物理3-2第五章第一节课时作业.doc

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1、一、单项选择题 1(2014莆田高二检测)如图所示，属于交流电的是( )解析：选 C.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，它们所表示的是直流电C 选项中电流的方向随时间做周期性变化，故选 C. 2下列线圈中不能产生交变电流的是( )解析：选 A.由正弦式交流电的产生条件可知，轴必须垂直于磁感线，但对线圈的形状没 有特别要求故选 A. 3.如图所示，一矩形线圈绕与匀强磁场垂直的中心轴 OO沿顺时针方向转动，引出线的 两端分别与相互绝缘的两个半圆形铜环 M 和 N 相连M 和 N 又通过固定的电刷 P 和 Q

2、与电 阻 R 相连在线圈转动过程中，通过电阻 R 的电流( ) A大小和方向都随时间做周期性变化 B大小和方向都不随时间做周期性变化 C大小不断变化，方向总是 PRQ D大小不断变化，方向总是 QRP 解析：选 C.由于 MN 换向器的作用，由右手定则可知通过 R 的电流方向不变，总是由 PRQ.故 C 选项正确 4一台旋转电枢式交流发电机，在正常工作时的正弦电动势 e220sin 100t V，由于2超负荷使电枢转速降低了，这时的电动势是( )110 Ae220sin 100t V Be220sin 90t V22Ce198sin 100t V De198sin 90t V22解析：选 D.

3、由于超负荷，使电枢转速降低了，即转速变为原来的，n0.9n，所以110910 电动势的最大值 EmNBS0.9Em0.9220 V198 V，角速度222n20.9n0.90.9100 rad/s90 rad/s，故选 D. 5如图甲所示，一矩形线圈 abcd 放置在匀强磁场中，并绕过 ab、cd 中点的轴 OO以角速度 逆时针匀速转动若以线圈平面与磁场夹角 45时(如图乙)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丙中正确的是( )解析：选 D.矩形线圈绕垂直于匀强磁场的转轴匀速转动产生正弦式交变电流，在开始计 时(t0)时线圈达到图乙所示的位置，据右手定则判断电流为负方

4、向，首先排除 A、B 选 项若到达图甲所示的位置，感应电流为负向的峰值，可见 t0 的时刻交变电流处于负半周且再经 到达中性面位置，即 0 ，瞬时表达式 iImsin(t0)，所以T840Imsin，t .故选 D.(2Tt4)T8 二、多项选择题 6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 V D在 t0.4 s 时，磁通量变化率最大，其值为 3.14 Wb/s 解

5、析：选 CD.在 t0.1 s 和 t0.3 s 时，矩形线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为 0，电动势为 0，此时电动势改变方向，故 A、B 错误由图象可知，周期为 0.4 s，故角速度5，而最大电动势为 EmnBS157 V，C 正确在 t0.4 s 时，磁通量为 0，磁通2T 量变化率最大，其值为 3.14 Wb/s，故 D 正确. 7(2014华南师大附中高二月考)线圈在匀强磁场中转动产生电动势 e10sin 20t V，则 下列说法正确的是( ) At0 时，线圈平面位于中性面 Bt0 时，穿过线圈的磁通量最大 Ct0 时，导线切割磁感线的有效速率最大 Dt0.4 s 时，e 有最

6、大值 10 V2解析：选 AB.由电动势的瞬时值表达式知，计时从线圈位于中性面时开始，所以 t0 时， 线圈平面位于中性面，磁通量为最大，但此时导线线速度方向与磁感线平行，切割磁感线的 有效速率为零，A、B 正确，C 错误当 t0.4 s 时，e10sin 20t V10sin(200.4) V0，D 错误故选 AB. 8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( )2A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线圈中的电流

7、为零解析：选 CD.t ，此时线圈位于中性面位置，所以穿过线圈的磁通量最大，B 错2T4 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，A 错误， C、D 正确故选 CD. 9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，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度减半 D只将线圈的边长减半解析：选 ACD.由 Im，EmNBS，2n，得 Im，故 A、C 正确；又EmRNBS2nR 电阻 R 与匝数有关，当匝数减半时电阻 R 也随之减半，则 Im不变，故 B 错误；当边长减半时，面积

8、 S 减为原来的 ，而电阻减为原来的 ，故 D 正确1412 10(2014武汉三中高二月考)如图所示，甲、乙两个并排放置的共轴线圈，甲中通有如 图所示的电流，则( )A在 t1到 t2时间内，甲乙相吸 B在 t2到 t3时间内，甲乙相斥 Ct1时刻两线圈间作用力为零 Dt2时刻两线圈间吸引力最大 解析：选 ABC.甲回路电流的磁场减弱时，由楞次定律知，乙回路将产生与甲同向环绕的感应电流甲、乙电流之间通过磁场发生相互作用，甲、乙相吸同理，当甲中电流增强 时，甲、乙互相排斥，故 A、B 选项都正确t1时刻，甲中电流产生的磁场变化率为零，则 乙线圈感生电流瞬时值为零，而 t2时刻，甲中的电流变化最

9、快，乙中感生电流最强，但此时 甲中电流瞬时值为零，所以 t1、t2时刻，甲、乙电流间相互作用力为零，C 正确，D 错 误故选 ABC. 三、非选择题11如图所示，匀强磁场 B0.50 T，矩形线圈的匝数 N100 匝，边长 Lab0.20 m，Lbc0.10 m，以 3 000 r/min 的转速匀速转动，若线圈平面通过中性面时开始计时，试求：(1)交变电动势的瞬时值表达式； (2)若线圈总电阻为 2 ，线圈外接电阻为 8 ，写出交变电流的瞬时值表达式； (3)线圈由图示位置转过 /2 的过程中，交变电动势的平均值 解析：(1)线圈的角速度 2n314 rad/s 线圈电动势的最大值 EmNB

10、S314 V 故交变电动势的瞬时值表达式： eEmsin t314sin 314t V.(2)Im31.4 AEmRr 所以交变电流的瞬时值表达式： i31.4sin 314t A(3) NN4NBSn200 V.EtBS14T 答案：(1)e314sin 314t V (2)i31.4sin 314t A (3)200 V 12如图甲所示，矩形线圈匝数 N100 匝，ab30 cm，ad20 cm，匀强磁场磁感应 强度 B0.8 T，绕轴 OO从图示位置开始匀速转动，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)当线圈转至与磁场垂直时，磁通量有最大值mBS0.80.30.2 Wb0.048 Wb (2)线圈与磁场平行时，感应电动势有最大值 EmNBS480 V (3)表达式 eEmcos t480cos 100t V. 图象如图所示答案：见解析