人教版高中物理选择性必修第二册课后习题 第3章 交变电流 1 交变电流.docVIP

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第三章交变电流

1交变电流

必备知识基础练

1.如图所示,线圈中不能产生交变电流的是()

2.(多选)线圈在匀强磁场中转动产生的电动势e=10sin20πt(V),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=0.4s时,e有最大值102V

3.处在匀强磁场中的矩形线圈abcd,以恒定的角速度绕ab边转动,磁场方向平行于纸面并与ab垂直,在t=0时刻,线圈平面与纸面重合(如图所示),线圈的cd边离开纸面向外运动,若规定由a→b→c→d→a方向的感应电流方向为正,则能反映线圈中感应电流I随时间t变化的图像是下图中的()

4.线圈在匀强磁场中匀速转动,产生交变电流的图像如图所示,由图可知()

A.在A、C时刻线圈处于中性面位置

B.在B、D时刻穿过线圈的磁通量为零

C.从A时刻到D时刻线圈转过的角度为π

D.若从O时刻到D时刻经过0.02s,则在1s内交变电流的方向改变100次

5.(多选)一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动,穿过线圈的磁通量随时间的变化图像如图所示,则下列说法正确的是()

A.t=0时,线圈平面与中性面平行

B.t=0.01s时,穿过线圈平面的磁通量的变化率最大

C.t=0.02s时,线圈中有最大感应电动势

D.t=0.025s时,线圈中有最大感应电流

6.一台发电机的结构示意图如图甲所示,其中N、S是永久磁铁的两个磁极,它们的表面呈半圆柱面形状。M是圆柱形铁芯,铁芯外套有一矩形线圈,线圈绕铁芯M中心的固定转轴匀速转动。磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径的辐向磁场。若从图甲所示位置开始计时,此时电动势为正值,下列图中能正确反映线圈转动一周时,产生的感应电动势e随时间t的变化规律的是()

7.如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=2π

(1)求转动过程中线圈中感应电动势的最大值。

(2)从图示位置(线圈平面与磁感线平行)开始计时,求线圈中感应电动势的瞬时值表达式。

(3)由图示位置转过30°角时,求电路中电流的瞬时值。

关键能力提升练

8.如图甲所示,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OO与磁场边界重合。线圈按图示方向匀速转动。若从图示位置开始计时,并规定电流方向沿a→b→c→d→a为正方向,则线圈内感应电流随时间变化的图像是图乙中的()

甲

乙

9.(多选)如图甲所示为一个矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。线圈内磁通量随时间t变化如图乙所示,则下列说法正确的是()

A.t1时刻线圈中的感应电动势最大

B.t2时刻ab的运动方向与磁场方向垂直

C.t3时刻线圈平面与中性面重合

D.t4、t5时刻线圈中感应电流的方向相同

10.(多选)如图甲所示,在匀强磁场中,一矩形金属线圈两次分别以不同的转速,绕与磁感线垂直的轴匀速转动,产生的交变电动势图像如图乙中曲线a、b所示,则()

A.两次t=0时刻线圈平面均与中性面重合

B.曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3

C.曲线a表示的交变电动势频率为25Hz

D.曲线b表示的交变电动势最大值为10V

11.(北京丰台期末)大型发电机几乎都是旋转磁极式发电机,其原理简图如图所示。竖直平面内闭合线圈abcd固定不动,磁体绕图中的虚线旋转,线圈中就会产生感应电流。若条形磁体以10πrad/s的角速度匀速转动,且图示时刻N极正在向里转。现以图示时刻为计时起点,则下列推断正确的是()

A.该发电机产生的交变电流频率是10Hz

B.t=0时线圈中的电流方向为abcda

C.t=0.5s时线圈中的电流方向发生变化

D.t=5s时线圈中的电流最小

12.(山西大同期中)如图所示为演示用的手摇发电机模型,匀强磁场磁感应强度B=0.5T,线圈匝数N=50匝,每匝线圈面积为0.48m2,转速为150r/min。在匀速转动过程中,从图示位置线圈转过90°开始计时。

(1)写出交变电流感应电动势瞬时值的表达式;

(2)画出et图线。

答案：

1.AB、C、D中线圈产生的感应电流方向均发生变化,故能产生交变电流,A中不产生交变电流。故选A。

2.AB由电动势的瞬时值表达式可知从线圈位于中性面时开始计时,所以t=0时,线圈平面位于中性面,磁通量为最大,但此时导线速度方向与磁感线平行,切割磁感线的有效速率为零,A、B正确,C错误;当t=0.4s时,e=10sin20πt(V)=10×sin(20π×0.4)V=0,D错误。

3.C分析交变电流的图像问题应注意图线上某一时刻对应线圈在磁场中的位置,将图线描述的