學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)(七)怎樣產(chǎn)生交變電流(建議用時(shí)：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1．矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生交流電．穿過(guò)線圈的磁通量Φ與感覺電動(dòng)勢(shì)e的大小關(guān)系正確的選項(xiàng)是( )①Φ最大，e最大；②Φ最小，e最??；③Φ最大，e最?。虎堞底钚?，e最大．A．①②C．①④

B．③④D．②③【剖析】

當(dāng)磁通量Φ最大時(shí)，線圈平面垂直于磁感線，線圈不切割磁感線，e最小為零；當(dāng)磁通量Φ最小時(shí)，線圈平面平行于磁感線，線圈垂直切割磁感線，e最大，故B正確．【答案】B2．(多項(xiàng)選擇)以下各圖中，哪些情況線圈中能產(chǎn)生交流電( )【剖析】線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中磁通量發(fā)生改變時(shí)，才能產(chǎn)生交流電，A項(xiàng)中磁通量不變，故A項(xiàng)不吻合題意．【答案】BCD3．交流發(fā)電機(jī)在工作時(shí)電動(dòng)勢(shì)為e＝Emsinωt，若將發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速提升一倍，同時(shí)將電樞所圍面積減小一半，其他條件不變，則其電動(dòng)勢(shì)變?yōu)? )A．e′＝ωtωtEmsin2B．e′＝2Emsin2EmC．e′＝Emsin2ωtD．e′＝2sin2ωt【剖析】交變電壓的瞬市價(jià)表達(dá)式e＝Emsinωt，而Em＝NBωS，當(dāng)ω加倍而S減半時(shí)，Em不變，故正確答案為C.【答案】C4．如圖2-1-9甲所示，一矩形線圈，繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位于線圈平面的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中的感覺電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t的變化如圖2-1-9乙所示，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是( )甲乙圖2-1-9A．t1時(shí)刻經(jīng)過(guò)線圈的磁通量為零B．t2時(shí)刻線圈位于中性面C．t3時(shí)刻經(jīng)過(guò)線圈的磁通量變化率的絕對(duì)值最大D．每當(dāng)e變化方向時(shí)，經(jīng)過(guò)線圈的磁通量最大【剖析】t1、t3時(shí)刻感覺電動(dòng)勢(shì)為零，線圈位于中性面地址，所以穿過(guò)線圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零，A、C錯(cuò)誤；t2時(shí)刻感覺電動(dòng)勢(shì)最大，線圈位于垂直于中性面的地址，穿過(guò)線圈的磁通量為零，B錯(cuò)誤；由于線圈每經(jīng)過(guò)一次中性面時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量的絕對(duì)值最大，e變換方向，所以D正確．【答案】D5．(多項(xiàng)選擇)如圖2-1-10所示，一正方形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的對(duì)稱軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，沿著OO′觀察，線圈沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)．已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感覺強(qiáng)度為B.線圈匝數(shù)為n，邊長(zhǎng)為l，電阻為R，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω.則當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至圖示地址時(shí)( )圖2-1-10A．線圈中感覺電流的方向?yàn)閍bcdaB．穿過(guò)線圈的磁通量為0C．線圈中的感覺電流為nBl2ωRD．穿過(guò)線圈磁通量的變化率為0【剖析】圖示地址，線圈平面與磁場(chǎng)平行，所以穿過(guò)線圈的磁通量為零，磁通量的變化率最大，B正確，D錯(cuò)誤；此時(shí)由右手定則可知電流方向?yàn)閍dcba，nBl2ωA錯(cuò)誤；由峰值表達(dá)式Em＝nBSω可知Im＝R，圖示地址感覺電流等于峰值，正確．【答案】BC6．(多項(xiàng)選擇)一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)e＝2202sin(100t)Vπ，則以下判斷正確的選項(xiàng)是( )A．t＝0時(shí)，線圈位于中性面地址B．t＝0時(shí)，穿過(guò)線圈平面的磁通量最大C．t＝0時(shí)，線圈的有效切割速度最大D．t＝0時(shí)，線圈中感覺電動(dòng)勢(shì)達(dá)到峰值【剖析】因按正弦規(guī)律變化，故t＝0時(shí)線圈位于中性面，A正確；t＝0時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大，B正確；t＝0時(shí)，線圈的速度方向與磁感線平行，不產(chǎn)生感覺電動(dòng)勢(shì)，故C、D錯(cuò)誤．【答案】AB7．如圖2-1-11所示，單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)軸線OO′與磁感線垂直．已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感覺強(qiáng)度B＝1T，線圈所圍面積S＝0.1m2，轉(zhuǎn)速12r/min.若從中性面開始計(jì)時(shí)，則線圈中產(chǎn)生的感覺電動(dòng)勢(shì)的瞬市價(jià)表達(dá)式應(yīng)為( )圖2-1-11．e＝120πsin(120t)VB．e＝24πsin(120t)VC．e＝0.04πsin(0.4t)VπD．e＝0.4πcos(2t)Vπ【剖析】角速度ω＝2πn＝2π×12＝π矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中60rad/s0.4rad/s.勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生感覺電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝BSω＝1×0.1×0.4π＝V0.04π.V則感覺電動(dòng)勢(shì)瞬市價(jià)表達(dá)式e＝Emsinωt＝0.04πsin(0.4t)V.π故正確答案為

C.【答案】

C8．(多項(xiàng)選擇)如圖

2-1-12

所示，形狀或轉(zhuǎn)軸地址不相同、但面積均為

S的單匝線圈處在同一個(gè)磁感覺強(qiáng)度為

B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以相同的角速度

ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從圖示的地址開始計(jì)時(shí)，則以下正確的說(shuō)法是

(

)圖2-1-12．感覺電動(dòng)勢(shì)峰值相同B．感覺電動(dòng)勢(shì)瞬市價(jià)不相同C．感覺電動(dòng)勢(shì)峰值、瞬市價(jià)都不相同D．感覺電動(dòng)勢(shì)峰值、瞬市價(jià)都相同【剖析】當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸不是線圈對(duì)稱軸時(shí)，只要轉(zhuǎn)軸與磁場(chǎng)垂直，不論線圈形狀怎樣，轉(zhuǎn)軸地址怎樣，最大值均為Em＝NBSω，S、ω、B、N相同，所以Em相同，從中性面開始計(jì)時(shí)，瞬市價(jià)為正弦形式e＝Emsinωt，可見瞬市價(jià)也相同，A、D對(duì)．【答案】AD[能力提升]9．如圖2-1-13所示，虛線上方空間有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，直角扇形導(dǎo)線框繞垂直于紙面的軸O以角速度ω勻速逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)．設(shè)線框中感覺電流的方向以逆時(shí)針為正，線框處于圖示地址時(shí)為時(shí)間零點(diǎn)．那么，在選項(xiàng)中能正確表示線框轉(zhuǎn)動(dòng)一周感覺電流變化情況的是( )圖2-1-13【剖析】

由圖示地址計(jì)時(shí)，前

14周期無(wú)電流，第

12個(gè)4周期電流保持不變，1第3個(gè)4周期無(wú)電流，第

14個(gè)4周期電流反向且保持不變，故

A正確．【答案】

A10．如圖

2-1-14甲所示，

A，B為兩個(gè)相同的環(huán)形線圈，共軸并湊近放置，A線圈中通如同圖

2-1-14乙所示的電流

i，則(

)甲乙圖2-1-14①在t1到t2時(shí)間內(nèi)A，B兩線圈相吸②在t2到t3時(shí)間內(nèi)A，B兩線圈相斥③t1時(shí)刻兩線圈間作用力為零

④t2時(shí)刻兩線圈的相互作用力最大

(

)A．①②③

B．②③④C．①③④

D．①②④【剖析】

本題觀察交變電流的變化規(guī)律和圖像．由

t1到

t2時(shí)間內(nèi)，穿過(guò)

B線圈的磁通量在減小，所以

B中產(chǎn)生的感覺電流方向與

A中相同，即相吸；由t2到t3時(shí)間內(nèi)，穿過(guò)B線圈的磁通量在增大，B中產(chǎn)生的感覺電流方向與A中相反，即相斥；t1時(shí)刻A中電流最大，B中感覺電流為零，t2時(shí)刻A中電流為零，而B中感覺電流最大，在t1，t2時(shí)刻兩線圈的相互作用力都為零．故正確答案為A.【答案】A11．某一交變電流如圖2-1-15所示．圖2-1-15(1)該圖像表示線圈在哪處開始計(jì)時(shí)？(2)線圈在哪些時(shí)刻處于與磁場(chǎng)方向垂直的地址？(3)t1、t2時(shí)刻線圈分別處于與磁場(chǎng)方向垂直的面夾角多大處？【剖析】(1)e-t圖線為正弦函數(shù)圖線，說(shuō)明是從線圈位于中性面地址開始計(jì)時(shí)的，此時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大，而線圈內(nèi)的感覺電動(dòng)勢(shì)卻為0.(2)當(dāng)線圈處于與磁場(chǎng)方向垂直的地址(中性面)時(shí)，e＝0，所以有0、t3、t6、t8各時(shí)刻．(3)由圖像知，e＝Emsinωt式中Em＝10V．當(dāng)t＝t1時(shí)，e＝52V，有θ1＝ωt1＝45°；當(dāng)t＝t2時(shí)，e＝10V＝Em，有θ2＝ωt2＝90°.【答案】(1)中性面處開始計(jì)時(shí)(2)0，t3，t6，t8(3)45°90°12．如圖2-1-16所示，線圈的面積是0.05m2，共100匝，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感1應(yīng)強(qiáng)度B＝πT，當(dāng)線圈以300r/min的轉(zhuǎn)速勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，求：圖2-1-16(1)若從線圈的中性面開始計(jì)時(shí)，寫出線圈中感覺電動(dòng)勢(shì)的瞬市價(jià)表達(dá)式；1(2)從中性面開始計(jì)時(shí)，線圈轉(zhuǎn)過(guò)30s