2017-2018学年高中物理 5.1 交变电流课下作业（含解析）新人教版选修3-2

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1、交变电流1．判断图1中哪个是正弦式交变电流(　　)图1解析：正弦式交变电流，首先应该是交变电流，C虽然形状符合，但不是交变电流，B虽然是交变电流，但不是正弦式交变电流。答案：D2．关于中性面，下列说法正确的是(　　)A．线圈在转动中经过中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零B．线圈在转动中经过中性面位置时，穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大C．线圈每经过一次中性面，感应电流的方向就改变一次D．线圈每转动一周经过中性面一次，所以线圈每转动一周，感应电流的方向就改变一次解析：中性面是线圈平面与磁感线垂直的位

2、置，线圈经过该位置时，穿过线圈的磁通量最大，各边都不切割磁感线，不产生感应电动势，故磁通量的变化率为零，故A正确，B错。线圈每经一次中性面，感应电流的方向改变一次，线圈每转一周要经过中性面两次，所以每转一周，感应电流方向就改变两次，C正确，D错。答案：AC3．如图2甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒定的角速度ω转动。当从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流按照图2乙所示的余弦规律变化，则在t＝时刻(　　)图2A．线圈中的电流最大B．穿过线圈的磁通量为零C．线圈所受的安培力为零

3、D．线圈中的电流为零解析：由T＝，故t＝＝，此时线圈位于中性面位置，所以穿过线圈的磁通量最大，B错误，由于此时感应电动势为零，所以线圈中电流为零，线圈所受的安培力为零，A错误，C、D正确。答案：CD4.如图3所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动，如图所示，当线圈平面转到与磁场方向平行时(　　)A．线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流B．线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势图3C．线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是a→b→c→dD．线圈绕P1

4、转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力解析：线圈平面与磁场方向平行时，穿过线圈的磁通量为零，磁通量变化率最大，两种情况下产生的感应电动势和感应电流最大且相等，所以A正确B错误。由楞次定律和右手定则可知电流方向相同且沿a→d→c→b方向，C错误。由于电流相同，所以两种情况下dc边受到的安培力相等，D错误。答案：A5.长为a、宽为b的矩形线圈，在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场的OO′轴以恒定的角速度ω旋转。设t＝0时，线圈平面与磁场方向平行，则此时的磁通量和磁通量的变化率分别是(　　)A．0,0B．

5、0，BabωC.，0D．Bab，Babω解析：实际上，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动时，产生交变电动势：e＝Emcosωt＝Babωcosωt。当t＝0时，cosωt＝1，虽然磁通量Φ＝0，但是电动势有最大值Em＝Babω根据法拉第电磁感应定律E＝n，可知当电动势为最大值时，对应的磁通量的变化率也最大，即Em＝()max＝Babω。综上所述，正确选项为B。答案：B6.如图4所示，在垂直纸面向里的有界匀强磁场中放置了矩形线圈abcd。线圈cd边沿竖直方向且与磁场的右边界重合。线圈平面与磁场方向垂直。从t＝0时刻起，线圈以

6、恒定角速度ω＝绕cd边沿图4图所示方向转动，规定线圈中电流沿abcda方向为正方向，则从t＝0到t＝T时间内，线圈中的电流I随时间t变化关系图像为图5中的(　　)图5解析：在0～内，线圈在匀强磁场中匀速转动，故产生正弦交流电，由楞次定律知，电流方向为负值；在～T，线圈中无感应电流；在T时，ab边垂直切割磁感线，感应电流最大，且电流方向为正值。故B项正确。答案：B7.一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的交变电动势的图像如图6所示，则(　　)A．交流电的频率是4πHzB．当t＝0时，线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大图6C．当

7、t＝πs时e有最大值D．t＝πs时，e＝－10V最小，磁通量变化率最小解析：从图像可知交流电的周期为2πs，频率为Hz，t＝πs时，e＝0最小，A、C错；t＝0时，e最小，Φ最大，B对；t＝πs时，e＝－10V，e最大，最大，“－”号表示方向，D错。答案：B8.某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生交变电流的图像如图7所示，由图中信息可以判断(　　)A．在A和C时刻线圈处于中性面位置B．在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零图7C．从A→D时刻线圈转过的角度为πD．若从O→D时刻历时0.02s，则在1s内交变电流的方向

8、改变100次解析：根据图像，首先判断出感应电流的数学表达式为i＝Imsinωt，其中Im是感应电流的最大值，ω是线圈旋转的角速度。而且线圈是从中性面开始旋转，由O到D完成一次周期性变化，相应的线圈旋转一周。线圈每旋转一周有两次经过中性面，经过中性面的位置时电流改变方向。从图可知，在O、B、