2020_2021学年高中物理第二章交变电流1交变电流课时作业含解析教科版选修3_22021022411.doc

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1、交变电流课(时间：40分钟　分值：100分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1．如图所示，属于交流电的是(　　)A　　　　B　　　C　　　DC　[方向随时间做周期性变化是交变电流最重要的特征．A、B、D三项所示的电流大小随时间做周期性变化，但其方向不变，不是交变电流，它们是直流电．C选项中电流的大小和方向都随时间做周期性变化，故选C项．]2．(多选)矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面内的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是(　　)A．当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大

2、B．当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零C．每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流的方向就改变一次D．线框经过中性面时，各边切割磁感线的速度为零CD　[线框位于中性面时，线框平面与磁感线垂直，穿过线框的磁通量最大，原来切割磁感线的两边此时与磁感线平行，即不切割磁感线，所以感应电动势等于零，此时穿过线框的磁通量的变化率也等于零，感应电动势或感应电流的方向也就在此时发生变化．线框垂直于中性面时，穿过线框的磁通量为零，但切割磁感线的两边都垂直切割磁感线，有效切割速度最大，所以感应电动势最

3、大，也可以说此时穿过线框的磁通量的变化率最大，故C、D选项正确．]3.(多选)如图所示，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(　　)-8-A．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减小AD　[0～的时间内，t＝0时刻，磁通量为0，感应电流最大，之后到t＝的时间内，穿过线圈的磁通量一直在增大，而线圈中的感应电流一直在减小，即穿

4、过线圈的磁通量的变化率一直在减小．]4.如图所示，匝数为100的圆形线圈绕与匀强磁场方向垂直的轴OO′以50r/s的转速转动，穿过线圈的最大磁通量为0.01Wb.从图示的位置开始计时，则线圈中感应电动势瞬时值的表达式为(　　)A．e＝50sinωtV　　B．e＝314cos314tVC．e＝50cosωtVD．e＝314sin314tVB　[线圈在匀强磁场中匀速转动产生正弦交变电流，产生的交流与线圈形状无关，由Em＝NBSω可知，Em与线圈面积S、角速度ω有关，角速度ω＝2×3.14×50rad/s

5、＝314rad/s.最大值Em＝NBSω＝NΦmω＝314V．线圈从图示位置即与中性面垂直时开始计时，此时感应电动势达到最大值，据三角函数关系可得出e＝314cos314tV．B对．]5.(多选)一矩形线圈的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示．下列结论正确的是(　　)-8-A．在t＝0.1s和t＝0.3s时，电动势最大B．在t＝0.2s和t＝0.4s时，电动势方向发生改变C．电动势的最大值是157VD．在t＝0.4s时，磁通量的变化率最

6、大，为3.14Wb/sCD　[在t＝0.1s和t＝0.3s时，穿过线圈的磁通量最大，但其变化率为零，电动势为零，选项A错误；在t＝0.2s和t＝0.4s时，穿过线圈的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，电动势最大，电动势方向不变，选项B错误；根据电动势的最大值Em＝nBSω，Φm＝BS，ω＝，可得Em＝50×0.2×V＝157V，选项C正确；在t＝0.4s时，磁通量的变化率最大，为＝3.14Wb/s，选项D正确．]6．如图甲为风速仪的结构示意图，在恒定风力作用下风杯带动与其固定在一起的永磁铁转动，线圈

7、产生的电流随时间变化的关系如图乙．若风速减小到原来的一半，则电流随时间变化的关系图可能是(　　)甲　　　　　　　乙A　　　　　　B-8-C　　　　　　DC　[根据Em＝NBSω，若风速减小到原来的一半时，则最大感应电动势也变小，所以感应电流也变小；根据转速与周期成反比，可知，若风速减小到原来的一半时，则周期变大为原来两倍，故C项正确，A、B、D项错误．]二、非选择题(14分)7．如图甲所示，矩形线圈匝数N＝100匝，ab＝30cm，ad＝20cm，匀强磁场的磁感应强度B＝0.8T，绕轴OO′从图示位

8、置开始匀速转动，角速度ω＝100πrad/s，试求：甲　　　　　乙(1)穿过线圈的磁通量最大值Φm为多大？线圈转到什么位置时取得此值？(2)线圈产生的感应电动势最大值Em为多大？线圈转到什么位置时取得此值？(3)写出感应电动势e随时间变化的表达式，并在图乙中作出图像．解析：(1)当线圈转至与磁感线垂直时，磁通量有最大值Φm＝BS＝0.8×0.3×0.2Wb＝0.048Wb.(2)线圈与磁感线平行时，感应电动势有最大值Em＝NBSω＝480πV.(3)感应电动势的表达式