2019_2020学年高中物理第5章交变电流课时作业71交变电流含解析新人教版选修3_2.doc

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1、课时作业(七)一、单项选择题1如图所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，正确的说法是()A线圈每转动一周，电流方向改变1次B图示位置为中性面，线圈中无感应电流C图示位置ab边的感应电流方向为abD线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零解析线圈每转动一周，为一个周期，电流方向改变2次，故A项错误；图示位置磁通量线圈与磁场平行，磁通量为零，不是中性面，故B项错误；由楞次定律判断图示位置ab边的感应电流方向为ab，C项正确；线圈平面与磁场方向平行时，磁通量为零，磁通量变化率反而最大，故D项错误；故选C项答案C2.如图所示，单匝矩形线圈的一半放在有界匀强磁场中，中心轴线OO与磁场边界重合，

2、线圈绕中心轴线按图示方向(从上向下看逆时针方向)匀速转动，t0时刻线圈平面与磁场方向垂直，规定电流方向沿abcd为正方向，则下图中能表示线圈内感应电流随时间变化规律的是()解析线圈从初始时刻至转过时间内，ab一侧的线框在磁场中绕OO转动产生正弦交流电，电流方向由楞次定律判断为dcba且越来越大从转过至时间内，ab一侧线框在磁场外，而dc一侧线框又进入磁场产生交流电，电流方向为dcba且越来越小，以此类推，可知it图象正确的为B项也可以从中性面和用右手定则入手分析答案B3矩形金属线圈共10匝，绕垂直于磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的交变电动势e随时间t变化的情况如图所示下列说法中

3、正确的是()A此交流电的频率为0.2 HzB此交流电动势的有效值为1 VCt0.1 s时，线圈平面与磁场方向平行D线圈在转动过程中穿过线圈的最大磁通量为 Wb解析由图象可知，交流电的周期为0.2 s，电动势的最大值为1 V，所以其频率为5 Hz，有效值为 V，A、B两项错误；在0.1 s时电动势最小，磁通量最大，所以线圈平面与磁场垂直，C项错误；感应电动势的最大值为nBSnm1，所以m Wb Wb，D项正确答案D4交流发电机在工作时的电动势eEmsint，如果将其电枢的转速提高一倍，同时将电枢所围面积减小一半，其它条件不变，则其电动势变为()AeEmsintBe4Emsin2tCeEmsin2

4、t De4Emsint解析由公式enBSsint可知，转速提高一倍，则增倍，同时因电枢所围面积减小一半所以最大值不变而增倍，同时周期变小，所以选C项答案C5长为a、宽为b的矩形线圈，在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场的OO轴以恒定的角速度旋转设t0时，线圈平面与磁场方向平行，则此时的磁通量和磁通量的变化率分别是()A0，0 B0，BabC.，0 DBab，Bab解析实际上，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动时，产生交变电动势：eEmcostBabcost.当t0时，cost1，虽然磁通量0，但是电动势有最大值EmBab，根据法拉第电磁感应定律En，可知当电动势为最大值时，对应的磁通量

5、的变化率也最大，即EmBab.综上所述，故选B项答案B6如图甲所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO以角速度逆时针匀速转动若以线圈平面与磁场夹角45时(如图乙)为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正则图中正确的是()解析矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴转动时，产生的电流按正弦规律变化t0时，由右手定则可判断出线圈中电流的方向为adcba，与规定的电流的正方向相反，电流为负值t时，线圈平面与磁场垂直，线圈中的电流为零所以D项正确答案D7在一支氖管两端加一个正弦交流电压u50sin314t(V)当氖管两端电压达到或超过U025 V时，氖管就能发光则

6、在此交流电的一个周期内氖管的发光时间为()A0.2 s B0.02 sC0.01 s D0.005 s解析由314，解得此交流电的一个周期为T0.02 s，当氖管两端电压达到或超过U025 V时，氖管就能发光则在此交流电的一个周期内氖管的发光时间为T/2，即0.01 s，C项正确答案C8.如图所示是一台发电机的结构示意图，其中N、S是永久磁铁的两个磁极，它们的表面呈半圆柱形状M是圆柱形铁芯，它与磁极的柱面共轴，铁芯上有一矩形线框，可绕与铁芯M共轴的固定转轴旋转磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径、大小近似均匀的磁场若从图示位置开始计时，当线框绕固定转轴匀速转动时，下列图象中能正确反映线框中感应

7、电动势e随时间t变化规律的是()解析由磁场分布特点，线圈在每一位置的切割情况相同，故感应电动势大小是相同的，方向做周期性变化，故D项正确答案D二、不定项选择题9如图甲所示，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当从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化，则在t时刻()A线圈中的电流最大 B穿过线圈的磁通量为零C线圈所受的安培力为零 D线圈中的电流为零解析线圈转动的角速度为，则转过一圈用时，当t时说明转过了圈，此时线圈位于中性面位置，所以穿过线圈的磁通量最大，B项错误，由于此时感应电动势为零，所以线圈中电流为零，线圈所受的

8、安培力为零，A项错误，C、D两项正确答案CD10.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轴观察，线圈沿逆时针方向转动已知磁感应强度为B，线圈匝数为n，边长为l，电阻为R，转动角速度为，则当线圈转至图示位置时()A线圈中感应电流的方向为abcdaB穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率也为零C线圈中的感应电流为D线圈从图示位置起转动时，电动势的瞬时值为nBl2解析根据右手定则判断知，ad边切割产生的感应电流方向由ad；bc边切割产生的感应电流方向由cb，所以A项错误；在图示位置BS0；eEmnl2B，由En，得Bl2，i，所以C项正确，B项错误；t，

9、由enBl2costnBl2cosnBl2，D项正确答案CD11. (多选)如图甲左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R55 ，为理想电流表和电压表若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压，电压表的示数为110 V，下列表述正确的是()A电流表示数的为2 AB原、副线圈匝数比为21C电压表的示数为电压的有效值D原线圈中交变电压的频率为100 Hz解析根据电路图可知，电阻R的电压为110 V，电阻为55 ，所以电阻R的电流I A2 A，所以A项错误；由图可知，输入的电压的有效值为220 V，电压表的示数为110 V，即为输出的电压，根据电压与匝数成正比可得匝数比为21，所以B项正确；电压表、电

10、流表等的读数都是有效值，所以C项正确；经过变压器前后电压的频率是不变的，根据图象可知，输出电压的频率为f Hz50 Hz，所以原线圈中交变电压的频率也为50 Hz，所以D项错误故选B、C两项答案BC三、计算题12发电机的转子是匝数为100，边长为20 cm的正方形线圈，将它置于磁感应强度B0.05 T的匀强磁场中，绕着垂直于磁场方向的轴以100 rad/s的角速度转动，当线圈平面跟磁场方向垂直时开始计时线圈和外电路的总电阻R10 .线圈从计时开始，到转过60过程中通过线圈某一截面的电荷量为多少？解析En，又I，且I，tt.所以，通过线圈某一截面的电荷量qItt从中性面计时，转过60，如图所示：

11、BSBS(1cos60)BSq C1102 C.答案1102 C13.如图所示，N50匝的矩形线圈abcd，ab边长l120 cm，ad边长l225 cm，放在磁感应强度B0.4 T的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO轴以n3 000 r/min的转速匀速转动，线圈总电阻r1 ，外电路电阻R9 ，t0时线圈平面与磁感线平行，ab边正转出纸外、cd边转入纸里求：(1)t0时感应电流的方向；(2)感应电动势的瞬时值表达式；(3)线圈转90外力做的功；(4)从图示位置转过90的过程中流过电阻R的电荷量解析(1)根据右手定则，感应电流方向为adcba.(2)转速：n3 000 r

12、/min50 r/s线圈的角速度2n100 rad/s，图示位置的感应电动势最大，其大小为EmNBl1l2，代入数据得Em314 V感应电动势的瞬时值表达式：eEmcost314cos100t(V)(3)电动势的有效值E线圈匀速转动的周期T0.02 s线圈匀速转动90，外力做功大小等于电功的大小，即：WI2(Rr)代入数据得W24.65 J.(4)从t0起转过90过程中，t内流过R的电荷量：qItI联立得：q代入数据得q0.1 C答案(1)t0时感应电流的方向为adcba方向；(2)感应电动势的瞬时值表达式为e314cos100t(V)；(3)线圈转90外力做的功是24.65 J；(4)从图示位置转过90的过程中流过电阻R的电荷量是0.1 C.7