2022-2023學(xué)年粵教版選擇性必修第二冊 3.1 認(rèn)識交變電流 作業(yè)

課時評價作業(yè)（十二）認(rèn)識交變電流A級基礎(chǔ)鞏固1.（2021·蘭州一中期末）下列圖像中表示交變電流的是（）ABCD答案：D2.（多選）某線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，穿過它的磁通量Φ隨時間變化的規(guī)律如圖所示，則（）A.t1時刻，穿過線圈的磁通量的變化率最大B.t2時刻，穿過線圈的磁通量的變化率為零C.t3時刻，線圈中的感應(yīng)電動勢為零D.t4時刻，線圈中的感應(yīng)電動勢最大解析：t1時刻，穿過線圈的Φ最大，但eq\f(ΔΦ,Δt)為零，A錯誤；t2時刻，穿過線圈的Φ等于零，但eq\f(ΔΦ,Δt)最大，B錯誤；t3時刻，Φ最大，eq\f(ΔΦ,Δt)等于零，感應(yīng)電動勢等于零，C正確；t4時刻，Φ等于零，但eq\f(ΔΦ,Δt)最大，感應(yīng)電動勢最大，D正確.答案：CD3.（2021·銀川一中期末）如圖所示，一線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，經(jīng)過圖示位置時（）A.穿過線圈的磁通量最小，磁通量的變化率最大B.穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率最大C.穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率最小D.穿過線圈的磁通量最小，磁通量的變化率最小答案：A4.（2021·蘇州中學(xué)周測）如圖所示，虛線右側(cè)有垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，邊長為L的單匝正方形線圈的中軸線位于磁場邊界，并與磁場方向垂直，線圈每條邊電阻為R.線圈繞中軸線以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，從線圈平面與磁場方向垂直時開始計時，經(jīng)過時間t，線圈中的感應(yīng)電流為（）A.eq\f(BL2ω,2R)sinωt B.eq\f(BL2ω,8R)sinωtC.eq\f(BL2ω,2R)cosωt D.eq\f(BL2ω,8R)cosωt解析：如果整個空間都有磁場，t時刻線圈中的感應(yīng)電動勢為e1＝BSωsinωt；由于只有中軸＝eq\f(BL2ω,8R)sinωt，選項A、C、D錯誤，B正確.答案：B5.（2021·山東肥城六中期末）（多選）如圖所示，一單匝閉合線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動過程中線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值e＝0.5sin20t（V），由該表達式可推知的物理量有（）A.勻強磁場的磁感應(yīng)強度B.線圈的面積C.穿過線圈的磁通量的最大值D.線圈轉(zhuǎn)動的角速度解析：根據(jù)單匝閉合線圈正弦式交變電流的表達式e＝BSωsinωt，可得ω＝20rad/s，而磁通量最大值的表達式為Φm＝BS，所以可以根據(jù)BSω＝0.5V求出磁通量的最大值，故選項C、D正確.答案：CD6.（2021·哈爾濱三中期中）下列關(guān)于交流發(fā)電機的敘述正確的是（）A.交流發(fā)電機將電能轉(zhuǎn)化為機械能B.交流發(fā)電機由兩部分組成，即定子和轉(zhuǎn)子，線圈必須旋轉(zhuǎn)，成為轉(zhuǎn)子，這樣才能在線圈中產(chǎn)生交變電流C.交流發(fā)電機線圈中產(chǎn)生交變電流，輸送到外電路也是交變電流D.在交流發(fā)電機線圈轉(zhuǎn)動的過程中，線圈中的每一條邊都切割磁感線解析：交流發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)化為電能，A錯誤；交流發(fā)電機由兩部分組成，即定子和轉(zhuǎn)子，線圈既可以作為定子，也可以作為轉(zhuǎn)子，定子和轉(zhuǎn)子相對轉(zhuǎn)動就可以產(chǎn)生交變電流，B錯誤；交流發(fā)電機線圈中產(chǎn)生交變電流，輸送到外電路也是交變電流，C正確；在交流發(fā)電機線圈轉(zhuǎn)動的過程中，并不是線圈的每一條邊都切割磁感線，D錯誤.答案：CB級能力提升7.交流發(fā)電機工作時電動勢為e＝Emsinωt，若將發(fā)電機的轉(zhuǎn)速提高一倍，同時將電樞所圍面積減小一半，其他條件不變，則其電動勢變?yōu)椋ǎ〢.e′＝Emsineq\f(ωt,2) B.e′＝2Emsineq\f(ωt,2)C.e′＝Emsin2ωt D.e′＝eq\f(Em,2)sin2ωt解析：感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式e＝Emsinωt，而Em＝nBωS，當(dāng)ω加倍而S減半時，Em不變，故正確答案為C.答案：C8.（2021·孝感高中期末）如圖為演示交變電流產(chǎn)生的裝置圖，關(guān)于這個實驗，正確的說法是（）A.線圈每轉(zhuǎn)動一周，指針左右擺動兩次B.圖中線圈所在平面位置為中性面，線圈中無感應(yīng)電流C.圖中線圈所在平面位置，ab邊中感應(yīng)電流方向為a→bD.線圈平面與磁場方向平行時，磁通量變化率為零解析：線圈在磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動時，在電路中產(chǎn)生周期性變化的交變電流，線圈經(jīng)過中性面時電流改變方向，線圈每轉(zhuǎn)動一周，有兩次通過中性面，電流方向改變兩次，指針左右擺動一次，A項錯誤；線圈平面垂直于磁感線的位置稱為中性面，顯然題圖中線圈所在位置不是中性面，B項錯誤；線圈處于題中圖示位置時，ab邊向右運動，由右手定則，知ab邊中感應(yīng)電流方向為a→b，C項正確；線圈平面與磁場方向平行時，穿過線圈的磁通量為零，但磁通量的變化率最大，D項錯誤.答案：C9.在垂直紙面向里的有界勻強磁場中放置了矩形線圈abcd.線圈cd邊沿豎直方向且與磁場的右邊界重合，線圈平面與磁場方向垂直.從t＝0時刻起，線圈以恒定角速度ω＝eq\f(2π,T)繞cd邊沿如圖所示方向轉(zhuǎn)動，規(guī)定線圈中電流沿abcda方向為正方向，則從t＝0到t＝T時間內(nèi)，線圈中的電流i隨時間t變化關(guān)系圖像為（）ABCD解析：在t＝0時刻，通過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率最小，感應(yīng)電流為0，由楞次定律知，0～eq\f(T,4)內(nèi)電流為負(fù)；在eq\f(T,4)～eq\f(3,4)T，線圈中無感應(yīng)電流；在eq\f(3,4)T時，ab邊垂直切割磁感線，感應(yīng)電流最大，且電流為正，故只有B項正確.答案：B10.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（）A.在t＝0.1s和t＝0.3s時，電動勢最大B.在t＝0.2s和t＝0.4s時，電動勢改變方向C.電動勢的最大值是157VD.在t＝0.4s時，磁通量的變化率為零解析：t＝0.1s和t＝0.3s時，Φ最大，e＝0，選項A錯誤；t＝0.2s和t＝0.4s時，Φ＝0，e＝Em最大，方向不變，故選項B錯誤；根據(jù)線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的特點知，＝50，所以Em＝nBSω＝nΦm·eq\f(2π,T)＝157V，選項C正確.答案：C11.（2021·西工大附中期末）有一個正方形線圈的匝數(shù)為10，邊長為20cm，線圈總電阻為1Ω，線圈繞OO′軸以10πrad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動，如圖所示.勻強磁場的磁感應(yīng)強度為0.5T.（1）該線圈產(chǎn)生的交變電流的電動勢的峰值、電流的峰值分別是多少？（2）若從中性面位置開始計時，寫出感應(yīng)電動勢隨時間變化的表達式.（3）線圈分別從圖所示位置和中性面位置開始轉(zhuǎn)過30°時，感應(yīng)電動勢的瞬時值分別是多大？解析：（1）交變電流的電動勢的峰值Em＝NBSω＝10×0.5×0.22×10πV＝6.28V.電流的峰值Im＝eq\f(Em,R)＝6.28A.（2）從中性面位置開始計時，感應(yīng)電動勢隨時間變化的表達式為e＝Emsinωt＝6.28sin10πt（V）.（3）線圈從題圖所示位置開始轉(zhuǎn)過30°時，感應(yīng)電動勢的瞬時值e1＝Emcos30°＝6.28cos30°V＝5.44V.線圈從中性面位置開始轉(zhuǎn)過30°時，感應(yīng)電動勢的瞬時值e2＝Emsin30°＝6.28sin30°V＝3.14V.答案：（1）6.28V6.28A（2）e＝6.28sin10πt（V）（3）5.44V3.14V12.如圖所示，在勻強磁場中有一個“”形導(dǎo)線框可繞AB軸轉(zhuǎn)動，AB軸與磁場方向垂直，已知勻強磁場的磁感應(yīng)強度B＝eq\f(5\r(2),π)T，線框的CD邊長為20cm，CE、DF長均為10cm，轉(zhuǎn)速為50r/s，從圖示位置開始計時.（1）寫出線框中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式.（2）在et坐標(biāo)系中作出線框中感應(yīng)電動勢隨時間變化的圖像.（3）0～eq\f(T,4)內(nèi)的平均電動勢.解析：（1）開始計時的位置為線框平面與磁感線平行的位置，在t時刻線框轉(zhuǎn)過的角度為ωt，此時刻，e＝Bl1l2ωcosωt，即e＝BSωcosωt.其中B＝eq\f(5\r(2),π)T，S＝0.1×0.2m2＝0.02m2，ω＝2πn＝2π×50rad/s＝100πrad/s，故e＝eq\f(5\r(2),π)×0.02×100πcos100πt（V）＝10eq\r(2)cos100πt（V）