2016-2017学年高中物理第2章交变电流第2节交变电流的描述课后提能训练粤教版选修

交变电流的描述基础达标一、选择题(在每小题给出的四个选项中，第13题只有一项符合题目要求，第45题有多项符合题目要求)1线框在匀强磁场中绕OO轴匀速转动(由上向下看是逆时针方向)，当转到如图所示位置时，磁通量和感应电动势大小的变化情况是()A磁通量和感应电动势都在变大B磁通量和感应电动势都在变小C磁通量在变小，感应电动势在变大D磁通量在变大，感应电动势在变小【答案】D2如图所示，一面积为S的单匝矩形线圈处于有界磁场中，不能使线圈中产生交变电流的是()A将线圈水平向右匀速拉出磁场B使线圈以OO为轴匀速转动C使线圈以ab为轴匀速转动D磁场以BB0sin t规律变化【答案】A3一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示，则下列说法中正确的是()甲乙At0时刻，线圈平面与中性面垂直Bt0.01 s时刻，线圈中磁通量变化率最大Ct0.02 s时刻，瞬时电动势最大D该线圈相应的交流电动势图象如图乙所示【答案】B【解析】线圈在中性面时磁通量最大，感应电动势最小，故t0时刻线圈在中性面上，A错；线圈与中性面平行时磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大，B正确；易知t0.02 s时刻线圈在中性面上，C错；起始时刻感应电动势为零，故D错4如图所示，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，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，则在这段时间内()A线圈中的感应电流一直在减小B线圈中的感应电流先增大后减小C穿过线圈的磁通量先减小后增大D穿过线圈的磁通量的变化率先减小后增大【答案】BC5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或P2转动时电流的方向相同，都是adcbaB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转动时的电流等于绕P2转动时的电流D线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力【答案】AC【解析】由左手定则可判断A正确；对于两种转动方式，其总电动势为每条边切割磁感线产生的电动势之和，即eBlv1sin tBlv2sin tBl(r1r2)sin tBSsin t，与绕哪条轴转动无关，故B错、C对；由于f安培力BIl，因为流过的电流相同，故所受安培力大小相等二、非选择题6有一匝数为10的正方形线框，边长为20 cm，线框总电阻为1 ，线框绕OO轴以10 rad/s的角速度匀速转动，如图所示，垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.5 T问： (1)该线框产生的交变电流电动势最大值、电流最大值分别是多少？(2)线框从图示位置转过60时，感应电动势的瞬时值是多大？【答案】(1)6.28 V6.28 A(2)5.44 V【解析】(1)交变电流电动势最大值为EmNBS100.50.2210 V6.28 V，电流的最大值为Im A6.28 A.(2)线框转过60时，感应电动势eEmsin 605.44 V.7如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B0.50 T，矩形线圈的匝数N100匝，边长Lab0.20 m，Lbc0.10 m，以3 000 r/min的转速匀速转动，若从线圈平面通过中性面时开始计时，求：(1)交变电动势的瞬时值表达式；(2)若线圈总电阻为2 ，线圈外接电阻为8 ，写出交变电流的瞬时值表达式；(3)线圈由图示位置转过的过程中，交变电动势的平均值【答案】(1)e314sin (100t) V(2)i31.4sin (100t) A(3)200 V【解析】(1)线圈的角速度2n100 rad/s，线圈电动势的最大值EmNBS314 V，故交变电动势的瞬时值表达式为eEmsin t314sin (100t) V.(2)Im31.4 A，所以交变电流的瞬时值表达式为i31.4sin(100t) A.(3)NN4NBSn200 V.能力提升8(多选)如图甲所示，“匚”形金属框导轨水平放置导轨上跨接一金属棒ab，与导轨构成闭合回路，并能在导轨上自由滑动，在导轨左侧与ab平行放置的导线cd中通以如图乙所示的交变电流，规定电流方向自c向d为正，则ab棒受到向左的安培力的作用时间是()甲乙A0t1 Bt1t2Ct2t3 Dt3t4【答案】AC9(多选)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势et图象如图，则()At1、t3时刻线圈通过中性面Bt2、t4时刻线圈中磁通量最大Ct1、t3时刻线圈中磁通量变化率最大Dt2、t4时刻线圈平面与中性面垂直【答案】AD10一交流发电机产生的感应电动势随时间变化的图象如图所示，求：(1)当t100 s时，电动势的瞬时值(2)当线圈第一次转到什么位置时，感应电动势的瞬时值为最大值的一半(3)已知线圈面积为16 cm2，共25匝，那么匀强磁场的磁感应强度B为多少？【答案】(1)0(2)(3)0.4 T【解析】Em5 V，100，有e5sin 100t V，(1)当t100 s时，e0.(2)当e2.5 V时，sin 100t，有100t，故当线圈转到与中性面成角时，感应电动势的瞬时值为最大值的一半(3)EmnBS，有B T T.11如图所示，在匀强磁场中有一个“”形导线框可绕AB轴转动，已知匀强磁场的磁感应强度B T，线框的CD边长为20 cm，CE、DF长均为10 cm，转速为50 r/s.若从图示位置开始计时：(1)写出线框中感应电动势的瞬时值表达式；(2)在et坐标系中作出线框中感应电动势随时间变化关系的图象(1)e10cos 100t V(2)见解析【解析】(1)线框转动，开始计时的位置为线圈平面与磁感线平行的位置，在t时刻线框转过的角度为t，此时刻eBl1l2cos t即eBScos t，其中B T，S0.10.2 m20.02 m2，2n250 rad/s100 rad/s，故e0.02100cos 100t V，即e10cos 100t V.(2)线框中感应电动势随时间变化关系的图象如图所示6