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1、BatchDoc-Word 文档批量处理工具BatchDoc-Word 文档批量处理工具2.1 认识交变电流、认识交变电流、2.2 交变电流的描述交变电流的描述 每课一练（粤教每课一练（粤教 版选修版选修 3-23-2）1关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，下列说法中正确的是( ) A线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变 B线圈每转动一圈，感应电流方向就改变一次 C线圈平面经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次 D线圈每转动一圈，感应电动势和感应电流方向都要改变一次 2(双选)线圈在磁场中匀速转动产生的交流电的瞬时电动势为 e10sin 20
2、t V，则2下列说法正确的是( ) At0 时，线圈平面位于中性面 Bt0 时，穿过线圈的磁通量最大 Ct0 时，导线切割磁感线的有效速度最大 Dt0.4 s 时，e 达到峰值 10 V23交流发电机在工作时的电动势为 eEmsin t，若将其电枢的转速提高 1 倍，其他 条件不变，则其电动势变为( )AEmsin B2Emsint2t2 CEmsin 2t D2Emsin 2t 4一闭合矩形线圈 abcd 绕垂直于磁感线的固定轴 OO匀速转动，线圈平面位于如 图 6 甲所示的匀强磁场中通过线圈的磁通量 随时间 t 的变化规律如图乙所示，下列说 法正确的是( )图 6 At1、t3时刻通过线圈
3、的磁通量变化率最大 Bt1、t3时刻线圈中感应电流方向改变 Ct2、t4时刻线圈中磁通量最大 Dt2、t4时刻线圈中感应电动势最小 5(双选)如图 7 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观察，线圈沿逆时针方向转动已知匀强磁场的磁感应强度为 B，线圈匝数为 n，边长为 l，电阻为 R，转动的角速度为 ，则当线圈转至图示位置时( )图 7 A线圈中感应电流的方向为 abcdaB线圈中的感应电流为nBl2R C穿过线圈的磁通量为 0 D穿过线圈的磁通量的变化率为 0 6如图 8 所示，矩形线圈 abcd，已知 ab 为 L1，ad 为 L2，在磁
4、感强度为 B 的匀强磁BatchDoc-Word 文档批量处理工具BatchDoc-Word 文档批量处理工具场中绕 OO轴以角速度 (从图中位置开始)匀速转动，则线圈中感应电动势的大小为( )图 8A BL1L2sin t B BL1L2cos t1212 CBL1L2sin t DBL1L2cos t 7如图 9 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 0时(如图)为计时起点，并规定 当电流自 a 流向 b 时电流方向为正则下列四幅图中正确的是( )图 98(双选)如图 10 甲所示，一矩形闭合线圈在
5、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( )2图 10 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 9如图 11 所示，矩形线圈 abcd 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( )BatchDoc-Word 文档批量处理工具BatchDoc-Word 文档批量处理工具图 11 A线圈绕 P1转动时的电流等于绕 P2转动时的电流 B线圈绕 P1转动时的电动势小于绕
6、 P2转动时的电动势 C线圈绕 P1和 P2转动时电流的方向相同,都是 abcd D线圈绕 P1转动时 cd 边受到的安培力大于绕 P2转动时 cd 边受到的安培力 题 号123456789 答 案 10一矩形线圈在匀强磁场中以角速度 4 rad/s 匀速转动，产生的交变电动势的图象 如图 12 所示则交变电流的频率为_Hz，当 t0 时，线圈平面与磁感线_， 当 t0.5 s 时，e 为_V.图 12 11如图 13 所示，在匀强磁场中有一个“n”形导线框可绕 AB 轴转动，已知匀强磁场的磁感应强度 B T，线框的 CD 边长为 l120 cm，CE、DF 边长均为 l210 cm，转5 2
7、 速为 50 r/s.若从图示位置开始计时，图 13 (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12如图 14 所示，匀强磁场 B0.1 T，所用矩形线圈的匝数 N100，边长 ab0.2 m，bc0.5 m，以角速度 100 rad/s 绕 OO轴匀速转动从线圈平面通过中性面时开 始计时，试求：图 14 (1)线圈中感应电动势的大小(2)由 t0 至 t 过程中的平均电动势值T4BatchDoc-Word 文档批量处理工具BatchDoc-Word 文档批量处理工具参考答案参考答案 课后巩固练 1C 2AB 根据交流电动势的瞬
8、时值表达式可判断题目所给的交流电为正弦式交变电流， 当 t0 时，e0，所以此时磁通量的变化率为零，导线切割磁感线的有效速度为零，但此时 穿过线圈的磁通量最大，线圈平面位于中性面，所以 A、B 正确， C 错误；当 t0.4 s 时， e10sin 20t V10sin 8 V0，所以 D 错误223D 电枢转速提高 1 倍，由 2n 知，角速度变为原来的 2 倍；由电动势最大值表 达式 EmnBS 知，最大值也变为原来的 2 倍4B t1、t3时刻通过线圈的磁通量 的绝对值最大，磁通量变化率0，此时感应t 电动势、感应电流为零，线圈中感应电流方向改变，A 错误，B 正确；t2、t4时刻线圈中
9、磁通量 为零，磁通量的变化率最大，即感应电动势最大，C、D 错误 5BC 图示位置为垂直于中性面的位置，此时通过线圈的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，感应电流也最大，I，由右手定则可判断出线圈中感应电流的方向nBSRnBl2R 为 adcba. 6C 线圈经过时间 t 时，转过角度 ，这时 ab，cd 边切割磁感线产生感应电动势 EabBL1vsin ，EcdBL1vsin ，bc，ad 边不切割磁感线不产生感应电动势，故线圈中的感应电动势为 EEabEcd2BL1vsin 2BL1 L2sin tBL1L2sin t，故正确选项应为 C.12 7D 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴
10、匀速转动，从线圈平面与磁场 方向平行开始计时，产生的感应电流按余弦规律变化，由于 t=0 时，线圈的转动方向如题 图，由右手定则判断可得，此时 ad 中电流方向为由 a 到 d，线圈中电流方向为 adcba，与规定的电流正方向相反，电流为负值又因为此时产生的感应电动势最 大，故只有 D 正确8CD t ，此时线圈位于中性面位置，所以穿过线圈的磁通量最大，B 错误；2T4 由于此时感应电动势为零，所以线圈中电流为零，线圈所受的安培力为零，A 错误，C、D 正 确 9A 无论是绕 P1转动还是绕 P2转动，线圈转到图示位置时产生的电动势都为最大 值 Em=nBS，由欧姆定律可知此时 I 相等，A
11、对，B 错；由右手定则可知线圈中电流方 向为 adcba，故 C 错；cd 边所受的安培力 FBLcdI，故 F 一样大，D 错 102 垂直 0解析 T s，则交流电的频率 f 2 Hz.由图象知 t0 时，e0，线圈位于中性2121T 面位置，线圈平面和磁感线垂直；当 t0.5 s 时，t2ft2，e0. 11(1)e10cos 100t V (2)见解析2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，产生的交变电 流按余弦规律变化，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，
12、2n250 rad/s100 rad/s，故5 2e0.02100cos 100t V，5 2 即 e10cos 100t V.2(2)T0.02 s，线框中感应电动势随时间变化关系的图象如下图所示2BatchDoc-Word 文档批量处理工具BatchDoc-Word 文档批量处理工具12(1)e314sin 100t V (2)200 V 解析 (1)解法一 线圈经过时间 t 转过角度 t，这时 bc 和 da 边不切割磁感线，ab和 cd 边切割磁感线产生感应电动势 eabecdNBvsin t，其中 v，所以abad2bc2eeabecd2eab2NBsin tNBSsin t，abad2 则 EmNBS1000.10.1100 V314 V， e314sin 100t V 解法二 感应电动势的瞬时值 eNBSsin t，由题可知 S0.20.5 m20.1 ab bcm2， EmNBS1000.10.1100 V314 V， 所以 e314sin 100t V.(2)用 EN计算 t0 至 t 过程中的平均电动势 ENNtT4|20|T40|0BS|T44NBS2即 E NBS.代入数值得 E200 V.2
