1、8/8高二物理交變電流達標練習題1.(2019年龍巖高二檢測)甲、乙兩電路中電流與時間關系如圖5-1-12所示 ,屬于交變電流的是()圖5-1-12A.甲、乙都是 B.甲是乙不是C.乙是甲不是 D.甲、乙都不是解析：選B.甲圖電流大小不變、方向變化 ,是交流電 ,乙圖大小變化、方向不變 ,是直流電 ,應選B.2.在圖5-1-13中 ,不能產生交變電流的是()圖5-1-13解析：選A.矩形線圈繞著垂直于磁場方向的轉軸做勻速圓周運動就產生交流電 ,而A圖中的轉軸與磁場方向平行 ,線圈中無電流產生 ,所以選A.高二物理交變電流達標練習3.交流發電機在工作時的電動勢e=Emsint.假設將線圈匝數、線

2、圈面積都提高到原來的兩倍 ,其他條件不變 ,那么電動勢變為()A.e=2Emsint B.e=4EmsintC.e=12Emsint D.e=14Emsint解析：選B.由電動勢最大值表達式Em=NBS ,N、S變為原來的兩倍 ,那么最大值變為4Em ,故B正確.4.矩形線圈的匝數為50匝 ,在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉動時 ,穿過線圈的磁通量隨時間的變化規律如圖5-1-14所示.以下結論正確的選項是()圖5-1-14A.在t=0.1 s和t=0.3 s時 ,電動勢最大B.在t=0.2 s和t=0.4 s時 ,電動勢改變方向C.電動勢的最大值是157 VD.在t=0.4 s時 ,磁通量變

3、化率最大 ,其值為3.14 Wb/s解析：選CD.在t=0.1 s和t=0.3 s時 ,矩形線圈的磁通量最大 ,但磁通量的變化率為0 ,電動勢為0 ,此時電動勢改變方向.故A、B錯誤.由圖象可知 ,周期為0.4 s ,故角速度=2 ,而最大電動勢為Em=nBS=157 V ,C正確.在t=0.4 s時 ,磁通量為0 ,磁通量變化率最大 ,其值為3.14 Wb/s.故D正確.5. (2009年高考天津卷)如圖5-1-15所示 ,單匝矩形閉合導線框abcd全部處于磁感應強度為B的水平勻強磁場中 ,線框面積為S ,電阻為R.線框繞與cd邊重合的豎直固定轉軸以角速度勻速轉動 ,線框從中性面開始轉過2的

4、過程中 ,求通過導線橫截面的電荷量q.圖5-1-15解析：q=It=ERt=R=BSR.答案：BSR一、選擇題1.矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉動 ,以下說法中不正確的選項是()A.在中性面時 ,通過線圈的磁通量最大B.在中性面時 ,感應電動勢為零C.穿過線圈的磁通量為零時 ,感應電動勢也為零D.線圈每通過中性面一次 ,電流方向改變一次解析：選C.由中性面的特點可知 ,應選為C.2.線圈在勻強磁場中轉動產生電動勢e=10sin20t V ,那么以下說法正確的選項是()A.t=0時 ,線圈平面位于中性面B.t=0時 ,穿過線圈的磁通量最大C.t=0時 ,導線切割磁感線的有效速率最

5、大D.t=0.4 s時 ,e有最大值102 V解析：選AB.由電動勢的瞬時值表達式 ,計時從線圈位于中性面時開始 ,所以t=0時 ,線圈平面位于中性面 ,磁通量為最大 ,但此時導線速度方向與磁感線平行 ,切割磁感線的有效速率為零 ,A、B正確 ,C錯誤.當t=0.4 s時 ,e=10sin20t=10sin(200.4) V=0 ,D錯誤.3. (2019年雅安高二檢測)一矩形線圈 ,繞垂直于勻強磁場并位于線圈平面內的固定軸轉動.線圈中的感應電動勢e隨時間t的變化如圖5-1-16所示.下面說法中正確的選項是()圖5-1-16A.t1時刻通過線圈的磁通量為零B.t2時刻通過線圈的磁通量的絕對值最

6、大C.t3時刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大D.每當e變換方向時 ,通過線圈的磁通量絕對值都為最大解析：選D.t1、t3時刻感應電動勢為零 ,線圈位于中性面位置 ,所以穿過線圈的磁通量最大 ,磁通量的變化率為零 ,A、C錯誤;t2時刻感應電動勢最大 ,線圈位于中性面的垂面位置 ,穿過線圈的磁通量為零 ,B錯誤;由于線圈每過一次中性面時 ,穿過線圈的磁通量的絕對值最大 ,e變換方向 ,所以D正確.4.閉合線圈在勻強磁場中勻速轉動時 ,產生的正弦式交變電流i=Imsin t.假設保持其他條件不變 ,使線圈的匝數和轉速各增加1倍 ,那么電流的變化規律為()A.i=Imsin t B.i=Imsi

7、n 2tC.i=2Imsin t D.i=2Imsin 2t解析：選D.由電動勢的最大值知 ,最大電動勢與角速度成正比 ,與匝數成正比 ,所以電動勢最大值為4Em ,匝數加倍后 ,其電阻也應該加倍 ,此時線圈的電阻為2R ,根據歐姆定律可得電流的最大值為Im=4Em2R=2Im ,因此 ,電流的變化規律為i=2Imsin 2t.5.如圖5-1-17所示是一多匝線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉動所產生的感應電動勢的圖象 ,根據圖象可知()圖5-1-17A.此感應電動勢的瞬時表達式為e=200sin0.02tB.此感應電動勢的瞬時表達式為e=200sin100tC.t=0.01 s時 ,穿過

8、線圈的磁通量為零D.t=0.02 s時 ,穿過線圈的磁通量的變化率最大答案：B6.一只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化的圖象如圖5-1-18所示.那么以下說法中正確的選項是()圖5-1-18A.t=0時刻 ,線圈平面與中性面垂直B.t=0.01 s時刻 ,的變化率最大C.t=0.02 s時刻 ,感應電動勢到達最大D.該線圈轉動的角速度為50 rad/s解析：選BD.由圖象可知t=0、0.02 s、0.04 s時刻線圈平面是中性面位置 ,最大.t=0 ,故E=0.t=0.01 s、0.03 s、0.05 s時刻線圈平面與磁感線平行 ,最小 ,t最大 ,

9、故E最大 ,從圖象可知 ,交變電流變化的周期T=0.04 s ,那么=2 rad/s.所以B和D正確.7.(2019年包頭高二檢測)如圖5-1-19所示 ,單匝矩形線圈的一半放在具有理想邊界的勻強磁場中 ,線圈軸線OO與磁場邊界重合 ,線圈按圖示方向勻速轉動(ab向紙外 ,cd向紙內).假設從圖所示位置開始計時 ,并規定電流方向沿abcda為正方向 ,那么線圈內感應電流隨時間變化的圖象是圖中的()圖5-1-19圖5-1-20解析：選A.由題意知線圈總有一半在磁場中做切割磁感線的勻速轉動 ,所以產生的仍然是正弦交變電流 ,只是最大值為全部線圈在磁場中勻速轉動情況下產生的感應電動勢最大值的一半 ,

10、所以選項B、C錯誤.再由右手螺旋定那么可以判斷出A選項符合題意.8.如圖5-1-21所示 ,矩形線圈abcd在勻強磁場中可以分別繞垂直于磁場方向的軸P1和P2以相同的角速度勻速轉動 ,當線圈平面轉到與磁場方向平行時()圖5-1-21A.線圈繞P1轉動時的電流等于繞P2轉動時的電流B.線圈繞P1轉動時的電動勢小于繞P2轉動時的電動勢C.線圈繞P1和P2轉動時電流的方向相同 ,都是abcdD.線圈繞P1轉動時dc邊受到的安培力大于繞P2轉動時dc邊受到的安培力解析：選A.如下圖 ,設ab=l1 ,ad=l2 ,O1a=r1 ,O1d=r2.線圈繞P1軸轉動時 ,產生的感應電動勢e1=Bl1v=Bl

11、1l2.線圈繞P2軸轉動時 ,產生的感應電動勢e2=Bl1r1+Bl1r2 ,即e1=e2 ,所以i1=i2 ,應選項A對B錯.由右手螺旋定那么可知 ,線圈繞P1和P2轉動時電流的方向相同 ,均是adcb方向 ,應選項C錯 ,再根據安培力公式可知F安=BIl1 ,即安培力相同 ,D錯.9.如圖5-1-22甲所示 ,a、b為兩個并排放置的共軸線圈 ,a中通有如圖乙所示的交變電流 ,那么以下判斷錯誤的選項是()圖5-1-22A.在t1到t2時間內 ,a、b相吸B.在t2到t3時間內 ,a、b相斥C.t1時刻兩線圈間作用力為零D.t2時刻兩線圈間吸引力最大解析：選D.t1到t2時間內 ,a中電流減小

12、 ,a中的磁場穿過b且減小 ,因此b中產生與a同向的磁場 ,故a、b相吸 ,A選項正確.同理B選項正確.t1時刻a中電流最大 ,但變化率為零 ,b中無感應電流 ,故兩線圈的作用力為零 ,故C選項正確 ,t2時刻a中電流為零 ,但此時電流的變化率最大 ,b中的感應電流最大 ,但相互作用力為零 ,故D選項錯誤.因此 ,錯誤的應是D.二、非選擇題10.發電機的轉子是匝數為100 ,邊長為20 cm的正方形線圈 ,將它置于磁感應強度B=0.05 T的勻強磁場中 ,繞著垂直于磁場方向的軸以=100 rad/s的角速度轉動 ,當線圈平面跟磁場方向垂直時開始計時.線圈和外電路的總電阻R=10 .線圈從計時開

13、始 ,到轉過60過程中通過線圈某一截面的電荷量為多少?解析：E=nt 又I=ER 且I=qt ,t=t.所以 ,通過線圈某一截面的電荷量q=It=ntRt=nR從中性面計時 ,轉過60 ,如下圖=BS=BS(1-cos 60)=12BSq=nBS2R=1000.050.20.220 C=110-2C.答案：110-2C11.如圖5-1-23所示 ,勻強磁場B=0.1 T ,矩形線圈的匝數N=100 ,邊長ab=0.2 m ,bc=0.5 m ,以角速度=100 rad/s繞OO軸勻速轉動.當線圈通過中性面時開始計時 ,試求：線圈中感應電動勢的表達式.圖5-1-23解析：法一：線圈經過時間t轉過

14、的角度=t ,這時bc和da邊不切割磁感線 ,ab和cd邊切割磁感線產生感應電動勢eab=ecd=NBabvsint其中v=ad2=bc2所以e=eab+ecd=2eab=2NBab ad2sint=NBSsintEm=NBS=1000.10.1100 V=314 Ve=314sin100t V.法二：感應電動勢的瞬時值e=NBSsint ,由題可知：S=abbc=0.20.5 m2=0.1 m2Em=NBS=1000.10.1100 V=314 V所以e=314sin100t V.答案：e=314sin100t V12.如圖5-1-24所示 ,線圈的面積是0.05 m2 ,共100匝 ,線圈電阻為1 ,外接電阻R=9 ,勻強磁場的磁感應強度為B=1T ,當線圈以300 r/min的轉速勻速旋轉時 ,求：圖5-1-24(1)假設從線圈處于中性面開始計時 ,寫出線圈中感應