《金版学案2018-2019学年物理（粤教版）选修3-2试题：第二章第二节交变电流的描述 》由会员分享，可在线阅读，更多相关《金版学案2018-2019学年物理（粤教版）选修3-2试题：第二章第二节交变电流的描述 （7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章第二章 交变电流交变电流 第二节第二节 交变电流的描述交变电流的描述 A 级级 抓基础抓基础 1下列各物理量中，对线圈上产生的交流电动势不产生影响的下列各物理量中，对线圈上产生的交流电动势不产生影响的 是是( ) A匀强磁场的磁感应强度匀强磁场的磁感应强度 B线圈的总电阻线圈的总电阻 C线圈的转速线圈的转速 D线圈的匝数线圈的匝数 解析：解析：EmNBS，eEmsin t，与，与 B、S、N 有关有关 答案：答案：B 2一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动， 穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示穿过线圈的磁通量随时间变
2、化的图象如图甲所示，则以下说法正确则以下说法正确 的是的是( ) 图甲图甲 图乙图乙 At0 时刻时刻，线圈平面与中性面垂直线圈平面与中性面垂直 Bt0.01 s 时刻时刻，的变化率最大的变化率最大 Ct0.02 s 时刻时刻，感应电动势达到最大值感应电动势达到最大值 D该线圈产生的感应电动势的图象如图乙所示该线圈产生的感应电动势的图象如图乙所示 解析：解析：由甲图知由甲图知 t0 时刻磁通量最大时刻磁通量最大，线圈平面应在中性面位线圈平面应在中性面位 置置，A 错误；错误；t0.01 s 时刻时刻，磁通量等于零磁通量等于零，但但 的变化率最大的变化率最大， B 正确；正确；t0.02 s 时
3、刻时刻，磁通量最大磁通量最大，但磁通量的变化率为零但磁通量的变化率为零，感感 应电动势为零应电动势为零，C 错误；由甲图知交流电动势的图象应为正弦图象错误；由甲图知交流电动势的图象应为正弦图象， D 错误错误 答案：答案：B 3.如图所示，处在匀强磁场中的矩形线圈如图所示，处在匀强磁场中的矩形线圈 abcd，以恒定的角速，以恒定的角速 度绕度绕 ab 边转动，磁场方向平行于纸面并与边转动，磁场方向平行于纸面并与 ab 垂直在垂直在 t0 时刻，时刻， 线圈平面与纸面重合，线圈的线圈平面与纸面重合，线圈的 cd 边离开纸面向外运动若规定边离开纸面向外运动若规定 abcda 方向的感应电流为正方向
4、，则下图能反映线圈感应方向的感应电流为正方向，则下图能反映线圈感应 电流电流 I 随时间随时间 t 变化的图线是变化的图线是( ) 解析：解析：在在 t0 时刻，线圈平面与纸面重合，即此时磁通量为零，时刻，线圈平面与纸面重合，即此时磁通量为零， 磁通量变化率最大，所以产生的感应电动势最大，故感应电流最大，磁通量变化率最大，所以产生的感应电动势最大，故感应电流最大， 根据右手定则，可知电流方向为根据右手定则，可知电流方向为 abcda，所以选，所以选 C. 答案：答案：C 4(多选多选)线圈在磁场中匀速转动产生的交流电的瞬时电动势为线圈在磁场中匀速转动产生的交流电的瞬时电动势为 e10sin 2
5、0t (V)，则下列说法正确的是，则下列说法正确的是( ) 2 2 At0 时，线圈平面位于中性面时，线圈平面位于中性面 Bt0 时，穿过线圈的磁通量最大时，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时，导线切割磁感线的有效速度最大 Dt0.4 s 时，时，e 达到峰值达到峰值 10 V 2 2 解析：解析：根据交流电动势的瞬时值表达式可判断题目所给的交流根据交流电动势的瞬时值表达式可判断题目所给的交流 电为正弦式交变电流，当电为正弦式交变电流，当 t0 时，时，e0，所以此时磁通量的变化率，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
6、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，所以最大，线圈平面位于中性面，所以 A、B 正确，正确，C 错误；当错误；当 t0.4 s 时，时，e10sin 20t (V)10sin 8 (V)0，所以，所以 D 错误错误 22 答案：答案：AB 5(多选多选)如图所示如图所示，形状或转轴位置不同形状或转轴位置不同，但面积均为但面积均为 S 的单的单 匝线圈处在同一个磁感应强度为匝线圈处在同一个磁感应强度为 B 的匀强磁场中的匀强磁场中，以相同的角速度以相同的角速度 匀速转动匀速转动，从图示的位置开始计时从图示的位置开始计时，则下列说法正确的是则下列说
7、法正确的是( ) A感应电动势最大值相同感应电动势最大值相同 B感应电动势瞬时值不同感应电动势瞬时值不同 C感应电动势最大值、瞬时值都不同感应电动势最大值、瞬时值都不同 D感应电动势最大值、瞬时值都相同感应电动势最大值、瞬时值都相同 解析：解析：根据感应电动势的产生可知根据感应电动势的产生可知，只要导线框是绕垂直于磁只要导线框是绕垂直于磁 场的轴转动场的轴转动，感应电动势的最大值都相同；由于导体框都是从中性感应电动势的最大值都相同；由于导体框都是从中性 面开始计时面开始计时，则感应电动势的表达式均为：则感应电动势的表达式均为：eEmsint，故说明四故说明四 个线圈产生的感应电动势最大值及瞬时
8、值均相同个线圈产生的感应电动势最大值及瞬时值均相同，故故 AD 正确正确，BC 错误错误 答案：答案：AD B 级级 提能力提能力 6.(多选多选)如图所示，一正方形线圈如图所示，一正方形线圈 abcd 在匀强磁场中绕垂直于在匀强磁场中绕垂直于 磁感线的对称轴磁感线的对称轴 OO匀速转动沿着匀速转动沿着 OO观察，线圈沿逆时针方观察，线圈沿逆时针方 向转动已知匀强磁场的磁感应强度为向转动已知匀强磁场的磁感应强度为 B，线圈匝数为，线圈匝数为 n，边长为，边长为 l，电阻为，电阻为 R，转动的角速度为，转动的角速度为 ，则当线圈转至图示位置时，则当线圈转至图示位置时( ) A线圈中感应电流的方向
9、为线圈中感应电流的方向为 abcda B线圈中的感应电流为线圈中的感应电流为 nBl2 2 R R C穿过线圈的磁通量为穿过线圈的磁通量为 0 D穿过线圈的磁通量的变化率最大穿过线圈的磁通量的变化率最大 解析：解析：图示位置为垂直于中性面的位置，此时通过线圈的磁通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，量为零，但磁通量的变化率最大，感应电流也最大，I nBS R ，由右手定则可判断出线圈中感应电流的方向为，由右手定则可判断出线圈中感应电流的方向为 adcba. nBl2 R 答案：答案：BCD 7如图所示，矩形线圈如图所示，矩形线圈 ab
10、cd，已知，已知 ab 为为 L1，ad 为为 L2，在磁，在磁 感强度为感强度为 B 的匀强磁场中绕的匀强磁场中绕 OO轴以角速度轴以角速度 (从图中位置开始从图中位置开始)匀匀 速转动，则线圈中感应电动势的大小为速转动，则线圈中感应电动势的大小为( ) A BL1L2sin t B BL1L2cos t 1 1 2 2 1 1 2 2 CBL1L2sin t DBL1L2cos t 解析：解析：线圈经过时间线圈经过时间 t 时，转过角度时，转过角度 ，这时，这时 ab、cd 边切割磁边切割磁 感线产生感应电动势感线产生感应电动势 eabBL1vsin ，ecdBL1vsin ，bc，ad
11、边不边不 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，故正 1 2 确选项应为确选项应为 C. 答案：答案：C 8如图所示，矩形线圈如图所示，矩形线圈 abcd 在匀强磁场中可以分别绕垂直于在匀强磁场中可以分别绕垂直于 磁场方向的轴磁场方向的轴 P1和和 P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到 与磁场方向平行时与磁场方向平行时( ) A线圈绕线圈绕 P1转动时的电流等于绕转动时的电流等于绕 P2转动时的电流转动时
12、的电流 B线圈绕线圈绕 P1转动时的电动势小于绕转动时的电动势小于绕 P2转动时的电动势转动时的电动势 C线圈绕线圈绕 P1和和 P2转动时电流的方向相同，都是转动时电流的方向相同，都是 abcd D线圈绕线圈绕 P1转动时转动时 cd 边受到的安培力大于绕边受到的安培力大于绕 P2转动时转动时 cd 边边 受到的安培力受到的安培力 解析：解析：无论是绕无论是绕 P1转动还是绕转动还是绕 P2转动，线圈转到图示位置时转动，线圈转到图示位置时 产生的电动势都为最大值产生的电动势都为最大值 EmnBS，由欧姆定律可知此时，由欧姆定律可知此时 I 相等，相等， A 对，对，B 错；由右手定则可知线圈
13、中电流方向为错；由右手定则可知线圈中电流方向为 adcba， 故故 C 错；错；cd 边所受的安培力边所受的安培力 FBLcdI，故，故 F 一样大，一样大，D 错错 答案：答案：A 9.如图所示如图所示，一个矩形线圈在匀强磁场中绕一个矩形线圈在匀强磁场中绕 OO轴匀速转动轴匀速转动， 磁场方向与转轴垂直线圈匝数磁场方向与转轴垂直线圈匝数 n50，电阻电阻 r1 ，长长 L15 cm，宽宽 L24 cm，角速度角速度 100 rad/s，磁场的磁感应强度磁场的磁感应强度 B0.2 T线圈两端外接电阻线圈两端外接电阻 R9 的用电器和一个交流电流表求：的用电器和一个交流电流表求： (1)线圈中产
14、生的最大感应电动势；线圈中产生的最大感应电动势； (2)瞬时感应电动势的表达式瞬时感应电动势的表达式 解析：解析：(1)线圈中产生的感应电动势的最大值表达式为线圈中产生的感应电动势的最大值表达式为 EmnBS500.25410 4 100 V2.0 V (2)瞬时感应电动势的表达式瞬时感应电动势的表达式 eEmsint2sin 100t (V) 答案：答案：(1)2.0 V (2)e2sin100t (V) 10在磁感应强度为在磁感应强度为 1 T 的匀强磁场中有一匝数为的匀强磁场中有一匝数为 10 匝的矩匝的矩 形线圈形线圈 ABCD，如图所示，其绕，如图所示，其绕 OO轴以线圈的转速轴以线
15、圈的转速 n r/s 匀速匀速 5 50 0 转动转动AB20 cm，BC25 cm，线框总电阻为，线框总电阻为 r1 ，定值电阻，定值电阻 阻值为阻值为 R9 ，从图示位置开始计时，从图示位置开始计时 (1)写出写出 t 时刻线圈中的感应电动势时刻线圈中的感应电动势 e； (2)线框转过线框转过 30，R 上流过的电荷量为多少？上流过的电荷量为多少？ (3)当转过当转过 30时，磁通量变化率为多少？时，磁通量变化率为多少？ 解析：解析：(1)线圈转动的角速度线圈转动的角速度 2n100 rad/s，产生的最大，产生的最大 感应电动势感应电动势 EmnBS1010.20.25100 V50 V， 故故 t 时刻感应电动势时刻感应电动势 e50cos 100t(V) (2)转动过程中产生的平均感应电动势转动过程中产生的平均感应电动势 E，形成的感应电，形成的感应电 n t
