5/5課時跟蹤檢測(十六)交變電流A級——基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1．下列各圖像中不屬于交流電的是()2．(2024·江蘇蘇州期中)如圖甲所示，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)的磁通量隨時間t變化的圖像如圖乙所示。則下列說法中正確的是()A．t1時刻線圈中的感應(yīng)電動勢最大B．t2時刻ab邊的運動方向與磁場方向平行C．t3時刻線圈平面與中性面垂直D．t2和t4時刻線圈中感應(yīng)電流的方向相反3．(2024·江蘇南京期末)一矩形線圈繞垂直于勻強磁場并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈中的感應(yīng)電動勢e隨時間t的變化規(guī)律如圖所示，下列說法中正確的是()A．每當(dāng)e轉(zhuǎn)換方向時，通過線圈的磁通量變化率剛好為零B．t1時刻通過線圈的磁通量絕對值最小C．t2時刻通過線圈的磁通量絕對值最大D．t3時刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大4．(多選)如圖所示為演示交變電流產(chǎn)生的裝置圖，關(guān)于這個實驗，下列說法正確的是()A．線圈每轉(zhuǎn)動一周，指針左右擺動一次B．圖示位置為中性面，線圈中無感應(yīng)電流C．線圈逆時針轉(zhuǎn)動到圖示位置時，ab邊的感應(yīng)電流方向為a→bD．線圈平面與磁場方向平行時，磁通量變化率為05．(2024·貴州銅仁期末)(多選)如圖為交流發(fā)電機示意圖，線圈沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，下列說法正確的是()A．甲→乙過程中，AB邊中的電流由A→BB．丙→丁過程中，AB邊中的電流由A→BC．圖甲位置線圈中感應(yīng)電動勢最大D．圖乙位置線圈中感應(yīng)電流最大6.(2024·河南鄭州期中)如圖所示，一個豎直放置、匝數(shù)為n的矩形線圈abcd在水平向右的勻強磁場中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸OO′與磁場方向垂直，線圈面積為S，磁感應(yīng)強度大小為B，下列說法正確的是()A．線圈平面與磁場垂直時，磁通量為零B．線圈平面與磁場垂直時，磁通量變化最快C．線圈平面與磁場平行時，磁通量變化率最大D．感應(yīng)電動勢最大值為BSω7.(2024·河南南陽期末)如圖所示，空間有一勻強磁場水平向右，一正方形導(dǎo)線框abcd平行于磁場方向放置，已知導(dǎo)線粗細(xì)均勻，若該線框分別繞不同軸線以相同大小的角速度轉(zhuǎn)動，以下說法正確的是()A．線框繞ac軸轉(zhuǎn)動，線框中不會產(chǎn)生交流電B．線框分別繞AB軸和CD軸從圖示位置開始轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的交流電相同C．若以ab為軸轉(zhuǎn)動，不會產(chǎn)生周期性電流，但a、d兩點間會有電勢差D．沿AB方向觀察，從圖示位置開始線框分別繞ad軸和bc軸順時針轉(zhuǎn)動，線框中瞬間產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反8.線圈的匝數(shù)為100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)律如圖所示。下列結(jié)論正確的是()A．在t＝0和t＝0.2s時，線圈平面和磁場垂直，感應(yīng)電動勢最大B．在t＝0.1s和t＝0.3s時，線圈平面和磁場垂直，感應(yīng)電動勢為0C．在t＝0.2s和t＝0.4s時，電流改變方向D．在t＝0.1s和t＝0.3s時，線圈切割磁感線的有效速率最大9.如圖所示，一半徑為r＝10cm的圓形線圈共100匝，在磁感應(yīng)強度B＝eq\f(5,π2)T的勻強磁場中，繞垂直于磁場方向的中心軸線OO′以n＝600r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至中性面位置(圖中位置)時開始計時。(1)寫出線圈內(nèi)所產(chǎn)生的交流電動勢的瞬時值表達(dá)式。(2)求線圈從圖示位置開始在eq\f(1,60)s時的電動勢的瞬時值。B級——綜合應(yīng)用10．(2024·廣西桂林期中)如圖甲所示是市面上流行的手搖手機充電器，它體型小，攜帶方便，可以在緊急狀態(tài)下給手機臨時充電，其示意圖如圖乙所示。若某人搖動手柄給手機充電時，其內(nèi)部線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動，下列說法正確的是()A．線圈轉(zhuǎn)動的快慢程度不會影響回路中的電流大小B．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖乙所示位置時，電流方向?qū)l(fā)生改變C．若從圖乙位置開始計時，線圈中的電流瞬時值表達(dá)式為i＝ImsinωtD．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖乙所示位置時，穿過線圈的磁通量的變化率最大11.(2024·湖北武漢期中)某漂浮式波浪能發(fā)電裝置發(fā)電原理可作如下簡化：海浪帶動浪板上下擺動，驅(qū)動發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，其中浪板和轉(zhuǎn)子的鏈接裝置使轉(zhuǎn)子只能單方向轉(zhuǎn)動。如圖，若轉(zhuǎn)子帶動線圈沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，并向外輸出電流，下列說法正確的是()A．圖中線圈所處位置是中性面B．在圖所示位置時，穿過線圈的磁通量最大C．在圖所示位置時，線圈a端電勢高于b端電勢D．在圖所示位置時，線圈靠近S極的導(dǎo)線受到的安培力方向向上12.(選自粵教版教材課后練習(xí))如圖所示，面積為0.05m2、總電阻為1Ω、共100匝的矩形線圈abcd處于磁感應(yīng)強度B＝eq\f(1,π)T的勻強磁場中，其外接阻值R＝9Ω的電阻，線圈以300r/min的轉(zhuǎn)速繞OO′勻速旋轉(zhuǎn)。(1)若從線圈處于中性面開始計時，寫出線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式。(2)畫出線圈中感應(yīng)電動勢隨時間變化的圖像。(3)求出線圈轉(zhuǎn)過eq\f(1,30)s時，線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時值。課時跟蹤檢測(十六)1．選A題圖A中電流的方向不變，是直流電，題圖B、C、D中電流的大小、方向都做周期性變化，是交流電，B、C、D錯誤，A正確。2．選Dt1時刻通過線圈的磁通量最大，此時磁通量的變化率等于零，故感應(yīng)電動勢為零，故A錯誤；t2時刻磁通量為零，線圈與磁場平行，故ab邊的運動方向跟磁場方向垂直，故B錯誤；t3時刻通過線圈的磁通量最大，故此時線圈平面與中性面重合，故C錯誤；由題圖乙可知，t2和t4時刻Φ-t圖線切線的斜率相反，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，t2和t4時刻產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢方向相反，t2和t4時刻線圈中感應(yīng)電流方向相反，故D正確。3．選A每當(dāng)e轉(zhuǎn)換方向時，e＝0，根據(jù)e＝neq\f(ΔΦ,Δt)，則通過線圈的磁通量變化率剛好為零，A正確；t1時刻，e＝0，線圈平面與磁場垂直，通過線圈的磁通量絕對值最大，B錯誤；t2時刻，感應(yīng)電動勢的絕對值最大，則線圈平面與磁場方向平行，通過線圈的磁通量為零，通過線圈的磁通量絕對值最小，C錯誤；t3時刻，e＝0，根據(jù)e＝neq\f(ΔΦ,Δt)，則通過線圈的磁通量變化率的絕對值為零，D錯誤。4．選AC線圈在磁場中勻速轉(zhuǎn)動時，在電路中產(chǎn)生呈周期性變化的交變電流，線圈經(jīng)過中性面時電流改變方向，線圈每轉(zhuǎn)動一周，有兩次通過中性面，電流方向改變兩次，指針左右擺動一次，A正確；題圖示位置為與中性面垂直的位置，線圈處于題圖示位置時，ab邊向右運動，由右手定則可知，ab邊的感應(yīng)電流方向為a→b，B錯誤，C正確；線圈平面與磁場方向平行時，穿過線圈的磁通量為0，磁通量的變化率最大，D錯誤。5．選BD甲→乙過程中，根據(jù)右手定則可知，AB邊中的電流由B→A，故A錯誤；丙→丁過程中，根據(jù)右手定則可知，AB邊中的電流由A→B，故B正確；題圖甲位置，線圈中磁通量最大，磁通量變化率為零，線圈中感應(yīng)電動勢最小，故C錯誤；題圖乙位置，線圈中磁通量為零，磁通量變化率最大，線圈中感應(yīng)電動勢最大，感應(yīng)電流最大，故D正確。6．選C線圈平面與磁場垂直時，磁通量最大，感應(yīng)電動勢為零，磁通量的變化率為零，磁通量變化最慢，故A、B錯誤；線圈平面與磁場平行時，磁通量為零，磁通量的變化率最大，感應(yīng)電動勢最大值為Em＝nBSω，故C正確，D錯誤。7．選C繞ac軸轉(zhuǎn)動時，線框磁通量變化，線框中有交流電產(chǎn)生，A錯誤；繞AB軸轉(zhuǎn)動時，在線框中產(chǎn)生正弦式交流電，繞CD軸轉(zhuǎn)動時，線框磁通量不變，無交流電產(chǎn)生，B錯誤；若以ab為軸轉(zhuǎn)動，線框無磁通量變化，不會產(chǎn)生交流電，但會在cb、da兩端產(chǎn)生電動勢，C正確；以ad或bc為軸順時針轉(zhuǎn)動，根據(jù)楞次定律可知，電流方向均為abcd，D錯誤。8．選B在t＝0、t＝0.2s、t＝0.4s時，磁通量最小，線圈位于和磁場平行的位置，感應(yīng)電動勢最大，電流方向沒有發(fā)生改變，A、C錯誤；在t＝0.1s和t＝0.3s時，磁通量最大，線圈位于和磁場垂直的位置，感應(yīng)電動勢為0，磁通量變化率為0，線圈切割磁感線的有效速率最小，D錯誤，B正確。9．解析：(1)線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸線勻速轉(zhuǎn)動時，線圈內(nèi)產(chǎn)生正弦交流電動勢，當(dāng)線圈平面在中性面時開始計時，其表達(dá)式為e＝Emsinωt，其中Em＝NBSω(與線圈形狀無關(guān))，ω＝2πn＝20πrad/s，故e＝100sin20πt(V)。(2)當(dāng)t＝eq\f(1,60)s時，e＝100sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(20π×\f(1,60)))V＝50eq\r(3)V。答案：(1)e＝100sin20πt(V)(2)50eq\r(3)V10．選D線圈轉(zhuǎn)動得越快，通過線圈的磁通量變化越快，電路中電流越大，A錯誤；線圈轉(zhuǎn)到中性面時，電流方向才會發(fā)生改變，題圖乙所示位置與中性面垂直，故電流方向不會改變，B錯誤；當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到題圖乙所示位置時，線圈中電流最大，表達(dá)式應(yīng)為i＝Imcosωt，C錯誤；線圈轉(zhuǎn)到題圖乙所示位置時電流最大，穿過線圈的磁通量的變化率最大，D正確。11．選C題圖中線圈所處位置與中性面垂直，穿過線圈的磁通量最小，故A、B錯誤；根據(jù)右手定則可知，線圈轉(zhuǎn)動到如題圖所示位置時，線圈內(nèi)部電流從b到a，則此時a端電勢高于b端電勢，故C正確；線圈內(nèi)部電流從b到a，根據(jù)左手定則可知，線圈靠近S極的導(dǎo)線受到的安培力方向向下，故D錯誤。12．解析：(1)感應(yīng)電動勢的最大值Em＝NBSω，ω＝2πn＝2π×eq\f(300,60)rad/s＝10πrad/s感應(yīng)電動勢的瞬時值