2020-2021學(xué)年物理滬科版選修3-2課后提升訓(xùn)練：2.1 怎樣產(chǎn)生交變電流含解析

1、攀上山峰，見(jiàn)識(shí)險(xiǎn)峰，你的人生中，也許你就會(huì)有蒼松不懼風(fēng)吹和不懼雨打的大無(wú)畏精神，也許就會(huì)有臘梅的凌寒獨(dú)自開(kāi)的氣魄，也許就會(huì)有春天的百花爭(zhēng)艷的畫卷，也許就會(huì)有鋼鐵般的意志。祝：學(xué)子考試順利，學(xué)業(yè)有成第2章交變電流與發(fā)電機(jī)2.1怎樣產(chǎn)生交變電流課時(shí)演練促提升a組1.(多選)關(guān)于中性面,以下說(shuō)法正確的是()a.中性面就是穿過(guò)線圈的磁通量為零的面b.中性面就是線圈中磁通量變化率為零的面c.線圈過(guò)中性面時(shí),電流方向必改變d.中性面就是線圈內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零的面解析:線圈轉(zhuǎn)至中性面時(shí),線圈平面與磁感線垂直,所以此時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量最大,磁通量變化率為零,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零,電流方向改變。答案:bcd2.(多選)

2、如圖所示的各圖線中表示交變電流的是()解析:a圖表示的電流大小發(fā)生了周期性變化,而方向沒(méi)有變化。c、d圖中的電流大小和方向均發(fā)生了周期性變化。b圖中電流大小不變而方向周期性變化。答案:bcd3.一矩形線圈,繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng),線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t的變化如圖所示。則下列說(shuō)法中正確的是()a.t1時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量為零b.t2時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量的絕對(duì)值最大c.t3時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量變化率的絕對(duì)值最大d.每當(dāng)電動(dòng)勢(shì)e變換方向時(shí),通過(guò)線圈的磁通量的絕對(duì)值都為最大解析:t1、t3時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零,線圈位于中性面位置,所以穿過(guò)線圈的磁通量最大,磁通量的變化率為零,

3、選項(xiàng)a、c錯(cuò)誤;t2時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大,線圈位于中性面的垂面位置,穿過(guò)線圈的磁通量為零,選項(xiàng)b錯(cuò)誤;由于線圈每過(guò)一次中性面時(shí),穿過(guò)線圈的磁通量的絕對(duì)值最大,電動(dòng)勢(shì)e變換方向,所以選項(xiàng)d正確。答案:d4.某交流發(fā)電機(jī)正常工作時(shí)的電動(dòng)勢(shì)為e=emaxsin t,如果發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速提高一倍,線圈匝數(shù)也同時(shí)增加一倍,其他條件不變,則發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為()a.e=4emaxsin 2tb.e=4emaxsin tc.e=2emaxsin 2td.e=2emaxsin t解析:由公式e=nbssin t=nbs2nsin 2nt可知,當(dāng)轉(zhuǎn)速n、線圈匝數(shù)n同時(shí)增加一倍,則e=4emaxsin 2t,故選項(xiàng)a正

4、確。答案:a5.面積為s的矩形線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,從中性面起以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),在t時(shí)刻線圈磁通量的瞬時(shí)值為()a.bsb.bscos tc.bssin td.bs/sin t解析:中性面指的是和磁感線垂直的平面,此位置通過(guò)線圈的磁通量最大為bs,而當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到與磁感線平行的位置時(shí)通過(guò)線圈的磁通量最小,為0,故磁通量變化規(guī)律為bscos t,選項(xiàng)b正確。答案:b6.如圖甲所示,單匝矩形線圈的一半放在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,中心軸線oo與磁場(chǎng)邊界重合,線圈繞中心軸線按圖示方向(從上向下看逆時(shí)針?lè)较?勻速轉(zhuǎn)動(dòng),t=0時(shí)刻線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直,規(guī)定電流方向沿abcd為正方向,則圖乙中能表示線圈內(nèi)

5、感應(yīng)電流隨時(shí)間變化規(guī)律的是()圖甲圖乙解析:在0t4內(nèi),ab一側(cè)的線框在磁場(chǎng)中繞oo轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生正弦交變電流,電流方向由楞次定律判斷為dcba且越來(lái)越大。t4t2內(nèi),ab一側(cè)線框在磁場(chǎng)外,而dc一側(cè)線框又進(jìn)入磁場(chǎng)產(chǎn)生交變電流,電流方向?yàn)閐cba且越來(lái)越小,以此類推,可知i-t圖像正確的為b。答案:b7.(多選)(2014福建寧德檢測(cè))如圖所示,一單匝閉合線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為e=0.5sin 20t(v),由該表達(dá)式可推知以下哪些物理量()a.勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度b.線框的面積c.穿過(guò)線框的磁通量的最大值d.線框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度解析:由

6、e=nbs及e=0.5sin 20t可知=20 rad/s,em=0.5 v。由m=bs=em=0.520 wb=0.025 wb,選項(xiàng)c、d正確。答案:cd8.如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)b=0.1 t,所用矩形線圈的匝數(shù)n=100,邊長(zhǎng)ab=0.2 m,bc=0.5 m,以角速度=100 rad/s繞oo軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)線圈平面通過(guò)中性面時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),試求:(1)線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式。(2)由t=0至t=t4過(guò)程中的平均電動(dòng)勢(shì)值。點(diǎn)撥:正弦式電流的瞬時(shí)值表達(dá)式,從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)為e=nbssin t,將相關(guān)量代入即可求解,平均電動(dòng)勢(shì)可以由前面學(xué)習(xí)過(guò)的法拉第電磁感應(yīng)定律e=nt求解。解析:(1)

7、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值e=nbssin t,由題可知s=abbc=0.20.5 m2=0.1 m2emax=nbs=1000.10.1100 v=314 v所以e=314sin 100t v。(2)用e=nt計(jì)算t=0至t=t4過(guò)程中的平均電動(dòng)勢(shì)e=n|2-0|t4-0=n|0-bs|t4=4nbs2即e=2nbs,代入數(shù)值得e=200 v。答案:(1)e=314sin 100t v(2)200 v9.如圖所示,一小型發(fā)電機(jī)內(nèi)有n=100匝的矩形線圈,線圈面積s=0.10 m2,線圈電阻可忽略不計(jì)。在外力作用下矩形線圈在b=0.10 t的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,以恒定的角速度=100 rad/s繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸oo勻速轉(zhuǎn)動(dòng),發(fā)電機(jī)線圈兩端與r=100 的電阻構(gòu)成閉合回路。求:(1)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值;(2)從線圈平面