专题5.1 交变电流-学易试题君之课时同步君高二物理人教版(选修3-2)(原卷版)

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高中物理人教版选修3-2课后训练：5.1 交变电流 Word版含解析 (2).pptx

ωlBC 依题意有 e＝eAB＋eCD＝2eAB＝2nBlAB·2 ·sin ωt＝nBSωsinωt Em＝nBSω＝100×0.1×0.2×0.5×100π V＝314 V 所以 e＝314sin100πt V。方法二：感应电动势的瞬时值 e＝nBSωsinωt，由题可知 S＝lAB·lBC＝0.2×0.5 m2＝0.1 m2 Em＝nBSω＝100×0.1×0.1×100π V＝314 V 所以 e＝314sin100πt V。 (2)用 E ＝nΔΔΦt 计算 t＝0 至 t＝T4过程中的平均电动势 E ＝n|ΦT42π－－0Φ0|＝n|0－T4BS|＝4n2ωBπS＝2nBπSω 代入数据得 E ＝200 V。
A. 将线圈水平向右匀速拉出磁场 B. 使线圈以 OO′为轴匀速转动 C. 使线圈以 ab 为轴匀速转动
D. 磁场以 B＝B0sinωt 规律变化
答案 BCD 解析将线圈向右拉出磁场时，线圈中电流方向不变，A 错误；B、C 两种情况下产生交变电流，不同的是在C 情况下当线圈全部位于磁场外的一段时间内线圈内没有电流，B、 C 正确；由法拉第电磁感应定律可知 D 种情况下产生按余弦规律变化的电流，B、C、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，在磁感应强度为 B，方向水平向右的匀强磁场中，在 t＝0 时，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 ω 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 0 B．通过导线任意截面的电荷量为2BRl2 C. 导线框中磁通量的最大变化率为 Bωl2 D. 导线框中感应电流方向改变一次
A. 线圈绕 P1 转动时的电流等于绕 P2 转动时的电流 B. 线圈绕 P1 转动时的电动势小于绕 P2 转动时的电动势 C. 线圈绕 P1 和 P2 转动时电流的方向相同，都是 a→b→c→d D. 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

高中物理人教版选修3-2同步练习：5-1交变电流 (4) Word版含答案

交变电流同步练习我夯基我达标1.如图5-1-9所示，一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e 随时间t 的变化如图5-1-9所示，下列说法中正确的是（）图5-1-9A.t 1时刻通过线圈的磁通量为零B.t 2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大C.t 3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D.每当e 变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大思路解析：t 1、t 3时刻线圈中的感应电动势e=0，故此时线圈通过中性面，线圈的磁通量为最大，磁通量的变化率为零，故A 、C 选项不正确.t 2时刻e=-E m ，线圈平面与磁感线平行，故B 选项不正确.每当e 变化方向时（中性面时刻）,通过线圈的磁通量的绝对值最大，故D 选项正确.答案:D2.将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为l ，它在磁感应强度为B 、方向如图5-1-10的匀强磁场中匀速转动，转速为n ，导线在a 、b 两处上通过电刷与外电路连接，外电路接有额定功率为P 的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，灯泡的电阻应为（）图5-1-10 A.P nB l 22)2(π B.PnB l 22)(2π C.P nB l 2)(22 D.PnB l 22)( 思路解析：P=R 2ε，所以R=PnB l P n Bl P Bl P P 2222222max2)(2)22()2()2(ππωεε====，所以B 选项正确.答案:B3.交流发电机在工作时电动势为e=E m sin2ωt V ，若将发电机的速度提高一倍，同时将电枢所围面积减小一半，其他条件不变，则其电动势变为（）A.e ′=E m sin 2t ωB.e ′=2E m sin 2t ω C.e ′=E m sin2ωt D.e ′=E m 2sin2ωt思路解析：交变电压瞬时值表达式为e=E m sin2ωt ，而E m =NBS ω，ω=2πn ，当ω加倍而S 减半时，E m 不变，应选C 项.答案:C4.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5-1-11所示.下列结论正确的是( )图5-1-11A.在t=0.1 s 和t=0.3 s 时，电动势最大B.在t=0.2 s 和t=0.4 s 时，电动势改变方向C.电动势的最大值是157 VD.在t=0.4 s 时，磁通量变化率最大，其值为3.14 Wb/s思路解析：从图中可知，在0.1 s 和0.3 s 时刻，穿过线圈的磁通量最大，此时刻磁通量的变化率等于零；0.2 s 和0.4 s 时刻，穿过线圈的磁通量为零，但此时刻磁通量的变化率最大，由此得选项AB 错误.根据电动势的最大值公式：E m =nBS ω，Φm =BS ，ω=2π/T ，可得： E m =50×0.2×2×3.14/0.4 V=157 V ；磁通量变化率的最大值应为nE m =3.14 Wb/s ，故CD 正确.答案:CD5.闭合线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的正弦交变电流i=I m sin ωt.若保持其他条件不变，使线圈的匝数及转速各增加1倍，则电流的变化规律为i ′=_____________.思路解析：由电动势的最大值知，最大电动势与角速度成正比，与匝数成正比，所以电动势最大值为4E m ，匝数加倍后，其电阻也应该加倍，此时线圈的电阻为2R ，根据欧姆定律可得电流的最大值为I m ′=4E m 2R=2I m .答案:2I m sin2ωt6.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴转动，线圈共100匝，转速为π10 r/s ，在转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为0.06 Wb.则线圈平面转到与磁感线平行时，感应电动势为____________ V ，当线圈平面与中性面夹角为4π时，感应电动势为____________ V . 思路解析：线圈转动的角速度为ω=2πf=20 rad/s ，电动势的最大值E m =nBS ω=100×0.06×20 V=120 V ；根据瞬时值方程e=E m sin ωt=120×sin4π V=602 V. 答案:120 6027.发电机的转子是匝数为100匝、边长为20 cm 的正方形线圈，将它置于磁感应强度B=0.05 T 的匀强磁场中，绕着垂直于磁感线方向的轴以ω=100π rad/s 的角速度转动，当线圈平面跟磁场方向垂直时开始计时，线圈和外电路的总电阻R=10 Ω.(1)写出交流电流瞬时值表达式；(2)线圈从计时开始，转过3π过程中通过线圈某一截面的电荷量为多少？思路解析：(1)感应电动势的最大值为E m =nBS ω=20π V ，I m =R E m =2π，由于从与磁场方向垂直位置开始计时，也就是从中性面计时，因此瞬时值用正弦表达：i=2πsin100πt A.(2)线圈从计时开始，转过3π的过程中，通过某一截面的电荷量应该用平均值来计算q=It=n tR∆∆ΦΔt=R n ∆Φ. ΔΦ=BS-BScos 213=πBS ，代入电荷量方程得q=RnBS 2=1×10-2 C. 答案:（1）i=2πsin100πt A （2）1×10-2 C8.如图5-1-12所示,匀强磁场B=0.1 T ，所用矩形线圈的匝数N=100，边长ab=0.2 m ，bc=0.5 m ，以角速度ω=100π rad/s 绕OO ′轴匀速转动.当线圈平面通过中性面时开始计时，试求：图5-1-12(1)线圈中感应电动势的大小；(2)由t=0至t=4T 过程的平均电动势. 思路解析：(1)线圈经过时间t 转过的角度θ=ωt ，由于是从中性面开始计时，故电动势的瞬时值方程是：e=E m sin ωt ，其中E m =NBS ω，S=ab ·bc ，将数据代入可得E m =100×0.1×0.2×0.5×100π V=314 V ，得到电动势为e=314sin100πt V .(2)用法拉第电磁感应定律可以计算从0时刻经4T 时间内的平均电动势值 ΔΦ=BS,Δt=4T ,E =N t ∆∆Φ=πωπ224=NBS NBS ω=200 V . 答案:（1）e=314sin100πt V （2）E =200 V9.圆形线圈共100匝，半径为r=0.1 m ，在匀强磁场中绕过直径的轴匀速转动，角速度为ω=π300rad/s ，电阻为R=10 Ω.求：图5-1-13(1)转过90°时，线圈中的感应电流为多大？(2)写出线圈中电流的表达式（磁场方向如图5-1-13所示，B=0.1 T ，以图示位置为t=0时刻）. 思路解析：(1)当线圈从图示位置转过90°时，线圈中有最大感应电流，E m =nBS ω=100×0.1×π×0.12×π300V=30 V .根据欧姆定律得：I m =1030=R E m A=3 A. (2)由题意知，从中性面开始计时交变电流是正弦规律，所以i=I m sin ωt=3sinπ300t A. 答案:（1）3 A （2）i=3sin π300t A10.一线圈中产生的正弦交流电按i=10sin314t A 变化，求出当线圈从中性面起转过30°、60°、90°、120°所需时间及对应的电流值.思路解析：线圈从中性面开始转动产生的正弦式电流的标准是i=I max sin ωt ，式中ωt 表示线圈平面对中性面的夹角（单位是rad ），当线圈平面转过的角度θ1=30°时，由θ=π/6=314t 1，得经历的时间和对应的电流值分别为t 1=60013146=⨯s π s,i 1=10sin30° A=5 A 同理，当θ2=60°时，得t 2=30013143=⨯s π s,i 2=10sin60° A=53A 当θ3=90°时，得t 3=20013142=⨯s π s,i 3=10sin90° A=10 A 当θ4=120°时，得t 4=150131422=⨯s π s,i 4=10sin120° A=53A. 答案:t 1=6001 s i 1=5 A t 2=3001 s i 2=53A t 3=2001 s i 3=10 A t 4=1501 s i 4=53A 我综合我发展11.一矩形线圈，面积是0.05 m 2，共100匝，线圈电阻r=1 Ω，外接电阻R=4 Ω，线圈在磁感应强度B=1/π T 的匀强磁场中以n=300 r/min 的转速绕垂直于磁感线的轴匀速转动，如图5-1-14所示.若从中性面开始计时，求：图5-1-14（1）线圈中感应电动势的瞬时值的表达式;（2）线圈中开始计时经1/30 s 时线圈中感应电流的瞬时值;（3）外电路R 两端电压的瞬时值表达式.思路解析：（1）线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，从中性面开始计时产生的感应电动势的瞬时值e=E m sin ωt ，其中ω=2n π，E m =NBS ω，代入数据可得2n π=2×5π rad/s=10π rad/s ，E m =NBS ω=100×π1×0.05×10π V=50 V 所以e=50sin10πt V.（2）由闭合电路欧姆定律有i=r R e +=10sin10πt,当t=301 s 时,i=10sin （10π×301）=10sin π3=53A=8.66 A.（3）由u=iR 得，u=40sin10πt V .答案:(1)e=50sin10πt V (2)i=8.66 A (3)u=40sin10πt V12.交流发电机给某一固定电阻供电时的电流i=I m sin ωt ，若将其电枢的转速提高1倍，其他条件不变，则电流变为多大？思路解析：本题的关键是理解感应电流、感应电动势的最大值与哪些因素有关，发电机产生的感应电动势的最大值E m =nBS ω，当给固定电阻供电时电流的最大值I m =r R nBS r R E m +=+ω，当转速提高1倍时，ω变为原来的2倍，其他条件不变时的电流最大值变为原来的2倍，其瞬时值变为i ′=2I m sin2ωt.13.如图5-1-15甲所示，长为L 的相距为d 的平行金属板与电源相连，一质量为m 、带电荷量为q 的粒子以速度v 0沿平行于金属板的中间射入两板之间，从粒子射入时刻起，两板间加交变电压，随时间变化规律如图5-1-15乙所示，求：为使粒子射出电场时的动能最小，所加电压U 0和周期各应满足什么条件？图5-1-15思路解析：要使粒子动能最小，电场力做功应为零，在电场中飞行时间为周期整数，即L/v 0=nT ，故周期满足条件为T=01nv (n=1,2,3,…)，要求电压U 0满足的条件是nT 时间内使纵向位移y ≤2d ,即2d ≥ns 1=n m d q U 20×(2T )2×2=n md qT U 420,所以U 0=22022qL v nmd (n=1，2，3，…)带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，在电场力方向上先加速后减速，一个周期在电场方向上速度恰好为零，若粒子在场中运动时间恰为周期的整数倍，则粒子离开电场时动能最小. 答案:U 0=22022qLv nmd (n=1，2，3，…) T=01nv (n=1,2,3,…) 我创新我超越14.磁铁在电器中有广泛的应用，如发电机，如图5-1-16所示，已知一台单相发电机转子导线框共有N 匝，线框长为l 1，宽为l 2，转子的转动角速度为ω，磁极间的磁感应强度为B ，导出发电机瞬时电动势e 的表达式.图5-1-16现在知道有一种永磁材料钕铁硼，用它制成发电机的磁极时，磁感应强度可增大到原来的k 倍，如果保持发电机结构和尺寸、转子转动角速度、需产生的电动势都不变，那么这时转子上的导线框需要多少匝？思路解析：线框在转动过程中，两条长边在切割磁感线，若从中性面开始计时，则经t s 线框转过的角度为θ=ωt ，两条长边相当于两个电源串联在一起，单匝中产生的电动势力：e 1=2Bl 1vsin θ=2Bl 1ω·22l sin θ=Bl 1l 2ωsin ωt.N 匝时相当于N 个电源串联，电动势为e=NBl 1l 2·ωsin ωt ，当B ′=kB 且ω不变时，e ′=N ′kBl 1l 2·ωsin ωt ，又e ′=e ，所以N ′=kN . 答案:NBl 1l 2ωsin ωtk N 15.曾经流行过一种向自行车车头供电的小型交流发电机，图5-1-17甲为其结构示意图，图中N 、S 是一对固定的磁极，abcd 为固定在转轴上的矩形线框，转轴过bc 边中点、与ab 边平行，它的一端有一半径r 0=1.0 cm 的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘相接触，如图5-1-17乙所示，当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而使线框在磁极间转动，设线框由N=800匝线圈组成，每匝线圈的面积S=20 cm 2，磁极间的磁场可视作匀强磁场，磁感应强度B=0.010 T ，自行车车轮的半径R 1=35 cm ，小齿轮的半径R 2=4.0 cm ，大齿轮的半径R 3=10.0 cm(见图5-1-17乙)，现从静止开始使大齿轮加速转动，问大齿轮的角速度为多大才能使发电机输出电压的有效值U=3.2 V ？（假定摩擦小轮与自行车轮之间无相对滑动）图5-1-17思路解析：设摩擦小轮、车轮、小齿轮、大齿轮的角速度分别为ω1、ω2、ω3、ω4，其中ω2=ω3，当车轮转动线框中产生正弦交流电，其电动势最大值为E m =NBS ω，又E m =2U ，所以NBS ω1=2U ① 由于摩擦小轮和车轮边缘线速度相同，大齿轮和小齿轮边缘线速度相同，所以r 0ω2=ω2R 1，R 3ω4=R 2ω3，ω2=ω3，解得ω1=R 1R 3ω4/（R 2r 0） ② 由①②联立，得ω4=BSNR R U r R 31022=3.2 rad/s.小轮与车轮相摩擦，二者线速度相同；车轮与小齿轮绕同一轴转动，二者角速度相同；小齿轮与大齿轮由同一链条连接，二者线速度相同. 答案:3.2 rad/s。

第05章交变电流-学易试题君之单元测试君高二物理人教版(选修3-2)(全解全析)

11 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 BDABBDBCABADACCD1．B 【解析】设有效值为I ，计算一个周期的热量，根据热功当量222862222T T I RT R R ⎛⎫⎛⎫=⋅+⋅⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，解得：5A I =，故B 正确，综上所述本题答案是：B 。

2．D 【解析】由图象可知t =0、0.02 s 、0.04 s 时刻线圈平面是中性面位置，Φ最大，tΦ∆∆=0，故E =0，t =0.01 s 、0.03 s 、0.05 s 时刻线圈平面与磁感线平行，Φ最小，tΦ∆∆最大，故E 最大。

由图象可知，交变电流变化的周期T =0.04 s ，则2π==50πrad s Tω。

所以D 正确。

3．A 【解析】理想变压器中原副线圈的电压满足：1122U n U n =；理想变压器中不考虑铜损和铁损，输出功率等于输入功率，即P 1=P 2，则U 1I 1=U 2I 2，即n 1I 1=n 2I 2，故选A 。

5．B 【解析】由题意知，原线圈电压有效值为220 V ，原、副线圈匝数之比为11:1，由1122U n U n =可得，U 2=20 V ，输入功率和输出功率相等可得原线圈中的输入功率为P 入=P 出=22010 W=40 W ，故A 错误，B 正确；副线圈的电流为2220A 2A 10U I R ===，由n 1I 1=n 2I 2可得，I 1=2011A ，即电流表的读数为2011A ，故C 错误；由u =2202sinπt （V ）可知，ω=π，又由ω=2πT，解得：T =2 s ，理想变压器不改变周期，故D 错误。

【名师点睛】本题主要考查变压器的知识，要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率等问题彻底理解。

高中物理人教版选修3-2检测：第五章交变电流5.1交变电流 Word版含答案

5.1 交变电流课时作业基础达标1．交变电流是( ).A．矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动时产生的电流B．按正弦规律变化的电流C．强度随时间做周期性变化的电流D．方向随时间做周期性变化的电流【解析】本题考查了交变电流的定义，只要方向随时间做周期性变化的电流就是交变电流，正弦式交变电流仅是其中之一，故D项正确．【答案】 D2．如图所示属交变电流的是( )【解析】大小和方向做周期性变化的电流，称为交变电流，在图象上表现为时间轴上下都存在图线，故选CD.【答案】CD3．关于矩形线圈在匀强磁场中转动时产生的正弦式电流，正确的说法是( )A．线圈每转动一周，感应电流方向改变一次B．线圈每转动一周，感应电动势方向改变一次C．线圈每转动一周，感应电流方向改变两次，感应电动势方向改变一次D．线圈每转动一周，感应电流方向和感应电动势方向都改变两次【解析】感应电动势和感应电流的方向，每经过中性面时改变一次，每个周期内方向改变两次，故选D.【答案】 D4．矩形线圈绕垂直于匀强磁场的对称轴做匀速转动，当线圈通过中性面时，则( ) A．线圈平面与磁场方向垂直B．线圈中的感应电动势的方向将发生变化C．通过线圈的磁通量达到最大值D．通过线圈的磁通量的变化率达到最大值【解析】线圈通过中性面这个特殊位置时，线圈平面与中性面垂直，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，故A、C正确，D错误；线圈每经过中性面一次，电流方向就改变一次，故B正确．abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴′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 ，转动的角速度为ω.则当线圈转至图示位置时( )．线圈中感应电流的方向为abcdanBl 2ωR．穿过线圈磁通量的变化率为0图示位置，线圈平面与磁场平行，所以穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变错误，此时由右手定则可知电流方向为adcba ，＝nBl 2ωR ，图示位置感应电流等于峰值，时间内，①②相吸时间内，①②相斥时刻两线圈间作用力为零时刻两线圈间吸引力最大如图所示，单匝矩形线圈的一半放在有界匀强磁场中，中心轴线从上向下看逆时针方向)匀速转动，为正方向，则下图中能表示线圈内感应电流随时间变化规律的内，ab 一侧的线框在磁场中绕OO ′转动产生正弦交流电，电流方向由且越来越大.t 4～t2内，ab 一侧线框在磁场外，而dc dcba 且越来越小，以此类推，可知i －t 图象正确的为如右图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以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转动时的电流等于绕P2转动时的电流B．线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势C．线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是a→b→c→dD．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【解析】如图所示，设ab＝l1，ad＝l2，O1a＝r1，O1d＝r2.线圈绕P1轴转动时，产生的感应电动势e1＝Bl1v＝Bl1l2ω.线圈绕P2轴转动时，产生的感应电动势e2＝Bl1r1ω＋Bl1r2ω＝Bl1l2ω，即e1＝e2，所以i1＝i2，故选项A对B错．由右手定则可知，线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，均是a→d→c→b方向，故选项C错，再根据安培力公式可知F安＝BIl1，即安培力相同，D错．【答案】 A4．一长直导线通以如图甲所示的交变电流，在导线下方有断开的线圈，如图乙所示，规定电流从左向右为正，则相对于b点来说，a点电势最高的时刻是在( )A．t1时刻 B．t2时刻C．t3时刻 D．t4时刻【解析】欲使a相对b电势最高，即ab间电动势最大，t1、t3时刻电流i最大但电流的变化率最小，感应电动势为零，故选项A、C错误；t2时刻电流的变化率最大，线圈中磁通量变化率也最大，但此时穿过线圈的磁通量减小到零，由楞次定律可知此时刻b点电势高于a点，故选项B错误；当t4时刻，由楞次定律可知，ab中感应电动势a点高于b点，且电动势的圆形线圈共100匝，在磁感应强度′以n＝600 r/min的转速匀速转动，当线圈转至中性面写出线圈内所产生的交变电动势的瞬时值表达式；时的电动势的瞬时值．线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴线匀速转动时，线圈内产生正弦交变电动势，当线圈平面在中性面时开始计时，其表达式为与线圈形状无关)，t.86.6 V.(2)86.6 V，边长为20 cm的正方形线圈，将它置于磁感应强度的匀强磁场中，绕着垂直于磁场方向的轴以ω＝100平面跟磁场方向垂直时开始计时．线圈和外电路的总电阻Δt＝t.【答案】1×10－2 C。

高中物理 5.1 交变电流课下作业(含解析)新人教版选修3-2(2021年最新整理)

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交变电流1．判断图1中哪个是正弦式交变电流( ）图1解析：正弦式交变电流，首先应该是交变电流，C虽然形状符合，但不是交变电流，B虽然是交变电流，但不是正弦式交变电流。

答案：D2．关于中性面，下列说法正确的是( ）A．线圈在转动中经过中性面位置时,穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零B．线圈在转动中经过中性面位置时，穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大C．线圈每经过一次中性面，感应电流的方向就改变一次D．线圈每转动一周经过中性面一次，所以线圈每转动一周，感应电流的方向就改变一次解析：中性面是线圈平面与磁感线垂直的位置，线圈经过该位置时，穿过线圈的磁通量最大，各边都不切割磁感线，不产生感应电动势，故磁通量的变化率为零，故A正确，B错。

线圈每经一次中性面,感应电流的方向改变一次，线圈每转一周要经过中性面两次，所以每转一周，感应电流方向就改变两次，C正确，D错.答案：AC3．如图2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ω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2乙所示的余弦规律变化,则在t＝错误!时刻( ）图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．线圈中的电流为零解析：由T＝错误!，故t＝错误!＝错误!，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。

人教版物理选修3-2同步练习-5.1《交变电流》 (2).pptx

D.通过线圈的感应电流最大 3.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的感应电动势最大值为50V，那么该线圈由图所示位置转过30°时，线圈的感应电动势大小为
A.50V
B.25 3V
C.25V
D.10V
4.如图所示，线框在匀强磁场中绕OO'轴匀速转动(由上向下看是逆时针方向)，当转到图示位置时，磁通量和感应电动势大小的变化情况是 A. 磁通量和感应电动势都在变大
10.一个长直螺线管通有交变电流，把一个带电粒子沿管轴射入管中，如不计粒子的重力和
空气的阻力，粒子将在管中
A.做圆周运动
B.沿轴线来回运动
C.做匀加速直线运动
D.做匀速直线运动
二、填空题(每空4分，共24分)
11.一个面积为S的单匝矩形线圈在匀强磁场中以其一条边为转轴
做匀速转动，磁场方向与转轴垂直，线圈中感应电动势e与时间t
C.t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大
D. 每当e改变方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大
6.一矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势e=220 2 sin100πt(V)，则
A.交流电的频率是100πHz B.t=0时线圈垂直于中性面 C.交流电的周期是0.02s D.t=0.05s时，e有最大值
14.10匝线圈在匀强磁场中匀速转动产生交变电动势e=10 2 sin20πt(V).求：
(1) t=0时，线圈内磁通量φ和磁通变化率； (2) 线圈从中性面开始转动180°过程中，感应电动势的平均值和最大值之比。
学无止境
参考答案 1B 2ABC 3B 4D 5D 6BC 7D 8D 9 B 10D 11 EmT／(2πS)，30°或 150° 12 0.14，17.8 13 解：(1)ω=2πn=314rad／s Em=BωS=31.4V

高二物理人教版选修3-2第五章交变电流第1节交变电流同步练习含答案解析

【最新】度高二物理人教版选修3-2第五章交变电流第1节交变电流同步练习学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示，此线圈与一个R=10Ω的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻，下列说法正确的是（）A．该交流电的电压的有效值为B．该交流电的频率为50HzC．若将该交流电压加在阻值R=100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是50WD．该交流电压瞬时值的表达式u=100sin（25πt）2．某线圈在匀强磁场中匀速转动，穿过它的磁通量φ随时间的变化规律如图所示，那么在图中（）A．t1时刻，穿过线圈磁通量的变化率最大B．t2时刻，穿过线圈的磁通量变化率为零C．t3时刻，线圈中的感应电动势达最大值D．t4时刻，线圈中的感应电动势达最大值3．单匝矩形线圈abcd边长分别为l1和l2，在匀强磁场中可绕与磁场方向垂直的轴OO′匀角速转动，转动轴分别过ad边和bc边的中点，转动的角速度为ω．磁场的磁感应强度为B．图为沿转动轴OO′观察的情况，在该时刻线圈转动到ab边的速度方向与磁场方向夹角为θ，此时线圈中产生的感应电动势的瞬时值为（）A．2Bl1l2ωcosθB．3Bl1l2ωsinθC．Bl1l2ωcosθD．Bl1l2ωsinθ4．如图甲所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交变电流如图乙所示，设沿abcda方向为电流正方向，则下列说法正确的是（）A．乙图中ab时间段对应甲图中A至B图的过程B．乙图中bc时间段对应甲图中C至D图的过程C．乙图中d时刻对应甲图中的D图D．若乙图中d处是0.02s，则1s内电流的方向改变50次5．一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，下列说法正确的是（）A．在中性面时，通过线圈的磁通量最小B．在中性面时，磁通量的变化率最大，感应电动势最大C．线圈通过中性面时，电流的方向发生改变D．穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势也为零6．矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是( )．A．当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大B．当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势最大C．每当线框经过中性面时，感应电流方向不改变D．线框经过中性面时，各边切割磁感线的速度不为零7．线圈的匝数为100匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈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t =0 s 和t =0.2s 时，线圈平面和磁场垂直，电动势最大B ．在t =0.1s 和t =0.3s 时，线圈平面和磁场垂直，电动势为零C ．在t =0.2s 和t =0.4s 时电流改变方向D ．在t =0.1s 和t =0.3s 时，线圈切割磁感线的有效速率最大二、多选题8．在匀强磁场中，一矩形金属线框在匀强磁场中绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动如图甲所示，产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示，则下列说法正确的是（）A ．t =0.01s 时穿过线框的磁通量最小B ．t =0.01s 时穿过线框的磁通量变化率最大C ．该线框匀速转动的角速度大小为100πrad/sD ．电动势瞬时值为22V 时，线圈平面与中性面的夹角可能为45°9．如图矩形线圈面积为S ，匝数为n ，线圈总电阻为r ，在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕OO 、轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻R ．在线圈由图示位置转过90o 的过程中A ．磁通量的变化量nBS ∆Φ=B ．平均感应电动势2nBS E ωπ=C ．通过电阻的电量为nBSR r+ D ．电阻R 产生的焦耳热22()4()nBS R Q R r ωπ=+10．一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示，已知发电机线圈内阻为5.0Ω接一只电阻为95.0Ω如图乙所示，则正确的是（）A ．周期为0.02sB ．电路中的电压表的示数为220VC ．该交变电动势的瞬时值表达式为e sin （100πt ）D ．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为20J11．如图所示，发电机的矩形线圈面积为S ，匝数为N ，绕'OO 轴在磁感应强度为B 的匀强磁场中以角速度ω匀速转动.从图示位置开始计时，下列判断正确的是( )A ．此时穿过线圈的磁通量为NBS ，产生的电动势为零B ．线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为sin e NBS t ωω=C ．P 向下移动时，电流表示数变小D ．P 向下移动时，发电机的电功率增大12．单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速运动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则O ～D 过程中（）A ．线圈中O 时刻感应电动势最大B ．线圈中D 时刻感应电动势为零C ．线圈中D 时刻感应电动势最大D ．线圈中O 至D 时间内平均感应电动势为0.4 V13．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，当线框的转速为n 1时，产生的交变电动势的图线为甲，当线框的转速为n 2时，产生的交变电动势的图线为乙．则（）A．t＝0时，穿过线框的磁通量均为零B．t＝0时，穿过线框的磁通量变化率均为零C．n1∶n2＝3∶2D．乙的交变电动势的最大值是203V三、解答题14．如图所示，在磁感应强度B=0.2T的水平匀强磁场中，有一边长为L=10cm，匝数N=100匝，电阻r=1Ω的正方形线圈绕垂直于磁感线的OO′轴匀速转动，转速n=100r/s，有一电阻R=9Ω，通过电刷与两滑环接触，R两端接有一理想电压表，求：（1）若从线圈通过中性面时开始计时，写出电动势瞬时植表达式；（2）求从中性面开始转过16T时的感应电动势与电压表的示数；（3）在1分钟内外力驱动线圈转动所作的功．15．如图所示，线圈abcd的面积是0.05m2，共200匝；线圈总电阻r=1Ω，外接电阻R=9Ω，匀强磁场的磁感应强度B=1πT，线圈以角速度ω=100π rad/s匀速转动．（1）若线圈经图示位置时开始计时，写出线圈中感应电动势瞬时值的表达式；（2）求通过电阻R的电流有效值．16．如图所示为交流发电机的示意图，匝数为n=100匝矩形线圈，边长分别为10cm和20cm，内阻为5Ω，在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕OO′轴以50√2rad/s的角速度匀速转动，线圈和外部电阻R相连接，R=20Ω，求：（1）若从线圈图示位置开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式（2）电键S合上时，电压表和电流表示数；（3）通过电阻R的电流最大值是多少；（4）电阻R上所消耗的电功率是多少．参考答案1．C 【解析】由图可知，该交流电的电压的最大值为100V ，=，选项A 错误；该交流电的周期为T=0.04s ，则频率为f=1/T=25Hz ，选项B 错误；若将该交流电压加在阻值R =100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是250U P W R ===，选项C 正确；250/rad s Tπωπ==，则该交流电压瞬时值的表达式u =100sin （50πt ）V ，选项D 错误；故选C. 2．D 【解析】A 、1t 时刻，磁通量最大，磁通量的变化率为零，2t 时刻磁通量为零，磁通量的变化率最大，故AB 错误；C 、3t 时刻，磁通量最大，磁通量的变化率为零，则感应电动势为零，故C 错误；D 、4t 时刻磁通量为零，磁通量的变化率为最大，则感应电动势最大，故D 正确．点睛：解决本题的关键知道感应电动势与磁通量变化率的关系，知道图线的斜率反映感应电动势的大小． 3．D 【解析】【分析】发电机产生正弦式交变电流，根据公式E m =nBSω求解最大电动势，根据电动势的瞬时值表达式：e=E m sinωt ，即可得出结论．【详解】矩形线圈在匀强磁场中做匀角速转动，产生交流电，感应电动势的最大值为：E m =nBSω=nBL 1L 2ω ；根据电动势的瞬时值表达式：e=E m sinωt ，在该时刻线圈转动到ab 边的速度方向与磁场方向夹角为θ时，θ=ωt ；此时线圈中产生的感应电动势的瞬时值为：e=Bl 1l 2ωsinθ。

人教版高中物理选修3-2高二同步检测5-1交变电流.docx

高中物理学习材料桑水制作第一节交变电流基础夯实1．如下图所示图象中属于交流电的有( )答案：ABC解析：图A、B、C中e的方向均发生了变化，故它们属于交流电．正确答案为A、B、C.点评：判断电流为交变电流还是直流电就看方向是否变化．如D 选项，尽管大小随时间变化的图象与A相似，但因其方向不变，仍是直流电．2．(2011·山东曲阜一中高二期末)关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，下列说法中正确的是( )A．线圈每经过中性面一次，感应电流方向改变一次，感应电动势方向不变B．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次C．线圈平面每经过中性面一次，感应电流和感应电动势方向都要改变一次D．线圈转动一周，感应电流和感应电动势方向都要改变一次答案：C3．(2011·泉州模拟)如图所示，面积均为S的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度ω匀速转动，能产生正弦交变电动势e＝BSωsinωt的图是( )答案：A解析：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴(轴在线圈所在平面内)匀速转动，产生的正弦交变电动势为e＝BSωsinωt，由这一原则判断，A图中感应电动势为e＝BSωsinωt；B图中的转动轴不在线圈所在平面内；C、D图转动轴与磁场方向平行，而不是垂直．4．矩形线圈在磁场中匀速转动时，产生的感应电动势最大值为50V，那么该线圈由图所示位置转过30°，线圈中的感应电动势大小为( )A．50V B．253VC．25V D．10V答案：B解析：由题示条件知：交变电流瞬时值表达式为e＝50cosωt＝50cosθ，当θ＝30°时，e＝253V，B对．5．(2010·嘉兴高二检测)一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO′匀速转动，线圈平面位于如图2甲所示的匀强磁场中．通过线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是( )A．t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大B．t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变C．t2、t4时刻线圈中磁通量最大D．t2、t4时刻线圈中感应电动势最小答案：B解析：t1、t3时刻通过线圈的磁通量Φ最大，磁通量变化率ΔΦΔt＝0，此时感应电动势、感应电流为零，线圈中感应电流方向改变，A 错误，B正确；t2、t4时刻线圈中磁通量为零，磁通量的变化率最大，即感应电动势最大，C、D错误．6．如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以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转动时的电流等于绕P2转动时的电流B．线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势C．线圈绕P1和P2转动时的电流的方向相同，都是a→b→c→d D．线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力答案：A解析：产生正弦交变电流的条件是轴和磁感线垂直，与轴的位置和线框形状无关，转到图示位置时产生的电动势E上具有最大值E m＝nBSω由欧姆定律I＝ER总可知此时I相等，故A对，B错．由右手定则可知电流为a→d→c→b，故C错．cd边受的安培力F＝BL cd I，故F 一样大，D错．7．一台发电机产生正弦式电流，如果e＝400sin314t(V)，那么电动势的峰值是多少，线圈匀速转动的角速度是多少，如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总电阻为2kΩ，写出电流瞬时值的表达式．答案：400V 100π rad/s i＝0.2sin314t(A) 解析：根据电动势的瞬时值表达式可知电动势的峰值：E m＝400V线圈的角速度：ω＝314rad/s＝100πrad/s由欧姆定律：I m＝E mR＝0.2A所以电流瞬时值表达式为i＝0.2sin314t(A)能力提升1．(2011·厦门模拟)处在匀强磁场中的矩形线圈abcd，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与ab垂直，在t＝0时刻，线圈平面与纸面重合(如图所示)，线圈的cd边离开纸面向外运动，若规定由a→b→c→d→a方向的感应电流方向为正，则能反映线圈中感应电流I随时间t变化的图象是图中的( )答案：C解析：分析交变电流的图象问题应注意图线上某一时刻对应线圈在磁场中的位置，将图线描述的变化过程对应到线圈所处的具体位置是分析本题的关键，线圈在图示位置时磁通量为零，但感应电流为最大值；再由楞次定律可判断线圈在转过90°的过程中，感应电流方向为正，故选项C正确．2．(2011·金华十校高二期末)如图一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t 的变化如图，下列说法中正确的是( )A．t1时刻通过线圈的磁通量为零B．t2时刻线圈位于中性面C．t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D．每当e变化方向时，通过线圈的磁通量最大答案：D解析：t1、t3时刻感应电动势为零，线圈位于中性面位置，所以穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，A，C错误；t2时刻感应电动势最大，线圈位于中性面的垂面位置，穿过线圈的磁通量为零，B错误；由于线圈每经过一次中性面时，穿过线圈的磁通量的绝对值最大，e变换方向，所以D正确．3．(2010·天津一中高二期中)如图甲所示，虚线上方空间有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，直角扇形导线框绕垂直于纸面的轴O以角速度ω匀速逆时针转动．设线框中感应电流的方向以逆时针为正，线框处于图示位置时为时间零点．那么，在图乙中能正确表明线框转动一周感应电流变化情况的是( )图甲图乙答案：A4．(2011·南昌模拟)如图所示，矩形线圈abcd放在匀强磁场中，边ad在轴OO′上，若线圈绕轴匀速转动，产生的交流电动势e＝E m sin ωt，如果将其转速增加一倍，其他条件保持不变，则电动势的表达式为( )A．e＝2E m sinωt B．e＝2E m sin2ωtC．e＝E m sinωt D．e＝E m sin2ωt答案：B解析：设原来转速为n，则角速度ω＝2πn，感应电动势的峰值E m＝NBSω当转速增加一倍，即为2n时，其角速度ω′＝2π×2n＝2ω此时，感应电动势的峰值E′m＝NBS·2ω＝2E m，可见，此时电动势e＝E m′sinω′t＝2E m sin2ωt，故选项B正确．5．在两块金属板上加交变电压U＝U m sin 2πTt，当t＝0时，板间有一个电子正好处于静止状态，下面关于电子以后运动情况的判断哪些是正确的( )A．t＝T时，电子回到原出发点B．电子始终向一个方向运动C．t＝T2时，电子将有最大速度D．t＝T2时，电子的位移最大答案：BC解析：本题考查了带电粒子在交变电压所产生的交变电场中的运动问题．分析带电粒子的运动性质应从粒子运动的速度方向与受力方向的关系入手，二者同向，则粒子加速；反向，则粒子减速运动．电子在电场中受到变化的电场力的作用F ＝Eq ，电压变，故场强变．在第一个半周期内电子从静止开始作正向变加速运动，第二个半周期内作正向的变减速运动，一个周期结束时电子速度恰减为零．如此电子一直向一个方向运动，在t ＝(2k ＋1)T 2(k ＝0,1,2……)时刻速度是最大值．6．发电机的转子是匝数为100匝，边长为20cm 的正方形线圈，将它置于磁感应强度B ＝0.05T 的匀强磁场中，绕着垂直于磁场方向的轴以ω＝100πrad/s 的角速度转动，当线圈平面跟磁场方向垂直时开始计时．线圈和外电路的总电阻R ＝10Ω.(1)写出交变电流瞬时值表达式；(2)线圈从计时开始，转过π3过程中通过线圈某一截面的电荷量为多少？答案：(1)i ＝2πsin100πtA (2)1×10－2C解析：感应电动势最大值为E m ＝nBS ω. E m ＝100×0.05×0.2×0.2×100πV ＝20πVI m ＝20πRA ＝2πA ， ∴i ＝I m sin ωt ＝2πsin100πt A(2)线圈从计时开始，转过π3过程中通过线圈某一截面的电荷量q＝I t＝nΔΦΔtRΔt＝nΔΦR.从中性面计时，转过π3，如图所示．ΔΦ＝BΔS＝BS(1－sin30°)＝12 BSq＝nBS2R＝100×0.05×0.2×0.220C＝0.220C＝1×10－2C.。

【高二】高二物理下册交变电流课时练习题(附参考答案)

【高二】高二物理下册交变电流课时练习题（附参考答案）5.1交变电流每课一练（人教版选修3-2）1.对于线圈在均匀磁场中旋转产生的交流电，以下语句中的正确值为（）a．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变b、每次线圈旋转时，感应电流的方向都会改变一次c．线圈每平面经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次d、一旦线圈旋转，感应电动势和感应电流的方向就会改变2．线圈在磁场中匀速转动产生的交流电的瞬时电动势为e＝102sin20πtv，则下列说法正确的是( )a、当t=0时，线圈平面位于中性面b．t＝0时，穿过线圈的磁通量最大c、当t=0时，线切割磁感应线的有效速度最大d．t＝0.4s时，e达到峰值102v3.交流发电机运行时的电动势为e=EMSinωt。

如果电枢转速加倍，其他条件不变，则其电动势为（）a．emsinωt2b．2emsinωt2c、emsin2ωtd.2emsin2ωt4．一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴oo′匀速转动，线圈平面位于如图7甲所示的匀强磁场中．通过线圈的磁通量φ随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是( )图7a．t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大b、线圈中感应电流的方向在T1和T3处发生变化c．t2、t4时刻线圈中磁通量最大d、线圈中的感应电动势在T2和T4处最小5．如图8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ω，则当线圈转至图示位置时( )图8a．线圈中感应电流的方向为abcdab、线圈中的感应电流为nbl2ωr[c．穿过线圈的磁通量为0d、通过线圈的磁通量变化率为06．如图9所示，矩形线圈abcd，已知ab为l1，ad为l2，在磁感强度为b的匀强磁场中绕oo′轴以角速度ω(从图中位置开始)匀速转动，则线圈中感应电动势的大小为( )[来源：学科网络zxxk]图9a、12bl1l2ωsinωtb.12bl1l2cosωtc．bl1l2ωsinωtd．bl1l2ωcosωt7.如图10所示，矩形线圈ABCD放置在均匀磁场中，并以角速度绕AB中点处的轴OO'旋转，CDω以恒定速度逆时针旋转。

物理导学同步选修32(人教版)课件：5.1交变电流

答案：AC
方法技巧
确定交变电流瞬时值表达式的基本思路： (1)确定线圈转动从哪个位置开始计时，从而确定表达式是正弦函数还是余弦函数； (2)确定交变电流的峰值，根据已知图象读出或由公式 Em＝ nBSω 求出相应峰值． (3)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式．如：①线圈从中性面位置开始转动，则 i－t 图象为正弦函数图象，函数式为 i＝Imsinωt. ②线圈从垂直中性面位置开始转动，则 i－t 图象为余弦函数图象，函数式为 i＝Imcosωt.
学习目标
(1)知道交变电流、直流的概念．
(2)知道中性面的概念及其特点． (3)知道交变电流的产生原理，会分析线圈转动一周中电动势和电流的变化规律及表示方法． (4)掌握并会计算交变电流的峰值、瞬时值．
(5)会对交变电流的图象进行分析与
计算．
知识导图
课前自主学习一、交变电流
阅读教材第31页“交变电流”部分，回答下列问题. 1．交变电流：大小和方向随时间做周期性变化的电流，简称交流(AC)． 2．直流：方向不随时间变化的电流称为直流(DC)．
(3)线圈从中性面位置开始转过 30°时，感应电动势的瞬时值是多大？
解析： (1) 交变电流电动势的峰值为 Em ＝ nBSω ＝ 10×0.5×0.22×10π V＝6.28 V
电流的峰值为 Im＝ERm＝6.28 A. (2)从中性面位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为 e＝Emsinωt＝6.28sin10πt V. (3)线圈从中性面位置开始转过 30°，感应电动势的瞬时值 e＝ Emsin30°＝3.14 V. 答案：(1)6.28 V 6.28 A (2)e＝6.28sin10πt V (3)3.14 V

2020-2021学年高二物理人教版选修3-2(第5.1 交变电流)

…○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________…○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………绝密★启用前人教版选修3-2 第五章交变电流课时1 交变电流第Ⅰ部分选择题一、选择题：本题共8小题。

将正确答案填写在题干后面的括号里。

1．如图所示，属于交流电的是( )2．一线圈在匀强磁场中匀速转动，在如图所示位置时( )A ．穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小B ．穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最大C ．穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大D ．穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最小3．如图所示的线圈中不能产生交变电流( )4．长为a 、宽为b 的矩形线圈，在磁感应强度为B 的匀强磁场中，绕垂直于磁场的OO ′轴以恒定的角速度ω旋转。

设t ＝0时，线圈平面与磁场方向平行，则此时的磁通量和磁通量的变化率分别是( )A ．0，0B ．0，BabωC ．2Bab，0 D ．Bab ，Babω5．如图所示，面积均为S 的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B 中以角速度ω匀速转动，能产生正弦交变电动势e ＝BSωsin ωt 的图是( )6．一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的交变电动势的图象如图所示，则( )A ．交流电的频率是4π HzB ．当t ＝0时，线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大C ．当t ＝π s 时e 有最大值D ．t ＝32π s 时，e ＝－10 V 最小，磁通量变化率最小7．一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示。

则下列说法正确的是( )A ．t=0时刻，线圈平面与中性面垂直B ．t=0.01 s 时刻，Φ的变化率最大…○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________…○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………C ．t=0.02 s 时刻，交流电动势达到最大D ．该线圈相应产生的交流电动势的图象如图乙所示8．如图所示，矩形线圈abcd 在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P 1和P 2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P 1转动时的电流等于绕P 2转动时的电流B ．线圈绕P 1转动时的电动势小于绕P 2转动时的电动势C ．线圈绕P 1和P 2转动时电流的方向相同，都是a →b →c →dD ．线圈绕P 1转动时cd 边受到的安培力大于绕P 2转动时cd 边受到的安培力第Ⅱ部分非选择题二、非选择题：本题4个小题。

人教版物理高二选修3-2 5.1交变电流同步检测卷

人教版物理高二选修3-2 5.1交变电流同步检测卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共17题；共34分)1. （2分） (2017高二下·衡水期末) 一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图所示．由图可知该交变电流（）A . 周期为0.125sB . 电压的有效值为10 VC . 电压的最大值为20 VD . 电压瞬时值的表达式为u=10 sin8πt（V）2. （2分） (2017高二下·重庆期中) 一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0Ω，现外接一只电阻为105.0Ω的灯泡，如图乙所示，则（）A . 电路中的电流方向每秒钟改变50次B . 电压表V的示数为220 VC . 灯泡实际消耗的功率为440WD . 发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为20J3. （2分）图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，图中电流表为交流电流表．线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是（）A . 线圈转动的角速度为50π rad/sB . 电流表的示数为10 AC . 0.01 s时线圈平面与磁场方向垂直D . 0.02 s时电阻R中电流的方向自左向右4. （2分） (2017高二下·松原期中) 一个按正弦规律变化的交变电流的图象如图所示，由图可知（）①该交变电流的频率为0.2Hz；②该交变电流的有效值为14.1A；③该交变电流的瞬时值表达式为i=20sin0.02tA；④t= 时刻，该交变电流大小与其有效值相等．A . ①②B . ②④C . ③④D . ①③5. （2分） (2017高二上·长春期末) 矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈通过中性面时，下列说法中正确的是（）A . 穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势最大B . 穿过线圈的磁通量为零，线圈中的感应电动势最大C . 穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势为零D . 穿过线圈的磁通量为零，线圈中的感应电动势等于零6. （2分）交流感应电动机是利用电磁驱动的原理工作的，它里面配置的三个线圈连接到三相电源，是为了（）A . 产生稳定不变的磁场B . 产生旋转的磁场C . 产生匀强磁场D . 产生加速电场7. （2分） (2018高二下·大方期中) 下列关于交变电流和直流的说法中，正确的是（）A . 如果电流的大小做周期性变化，则一定是交变电流B . 直流的大小可以变化，但方向一定不变C . 交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的D . 以上说法都不正确8. （2分） (2017高二下·莆田期中) 三个相同的电阻，分别通过如图甲、乙、丙所示的交变电流，三个图中的I0和周期T相同．下列说法中正确的是（）A . 在相同时间内三个电阻发热量相等B . 在相同时间内，甲、乙发热量相等，是丙发热量的2倍C . 在相同时间内，甲、丙发热量相等，是乙发热量的D . 在相同时间内，乙发热量最大，甲次之，丙的发热量最小9. （2分） (2017高二下·莆田期中) 交流发电机在工作时电动势为e=Emsinωt，若将发电机的转速提高一倍，同时将线圈所围面积减少一半，其它条件不变，则电动势为（）A . e=EmsinB . e=2EmsinC . e=Emsin2ωtD . e=10. （2分）(2017·南昌模拟) 如图所示，一只理想变压器原线圈与频率为50Hz的正弦交流电源相连，两个阻值均为20Ω的电阻串联后接在副线圈的两端．图中的电流表、电压表均为理想交流电表，原、副线圈分别为500匝和l00匝，电压表的示数为10V．则（）A . 电流表的读数为2.5AB . 流过电阻的交变电流频率为10HzC . 交流电源的输出电压的最大值为100VD . 交流电源的输出功率为10W11. （2分） (2018高二下·鲁甸期中) 一正弦交变电流的有效值为10 A，频率为50 Hz，此交变电流的瞬时值表达式为（）A . i＝10sin 314tAB . i＝10 sin 314tAC . i＝10sin 50tAD . i＝10 sin 50tA12. （2分）交流发电机正常工作时产生的电动势为,若将其线圈的匝数减为原来的一半而转速增为原来的2倍，其他条件不变，则产生的电动势的表达式为：（）A .B .C .D .13. （2分）一个矩形线圈在匀强磁场里作匀速转动，所产生的交流电动势的瞬时值表达式 ,则下列说法正确的是（）A . 该交流电的频率是B . 该交流电的有效值是220VC . 当t=20s时，线圈所受的安培力最大D . 当t=20s时，穿过线圈的磁通量最大14. （2分） (2017高二上·青山期末) 如图所示，矩形线框置于磁场中，该磁场可视为匀强磁场．线框通过导线与电阻构成闭合电路，线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴逆时针匀速转动，下列说法正确的是（）A . 线框通过图中位置瞬间，线框中的电流方向由A到BB . 线框通过图中位置瞬间，穿过线框的磁通量最大C . 线框通过图中位置瞬间，通过电阻的电流瞬时值最大D . 若使线框转动的角速度增大一倍，那么通过电阻电流的有效值变为原来的倍15. （2分）交流电源输出的电压u随时间t变化的图象如图所示，则下列说法不正确的是（）A . 交变电流的频率为50HzB . 交变电流的周期为2×10－2sC . 交变电压的最大值为220VD . 交变电压的有效值为220V16. （2分） (2017高二下·吴忠期中) 如图所示，一单匝矩形线圈abcd，已知ab边长为l1 ， bc边长为l2 ，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω从图示位置开始匀速转动，则t时刻线圈中的感应电动势为（）A . 0.5Bl1l2ωsinωtB . 0.5Bl1l2ωcosωtC . Bl1l2ωsinωtD . Bl1l2ωcosωt17. （2分） (2017高二下·城关期末) 一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示．电路组成如图乙所示，已知发电机线圈内阻为5.0Ω，外接灯泡阻值为95.0Ω，灯泡正常发光，则（）A . 电压表的示数为220VB . 电路中的电流方向每秒钟改变50次C . 灯泡消耗的功率为509WD . 发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J二、填空题 (共4题；共8分)18. （2分）如图所示，线圈的面积是0．05m2 ，共100匝；线圈的电阻r＝1Ω，外接电阻R＝24Ω。