2015-2016學(xué)年高中物理第五章交變電流1交變電流課時(shí)作業(yè)新人教版選修3-2

1、22交變電流【解析】【答案】家庭使用的交變電流是正弦式交變電流.A2.（多選）如圖所示的線圈中產(chǎn)生了交變電流的是（）有增大又有減小，產(chǎn)生交變電流，B、C、D 均符合此要求.A 項(xiàng)中線圈平面始終平行于磁場(chǎng)方向磁通量始終為 0,故不產(chǎn)生交變電流.【答案】BCD圖 5-1-123.線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在如圖 5-1-12所示位置時(shí)（）A. 穿過(guò)線圈的磁通量最大，磁通量的變化率最小B. 穿過(guò)線圈的磁通量最大，磁通量的變化率最大C. 穿過(guò)線圈的磁通量最小，磁通量的變化率最大D. 穿過(guò)線圈的磁通量最小，磁通量的變化率最小【解析】 當(dāng)線框平面平行于磁感線時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最小，但磁通量的變化率最 大

2、，即晉最大，故正確選項(xiàng)為 C.【答案】 C4. （2014 安慶一中高二檢測(cè)）交流發(fā)電機(jī)在工作時(shí)電動(dòng)勢(shì)為e=Emsin3t，若將發(fā)電機(jī)的角速度提高一倍，同時(shí)將線框所圍面積減小一半，其他條件不變，則其電動(dòng)勢(shì)變?yōu)椋ǎ窘馕觥?當(dāng)線圈繞垂直于磁場(chǎng)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),磁通量發(fā)生周期性變化， 在一個(gè)周期內(nèi)既全員參與基礎(chǔ)練ACB22A.e=EmsinB.e= 2EnSinC.e=Esin 2wtD.e，=Esin 2wt3【解析】 交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式e=Emsinwt，其中Em=nBSw，當(dāng)w加倍而S減半時(shí)，Em不變，sinwt變?yōu)?sin 2wt，故 C 正確.【答案】 C5.閉合矩形線圈abed繞垂直于磁

3、感線的固定軸0O勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈平面位于如圖5-1-13 甲所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.通過(guò)線圈內(nèi)的磁通量 隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖 5-1-13 乙所示，下列說(shuō)法正確的是（）於ad1riili A Kthi*|iwO1甲乙圖 5-1-13A. t1、ts時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量變化率最大B. t1、ts時(shí)刻線圈中感應(yīng)電流方向改變C. t2、t4時(shí)刻線圈中磁通量最大D. t2、t4時(shí)刻線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小【解析】t1t3時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量 最大，磁通量變化率 厶t= 0,此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流均為零，線圈中感應(yīng)電流方向改變，選項(xiàng)A 錯(cuò)誤，選項(xiàng) B 正確；t2、t4時(shí)刻線圈中磁通量為零，磁通量的變化率最大，即

4、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，選項(xiàng)C、D 錯(cuò)誤.【答案】 B圖 5-1-146.如圖5-1-14所示，單匝矩形線圈的一半放在具有理想邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈軸線00與磁場(chǎng)邊界重合，線圈按圖示方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)（ab向紙外，ed向紙內(nèi)）.若從圖所示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，并規(guī)定電流方向沿aa為正方向，則線圈內(nèi)感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖 象是圖中的（）【解析】 由題意知線圈總有一半在磁場(chǎng)中做切割磁感線的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，且是從中性面開(kāi)始進(jìn)行的，所以產(chǎn)生的仍然是正弦式交變電流，只是最大值為線圈全部在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)情況下產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值的一半，所以選項(xiàng)B C 錯(cuò)誤.再由楞次定律可以判斷出開(kāi)始C.e=Esin 2wtD.e，=Esin 2w

5、t4計(jì)時(shí)一段時(shí)間內(nèi)，感應(yīng)電流方向與選定的正方向相反，所以A 選項(xiàng)符合題意.【答案】 A57.（多選）線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)e= 10sin 20ntV，則下列說(shuō)法正確的是（ ）A. t = 0 時(shí)，線圈平面位于中性面B. t = 0 時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大C. t = 0 時(shí)，導(dǎo)線切割磁感線的有效速率最大D.t= 0.4 s 時(shí)，e有最大值為 10 2 V【解析】 由電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式可知計(jì)時(shí)應(yīng)從線圈位于中性面時(shí)開(kāi)始，即t= 0 時(shí),e= 0,此時(shí)線圈平面位于中性面，磁通量最大，導(dǎo)線速度方向與磁感線平行，切割磁感線的有效速率為 0, A、B 正確，C 錯(cuò)誤.當(dāng)t= 0.4 s 時(shí)，

6、代入式中得e= 10sin 20nt= 10Xsin（20n X0.4）V = 0, D 錯(cuò)誤.【答案】 AB8.（多選）如圖 5-1-15 甲所示，一個(gè)矩形線框abed在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線框內(nèi)磁通量隨時(shí)間t變化的情況如圖 5-1-15 乙所示，貝 U 下列說(shuō)法中正確 的是（）圖 5-1-15A.t1時(shí)刻線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大B. t2時(shí)刻ad的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直C.t3時(shí)刻線框平面與中性面重合D. t4、t5時(shí)刻線框中感應(yīng)電流的方向相同【解析】t1時(shí)刻通過(guò)線框的磁通量 最大，磁通量的變化率=0 最小，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于 0, A 錯(cuò)；在t2、t4時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大

7、，此時(shí)導(dǎo)線ad、eb的運(yùn)動(dòng)方向均垂直于磁感線，所以 B 正確；t1、t3、t5時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)均為 0,此時(shí)線框所在平面垂直于磁感 線，稱(chēng)為中性面，C 正確；t5時(shí)刻感應(yīng)電流為 0, D 錯(cuò).【答案】 BC超越自我提升練9.（多選）一矩形線圈，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向并位于線圈平面的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)， 線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖 5-1-16 所示，則下列說(shuō)法中正確的是 （ ）圖 5-1-16A.t1和t3時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量為零6B.t1和13時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量的變化率為零C. 線圈平面從與磁場(chǎng)方向平行的時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)7D.每當(dāng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) e 變換方向時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量的絕

8、對(duì)值都最大【解析】由圖象可知，為余弦式交變電流，說(shuō)明t=0 時(shí)，線圈平面與磁感線方向平行，選項(xiàng) C 正確.tl、t3時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，說(shuō)明這兩個(gè)時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量變化率為 零，穿過(guò)線圈的磁通量最大，所以選項(xiàng)B 正確，選項(xiàng) A 錯(cuò)誤當(dāng)線圈通過(guò)中性面時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向要發(fā)生改變，所以選項(xiàng)D 正確故本題的正確選項(xiàng)為B C、D.【答案】BCD10.（多選） （2014 廣州高二檢測(cè)）如圖中各圖面積均為S的線圈均繞其對(duì)稱(chēng)軸或中心軸 在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中以角速度3勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，能產(chǎn)生正弦式交變電動(dòng)勢(shì)e=BSosin3t的圖是（ ）【解析】 線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸（軸在線圈所在平面

9、內(nèi)）勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的正弦式交變電動(dòng)勢(shì)為e=BSosin3t，由這一原則判斷，A 圖和 C 圖符合要求；B 圖中的轉(zhuǎn)軸不在線圈所在平面內(nèi)；D 圖轉(zhuǎn)軸與磁場(chǎng)方向平行，而不是垂直，且磁通量不變不能產(chǎn)生感應(yīng)電流.故 A C 正確.【答案】 AC11 . （2014 九江一中高二檢測(cè)）一根長(zhǎng)直的通電導(dǎo)線中的電流按正弦規(guī)律變化，如圖 5-1-17（ a）、（b）所示，規(guī)定電流從左向右為正.在直導(dǎo)線下方有一不閉合的金屬框，則相對(duì) 于b點(diǎn)來(lái)說(shuō)，a點(diǎn)電勢(shì)最高的時(shí)刻在（）圖 5-1-17A. t1時(shí)刻B.t2時(shí)刻C.t3時(shí)刻D. t4時(shí)刻【解析】 線框中的磁場(chǎng)是直線電流i產(chǎn)生的，在t1、t3時(shí)刻，電流i最大，但電

10、流的 變化率為零，穿過(guò)線框的磁通量變化率為零，線框中沒(méi)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為零.在t2、t4時(shí)刻，電流i= 0,但電流變化率最大，穿過(guò)線框的磁通量變化率最大，ab兩點(diǎn)間的電勢(shì)差最大，再根據(jù)楞次定律可得出a點(diǎn)相對(duì)b點(diǎn)電勢(shì)最高的時(shí)刻在t4.【答案】 DA8圖 5-1-18212.一矩形線圈，面積是0.05 m，共 100 匝，線圈電阻r= 1Q,外接電阻R= 4Q,1線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度B= T 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以n= 300 r/min 的轉(zhuǎn)速繞垂直于磁感線的軸勻速n轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖 5-1-18 所示，若從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，求：(1) 線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式；1(2) 線圈從開(kāi)始計(jì)時(shí)經(jīng) 不 s 時(shí)線圈中由此得到的感應(yīng)電流的瞬時(shí)值；30(3) 外電路R兩端電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式.【解析】(1)線圈轉(zhuǎn)速n= 300 r/min = 5 r/s ,角速度3= 2nn= 10nrad/s ,線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值En=NB3= 50 V,由此得到的感應(yīng)電