2024-2025學年高中物理課時作業(yè)7認識交變電流含解析粵教版選修3-2

PAGE5-課時分層作業(yè)(七)(時間：40分鐘分值：100分)[基礎達標練]選擇題(本題共8小題，每小題6分)1．(多選)一矩形閉合線圈在勻強磁場中勻速轉動，當線圈平面通過中性面時()A．線圈平面與磁感線垂直，此時通過線圈的磁通量最大B．通過線圈磁通量的變更率達最大值C．線圈中感應電流為零D．此位置前后的感應電流方向相反ACD[當線圈平面通過中性面時，線圈平面與磁感線垂直，通過線圈的磁通量最大，通過線圈磁通量的變更率為零，線圈中感應電流為零，此位置前后的感應電流方向相反，故選項A、C、D正確，B錯誤．]2．(多選)如圖所示，其中的線圈能產(chǎn)生溝通電的是()ABCDBD[當線圈繞垂直于磁場的軸轉動，磁通量發(fā)生變更，才能產(chǎn)生溝通電，B、D項中的線圈能產(chǎn)生溝通電，A、C項中線圈的磁通量不發(fā)生變更，故不能產(chǎn)生交變電流．]3．下列各種敘述正確的是()A．線框平面和磁感線平行時即為中性面B．線框平面與磁感線垂直時，磁通量最大，感應電動勢最大C．線框平面與磁感線平行時，磁通量為零，感應電動勢最大D．線框勻速轉動，各時刻線速度一樣大，各時刻產(chǎn)生的感應電動勢一樣大C[線框平面和磁感線垂直時即為中性面，磁通量最大，但磁通量的變更率為零(切割速度方向平行磁感線，不切割磁感線)，感應電動勢為零；線框平面與磁感線平行時，磁通量為零，磁通量的變更率最大，感應電動勢最大；線框勻速轉動，各時刻線速度一樣大，但速度的方向與磁場的夾角時刻變更，各時刻產(chǎn)生的感應電動勢不一樣．C選項正確．]4．(多選)矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉動產(chǎn)生交變電流．穿過線圈平面的磁通量Φ與產(chǎn)生的感應電動勢e的大小關系正確的是()A．Φ最大，e最大 B．Φ最小，e最小C．Φ最大，e最小 D．Φ最小，e最大CD[磁通量最大時，其變更率為零(切割速度方向平行磁感線，不切割磁感線)，感應電動勢為零；磁通量為零時，磁通量的變更率最大，感應電動勢最大．]5．某線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的轉軸勻速轉動，產(chǎn)生交變電流的圖象如圖所示，由圖中信息可以推斷()A．在A和C時刻線圈處于中性面位置B．在B和D時刻穿過線圈的磁通量為零C．從A→D時刻線圈轉過的角度為2πD．從O→D交變電流完成了一次全變更D[依據(jù)題圖圖象，可知線圈是從中性面起先旋轉，而且線圈旋轉一周，兩次經(jīng)過中性面，經(jīng)過中性面的位置時電流變更方向．從題圖來看，在O、B、D時刻電流為零，所以此時線圈恰好在中性面的位置，且穿過線圈的磁通量最大；在A、C時刻電流最大，線圈處于和中性面垂直的位置，此時磁通量為零；從A到D時刻，線圈旋轉eq\f(3,4)周，轉過的角度為eq\f(3,2)π；從O到D，線圈在磁場中恰好轉過一周，所以交變電流完成了一次全變更．只有選項D正確．]6．(多選)矩形線框可以繞垂直于勻強磁場且在線框平面內(nèi)的軸勻速轉動，轉動時線框中產(chǎn)生了交變電流，下列說法正確的是()A．當線框位于中性面時，線框中感應電動勢最大B．當穿過線框的磁通量為零時，線框中的感應電動勢也為零C．每當線框轉過中性面時，感應電動勢或感應電流方向就變更一次D．線框經(jīng)過中性面時，各邊切割磁感線的有效速度為零CD[線框位于中性面時，線框平面與磁感線垂直，穿過線框的磁通量最大，但此時切割磁感線的兩邊的速度與磁感線平行，不切割磁感線，所以電動勢等于零，感應電流的方向也就在此時刻變更．線框垂直于中性面時，穿過線框的磁通量為零，但切割磁感線的兩邊都垂直切割，有效切割速度最大，所以感應電動勢最大，也可以說此時穿過線框的磁通量的變更率最大，故C、D選項正確．]7．(多選)關于中性面，下列說法中正確的是()A．線圈在轉動中經(jīng)過中性面位置時，穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變更率為零B．線圈在轉動中經(jīng)過中性面位置時，穿過線圈的磁通量為零，磁通量的變更率最大C．線圈每經(jīng)過一次中性面，線圈中感應電流的方向就變更一次D．線圈每轉動一周，經(jīng)過中性面一次，所以線圈每轉動一周，感應電流的方向就變更一次AC[中性面是線圈平面與磁感線垂直的位置，線圈經(jīng)過該位置時，穿過線圈的磁通量最大，各邊都不切割磁感線，不產(chǎn)生感應電動勢，所以磁通量的變更率為零，A正確，B錯誤；線圈每經(jīng)過一次中性面，感應電流的方向就變更一次，但線圈每轉一周要經(jīng)過中性面兩次，所以每轉一周，感應電流的方向要變更兩次，C正確，D錯誤．]8.(多選)一個矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉動，穿過線圈的磁通量隨時間變更的圖象如圖所示，則下列說法中正確的是()A．t＝0.01s時刻Φ的變更率達最大B．t＝0.02s時刻感應電動勢達到最大C．t＝0.03s時刻感應電動勢為零D．每當Φ變換方向時，線圈中的感應電動勢都為最大AD[t＝0.01s及t＝0.03s時，Φ＝0，但eq\f(ΔΦ,Δt)最大，所以產(chǎn)生的感應電動勢最大，選項A正確，C錯誤；t＝0.02s時，Φ最大，但eq\f(ΔΦ,Δt)＝0，感應電動勢為零，選項B錯誤；每當Φ變換方向時，eq\f(ΔΦ,Δt)最大，感應電動勢最大，選項D正確．][實力提升練]一、選擇題(本題共6小題，每小題7分)1.如圖所示，矩形閉合線圈ABCD在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的轉軸OO′以恒定的角速度轉動，當線圈平面轉到與磁場方向垂直的位置時()A．穿過線圈的磁通量最小B．線圈中的感應電流為零C．線圈中的感應電動勢最大D．AB邊所受的安培力最大B[線圈平面轉到與磁場方向垂直的位置叫中性面，線圈位于中性面時，穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變更率為零，也就是感應電動勢最小，感應電流最小且為0，所以AB邊所受的安培力最小，因此選B.]2.一矩形線圈，繞與勻強磁場垂直的中心軸OO′沿順時針方向旋轉，引出線的兩端各與相互絕緣的半圓銅環(huán)連接，兩個半圓銅環(huán)分別與固定電刷A、B滑動接觸，電刷間接有電阻R，如圖所示，在線圈轉動的過程中，通過R的電流()A．大小和方向都不斷變更B．大小和方向都不變C．大小不斷變更，方向是A→R→BD．大小不斷變更，方向是B→R→AC[線圈轉動時產(chǎn)生的是交變電流，大小不斷變更，但由于通過換向器和電刷，流過R的方向始終是A→R→B.]3.(多選)如圖所示，一個矩形線圈在勻強磁場內(nèi)繞OO′軸轉動．視察連接線圈電流表的指針，可以推斷()A．指針隨線圈轉動而搖擺，并且每轉一周，指針左右搖擺各一次B．當線圈平面轉到與磁感線垂直位置時，電流表指針偏轉最大C．當線圈平面轉到與磁感線平行位置時，電流表指針不發(fā)生偏轉D．感應電動勢和感應電流都是作周期性變更AD[當線圈平面轉到與磁感線垂直時，電流為零，電流方向發(fā)生變更，所以B、C兩項錯；線圈在磁場中勻速轉動一周時，感應電動勢和感應電流都是作周期性變更，D項正確；電流方向變更兩次，指針左右搖擺各一次，A項正確．]4.如圖所示是一臺發(fā)電機的結構示意圖，其中N、S是永久磁鐵的兩個磁極，它們的表面呈半圓柱面形態(tài)．M是圓柱形鐵芯，它與磁極的柱面共軸，鐵芯上有一矩形線框，可繞與鐵芯M共軸的固定轉軸旋轉．磁極與鐵芯之間的縫隙中形成方向沿半徑、大小近似勻稱的磁場．若從圖示位置起先計時，當線框繞固定轉軸勻速轉動時，下列圖象中能正確反映線框中感應電動勢e隨時間t變更規(guī)律的是()ABCDD[因發(fā)電機的兩個磁極N、S呈半圓柱面形態(tài)，磁極間的磁感線如圖所示，磁感應強度的大小不變，僅方向發(fā)生變更，故線框在磁場中轉動時垂直切割磁感線，產(chǎn)生的感應電動勢的大小不變，線框越過空隙段后，由于線框切割磁感線的方向發(fā)生變更，所以感應電動勢的方向發(fā)生變更，綜上所述，選項D正確．]5.(多選)如圖所示，一矩形閉合線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的轉軸OO′以恒定的角速度ω轉動，從線圈平面與磁場方向平行時起先計時，則在0～eq\f(π,2ω)這段時間內(nèi)()A．線圈中的感應電流始終在減小B．線圈中的感應電流先增大后減小C．穿過線圈的磁通量始終在減小D．穿過線圈的磁通量的變更率始終在減小AD[0～eq\f(π,2ω)為四分之一周期的時間，t＝0時刻，磁通量為0，感應電流最大，之后四分之一周期的時間內(nèi)，穿過線圈的磁通量始終在增大，而線圈中的感應電流始終在減小，即穿過線圈的磁通量的變更率始終在減?。甝6.(多選)如圖所示，電阻為R的正方形導線框，邊長為l，在磁感應強度為B，方向水平向右的勻強磁場中，在t＝0時，線框所在平面與磁場垂直，線框處于豎直平面內(nèi)，現(xiàn)使它繞水平軸OO′以角速度ω勻速轉過180°，則在轉動過程中()A．通過導線隨意截面的電荷量為零B．通過導線隨意截面的電荷量為eq\f(2Bl2,R)C．導線框中磁通量的最大變更率為Bωl2D．導線框中感應電流方向變更一次BC[通過導線隨意截面的電荷量q＝IΔt＝eq\f(E,R)·Δt＝eq\f(ΔΦ,Δt)·eq\f(Δt,R)＝eq\f(ΔΦ,R)＝eq\f(2Bl2,R)，故B正確；磁通量的變更率最大時，感應電動勢最大且Em＝BSω＝Bωl2，又E＝eq\f(ΔΦ,Δt)，故磁通量的最大變更率為Bωl2，故C正確；從中性面轉過180°