高二物理选修3-2第五章第1节 交变电流同步练习(人教版)

第五章第1节同步练习

[随堂基础巩固]

1．如图5－1－12所示图象中属于交流电的有()

图5－1－12

2.线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流的图象如图5－1－

13所示，由图可知()

A．在A、C时刻线圈处于中性面位置

B．在B、D时刻穿过线圈的磁通量为零图5－1－13

C．从A时刻到D时刻线圈转过的角度为π

D．若从O时刻到D时刻经过0.02 s，则在1 s内交变电流的方向改变100次

3．如图5－1－14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

变电流按照图乙所示的余弦规律变化，则在t＝π

2ω时刻()

A．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

4．如图5－1－15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ω逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角θ＝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5－1－16中正确的是()

图5－1－15 图5－1－16

[课时跟踪训练]

(时间30分钟，满分60分)

一、选择题(本题共8小题，每小题5分，共40分。每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)

1．如图1所示为演示交变电流的装置图，关于这个实验，正确的说法是()

图1

A．线圈每转动一周，指针左右摆动两次

B．图示位置为中性面，线圈中无感应电流

C．图示位置，ab边的感应电流方向为由a→b

D．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零

2.如图2所示，单匝矩形线圈的一半放在有界匀强磁场中，中心轴线

OO′与磁场边界重合，线圈绕中心轴线按图示方向(从上向下看逆时针方向)

匀速转动，t＝0时刻线圈平面与磁场方向垂直，规定电流方向沿abcd为正

方向，则图3中能表示线圈内感应电流随时间变化规律的是() 图2

图3

3．线圈在匀强磁场中转动产生电动势e ＝10sin (20πt ) V ，则下列说法正确的是( ) A ．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 ．t ＝0时，导线切割磁感线的有效速率最大 D ．t ＝0.4 s 时，e 有最大值10 2 V

4．如图4所示，甲、乙两个并排放置的共轴线圈，甲中通有如图丙所示的电流，则( )

图4

A ．在t 1到t 2时间内，甲、乙相吸

B ．在t 2到t 3时间内，甲、乙相斥

C ．t 1时刻两线圈间作用力为零

D ．t 2时刻两线圈间吸引力最大

5．一交流发电机的感应电动势e ＝E m sin ωt ，如将线圈的匝数增加一倍，电枢的转速也增加一倍，其他条件不变，感应电动势的表达式将变为

( )

A ．e ′＝2E m sin 2ωt

B ．e ′＝2E m sin 4ωt

C ．e ′＝4E m sin 2ωt

D ．e ′＝4

E m sin 4ωt

6．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 ．0,0

B ．0，Babω C.Babω2

，0

D ．Bab ，Babω

7．如图5甲所示，U 形金属导轨水平放置，导轨上跨接一金属棒ab ，与导轨构成闭合回路，并能在导轨上自由滑动，在导轨左侧与ab 平行放置的导线cd 中通以如图5乙所示的交变电流，规定电流方向自c 向d 为正，则ab 棒受到向左的安培力的作用时间是( )

图5

A．0～t1B．t1～t2

C．t2～t3D．t3～t4

8.如图6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图6

D．只将线圈的边长减半

二、非选择题(本题共2小题，每小题10分，共20分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)

9．闭合线圈在匀强磁场中匀速转动，转速为240 r/min，若线圈平面转至与磁场平行时的电动势为2 V，求从中性面开始计时，

(1)产生的交流电动势的表达式；

(2)电动势的峰值；

(3)从中性面起经1

48s，交流电动势的大小。

10．发电机的转子是匝数为100，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，绕着垂直于磁场方向的轴以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。线圈从计时开始，到转过60°过程中通过线圈某一截面的电荷量为多少？