高中物理 第二章 交變電流 第二節(jié) 交變電流的描述分層訓(xùn)練 粵教版選修32

1、第二節(jié) 交變電流的描述a級(jí)抓基礎(chǔ)1下列各物理量中，對(duì)線圈上產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)不產(chǎn)生影響的是()a勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度b線圈的總電阻c線圈的轉(zhuǎn)速 d線圈的匝數(shù)解析：emnbs，eemsin t，與b、s、n有關(guān)答案：b2一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量隨時(shí)間變化的圖象如圖甲所示，則以下說(shuō)法正確的是()圖甲圖乙at0時(shí)刻，線圈平面與中性面垂直bt0.01 s時(shí)刻，的變化率最大ct0.02 s時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大值d該線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的圖象如圖乙所示解析：由甲圖知t0時(shí)刻磁通量最大，線圈平面應(yīng)在中性面位置，a錯(cuò)誤；t0.01 s時(shí)刻，磁通量等于零，但的變化率

2、最大，b正確；t0.02 s時(shí)刻，磁通量最大，但磁通量的變化率為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，c錯(cuò)誤；由甲圖知交流電動(dòng)勢(shì)的圖象應(yīng)為正弦圖象，d錯(cuò)誤答案：b3.如圖所示，處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的矩形線圈abcd，以恒定的角速度繞ab邊轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向平行于紙面并與ab垂直在t0時(shí)刻，線圈平面與紙面重合，線圈的cd邊離開(kāi)紙面向外運(yùn)動(dòng)若規(guī)定abcda方向的感應(yīng)電流為正方向，則下圖能反映線圈感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖線是()解析：在t0時(shí)刻，線圈平面與紙面重合，即此時(shí)磁通量為零，磁通量變化率最大，所以產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，故感應(yīng)電流最大，根據(jù)右手定則，可知電流方向?yàn)閍bcda，所以選c.答案：c4(多選)線圈在磁場(chǎng)中勻速

3、轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的交流電的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)為e10sin 20t (v)，則下列說(shuō)法正確的是()at0時(shí)，線圈平面位于中性面bt0時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大ct0時(shí)，導(dǎo)線切割磁感線的有效速度最大dt0.4 s時(shí)，e達(dá)到峰值10 v解析：根據(jù)交流電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式可判斷題目所給的交流電為正弦式交變電流，當(dāng)t0時(shí)，e0，所以此時(shí)磁通量的變化率為零，導(dǎo)線切割磁感線的有效速度為零，但此時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量最大，線圈平面位于中性面，所以a、b正確，c錯(cuò)誤；當(dāng)t0.4 s時(shí)，e10sin 20t (v)10sin 8 (v)0，所以d錯(cuò)誤答案：ab5(多選)如圖所示，形狀或轉(zhuǎn)軸位置不同，但面積均為s的單匝線圈處在同一個(gè)磁

4、感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以相同的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從圖示的位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，則下列說(shuō)法正確的是()a感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值相同b感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值不同c感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值、瞬時(shí)值都不同d感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值、瞬時(shí)值都相同解析：根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生可知，只要導(dǎo)線框是繞垂直于磁場(chǎng)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值都相同；由于導(dǎo)體框都是從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式均為：eemsint，故說(shuō)明四個(gè)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值及瞬時(shí)值均相同，故ad正確，bc錯(cuò)誤答案：adb級(jí)提能力6.(多選)如圖所示，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?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感

5、應(yīng)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，則當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至圖示位置時(shí)()a線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcdab線圈中的感應(yīng)電流為c穿過(guò)線圈的磁通量為0d穿過(guò)線圈的磁通量的變化率最大解析：圖示位置為垂直于中性面的位置，此時(shí)通過(guò)線圈的磁通量為零，但磁通量的變化率最大，感應(yīng)電流也最大，i，由右手定則可判斷出線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍dcba.答案：bcd7如圖所示，矩形線圈abcd，已知ab為l1，ad為l2，在磁感強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞oo軸以角速度(從圖中位置開(kāi)始)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為()abl1l2sin tbbl1l2cos tcbl1l2sin t dbl1l2

6、cos t解析：線圈經(jīng)過(guò)時(shí)間t時(shí)，轉(zhuǎn)過(guò)角度，這時(shí)ab、cd邊切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)eabbl1vsin ，ecdbl1vsin ，bc，ad邊不切割磁感線不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為eeabecd2bl1vsin 2bl1·l2sin tbl1l2sin t，故正確選項(xiàng)應(yīng)為c.答案：c8如圖所示，矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中可以分別繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸p1和p2以相同的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到與磁場(chǎng)方向平行時(shí)()a線圈繞p1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電流等于繞p2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電流b線圈繞p1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電動(dòng)勢(shì)小于繞p2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電動(dòng)勢(shì)c線圈繞p1和p2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電流的方向相同，都是abcdd線圈

7、繞p1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)cd邊受到的安培力大于繞p2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)cd邊受到的安培力解析：無(wú)論是繞p1轉(zhuǎn)動(dòng)還是繞p2轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)都為最大值emnbs，由歐姆定律可知此時(shí)i相等，a對(duì)，b錯(cuò)；由右手定則可知線圈中電流方向?yàn)閍dcba，故c錯(cuò)；cd邊所受的安培力fblcdi，故f一樣大，d錯(cuò)答案：a9.如圖所示，一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞oo軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向與轉(zhuǎn)軸垂直線圈匝數(shù)n50，電阻r1 ，長(zhǎng)l15 cm，寬l24 cm，角速度100 rad/s，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度b0.2 t線圈兩端外接電阻r9 的用電器和一個(gè)交流電流表求：(1)線圈中產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；(2)瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式解

8、析：(1)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值表達(dá)式為emnbs50×0.2×5×4×104×100 v2.0 v(2)瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式eemsint2sin 100t (v)答案：(1)2.0 v(2)e2sin100t (v)10在磁感應(yīng)強(qiáng)度為1 t的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一匝數(shù)為10 匝的矩形線圈abcd，如圖所示，其繞oo軸以線圈的轉(zhuǎn)速n r/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)ab20 cm，bc25 cm，線框總電阻為r1 ，定值電阻阻值為r9 ，從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)(1)寫(xiě)出t時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e；(2)線框轉(zhuǎn)過(guò)30°，r上流過(guò)的電荷量為多少？(3)當(dāng)轉(zhuǎn)

9、過(guò)30°時(shí)，磁通量變化率為多少？解析：(1)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度2n100 rad/s，產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)emnbs10×1×0.2×0.25×100 v50 v，故t時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e50cos 100t(v)(2)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e，形成的感應(yīng)電流i，故流過(guò)的電荷量qitn0.025 c.(3)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式：e50cos 100t(v)，當(dāng)轉(zhuǎn)過(guò)30°時(shí)瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e25 v，根據(jù)ne可得 wb/s wb/s.答案：(1)e50cos 100t(v)(2)0.025 c(3) wb/s6edbc3191f2351dd815ff33d4435f3756edbc3191f2351dd