高中物理人教版选修3-2课时作业5.1《交变电流》.docVIP

5.1 课时作业 基础达标 1．交变电流是(　　) A．矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动时产生的电流 B．按正弦规律变化的电流 C．强度随时间做周期性变化的电流 D．方向随时间做周期性变化的电流 【解析】　本题考查了交变电流的定义，只要方向随时间做周期性变化的电流就是交变电流，正弦式交变电流仅是其中之一，故D项正确． 【答案】　D 2．如图所示属交变电流的是(　　) 【解析】　大小和方向做周期性变化的电流，称为交变电流，在图象上表现为时间轴上下都存在图线，故选CD. 【答案】　CD 3．关于矩形线圈在匀强磁场中转动时产生的正弦式电流，正确的说法是(　　) A．线圈每转动一周，感应电流方向改变一次 B．线圈每转动一周，感应电动势方向改变一次 C．线圈每转动一周，感应电流方向改变两次，感应电动势方向改变一次 D．线圈每转动一周，感应电流方向和感应电动势方向都改变两次 【解析】　感应电动势和感应电流的方向，每经过中性面时改变一次，每个周期内方向改变两次，故选D. 【答案】　D 4．矩形线圈绕垂直于匀强磁场的对称轴做匀速转动，当线圈通过中性面时，则(　　) A．线圈平面与磁场方向垂直 B．线圈中的感应电动势的方向将发生变化 C．通过线圈的磁通量达到最大值 D．通过线圈的磁通量的变化率达到最大值 【解析】　线圈通过中性面这个特殊位置时，线圈平面与中性面垂直，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，故A、C正确，D错误；线圈每经过中性面一次，电流方向就改变一次，故B正确． 【答案】　ABC 5．如下图所示图象中属于交变电流的是(　　) 【答案】　ABC 6. 如图所示一正方形线圈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′观察，线圈沿逆时针方向转动．已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，边长为l，电阻为R，转动的角速度为ω.则当线圈转至图示位置时(　　) A．线圈中感应电流的方向为abcda B．穿过线圈的磁通量为0 C．线圈中的感应电流为 D．穿过线圈磁通量的变化率为0 【解析】　图示位置，线圈平面与磁场平行，所以穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大，B正确，D错误，此时由右手定则可知电流方向为adcba，A错误，由峰值表达式Em＝nBSω＝nBl2ω，所以Im＝，图示位置感应电流等于峰值，C正确. 【答案】　BC 7. 如图所示，正方形线圈abcd绕对称轴OO′在匀强磁场中匀速转动，线圈匝数为n，当转动的角速度为ω时，感应电动势瞬时值表达式为e＝nBSωcosωt(由图示位置计时)．其他条件不变，只是线圈的转速提高到原来的2倍，则表达式变为(　　) A．e＝nBSωcos2ωt B．e＝nBSωcosωt C．e＝nBS2ωcos2ωt D．e＝nBScosωt 【解析】　当线圈转速提高到原来的2倍，角速度也变为原来的2倍，其感应电动势的瞬时值表达式为e＝nBS·2ωcos2ωt，故C选项正确． 【答案】　C 8．如图所示，、两个并排放置的共轴线圈，中通有如图所示的交流电，则下列判断错误的是(　　) A．在t1到t2时间内，相吸 B．在t2到t3时间内，相斥 C．t1时刻两线圈间作用力为零 D．t2时刻两线圈间吸引力最大 【解析】　t1到t2时间内线圈中电流正向减小，在线圈中产生感应电流也为正向，故两线圈相互吸引，故A选项说法正确；t2到t3时间内，线圈中电流负向增大，在中产生正向的感应电流，相互排斥，B选项说法正确；t1时刻电流最大，但变化率为零，在中不产生感应电流，两线圈作用力为零，C选项说法正确；t2时刻中电流为零，但变化率最大，中感应电流最大，作用力为零，故D选项说法错误． 【答案】　D 9．一个面积为0.1 m2的矩形线圈，共100匝，在磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场中，以垂直于磁感线的轴匀速转动，从线圈平面平行于磁感线的位置开始转动，在0.05 s内线圈转过90°，在这段时间内，求：线圈中的感应电动势的最大值，并写出瞬时值表达式． 【解析】　设矩形线圈的匝数为N，面积为S，磁感应强度为B，匀速转动的角速度为ω，则感应电动势的最大值为Em＝NBSω； 角速度ω＝＝ rad/s＝10πrad/s， 最大值Em＝NBSω＝100×0.5×0.1×10π V＝157 V， 瞬时值表达式：e＝Emcosωt＝157 cos10πt V. 【答案】　157 V　e＝157cos10πt V 能力提升 1．一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动．在转动过程中，线框中的最大磁通量为Φm，最大感应电动势为Em.下列说法中正确的是(　　) A．当线框磁通量为零时，感应电动势也为零 B．线框转动的角速度ω等于Em/Φm C．当线框内磁通量