2019秋 金版学案 物理·选修3-2（人教版）练习：第五章 1 交变电流 .doc

www.ks5u.comA级抓基础1.（多选）下列各图中，线圈中能产生交流电的有（）ABCD答案：BCD2.一个矩形线圈，在匀强磁场中绕一个垂直磁场方向的固定轴匀速转动，当线圈处于如图所示位置时，它的（）A.磁通量最大，磁通量变化率最大，感应电动势最大B.磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大C.磁通量最大，磁通量变化率最小，感应电动势最小D.磁通量最小，磁通量变化率最小，感应电动势最小解析：线圈处于题图所示位置时，它与磁感线平行，磁通量为零，磁通量变化率最大，感应电动势最大，选项A、C、D错误，B正确.答案：B3.矩形线圈在磁场中匀速转动时，产生的感应电动势最大值为50 V，那么该线圈由右图所示位置转过30，线圈中的感应电动势大小为（）A.50 VB.25 VC.25 V D.10 V解析：由题给条件知，交变电流瞬时值表达式为e50cos t50cos ，当30时，e25 V，B对.答案：B4.（多选）如图所示，一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO匀速转动，转动过程中线框中产生的感应电动势的瞬时值表达式为e0.5sin（20t）V，由该表达式可推知以下哪些物理量（）A.匀强磁场的磁感应强度B.线框的面积C.穿过线框的磁通量的最大值D.线框转动的角速度解析：根据正弦式交变电流的感应电动势的瞬时值表达式：eBSsin t，可得20 rad/s，而穿过线框的磁通量的最大值为mBS，所以可以根据BS0.5 V求出磁通量的最大值m0.025 Wb，无法求出匀强磁场的磁感应强度和线框的面积，故C、D正确.答案：CD5.一矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电动势为e10sin 20t V，则下列说法正确的是（）A.t0时，线圈位于中性面B.t0时，穿过线圈的磁通量为零C.t0时，导线切割磁感线的有效速度最大D.t0.4 s时，电动势第一次出现最大值解析：由电动势e10sin 20t V知，计时从线圈位于中性面时开始，所以t0时，线圈位于中性面，磁通量最大，但此时导线线速度方向与磁感线平行，切割磁感线的有效速度为零，A正确，B、C错误.当t0.4 s时，e10 sin（200.4） V0，D错误.答案：AB级提能力6.有一单匝闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，在转动过程中，线圈中的最大磁通量为m，最大感应电动势为Em，下列说法中正确的是（）A.当磁通量为零时，感应电动势也为零B.当磁通量减小时，感应电动势也减小C.当磁通量等于0.5m时，感应电动势为0.5EmD.角速度解析：由正弦式交变电流的产生原理可知，感应电动势与磁通量的变化率有关，与磁通量的大小无关.磁通量最大时，感应电动势为零；而磁通量为零时，感应电动势最大且EmBSm，故选项D正确.答案：D7.矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生如下图所示的交流电，设沿abcda方向为电流正方向，则对应t1时刻线圈位置为（）解析：由题图知在t1时刻线圈获得最大正向电流，电流方向为abcda，又线圈为逆时针转动，故只有B图符合电流方向为abcda且最大.答案：B8.（多选）如图所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO以恒定的角速度转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，则在0这段时间内（）A.线圈中的感应电流一直在减小B.线圈中的感应电流先增大后减小C.穿过线圈的磁通量一直在减小D.穿过线圈的磁通量的变化率一直在减小解析：题图位置线圈平面与磁场平行，感应电流最大，因为，在0时间内线圈转过个周期，感应电流从最大值减小为零，穿过线圈的磁通量逐渐增大，穿过线圈的磁通量的变化率一直在减小，故A、D正确，B、C错误.答案：AD9.一个100匝的矩形线圈，其面积为200 cm2、电阻为10 ，与外电阻R90 相接后，它在匀强磁场中转动所产生的感应电流随时间变化的图象如图所示，求线圈所在处匀强磁场的磁感应强度的大小.解析：设匀强磁场的磁感应强度大小为B，感应电动势的峰值EmNBSNBS，由闭合电路欧姆定律得Im，由此可得B，由题图知Im102A，T0.10 s，由题意可得S200 cm20.02 m2，Rr90 10 100 ，N100，把上述条件代入B，得B0.025 T.10.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴转动，线圈共100 匝，转速为 r/min，在转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为0.03 Wb，则线圈平面转到与磁感线平行时，感应电动势为多少？当线圈平面与中性面夹角为时，感应电动势为多少？解析：由题意知m0.03 Wb，2n2 rad/s rad/s.线圈转至与磁感线平行时，感应电动势最大，故EmNBSNm1000.03 V1 V，瞬时值表达式eEmsin tsin t V.当t时，esin V V.