《2018版高中物理课时作业（九）交变电流新人教版选修3-2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018版高中物理课时作业（九）交变电流新人教版选修3-2（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1课时作业课时作业( (九九) ) 交变电流交变电流一、单项选择题 1关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，以下说法中正确的是( ) 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线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次 C线圈平面每经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次 D线圈转动一周，感应电动势和感应电流方向都要改变一次 解析：根据交流电的变化规律可得，如果从中性面开始计时有eEmsint和 iImsint；如果从垂直于中性面的位置开始计时有eEmcost和iImcost，不难 看出：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
2、向也改变一 次；线圈每转动一周，感应电流和感应电动势方向都改变两次，C 正确 答案：C 2线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，由图可知( )A在A和C时刻线圈处于中性面位置 B在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零 C从A时刻到D时刻线圈转过的角度为 弧度 D在A和C时刻磁通量变化率的绝对值最大 解析：当线圈在匀强磁场中处于中性面位置时，磁通量最大，感应电动势为零，感应 电流为零，B、D两时刻线圈位于中性面当线圈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，感应电流最大，A、C时刻线圈平面与磁感线平行，D正确从A时刻到D时刻线圈转过的角度为弧度故选 D.3
3、2 答案：D3如图所示，一线圈在匀强磁场中匀速转动，经过图示位置时( ) A穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大 B穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最大 C穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小 D穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最小 解析：本题主要考查对交变电流的产生过程的理解由图可知线圈平面与磁感线平行， 应处于垂直于中性面的平面，此时穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大，所以 A 选项正确 答案：A 4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
4、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Em m2解析：由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：D 5交流发电机在工作时的电动势eEmsint.若将线圈匝数、线圈面积都提高到原 来的两倍，其他条件不变，则电动势变为( ) Ae2Emsint Be4EmsintCeEmsint DeEmsint1 21 4 解析：由电动势最大值表达式EmNBS，N、S变为原来的两倍，则最大值变为 4Em， 故
5、 B 正确 答案：B6如图所示，一单匝矩形线圈abcd，已知ab边长为l1，bc边长为l2，在磁感应强 度为B的匀强磁场中绕OO轴以角速度从图示位置开始匀速转动，则t时刻线圈中的 感应电动势为( ) A0.5Bl1l2sint B0.5Bl1l2cost CBl1l2sint DBl1l2cost 解析：线圈从题图位置开始转动，感应电动势瞬时值表达式为eEmcost，由题意， EmBSBl1l2，所以eBl1l2cost. 答案：D 二、多项选择题 7在匀强磁场中的矩形线圈从中性面开始匀速转动，穿过线圈平面的磁通量与时间t 的关系图象是图中的( )解析：矩形线圈在中性面时，穿过线圈的磁通量最大
6、，则t图象是按余弦规律变 化，C、D 项正确 答案：CD 8矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，所产生的交变电流的波形图如图所示，下列说法 中正确的是( )A在t1时刻穿过线圈的磁通量达到峰值 B在t2时刻穿过线圈的磁通量达到峰值 C在t3时刻穿过线圈的磁通量的变化率达到峰值 D在 t4时刻穿过线圈的磁通量的变化率达到峰值 解析：从题图可知，t1、t3时刻线圈中感应电流达到峰值，磁通量变化率达到峰值， 而磁通量最小，线圈平面与磁感线平行；t2、t4时刻感应电流等于零，磁通量变化率为零， 线圈处于中性面位置，磁通量达到峰值，正确答案为 B、C.3答案：BC 9.如图所示，一单匝闭合线圈在匀强磁场中绕垂
7、直于磁场方向的轴匀速转动，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：eBSsint，可得 20 rad/s，而磁通量的最大值为mBS，所以可以根据BS0.5 V 求出磁通量的 最大值 答案：CD 10.如图所示，单匝矩形线圈abcd的边长分别是abL，adD，线圈与磁感应强度为B 的匀强磁场平行，线圈以ab边为轴做角速度为的匀速转动，下列说法中正确的是(从图 示位置开始计时)( )
8、 At0 时线圈的感应电动势为 0 B转过 90时线圈的感应电动势为 0C转过 90的过程中线圈中的平均感应电动势为BLD1 2D转过 90的过程中线圈中的平均感应电动势为2BLD 解析：由题意t0 时，BS，此时感应电动势最大，当线圈转过 90时，线圈位于 中性面位置，感应电动势为 0，故选项 A 错误，选项 B 正确；线圈转过 90的过程中BSBLD，所用时间t.由法拉第电磁感应定律知， ，故 2 E t2BLD 选项 C 错误，选项 D 正确 答案：BD 三、非选择题 11一矩形线圈有 100 匝，面积为 50 cm2，线圈内阻r2 ，在匀强磁场中绕垂直 于磁场方向的轴匀速转动，从线圈平
9、面与磁场平行时开始计时，已知磁感应强度B0.5 T，线圈的转速n1 200 r/min，外接一用电器，电阻为R18 ，试写出R两端电压的 瞬时值表达式 解析：角速度2n40 rad/s， 最大值EmnBS1000.55010440 V10 V， 线圈中感应电动势eEmcost10cos(40t) V，4由闭合电路欧姆定律i，e Rr 故R两端电压uRi9cos(40t) V. 答案：u9cos(40t) V 12如图所示，在匀强磁场中有一个“”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 20 cm，CE、DF长均为 10 cm，转速为 50 r/s.若5 2 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的图象 解析：(1)线框转动，开始计时的位置为线框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eBl1l2cost，即eBScost.其中B T，5 2 S0.10.2 m20.02 m2， 2n250 rad/s100 rad/s，故e0.02100cos(100t) V，5 2 即：e10cos(100t) V.2 (2)线框中感应电动势随时间变化的图象如图所示：答案：(1)e10cos(100t) V (2)见解析图2
