高中物理：交变电流练习题

高中物理：交变电流练习题

1.判断图中哪个是正弦式交变电流( )

【解析】选D。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。

2.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,则图中能表示线圈内感应电流随时间变化规律的是( )

【解题指南】解答本题应明确以下两点：

(1)产生正弦式交变电流的条件。

(2)线圈转轴的位置对交变电流的影响。

【解析】选B。在0～内,ab一侧的线圈在磁场中绕OO′轴转动产生正弦式交变电

流,电流方向由楞次定律判断为dcba且越来越大。～内,ab一侧线圈在磁场外,而dc一侧线圈又进入磁场产生交变电流,电流方向为dcba且越来越小,以此类推可知

i-t图像正确的为B。

3.(多选)一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的交流电动势e=220sin100πtV,则下列判断正确的是( )

A.t=0时,线圈位于中性面位置

B.t=0时,穿过线圈平面的磁通量最大

C.t=0时,线圈的有效切割速度方向垂直磁感线

D.t=0时,线圈中感应电动势达到峰值

【解析】选A、B。因按正弦规律变化,故t=0时线圈位于中性面,A正确；此时穿过线圈的磁通量最大,B正确；t=0时,线圈的有效切割速度方向与磁感线平行,不产生感应电动势,故C、D错误。

4.如图所示,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( )

A.线圈中的感应电流的方向为abcda

B.线圈中的感应电流为

2 nB

R

ω

l

C.穿过线圈的磁通量为B l2

D.穿过线圈的磁通量的变化率为0

【解析】选B。图示位置为垂直于中性面的位置,此时通过线圈的磁通量为零,但磁通

量的变化率最大,感应电流也最大,则I==

2

nB

R

ω

l

,由右手定则可判断出线圈中

感应电流的方向为adcba。

5.如图所示,矩形线圈abcd的匝数为n=50,线圈ab的边长为l1=0.2m,bc的边长为

l

=0.25m,在磁感应强度为B=0.4T的匀强磁场中,绕垂直于磁感线且通过线圈中线的2

OO′轴匀速转动,转动的角速度ω=100rad/s。试求：

。

(1)穿过线圈平面的最大磁通量Φ

m

(2)线圈在图示位置(线圈平面与磁感线平行)时,感应电动势e的大小。

【解析】(1)穿过线圈平面的最大磁通量

=BS=B l1l2=0.4×0.2×0.25Wb=0.02 Wb。

Φ

m

(2)线圈在图示位置时电动势达到最大值,此时感应电动势的值为

=nBSω=nB l1l2ω=50×0.4×0.2×0.25×100V=100V。

E

m

答案：(1)0.02Wb (2)100V

【互动探究】写出上题中从图示位置开始计时,线圈中电动势的瞬时值表达式。

提示：e=100cos100tV。

答案：见提示