(人教版)高中物理选修3-2(全册)同步练习汇总

（人教版）高中物理选修3-2（全册）同步练习

汇总

第五章交变电流

1 交变电流

A级抓基础

1．(多选)下列各图中，线圈中能产生交流电的有()

答案：BCD

2．关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，以下说法中正确的是()

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．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，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次

D．线圈转动一周，感应电动势和感应电流方向都要改变一次

解析：根据交流电的变化规律可得，如果从中性面开始计时有e ＝E m sin ωt和i＝I m sin ωt；如果从垂直于中性面的位置开始计时有e ＝E m cos ωt和i＝I m cos ωt，从而不难看出：线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向也改变一次；线圈每转动一周，感应电流和感应电动势方向都改变两次．C正确．答案：C

3.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50 V，那么该线圈由右图所示位置转过30°，线圈中的感应电动势大小为()

A ．50 V

B ．25 3 V

C ．25 V

D ．10 V

解析：由题给条件知：交变电流瞬时值表达式为e ＝50cos ωt ＝50cos θ，当θ＝30°时，e ＝25 3V ，B 对．

答案：B

4．(多选)如图所示，矩形线圈abcd 放在匀强磁场中，ad ＝bc ＝l 1，ab ＝cd ＝l 2，从图示位置起该线圈以角速度ω绕不同转轴做匀速转动，则( )

A ．以OO ′为转轴时，感应电动势e ＝Bl 1l 2ωsin ωt

B ．以O 1O 1′为转轴时，感应电动势e ＝Bl 1l 2ωsin ωt

C ．以OO ′为转轴时，感应电动势e ＝Bl 1l 2ωcos ωt

D ．以OO ′为转轴跟以ab 为转轴一样，感应电动势e ＝

Bl 1l 2ωsin ⎝ ⎛⎭

⎪⎫ωt ＋π2 解析：以O 1O 1′为轴转动时，磁通量不变，不产生交变电流．无论以OO ′为轴还是以ab 为轴转动，感应电动势的最大值都是Bl 1l 2ω.由于是从与磁场平行的面开始计时，产生的是余弦式交变电流，故C 、D 正确．

答案：CD

5．一矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电动势为e ＝102

sin 20πt V，则下列说法正确的是()

A．t＝0时，线圈位于中性面

B．t＝0时，穿过线圈的磁通量为零

C．t＝0时，导线切割磁感线的有效速度最大

D．t＝0.4 s时，电动势第一次出现最大值

解析：由电动势e＝102sin 20πt V知，计时从线圈位于中性面时开始，所以t＝0时，线圈位于中性面，磁通量最大，但此时导线线速度方向与磁感线平行，切割磁感线的有效速度为零，A正确，B、C错误．当t＝0.4 s时，e＝10 2 sin(20π×0.4) V＝0，D错误．答案：A

B级提能力

6．(多选)如图甲所示，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

解析：t＝

π

2ω＝

T

4，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．

答案：CD

7．矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生如下图所示的交流电，设沿a→b→c→d→a方向为电流正方向，则对应t1时刻线圈位置为()

解析：由题图知在t1时刻线圈获得最大正向电流，电流方向为a→b→c→d→a，又线圈为逆时针转动，故只有B图符合电流方向为a→b→c→d→a且最大．

答案：B

8．线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电流如图所示，由图可知()

A．在t1和t3时刻，线圈处于中性面位置

B．由图可知线圈转动是在中性面开始计时的

C．从t1到t4线圈转过的角度为π弧度

D．若从0时刻到t4时刻经过0.02 s，则在1 s内交变电流的方向改变50次

解析：线圈过中性面，磁通量最大，但其变化率为零，所以电动势为零，电流为零，且电流的方向要发生变化；从t1到t4线圈转过了3

2

π弧度，转动一圈线圈两次经过中性面，电流方向变化两次，1 s内线圈转动50转，感应电流方向改变100次，故答案为B.

答案：B

9.如图所示为演示用的手摇发电机模型，匀强磁场磁感应强度B ＝0.5 T，线圈匝数n＝50，每匝线圈面积0.48 m2，转速150 r/min，在匀速转动过程中，从图示位置开始计时．

(1)写出交变感应电动势瞬时值的表达式；

(2)画出e－t图线．

解析：(1)当线圈平面经过中性面开始计时，则线圈在时间t内转过角度ωt，于是感应电动势瞬时值e＝E m sin ωt，其中E m＝nBSω.

由题意知n＝50，B＝0.5 T，

ω＝2π×150

60rad/s＝5π rad/s ，S＝0.48 m

2，

E m＝nBSω＝50×0.5×0.48×5 π V≈188 V，

所以e＝188sin 5πt(V)．

(2)根据交流电的方程画图线时，最大值是正弦图线的峰值，由纵轴上的刻度值标出，交流电的频率与正弦图线的周期相对应，ω＝

2π

T，而周期由时间轴上的刻度值标出，T＝2π

ω＝0.4 s，e－t图线如图

所示．