2013人教版本選修（3-2）（交變電流）同步測試

1、第五章 交變電流第1節(jié) 課時跟蹤訓(xùn)練(時間30分鐘，滿分60分)一、選擇題(本題共8小題，每小題5分，共40分。每小題至少有一個選項正確，把正確選項前的字母填在題后的括號內(nèi))1如圖1所示為演示交變電流的裝置圖，關(guān)于這個實驗，正確的說法是()圖1A線圈每轉(zhuǎn)動一周，指針左右擺動兩次B圖示位置為中性面，線圈中無感應(yīng)電流C圖示位置，ab邊的感應(yīng)電流方向為由abD線圈平面與磁場方向平行時，磁通量變化率為零解析：線圈在磁場中勻速轉(zhuǎn)動時，在電路中產(chǎn)生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，故A錯；線圈平面垂直于磁感線的位置稱為

2、中性面，顯然圖示位置不是中性面，所以B也不對；線圈處于圖示位置時，ab邊向右運動，由右手定則，ab邊的感應(yīng)電流方向為由ab；線圈平面與磁場方向平行時，ab、cd邊垂直切割磁感線，線圈產(chǎn)生的電動勢最大，也可以這樣認(rèn)為，線圈處于豎直位置時，磁通量為零，但磁通量的變化率最大。答案：C2.如圖2所示，單匝矩形線圈的一半放在有界勻強(qiáng)磁場中，中心軸線OO與磁場邊界重合，線圈繞中心軸線按圖示方向(從上向下看逆時針方向)勻速轉(zhuǎn)動，t0時刻線圈平面與磁場方向垂直，規(guī)定電流方向沿abcd為正方向，則圖3中能表示線圈內(nèi)感應(yīng)電流隨時間變化規(guī)律的是 () 圖2圖3解析：線圈從初始時刻至轉(zhuǎn)過時間內(nèi)，ab一側(cè)的線框在磁場中

3、繞OO轉(zhuǎn)動產(chǎn)生正弦交流電，電流方向由楞次定律判斷為dcba且越來越大。從轉(zhuǎn)過至?xí)r間內(nèi)，ab一側(cè)線框在磁場外，而dc一側(cè)線框又進(jìn)入磁場產(chǎn)生交流電，電流方向為dcba且越來越小，以此類推，可知it圖像正確的為B。答案：B3線圈在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生電動勢e10sin (20t) V，則下列說法正確的是()At0時，線圈平面位于中性面Bt0時，穿過線圈的磁通量最大Ct0時，導(dǎo)線切割磁感線的有效速率最大Dt0.4 s時，e有最大值10 V解析：由電動勢的瞬時值表達(dá)式，計時從線圈位于中性面時開始，所以t0時，線圈平面位于中性面，磁通量為最大，但此時導(dǎo)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

4、正確，C錯誤。當(dāng)t0.4 s時，e10sin (20t)10×sin (20×0.4) V0，D錯誤。答案：AB4如圖4所示，甲、乙兩個并排放置的共軸線圈，甲中通有如圖丙所示的電流，則()圖4A在t1到t2時間內(nèi)，甲、乙相吸B在t2到t3時間內(nèi)，甲、乙相斥Ct1時刻兩線圈間作用力為零Dt2時刻兩線圈間吸引力最大解析：甲回路電流減弱時，據(jù)楞次定律，乙回路將產(chǎn)生與甲同向環(huán)繞的感應(yīng)電流。甲、乙電流之間通過磁場發(fā)生相互作用，甲、乙相吸。同理，當(dāng)甲中電流增強(qiáng)時，甲、乙互相排斥。故選項A、B都正確。在t1時刻，甲中電流產(chǎn)生的磁場變化率為零，則乙線圈感生電流瞬時值為零，而t2時刻，雖然乙

5、中感生電流最強(qiáng)，但此時甲中電流瞬時值為零，所以t1、t2時刻，甲、乙電流間相互作用都為零。答案：ABC5一交流發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電動勢eEmsin t，如將線圈的匝數(shù)增加一倍，電樞的轉(zhuǎn)速也增加一倍，其他條件不變，感應(yīng)電動勢的表達(dá)式將變?yōu)?()Ae2Emsin 2tBe2Emsin 4tCe4Emsin 2t De4Emsin 4t解析：eEmsin tNBS sin t，現(xiàn)N2N，2，則E4Em，所以感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式將變?yōu)閑4Emsin 2t。答案：C6長為a、寬為b的矩形線圈，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，繞垂直于磁場的OO軸以恒定的角速度旋轉(zhuǎn)。設(shè)t0時，線圈平面與磁場方向平行，則此時的磁

6、通量和磁通量的變化率分別是()A0,0B0，BabC.，0 DBab，Bab解析：實際上，線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生交變電動勢：eEmcos tBabcos t。當(dāng)t0時，cos t1，雖然磁通量0，但是電動勢有最大值EmBab，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律En，可知當(dāng)電動勢為最大值時，對應(yīng)的磁通量的變化率也最大，即Em()maxBab。綜上所述，正確選項為B。答案：B7如圖5甲所示，U形金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌上跨接一金屬棒ab，與導(dǎo)軌構(gòu)成閉合回路，并能在導(dǎo)軌上自由滑動，在導(dǎo)軌左側(cè)與ab平行放置的導(dǎo)線cd中通以如圖5乙所示的交變電流，規(guī)定電流方向自c向d為正，則ab棒受到向左的安培

7、力的作用時間是()圖5A0t1Bt1t2Ct2t3 Dt3t4解析：0t1時間內(nèi)，電流I由cd且逐漸增大，由安培定則知，穿過abEF回路的磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直紙面向里，且逐漸增強(qiáng)，因此磁通量增大，由楞次定律判定金屬棒ab中的電流方向由ab；再由左手定則可判定，此過程中ab棒所受安培力向左，選項A正確。同理，可判定出t1t2、t3t4時間內(nèi)ab棒所受安培力向右，t2t3時間內(nèi)ab棒所受安培力向左。答案：AC8.如圖6所示，在水平勻強(qiáng)磁場中一矩形閉合線圈繞OO軸勻速轉(zhuǎn)動，若要使線圈中的電流峰值減半，可行的方法是()A只將線圈的轉(zhuǎn)速減半圖6B只將線圈的匝數(shù)減半C只將勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度減半D只將線圈的邊長

8、減半解析：由Im，EmNBS，2n，得Im，故A、C正確；又電阻R與匝數(shù)有關(guān)，當(dāng)匝數(shù)減半時電阻R也隨之減半，則Im不變，故B錯誤；當(dāng)邊長減半時，面積S減為原來的，而電阻減為原來的，故D正確。答案：ACD二、非選擇題(本題共2小題，每小題10分，共20分，解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)9閉合線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為240 r/min，若線圈平面轉(zhuǎn)至與磁場平行時的電動勢為2 V，求從中性面開始計時，(1)產(chǎn)生的交流電動勢的表達(dá)式；(2)電動勢的峰值；(3)從中性面起經(jīng) s，交流電動勢的大小。解析：(1)當(dāng)線圈平面與磁場平行時，感生電動勢最大，為Em2 V，又2n2× rad/s8 rad/s所以瞬時值表達(dá)式為：eEmsin t2sin(8t) V。(2)電動勢的峰值為Em2 V。(3)當(dāng)t s時，e2sin V1 V。答案：(1)e2sin (8t) V(2)2 V(3)1 V10發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是匝數(shù)為100，邊長為20 cm的正方形線圈，將它置于磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.05 T的勻強(qiáng)磁場中，繞著垂直于磁場方向的軸以100 rad/s的角速度轉(zhuǎn)動，當(dāng)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R10 。線圈從計時