过线圈的磁通量Φ1=﹣BS；

时辰穿过线圈的磁通量，

从t=0到时间内，穿过线圈的磁通量变化

经过电阻R的电量

（1）当线圈平面与磁场垂直时，穿过线圈的磁通量最大值，为：

m=BS=0.8×0.3×0.2=0.048Wb穿过线圈的磁通量最大值Φm=0.048Wb线圈转到中性面时,获得此值.

（2）当线圈平面与磁场平行时，感觉电动势的最大值为