2021年高二人教版物理選修3-2練習(xí)冊(cè)：5.1交變電流含答案

1、研亂文檔2021年高二人教版物理選修3-2練習(xí)冊(cè)：5.1交變電流含答案知識(shí)點(diǎn)一 交變電流的產(chǎn)生1 .(多選)當(dāng)交流發(fā)電機(jī)的線圈轉(zhuǎn)到線圖平面與中性面重合時(shí)，下列說法中 正確的是()A.電流將改變方向B.磁場(chǎng)方向和線圖平面平行C.線圉的磁通量最大D.線圖產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大2 .(多選)如圖L5-1-1所示，一矩形閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸00, 以恒定的角速度3轉(zhuǎn)動(dòng)，從線圈平而與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，則在0會(huì)這段時(shí)間內(nèi) ZCD()圖 L5-1-1A.線圈中的感應(yīng)電流一直在減小B.線圈中的感應(yīng)電流先增大后減小C.穿過線圈的磁通量一直在減小D.穿過線圈的磁通量的變化率一直在減小知識(shí)

2、點(diǎn)二交變電流的變化規(guī)律3 .交流發(fā)電機(jī)在工作時(shí)電動(dòng)勢(shì)為 =日淄加33若將發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速提高一倍，同時(shí)將電 樞所困面積減小一半，其他條件不變，則其電動(dòng)勢(shì)變?yōu)?)a ， 3tA. eB. 1=2E"M與C. e,=Enisin 2cotD. 2cot4.如圖L5-1-2所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)B=0.1T,所用矩形線圈的匝數(shù)N=100匝,邊長(zhǎng)ab= 0.2?，be=0.5 m,以角速度3= 100萬八心繞垂直于磁場(chǎng)方向的00,軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng).試求：(1)交變電動(dòng)勢(shì)的峰值；(2)從線圈平而垂直于磁感線時(shí)開始計(jì)時(shí)，線圈中瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式；T(3)若線圈平而平行于磁感線時(shí)開始計(jì)時(shí)，求線圈在1=不時(shí)刻的電

3、動(dòng)勢(shì)大小.圖 L5-1-2知識(shí)點(diǎn)三交變電流的圖像5 .線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生交流電的圖像如圖L5-1-3所示，由圖可知（）圖 L5-1-3A.在A和C時(shí)刻線圈處于中性而位置B.在B和D時(shí)刻穿過線圈的磁通量為零C.在A到D時(shí)刻線圈轉(zhuǎn)過的角度為弧度D.在A和C時(shí)刻磁通量變化率的絕對(duì)值最大6 .如圖L5-1W甲所示，一矩形線圈abed放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并繞過ab、cd中點(diǎn)的垂 直于磁場(chǎng)方向的軸00,以角速度co逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng).若以線圈平而與磁場(chǎng)夾角8=45。時(shí)（如 圖乙所示）為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，并規(guī)定當(dāng)電流自a流向b時(shí)電流方向?yàn)檎?則圖L5-1-5中描述電流 變化規(guī)律的圖像正確的是（）7 . 一矩形

4、線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過線圈的磁通量隨時(shí)間 變化的圖像如圖L5-1-6甲所示，則下列說法中正確的是（）圖 L5-1-6A. t=0時(shí)刻，線圈平而與中性面垂直& t=0.01s時(shí)刻，中的變化率最大C. t=0.02s時(shí)刻,電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大D.該線圈產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示8 .如圖L5-1-7所示，而積均為S的線圈均繞其對(duì)稱軸或中心軸在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻 強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度3勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，能產(chǎn)生正弦交變電動(dòng)勢(shì)e=BScos而cot的是（）ABCD圖 L5-1-79 .（多選）矩形線圈的匝數(shù)為50匝，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穿過 線圈的磁通

5、量隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖L5-1-8所示，下列結(jié)論正確的是（）圖 L5-1-8A.在t=0.1s和t=0.3s時(shí)，電動(dòng)勢(shì)最大10 在t=0.2s和t=0.4s時(shí)，電動(dòng)勢(shì)改變方向C.電動(dòng)勢(shì)的最大值是157 VD.在t=0.4s時(shí)，磁通量變化率達(dá)最大，其值為3.14 WWs10 . 一矩形線圈有100匝，面積為50切汽 線圈內(nèi)阻r=2 Q,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于 磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從線圈平而與磁場(chǎng)平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，己知磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 7；線 圈的轉(zhuǎn)速n=1200 r/min,外接一電阻，阻值為R=18O,試寫出電阻兩端電壓瞬時(shí)值的表 達(dá)式.實(shí)用文檔11 .如圖L5-1-9所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一

6、個(gè)“”形導(dǎo)線框可繞AB軸轉(zhuǎn)動(dòng)，AB軸與磁 場(chǎng)方向垂直，已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1啦丁，線框的CD邊長(zhǎng)為20CE、DF 7T長(zhǎng)均為10。，轉(zhuǎn)速為50 Ms.從圖示位置開始計(jì)時(shí).(1)寫出線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式.(2)在e-t坐標(biāo)系中作出線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖像.圖 L5-1-91交變電流1. AC 解析當(dāng)線圈平面與中性而重合時(shí)，磁通量最大，磁通量的變化率為零，感應(yīng) 電動(dòng)勢(shì)為零，電流將改變方向.故選A、C.2. AD 解析線圈在圖示位置時(shí)，線圈平而與磁場(chǎng)平行，感應(yīng)電流最大，因?yàn)閒 =今ZCO 4在。京時(shí)間內(nèi)線圈轉(zhuǎn)過四分之一個(gè)周期，感應(yīng)電流從最大減小為零，磁通量逐漸增大.3. C

7、 解析本題考查交變電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式e=E心加st,而E產(chǎn)NBcoS,當(dāng)co加 倍而S減半時(shí)，E”不變，故正確答案為C.4. (1)314 V (2)e=3145/n 100t(V) (3)157 V解析(1)由題可知:S = ab bc=0.2x0.5 m2=0.1感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值E產(chǎn)NBSs=100x0.lx0.lxl(Xhr V= 100n- V=314 V.(2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值e=E5加cot=3145/7/ 100加(V).(3)線圈從線圈平而平行于磁感線時(shí)開始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e=Efncos cot,代入數(shù)值得 e=314cos loom (V)當(dāng) t=7時(shí)，e

8、=314co V=157 V. o55. D 解析當(dāng)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)到位于中性而時(shí)，磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零, 感應(yīng)電流為零，B、D兩時(shí)刻線圈位于中性面，A, B錯(cuò)誤.當(dāng)線圈平面與磁感線平行時(shí)， 磁通量為零，磁通量的變化率最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，感應(yīng)電流最大，A、C時(shí)刻線圈平面 與磁感線平行，。正確.在A到D時(shí)刻線圈轉(zhuǎn)過的角度為半弧度，。錯(cuò)誤.6. D 解析在初始位置ad和be切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律可知電流 的方向?yàn)閍-d-CTb-a,是負(fù)值，選項(xiàng)A、8錯(cuò)誤.當(dāng)再轉(zhuǎn)過;時(shí)，線圈處在中性而位置， 感應(yīng)電流為零，則選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)。正確.7. B 解析由題圖甲可知t=0時(shí)刻，線圈的

9、磁通量最大，線圈處于中性而，t=0.01 s時(shí)刻，磁通量為零，但磁通量的變化率最大，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確.t=0.02 $時(shí)， 電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為零，C、。項(xiàng)均錯(cuò)誤.8. A 解析線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，且從中性面開始計(jì)時(shí)， 產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)e=BScos加cot,由此判斷，只有A選項(xiàng)符合.9. CD 解析由-t圖像可知電皿=BS=0.2卬6T=0.4s,又因?yàn)镹=50匝,所以 Em=NBS3=NRg早=157匕。正確：t=0.1 s和0.3 s時(shí)，最大，e=0,電動(dòng)勢(shì)改變 方向：t=0.2 s和0.4 s時(shí)，=0, e=E”m最大，故A、8錯(cuò)誤，根據(jù)線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

10、的特點(diǎn)知，當(dāng)t=0.4s時(shí)，竽最大，=3.14 Wb/s,。正確.10. u=9;rcos 407rt (V)解析角速度3=2加=2萬年辛，小=40元八s,最大值 Ew=NBSco= 100x0.5x50x10 4x40 V= 10乃 V,線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e = Emcos cot = 1。兀cos 407rt (V),由閉合電路歐姆定律，有1=6±=舟7=宗A,K-tl 1 o-rZ ZU故電阻兩端電壓 u=Ri = 18xx 1 Ottcos 407rt (V)=9ncos 407rt (V).11. (l)e=10 yflcos 100n-t(V) (2)如圖所示解析(1)開始計(jì)時(shí)的位置為線圈平面與磁感線平行的位置，在t時(shí)刻線框轉(zhuǎn)過的角度為cot,此時(shí)刻，e=Bhl23cos cot,即 e=BScocos 3t.其中 B=-7, S=0.1x0.2 nr=0.02 nr,71co=2mi=2x50 radls= 1