浙江人教版高中物理选修3-25.1交变电流.docx

名校名 推荐5.1 交变电流作业1关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，下列说法中正确的是 ()A线圈每经过中性面一次，感应电流方向改变一次，感应电动势方向不变B线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次C线圈平面每经过中性面一次，感应电流和感应电动势方向都要改变一次D线圈转动一周，感应电流和感应电动势方向都要改变一次垂直线圈平面平答案C解析行于磁场时中性面2下图中不属于交变电流的是()答案DA项 i 大小不变，方向变B项 i 大小、方向都变解析A、 B、 C 都是交流电。C项 i 大小、方向都变D项 i 大小变，方向不变3.( 多选 ) 矩形线圈的匝数为50 匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示，下列结论正确的是 ()A在 t 0.1 s和 t 0.3 s时，电动势最大1名校名 推荐B在 t 0.2 s和 t 0.4 s时，电动势改变方向C电动势的最大值是 157 VD在 t 0.4 s时，磁通量变化率达最大，其值为3.14 Wb/s，又因为 N答案 CD解析由 t 图象可知 maxBS，T0.4 s0.2 Wb2 50，所以 EmaxNBS N max T 157 V ，C 正确； t 0.1 s 和 0.3 s 时， 最大，e ，变向；t0.2 s 和 0.4 s时， ， max最大，故 A、B 错00e E误，根据线圈在磁场中转动时产生感应电动势的特点知当t 0.4 s时，最tEmax 157Wb/s 3.14 Wb/s ， D 正确。大，t N 504一个面积为 S 的单匝矩形线圈，在匀强磁场中以一条边为转轴做匀速转动，磁场方向与转轴垂直， 线圈中感应电动势e 与时间 t 的关系如图所示， 感应电动势的峰值和周期可由图中读出，则磁场的磁感应强度为_，在时刻 tT 12时，线圈平面与磁感应强度的夹角等于_。EmT答案2S30解析从题图中可以读出感应电动势的峰值Em和周期 T，已知线圈的面积为S。转动轴与磁场方向垂直，线圈面与磁场方向平行，感应电动势达到峰值为Em2EmEmT BS，式中角速度 T ，所以磁场的磁感应强度为B SS。由题图2可知，开始计时的时刻感应电动势最大，线圈中感应电动势随时间变化的表达式应为 eEmEmt ，当t T T2时，t 2Tsintcos1212 6 30。交流发电机在工作时电动势为eEmt ，若将发电机的转速提高一倍，5sin 同时将电枢所围面积减小一半，其他条件不变，则电动势为()e Emt eEmtAsin2B2sin2e EmteEmtCsin2 D2 sin2 t ，而 Em nBS，答案C解析发电机电动势瞬时值表达式为 e Emsin当角速度加倍而面积减半时，Em不变，故正确答案为 。C6如图所示图象中属于交流电的有()2名校名 推荐解析：A、B、C选项中 e 的大小和方向均做周期性变化，故它们属于交流电，正确选项为 A、B、C。答案： ABC7. 线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，由图可知()A在 A、C 时刻线圈处于中性面位置B在 B、D 时刻穿过线圈的磁通量为零C从 A 时刻到 D 时刻线圈转过的角度为D若从 O时刻到 D时刻经过 0.02 s ，则在 1 s 内交变电流的方向改变100次解析： A、C 时刻感应电流最大，线圈位置与中性面垂直，B、D 时刻感应电3流为零，线圈在中性面，此时磁通量最大。从 A 时刻到 D 时刻线圈转过角度为2 。若从 O时刻到 D 时刻经过 0.02 s ，即线圈转动一周用时0.02 s ，且在这个时间1内电流方向改变2 次，则在 1 s 内交变电流的方向改变 0.02 2 100 次，故 D正确。答案： D8如图甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO以恒定的角速度 转动。当从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化，则在t 时刻 ()2A线圈中的电流最大B穿过线圈的磁通量为零C线圈所受的安培力为零D线圈中的电流为零2解析：线圈转动的角速度为 ，则转过一圈用时 ，当 t2时说明转过1B 错误，由于了 4圈，此时线圈位于中性面位置，所以穿过线圈的磁通量最大，3名校名 推荐此时感应电动势为零，所以线圈中电流为零，线圈所受的安培力为零，A 错误，C、D正确。答案： CD9如图甲所示，一矩形线圈 abcd 放置在匀强磁场中，并绕过 ab、cd 中点的轴 OO以角速度 逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角 45时 ( 如图乙 ) 为计时起点，并规定当电流自 a 流向 b 时电流方向为正。则图中正确的是()解析：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴转动时， 产生的电流按正 弦规 律变 化 。 t 0 时 ，由 右手 定则 可 判 断出 线 圈中 电流 的方 向为Tadcba，与规定的电流的正方向相反，电流为负值。t 8时，线圈平面与磁场垂直，线圈中的电流为零。所以D 正确。答案： D10随着全世界可利用能的减少和环境污染的形势日趋严峻，我国适时地提出了“节能减排”的重要规划，为了为“节能减排”工作做出贡献，不少发电站开发了风力发电， 如图所示是风力发电机的外观图，发电的原理是叶轮旋转带动磁场中的线圈旋转， 产生交变电流， 当叶轮转速在 20 转/ 秒左右时，通过齿轮箱将使线圈转速稳定到1500 转/ 秒，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转2动，线圈的匝数为n100 匝、所围成矩形的面积S0.04 m ，在线圈所在空间 2内存在磁场 B210T 。以线圈与磁感线垂直时为计时起点，求：(1) 线圈中产生的感应电动势的表达式；(2) 在转过 2 的时间内，线圈中产生的平均感应电动势。答案(1)etV (2)480 V240 sin3000解析(1) 线圈运动的角速度为：4名校名 推荐 2 N 3000 rad/s线圈从中性面开始计时，所以感应电动势的表达式为：enBSsin t100210 20.04 3000sin3000 t V240 sin3000 t V(2) 转过 2 的时间内，线圈中产生的平均感应电动势为：BSBSnBS nT42Enn 480 Vt/42/5