2019_2020学年高中物理第5章交变电流第1节交变电流同步作业含解析新人教版选修3_2.doc

《2019_2020学年高中物理第5章交变电流第1节交变电流同步作业含解析新人教版选修3_2.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019_2020学年高中物理第5章交变电流第1节交变电流同步作业含解析新人教版选修3_2.doc（7页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第1节 交变电流基础训练1(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()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解析在现在这个位置上，线圈平面与磁场方向平行，感应电流最大，在0时间内线圈转过四分之一个圆周，感应电流从最大减小为零，磁通量变化率从最大减小为零，磁通量逐渐增大，故选项A、D正确2(多选)如图所示，一矩形线圈绕与匀强磁场垂直的中心轴旋转，切割磁感线的两边通过导体圆环外接电阻R，自图示位置开始以角速度匀

2、速转动，则通过R的电流()A大小和方向都不断变化B方向不变，大小不断变化C变化的规律iImsin tD变化的规律iImcos tAD解析线圈在匀强磁场中匀速转动时产生正弦(或余弦)交变电流，和电阻R构成闭合回路，电流的大小、方向均发生变化，故选项A正确，B错误；由于线圈开始时位于垂直于中性面的平面，所以iImcos t，故选项D正确，C错误3(多选)如图所示，一正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转动，沿着OO观察，线圈沿逆时针方向转动，已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，边长为l，电阻为R，转动的角速度为.则当线圈转至图示位置时()A线圈中感应电流的方向为ab

3、cdaB穿过线圈的磁通量为零C线圈中的感应电流为D穿过线圈磁通量的变化率为零BC解析题中图示位置，线圈平面与磁场方向平行，所以穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大，选项B正确，D错误；此时由右手定则可知电流方向为adcba，选项A错误；由峰值表达式EmnBS可知Im，题中图示位置的感应电流等于峰值，选项C正确4(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()A在t0.1 s和t0.3 s时，电动势最大B在t0.2 s和t0.4 s时，电动势改变方向C电动势的最大值是157 VD在t0.4 s时，磁通量变化率

4、达到最大，其值为3.14 Wb/sCD解析由t图象可知maxBS0.2 Wb，T0.4 s，又因为N50匝，所以EmaxNBSNmax157 V，选项C正确；t0.1 s和0.3 s时，最大，E0，电动势改变方向，t0.2 s和0.4 s时，0，EEmax最大，选项A、B错误；根据线圈在磁场中转动时产生感应电动势的特点知，当t0.4 s时，最大，3.14 Wb/s，选项D正确5如图所示，虚线OO为单匝矩形线圈abcd的对称轴，OO的左边存在着方向垂直纸面向里的匀强磁场，右边没有磁场，线圈平面与磁场方向垂直线圈沿图示方向绕OO轴匀速转动(即ab边先向纸外、cd边先向纸内转动)，规定沿abcd方向

5、为感应电流的正方向，若从图示位置开始计时，下列所示的图象中能正确表示线圈内感应电流i随时间t变化规律的是()B解析0内，ab一侧的线圈在磁场中绕OO转动产生正弦式交变电流，由楞次定律得电流方向为dcba，且越来越大；内，ab一侧线圈在磁场外，而dc一侧线圈又进入磁场，产生交变电流，电流方向为dcba，且越来越小，以此类推，可知it图象为B6(多选)如图甲所示，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乙所示的余弦规律变化，则在t时刻()A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D线圈

6、中的电流为零CD解析t，此时线圈位于中性面位置，所以穿过线圈的磁通量最大，选项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，选项A错误，C、D正确7如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中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，当线圈平面转到与磁场方向平行时()A线圈绕P1转动时产生的感应电流等于绕P2转动时产生的感应电流B线圈绕P1转动时产生的感应电动势小于绕P2转动时产生的感应电动势C线圈绕P1和P2转动时产生的感应电流的方向相同，都是abcdD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A解析线圈转动产生的感应电动势的大

7、小与转动轴的位置无关，选项A正确，B错误；绕两个轴转动产生的感应电流的大小相等，从上向下看，线框逆时针旋转，电流的方向应为adcb，选项C错误；电流相等，cd受到的安培力也相等，选项D错误8(多选)如图甲所示，单匝矩形线框相邻两边分别长L和2L，从中线OO处对折，且保持折角90不变如图乙所示，使线框在水平向右的匀强磁场中以角速度绕竖直方向的OO轴匀速转动匀强磁场的磁感应强度大小为B，线框电阻为R，从图乙所示位置(线框的OOCD部分与中性面重合)开始计时，取ABCDA为线框中感应电流的正方向，下列说法正确的是()A在t0时刻，线框中的感应电流最大B从0时间内，感应电流方向改变一次C线框中感应电流

8、最大值是ImD线框中感应电流i随时间t的变化是icos tBC解析从题图乙所示位置开始计时，t时刻，线框中感应电动势为eEBAECDBL2cos tBLLsin tBL2(cos tsin t)BL2BL2cos ，所以线框中感应电流i随时间t的变化关系是icos ，则可知，线框中感应电流的最大值为，且t0时，i，并不是最大，故选项A、D错误，C正确；从0时间内，先有EBAECD，后有EBAECD，结合楞次定律可知t时感应电流方向改变一次，故选项B正确能力提升9. 如图所示是一台发电机的结构示意图，其中N、S是永久磁铁的两个磁极，它们的表面呈半圆柱面形状，M是圆柱形铁芯，它与磁极的柱面共轴，铁

9、芯上有一矩形线框，可绕与铁芯M共轴的固定转轴旋转磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径、大小近似均匀的磁场若从图示位置开始计时，当线框绕固定转轴匀速转动时，下列各图中能正确反映线框中感应电动势e随时间t变化规律的是()D解析因为是辐向磁场，故电动势大小不变，由右手定则可知电动势方向做周期性变化，故选项D正确10(多选)如图所示，电阻为R的正方形导线框，边长为l，处在磁感应强度为B、方向水平向右的匀强磁场中t0时刻，线框所在平面与磁场垂直，线框处于竖直平面内，现使它绕水平轴OO以角速度匀速转过180，则在转动过程中()A通过导线任意截面的电荷量为零B通过导线任意截面的电荷量为C导线框中磁通量的最大

10、变化率为Bl2D导线框中感应电流方向改变一次BC解析通过导线任意截面的电荷量qtt，故选项B正确，A错误；磁通量的变化率最大时，感应电动势最大，且EmBSBl2，又E，即磁通量的最大变化率为Bl2，故选项C正确；从中性面转过180的过程中，感应电流的方向不变，故选项D错误11在磁感应强度为1 T的匀强磁场中有一匝数为10匝的矩形线圈ABCD，如图所示，线圈绕OO轴以转速n r/s匀速转动AB20 cm，BC25 cm，线圈的总电阻为r1，定值电阻的阻值为R9，从图示位置开始计时(1)写出t时刻整个线圈中的感应电动势e的表达式；(2)线圈转过30时，流过R的电荷量为多少？(3)线圈转过30时，磁

11、通量的变化率为多少？解析(1)感应电动势最大值EmNBSNBL1L22n50 V，整个线圈中的感应电动势的瞬时值表达式为eEmcos t50cos 100t(V)(2)线圈转过30时，qt，其中N，故qN.又BS(sin 30sin 0)BL1L2，代入数据得q0.025C(3)线圈转过30时，t s，此时e50cos 100t(V)25 V，而eN，可得 Wb/s4.33 Wb/s.答案(1)50cos 100t(V)(2)0.025 C(3)4.33 Wb/s 12.如图甲所示，矩形线圈匝数N100匝，ab30 cm，ad20 cm，匀强磁场的磁感应强度B0.8 T，绕轴OO从图示位置开始

12、匀速转动，角速度100 rad/s，试求：(1)穿过线圈的磁通量最大值m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，并在图乙中作出图象解析(1)当线圈转至与磁感线垂直时，磁通量有最大值，其最大值为mBS0.80.30.2 Wb0.048 Wb.(2)线圈与磁感线平行时，感应电动势有最大值，其最大值为EmNBS1000.80.30.2100 V480 V.(3)感应电动势的表达式eEmcos t480cos 100t(V) ，图象如图所示 答案(1)0.48 Wb与磁感线垂直(2)480 V与磁感线平行(3)见解析7