2024-2025學(xué)年高二物理舉一反三系列2.52電磁感應(yīng)本章測試B（含答案）

2024-2025學(xué)年高二物理舉一反三系列2.52電磁感應(yīng)本章測試B（含答案）2.52電磁感應(yīng)本章測試B原卷版一、單選題1．圖為士兵用探雷器進行掃雷，該探雷器利用渦流工作。下列說法正確的是（）A．探雷器使用直流電工作B．渦流是在探雷器的線圈中產(chǎn)生的C．探雷器靜止在地雷上方時，將無法報警D．該探雷器探測網(wǎng)狀金屬物品時，靈敏度會降低2．無線充電技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于日常生活中，如圖甲為電動汽車無線充電原理圖，M為受電線圈，N為送電線圈。圖乙為受電線圈M的示意圖，線圈匝數(shù)為n、橫截面積為S，a、b兩端連接車載變流裝置，某段時間內(nèi)線圈N產(chǎn)生的磁場平行于圓軸線向上穿過線圈M。下列說法正確的是（）A．當(dāng)線圈M中磁感應(yīng)強度B不變時，能為電動汽車充電B．當(dāng)線圈N接入恒定電流時，線圈M兩端產(chǎn)生恒定電壓C．當(dāng)線圈M中的磁感應(yīng)強度B增加時，線圈M兩端產(chǎn)生電壓可能變大D．若這段時間內(nèi)線圈M中磁感應(yīng)強度大小均勻增加，則M中產(chǎn)生的電動勢為3．如圖所示，水平的平行虛線間距為d，中間有沿水平方向的勻強磁場，一個阻值為的正方形金屬線圈邊長，線圈質(zhì)量為m，線圈在磁場上方某一高度處由靜止釋放，保持線圈平面與磁場方向垂直，其下邊緣剛進入磁場和剛穿出磁場時的速度相等，不計空氣阻力，重力加速度為，則（）A．線圈進，出磁場過程中感應(yīng)電流均沿逆時針方向B．線圈下邊緣剛進入磁場時的加速度最小C．線圈在進入磁場和穿出磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱之和為mg（d+l）D．線圈在進入磁場和穿出磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱之和為2mgd4．如圖所示，由均勻?qū)Ь€制成的半徑為R的圓環(huán)，以速度v勻速進入一磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場。當(dāng)圓環(huán)運動到圖示位置（）時，a、b兩點的電勢差Uab為（）

A． B．C． D．5．一外皮絕緣的導(dǎo)線扭成如圖所示的三個圓形平面閉合回路，回路半徑分別為R、2R、3R。回路中都有勻強磁場B，且B與回路平面垂直并指向內(nèi)，回路外無磁場。當(dāng)B的大小以速率k增大時，則（）A．回路中感應(yīng)電動勢大小為，中間圓環(huán)中感應(yīng)電流方向為順時針B．回路中感應(yīng)電動勢大小為，中間圓環(huán)中感應(yīng)電流方向為逆時針C．回路中感應(yīng)電動勢大小為，中間圓環(huán)中感應(yīng)電流方向為順時針D．回路中感應(yīng)電動勢大小為，中間圓環(huán)中感應(yīng)電流方向為逆時針6．如圖所示，一粗糙的平行金屬軌道平面與水平面成θ角，兩軌道上端用一電阻R相連，該裝置處于勻強磁場中，磁場方向垂直軌道平面向上。質(zhì)量為m的金屬桿ab以初速度v0從軌道底端向上滑行，滑行到某高度h后又返回到底端。若運動過程中金屬桿始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，軌道與金屬桿的電阻均忽略不計。則下列說法不正確的是（）A．金屬桿ab上滑過程中與下滑過程通過電阻R的電荷量大小一樣多B．金屬桿ab上滑過程中重力、安培力與摩擦力所做總功等于C．金屬桿ab上滑過程與下滑過程因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能一定相等D．金屬桿ab在整個過程中損失的機械能等于裝置產(chǎn)生的焦耳熱7．如圖所示，豎直放置的兩根足夠長的平行金屬導(dǎo)軌相距L，導(dǎo)軌電阻不計，導(dǎo)軌間接有一定值電阻R，質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒與兩導(dǎo)軌始終保持垂直并良好接觸，且無摩擦，整個裝置放在勻強磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，重力加速度為g，現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放，金屬棒下落高度為h時開始做勻速運動，在此過程中（）A．金屬棒的最大速度為B．通過電阻R的電荷量為C．金屬棒克服安培力做的功等于電阻R上產(chǎn)生的熱量D．安培力對金屬棒做的功等于金屬棒動能的增加量二、多選題8．如圖所示，半徑為r的粗糙四分之一圓弧導(dǎo)軌與光滑水平導(dǎo)軌平滑相連，四分之一圓弧導(dǎo)軌區(qū)域沒有磁場，水平導(dǎo)軌區(qū)域存在磁感應(yīng)強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場，導(dǎo)軌間距為l，ab、cd是質(zhì)量為m、接入電路中電阻為R的金屬棒，導(dǎo)軌電阻忽略不計。cd靜止在平滑軌道上，ab從四分之一圓弧軌道頂端由靜止釋放，在圓弧軌道上克服阻力做功，水平導(dǎo)軌足夠長，ab、cd始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，且不會相撞，重力加速度為g。從ab棒進入水平軌道開始，下列說法正確的是（）

A．a(chǎn)b棒先做勻減速運動，最后做勻速運動B．cd棒先做勻加速直線運動，最后和ab以相同的速度做勻速運動C．a(chǎn)b棒剛進入磁場時，cd棒電流為D．a(chǎn)b棒的最終速度大小為9．如圖所示，A、B是兩盞完全相同的白熾燈，L是電阻不計的電感線圈，如果斷開開關(guān)S1，接通S2，A、B兩燈都能同樣發(fā)光。若最初S1是接通的，S2是斷開的，那么下列描述中正確的是（）A．剛接通S2，A燈就立即亮，B燈延遲一段時間才亮B．剛接通S2時，線圈L中的電流為零C．接通S2以后，A燈變亮，B燈由亮變暗D．接通S2，電路穩(wěn)定后再斷開S2時，A燈立即熄滅，B燈先亮一下，然后熄滅10．如圖所示，矩形線框abcd通過與之相連的硬導(dǎo)線搭接在金屬導(dǎo)軌MEFN上，整個裝置放在與之垂直的勻強磁場中，當(dāng)線框向右運動時（）A．R中無電流通過 B．R中有電流通過，方向為E→FC．R中有電流通過，方向為F→E D．線框邊ab與cd中的電流方向相同三、實驗題11．如圖，兩個線圈繞在同一根鐵芯上，其中一線圈通過開關(guān)與電源連接，另一線圈與遠處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導(dǎo)線連接成回路。將一小磁針懸掛在直導(dǎo)線正上方，開關(guān)未閉合時小磁針處于靜止狀態(tài)。則開關(guān)閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向的方向轉(zhuǎn)動；開關(guān)閉合并保持一段時間后再斷開的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向的方向轉(zhuǎn)動。（均選填“外”或“里”）12．小華同學(xué)正在進行“探究法拉第電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實驗。（1）已將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電表及開關(guān)按如圖所示部分連接，要把電路連接完整且正確，則N連接到接線柱（選填“a”、“b”或“c”），M連接到接線柱（選填“a”、“b”或“c”）。（2）正確連接電路后，開始實驗探究，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)他將滑動變阻器的滑片P向右勻速滑動時，靈敏電流計的指針向右偏轉(zhuǎn)，由此可以判斷。A．滑動變阻器的滑片P向右加速滑動，靈敏電流計的指針向左偏轉(zhuǎn)B．線圈A中的鐵芯向上拔出或斷開開關(guān)，都能引起靈敏電流計的指針向右偏轉(zhuǎn)C．滑動變阻器的滑片P勻速向左滑動，靈敏電流計的指針靜止在中央（3）實驗中小華同學(xué)發(fā)現(xiàn)在兩次電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，第一次電流計的指針擺動的幅度比第二次指針擺動的幅度大，原因是線圈中第一次的（選填“磁通量”、“磁通量的變化量”或“磁通量的變化率”）比第二次的大。四、解答題13．如圖所示，水平面上兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置，導(dǎo)軌間距離為，一端通過導(dǎo)線與阻值為的電阻連接；質(zhì)量、長也為、電阻的金屬桿靜止放置在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的電阻忽略不計；導(dǎo)軌所在位置有磁感應(yīng)強度為的勻強磁場，磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向上，現(xiàn)在給金屬桿施加一水平向右的拉力，使金屬桿從靜止開始做加速度為的勻加速直線運動。求：（1）從靜止開始運動，經(jīng)時間時拉力的大??；（2）上述內(nèi)拉力的沖量。14．如圖所示，在空間中有一垂直紙面方向的勻強磁場區(qū)域，磁場上下邊緣間距為h=5.2m，磁感應(yīng)強度為B=1T，邊長為L=1m、電阻為R=1Ω、質(zhì)量為m=1kg的正方形導(dǎo)線框緊貼磁場區(qū)域的上邊從靜止下落，當(dāng)線圈PQ邊到達磁場的下邊緣時，恰好開始做勻速運動，重力加速度為g=10m/s2，求：（1）PQ邊運動到磁場下邊緣時的速度v；（2）導(dǎo)線框穿過磁場所產(chǎn)生的焦耳熱；（3）導(dǎo)線框從開始下落到PQ邊到達磁場下邊緣所經(jīng)歷的時間。

15．如圖，兩根固定的光滑平行導(dǎo)軌、的傾角為，導(dǎo)軌間距為L，M、兩端接有阻值為R的電阻．在導(dǎo)軌間長度為L、寬度為d的長方形區(qū)域內(nèi)有勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直于導(dǎo)軌平面向上。一質(zhì)量為m的金屬桿從導(dǎo)軌上的位置1由靜止釋放，恰好能勻速穿過整個磁場區(qū)域。已知重力加速度大小為g，桿和導(dǎo)軌的電阻均不計，兩者始終垂直且接觸良好。（1）求位置1與磁場上邊界間的距離；（2）若桿從磁場外導(dǎo)軌上某位置2由靜止釋放，到達磁場下邊界時加速度恰好為零，穿過磁場區(qū)域過程中電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為Q，求位置2與位置1間的距離。16．如圖所示，固定的光滑絕緣斜面與水平面夾角為，斜面上相距d的水平虛線和間有垂直斜面向下的勻強磁場。質(zhì)量為m、邊長為、電阻為R的正方形金屬線框放在斜面上，線框由粗細均勻的相同材料制成。將其從上方某處由靜止釋放。當(dāng)邊剛進入磁場時，線框即以速度做勻速運動，當(dāng)邊剛到磁場邊界時，線框的加速度大小為。斜面足夠長，線框運動過程中邊始終與平行，重力加速度為g，求：（1）勻強磁場的磁感應(yīng)強度B；（2）邊剛進入磁場時，c、d兩點間的電勢差U；（3）線框從邊剛進入磁場到邊剛到磁場邊界的過程產(chǎn)生的焦耳熱Q。

2.52電磁感應(yīng)本章測試B解析版一、單選題1．圖為士兵用探雷器進行掃雷，該探雷器利用渦流工作。下列說法正確的是（）A．探雷器使用直流電工作B．渦流是在探雷器的線圈中產(chǎn)生的C．探雷器靜止在地雷上方時，將無法報警D．該探雷器探測網(wǎng)狀金屬物品時，靈敏度會降低【答案】D【詳解】AB．探雷器利用了電磁感應(yīng)原理，即必須使用交流電工作。探雷器產(chǎn)生的變化的磁場在金屬物品內(nèi)部產(chǎn)生渦流，渦流又會產(chǎn)生磁場，反過來影響原來的磁場，引發(fā)探雷器發(fā)出信號。故AB錯誤；C．探雷器靜止在地雷上方時，因為探雷器產(chǎn)生變化的磁場，所以地雷中也能產(chǎn)生渦流，從而引發(fā)探雷器報警，故C錯誤；D．如果該探雷器探測網(wǎng)狀金屬物品時，渦流現(xiàn)象會減弱，則靈敏度會降低，故D正確。故選D。2．無線充電技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于日常生活中，如圖甲為電動汽車無線充電原理圖，M為受電線圈，N為送電線圈。圖乙為受電線圈M的示意圖，線圈匝數(shù)為n、橫截面積為S，a、b兩端連接車載變流裝置，某段時間內(nèi)線圈N產(chǎn)生的磁場平行于圓軸線向上穿過線圈M。下列說法正確的是（）A．當(dāng)線圈M中磁感應(yīng)強度B不變時，能為電動汽車充電B．當(dāng)線圈N接入恒定電流時，線圈M兩端產(chǎn)生恒定電壓C．當(dāng)線圈M中的磁感應(yīng)強度B增加時，線圈M兩端產(chǎn)生電壓可能變大D．若這段時間內(nèi)線圈M中磁感應(yīng)強度大小均勻增加，則M中產(chǎn)生的電動勢為【答案】C【詳解】A．當(dāng)送電線圈N接入恒定電流，則產(chǎn)生的磁場不變化，受電線圈M中的磁通量沒有發(fā)生變化，故無法產(chǎn)生感應(yīng)電流，不能為電動汽車充電，故A錯誤；B．當(dāng)線圈N接入恒定電流時，受電線圈M中的磁通量不變，故M兩端不能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，線圈M兩端無電壓，故B錯誤；C．穿過線圈M的磁感應(yīng)強度增加，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，如果磁感應(yīng)強度增加的越來越快，則產(chǎn)生增大的感應(yīng)電動勢，線圈M兩端產(chǎn)生的電壓就可能變大，故C正確；D．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，有故D錯誤；故選C。3．如圖所示，水平的平行虛線間距為d，中間有沿水平方向的勻強磁場，一個阻值為的正方形金屬線圈邊長，線圈質(zhì)量為m，線圈在磁場上方某一高度處由靜止釋放，保持線圈平面與磁場方向垂直，其下邊緣剛進入磁場和剛穿出磁場時的速度相等，不計空氣阻力，重力加速度為，則（）A．線圈進，出磁場過程中感應(yīng)電流均沿逆時針方向B．線圈下邊緣剛進入磁場時的加速度最小C．線圈在進入磁場和穿出磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱之和為mg（d+l）D．線圈在進入磁場和穿出磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱之和為2mgd【答案】D【詳解】A．根據(jù)楞次定律可知，線圈進磁場過程中感應(yīng)電流沿逆時針方向，線圈出磁場過程中感應(yīng)電流沿順時針方向，故A錯誤；B．正方形金屬線圈邊長，正方形完全進入磁場中后，只受重力作用加速，且下邊緣剛進入磁場和剛穿出磁場時的速度相等，可知金屬線圈進入磁場過程中做減速運動，設(shè)加速度為，則有即可知，金屬框在進入磁場過程中作加速度減小的減速運動，線圈下邊緣剛進入磁場時的加速度并非最小，故B錯誤；CD．根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律可知，線圈從下邊緣剛進入磁場到剛穿出磁場過程中線圈減少的機械能轉(zhuǎn)化為焦耳熱又因為其下邊緣剛進入磁場和剛穿出磁場時的速度相等，線圈在進入磁場和穿出磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱相同，產(chǎn)生的焦耳熱之和為故C錯誤，D正確。故選D。4．如圖所示，由均勻?qū)Ь€制成的半徑為R的圓環(huán)，以速度v勻速進入一磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場。當(dāng)圓環(huán)運動到圖示位置（）時，a、b兩點的電勢差Uab為（）

A． B．C． D．【答案】D【詳解】有效切割長度即a、b連線的長度，如圖所示

由幾何關(guān)系知有效切割長度為所以產(chǎn)生的電動勢為電流的方向為a→b，所以，由于在磁場部分的阻值為整個圓的，所以故選D。5．一外皮絕緣的導(dǎo)線扭成如圖所示的三個圓形平面閉合回路，回路半徑分別為R、2R、3R。回路中都有勻強磁場B，且B與回路平面垂直并指向內(nèi)，回路外無磁場。當(dāng)B的大小以速率k增大時，則（）A．回路中感應(yīng)電動勢大小為，中間圓環(huán)中感應(yīng)電流方向為順時針B．回路中感應(yīng)電動勢大小為，中間圓環(huán)中感應(yīng)電流方向為逆時針C．回路中感應(yīng)電動勢大小為，中間圓環(huán)中感應(yīng)電流方向為順時針D．回路中感應(yīng)電動勢大小為，中間圓環(huán)中感應(yīng)電流方向為逆時針【答案】C【詳解】根據(jù)楞次定律，半徑為3R和R的回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與半徑為2R的回路的感應(yīng)電動勢方向相反，整個回路的感應(yīng)電動勢為中間感應(yīng)電流的方向為順時針。故選C。6．如圖所示，一粗糙的平行金屬軌道平面與水平面成θ角，兩軌道上端用一電阻R相連，該裝置處于勻強磁場中，磁場方向垂直軌道平面向上。質(zhì)量為m的金屬桿ab以初速度v0從軌道底端向上滑行，滑行到某高度h后又返回到底端。若運動過程中金屬桿始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，軌道與金屬桿的電阻均忽略不計。則下列說法不正確的是（）A．金屬桿ab上滑過程中與下滑過程通過電阻R的電荷量大小一樣多B．金屬桿ab上滑過程中重力、安培力與摩擦力所做總功等于C．金屬桿ab上滑過程與下滑過程因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能一定相等D．金屬桿ab在整個過程中損失的機械能等于裝置產(chǎn)生的焦耳熱【答案】D【詳解】A．根據(jù)公式可知，上滑過程與下滑過程磁通量的變化量相等，則通過電阻R的電荷量一樣多，故A正確；B．金屬桿ab上滑過程中，由動能定理有可知，重力和安培力與摩擦力所做功之和等于-mv，故B正確；C．根據(jù)摩擦生熱的公式依題意，上滑和下滑過程中，位移大小相等，摩擦力大小相等均為聯(lián)立可得，上滑過程與下滑過程因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能一定相等，故C正確；D．金屬桿ab在整個過程中損失的機械能等于整個裝置產(chǎn)生的焦耳熱和摩擦產(chǎn)生的熱量之和。故D錯誤。本題選錯誤的，故選D。7．如圖所示，豎直放置的兩根足夠長的平行金屬導(dǎo)軌相距L，導(dǎo)軌電阻不計，導(dǎo)軌間接有一定值電阻R，質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒與兩導(dǎo)軌始終保持垂直并良好接觸，且無摩擦，整個裝置放在勻強磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，重力加速度為g，現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放，金屬棒下落高度為h時開始做勻速運動，在此過程中（）A．金屬棒的最大速度為B．通過電阻R的電荷量為C．金屬棒克服安培力做的功等于電阻R上產(chǎn)生的熱量D．安培力對金屬棒做的功等于金屬棒動能的增加量【答案】B【詳解】A．金屬棒勻速運動時速度最大，根據(jù)功能關(guān)系可知最大速度故A錯誤；B．通過電阻R的電荷量為q=故B正確；C．由功能關(guān)系可知，金屬棒克服安培力做的功等于電阻R與r上產(chǎn)生的熱量之和，故C錯誤；D．根據(jù)動能定理可知，重力和安培力對金屬棒做功之和等于金屬棒動能的增加量，故D錯誤。故選B。二、多選題8．如圖所示，半徑為r的粗糙四分之一圓弧導(dǎo)軌與光滑水平導(dǎo)軌平滑相連，四分之一圓弧導(dǎo)軌區(qū)域沒有磁場，水平導(dǎo)軌區(qū)域存在磁感應(yīng)強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場，導(dǎo)軌間距為l，ab、cd是質(zhì)量為m、接入電路中電阻為R的金屬棒，導(dǎo)軌電阻忽略不計。cd靜止在平滑軌道上，ab從四分之一圓弧軌道頂端由靜止釋放，在圓弧軌道上克服阻力做功，水平導(dǎo)軌足夠長，ab、cd始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，且不會相撞，重力加速度為g。從ab棒進入水平軌道開始，下列說法正確的是（）

A．a(chǎn)b棒先做勻減速運動，最后做勻速運動B．cd棒先做勻加速直線運動，最后和ab以相同的速度做勻速運動C．a(chǎn)b棒剛進入磁場時，cd棒電流為D．a(chǎn)b棒的最終速度大小為【答案】CD【詳解】AB．a(chǎn)b棒進入磁場受向左的安培力，做減速運動，所以安培力減小，則ab棒先做加速度減小的減速運動，cd棒與ab棒串聯(lián)，所以先做加速度減小的加速運動，最后它們共速，做勻速運動，故A、B錯誤；CD．a(chǎn)b棒剛進入磁場的速度就是它下滑到底端的速度，根據(jù)動能定理可得速度為感應(yīng)電動勢為兩金屬棒串聯(lián)，故兩棒瞬時電流為兩棒共速時由動量守恒定律有得速度大小為故C、D正確。故選CD。9．如圖所示，A、B是兩盞完全相同的白熾燈，L是電阻不計的電感線圈，如果斷開開關(guān)S1，接通S2，A、B兩燈都能同樣發(fā)光。若最初S1是接通的，S2是斷開的，那么下列描述中正確的是（）A．剛接通S2，A燈就立即亮，B燈延遲一段時間才亮B．剛接通S2時，線圈L中的電流為零C．接通S2以后，A燈變亮，B燈由亮變暗D．接通S2，電路穩(wěn)定后再斷開S2時，A燈立即熄滅，B燈先亮一下，然后熄滅【答案】BCD【詳解】AB．接通S2電源就開始給電路供電電感線圈L會發(fā)生通電自感現(xiàn)象，使通過線圈的電流由零逐漸增大，但自感現(xiàn)象不會影響到兩燈泡的發(fā)亮，所以燈泡A、B會同時變亮，A錯誤，B正確；C．待電路穩(wěn)定后，由于線圈的電阻不計，B燈相當(dāng)于與一段導(dǎo)線并聯(lián)，被短路所以B燈將會熄滅，電源只給A燈供電，A燈將變得更亮，C正確；D．在斷開S2時，A燈與電路斷開將立即熄滅，而B燈與電感線圈構(gòu)成閉合電路，由于線圈的自感現(xiàn)象，B燈會先亮一下后再熄滅，D正確。故選BCD。10．如圖所示，矩形線框abcd通過與之相連的硬導(dǎo)線搭接在金屬導(dǎo)軌MEFN上，整個裝置放在與之垂直的勻強磁場中，當(dāng)線框向右運動時（）A．R中無電流通過 B．R中有電流通過，方向為E→FC．R中有電流通過，方向為F→E D．線框邊ab與cd中的電流方向相同【答案】BD【詳解】當(dāng)線框向右運動時，線框及硬導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，由右手定則可判定感應(yīng)電流的方向向上，即線框邊與中的電流均是向上的，通過R的電流為從E到F，故BD正確，AC錯誤。故選BD。三、實驗題11．如圖，兩個線圈繞在同一根鐵芯上，其中一線圈通過開關(guān)與電源連接，另一線圈與遠處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導(dǎo)線連接成回路。將一小磁針懸掛在直導(dǎo)線正上方，開關(guān)未閉合時小磁針處于靜止狀態(tài)。則開關(guān)閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向的方向轉(zhuǎn)動；開關(guān)閉合并保持一段時間后再斷開的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向的方向轉(zhuǎn)動。（均選填“外”或“里”）【答案】里外【詳解】[1][2]根據(jù)安培定則，開關(guān)閉合時鐵芯上產(chǎn)生水平向右的磁場。根據(jù)楞次定律，直導(dǎo)線上將產(chǎn)生由南向北的電流，根據(jù)安培定則，直導(dǎo)線上方的磁場垂直紙面向里，故小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動；開關(guān)閉合并保持一段時間后再斷開的瞬間，根據(jù)楞次定律，直導(dǎo)線上將產(chǎn)生由北向南的電流，這時直導(dǎo)線上方的磁場垂直紙面向外，故小磁針N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動。12．小華同學(xué)正在進行“探究法拉第電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實驗。（1）已將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電表及開關(guān)按如圖所示部分連接，要把電路連接完整且正確，則N連接到接線柱（選填“a”、“b”或“c”），M連接到接線柱（選填“a”、“b”或“c”）。（2）正確連接電路后，開始實驗探究，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)他將滑動變阻器的滑片P向右勻速滑動時，靈敏電流計的指針向右偏轉(zhuǎn)，由此可以判斷。A．滑動變阻器的滑片P向右加速滑動，靈敏電流計的指針向左偏轉(zhuǎn)B．線圈A中的鐵芯向上拔出或斷開開關(guān)，都能引起靈敏電流計的指針向右偏轉(zhuǎn)C．滑動變阻器的滑片P勻速向左滑動，靈敏電流計的指針靜止在中央（3）實驗中小華同學(xué)發(fā)現(xiàn)在兩次電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，第一次電流計的指針擺動的幅度比第二次指針擺動的幅度大，原因是線圈中第一次的（選填“磁通量”、“磁通量的變化量”或“磁通量的變化率”）比第二次的大?！敬鸢浮縜cB磁通量的變化率【詳解】（1）[1]將電流計與線圈B串聯(lián)成另一個回路，所以N連接a。[2]將電源、電鍵、變阻器、線圈A串聯(lián)成一個回路，注意滑動變阻器接一上一下兩個接線柱，所以M連接c。（2）[3]A．由題意可知，當(dāng)P向右勻速滑動時，線圈A中的電流應(yīng)越來越小，則其磁場減小，磁通量減少，此時線圈B中產(chǎn)生了電流使指針向右偏轉(zhuǎn)，故可知當(dāng)B中的磁通量減小時，電流表指向右偏。滑動變阻器滑動端P向右加速滑動時，線圈B中磁通量減小，故指針應(yīng)向右偏轉(zhuǎn)，故A錯誤；B．當(dāng)鐵芯拔出或斷開開關(guān)時，線圈A中磁場減小，故線圈B中磁通量減小，指針向右偏轉(zhuǎn)，故B正確；C．滑片勻速向左運動時，線圈A中也會產(chǎn)生變化的磁場，線圈B中產(chǎn)生了感應(yīng)電流使指針偏轉(zhuǎn)，故C錯誤。故選B。（3）[4]在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，磁通量的變化率等于電動勢。電動勢越大，感應(yīng)電流越大。所以第一次電流計的指針擺動的幅度比第二次的大。原因是線圈中第一次的磁通量的變化率比第二次的大。四、解答題13．如圖所示，水平面上兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置，導(dǎo)軌間距離為，一端通過導(dǎo)線與阻值為的電阻連接；質(zhì)量、長也為、電阻的金屬桿靜止放置在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的電阻忽略不計；導(dǎo)軌所在位置有磁感應(yīng)強度為的勻強磁場，磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向上，現(xiàn)在給金屬桿施加一水平向右的拉力，使金屬桿從靜止開始做加速度為的勻加速直線運動。求：（1）從靜止開始運動，經(jīng)時間時拉力的大??；（2）上述內(nèi)拉力的沖量?！敬鸢浮浚?）2.5N；（2）【詳解】（1）根據(jù)題意可知，時，導(dǎo)體棒的速度為感應(yīng)電動勢為感應(yīng)電流為安培力為以金屬桿為研究對象，由牛頓運動定律得解得（2）根據(jù)題意可知，在內(nèi)由動量定理得由安培力計算式以及沖量計算式得由電磁感應(yīng)中通過導(dǎo)體截面電量關(guān)系式得由勻變速直線運動的位移時間關(guān)系公式得代入數(shù)據(jù)后聯(lián)立解得在內(nèi)拉力的沖量14．如圖所示，在空間中有一垂直紙面方向的勻強磁場區(qū)域，磁場上下邊緣間距為h=5.2m，磁感應(yīng)強度為B=1T，邊長為L=1m、電阻為R=1Ω、質(zhì)量為m=1kg的正方形導(dǎo)線框緊貼磁場區(qū)域的上邊從靜止下落，當(dāng)線圈PQ邊到達磁場的下邊緣時，恰好開始做勻速運動，重力加速度為g=10m/s2，求：（1）PQ邊運動到磁場下邊緣時的速度v；（2）導(dǎo)線框穿過磁場所產(chǎn)生的焦耳熱；（3）導(dǎo)線框從開始下落到PQ邊到達磁場下邊緣所經(jīng)歷的時間。

【答案】（1）10m/s；（2）12J；（3）1.1s【詳解】（1）設(shè)導(dǎo)線框MN邊進入磁場的速度為v0，PQ邊運動到磁場下邊緣時的速度為v，PQ邊到達磁場的下邊緣時導(dǎo)線框受力平衡，則有解得（2）導(dǎo)線框從進入磁場到MN離開磁場的過程中，根據(jù)能量守恒定律，有解得（3）設(shè)導(dǎo)線框從開始下落到PQ邊到達磁場下邊緣所經(jīng)歷的時間為t，導(dǎo)線框進入磁場所經(jīng)歷的時間為Δt，根據(jù)動量定理得解得15．如圖，兩根固定的光滑平行導(dǎo)軌、的傾角為，導(dǎo)軌間距為L，M、兩端接有阻值為R的電阻．在導(dǎo)軌間長度為L、寬度為d的長方形區(qū)域內(nèi)有勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直于導(dǎo)軌平面向上。一質(zhì)量為m的金屬桿從導(dǎo)軌上的位置1由靜止釋放，恰好能勻速穿過整個磁場區(qū)域。已知重力加速度大小為g，桿和導(dǎo)軌的電阻均不計，兩者始終垂直且接觸良好。（1）求位置1與磁場上邊界間的距離；（2）若桿從磁場外導(dǎo)軌上某位置2由靜止釋放，到達磁場下邊界時加速度恰好為零，穿過磁場區(qū)域過程中電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為Q，求位置2與位置1間的距離?！敬鸢浮浚?）；（2）【詳解】（1）設(shè)桿到達磁場上邊界時的速度大小為v，由機械能守恒定律得導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的電動勢由閉合電路歐姆定律得桿受到的安培力大小桿勻速穿過磁場區(qū)域，有解得（2）設(shè)位置2與磁場上邊界的距離為，由于桿到達磁場下邊界時加速度恰好為零，故桿到達磁場下邊界時速度大小仍為v，由能量守恒定律有又解得16．如圖所示，固定的光滑絕緣斜面與水平面夾角為，斜面上相距d的水平虛線和間有垂直斜面向下的勻強磁場。質(zhì)量為m、邊長為、電阻為R的正方形金屬線框放在斜面上，線框由粗細均勻的相同材料制成。將其從上方某處由靜止釋放。當(dāng)邊剛進入磁場時，線框即以速度做勻速運動，當(dāng)邊剛到磁場邊界時，線框的加速度大小為。斜面足夠長，線框運動過程中邊始終與平行，重力加速度為g，求：（1）勻強磁場的磁感應(yīng)強度B；（2）邊剛進入磁場時，c、d兩點間的電勢差U；（3）線框從邊剛進入磁場到邊剛到磁場邊界的過程產(chǎn)生的焦耳熱Q?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【詳解】（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得線框cd邊剛進入磁場時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為

①根據(jù)閉合電路歐姆定律可得此時線框中的電流為

②由平衡條件可得

③聯(lián)立①②③解得④（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律可得

⑤聯(lián)立①④⑤解得⑥（3）設(shè)ab邊剛到磁場邊界PQ時線框的速度大小為v1，此時線框中的感應(yīng)電動勢為

⑦線框中的電流為

⑧由題意并根據(jù)牛頓第二定律有⑨聯(lián)立④⑦⑧⑨解得

⑩對線框從cd邊剛進入磁場到ab邊剛到磁場邊界PQ的過程由能量守恒定律有?聯(lián)立⑩?解得?

3.1交變電流原卷版目錄TOC\o"1-1"\h\u一、【交流電和直流電的概念知識點梳理】 1二、【交變電流的產(chǎn)生和變化知識點梳理】 2三、【交流發(fā)電機類型知識點梳理】 7【交流電和直流電的概念知識點梳理】1．交變電流：大小和方向隨時間做周期性變化的電流叫作交變電流，簡稱交流．2．常見的交變電流的波形圖實際應(yīng)用中，交變電流有著不同的變化規(guī)律，常見的有以下幾種，如圖所示．3．直流：方向不隨時間變化的電流稱為直流，大小和方向都不隨時間變化的電流叫作恒定電流．【交流電和直流電的概念舉一反三練習(xí)】1．（多選）下列關(guān)于交變電流和直流的說法中正確的是（）A．如果電流大小做周期性變化，則一定是交變電流B．直流的大小可以變化，但方向一定不變C．交變電流一定是按正弦規(guī)律變化的D．交變電流的最大特征是電流的大小和方向做周期性的變化2．關(guān)于交變電流的理解，下列說法正確的是（）A．如果電流大小隨時間做周期性變化，則一定是交變電流B．交變電流一定是按正弦規(guī)律變化的C．交變電流電壓的大小和方向隨時間做周期性變化D．化學(xué)電池提供的電流也可能是交變電流3．下列的關(guān)于電流隨時間變化的圖象中，不是表示交變電流的是（）A．

B．

C．

D．

【交變電流的產(chǎn)生和變化知識點梳理】1.兩個特殊位置(1)中性面位置(S⊥B，如圖中的甲)線圈平面與磁場垂直的位置，此時Φ最大，eq\f(ΔΦ,Δt)為0，e為0，i為0.線圈經(jīng)過中性面時，電流方向發(fā)生改變，線圈轉(zhuǎn)一圈電流方向改變兩次．(2)垂直中性面位置(S∥B，如圖中的乙)此時Φ為0，eq\f(ΔΦ,Δt)最大，e最大，i最大．電流方向不改變．2．從中性面開始計時，線圈中產(chǎn)生的電動勢的瞬時值表達式：e＝Emsinωt，Em叫作電動勢的峰值，Em＝NωBS.3．正弦式交變電流：按正弦規(guī)律變化的交變電流叫作正弦式交變電流，簡稱正弦式電流．4．正弦式交變電流和電壓電流表達式i＝Imsinωt，電壓表達式u＝Umsinωt.其中Im、Um分別是電流和電壓的最大值，也叫峰值．5．正弦交變電流的瞬時值表達式(1)從中性面位置開始計時①電動勢(e)：e＝Emsinωt，②電壓(u)：u＝Umsinωt，③電流(i)：i＝Imsinωt(2)從與中性面垂直的位置開始計時e＝Emcosωt，i＝Imcosωt，u＝Umcosωt.(3)正弦式交變電流的變化規(guī)律(線圈在中性面位置開始計時)函數(shù)圖像磁通量Φ=Φmcosωt=BScosωt電動勢e=Emsinωt=nBSωsinωt電壓u=Umsinωt=RE電流i=Imsinωt=Em6．關(guān)于交變電流的產(chǎn)生及規(guī)律的三點注意(1)只有當(dāng)線圈從中性面位置開始計時，電流的瞬時值表達式才是正弦形式，其變化規(guī)律與線圈的形狀及轉(zhuǎn)動軸處于線圈平面內(nèi)的位置無關(guān)．(2)注意峰值公式Em＝nBSω中的S為有效面積．(3)在解決有關(guān)交變電流的圖像問題時，應(yīng)先把交變電流的圖像與線圈的轉(zhuǎn)動位置對應(yīng)起來，再根據(jù)特殊位置特征求解．7．交變電流的峰值Em＝NωBS，Im＝eq\f(NωBS,R＋r)，Um＝eq\f(NωBSR,R＋r).8．確定正弦式交變電流電動勢瞬時值表達式的基本方法(1)確定線圈轉(zhuǎn)動到哪個位置開始計時，以確定瞬時值表達式是按正弦規(guī)律變化還是按余弦規(guī)律變化．(2)確定線圈轉(zhuǎn)動的角速度．(3)確定感應(yīng)電動勢的峰值Em＝NωBS.(4)寫出瞬時值表達式e＝Emsinωt或e＝Emcosωt.【交變電流的產(chǎn)生和變化舉一反三練習(xí)】4．如圖所示，（甲）→（乙）→（丙）→（丁）過程是交流發(fā)電機發(fā)電的示意圖，用導(dǎo)體制成的兩個電刷分別壓在兩個滑環(huán)上，線圈在勻速轉(zhuǎn)動時可以通過滑環(huán)和電刷保持與外電路連接（從紙面向里看線圈轉(zhuǎn)動方向為逆時針）。下列說法正確的是（）

A．在圖（甲）位置時，線圈中的磁通量為零B．在圖（乙）位置時，感應(yīng)電流方向發(fā)生變化C．在圖（丙）位置時，線圈中的感應(yīng)電動勢最大D．在圖（?。┪恢脮r，邊電流方向為5．如圖所示，一線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，經(jīng)過圖示位置時（）A．穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率最大B．穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率最小C．穿過線圈的磁通量最小，磁通量的變化率最大D．穿過線圈的磁通量最小，磁通量的變化率最小6．（多選）如圖甲是小型交流發(fā)電機的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強磁場，A為交流電流表。線圈繞垂直于磁場的水平軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置開始計時，產(chǎn)生的交變電流隨時間變化的圖像如圖乙所示。以下判斷正確的是（）

A．線圈轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速為25r/sB．電流表的示數(shù)為10AC．1s鐘內(nèi)線圈中電流方向改變了50次D．0.01s時線圈平面與中性面垂直7．某交流發(fā)電機正常工作時的電動勢為e=Emsinωt，如果發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速提高一倍，線圈匝數(shù)也同時增加一倍，其他條件不變，則發(fā)電機的電動勢為（）A．e=4Emsinωt B．e=4Emsin2ωtC．e=Emsinωt D．e=2Emsinωt8．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，正確的說法是（

）A．圖示位置為中性面，線圓中無感應(yīng)電流B．圖示位置ab邊的感應(yīng)電流方向為b→aC．線圈平面與磁場方向平行時，磁通量變化率為零D．線圈每轉(zhuǎn)動一周，指針左右擺動一次9．如圖甲所示是目前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式為D．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖乙所示位置時，穿過線圈磁通量的變化率最大10．一閉合矩形線圈繞垂直于磁感線的固定軸勻速轉(zhuǎn)動，線圈平面位于如圖甲所示的勻強磁場中。通過線圈的磁通量隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示，下列說法正確的是（）

A．、時刻通過線圈的磁通量變化率最大B．、時刻線圈中感應(yīng)電流方向改變C．、時刻線圈中磁通量最大D．、時刻線圈中感應(yīng)電動勢最小11．如圖是小型交流發(fā)電機的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強磁場，A為交流電流表。線圈繞垂直于磁場的水平軸沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置開始計時，下列選項正確的是（）

A．圖示位置時，線圈處于中性面，穿過線圈平面的磁通量最大，電流表示數(shù)最大B．圖示位置時，線圈處于平行面，穿過線圈平面的磁通量最小，電流表示數(shù)最大C．從圖示位置旋轉(zhuǎn)，線圈處于中性面，穿過線圈平面的磁通量最大，磁通量的變化率最大，電流表示數(shù)最大D．從圖示位置開始往逆時針方向旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生正弦式交變電流12．在勻強磁場中，一矩形金屬線框繞與磁場垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動，如圖甲所示，產(chǎn)生的交變電動勢隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，則下列說法正確的是（）

A．t=0.01s時穿過線框的磁通量最小B．t=0.01s時穿過線框的磁通量變化率最大C．該線框勻速轉(zhuǎn)動的角速度大小為50πrad/sD．感應(yīng)電動勢瞬時值為22V時，線框平面與中性面的夾角為45°13．如圖所示，單匝導(dǎo)體線圈面積為S，其周圍空間的勻強磁場磁感應(yīng)強度為B，線圈在磁場中繞旋轉(zhuǎn)，其角速度為，某一時刻線圈平面與磁場方向垂直，將該時刻記為，下列說法正確的是（）A．在時刻，線圈的磁通量為BS，此時線圈回路的感應(yīng)電動勢最大B．從時刻開始，若線圈繞轉(zhuǎn)過角，穿過線圈的磁通量是，線圈回路的電流為零C．從初始位置轉(zhuǎn)過角時線圈的磁通量為零，回路的感應(yīng)電動勢也變?yōu)榱鉊．從初始位置轉(zhuǎn)過角時線圈的感應(yīng)電動勢為，該時刻回路的磁通量變化率最大14．（多選）如圖1所示，一個面積為S的矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，穿過線圈的磁通量隨時間變化如圖2所示，下列說法正確的是（）

A．時刻線圈平面垂直于中性面B．時刻ad邊的速度方向跟磁感線垂直C．時刻線圈平面與中性面重合D．線圈在如圖1所示位置時，電流方向改變一次【交流發(fā)電機類型知識點梳理】1．主要構(gòu)造：電樞和磁體．2．分類(1)旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機：電樞轉(zhuǎn)動，磁極不動．(2)旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機：磁極轉(zhuǎn)動，電樞不動．【交流發(fā)電機類型舉一反三練習(xí)】15．關(guān)于下列四個實驗的認識，正確的是（）

A．甲實驗說明電流周圍存在磁場B．丙實驗是電能轉(zhuǎn)化為機械能，與發(fā)電機的原理相同C．乙實驗中通電螺線管左端是S極D．丁實驗是機械能轉(zhuǎn)化為電能，與電動機的原理相同16．一種自行車，它有能向自行車車頭燈泡供電的小型發(fā)電機，其原理示意圖如圖甲所示；圖中N、S是一對固定的磁極，磁極間有一固定在絕緣轉(zhuǎn)軸上的矩形線圈，轉(zhuǎn)軸的一端有一個與自行車后輪邊緣接觸的摩擦輪。如圖乙所示，當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動時，因摩擦而帶動摩擦輪轉(zhuǎn)動，從而使線圈在磁場中轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生電流給車頭燈泡供電，下列說法正確的是（）

A．自行車勻速行駛時線圈中產(chǎn)生的電流強度恒定B．自行車的速度加倍，線圈中產(chǎn)生的電流周期加倍C．線圈匝數(shù)越多，穿過線圈的磁通量的變化率越大D．知道摩擦輪和后輪的半徑，就可以知道后輪轉(zhuǎn)一周的時間里電流方向變化的次數(shù)17．（多選）當(dāng)線圈不動，磁鐵轉(zhuǎn)動時，在固定線圈內(nèi)同樣可以產(chǎn)生正弦式交變電流。如圖所示，在持續(xù)的風(fēng)力作用下，風(fēng)葉帶動磁鐵勻速轉(zhuǎn)動磁鐵轉(zhuǎn)動過程中，線圈的內(nèi)阻不計，線圈通過導(dǎo)線與定值電阻相連，則下列說法正確的是（）A．當(dāng)穿過線圈的磁通量為零時，感應(yīng)電動勢為零B．磁鐵轉(zhuǎn)動的角速度越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的有效值就越大C．若僅使磁鐵的轉(zhuǎn)速增加一倍，則理想交流電壓表的示數(shù)變?yōu)樵瓉淼囊话隓．若僅使磁鐵的轉(zhuǎn)速增加一倍，則定值電阻消耗的電功率變?yōu)樵瓉淼?倍

3.1交變電流解析版目錄TOC\o"1-1"\h\u一、【交流電和直流電的概念知識點梳理】 1二、【交變電流的產(chǎn)生和變化知識點梳理】 2三、【交流發(fā)電機類型知識點梳理】 7【交流電和直流電的概念知識點梳理】1．交變電流：大小和方向隨時間做周期性變化的電流叫作交變電流，簡稱交流．2．常見的交變電流的波形圖實際應(yīng)用中，交變電流有著不同的變化規(guī)律，常見的有以下幾種，如圖所示．3．直流：方向不隨時間變化的電流稱為直流，大小和方向都不隨時間變化的電流叫作恒定電流．【交流電和直流電的概念舉一反三練習(xí)】1．（多選）下列關(guān)于交變電流和直流的說法中正確的是（）A．如果電流大小做周期性變化，則一定是交變電流B．直流的大小可以變化，但方向一定不變C．交變電流一定是按正弦規(guī)律變化的D．交變電流的最大特征是電流的大小和方向做周期性的變化【答案】BD【詳解】ACD．如果電流的大小和方向做周期性的變化，則為交變電流，但不一定按照正弦規(guī)律變化，故AC錯誤，D正確；B．直流的大小可以變化，但方向一定不變，故B正確。故選BD。2．關(guān)于交變電流的理解，下列說法正確的是（）A．如果電流大小隨時間做周期性變化，則一定是交變電流B．交變電流一定是按正弦規(guī)律變化的C．交變電流電壓的大小和方向隨時間做周期性變化D．化學(xué)電池提供的電流也可能是交變電流【答案】C【詳解】AC．交變電流電壓和電流的大小和方向隨時間做周期性變化，故A錯誤，C正確；B．交變電流不一定時按正弦規(guī)律變化，故B錯誤；D．化學(xué)電池提供的電流是直流電，故D錯誤。故選C。3．下列的關(guān)于電流隨時間變化的圖象中，不是表示交變電流的是（）A．

B．

C．

D．

【答案】A【詳解】A．圖中電流大小發(fā)生周期性變化，但方向保持不變，所以不是交變電流，故A正確；BCD．圖中電流大小、方向均發(fā)生周期性變化，均是交變電流，故BCD錯誤。故選A。【交變電流的產(chǎn)生和變化知識點梳理】1.兩個特殊位置(1)中性面位置(S⊥B，如圖中的甲)線圈平面與磁場垂直的位置，此時Φ最大，eq\f(ΔΦ,Δt)為0，e為0，i為0.線圈經(jīng)過中性面時，電流方向發(fā)生改變，線圈轉(zhuǎn)一圈電流方向改變兩次．(2)垂直中性面位置(S∥B，如圖中的乙)此時Φ為0，eq\f(ΔΦ,Δt)最大，e最大，i最大．電流方向不改變．2．從中性面開始計時，線圈中產(chǎn)生的電動勢的瞬時值表達式：e＝Emsinωt，Em叫作電動勢的峰值，Em＝NωBS.3．正弦式交變電流：按正弦規(guī)律變化的交變電流叫作正弦式交變電流，簡稱正弦式電流．4．正弦式交變電流和電壓電流表達式i＝Imsinωt，電壓表達式u＝Umsinωt.其中Im、Um分別是電流和電壓的最大值，也叫峰值．5．正弦交變電流的瞬時值表達式(1)從中性面位置開始計時①電動勢(e)：e＝Emsinωt，②電壓(u)：u＝Umsinωt，③電流(i)：i＝Imsinωt(2)從與中性面垂直的位置開始計時e＝Emcosωt，i＝Imcosωt，u＝Umcosωt.(3)正弦式交變電流的變化規(guī)律(線圈在中性面位置開始計時)函數(shù)圖像磁通量Φ=Φmcosωt=BScosωt電動勢e=Emsinωt=nBSωsinωt電壓u=Umsinωt=RE電流i=Imsinωt=Em6．關(guān)于交變電流的產(chǎn)生及規(guī)律的三點注意(1)只有當(dāng)線圈從中性面位置開始計時，電流的瞬時值表達式才是正弦形式，其變化規(guī)律與線圈的形狀及轉(zhuǎn)動軸處于線圈平面內(nèi)的位置無關(guān)．(2)注意峰值公式Em＝nBSω中的S為有效面積．(3)在解決有關(guān)交變電流的圖像問題時，應(yīng)先把交變電流的圖像與線圈的轉(zhuǎn)動位置對應(yīng)起來，再根據(jù)特殊位置特征求解．7．交變電流的峰值Em＝NωBS，Im＝eq\f(NωBS,R＋r)，Um＝eq\f(NωBSR,R＋r).8．確定正弦式交變電流電動勢瞬時值表達式的基本方法(1)確定線圈轉(zhuǎn)動到哪個位置開始計時，以確定瞬時值表達式是按正弦規(guī)律變化還是按余弦規(guī)律變化．(2)確定線圈轉(zhuǎn)動的角速度．(3)確定感應(yīng)電動勢的峰值Em＝NωBS.(4)寫出瞬時值表達式e＝Emsinωt或e＝Emcosωt.【交變電流的產(chǎn)生和變化舉一反三練習(xí)】4．如圖所示，（甲）→（乙）→（丙）→（?。┻^程是交流發(fā)電機發(fā)電的示意圖，用導(dǎo)體制成的兩個電刷分別壓在兩個滑環(huán)上，線圈在勻速轉(zhuǎn)動時可以通過滑環(huán)和電刷保持與外電路連接（從紙面向里看線圈轉(zhuǎn)動方向為逆時針）。下列說法正確的是（）

A．在圖（甲）位置時，線圈中的磁通量為零B．在圖（乙）位置時，感應(yīng)電流方向發(fā)生變化C．在圖（丙）位置時，線圈中的感應(yīng)電動勢最大D．在圖（?。┪恢脮r，邊電流方向為【答案】D【詳解】A．在圖（甲）位置時，線圈平面與磁場方向垂直，線圈中的磁通量最大，故A錯誤；B．在圖（乙）位置時，線圈平面與磁場方向平行，線圈中的磁通量為零，線圈中的磁通量變化率最大，線圈中感應(yīng)電流最大，感應(yīng)電流方向不變，故B錯誤；C．在圖（丙）位置時，線圈平面與磁場方向垂直，線圈中的磁通量最大，線圈中的磁通量變化率為0，線圈中的感應(yīng)電動勢為0，故C錯誤；D．在圖（?。┪恢脮r，由右手定則可知，邊電流方向為，故D正確。故選D。5．如圖所示，一線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，經(jīng)過圖示位置時（）A．穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率最大B．穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率最小C．穿過線圈的磁通量最小，磁通量的變化率最大D．穿過線圈的磁通量最小，磁通量的變化率最小【答案】C【詳解】題圖所示位置線圈平面與磁感線平行，處于垂直于中性面的位置，故穿過線圈的磁通量為零（即最小），而磁通量的變化率即瞬時電動勢最大，故選C。6．（多選）如圖甲是小型交流發(fā)電機的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強磁場，A為交流電流表。線圈繞垂直于磁場的水平軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置開始計時，產(chǎn)生的交變電流隨時間變化的圖像如圖乙所示。以下判斷正確的是（）

A．線圈轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速為25r/sB．電流表的示數(shù)為10AC．1s鐘內(nèi)線圈中電流方向改變了50次D．0.01s時線圈平面與中性面垂直【答案】BD【詳解】A．周期T=0.02s，角速度轉(zhuǎn)速A錯誤；B．由題圖乙可知交流電電流的最大值是，由于電流表的示數(shù)為有效值，故示數(shù)B正確；C．交流電的頻率為50Hz，每個周期內(nèi)電流方向改變2次，故1s鐘內(nèi)線圈中電流方向改變了100次，C錯誤；D．0.01s時線圈中的感應(yīng)電流達到最大，感應(yīng)電動勢最大，則穿過線圈的磁通量變化最快，磁通量為0，故線圈平面與磁場方向平行，與中性面垂直，D正確；故選BD。7．某交流發(fā)電機正常工作時的電動勢為e=Emsinωt，如果發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速提高一倍，線圈匝數(shù)也同時增加一倍，其他條件不變，則發(fā)電機的電動勢為（）A．e=4Emsinωt B．e=4Emsin2ωtC．e=Emsinωt D．e=2Emsinωt【答案】B【詳解】發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速提高一倍，則角速度增加一倍，線圈匝數(shù)也同時增加一倍，其他條件不變，則最大值Em=nBωS可知，最大值變?yōu)樵瓉淼?倍，則發(fā)電機的電動勢為e=4Emsin2ωt故選B。8．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，正確的說法是（

）A．圖示位置為中性面，線圓中無感應(yīng)電流B．圖示位置ab邊的感應(yīng)電流方向為b→aC．線圈平面與磁場方向平行時，磁通量變化率為零D．線圈每轉(zhuǎn)動一周，指針左右擺動一次【答案】D【詳解】AC．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，也可以這樣認為，線圈平面與磁場方向平行時，磁通量為零，但磁通量的變化率最大，AC錯誤；B．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a→b，B錯誤；D．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，D正確。故選D。9．如圖甲所示是目前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式為D．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖乙所示位置時，穿過線圈磁通量的變化率最大【答案】D【詳解】A．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；B．線圈轉(zhuǎn)到中性面時，電流方向才會發(fā)生改變，B錯誤；C．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖乙所示位置時，線圈中電流最大，表達式應(yīng)為，C錯誤；D．線圈轉(zhuǎn)到圖乙所示位置時電流最大，穿過線圈磁通量的變化率最大，D正確。故選D。10．一閉合矩形線圈繞垂直于磁感線的固定軸勻速轉(zhuǎn)動，線圈平面位于如圖甲所示的勻強磁場中。通過線圈的磁通量隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示，下列說法正確的是（）

A．、時刻通過線圈的磁通量變化率最大B．、時刻線圈中感應(yīng)電流方向改變C．、時刻線圈中磁通量最大D．、時刻線圈中感應(yīng)電動勢最小【答案】D【詳解】AD．根據(jù)圖乙圖像的斜率，可知、時刻通過線圈磁通量的變化率最小為零，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，可知此時線圈中感應(yīng)電動勢最小，為零，故A錯誤，D正確；BC．線圈通過中性面時，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向發(fā)生改變。由圖乙可知，、時刻，穿過線圈的磁通量最小，線圈位于峰值面，線圈中感應(yīng)電流的方向不發(fā)生改變，故BC錯誤；故選D。11．如圖是小型交流發(fā)電機的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強磁場，A為交流電流表。線圈繞垂直于磁場的水平軸沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置開始計時，下列選項正確的是（）

A．圖示位置時，線圈處于中性面，穿過線圈平面的磁通量最大，電流表示數(shù)最大B．圖示位置時，線圈處于平行面，穿過線圈平面的磁通量最小，電流表示數(shù)最大C．從圖示位置旋轉(zhuǎn)，線圈處于中性面，穿過線圈平面的磁通量最大，磁通量的變化率最大，電流表示數(shù)最大D．從圖示位置開始往逆時針方向旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生正弦式交變電流【答案】B【詳解】AB．圖中線圈平面與磁場方向平行，穿過線圈的磁通量最小，磁通量的變化率最大，電流表示數(shù)最大，故A錯誤，B正確；C．從圖示位置旋轉(zhuǎn)，線圈處于中性面，穿過線圈平面的磁通量最大，磁通量的變化率最小，電流表示數(shù)最小，故C錯誤；D．從圖示位置開始往逆時針方向旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生余弦式交變電流，故D錯誤。故選B。12．在勻強磁場中，一矩形金屬線框繞與磁場垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動，如圖甲所示，產(chǎn)生的交變電動勢隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，則下列說法正確的是（）

A．t=0.01s時穿過線框的磁通量最小B．t=0.01s時穿過線框的磁通量變化率最大C．該線框勻速轉(zhuǎn)動的角速度大小為50πrad/sD．感應(yīng)電動勢瞬時值為22V時，線框平面與中性面的夾角為45°【答案】D【詳解】AB．由題圖乙知，時感應(yīng)電動勢為零，則穿過線框的磁通量最大，磁通量變化率最小，故AB錯誤；C．由題圖乙得出周期，所以故C錯誤；D．當(dāng)時，電動勢為零，線框平面與磁場方向垂直，故該交變電動勢的瞬時值表達式為電動勢瞬時值為時，代入瞬時表達式，則線框平面與中性面的夾角正弦值，所以線框平面與中性面的夾角為45°，故D正確；故選D。13．如圖所示，單匝導(dǎo)體線圈面積為S，其周圍空間的勻強磁場磁感應(yīng)強度為B，線圈在磁場中繞旋轉(zhuǎn)，其角速度為，某一時刻線圈平面與磁場方向垂直，將該時刻記為，下列說法正確的是