2022年高中物理第章交变电流第节认识交变电流学业分层测评粤教版 .pdf

1 认识交变电流(建议用时： 45 分钟) 学业达标 1( 多选 ) 关于交变电流和直流电的说法中，正确的是( ) 【导学号： 90270057】A如果电流大小做周期性变化，则一定是交变电流B直流电的大小可以变化，但方向一定不变C交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的D交变电流的最大特征就是电流的方向发生周期性的变化【解析】直流电的特征是电流方向不变，交流电的特征是电流方向改变另外交变电流不一定都是正弦式电流或余弦式电流【答案】BD 2下图中哪些情况线圈中不能产生交变电流( ) 【解析】A图中线圈绕平行于磁场的轴转动不产生电流，B、C、D中线圈产生的感应电流方向均发生变化【答案】A 3下列各种叙述正确的是( ) A线框平面和磁感线平行时即为中性面B线框平面与磁感线垂直时，磁通量最大，感应电动势最大C线框平面与磁感线平行时，磁通量为零，感应电动势最大D线框匀速转动，各时刻线速度一样大，各时刻产生的感应电动势一样大【解析】线框平面和磁感线垂直时即为中性面，磁通量最大， 但磁通量的变化率为零( 切割速度方向平行磁感线，不切割磁感线) ，感应电动势为零；线框平面与磁感线平行时，磁通量为零， 磁通量的变化率最大，感应电动势最大； 线框匀速转动， 各时刻线速度一样大，但速度的方向与磁场的夹角时刻变化，各时刻产生的感应电动势不一样C选项正确【答案】C 4( 多选 ) 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动产生交变电流穿过线圈平面的磁通量 与产生的感应电动势e的大小关系正确的是( ) A 最大，e最大B 最小，e最小C 最大，e最小D 最小，e最大【解析】磁通量最大时，其变化率为零( 切割速度方向平行磁感线，不切割磁感线) ，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - 2 感应电动势为零；磁通量为零时，磁通量的变化率最大，感应电动势最大【答案】CD 5一矩形线圈，绕与匀强磁场垂直的中心轴OO沿顺时针方向旋转，引出线的两端各与互相绝缘的半圆铜环连接，两个半圆铜环分别与固定电刷A、B滑动接触，电刷间接有电阻R，如图 2-1-7 所示，在线圈转动的过程中，通过R的电流 ( ) 【导学号： 90270058】图 2-1-7A大小和方向都不断变化B大小和方向都不变C大小不断变化，方向是ARBD大小不断变化，方向是BRA【解析】线圈转动时产生的是交变电流，大小不断变化，但由于通过电刷，流过R的方向一直是ARB. 【答案】C 6一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中感应电动势随时间的变化关系如图2-1-8 所示，则下列说法正确的是( ) 图 2-1-8At1时刻通过线圈的磁通量为零Bt2时刻通过线圈的磁通量最大Ct3时刻通过线圈的磁通量变化率最大Dt4时刻通过线圈的磁通量变化率最大【解析】t1、t3两时刻，线圈中感应电动势e0，故此两时刻线圈处于中性面位置，磁通量最大，磁通量的变化率为零，故A 、C两项错误；t2、t4两时刻，e最大，线圈处于垂直于中性面位置(BS) ，磁通量为零，磁通量的变化率最大，故B项错误， D项正确【答案】D 7如图 2-1-9 中的螺线管中通入交变电流，一电子沿轴线进入螺线管，电子在螺线管内将做 ( ) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 6 页 - - - - - - - - - 3 图 2-1-9A匀速直线运动B变速直线运动C匀速圆周运动D曲线运动【解析】通电螺线管接入交变电流时，由于电流做周期性的变化，产生的磁场也将做周期性的变化， 但电子初速度的方向与磁场的方向平行，不会受到磁场的作用，因此电子将做匀速直线运动，A项正确【答案】A 8( 多选 ) 关于中性面，下列说法中正确的是( ) A线圈在转动中经过中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零B线圈在转动中经过中性面位置时，穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大C线圈每经过一次中性面，线圈中感应电流的方向就改变一次D线圈每转动一周，经过中性面一次，所以线圈每转动一周，感应电流的方向就改变一次【解析】中性面是线圈平面与磁感线垂直的位置，线圈经过该位置时，穿过线圈的磁通量最大，各边都不切割磁感线，不产生感应电动势，所以磁通量的变化率为零，A正确，B错误；线圈每经过一次中性面，感应电流的方向就改变一次，但线圈每转一周要经过中性面两次，所以每转一周，感应电流的方向要改变两次，C正确， D错误【答案】AC 9( 多选)(2016 锦州高二期末) 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变化的图象如图2-1-10 所示，则下列说法中正确的是( ) 【导学号： 90270059】图 2-1-10At0.01 s时刻 的变化率达最大Bt0.02 s时刻感应电动势达到最大Ct0.03 s时刻感应电动势为零D每当 变换方向时，线圈中的感应电动势都为最大名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - - 4 【解析】t0.01 s及t0.03 s时， 0，但t最大，所以产生的感应电动势最大，选项A正确， C错误；t0.02 s 时， 最大，但t0，感应电动势为零，选项B错误；每当 变换方向时，t最大，感应电动势最大，选项D正确【答案】AD 10(多选 ) 如图 2-1-11 所示，一面积为S的单匝矩形线圈处于有界磁场中，能在线圈中产生交变电流的是( ) 图 2-1-11A将线圈水平向右匀速拉出磁场B使线圈以OO为轴匀速转动C使线圈以ab为轴匀速转动D磁场以BB0sin t规律变化【解析】将线圈向右匀速拉出磁场的过程中磁通量匀速减小，因此产生的感应电流大小不变， A错误线圈绕垂直于磁感线方向的轴转动时磁通量发生周期性变化，因此产生交变电流， B、C 正确如果磁感应强度发生周期性变化，而线圈面积不变，则磁通量也发生周期性变化，产生交变电流【答案】BCD 能力提升 11( 多选 ) 如图 2-1-12所示，一个矩形线圈在匀强磁场内绕OO轴转动观察连接线圈电流表的指针，可以判断( ) 图 2-1-12A指针随线圈转动而摆动，并且每转一周，指针左右摆动各一次B当线圈平面转到与磁感线垂直位置时，电流表指针偏转最大C当线圈平面转到与磁感线平行位置时，电流表指针不发生偏转D感应电动势和感应电流都是做周期性变化【解析】由题图可知， 初始时线圈与磁感线平行，产生的电流最大，当线圈平面转到名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - 5 与磁感线垂直时，电流为零，电流方向发生改变，所以B、C两项错；线圈在磁场中匀速转动一周时，感应电动势和感应电流都是做周期性变化，D项正确；电流方向改变两次，指针左右摆动各一次，A项正确【答案】AD 12. ( 多选)(2016 南京高二检测) 如图 2-1-13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02这段时间内 ( ) 【导学号： 90270060】图 2-1-13A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】02为四分之一周期的时间，t0 时刻，磁通量为0，感应电流最大，之后四分之一周期的时间内，穿过线圈的磁通量一直在增大，而线圈中的感应电流一直在减小，即穿过线圈的磁通量的变化率一直在减小【答案】AD 13( 多选 ) 如图 2-1-14 所示，电阻为R的正方形导线框， 边长为l，在磁感应强度为B，方向水平向右的匀强磁场中，在t0 时，线框所在平面与磁场垂直，线框处于竖直平面内，现使它绕水平轴OO以角速度 匀速转过180，则在转动过程中( ) 图 2-1-14A通过导线任意截面的电荷量为零B通过导线任意截面的电荷量为2Bl2RC导线框中磁通量的最大变化率为Bl2D导线框中感应电流方向改变一次名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - 6 【解析】通过导线任意截面的电荷量：qItERtttRR2Bl2R，故 B正确；磁通量的变化率最大时，感应电动势最大且EmBSBl2，又Et，故磁通量的最大变化率为Bl2，故 C 正确；从中性面转过180的过程中，感应电流的方向不变，故 D错【答案】BC 14在通电直导线AB的旁边放着一个不闭合的线框abcd，线框以OO为轴匀速转动，若OO与AB平行 ( 如图 2-1-15 所示 ) ， 问：线框转动到什么位置时产生的感应电动势最小？为什么？图 2-1-15【解析】线框转到如图所示位置时产生的感应电动势最小线框所在位置的磁场方向垂直纸面向里，线框转到如图所示位置时，各条边都不切割磁感线，不产生感应电动势【答案】见解析名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - -