山东省专用2018-2019学年高中物理第五章交变电流课时跟踪检测二十四交变电流含解析新人教版选修3

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1、课时跟踪检测（二十四）交变电流1．为了研究交流电的产生过程，小张同学设计了如下实验构思方案：第一次将单匝矩形线圈放在匀强磁场中，线圈绕转轴OO1按图示方向匀速转动(ab向纸外，cd向纸内)。并从图甲所示位置开始计时。此时产生的交流电如图乙所示。第二次他仅将转轴移至ab边上，第三次他仅将转轴右侧的磁场去掉，关于后两次的电流图像，下列说法正确的是(　　)A．第二次是A图　　　　　B．第二次是C图C．第三次是B图D．第三次是D图解析：选D　第二次将转轴移到ab边上，产生的感应电流与第一次相同，第三次将OO1右侧

2、磁场去掉，线圈在转动过程中只有一边切割磁感线，产生的感应电流的最大值为原来的，因此选D。2．一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO′匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中。通过线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是(　　)A．t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大B．t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变C．t2、t4时刻通过线圈的磁通量最大D．t2、t4时刻线圈中感应电动势最小解析：选B　t1、t3时刻通过线圈的磁通量Φ最大，磁通量变化率为零，此时感应电动势、感应电

3、流均为零，线圈中感应电流方向改变，选项A错误，选项B正确；t2、t4时刻通过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大，即感应电动势最大，选项C、D错误。3.[多选]某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生交变电流的图像如图所示，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C．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内交变电流的方向改变100次解析：选CD　由题图可知，在O、B、D时刻感应电流为零，所以此时线圈恰好在中性

4、面位置，且穿过线圈的磁通量最大；在A、C时刻感应电流最大，线圈处于和中性面垂直的位置，此时穿过线圈的磁通量为零，故A、B错误。从A到D时刻，线圈旋转周，转过的角度为π；如果从O到D时刻历时0.02s，恰好为一个周期，所以1s内线圈转动50个周期，100次经过中性面，交变电流的方向改变100次，故C、D正确。4.如图所示，一矩形线圈abcd，已知ab边长为l1，bc边长为l2，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω从图示位置开始匀速转动，则t时刻线圈中的感应电动势为(　　)A．0.5Bl1l2ωs

5、inωt　　　B．0.5Bl1l2ωcosωtC．Bl1l2ωsinωtD．Bl1l2ωcosωt解析：选D　因为开始时刻线圈平面与磁感线平行，即从垂直于中性面开始运动，所以开始时刻线圈中感应电动势最大为Em＝Bl1l2ω，感应电动势的表达形式应为余弦形式，因此在t时刻线圈中的感应电动势为Bl1l2ωcosωt，故正确选项为D。5.[多选]如图所示，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，当线圈平面转到图示与磁场方向平行时(　　)A．线圈绕P1转动时的电流

6、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C．线圈分别绕P1和P2转动时的电流的方向相同，都是a→d→c→bD．线圈绕P1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：选AC　产生正弦交变电流的条件是轴和磁感线垂直，与轴的位置和线圈形状无关，线圈abcd分别绕轴P1、P2转动，转到图示位置时产生的电动势E＝nBSω，由I＝可知此时I相等，故选项A正确，选项B错误；由右手定则可知电流方向为a→d→c→b，故选项C正确；dc边受到的安培力F＝BLdcI，故F一

7、样大，选项D错误。6.如图所示，线圈abcd的面积是0.05m2，共100匝，线圈的总电阻r＝1Ω，外接电阻R＝9Ω，匀强磁场的磁感应强度B＝T，线圈以角速度ω＝100πrad/s匀速转动。(1)若线圈经过图示位置(线圈平面与磁感线垂直)时开始计时，写出线圈中感应电动势瞬时值的表达式。(2)写出交变电流的瞬时值表达式。(3)求线圈由图示位置转过的过程中，交变电动势的平均值。解析：(1)线圈中感应电动势的最大值为Em＝NBSω＝100××0.05×100πV＝500V线圈中感应电动势瞬时值e＝Emsinωt

8、所以e＝500sin100πt(V)。(2)交变电流的最大值Im＝＝A＝50A，所以电流的瞬时值表达式为i＝50sin100πt(A)。(3)＝N＝＝V。答案：(1)e＝500sin100πt(V)　(2)i＝50sin100πt(A)　(3)V7.如图所示，在水平匀强磁场中一矩形闭合线圈绕OO′轴匀速转动，若要使线圈中的电流峰值减半，不可行的方法是(　　)A．只将线圈的转速减半B．只将线圈的匝数减半C．只将匀强磁场的磁感应强