【文档说明】2024-2025学年精品同步试题 物理（选择性必修第二册 人教版2019）第三章 1-交变电流 Word版含解析.docx，共(4)页，334.122 KB，由小赞的店铺上传

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以下为本文档部分文字说明：

1.交变电流课后训练巩固提升一、基础巩固1.关于交变电流和直流的说法,正确的是()A.如果电流大小做周期性变化,则一定是交变电流B.直流的大小可以变化,但方向不一定变化C.交变电流一定是按正弦规律变化的D.交变电流的最大特征就是电流的方向发生周期性的变化答案:D解析:直流的特征是电流

方向不变,交变电流的特征是电流方向改变,另外交变电流不一定都是正弦式交变电流,D正确。2.交流发电机在工作时电动势为e=Emsinωt,若将发电机线圈转动的角速度提高一倍,同时将电枢所围面积减小为原来的一半,其他条件不变,则其电动势变为()A.e'=Emsin𝜔𝑡2B.e

'=2Emsin𝜔𝑡2C.e'=Emsin2ωtD.e'=𝐸m2sin2ωt答案:C解析:本题考查交流电压的瞬时值表达式e=Emsinωt,而Em=NωBS,当ω加倍而S减半时,Em不变,故正确答案为C。此题综合考查交流电压的峰值和瞬时值表达式,意在提高学生的

理解能力和分析能力,培养学生的科学思维。3.图中,设磁感应强度为0.01T,单匝线圈边长AB为20cm,宽AD为10cm,角速度ω为100πrad/s,则线圈转动时感应电动势的最大值为()A.1×10-2VB.3.14×10-2VC.2×10-2VD

.6.28×10-2V答案:D解析:感应电动势最大值Em=NωBS=1×100π×0.01×0.02V=0.02πV=6.28×10-2V。4.如图所示,面积均为S的单匝线圈绕轴在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动,从图中所示位置开始计时,下图中能产生正弦式交流电动势e=

BSωsinωt的是()答案:A解析:由题意可知,只有A、B图中线圈在切割磁感线,导致磁通量在变化,从而产生感应电流,但B中在t=0时产生的感应电动势最大,不按正弦规律变化,故只有A中产生的感应电动势为正弦式交流电动势

e=BSωsinωt,A正确。5.(多选)一矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交流电动势为e=10√2sin20πt(V),则下列说法正确的是()A.t=0时,线圈位于中性面B.t=0时,穿过线圈的磁通量为零C.t=0.4s时,电动势为零D.t=0.4s时,电动势第一次出现最大值答案:AC解析

:由电动势e=10√2sin20πt(V)知,从线圈位于中性面时开始计时,所以t=0时,线圈位于中性面,磁通量最大,A正确,B错误;当t=0.4s时,e=10√2sin(20π×0.4)V=0,C正确,D错误。此题主要考查学生对交流电动势表达式的理解及分析,培养学生的科学思维

。6.有一个正方形线圈的匝数为10、边长为20cm,线圈总电阻为1Ω,线圈绕OO'轴以10πrad/s的角速度匀速转动,如图所示,匀强磁场的磁感应强度为0.5T。(1)该线圈产生的交变电流电动势的峰值

、电流的峰值分别是多少?(2)若从中性面位置开始计时,感应电动势随时间变化的表达式是怎样的?(3)线圈从中性面位置开始,转过30°时,感应电动势的瞬时值是多大?答案:(1)2πV2πA(2)e=2πsin10πt(V)

(3)πV解析:(1)交变电流电动势的峰值为Em=NBSω=10×0.5×0.22×10πV=2πV电流的峰值为Im=𝐸m𝑅=2πA。(2)从中性面位置开始计时,感应电动势的瞬时值表达式为e=Emsinωt=2πsin10πt(V)。(3)线圈

从中性面位置开始转过30°,感应电动势e=Emsin30°=πV。7.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴转动,线圈共100匝,角速度为13rad/s,在转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为3100Wb,则线圈平面转到与

磁感线平行时,感应电动势为多少?当线圈平面与中性面夹角为π3时,感应电动势为多少?答案:1V√32V解析:由题意知Φm=3100Wb线圈转至与磁感线平行时,感应电动势最大,故Em=NBSω=NΦmω=100×3100×13V=1V瞬时值表达式e=Emsinωt=sin13t(V)

当θ=ωt=π3时,e=sinπ3V=√32V。二、能力提升1.线圈在匀强磁场中匀速转动,产生交变电流的图像如图所示,由图可知()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时刻起到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答案:D解析:在A和C时刻感应电流最大,感应电动势最大,而磁通量为零,磁通量的变化率最大,线圈处于与中性面垂直的位置,A错误,D正确;在B和D时刻感应电流为零,感应电动势为零,而磁通量最大,B错误;从A时刻到D时

刻经过时间为34周期,线圈转过的角度为1.5π弧度,C错误。2.(多选)下图是交流发电机的示意图。线圈的AB边连在金属滑环K上,CD边连在滑环L上,导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上,线圈在转动时可以通

过滑环和电刷保持与外电路的连接。下列说法正确的是()A.当线圈转到图甲位置时,磁通量的变化率最大B.从图乙所示位置开始计时,线圈中电流i随时间t变化的关系是i=ImcosωtC.当线圈转到图丙位置时,感应电流最小D.当线圈转到图

丁位置时,流经外电路的电流方向为E→F答案:BC解析:线圈平面与磁感线垂直,磁通量最大,但磁通量变化率最小为零,故A错误;从题图乙所示位置开始计时,线圈产生的感应电动势最大,形成的感应电流最大,线圈中电

流i随时间t变化的关系是i=Imcosωt,故B正确;当线圈转到题图丙位置时,线圈位于中性面位置,此时感应电流最小,且感应电流方向改变,故C正确;当线圈转到题图丁位置时,感应电动势最大,根据楞次定律可知AB边感应电流方向为A→B,流经外电路的电流方向为F→E,故D错误。3.(多选)如图所示,a

bcd为一边长为l、匝数为N的正方形闭合线圈,绕对称轴OO'匀速转动,角速度为ω。空间中只有OO'左侧存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B。若闭合线圈的总电阻为R,则()A.线圈中电动势的最大值为√22NBl2ωB.线圈

中电动势的最大值为12NBl2ωC.在线圈转动一圈的过程中,线圈中有一半时间没有电流D.当线圈转到图中所处的位置时,穿过线圈的磁通量为12Bl2答案:BD解析:最大值Em=12NBl2ω,A错误,B正确;在线圈转动的过程

中,线圈始终有一半在磁场中运动,不会有一半时间没有电流,C错误;题图所示位置中,穿过线圈的磁通量为12Bl2,D正确。4.如图所示,一半径为r=10cm的圆形线圈共100匝,在磁感应强度B=5π2T的匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的中心轴线OO'以ω=20πrad/s的角速度匀

速转动,当线圈转至中性面位置(图中位置)时开始计时。(1)写出线圈内所产生的交流电动势的瞬时值表达式。(2)求线圈从图示位置开始在160s时的电动势的瞬时值。答案:(1)e=100sin20πt(V)(2)50√3V解析:(1

)线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴线匀速转动时,线圈内产生正弦式交流电动势,当线圈平面在中性面时开始计时,其表达式为e=Emsinωt,其中Em=NBSω故e=100sin20πt(V)。(2)当t=160s时,有e=100sin(20π×160)V=50√3V。5.如图所示

,匀强磁场的磁感应强度为B=0.50T,矩形线圈的匝数N=100,边长lab=0.20m,lbc=0.10m,以100πrad/s的角速度匀速转动,从线圈平面通过中性面时开始计时。(1)求交流电动势的瞬时值表达式。(2)若线圈总电阻为2Ω,线圈外接电阻为8Ω,写出交变电流的瞬时值

表达式。答案:(1)e=100πsin100πt(V)(2)i=10πsin100πt(A)解析:(1)线圈电动势的最大值Em=NBSω=100πV故交流电动势的瞬时值表达式为e=Emsinωt=100π

sin100πt(V)。(2)Im=𝐸m𝑅+𝑟=10πA所以交变电流的瞬时值表达式为i=10πsin100πt(A)。