3.1交变电流能力提升——2021-2022学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册（word含答案）
文档属性
| 名称 | 3.1交变电流能力提升——2021-2022学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册（word含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 248.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-11-04 20:26:17 | ||
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文档简介
能力提升——交变电流
一、单选题（共7题，每题5分，共35分）
1．如图所示，线圈ABCD处于匀强磁场中，匝数，面积，磁场边界MN与线圈的AB边重合，磁感应强度大小，若线圈从图示位置开始绕AB边以的角速度匀速转动。则以下说法正确的是（ ）
A．线圈产生的是正弦式交变电流
B．线圈在转动过程中产生的最大感应电动势为60V
C．线圈转动时产生的瞬时感应电动势为
D．线圈产生的感应电动势的有效值为40V
2．如图所示，KLMN是一个竖直的矩形导线框，全部处于磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中，线框面积为S，MN边水平，线框绕某竖直固定轴以角速度ω匀速转动。在MN边与磁场方向的夹角达到30°的时刻（图示位置），导线框中产生的瞬时电动势e的大小和线框此时电流的方向分别为（已知线框按俯视的逆时针方向转动）（ ）
A．BSω，电流方向为KNMLK B．BSω，电流方向为KNMLK
C．BSω，电流方向为KLMNK D．BSω，电流方向为KLMNK
3．以下几个物理公式中都用L来表示相关的物理量，其中有一个公式中的L所代表的物理量的量纲与其它三个不同的是（ ）
A．感应电动势 B．电阻定律
C．电振荡周期 D．单摆周期公式
4．一矩形线圈绕垂直匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势随时间t的变化如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．感应电动势的有效值为
B．t2时刻通过线圈的磁通量最大
C．t3时刻通过线圈的磁通量变化最快
D．t1时刻通过线圈的磁通量为0
5．对于如图所示的电流i随时间t做周期性变化的图象，下列说法中正确的是（ ）
A．电流大小变化，方向不变，是直流电
B．电流大小、方向都变化，是交流电
C．电流的周期是0.2s，最大值是0.2A
D．电流做周期性变化，是交流电
6．关于正弦交流电，下列说法正确的是（ ）
A．一个周期内，电流的方向改变1次 B．一个周期内，电流的方向改变2次
C．线圈跟中性面重合时，磁通量最小 D．线圈跟中性面重合时，感应电动势最大
7．关于交变电流，下列说法正确的是（ ）
A．大小不变，方向不改变的电流是交变电流
B．大小变化，方向不改变的电流是交变电流
C．大小变化，方向改变的电流是交变电流
D．大小不变，方向改变的电流不是交变电流
二、多选题（共5题，每题5分，共25分）
8．线圈在磁场中匀速转动产生的交流电动势为e＝10sin20t（V），则下列说法正确的是（ ）
A．t＝0时，线圈平面位于中性面 B．t＝0时，穿过线圈的磁通量最大
C．t＝0时，导线切割磁感线的有效速度最大 D．t＝0.4s时，e达到峰值10V
9．如图所示的线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生正弦式交变电流。下列说法正确的是（ ）
A．线圈此时的位置称为“中性面”，处于中性面的线圈磁通量最大，磁通量的变化率为零
B．与线圈此时的位置垂直的平面称为“中性面”，处于中性面时线圈中的磁通量最大，磁通量的变化率为零
C．线圈此时电流为零，线圈每经过此位置，感应电流的方向就改变，因此线圈每转动一周，电流方向都会变化两次
D．线圈此时电流最大，线圈每经过此位置，感应电流都最大，因此线圈每转动一周， 电流出现两次最大值
10．一只矩形线圈在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所示。下列说法中正确的是（ ）
A．t=0时，线圈平面与中性面垂直 B．t=0.01s时，磁通量的变化率最大
C．t=0.02s时，感应电动势最大 D．t=0.03s时，感应电动势最大
11．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势如图示，则（ ）
A．t1时刻线圈通过中性面 B．t2时刻线圈中磁通量最大
C．t3时刻线圈中磁通量变化率最大 D．t4时刻线圈中磁通量变化率最大
12．下列图像中属于交流电的有（ ）
A．B．C．D．
三、解答题（共4题，每题10分，共40分）
13．在磁感应强度为的匀强磁场中有一匝数为10匝的矩形线圈，如图所示，线圈绕轴以转速匀速转动，，，线圈的总电阻为，定值电阻的阻值为，从图示位置开始计时。
(1)写出时刻整个线圈中的感应电动势的表达式；
(2)线圈转过，流过的电荷量为多少；
(3)线圈转过时，磁通量的变化率为多少。
14．交流发电机电枢电阻为2，感应电动势瞬时值表达式为e=389sin100πt（V），给电阻R=8Ω的用电器供电，则
（1）通过用电器的电流为多少？
（2）电源输出功率和发电总功率为多少？
（3）发电机输出端电压为多少？
15．在如图甲所示区域(图中直角坐标系Oxy的一、三象限)内有匀强磁场，磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小为B，半径为l，圆心角为60°的扇形导线框OPQ以角速度ω绕O点在纸面内沿逆时针方向匀速转动，导线框回路电阻为R.
(1)求线框中感应电流的最大值I0和交变感应电流的频率f；
(2)在图乙中画出线框在一周的时间内感应电流I随时间t变化的图象(规定与图中线框的位置相应的时刻为t=0)
16．一矩形线圈，面积是0.05m2，共100匝，线圈电阻为2Ω，外接电阻为R=8Ω，线圈在磁感应强度为T的匀强磁场中以300r/min的转速绕垂直于磁感线的轴匀速转动，如图所示，若从中性面开始计时，求：
（1）线圈中感应电动势的瞬时值表达式．
（2）线圈从开始计时经1/30s时，线圈中电流的瞬时值．
（3）外电路电阻R两端电压的瞬时值表达式．
参考答案
1．D
2．B
3．C
4．A
5．A
6．B
7．C
8．AB
9．BD
10．BD
11．AD
12．ACD
13．(1)；(2)；(3)
14．（1）27.5A；（2）6050W， 7562.5W ；（3）220V
15．（1）， （2）
16．（1）（2）4.3A（3）
一、单选题（共7题，每题5分，共35分）
1．如图所示，线圈ABCD处于匀强磁场中，匝数，面积，磁场边界MN与线圈的AB边重合，磁感应强度大小，若线圈从图示位置开始绕AB边以的角速度匀速转动。则以下说法正确的是（ ）
A．线圈产生的是正弦式交变电流
B．线圈在转动过程中产生的最大感应电动势为60V
C．线圈转动时产生的瞬时感应电动势为
D．线圈产生的感应电动势的有效值为40V
2．如图所示，KLMN是一个竖直的矩形导线框，全部处于磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中，线框面积为S，MN边水平，线框绕某竖直固定轴以角速度ω匀速转动。在MN边与磁场方向的夹角达到30°的时刻（图示位置），导线框中产生的瞬时电动势e的大小和线框此时电流的方向分别为（已知线框按俯视的逆时针方向转动）（ ）
A．BSω，电流方向为KNMLK B．BSω，电流方向为KNMLK
C．BSω，电流方向为KLMNK D．BSω，电流方向为KLMNK
3．以下几个物理公式中都用L来表示相关的物理量，其中有一个公式中的L所代表的物理量的量纲与其它三个不同的是（ ）
A．感应电动势 B．电阻定律
C．电振荡周期 D．单摆周期公式
4．一矩形线圈绕垂直匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势随时间t的变化如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．感应电动势的有效值为
B．t2时刻通过线圈的磁通量最大
C．t3时刻通过线圈的磁通量变化最快
D．t1时刻通过线圈的磁通量为0
5．对于如图所示的电流i随时间t做周期性变化的图象，下列说法中正确的是（ ）
A．电流大小变化，方向不变，是直流电
B．电流大小、方向都变化，是交流电
C．电流的周期是0.2s，最大值是0.2A
D．电流做周期性变化，是交流电
6．关于正弦交流电，下列说法正确的是（ ）
A．一个周期内，电流的方向改变1次 B．一个周期内，电流的方向改变2次
C．线圈跟中性面重合时，磁通量最小 D．线圈跟中性面重合时，感应电动势最大
7．关于交变电流，下列说法正确的是（ ）
A．大小不变，方向不改变的电流是交变电流
B．大小变化，方向不改变的电流是交变电流
C．大小变化，方向改变的电流是交变电流
D．大小不变，方向改变的电流不是交变电流
二、多选题（共5题，每题5分，共25分）
8．线圈在磁场中匀速转动产生的交流电动势为e＝10sin20t（V），则下列说法正确的是（ ）
A．t＝0时，线圈平面位于中性面 B．t＝0时，穿过线圈的磁通量最大
C．t＝0时，导线切割磁感线的有效速度最大 D．t＝0.4s时，e达到峰值10V
9．如图所示的线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生正弦式交变电流。下列说法正确的是（ ）
A．线圈此时的位置称为“中性面”，处于中性面的线圈磁通量最大，磁通量的变化率为零
B．与线圈此时的位置垂直的平面称为“中性面”，处于中性面时线圈中的磁通量最大，磁通量的变化率为零
C．线圈此时电流为零，线圈每经过此位置，感应电流的方向就改变，因此线圈每转动一周，电流方向都会变化两次
D．线圈此时电流最大，线圈每经过此位置，感应电流都最大，因此线圈每转动一周， 电流出现两次最大值
10．一只矩形线圈在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所示。下列说法中正确的是（ ）
A．t=0时，线圈平面与中性面垂直 B．t=0.01s时，磁通量的变化率最大
C．t=0.02s时，感应电动势最大 D．t=0.03s时，感应电动势最大
11．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势如图示，则（ ）
A．t1时刻线圈通过中性面 B．t2时刻线圈中磁通量最大
C．t3时刻线圈中磁通量变化率最大 D．t4时刻线圈中磁通量变化率最大
12．下列图像中属于交流电的有（ ）
A．B．C．D．
三、解答题（共4题，每题10分，共40分）
13．在磁感应强度为的匀强磁场中有一匝数为10匝的矩形线圈，如图所示，线圈绕轴以转速匀速转动，，，线圈的总电阻为，定值电阻的阻值为，从图示位置开始计时。
(1)写出时刻整个线圈中的感应电动势的表达式；
(2)线圈转过，流过的电荷量为多少；
(3)线圈转过时，磁通量的变化率为多少。
14．交流发电机电枢电阻为2，感应电动势瞬时值表达式为e=389sin100πt（V），给电阻R=8Ω的用电器供电，则
（1）通过用电器的电流为多少？
（2）电源输出功率和发电总功率为多少？
（3）发电机输出端电压为多少？
15．在如图甲所示区域(图中直角坐标系Oxy的一、三象限)内有匀强磁场，磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小为B，半径为l，圆心角为60°的扇形导线框OPQ以角速度ω绕O点在纸面内沿逆时针方向匀速转动，导线框回路电阻为R.
(1)求线框中感应电流的最大值I0和交变感应电流的频率f；
(2)在图乙中画出线框在一周的时间内感应电流I随时间t变化的图象(规定与图中线框的位置相应的时刻为t=0)
16．一矩形线圈，面积是0.05m2，共100匝，线圈电阻为2Ω，外接电阻为R=8Ω，线圈在磁感应强度为T的匀强磁场中以300r/min的转速绕垂直于磁感线的轴匀速转动，如图所示，若从中性面开始计时，求：
（1）线圈中感应电动势的瞬时值表达式．
（2）线圈从开始计时经1/30s时，线圈中电流的瞬时值．
（3）外电路电阻R两端电压的瞬时值表达式．
参考答案
1．D
2．B
3．C
4．A
5．A
6．B
7．C
8．AB
9．BD
10．BD
11．AD
12．ACD
13．(1)；(2)；(3)
14．（1）27.5A；（2）6050W， 7562.5W ；（3）220V
15．（1）， （2）
16．（1）（2）4.3A（3）