2019-2020年高二人教版物理选修3-2练习册：5.1　交变电流含答案

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1、2019-2020年高二人教版物理选修3-2练习册：5.1　交变电流含答案知识点一　交变电流的产生1．(多选)当交流发电机的线圈转到线圈平面与中性面重合时，下列说法中正确的是(　　)A．电流将改变方向B．磁场方向和线圈平面平行C．线圈的磁通量最大D．线圈产生的感应电动势最大2．(多选)如图L511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，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，则在0～这段时间内(　　)图L511A．线圈中的感应电流一直在减小B．线圈中的感应电流先增大后减小C．穿过线圈的磁通量一直在减小D．穿过线圈的磁通量的变化率一直在

2、减小知识点二　交变电流的变化规律3．交流发电机在工作时电动势为e＝Emsinωt，若将发电机的转速提高一倍，同时将电枢所围面积减小一半，其他条件不变，则其电动势变为(　　)A．e′＝EmsinB．e′＝2EmsinC．e′＝Emsin2ωtD．e′＝sin2ωt4．如图L512所示，匀强磁场B＝0.1T，所用矩形线圈的匝数N＝100匝，边长ab＝0.2m，bc＝0.5m，以角速度ω＝100πrad/s绕垂直于磁场方向的OO′轴匀速转动．试求：(1)交变电动势的峰值；(2)从线圈平面垂直于磁感线时开始计时，线圈中瞬时感应电动势的表达式；(3)若线圈平面平行于磁感线时开始计时

3、，求线圈在t＝时刻的电动势大小．图L512知识点三　交变电流的图像5．线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交流电的图像如图L513所示，由图可知(　　)图L513A．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C．在A到D时刻线圈转过的角度为π弧度D．在A和C时刻磁通量变化率的绝对值最大6．如图L514甲所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的垂直于磁场方向的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动．若以线圈平面与磁场夹角θ＝45°时(如图乙所示)为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正．则图L515中描述电流变化规律的图像正确的是

4、(　　)图L514图L5157．一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图L516甲所示，则下列说法中正确的是(　　)图L516A．t＝0时刻，线圈平面与中性面垂直B．t＝0.01s时刻，Φ的变化率最大C．t＝0.02s时刻，电动势达到最大D．该线圈产生的交变电动势随时间变化的图像如图乙所示8．如图L517所示，面积均为S的线圈均绕其对称轴或中心轴在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动，能产生正弦交变电动势e＝BSωsinωt的是(　　)图L5179．(多选)矩形线圈的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时

5、，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图L518所示，下列结论正确的是(　　)图L518A．在t＝0.1s和t＝0.3s时，电动势最大B．在t＝0.2s和t＝0.4s时，电动势改变方向C．电动势的最大值是157VD．在t＝0.4s时，磁通量变化率达最大，其值为3.14Wb/s10．一矩形线圈有100匝，面积为50cm2，线圈内阻r＝2Ω，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，从线圈平面与磁场平行时开始计时，已知磁感应强度B＝0.5T，线圈的转速n＝1200r/min，外接一电阻，阻值为R＝18Ω，试写出电阻两端电压瞬时值的表达式．11．如图L519所示，在匀强磁场中有一

6、个“π”形导线框可绕AB轴转动，AB轴与磁场方向垂直，已知匀强磁场的磁感应强度B＝T，线框的CD边长为20cm，CE、DF长均为10cm，转速为50r/s.从图示位置开始计时．(1)写出线框中感应电动势的瞬时值表达式．(2)在et坐标系中作出线框中感应电动势随时间变化的图像．图L5191　交变电流1．AC　[解析]当线圈平面与中性面重合时，磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零，电流将改变方向．故选A、C.2．AD　[解析]线圈在图示位置时，线圈平面与磁场平行，感应电流最大，因为＝，在0～时间内线圈转过四分之一个周期，感应电流从最大减小为零，磁通量逐渐增大．3．C

7、　[解析]本题考查交变电压的瞬时值表达式e＝Emsinωt，而Em＝NBωS，当ω加倍而S减半时，Em不变，故正确答案为C.4．(1)314V　(2)e＝314sin100πt(V)　(3)157V[解析](1)由题可知：S＝ab·bc＝0.2×0.5m2＝0.1m2，感应电动势的峰值Em＝NBSω＝100×0.1×0.1×100πV＝100πV＝314V.(2)感应电动势的瞬时值e＝Emsinωt＝314sin100πt(V)．(3)线圈从线圈平面平行于磁感线时开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为e＝Emcosωt，代入数值