課時(shí)作業(yè)8—人教版（2019）高中物理選擇性必修第二冊(cè)檢測(cè)2

1、課時(shí)作業(yè)8交變電流一、單項(xiàng)選擇題1如圖所示，矩形線圈abcd放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，邊ad在軸OO上，若線圈繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)eEmsint，如果將其轉(zhuǎn)速增加一倍，其他條件保持不變，則電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為(B)Ae2EmsintBe2Emsin2tCeEmsintDeEmsin2t解析：設(shè)原來轉(zhuǎn)速為n，則角速度2n，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值EmNBS，當(dāng)轉(zhuǎn)速增加一倍，即為2n時(shí)，其角速度22n2，此時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值EmNBS22Em，可見，此時(shí)電動(dòng)勢(shì)eEmsint2Emsin2t，故選項(xiàng)B正確2.一臺(tái)發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，其中N、S是永久磁鐵的兩個(gè)磁極，它們的表面呈半圓柱面形狀M是圓柱形鐵芯

2、，鐵芯外套有一矩形線圈，線圈繞鐵芯M中心的固定轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)磁極與鐵芯之間的縫隙中形成方向沿半徑的輻向磁場(chǎng)若從圖中所示位置開始計(jì)時(shí)，此時(shí)電動(dòng)勢(shì)為正值，下圖能正確反映線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t的變化規(guī)律的是(D)解析：由于磁場(chǎng)為沿半徑的輻向磁場(chǎng)，可以認(rèn)為磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不變，線圈始終垂直切割磁感線，所以產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不變，由于每個(gè)周期磁場(chǎng)方向要改變兩次，所以產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向也要改變兩次，選項(xiàng)D正確3如圖一矩形線圈，繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位于線圈平面的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t的變化如圖，下列說法中正確的是(D)At1時(shí)刻通過線圈的磁通量為零Bt2時(shí)刻線圈位于中性面Ct3時(shí)刻

3、通過線圈的磁通量變化率的絕對(duì)值最大D每當(dāng)e變化方向時(shí)，通過線圈的磁通量最大解析：t1、t3時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，線圈位于中性面位置，所以穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零，A、C錯(cuò)誤；t2時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，線圈位于中性面的垂直位置，穿過線圈的磁通量為零，B錯(cuò)誤；由于線圈每經(jīng)過一次中性面時(shí)，穿過線圈的磁通量的絕對(duì)值最大，e變換方向，所以D正確4矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從中性面開始轉(zhuǎn)動(dòng)180角過程中，平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比為(B)A.B.C2D解析：線圈從中性面轉(zhuǎn)過180角過程中，磁通量的變化為21BS(BS)2BS，平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EmNBS，則平均感應(yīng)電動(dòng)

4、勢(shì)和最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比為.5如圖所示，矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中可以分別繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸P1和P2以相同的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到與磁場(chǎng)方向平行時(shí)(A)A線圈繞P1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電流等于繞P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電流B線圈繞P1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電動(dòng)勢(shì)小于繞P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電動(dòng)勢(shì)C線圈繞P1和P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電流的方向相同，都是abcdD線圈繞P1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)dc邊受到的安培力大于繞P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)dc邊受到的安培力解析：產(chǎn)生正弦交變電流的條件是軸和磁感線垂直，與軸的位置和線框形狀無關(guān)，轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E具有最大值EmnBS，由歐姆定律I可知此時(shí)I相等，故A對(duì)，B錯(cuò)由右手定則可知電流為adcb，故C錯(cuò)cd邊受的安培力FB

5、LcdI，故F一樣大，D錯(cuò)二、多項(xiàng)選擇題6矩形線框繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)且在線框平面上的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生了交變電流，下列說法正確的是(CD)A當(dāng)線框位于中性面時(shí)，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大B當(dāng)穿過線框的磁通量為零時(shí)，線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也為零C每當(dāng)線框經(jīng)過中性面時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或感應(yīng)電流方向改變一次D線框經(jīng)過中性面時(shí)，各邊均不切割磁感線解析：線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)穿過線框的磁通量及磁通量的變化率的情況分析，線框位于中性面時(shí)，線框平面與磁場(chǎng)垂直，穿過線框平面的磁通量最大，但此時(shí)切割磁感線的兩邊的速度與磁感線平行即不切割磁感線，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于零感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或感應(yīng)電流的方向也在線框經(jīng)過中性面

6、時(shí)改變，當(dāng)垂直中性面時(shí)，即線框平面和磁場(chǎng)平行，通過線框的磁通量為零，但此時(shí)磁通量的變化率最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，故C、D選項(xiàng)正確7一矩形線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖象如圖所示，則下列說法中正確的是(BCD)At0時(shí)，線框平面處于中性面位置Bt0.01 s時(shí)，線框處于中性面位置Ct0.03 s時(shí)，通過線框的磁通量最大Dt0.05 s時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零解析：由圖象可知，當(dāng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零時(shí)，線框位于中性面位置，此時(shí)通過線框的磁通量最大，磁通量的變化率為零；當(dāng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大時(shí)，線框位于與中性面垂直的位置，故B、C、D選項(xiàng)正確8線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)

7、e10sin(20t) V，則下列說法正確的是(AB)At0時(shí)，線圈平面位于中性面Bt0時(shí)，穿過線圈的磁通量最大Ct0時(shí)，導(dǎo)線切割磁感線的有效速率最大Dt0.4 s時(shí)，e有最大值10 V解析：由電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式可知計(jì)時(shí)從線圈位于中性面時(shí)開始，所以t0時(shí)，線圈平面位于中性面，磁通量為最大，但此時(shí)導(dǎo)線速度方向與磁感線平行，切割磁感線的有效速率為零，A、B正確，C錯(cuò)誤當(dāng)t0.4 s時(shí)，e10sin(20t)10sin(200.4) V0，D錯(cuò)誤三、非選擇題9矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的對(duì)稱軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈共100匝，轉(zhuǎn)速為 r/min，在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中穿過線圈的磁通量的最大值為0.03 Wb，則

8、線圈平面轉(zhuǎn)到與磁感線平行時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多少？當(dāng)線圈平面與中性面夾角為時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多少？答案：1 V V解析：由題意知：m0.03 Wb2n2 rad/s rad/s.線圈轉(zhuǎn)至與磁感線平行時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，故EmNBSNm1000.03 V1 V，瞬時(shí)值表達(dá)式eEmsintsin V，當(dāng)t時(shí)，esin V V.10如圖所示，一半徑為r10 cm的圓形線圈共100匝，在磁感應(yīng)強(qiáng)度B T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直于磁場(chǎng)方向的中心軸線OO以n600 r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至中性面位置(圖中位置)時(shí)開始計(jì)時(shí)(1)寫出線圈內(nèi)所產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式；(2)求線圈從圖示位置開始在1/6

9、0 s時(shí)的電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值答案：(1)e100sin20t V(2)86.6 V解析：線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸線勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈內(nèi)產(chǎn)生正弦交變電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)線圈平面在中性面時(shí)開始計(jì)時(shí)，其表達(dá)式為eEmsint.(1)eEmsint，EmNBS(與線圈形狀無關(guān))，20 rad/s，故e100sin20t V.(2)當(dāng)t s時(shí)，e100sin(20) V50 V86.6 V.11發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是匝數(shù)為100匝，邊長(zhǎng)為20 cm的正方形線圈，將它置于磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.05 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞著垂直于磁場(chǎng)方向的軸以100 rad/s的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)線圈平面跟磁場(chǎng)方向垂直時(shí)開始計(jì)時(shí)線圈和外電路的總電阻R10 .(1)寫出交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式；(2)線圈從計(jì)時(shí)開始，轉(zhuǎn)過過程中通過線圈某一截面的電荷量為多少？答案：(1)i2sin100t A(2)1102