高中物理 第二章 交变电流 第二节 交变电流的描述分层训练 粤教版选修32

第二节 交变电流的描述A级抓基础1下列各物理量中，对线圈上产生的交流电动势不产生影响的是()A匀强磁场的磁感应强度B线圈的总电阻C线圈的转速 D线圈的匝数解析：EmNBS，eEmsin t，与B、S、N有关答案：B2一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示，则以下说法正确的是()图甲图乙At0时刻，线圈平面与中性面垂直Bt0.01 s时刻，的变化率最大Ct0.02 s时刻，感应电动势达到最大值D该线圈产生的感应电动势的图象如图乙所示解析：由甲图知t0时刻磁通量最大，线圈平面应在中性面位置，A错误；t0.01 s时刻，磁通量等于零，但的变化率最大，B正确；t0.02 s时刻，磁通量最大，但磁通量的变化率为零，感应电动势为零，C错误；由甲图知交流电动势的图象应为正弦图象，D错误答案：B3.如图所示，处在匀强磁场中的矩形线圈abcd，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与ab垂直在t0时刻，线圈平面与纸面重合，线圈的cd边离开纸面向外运动若规定abcda方向的感应电流为正方向，则下图能反映线圈感应电流I随时间t变化的图线是()解析：在t0时刻，线圈平面与纸面重合，即此时磁通量为零，磁通量变化率最大，所以产生的感应电动势最大，故感应电流最大，根据右手定则，可知电流方向为abcda，所以选C.答案：C4(多选)线圈在磁场中匀速转动产生的交流电的瞬时电动势为e10sin 20t (V)，则下列说法正确的是()At0时，线圈平面位于中性面Bt0时，穿过线圈的磁通量最大Ct0时，导线切割磁感线的有效速度最大Dt0.4 s时，e达到峰值10 V解析：根据交流电动势的瞬时值表达式可判断题目所给的交流电为正弦式交变电流，当t0时，e0，所以此时磁通量的变化率为零，导线切割磁感线的有效速度为零，但此时穿过线圈的磁通量最大，线圈平面位于中性面，所以A、B正确，C错误；当t0.4 s时，e10sin 20t (V)10sin 8 (V)0，所以D错误答案：AB5(多选)如图所示，形状或转轴位置不同，但面积均为S的单匝线圈处在同一个磁感应强度为B的匀强磁场中，以相同的角速度匀速转动，从图示的位置开始计时，则下列说法正确的是()A感应电动势最大值相同B感应电动势瞬时值不同C感应电动势最大值、瞬时值都不同D感应电动势最大值、瞬时值都相同解析：根据感应电动势的产生可知，只要导线框是绕垂直于磁场的轴转动，感应电动势的最大值都相同；由于导体框都是从中性面开始计时，则感应电动势的表达式均为：eEmsint，故说明四个线圈产生的感应电动势最大值及瞬时值均相同，故AD正确，BC错误答案：ADB级提能力6.(多选)如图所示，一正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转动沿着OO观察，线圈沿逆时针方向转动已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，边长为l，电阻为R，转动的角速度为，则当线圈转至图示位置时()A线圈中感应电流的方向为abcdaB线圈中的感应电流为C穿过线圈的磁通量为0D穿过线圈的磁通量的变化率最大解析：图示位置为垂直于中性面的位置，此时通过线圈的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，感应电流也最大，I，由右手定则可判断出线圈中感应电流的方向为adcba.答案：BCD7如图所示，矩形线圈abcd，已知ab为L1，ad为L2，在磁感强度为B的匀强磁场中绕OO轴以角速度(从图中位置开始)匀速转动，则线圈中感应电动势的大小为()ABL1L2sin tBBL1L2cos tCBL1L2sin t DBL1L2cos t解析：线圈经过时间t时，转过角度，这时ab、cd边切割磁感线产生感应电动势eabBL1vsin ，ecdBL1vsin ，bc，ad边不切割磁感线不产生感应电动势，故线圈中的感应电动势为eeabEcd2BL1vsin 2BL1L2sin tBL1L2sin t，故正确选项应为C.答案：C8如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时()A线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流B线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势C线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是abcdD线圈绕P1转动时cd边受到的安培力大于绕P2转动时cd边受到的安培力解析：无论是绕P1转动还是绕P2转动，线圈转到图示位置时产生的电动势都为最大值EmnBS，由欧姆定律可知此时I相等，A对，B错；由右手定则可知线圈中电流方向为adcba，故C错；cd边所受的安培力FBLcdI，故F一样大，D错答案：A9.如图所示，一个矩形线圈在匀强磁场中绕OO轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直线圈匝数n50，电阻r1 ，长L15 cm，宽L24 cm，角速度100 rad/s，磁场的磁感应强度B0.2 T线圈两端外接电阻R9 的用电器和一个交流电流表求：(1)线圈中产生的最大感应电动势；(2)瞬时感应电动势的表达式解析：(1)线圈中产生的感应电动势的最大值表达式为EmnBS500.254104100 V2.0 V(2)瞬时感应电动势的表达式eEmsint2sin 100t (V)答案：(1)2.0 V(2)e2sin100t (V)10在磁感应强度为1 T的匀强磁场中有一匝数为10 匝的矩形线圈ABCD，如图所示，其绕OO轴以线圈的转速n r/s匀速转动AB20 cm，BC25 cm，线框总电阻为r1 ，定值电阻阻值为R9 ，从图示位置开始计时(1)写出t时刻线圈中的感应电动势e；(2)线框转过30，R上流过的电荷量为多少？(3)当转过30时，磁通量变化率为多少？解析：(1)线圈转动的角速度2n100 rad/s，产生的最大感应电动势EmnBS1010.20.25100 V50 V，故t时刻感应电动势e50cos 100t(V)(2)转动过程中产生的平均感应电动势E，形成的感应电流I，故流过的电荷量qItn0.025 C.(3)产生的感应电动势的瞬时表达式：e50cos 100t(V)，当转过30时瞬时感应电动势e25 V，根据ne可得 Wb/s Wb/s.答案：(1)e50cos 100t(V)(2)0.025 C(3) Wb/s6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375