高二物理（人教版）试题 选择性必修二 课时跟踪检测（十六）　交变电流

5/5课时跟踪检测(十六)交变电流A级——基础达标1．下列各图像中不属于交流电的是()2．(2024·江苏苏州期中)如图甲所示，一个矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，线圈内的磁通量随时间t变化的图像如图乙所示。则下列说法中正确的是()A．t1时刻线圈中的感应电动势最大B．t2时刻ab边的运动方向与磁场方向平行C．t3时刻线圈平面与中性面垂直D．t2和t4时刻线圈中感应电流的方向相反3．(2024·江苏南京期末)一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化规律如图所示，下列说法中正确的是()A．每当e转换方向时，通过线圈的磁通量变化率刚好为零B．t1时刻通过线圈的磁通量绝对值最小C．t2时刻通过线圈的磁通量绝对值最大D．t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大4．(多选)如图所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，下列说法正确的是()A．线圈每转动一周，指针左右摆动一次B．图示位置为中性面，线圈中无感应电流C．线圈逆时针转动到图示位置时，ab边的感应电流方向为a→bD．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为05．(2024·贵州铜仁期末)(多选)如图为交流发电机示意图，线圈沿逆时针方向匀速转动，下列说法正确的是()A．甲→乙过程中，AB边中的电流由A→BB．丙→丁过程中，AB边中的电流由A→BC．图甲位置线圈中感应电动势最大D．图乙位置线圈中感应电流最大6.(2024·河南郑州期中)如图所示，一个竖直放置、匝数为n的矩形线圈abcd在水平向右的匀强磁场中以角速度ω匀速转动，转轴OO′与磁场方向垂直，线圈面积为S，磁感应强度大小为B，下列说法正确的是()A．线圈平面与磁场垂直时，磁通量为零B．线圈平面与磁场垂直时，磁通量变化最快C．线圈平面与磁场平行时，磁通量变化率最大D．感应电动势最大值为BSω7.(2024·河南南阳期末)如图所示，空间有一匀强磁场水平向右，一正方形导线框abcd平行于磁场方向放置，已知导线粗细均匀，若该线框分别绕不同轴线以相同大小的角速度转动，以下说法正确的是()A．线框绕ac轴转动，线框中不会产生交流电B．线框分别绕AB轴和CD轴从图示位置开始转动时产生的交流电相同C．若以ab为轴转动，不会产生周期性电流，但a、d两点间会有电势差D．沿AB方向观察，从图示位置开始线框分别绕ad轴和bc轴顺时针转动，线框中瞬间产生的感应电流方向相反8.线圈的匝数为100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如图所示。下列结论正确的是()A．在t＝0和t＝0.2s时，线圈平面和磁场垂直，感应电动势最大B．在t＝0.1s和t＝0.3s时，线圈平面和磁场垂直，感应电动势为0C．在t＝0.2s和t＝0.4s时，电流改变方向D．在t＝0.1s和t＝0.3s时，线圈切割磁感线的有效速率最大9.如图所示，一半径为r＝10cm的圆形线圈共100匝，在磁感应强度B＝eq\f(5,π2)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的转速匀速转动，当线圈转至中性面位置(图中位置)时开始计时。(1)写出线圈内所产生的交流电动势的瞬时值表达式。(2)求线圈从图示位置开始在eq\f(1,60)s时的电动势的瞬时值。B级——综合应用10．(2024·广西桂林期中)如图甲所示是市面上流行的手摇手机充电器，它体型小，携带方便，可以在紧急状态下给手机临时充电，其示意图如图乙所示。若某人摇动手柄给手机充电时，其内部线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，下列说法正确的是()A．线圈转动的快慢程度不会影响回路中的电流大小B．当线圈转到图乙所示位置时，电流方向将发生改变C．若从图乙位置开始计时，线圈中的电流瞬时值表达式为i＝ImsinωtD．当线圈转到图乙所示位置时，穿过线圈的磁通量的变化率最大11.(2024·湖北武汉期中)某漂浮式波浪能发电装置发电原理可作如下简化：海浪带动浪板上下摆动，驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。如图，若转子带动线圈沿逆时针方向转动，并向外输出电流，下列说法正确的是()A．图中线圈所处位置是中性面B．在图所示位置时，穿过线圈的磁通量最大C．在图所示位置时，线圈a端电势高于b端电势D．在图所示位置时，线圈靠近S极的导线受到的安培力方向向上12.(选自粤教版教材课后练习)如图所示，面积为0.05m2、总电阻为1Ω、共100匝的矩形线圈abcd处于磁感应强度B＝eq\f(1,π)T的匀强磁场中，其外接阻值R＝9Ω的电阻，线圈以300r/min的转速绕OO′匀速旋转。(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式。(2)画出线圈中感应电动势随时间变化的图像。(3)求出线圈转过eq\f(1,30)s时，线圈中感应电动势的瞬时值。课时跟踪检测(十六)1．选A题图A中电流的方向不变，是直流电，题图B、C、D中电流的大小、方向都做周期性变化，是交流电，B、C、D错误，A正确。2．选Dt1时刻通过线圈的磁通量最大，此时磁通量的变化率等于零，故感应电动势为零，故A错误；t2时刻磁通量为零，线圈与磁场平行，故ab边的运动方向跟磁场方向垂直，故B错误；t3时刻通过线圈的磁通量最大，故此时线圈平面与中性面重合，故C错误；由题图乙可知，t2和t4时刻Φ­t图线切线的斜率相反，由法拉第电磁感应定律可知，t2和t4时刻产生的感应电动势方向相反，t2和t4时刻线圈中感应电流方向相反，故D正确。3．选A每当e转换方向时，e＝0，根据e＝neq\f(ΔΦ,Δt)，则通过线圈的磁通量变化率刚好为零，A正确；t1时刻，e＝0，线圈平面与磁场垂直，通过线圈的磁通量绝对值最大，B错误；t2时刻，感应电动势的绝对值最大，则线圈平面与磁场方向平行，通过线圈的磁通量为零，通过线圈的磁通量绝对值最小，C错误；t3时刻，e＝0，根据e＝neq\f(ΔΦ,Δt)，则通过线圈的磁通量变化率的绝对值为零，D错误。4．选AC线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生呈周期性变化的交变电流，线圈经过中性面时电流改变方向，线圈每转动一周，有两次通过中性面，电流方向改变两次，指针左右摆动一次，A正确；题图示位置为与中性面垂直的位置，线圈处于题图示位置时，ab边向右运动，由右手定则可知，ab边的感应电流方向为a→b，B错误，C正确；线圈平面与磁场方向平行时，穿过线圈的磁通量为0，磁通量的变化率最大，D错误。5．选BD甲→乙过程中，根据右手定则可知，AB边中的电流由B→A，故A错误；丙→丁过程中，根据右手定则可知，AB边中的电流由A→B，故B正确；题图甲位置，线圈中磁通量最大，磁通量变化率为零，线圈中感应电动势最小，故C错误；题图乙位置，线圈中磁通量为零，磁通量变化率最大，线圈中感应电动势最大，感应电流最大，故D正确。6．选C线圈平面与磁场垂直时，磁通量最大，感应电动势为零，磁通量的变化率为零，磁通量变化最慢，故A、B错误；线圈平面与磁场平行时，磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大值为Em＝nBSω，故C正确，D错误。7．选C绕ac轴转动时，线框磁通量变化，线框中有交流电产生，A错误；绕AB轴转动时，在线框中产生正弦式交流电，绕CD轴转动时，线框磁通量不变，无交流电产生，B错误；若以ab为轴转动，线框无磁通量变化，不会产生交流电，但会在cb、da两端产生电动势，C正确；以ad或bc为轴顺时针转动，根据楞次定律可知，电流方向均为abcd，D错误。8．选B在t＝0、t＝0.2s、t＝0.4s时，磁通量最小，线圈位于和磁场平行的位置，感应电动势最大，电流方向没有发生改变，A、C错误；在t＝0.1s和t＝0.3s时，磁通量最大，线圈位于和磁场垂直的位置，感应电动势为0，磁通量变化率为0，线圈切割磁感线的有效速率最小，D错误，B正确。9．解析：(1)线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴线匀速转动时，线圈内产生正弦交流电动势，当线圈平面在中性面时开始计时，其表达式为e＝Emsinωt，其中Em＝NBSω(与线圈形状无关)，ω＝2πn＝20πrad/s，故e＝100sin20πt(V)。(2)当t＝eq\f(1,60)s时，e＝100sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(20π×\f(1,60)))V＝50eq\r(3)V。答案：(1)e＝100sin20πt(V)(2)50eq\r(3)V10．选D线圈转动得越快，通过线圈的磁通量变化越快，电路中电流越大，A错误；线圈转到中性面时，电流方向才会发生改变，题图乙所示位置与中性面垂直，故电流方向不会改变，B错误；当线圈转到题图乙所示位置时，线圈中电流最大，表达式应为i＝Imcosωt，C错误；线圈转到题图乙所示位置时电流最大，穿过线圈的磁通量的变化率最大，D正确。11．选C题图中线圈所处位置与中性面垂直，穿过线圈的磁通量最小，故A、B错误；根据右手定则可知，线圈转动到如题图所示位置时，线圈内部电流从b到a，则此时a端电势高于b端电势，故C正确；线圈内部电流从b到a，根据左手定则可知，线圈靠近S极的导线受到的安培力方向向下，故D错误。12．解析：(1)感应电动势的最大值Em＝NBSω，ω＝2πn＝2π×eq\f(300,60)rad/s＝10πrad/s感应电动势的瞬时值