2024高中物理第五章交變電流1交變電流達標(biāo)作業(yè)含解析新人教版選修3-2

PAGE4-交變電流A級抓基礎(chǔ)1.（多選）下列各圖中，線圈中能產(chǎn)生溝通電的有（）ABCD答案：BCD2.一個矩形線圈，在勻強磁場中繞一個垂直磁場方向的固定軸勻速轉(zhuǎn)動，當(dāng)線圈處于如圖所示位置時，它的（）A.磁通量最大，磁通量改變率最大，感應(yīng)電動勢最大B.磁通量最小，磁通量改變率最大，感應(yīng)電動勢最大C.磁通量最大，磁通量改變率最小，感應(yīng)電動勢最小D.磁通量最小，磁通量改變率最小，感應(yīng)電動勢最小解析：線圈處于題圖所示位置時，它與磁感線平行，磁通量為零，磁通量改變率最大，感應(yīng)電動勢最大，選項A、C、D錯誤，B正確.答案：B3.矩形線圈在磁場中勻速轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值為50V，那么該線圈由右圖所示位置轉(zhuǎn)過30°，線圈中的感應(yīng)電動勢大小為（）A.50V B.25eq\r(3)VC.25V D.10V解析：由題給條件知，交變電流瞬時值表達式為e＝50cosωt＝50cosθ，當(dāng)θ＝30°時，e＝25eq\r(3)V，B對.答案：B4.（多選）如圖所示，一單匝閉合線框在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動過程中線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式為e＝0.5sin（20t）V，由該表達式可推知以下哪些物理量（）A.勻強磁場的磁感應(yīng)強度B.線框的面積C.穿過線框的磁通量的最大值D.線框轉(zhuǎn)動的角速度解析：依據(jù)正弦式交變電流的感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式：e＝BSωsinωt，可得ω＝20rad/s，而穿過線框的磁通量的最大值為Φm＝BS，所以可以依據(jù)BSω＝0.5V求出磁通量的最大值Φm＝0.025Wb，無法求出勻強磁場的磁感應(yīng)強度和線框的面積，故C、D正確.答案：CD5.一矩形線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的交變電動勢為e＝10eq\r(2)sin20πtV，則下列說法正確的是（）A.t＝0時，線圈位于中性面B.t＝0時，穿過線圈的磁通量為零C.t＝0時，導(dǎo)線切割磁感線的有效速度最大D.t＝0.4s時，電動勢第一次出現(xiàn)最大值解析：由電動勢e＝10eq\r(2)sin20πtV知，計時從線圈位于中性面時起先，所以t＝0時，線圈位于中性面，磁通量最大，但此時導(dǎo)線線速度方向與磁感線平行，切割磁感線的有效速度為零，A正確，B、C錯誤.當(dāng)t＝0.4s時，e＝10eq\r(2)sin（20π×0.4）V＝0，D錯誤.答案：AB級提實力6.有一單匝閉合線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)動過程中，線圈中的最大磁通量為Φm，最大感應(yīng)電動勢為Em，下列說法中正確的是（）A.當(dāng)磁通量為零時，感應(yīng)電動勢也為零B.當(dāng)磁通量減小時，感應(yīng)電動勢也減小C.當(dāng)磁通量等于0.5Φm時，感應(yīng)電動勢為0.5EmD.角速度ω＝eq\f(Em,Φm)解析：由正弦式交變電流的產(chǎn)生原理可知，感應(yīng)電動勢與磁通量的改變率有關(guān)，與磁通量的大小無關(guān).磁通量最大時，感應(yīng)電動勢為零；而磁通量為零時，感應(yīng)電動勢最大且Em＝BSω＝Φmω，故選項D正確.答案：D7.矩形線圈abcd在勻強磁場中逆時針勻速轉(zhuǎn)動時，線圈中產(chǎn)生如下圖所示的溝通電，設(shè)沿a→b→c→d→a方向為電流正方向，則對應(yīng)t1時刻線圈位置為（）解析：由題圖知在t1時刻線圈獲得最大正向電流，電流方向為a→b→c→d→a，又線圈為逆時針轉(zhuǎn)動，故只有B圖符合電流方向為a→b→c→d→a且最大.答案：B8.（多選）如圖所示，一矩形閉合線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸OO′以恒定的角速度ω轉(zhuǎn)動，從線圈平面與磁場方向平行時起先計時，則在0～eq\f(π,2ω)這段時間內(nèi)（）A.線圈中的感應(yīng)電流始終在減小B.線圈中的感應(yīng)電流先增大后減小C.穿過線圈的磁通量始終在減小D.穿過線圈的磁通量的改變率始終在減小解析：題圖位置線圈平面與磁場平行，感應(yīng)電流最大，因為eq\f(π,2ω)＝eq\f(T,4)，在0～eq\f(π,2ω)時間內(nèi)線圈轉(zhuǎn)過eq\f(1,4)個周期，感應(yīng)電流從最大值減小為零，穿過線圈的磁通量漸漸增大，穿過線圈的磁通量的改變率始終在減小，故A、D正確，B、C錯誤.答案：AD9.一個100匝的矩形線圈，其面積為200cm2、電阻為10Ω，與外電阻R＝90Ω相接后，它在勻強磁場中轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的感應(yīng)電流隨時間改變的圖象如圖所示，求線圈所在處勻強磁場的磁感應(yīng)強度的大小.解析：設(shè)勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，感應(yīng)電動勢的峰值Em＝NBSω＝NBSeq\f(2π,T)，由閉合電路歐姆定律得Im＝eq\f(Em,R＋r)，由此可得B＝eq\f(（R＋r）TIm,2πNS)，由題圖知Im＝π×10－2A，T＝0.10s，由題意可得S＝200cm2＝0.02m2，R＋r＝90Ω＋10Ω＝100Ω，N＝100，把上述條件代入B＝eq\f(（R＋r）TIm,2πNS)，得B＝0.025T.10.矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的對稱軸轉(zhuǎn)動，線圈共100匝，轉(zhuǎn)速為eq\f(10,π)r/min，在轉(zhuǎn)動過程中穿過線圈的磁通量的最大值為0.03Wb，則線圈平面轉(zhuǎn)到與磁感線平行時，感應(yīng)電動勢為多少？當(dāng)線圈平面與中性面夾角為eq\f(π,3)時，感應(yīng)電動勢為多少？解析：由題意知Φm＝0.03Wb，ω＝2πn＝2π×eq\f(10,π)×eq\f(1,60)rad/s＝eq\f(1,3)rad/s.線圈轉(zhuǎn)至與磁感線平行時，感應(yīng)電動勢最大，故Em＝NBSω