物理選修3-2人教新課標5.1交變電流隨堂練習(xí)

1、第1節(jié)交變電流 【測控導(dǎo)航】知識點題號1.中性面22.交變電流的概念13.交變電流的產(chǎn)生4、104.交變電流瞬時值、峰值的計算3、75.交變電流的圖象5、6、8、9鞏固基礎(chǔ)1.如圖所示的圖象中屬于交變電流的有(ABC)解析:題圖A、B、C中e的方向均發(fā)生了變化,故它們屬于交變電流,但不是按正弦函數(shù)規(guī)律變化的交變電流,圖D中e的方向未變化,是直流電,選項A、B、C正確.2.(2012年吉林省油田高中高二上學(xué)期期末)一矩形閉合線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動,當線圈平面通過中性面時(ACD)A.線圈平面與磁感線垂直,此時通過線圈的磁通量最大B.通過線圈磁通量的變化率達最大值C.線圈中感應(yīng)電流為零D.此位置

2、前后的感應(yīng)電流方向相反解析:當線圈平面通過中性面時,線圈平面與磁感線垂直,通過線圈的磁通量最大,通過線圈磁通量的變化率為零,線圈中感應(yīng)電流為零,此位置前后的感應(yīng)電流方向相反.故選項A、C、D正確,B錯誤.3.交流發(fā)電機在工作時電動勢為e=Emsin t,若將發(fā)電機的角速度提高一倍,同時將線框所圍面積減小一半,其他條件不變,則其電動勢變?yōu)?C)A.e'=Emsin B.e'=2Emsin C.e'=Emsin 2tD.e'=sin 2t解析:交變電流的瞬時值表達式e=Emsin t,其中Em=nBS,當加倍而S減半時,Em不變,故C正確.4.如圖所示,當矩形線圈在

3、勻強磁場中以較小的角速度逆時針勻速轉(zhuǎn)動時,與之相連的靈敏電流計指針左右擺動.若當線圈轉(zhuǎn)動到圖示位置時,電流計指針在刻度盤的右邊.線圈由圖示位置繼續(xù)轉(zhuǎn)動,則當(A)A.線圈在轉(zhuǎn)過90°180°的過程中,電流計指針在刻度盤的左邊B.線圈在轉(zhuǎn)過270°360°的過程中,電流計指針在刻度盤的左邊C.線圈轉(zhuǎn)至90°瞬間,電流計指針在刻度盤的右邊D.線圈通過圖示位置時,線圈中電流改變方向解析:每當線圈平面經(jīng)過中性面時,電流方向?qū)l(fā)生改變,選項D錯;線圈在轉(zhuǎn)過90°180°的過程中,電流方向與圖示電流方向相反,電流計指針在刻度盤的左邊,選

4、項A正確;線圈在轉(zhuǎn)過270°360°的過程中,電流方向與圖示電流方向相同,電流計指針仍在刻度盤的右邊,選項B錯;線圈轉(zhuǎn)至90°瞬間,通過線圈的磁通量最大,磁通量的變化率最小,產(chǎn)生的交變電流為零,電流計指針不偏轉(zhuǎn),選項C錯.故本題正確選項為A.5.如圖(甲)所示,一矩形閉合線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸OO'以恒定的角速度轉(zhuǎn)動.當從線圈平面與磁場方向平行時開始計時,線圈中產(chǎn)生的交變電流按照圖(乙)所示的余弦規(guī)律變化,則在t=時刻(CD)A.線圈中的電流最大B.穿過線圈的磁通量為零C.線圈所受的安培力為零D.線圈中的電流為零解析:t=,此時線圈位于中性

5、面位置,所以穿過線圈的磁通量最大,B錯誤,由于此時感應(yīng)電動勢為零,所以線圈中電流為零.線圈所受的安培力為零,A錯誤,C、D正確.6.如圖所示,單匝矩形線圈的一半放在有界勻強磁場中,中心軸線OO'與磁場邊界重合,線圈繞中心軸線按圖示方向(從上向下看逆時針方向)勻速轉(zhuǎn)動,t=0時刻線圈平面與磁場方向垂直,規(guī)定電流方向沿abcd為正方向,則圖中能表示線圈內(nèi)感應(yīng)電流隨時間變化規(guī)律的是(B)解析:在0內(nèi),ab一側(cè)的線圈在磁場中繞OO'軸轉(zhuǎn)動產(chǎn)生正弦式交變電流,電流方向由楞次定律判斷為dcba且越來越大.內(nèi),ab一側(cè)線圈在磁場外,而dc一側(cè)線圈又進入磁場產(chǎn)生交變電流,電流方向為dcba且越

6、來越小,以此類推,可知it圖象正確的為B.7.(2012年福建省大田一中、德化一中高二第二學(xué)期階段聯(lián)考)矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的對稱軸轉(zhuǎn)動,線圈匝數(shù)N=100匝,轉(zhuǎn)速為n=(rad/s),在轉(zhuǎn)動過程中穿過線圈磁通量的最大值為m=0.02 Wb.則:(1)線圈平面轉(zhuǎn)到與磁感線平行時,感應(yīng)電動勢為多少?(2)當線圈平面與中性面夾角為/3時,感應(yīng)電動勢為多少?解析:(1)=2n=10 rad/s根據(jù)Em=NBS,m=BS得Em=Nm=20 V.(2)根據(jù)e=Emsin t,t=/3得e=Emsin /3=10 V17.3 V答案:(1)20 V(2)17.3 V 對于第(2)問中瞬時值表

7、達式的正確書寫是正確求解的關(guān)鍵.提升能力8.矩形線圈的匝數(shù)為50匝,在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動時,穿過線圈的磁通量隨時間的變化規(guī)律如圖所示,下列結(jié)論正確的是(CD)A.在t=0.1 s和t=0.3 s時,電動勢最大B.在t=0.2 s和t=0.4 s時,電動勢改變方向C.電動勢的最大值約是157 VD.在t=0.4 s時,磁通量變化率最大,其值為3.14 Wb/s解析:從題圖中可知,在0.1 s和0.3 s時刻,穿過線圈的磁通量最大,此時刻磁通量的變化率等于零;0.2 s和0.4 s時刻,穿過線圈的磁通量為零,但此時刻磁通量的變化率最大,由此得選項A、B錯誤.根據(jù)電動勢的最大值公式:

8、Em=nBS,m=BS,=,可得:Em157 V;磁通量變化率的最大值應(yīng)為=3.14 Wb/s,故C、D正確.9.一根長直的通電導(dǎo)線中的電流按正弦規(guī)律變化,如圖(a)、(b)所示,規(guī)定電流從左向右為正,在直導(dǎo)線下方有一不閉合的金屬線框,則相對于b點來說,a點電勢最高的時刻在(D)A.t1時刻B.t2時刻C.t3時刻D.t4時刻解析:線框中的磁場是直線電流i產(chǎn)生的,在t1、t3時刻,電流i最大,但電流的變化率為零,穿過線框的磁通量變化率為零,線框中沒有感應(yīng)電動勢,a、b兩點間的電勢差為零.在t2、t4時刻,電流i=0,但電流變化率最大,穿過線框的磁通量變化率最大,a、b兩點間的電勢差最大,再根據(jù)楞次定律可得出a點相對b點電動勢最高時刻在t4,故選項D正確. 對物理圖象須掌握的要點:一看:看“軸”、看“線”、看“斜率”、看“點”.二變:掌握“圖與圖”“圖與式”和“圖與物”之間的變通能力.三判:在此基礎(chǔ)上進行正確的分析、判斷.10.發(fā)電機的轉(zhuǎn)子是匝數(shù)為100,邊長為20 cm的正方形線圈,將它置于磁感應(yīng)強度B=0.05 T的勻強磁場中,繞著垂直于磁場方向的軸以=100 rad/s的角速度轉(zhuǎn)動,當線圈平面跟磁場方向垂直時開始計時.線圈和外電路的總電阻R=10 .線圈從計時開始,到