20192020學年高中物理第五章交變電流1交變電流練習(含分析)新人教版選修3220192020學年高中物理第五章交變電流1交變電流練習(含分析)新人教版選修3212/12螈PAGE12肅蕿薀節(jié)螀蒄袈20192020學年高中物理第五章交變電流1交變電流練習(含分析)新人教版選修32

交變電流

課后篇牢固提升

基礎牢固

1.以下列圖,線圈中不能夠產(chǎn)生交變電流的是( )

分析B、C、D中線圈產(chǎn)生的感覺電流方向均發(fā)生變化,故能產(chǎn)生交變電流,A中不產(chǎn)生交變電流。

答案A

2.以下列圖,屬于交變電流的是( )

分析方向隨時間做周期性變化是交變電流最重要的特點。A、B、D三項所示的電流大小隨時間做周

期性變化,但其方向不變,不是交變電流,它們所表示的是直流電。C選項中電流的方向隨時間做周

期性變化,應選C。

答案C

3.(多項選擇)線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的電動勢e=10sin(20πt)V,則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大

D.t=0.4s時,e有最大值10√2V分析由電動勢的瞬市價表達式可知計時從線圈位于中性面時開始,因此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04s時,10sin(20π)V10×sin(20π04)V0,D錯誤。t=.e=t=×.=答案AB4.處在勻強磁場中的矩形線圈,以恒定的角速度繞ab邊轉(zhuǎn)動,磁場方向平行于紙面并與ab垂abcd直,在t=0時辰,線圈平面與紙面重合(以下列圖),線圈的cd邊走開紙面向外運動,若規(guī)定由→→→→方向的感覺電流方向為正,則能反響線圈中感覺電流I隨時間t變化的圖象是以下列圖abcda中的()

1

分析分析交變電流的圖象問題應注妄圖線上某一時辰對應線圈在磁場中的地址,將圖線描述的變化

過程對應到線圈所處的詳盡地址是分析本題的要點,線圈在圖示地址時磁通量為零,但感覺電流為

最大值;再由楞次定律可判斷線圈在轉(zhuǎn)過90°的過程中,感覺電流方向為正,應選項C正確。答案C

5.線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生交變電流的圖象以下列圖,由圖可知( )

A.在A、C時辰線圈處于中性面地址B.在B、D時辰穿過線圈的磁通量為零C.從A時辰到D時辰線圈轉(zhuǎn)過的角度為πD.若從O時辰到D時辰經(jīng)過0.02s,則在1s內(nèi)交變電流的方向改變100次分析、C時辰感覺電流最大,線圈地址與中性面垂直,、D時辰感覺電流為零,線圈在中性面,此時AB磁通量最大。從A時辰到D時辰線圈轉(zhuǎn)過角度為3π。若從O時辰到D時辰經(jīng)過0.02s,即線圈轉(zhuǎn)動2一周用時002s,且在這個時間內(nèi)電流方向改變2次,則在1s內(nèi)交變電流的方向改變.1×2=100(次),故D正確。

答案D

.

(多項選擇)一個矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動,穿過線圈的磁通量隨時間的變化

圖象以下列圖,則以下說法中正確的選項是( )

A.t=0時,線圈平面與中性面平行

B.t=0.01s時,穿過線圈平面的磁通量的變化率最大

C.t=0.02s時,線圈中有最大感覺電動勢

2

D.t=0.025s時,線圈中有最大感覺電流

分析當Φ=Φmsinωt時,感覺電動勢e=Emcosωt,當t=0時,Φ=0,線圈平面與中性面垂直,線圈中

有最大的感覺電動勢和感覺電流,此類時辰還有0.01s、、0.03s,而感覺電動勢最大時,磁

通量的變化率也最大。t=0.025s時,感覺電動勢為零,應選項B、C正確。

答案BC

7.以下列圖為演示用的手搖發(fā)電機模型,勻強磁場磁感覺強度B=0.5T,線圈匝數(shù)N=50,每匝線圈面

積為0.48m2,轉(zhuǎn)速為150r/min,在勻速轉(zhuǎn)動過程中,從圖示地址開始計時。

(1)寫出交變感覺電動勢瞬市價的表達式;

(2)畫出e-t圖線。

分析(1)從線圈平面經(jīng)過中性面開始計時,線圈在時間t內(nèi)轉(zhuǎn)過角度ωt,

則感覺電動勢瞬市價e=Emsinωt,其中Em=NBSω

由題意知N=50,B=0.5T

ω=2π×150rad/s=5πrad/s60S=0.48m2

則Em=NBSω=50×0.5×0.48×5πV≈188V

因此e=188sin5πtV

依照交變電流的方程畫圖線時,最大值是正弦圖線的峰值,由縱軸上的刻度值標出,交變電

2π2π流的周期與正弦圖線的周期相對應,ω=??,T=??=0.4s,而周期由時間軸上的刻度值標出,e-t圖線

以下列圖。

答案(1)188sin5πtV(2)見分析圖e=能力提升

3

1.一臺發(fā)電機的結(jié)構表示圖如圖甲所示,其中N、S是永久磁鐵的兩個磁極,它們的表面呈半圓柱面

形狀。M是圓柱形鐵芯,鐵芯外套有一矩形線圈,線圈繞鐵芯M中心的固定轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動。磁極與鐵

芯之間的縫隙中形成方向沿半徑的輻向磁場。若從圖甲所示地址開始計時,此時電動勢為正當,圖

乙中能正確反響線圈中的感覺電動勢e隨時間t的變化規(guī)律的是( )

分析由于磁場為沿半徑的輻向磁場,能夠認為磁感覺強度的大小不變,線圈向來垂直切割磁感線,所

以產(chǎn)生的感覺電動勢大小不變,由于每個周期磁場方向要改變兩次,因此產(chǎn)生的感覺電動勢的方向

也要改變兩次,選項D正確。

答案D

2.如圖甲為風速儀的結(jié)構表示圖。在恒定風力作用下風杯帶動與其固定在一起的永磁體轉(zhuǎn)動,線圈

產(chǎn)生的電流隨時間變化的關系如圖乙。若風速減小到原來的一半,則電流隨時間變化的關系圖可能

是( )

分析依照Em=NBSω,若風速減小到原來的一半,則最大感覺電動勢也變?yōu)樵瓉淼囊话?因此感覺電流也變?yōu)樵瓉淼囊话?依照轉(zhuǎn)速與周期成反比,可知,若風速減小到原來的一半,則周期變大為原來兩

倍,故C正確,A、B、D錯誤。答案C

3.

4

甲

如圖甲所示,單匝矩形線圈的一半放在擁有理想界線的勻強磁場中,線圈軸線OO'與磁場界線重合。

線圈按圖示方向勻速轉(zhuǎn)動。若從圖示地址開始計時,并規(guī)定電流方向沿a→b→c→d→a為正方向,

則線圈內(nèi)感覺電流隨時間變化的圖象是圖乙中的( )

乙

分析若從圖示地址開始計時,在線圈轉(zhuǎn)動90°的過程中,只有ab邊切割磁感線,相當于向右切割,故感覺電流的方向為a→d→c→b→a,為負方向,大小相當于半個線圈在磁場中轉(zhuǎn)動,但還是正弦的形式,這一部分A、B的表示都是正確的;在線圈轉(zhuǎn)動90°到180°的過程中,只有cd邊切割磁感線,相當于向左切割,故感覺電流的方向為a→d→c→b→a,為負方向,大小相當于半個線圈在磁場中轉(zhuǎn)

動,但還是正弦的形式,這一部分B項表示的方向是不正確的;再按同樣的方法連續(xù)分析能夠獲取A

項是正確的。

答案A

4.(多項選擇)如圖甲所示為一個矩形線圈abcd在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動。線圈內(nèi)

磁通量隨時間t變化如圖乙所示,則以下說法中正確的選項是( )

A.t1時辰線圈中的感覺電動勢最大

B.t2時辰ab的運動方向與磁場方向垂直

C.t3時辰線圈平面與中性面重合

D.t4、t5時辰線圈中感覺電流的方向同樣

分析t時辰經(jīng)過線圈的Φ最大,磁通量變化率??,A錯;在t、t時辰,??最小,此時感覺電動勢為零412線圈中的感覺電動勢為E,此時、的運動方向垂直于磁場方向,B正確;t、t、t時辰,Φ最135m??,與中性面重合,C正確;t時辰,線圈中的感覺電流為零,D大,??=0,此時線圈平面垂直于磁場方向5錯。答案BC5.(多項選擇)如圖甲所示,在勻強磁場中,一矩形金屬線圈兩次分別以不同樣的轉(zhuǎn)速,繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生的交變電動勢圖象如圖乙中曲線a、b所示,則()

5

A.兩次t=0時辰線圈平面均與中性面重合B.曲線a、b對應的線圈轉(zhuǎn)速之比為2∶3C.曲線a表示的交變電動勢頻率為25HzD.曲線b表示的交變電動勢最大值為10V分析t=0時辰,兩次產(chǎn)生的交變電流的電動勢瞬市價均為零,因此線圈平面均與中性面重合,A正確;圖中、對應的周期之比為2∶3,因此線圈轉(zhuǎn)速之比ab1132,B錯誤;a線表示的交????????變電動勢的頻率為fa=1=1-2Hz=25Hz,C正確;a線對應線圈相應的電動勢的最大值????4×10am·2π,由圖象知am15V,b線對應線圈相應的電動勢的最大值bm·2π,因此????m=E=NBS??E=E=NBS????????m??????=2,Ebm=10V,D正確。????3

答案ACD

6.交流發(fā)電機在工作時電動勢為e=Emsinωt,若將發(fā)電機的轉(zhuǎn)速提升一倍,同時將線圈所圍面積減

小一半,其他條件不變,則其電動勢變?yōu)? )

????A.e'=Emsin2B.e'=2msin????E2mωtC.e'=Esin2D.e'=??mωt2sin2e=Esinωt,而E=NBSω,當ω加倍而S減半時,E不變,故C正確。分析交變電壓的瞬市價表達式mmm答案C7.(多項選擇)矩形線圈的匝數(shù)為50匝,在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動時,穿過線圈的磁通量隨時間的變化規(guī)律以下列圖,以下結(jié)論正確的選項是()

A.在t=0.1s和03s時,電動勢最大t=.B.在t=0.2s和04s時,電動勢改變方向t=.C.電動勢的最大值是157VD.在t=0.4s時,磁通量變化率達最大,其值為314