高二物理交變電流達(dá)標(biāo)練習(xí)題

1、8/8高二物理交變電流達(dá)標(biāo)練習(xí)題1.(2019年龍巖高二檢測(cè))甲、乙兩電路中電流與時(shí)間關(guān)系如圖5-1-12所示 ,屬于交變電流的是()圖5-1-12A.甲、乙都是 B.甲是乙不是C.乙是甲不是 D.甲、乙都不是解析：選B.甲圖電流大小不變、方向變化 ,是交流電 ,乙圖大小變化、方向不變 ,是直流電 ,應(yīng)選B.2.在圖5-1-13中 ,不能產(chǎn)生交變電流的是()圖5-1-13解析：選A.矩形線圈繞著垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)就產(chǎn)生交流電 ,而A圖中的轉(zhuǎn)軸與磁場(chǎng)方向平行 ,線圈中無(wú)電流產(chǎn)生 ,所以選A.高二物理交變電流達(dá)標(biāo)練習(xí)3.交流發(fā)電機(jī)在工作時(shí)的電動(dòng)勢(shì)e=Emsint.假設(shè)將線圈匝數(shù)、線

2、圈面積都提高到原來(lái)的兩倍 ,其他條件不變 ,那么電動(dòng)勢(shì)變?yōu)?)A.e=2Emsint B.e=4EmsintC.e=12Emsint D.e=14Emsint解析：選B.由電動(dòng)勢(shì)最大值表達(dá)式Em=NBS ,N、S變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍 ,那么最大值變?yōu)?Em ,故B正確.4.矩形線圈的匝數(shù)為50匝 ,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) ,穿過(guò)線圈的磁通量隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖5-1-14所示.以下結(jié)論正確的選項(xiàng)是()圖5-1-14A.在t=0.1 s和t=0.3 s時(shí) ,電動(dòng)勢(shì)最大B.在t=0.2 s和t=0.4 s時(shí) ,電動(dòng)勢(shì)改變方向C.電動(dòng)勢(shì)的最大值是157 VD.在t=0.4 s時(shí) ,磁通量變

3、化率最大 ,其值為3.14 Wb/s解析：選CD.在t=0.1 s和t=0.3 s時(shí) ,矩形線圈的磁通量最大 ,但磁通量的變化率為0 ,電動(dòng)勢(shì)為0 ,此時(shí)電動(dòng)勢(shì)改變方向.故A、B錯(cuò)誤.由圖象可知 ,周期為0.4 s ,故角速度=2 ,而最大電動(dòng)勢(shì)為Em=nBS=157 V ,C正確.在t=0.4 s時(shí) ,磁通量為0 ,磁通量變化率最大 ,其值為3.14 Wb/s.故D正確.5. (2009年高考天津卷)如圖5-1-15所示 ,單匝矩形閉合導(dǎo)線框abcd全部處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 ,線框面積為S ,電阻為R.線框繞與cd邊重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng) ,線框從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)2的

4、過(guò)程中 ,求通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量q.圖5-1-15解析：q=It=ERt=R=BSR.答案：BSR一、選擇題1.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) ,以下說(shuō)法中不正確的選項(xiàng)是()A.在中性面時(shí) ,通過(guò)線圈的磁通量最大B.在中性面時(shí) ,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零C.穿過(guò)線圈的磁通量為零時(shí) ,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也為零D.線圈每通過(guò)中性面一次 ,電流方向改變一次解析：選C.由中性面的特點(diǎn)可知 ,應(yīng)選為C.2.線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)e=10sin20t V ,那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A.t=0時(shí) ,線圈平面位于中性面B.t=0時(shí) ,穿過(guò)線圈的磁通量最大C.t=0時(shí) ,導(dǎo)線切割磁感線的有效速率最

5、大D.t=0.4 s時(shí) ,e有最大值102 V解析：選AB.由電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式 ,計(jì)時(shí)從線圈位于中性面時(shí)開(kāi)始 ,所以t=0時(shí) ,線圈平面位于中性面 ,磁通量為最大 ,但此時(shí)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正確 ,C錯(cuò)誤.當(dāng)t=0.4 s時(shí) ,e=10sin20t=10sin(200.4) V=0 ,D錯(cuò)誤.3. (2019年雅安高二檢測(cè))一矩形線圈 ,繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng).線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t的變化如圖5-1-16所示.下面說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()圖5-1-16A.t1時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量為零B.t2時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量的絕對(duì)值最

6、大C.t3時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量變化率的絕對(duì)值最大D.每當(dāng)e變換方向時(shí) ,通過(guò)線圈的磁通量絕對(duì)值都為最大解析：選D.t1、t3時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零 ,線圈位于中性面位置 ,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)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 ,線圈位于中性面的垂面位置 ,穿過(guò)線圈的磁通量為零 ,B錯(cuò)誤;由于線圈每過(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.4.閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) ,產(chǎn)生的正弦式交變電流i=Imsin t.假設(shè)保持其他條件不變 ,使線圈的匝數(shù)和轉(zhuǎn)速各增加1倍 ,那么電流的變化規(guī)律為()A.i=Imsin t B.i=Imsi

7、n 2tC.i=2Imsin t D.i=2Imsin 2t解析：選D.由電動(dòng)勢(shì)的最大值知 ,最大電動(dòng)勢(shì)與角速度成正比 ,與匝數(shù)成正比 ,所以電動(dòng)勢(shì)最大值為4Em ,匝數(shù)加倍后 ,其電阻也應(yīng)該加倍 ,此時(shí)線圈的電阻為2R ,根據(jù)歐姆定律可得電流的最大值為Im=4Em2R=2Im ,因此 ,電流的變化規(guī)律為i=2Imsin 2t.5.如圖5-1-17所示是一多匝線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的圖象 ,根據(jù)圖象可知()圖5-1-17A.此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式為e=200sin0.02tB.此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式為e=200sin100tC.t=0.01 s時(shí) ,穿過(guò)

8、線圈的磁通量為零D.t=0.02 s時(shí) ,穿過(guò)線圈的磁通量的變化率最大答案：B6.一只矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng) ,穿過(guò)線圈的磁通量隨時(shí)間變化的圖象如圖5-1-18所示.那么以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()圖5-1-18A.t=0時(shí)刻 ,線圈平面與中性面垂直B.t=0.01 s時(shí)刻 ,的變化率最大C.t=0.02 s時(shí)刻 ,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)到達(dá)最大D.該線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為50 rad/s解析：選BD.由圖象可知t=0、0.02 s、0.04 s時(shí)刻線圈平面是中性面位置 ,最大.t=0 ,故E=0.t=0.01 s、0.03 s、0.05 s時(shí)刻線圈平面與磁感線平行 ,最小 ,t最大 ,

9、故E最大 ,從圖象可知 ,交變電流變化的周期T=0.04 s ,那么=2 rad/s.所以B和D正確.7.(2019年包頭高二檢測(cè))如圖5-1-19所示 ,單匝矩形線圈的一半放在具有理想邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 ,線圈軸線OO與磁場(chǎng)邊界重合 ,線圈按圖示方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(ab向紙外 ,cd向紙內(nèi)).假設(shè)從圖所示位置開(kāi)始計(jì)時(shí) ,并規(guī)定電流方向沿abcda為正方向 ,那么線圈內(nèi)感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象是圖中的()圖5-1-19圖5-1-20解析：選A.由題意知線圈總有一半在磁場(chǎng)中做切割磁感線的勻速轉(zhuǎn)動(dòng) ,所以產(chǎn)生的仍然是正弦交變電流 ,只是最大值為全部線圈在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)情況下產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值的一半 ,

10、所以選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤.再由右手螺旋定那么可以判斷出A選項(xiàng)符合題意.8.如圖5-1-21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)()圖5-1-21A.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.線圈繞P1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)dc邊受到的安培力大于繞P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)dc邊受到的安培力解析：選A.如下圖 ,設(shè)ab=l1 ,ad=l2 ,O1a=r1 ,O1d=r2.線圈繞P1軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) ,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e1=Bl1v=Bl

11、1l2.線圈繞P2軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) ,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e2=Bl1r1+Bl1r2 ,即e1=e2 ,所以i1=i2 ,應(yīng)選項(xiàng)A對(duì)B錯(cuò).由右手螺旋定那么可知 ,線圈繞P1和P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電流的方向相同 ,均是adcb方向 ,應(yīng)選項(xiàng)C錯(cuò) ,再根據(jù)安培力公式可知F安=BIl1 ,即安培力相同 ,D錯(cuò).9.如圖5-1-22甲所示 ,a、b為兩個(gè)并排放置的共軸線圈 ,a中通有如圖乙所示的交變電流 ,那么以下判斷錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()圖5-1-22A.在t1到t2時(shí)間內(nèi) ,a、b相吸B.在t2到t3時(shí)間內(nèi) ,a、b相斥C.t1時(shí)刻兩線圈間作用力為零D.t2時(shí)刻兩線圈間吸引力最大解析：選D.t1到t2時(shí)間內(nèi) ,a中電流減小

12、 ,a中的磁場(chǎng)穿過(guò)b且減小 ,因此b中產(chǎn)生與a同向的磁場(chǎng) ,故a、b相吸 ,A選項(xiàng)正確.同理B選項(xiàng)正確.t1時(shí)刻a中電流最大 ,但變化率為零 ,b中無(wú)感應(yīng)電流 ,故兩線圈的作用力為零 ,故C選項(xiàng)正確 ,t2時(shí)刻a中電流為零 ,但此時(shí)電流的變化率最大 ,b中的感應(yīng)電流最大 ,但相互作用力為零 ,故D選項(xiàng)錯(cuò)誤.因此 ,錯(cuò)誤的應(yīng)是D.二、非選擇題10.發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是匝數(shù)為100 ,邊長(zhǎng)為20 cm的正方形線圈 ,將它置于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.05 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 ,繞著垂直于磁場(chǎng)方向的軸以=100 rad/s的角速度轉(zhuǎn)動(dòng) ,當(dāng)線圈平面跟磁場(chǎng)方向垂直時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí).線圈和外電路的總電阻R=10 .線圈從計(jì)時(shí)開(kāi)

13、始 ,到轉(zhuǎn)過(guò)60過(guò)程中通過(guò)線圈某一截面的電荷量為多少?解析：E=nt 又I=ER 且I=qt ,t=t.所以 ,通過(guò)線圈某一截面的電荷量q=It=ntRt=nR從中性面計(jì)時(shí) ,轉(zhuǎn)過(guò)60 ,如下圖=BS=BS(1-cos 60)=12BSq=nBS2R=1000.050.20.220 C=110-2C.答案：110-2C11.如圖5-1-23所示 ,勻強(qiáng)磁場(chǎng)B=0.1 T ,矩形線圈的匝數(shù)N=100 ,邊長(zhǎng)ab=0.2 m ,bc=0.5 m ,以角速度=100 rad/s繞OO軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng).當(dāng)線圈通過(guò)中性面時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí) ,試求：線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式.圖5-1-23解析：法一：線圈經(jīng)過(guò)時(shí)間t轉(zhuǎn)過(guò)

14、的角度=t ,這時(shí)bc和da邊不切割磁感線 ,ab和cd邊切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)eab=ecd=NBabvsint其中v=ad2=bc2所以e=eab+ecd=2eab=2NBab ad2sint=NBSsintEm=NBS=1000.10.1100 V=314 Ve=314sin100t V.法二：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值e=NBSsint ,由題可知：S=abbc=0.20.5 m2=0.1 m2Em=NBS=1000.10.1100 V=314 V所以e=314sin100t V.答案：e=314sin100t V12.如圖5-1-24所示 ,線圈的面積是0.05 m2 ,共100匝 ,線圈電阻為1 ,外接電阻R=9 ,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T ,當(dāng)線圈以300 r/min的轉(zhuǎn)速勻速旋轉(zhuǎn)時(shí) ,求：圖5-1-24(1)假設(shè)從線圈處于中性面開(kāi)始計(jì)時(shí) ,寫(xiě)出線圈中感應(yīng)