《金版學(xué)案》物理-選修3-2(粵教版)練習(xí)第二章第二節(jié)交變電流的描述【含解析】

《金版教案》物理_選修3-2(粵教版)練習(xí)第二章第二節(jié)交變電流的描繪【含分析】《金版教案》物理_選修3-2(粵教版)練習(xí)第二章第二節(jié)交變電流的描繪【含分析】《金版教案》物理_選修3-2(粵教版)練習(xí)第二章第二節(jié)交變電流的描繪【含分析】第二章交變電流第二節(jié)交變電流的描繪A級(jí)抓基礎(chǔ)1．以下各物理量中，對(duì)線圈上產(chǎn)生的溝通電動(dòng)勢(shì)不產(chǎn)生影響的是( )A．勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感覺(jué)強(qiáng)度B．線圈的總電阻C．線圈的轉(zhuǎn)速D．線圈的匝數(shù)分析：Em＝NBSω，e＝Emsinωt，與B、S、ω、N相關(guān)．答案：

B2．如下圖，面積均為

S的線圈均繞其對(duì)稱軸或中心軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)

B中以角速度

ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，能產(chǎn)生正弦交變電動(dòng)勢(shì)

e＝BSωsinωt的圖是

(

)分析：依據(jù)題意可知，產(chǎn)生正弦交變電動(dòng)勢(shì)e＝BSωsinωt的圖一定切割磁感線，致使磁通量在變化，進(jìn)而即可求解．由題意可知，只有A圖在切割磁感線，致使磁通量在變化，進(jìn)而產(chǎn)生正弦交變電動(dòng)勢(shì)e＝BSωsinωt，而B(niǎo)、C、D圖均沒(méi)有致使磁通量變化，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤．答案：

A3.如下圖，處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的矩形線圈abcd，以恒定的角速度繞向平行于紙面并與ab垂直．在t＝0時(shí)刻，線圈平面與紙面重合，線圈的

ab邊轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)方cd邊走開(kāi)紙面向外運(yùn)動(dòng)．若規(guī)定

a→b→c→d→a

方向的感覺(jué)電流為正方向，則以下圖能反應(yīng)線圈感覺(jué)電流

I隨時(shí)間

t變化的圖線是

(

)分析：在t＝0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，因此產(chǎn)生的感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)最大，故感覺(jué)電流最大，依據(jù)右手定章，可知電流方向?yàn)閍→b→cd→a，因此選C.答案：C4．(多項(xiàng)選擇)線圈在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的溝通電的剎時(shí)電動(dòng)勢(shì)為e＝102sin20πt(V)，則以下說(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度最大D．t＝0.4s時(shí)，e達(dá)到峰值102V分析：依據(jù)溝通電動(dòng)勢(shì)的剎時(shí)價(jià)表達(dá)式可判斷題目所給的溝通電為正弦式交變電流，當(dāng)t＝0時(shí)，e＝0，因此此時(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，因此

A、B

正確，

C

錯(cuò)誤；當(dāng)

t＝0.4s時(shí)，e＝102sin20πt(V)＝102sin8π(V)＝0，因此

D錯(cuò)誤．答案：AB5.(多項(xiàng)選擇)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生交變電流的圖象如下圖，由圖示可知( )A．在

A和

C

時(shí)刻線圈處于磁通量變化率最大地點(diǎn)B．在A和C時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量為最大C．在B時(shí)刻到D時(shí)刻線圈轉(zhuǎn)過(guò)的角度為π弧度D．若從B時(shí)刻到D時(shí)刻經(jīng)過(guò)0.01s，則在1s內(nèi)交變電流的方向改變50次分析：在A和C時(shí)刻，電流最大屬于完整切割，線圈中電動(dòng)勢(shì)為最大，磁通量變化率最大，磁通量為零．A項(xiàng)對(duì)，B項(xiàng)錯(cuò)；在B時(shí)刻到D時(shí)刻，電流為零到電流為零且相鄰．圈轉(zhuǎn)過(guò)的角度為π弧度，則在1s內(nèi)交變電流的方向改變100次．C項(xiàng)對(duì)，D項(xiàng)錯(cuò)．答案：AC

線6.(多項(xiàng)選擇)如下圖，一正方形線圈

B級(jí)提能力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′察看，線圈沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)．已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感覺(jué)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

ω，則當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至圖示地點(diǎn)時(shí)

(

)A．線圈中感覺(jué)電流的方向?yàn)閍bcdanBl2ωB．線圈中的感覺(jué)電流為RC．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分析：圖示地點(diǎn)為垂直于中性面的地點(diǎn)，此時(shí)經(jīng)過(guò)線圈的磁通量為零，但磁通量的變2化率最大，感覺(jué)電流也最大，I＝nBSω＝nBlω，由右手定章可判斷出線圈中感覺(jué)電流的方RR向?yàn)閍dcba.答案：BCD7．如下圖，矩形線圈abcd，已知ab為L(zhǎng)1，ad為L(zhǎng)2，在磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO′軸以角速度ω(從圖中地點(diǎn)開(kāi)始)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則線圈中感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)的大小為( )1A．2BL1L2ωsinωt

1B．2BL1L2ωcosωtC．BL1L2ωsinωt

D．BL1L2ωcosωt分析：線圈經(jīng)過(guò)時(shí)間

t時(shí)，轉(zhuǎn)過(guò)角度

θ，這時(shí)

ab、cd邊切割磁感線產(chǎn)生感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)

eab＝BL1vsinθ，ecd＝BL1vsinθ，bc，ad邊不切割磁感線不產(chǎn)生感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)，故線圈中的感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)為

e＝eab＋Ecd＝2BL1vsin

1θ＝2BL1·2L2ωsin

ωt＝

BL1L2ωsin

ωt，故正確選項(xiàng)應(yīng)為C.答案：C8．如下圖，矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中能夠分別繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸P1和P2以同樣的角速度勻速轉(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)電流的方向同樣，都是a→b→c→dD．線圈繞P1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)cd邊遇到的安培力大于繞P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)cd邊遇到的安培力分析：不論是繞P1轉(zhuǎn)動(dòng)仍是繞P2轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈轉(zhuǎn)到圖示地點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)都為最大值Em＝nBSω，由歐姆定律可知此時(shí)I相等，A對(duì)，B錯(cuò)；由右手定章可知線圈中電流方向?yàn)閍→d→c→b→a，故C錯(cuò)；cd邊所受的安培力F＝BLcdI，故F同樣大，D錯(cuò)．答案：A9．一臺(tái)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的按正弦規(guī)律變化的感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)的最大值為311V，其線圈共100匝，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度是100πrad/s，從線圈經(jīng)過(guò)中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)(1)寫出感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)的剎時(shí)價(jià)表達(dá)式．(2)若該發(fā)電機(jī)只與含電阻的負(fù)載構(gòu)成閉合電路，電路中的總電阻為100ω，試寫出經(jīng)過(guò)1負(fù)載的電流強(qiáng)度的剎時(shí)表達(dá)式．在t＝600s時(shí)電流強(qiáng)度的剎時(shí)價(jià)為多少？(3)線圈轉(zhuǎn)過(guò)180°的過(guò)程中，電動(dòng)勢(shì)的均勻值是多少？(4)磁通量的變化率的最大值是多少？分析：(1)正弦交變電流的電動(dòng)勢(shì)一般表達(dá)式為：e＝Emsinωt(以中性面開(kāi)始計(jì)時(shí))，因此e＝311sin100πt(V)．(2)由閉合電路歐姆定律得：eEmi＝R＝Rsinωt，即i＝3.11sin100πt(A)，故在t＝1πA≈1.56A.600s時(shí)，i＝3.11sin6(3)線框在轉(zhuǎn)過(guò)180°的過(guò)程中，磁通量的變化：ΔФ＝2BS，π此時(shí)t＝2＝ω，由法拉第電磁感覺(jué)定律得這一過(guò)程中的均勻電動(dòng)勢(shì)：E＝nΦ2nBSω，因此E＝2Em＝198V.＝tππ(4)電動(dòng)勢(shì)最大時(shí)，由法拉第電磁感覺(jué)定律得E＝nΦ，則：tΦt＝3.11Wb/s.答案：看法析10．如下圖，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)“n形”導(dǎo)線框可繞AB軸轉(zhuǎn)動(dòng)，已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁52感覺(jué)強(qiáng)度B＝πT，線框的CD邊長(zhǎng)為l1＝20cm，CE、DF邊長(zhǎng)均為l2＝10cm，轉(zhuǎn)速為r/s.若從圖示地點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)：(1)寫出線框中感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)的剎時(shí)價(jià)表達(dá)式；(2)在e-t坐標(biāo)系中作出線框中感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化關(guān)系的圖象．分析：(1)線框轉(zhuǎn)動(dòng)，開(kāi)始計(jì)時(shí)的地點(diǎn)為線圈平面與磁感線平行的地點(diǎn)，產(chǎn)生的交變電流按余弦規(guī)律變化，在t時(shí)刻線框轉(zhuǎn)過(guò)的角度為ωt，此時(shí)刻e＝BSωcosωt，2即e＝BSωcosωt，此中B＝πT，