学年高中物理第章交变电流第节交变电流的描述课后提能训练粤教版选修-.doc

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1、第2节 交变电流的描述根底达标一、选择题(在每题给出的四个选项中，第13题只有一项符合题目要求，第45题有多项符合题目要求)1线框在匀强磁场中绕OO轴匀速转动(由上向下看是逆时针方向)，当转到如下图位置时，磁通量和感应电动势大小的变化情况是()A磁通量和感应电动势都在变大B磁通量和感应电动势都在变小C磁通量在变小，感应电动势在变大D磁通量在变大，感应电动势在变小【答案】D2(2022福建模拟)图甲为一小型发电机的示意图，发电机线圈内阻为1 ，灯泡L的电阻为9 ，电压表为理想交流电压表发电机产生的电动势e随时间t按图乙的正弦规律变化，那么()A0.01 s时穿过线圈的磁通量为零B线圈转动的角速度

2、为50 rad/sC电压表的示数为10 VD灯泡L的电功率为9 W【答案】D【解析】0.01 s时电动势为零，线圈处于中性面位置，故穿过线圈的磁通量最大，故A错误；由图可知，交流电的周期为0.02 s，那么线圈转动的角速度为rad/s100 rad/s，故B错误；由交流电的最大值Em10 V，有效值E V10 V，电压表示数U109 V，故C错误；灯泡消耗的功率为P9 W，D正确3一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甲所示，那么以下说法中正确的选项是()甲乙At0时刻，线圈平面与中性面垂直Bt0.01 s时刻，线圈中磁通量变化率最大Ct0.0

3、2 s时刻，瞬时电动势最大D该线圈相应的交流电动势图象如图乙所示【答案】B【解析】线圈在中性面时磁通量最大，感应电动势最小，故t0时刻线圈在中性面上，A错；线圈与中性面垂直时磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大，B正确；易知t0.02 s时刻线圈在中性面上，C错；起始时刻感应电动势为零，故D错4如下图，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，那么在这段时间内()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穿过线圈的磁通量先减小后增大D穿过线圈的磁通量的变化率先减小后增大【答案】BC5如下图，矩形线圈ab

4、cd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时()A线圈绕P1或P2转动时电流的方向相同，都是adcbaB线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势C线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流D线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力【答案】AC【解析】由左手定那么可判断A对；对于两种转动方式，其总电动势为每条边切割磁感线产生的电动势之和，即eBlv1sin tBlv2sin tBl(r1r2)sin tBSsin t，与绕哪条轴转动无关，故B错、C对；由于f安培力BIl，因为流过的电流相同，故所

5、受安培力大小相等二、非选择题6有一匝数为10的正方形线框，边长为20 cm，线框总电阻为1 ，线框绕OO轴以10 rad/s的角速度匀速转动，如下图，垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.5 T问：(1)该线框产生的交变电流电动势最大值、电流最大值分别是多少？(2)线框从图示位置转过60时，感应电动势的瞬时值是多大？【答案】(1)6.28 V6.28 A(2)5.44 V【解析】(1)交变电流电动势最大值为EmNBS100.50.2210 V6.28 V，电流的最大值为Im A6.28 A(2)线框转过60时，感应电动势eEmsin 605.44 V7如下图，匀强磁场的磁感应强度为B0

6、.50 T，矩形线圈的匝数N100匝，边长Lab0.20 m，Lbc0.10 m，以3 000 r/min的转速匀速转动，假设从线圈平面通过中性面时开始计时，求：(1)交变电动势的瞬时值表达式；(2)假设线圈总电阻为2 ，线圈外接电阻为8 ，写出交变电流的瞬时值表达式；(3)线圈由图示位置转过的过程中，交变电动势的平均值【答案】(1)e314sin (100t) V(2)i31.4sin (100t) A(3)200 V【解析】(1)线圈的角速度2n100 rad/s，线圈电动势的最大值EmNBS314 V，故交变电动势的瞬时值表达式为eEmsin t314sin (100t) V(2)Im3

7、1.4 A，所以交变电流的瞬时值表达式为i31.4sin (100t) A(3)NN4NBSn200 V能力提升8(多项选择)如图甲所示，“匚形金属框导轨水平放置导轨上跨接一金属棒ab，与导轨构成闭合回路，并能在导轨上自由滑动，在导轨左侧与ab平行放置的导线cd中通以如图乙所示的交变电流，规定电流方向自c向d为正，那么ab棒受到向左的安培力的作用时间是()甲乙A0t1Bt1t2Ct2t3Dt3t4【答案】AC9(2022朝阳期末)如图甲所示，一个矩形导线框放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的固定轴OO以角速度 rad/s顺时针转动假设以线框平面与磁场方向垂直时(如图乙)为计时起点，并规定b

8、c边中电流i的方向由b流向c时为正，那么以下所示的四幅it图象正确的选项是()ABCD【答案】A【解析】从图乙可看出线圈从垂直于中性面开始旋转，由楞次定律可判断，初始时刻电流方向为b到c，为正值故瞬时电流的表达式为iImsin(t)，根据数学知识可知，A正确，B、C、D错误10一交流发电机产生的感应电动势随时间变化的图象如下图，求：(1)当t100 s时，电动势的瞬时值(2)当线圈第一次转到什么位置时，感应电动势的瞬时值为最大值的一半(3)线圈面积为16 cm2，共25匝，那么匀强磁场的磁感应强度B为多少？【答案】(1)0(2)(3)0.4 T【解析】Em5 V，100，有e5sin (100

9、t) V，(1)当t100 s时，e0(2)当e2.5 V时，sin 100t，有100t，故当线圈转到与中性面成角时，感应电动势的瞬时值为最大值的一半(3)EmnBS，有B T T11如下图，在匀强磁场中有一个“形导线框可绕AB轴转动，匀强磁场的磁感应强度B T，线框的CD边长为20 cm，CE、DF长均为10 cm，转速为50 r/s.假设从图示位置开始计时：(1)写出线框中感应电动势的瞬时值表达式；(2)在et坐标系中作出线框中感应电动势随时间变化关系的图象【答案】(1)e10cos(100t) V(2)见解析【解析】(1)线框转动，开始计时的位置为线圈平面与磁感线平行的位置，在t时刻线框转过的角度为t，此时刻eBl1l2cos t即eBScos t，其中B T，S0.10.2 m20.02 m2，2n250 rad/s100 rad/s，故e0.02100cos(100t) V，即e10cos(100t) V(2)线框中感应电动势随时间变化关系的图象如下图