—2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第二册3.1交变电流 同步练习题（word版含答案）
文档属性
| 名称 | —2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第二册3.1交变电流 同步练习题（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 577.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-12-24 11:48:55 | ||
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文档简介
交变电流
一、单选题
1．通过闭合线圈平面的图象如图所示,下列说法正确的是（ ）
A．时刻线圈中感应电动势最大
B．时刻线圈中磁通量为零
C．时刻线圈平面与中性面重合
D．、时刻线圈中感应电流方向相同
2．如图所示,面积均为S的单匝线圈绕其对称轴或中心轴在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动,能产生正弦式交变电动势e=BSωsinωt的是( )
A．
B．
C．
D．
3．如图所示，一矩形线圈放置在匀强磁场中，并绕过中点的轴以角速度逆时针匀速转动.若以线圈平面与磁场夹角为零时（图示位置）为计时起点，并规定当电流自流向时,电流的方向为正.则下列四幅图中正确的是 （ ）
A． B．
C． D．
4．交流发电机发电示意图如图所示,线圈转动过程中,下列说法正确的是
A．转到图甲位置时，通过线圈的磁通量变化率最大
B．转到图乙位置时，线圈中产生的感应电动势为零
C．转到图丙位置时，线圈中产生的感应电流最大
D．转到图丁位置时，AB边感应电流方向为A→B
5．一个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像如图所示．下列说法中正确的是（ ）
A．时刻线圈在中性面位置
B．线圈产生的感应电动势达到最大
C．时线圈磁通量的变化率为零
D．时线圈产生的感应电动势为零
6．一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的变化图象如图所示，则下列说法中，正确的是：
A．t＝0.03 s时刻，线圈中有最大感应电动势
B．t＝0.02 s时刻，线圈中感应电流为0
C．t＝0.01 s时刻，穿过线圈平面的磁通量的变化率最小
D．t＝0时刻，线圈平面与磁场垂直
7．风力发电机为一种新能源产品，功率为200W到15kW，广泛应用于分散住户．若风力发电机的矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈通过中性面时，下列说法正确的是( )
A．穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势最大
B．穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势最大
C．穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势等于零
D．穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势等于零
8．如图所示,面积均为的单巨线圈绕轴在磁感应强度为的匀强磁场中以角速度匀速转动,从图中所示位置开始计时,下图中能产生正弦交变电动势的是（ ）
A． B．
C． D．
9．交流发电机正常工作时产生的电动势 e=Emsinωt，若线圈匝数减为原来的一半，而转速增为原来的2倍，其他条件不变，则产生的电动势的表达式为
A．e=Emsinωt B．e=2Emsinωt
C．e=Emsin2ωt D．e=2Emsin2ωt
10．如图所示，正方形线圈abcd绕对称轴OO′在匀强磁场中匀速转动，线圈匝数为n，当转动的角速度为ω时，感应电动势瞬时值表达式为e=nBSωcosωt(由图示位置计时)．其他条件不变，只是线圈的转速提高到原来的2倍，则表达式变为( )
A．e=nBSωcos2ωt
B．e=nBSωcosωt
C．e=nBS2ωcos2ωt
D．e=nBScosωt
11．正弦交变电动势的最小值出现在（ ）
A．线圈经过中性面时 B．穿过线圈的磁通量为零时
C．穿过线圈的磁通量变化最快时 D．线圈边框的速度与磁感线垂直时
12．如图所示，线圈按下列方式在匀强磁场中匀速转动，能产生正弦交变电流的是（ ）
A． B． C． D．
二、多选题
13．对于如图所示的电流i随时间t作周期性变化的图象，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．电流的周期为0.01 s
D．电流大小变化，方向不变，不是直流电，是交流电
14．如图所示是交流发电机的示意图。 线圈的AB边连在金属滑环 K上，CD边连在滑环 L 上，导体做的两个电刷 E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。下列说法正确的是
A．当线圈转到图甲位置时，磁通量的变化率最大
B．从图乙所示位置开始计时，线圈中电流 i随时间 t变化的关系是 i=Imcosωt
C．当线圈转到图丙位置时，感应电流最小
D．当线圈转到图丁位置时，流经外电路的电流方向为 E→F
15．矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是( )
A．当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大
B．当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零
C．每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次
D．线框经过中性面时，各边不切割磁感线
16．如图所示为演示交变电流产生的装置图。关于这个实验，正确的说法是（ ）
A．线圈每转动一周，电流方向改变两次
B．图示位置，线圈所在的平面为中性面，线圈中无感应电流
C．图示位置，ab边的感应电流方向是a→b
D．图示位置，ab边的感应电流方向是b→a
17．如图所示，是一个匝数n=10匝的线圈在匀强磁场中沿垂直于磁场方向的固定轴转动时，通过线圈平面的磁通量随时间变化的图象。关于线圈中的感应电动势，以下说法正确的是（ ）
A．在 s时，线圈中的感应电动势最大
B．在 s时，线圈中的感应电动势最大
C．在 s时，线圈中的感应电动势改变方向
D．在 s时，线圈中的感应电动势改变方向
18．(多选)一个矩形线圈在匀强磁场中匀角速转动，产生交变电动势的瞬时表达式为e＝10sin 4πtV，则( )
A．该交变电动势的频率为2 Hz
B．零时刻线圈平面与磁场方向垂直
C．t＝0.25 s时，e达到最大值
D．在1 s时间内，线圈中电流方向改变100次
三、填空题
19．一矩形线圈在匀强磁场中以角速度4π rad/s匀速转动，产生的交变电动势的图象如图所示．则交变电流的频率为______Hz，当t＝0时，线圈平面与磁感线________，当t＝0.5 s时，e为______V．
20．某实验小组开展“正（余）弦规律交变电流产生”的实验．
（1）实验过程中某时刻，线圈转到如图所示位置，形成图中所示感应电流方向，则沿OO′轴方向看线框是_____方向转动（填“顺时针”或者“逆时针”）；
（2）当线圈平面位于中性面时，线圈中的磁通量______（填“最大”或“最小”），线圈中的电流_____（填“最大”或“最小”），线圈转动一周电流方向改变____次．
四、解答题
21．如图所示，一半径为r=10 cm的圆形线圈共100匝，在磁感应强度B=T的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的中心轴线OO′以n=600 r/min的转速匀速转动，当线圈转至中性面位置(图中位置)时开始计时．
（1）写出线圈内所产生的交变电动势的瞬时值表达式；
（2）求线圈从图示位置开始在1/60 s时的电动势的瞬时值．
试卷第2页，共2页
试卷第1页，共1页
参考答案
1．A
【详解】
A．图像的斜率表示磁通量变化率，由图像可知，时刻斜率最大，由法拉第电磁感应定律可知，此时感应电动势最大，故A正确；
B．由图像可知，时刻斜率为零，即此时电动势为零，则此时线圈的磁通量最大，故B错误；
C．由图像可知，时刻磁通量为零，则此时线圈平面与中性面垂直，故C错误；
D．图像斜率的正负可示电动势的正负(即方向)，由图像可知，、时刻线圈中感应电流方向相反，故D错误。
故选A。
2．A
【详解】
线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴(轴在线圈所在平面内)从中性面开始匀速转动时,产生的正弦式交变电动势为e=BSωsinωt,由这一原理可判断,
A．A图中感应电动势为e=BSωsinωt,故A正确；
BCD．B图中的转动轴不在线圈所在平面内,C、D图中的转动轴与磁场方向平行,而不是垂直,线圈转动过程中穿过线圈的磁通量均为零且保持不变,不能产生感应电动势，故BCD错误。
3．D
【详解】
从图可看出线圈从垂直于中性面开始旋转，由愣次定律可判断，初始时刻电流方向为由到，故瞬时电流的表达式为，D正确.
【方法技巧】
中性面的特点以及峰值面(与中性面垂直的面)的比较▼
图示 中性面 峰值面
概念 线圈平面与磁场方向垂直（） 线圈平面与磁场方向平行（）
特点 磁通量（） 最大， 最小，0
磁通量的变化率 最小，0 最大，
感应电动势（） 最小，0 最大，
电流方向（） 感应电流为零，发生改变 感应电流最大，方向不变
4．D
【分析】
要解决此题，需要掌握发电机的制作原理，知道发电机是根据电磁感应原理制成的，感应电流的方向与磁场方向和切割磁感线的方向有关．
【详解】
转到图甲位置时，线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，但磁通量变化率最小为零，故A错误；转到图乙位置时，线圈产生的感应电动势最大，故B错误；转到图丙位置时，线圈位于中性面位置，此时感应电流最小，且感应电流方向改变，故C错误；转到图丁位置时，根据楞次定律可知AB边感应电流方向为A→B，故D正确；故选D．
【点睛】
此题主要考查了发电机的工作原理．要知道发电机是根据电磁感应原理制成的．感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关，能够通过线圈的转动情况，判断线圈中产生的感应电流放向的变化.
5．D
【详解】
A．t=0时刻，磁通量为零，则线圈在与中性面垂直的位置，选项A错误；
B．t=0.01s时磁通量最大，磁通量的变化率为零，则线圈产生的感应电动势为零，选项B错误；
C．t=0.02s时线圈磁通量为零，此时磁通量的变化率最大，选项C错误；
D．t=0.03s时线圈磁通量最大，磁通量的变化率为零，则产生的感应电动势为零，选项D正确.
6．A
【详解】
A．t=0.03s时刻，磁通量为零，线圈处于与中性面垂直的面，感应电动势最大，故A正确；
B．t=0.02s时刻，磁通量为零，感应电动势最大，感应电流最大，故B错误；
C．t=0.01s时刻，磁通量为零，感应电动势最大，磁通量的变化率最大，故C错误；
D．t=0时刻，磁通量为零，线圈平面与中性面垂直即与磁场平行，故D错误。
7．C
【详解】
在中性面时，线圈与磁场垂直，磁通量最大．但线圈的磁通量变化率为零，感应电动势为零；
A．穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势最大，与结论不相符，选项A错误；
B．穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势最大，与结论不相符，选项B错误；
C．穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势等于零，与结论相符，选项C正确；
D．穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势等于零，与结论不相符，选项D错误；
8．A
【解析】
由题意可知，只有AB图在切割磁感线，导致磁通量在变化，从而产生感应电流，但B中在t=0时产生的感应电动势最大，不按正弦规律变化，故只有A中产生的感应电动势为正弦交变电动势，而CD图均没有导致磁通量变化，A正确．
9．C
【详解】
由知若线圈匝数减为原来的一半，而转速增为原来的2倍时，不变，转速变为，电动势的表达式为，故选项C正确，A、B、D错误；
10．C
【解析】
【详解】
当线圈转速提高到原来的2倍，角速度变为原来的2倍，其感应电动势的瞬时值表达式为，故C项正确，ABD三项错误．
11．A
【详解】
试题分析：矩形线圈绕垂直于匀强磁场的对称轴作匀速转动时，经过中性面时，磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零．
解：A、B、D、当线圈与磁感线垂直时，经过中性面，此时穿过线圈的磁通量最大，由于没有任何一边切割磁感线，线圈中没有感应电动势产生，即电动势为最小；穿过线圈的磁通量为零时，磁通量变化最快，电动势最大．故BD错误，A正确．
C、根据法拉第电磁感应定律：E=，穿过线圈的磁通量变化最快时，电动势最大，故C错误．
故选A
【点评】
解决本题的关键知道线圈处于中性面以及与中性面平行的面时磁通量、磁通量变化率、感应电动势大小等特点，难度不大．
12．C
【详解】
A．图中线圈转动时，穿过线圈的磁通量不变，无感应电流产生，选项A错误；
B．图中线圈转动时，穿过线圈的磁通量不变，无感应电流产生，选项B错误；
C．图中线圈转动时，穿过线圈的磁通量不断变化，会产生正弦交流电，选项C正确；
D．图中线圈转动时，穿过线圈的磁通量不变，无感应电流产生，选项D错误；
故选。
13．AC
【解析】
【分析】
电流的大小和方向都随时间成周期性变化的电流为交流电，由图象可以看出电流的最大值和周期．
【详解】
电流的大小和方向都随时间成周期性变化的电流为交流电，由图象可知：电流的大小变化，方向始终为正，不发生变化变，所以是直流电，电流周期为0.01s，AC正确．
14．BC
【解析】
【详解】
线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，但磁通量变化率最小为零，故A错误；从图乙所示位置开始计时，线圈产生的感应电动势最大，形成的感应电流最大，线圈中电流i随时间t变化的关系是i=Imcosωt，故B正确；当线圈转到图丙位置时，线圈位于中性面位置，此时感应电流最小，且感应电流方向改变，故C正确；当线圈转到图丁位置时，感应电动势最大，根据楞次定律可知AB边感应电流方向为A→B，流经外电路的电流方向为F→E，故D错误；故选BC。
【点睛】
此题主要考查了发电机的工作原理。要知道发电机是根据电磁感应原理制成的。感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关，能够通过线圈的转动情况，判断线圈中产生的感应电流放向的变化。
15．CD
【详解】
线框位于中性面时，线框中感应电动势最小，选项A错误；当穿过线框的磁通量为零时，磁通量的变化率最大，此时线框中的感应电动势最大，选项B错误；每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次，选项C正确；线框经过中性面时，速度方向与磁感线平行，即各边不切割磁感线，选项D正确；故选CD.
16．AC
【详解】
A．线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生周期性变化的交变电流，线圈经过中性面时电流改变方向，线圈转动一周，有两次经过中性面，电流方向改变两次，故A正确；
B．垂直于磁感线的线圈所在的平面称为中性面，B错误；
CD．线圈处于图示位置时，ab边向右运动，由右手定则知，ab边的感应电流方向是a→b，C正确，D错误；
故选AC。
17．BC
【解析】
【详解】
由图象可知，在t1=0.1s时刻，线圈中的磁通量最大，线圈转到中性面，感应电动势为零，在t2=0.2 s时刻，线圈中的磁通量为零，线圈平面跟磁场平行，感应电动势最大，故A错误B正确； 在t3=0.3s时刻，线圈中磁通量又达到最大值，感应电动势为零，方向发生改变，t4=0.4 s时刻前后，线圈中的感应电动势的方向不变，故C正确，D错误。 故选BC。
18．AB
【解析】
试题分析：该交变电动势的频率为，选项A正确； 零时刻感应电动势的瞬时值为零，则线圈平面与磁场垂直，选项B正确；t=0.25s时，e=10sinπV=0，此时e达到最小值，选项C错误；交流电的周期为0.5s，则0.5s内电流方向改变2次，则在1s时间内，线圈中电流方向改变4次，选项D错误；故选AB.
考点：交流电
19．2 垂直 0
【详解】
T＝＝ s，则交流电的频率f＝＝2 Hz.由图象知t＝0时，e＝0，线圈位于中性面位置，线圈平面和磁感线垂直；当t＝0.5 s时，ωt＝2πft＝2π，e＝0
20． 顺时针 最大 最小 2
【解析】（1）根据右手定则可以判断，线框是顺时针方向转动的；
（2）线圈平面经过中性面时，线圈中的磁通量最大；各边都不切割磁感线，线圈中的感应电流最小；每经过一次中性面，感应电流方向改变一次，线圈转动一周电流方向改变两次。
21．(1)e=100sin20πt(2)86.6 V
【详解】
(1)感应电动势的最大值：
线圈转动的角速度：
线圈的面积：
从中性面开始计时，感应电动势的瞬时值表达式：
代入数据解得：
(2)当时，
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．通过闭合线圈平面的图象如图所示,下列说法正确的是（ ）
A．时刻线圈中感应电动势最大
B．时刻线圈中磁通量为零
C．时刻线圈平面与中性面重合
D．、时刻线圈中感应电流方向相同
2．如图所示,面积均为S的单匝线圈绕其对称轴或中心轴在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动,能产生正弦式交变电动势e=BSωsinωt的是( )
A．
B．
C．
D．
3．如图所示，一矩形线圈放置在匀强磁场中，并绕过中点的轴以角速度逆时针匀速转动.若以线圈平面与磁场夹角为零时（图示位置）为计时起点，并规定当电流自流向时,电流的方向为正.则下列四幅图中正确的是 （ ）
A． B．
C． D．
4．交流发电机发电示意图如图所示,线圈转动过程中,下列说法正确的是
A．转到图甲位置时，通过线圈的磁通量变化率最大
B．转到图乙位置时，线圈中产生的感应电动势为零
C．转到图丙位置时，线圈中产生的感应电流最大
D．转到图丁位置时，AB边感应电流方向为A→B
5．一个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像如图所示．下列说法中正确的是（ ）
A．时刻线圈在中性面位置
B．线圈产生的感应电动势达到最大
C．时线圈磁通量的变化率为零
D．时线圈产生的感应电动势为零
6．一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的变化图象如图所示，则下列说法中，正确的是：
A．t＝0.03 s时刻，线圈中有最大感应电动势
B．t＝0.02 s时刻，线圈中感应电流为0
C．t＝0.01 s时刻，穿过线圈平面的磁通量的变化率最小
D．t＝0时刻，线圈平面与磁场垂直
7．风力发电机为一种新能源产品，功率为200W到15kW，广泛应用于分散住户．若风力发电机的矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈通过中性面时，下列说法正确的是( )
A．穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势最大
B．穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势最大
C．穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势等于零
D．穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势等于零
8．如图所示,面积均为的单巨线圈绕轴在磁感应强度为的匀强磁场中以角速度匀速转动,从图中所示位置开始计时,下图中能产生正弦交变电动势的是（ ）
A． B．
C． D．
9．交流发电机正常工作时产生的电动势 e=Emsinωt，若线圈匝数减为原来的一半，而转速增为原来的2倍，其他条件不变，则产生的电动势的表达式为
A．e=Emsinωt B．e=2Emsinωt
C．e=Emsin2ωt D．e=2Emsin2ωt
10．如图所示，正方形线圈abcd绕对称轴OO′在匀强磁场中匀速转动，线圈匝数为n，当转动的角速度为ω时，感应电动势瞬时值表达式为e=nBSωcosωt(由图示位置计时)．其他条件不变，只是线圈的转速提高到原来的2倍，则表达式变为( )
A．e=nBSωcos2ωt
B．e=nBSωcosωt
C．e=nBS2ωcos2ωt
D．e=nBScosωt
11．正弦交变电动势的最小值出现在（ ）
A．线圈经过中性面时 B．穿过线圈的磁通量为零时
C．穿过线圈的磁通量变化最快时 D．线圈边框的速度与磁感线垂直时
12．如图所示，线圈按下列方式在匀强磁场中匀速转动，能产生正弦交变电流的是（ ）
A． B． C． D．
二、多选题
13．对于如图所示的电流i随时间t作周期性变化的图象，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．电流的周期为0.01 s
D．电流大小变化，方向不变，不是直流电，是交流电
14．如图所示是交流发电机的示意图。 线圈的AB边连在金属滑环 K上，CD边连在滑环 L 上，导体做的两个电刷 E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。下列说法正确的是
A．当线圈转到图甲位置时，磁通量的变化率最大
B．从图乙所示位置开始计时，线圈中电流 i随时间 t变化的关系是 i=Imcosωt
C．当线圈转到图丙位置时，感应电流最小
D．当线圈转到图丁位置时，流经外电路的电流方向为 E→F
15．矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是( )
A．当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大
B．当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零
C．每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次
D．线框经过中性面时，各边不切割磁感线
16．如图所示为演示交变电流产生的装置图。关于这个实验，正确的说法是（ ）
A．线圈每转动一周，电流方向改变两次
B．图示位置，线圈所在的平面为中性面，线圈中无感应电流
C．图示位置，ab边的感应电流方向是a→b
D．图示位置，ab边的感应电流方向是b→a
17．如图所示，是一个匝数n=10匝的线圈在匀强磁场中沿垂直于磁场方向的固定轴转动时，通过线圈平面的磁通量随时间变化的图象。关于线圈中的感应电动势，以下说法正确的是（ ）
A．在 s时，线圈中的感应电动势最大
B．在 s时，线圈中的感应电动势最大
C．在 s时，线圈中的感应电动势改变方向
D．在 s时，线圈中的感应电动势改变方向
18．(多选)一个矩形线圈在匀强磁场中匀角速转动，产生交变电动势的瞬时表达式为e＝10sin 4πtV，则( )
A．该交变电动势的频率为2 Hz
B．零时刻线圈平面与磁场方向垂直
C．t＝0.25 s时，e达到最大值
D．在1 s时间内，线圈中电流方向改变100次
三、填空题
19．一矩形线圈在匀强磁场中以角速度4π rad/s匀速转动，产生的交变电动势的图象如图所示．则交变电流的频率为______Hz，当t＝0时，线圈平面与磁感线________，当t＝0.5 s时，e为______V．
20．某实验小组开展“正（余）弦规律交变电流产生”的实验．
（1）实验过程中某时刻，线圈转到如图所示位置，形成图中所示感应电流方向，则沿OO′轴方向看线框是_____方向转动（填“顺时针”或者“逆时针”）；
（2）当线圈平面位于中性面时，线圈中的磁通量______（填“最大”或“最小”），线圈中的电流_____（填“最大”或“最小”），线圈转动一周电流方向改变____次．
四、解答题
21．如图所示，一半径为r=10 cm的圆形线圈共100匝，在磁感应强度B=T的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的中心轴线OO′以n=600 r/min的转速匀速转动，当线圈转至中性面位置(图中位置)时开始计时．
（1）写出线圈内所产生的交变电动势的瞬时值表达式；
（2）求线圈从图示位置开始在1/60 s时的电动势的瞬时值．
试卷第2页，共2页
试卷第1页，共1页
参考答案
1．A
【详解】
A．图像的斜率表示磁通量变化率，由图像可知，时刻斜率最大，由法拉第电磁感应定律可知，此时感应电动势最大，故A正确；
B．由图像可知，时刻斜率为零，即此时电动势为零，则此时线圈的磁通量最大，故B错误；
C．由图像可知，时刻磁通量为零，则此时线圈平面与中性面垂直，故C错误；
D．图像斜率的正负可示电动势的正负(即方向)，由图像可知，、时刻线圈中感应电流方向相反，故D错误。
故选A。
2．A
【详解】
线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴(轴在线圈所在平面内)从中性面开始匀速转动时,产生的正弦式交变电动势为e=BSωsinωt,由这一原理可判断,
A．A图中感应电动势为e=BSωsinωt,故A正确；
BCD．B图中的转动轴不在线圈所在平面内,C、D图中的转动轴与磁场方向平行,而不是垂直,线圈转动过程中穿过线圈的磁通量均为零且保持不变,不能产生感应电动势，故BCD错误。
3．D
【详解】
从图可看出线圈从垂直于中性面开始旋转，由愣次定律可判断，初始时刻电流方向为由到，故瞬时电流的表达式为，D正确.
【方法技巧】
中性面的特点以及峰值面(与中性面垂直的面)的比较▼
图示 中性面 峰值面
概念 线圈平面与磁场方向垂直（） 线圈平面与磁场方向平行（）
特点 磁通量（） 最大， 最小，0
磁通量的变化率 最小，0 最大，
感应电动势（） 最小，0 最大，
电流方向（） 感应电流为零，发生改变 感应电流最大，方向不变
4．D
【分析】
要解决此题，需要掌握发电机的制作原理，知道发电机是根据电磁感应原理制成的，感应电流的方向与磁场方向和切割磁感线的方向有关．
【详解】
转到图甲位置时，线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，但磁通量变化率最小为零，故A错误；转到图乙位置时，线圈产生的感应电动势最大，故B错误；转到图丙位置时，线圈位于中性面位置，此时感应电流最小，且感应电流方向改变，故C错误；转到图丁位置时，根据楞次定律可知AB边感应电流方向为A→B，故D正确；故选D．
【点睛】
此题主要考查了发电机的工作原理．要知道发电机是根据电磁感应原理制成的．感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关，能够通过线圈的转动情况，判断线圈中产生的感应电流放向的变化.
5．D
【详解】
A．t=0时刻，磁通量为零，则线圈在与中性面垂直的位置，选项A错误；
B．t=0.01s时磁通量最大，磁通量的变化率为零，则线圈产生的感应电动势为零，选项B错误；
C．t=0.02s时线圈磁通量为零，此时磁通量的变化率最大，选项C错误；
D．t=0.03s时线圈磁通量最大，磁通量的变化率为零，则产生的感应电动势为零，选项D正确.
6．A
【详解】
A．t=0.03s时刻，磁通量为零，线圈处于与中性面垂直的面，感应电动势最大，故A正确；
B．t=0.02s时刻，磁通量为零，感应电动势最大，感应电流最大，故B错误；
C．t=0.01s时刻，磁通量为零，感应电动势最大，磁通量的变化率最大，故C错误；
D．t=0时刻，磁通量为零，线圈平面与中性面垂直即与磁场平行，故D错误。
7．C
【详解】
在中性面时，线圈与磁场垂直，磁通量最大．但线圈的磁通量变化率为零，感应电动势为零；
A．穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势最大，与结论不相符，选项A错误；
B．穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势最大，与结论不相符，选项B错误；
C．穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势等于零，与结论相符，选项C正确；
D．穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势等于零，与结论不相符，选项D错误；
8．A
【解析】
由题意可知，只有AB图在切割磁感线，导致磁通量在变化，从而产生感应电流，但B中在t=0时产生的感应电动势最大，不按正弦规律变化，故只有A中产生的感应电动势为正弦交变电动势，而CD图均没有导致磁通量变化，A正确．
9．C
【详解】
由知若线圈匝数减为原来的一半，而转速增为原来的2倍时，不变，转速变为，电动势的表达式为，故选项C正确，A、B、D错误；
10．C
【解析】
【详解】
当线圈转速提高到原来的2倍，角速度变为原来的2倍，其感应电动势的瞬时值表达式为，故C项正确，ABD三项错误．
11．A
【详解】
试题分析：矩形线圈绕垂直于匀强磁场的对称轴作匀速转动时，经过中性面时，磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零．
解：A、B、D、当线圈与磁感线垂直时，经过中性面，此时穿过线圈的磁通量最大，由于没有任何一边切割磁感线，线圈中没有感应电动势产生，即电动势为最小；穿过线圈的磁通量为零时，磁通量变化最快，电动势最大．故BD错误，A正确．
C、根据法拉第电磁感应定律：E=，穿过线圈的磁通量变化最快时，电动势最大，故C错误．
故选A
【点评】
解决本题的关键知道线圈处于中性面以及与中性面平行的面时磁通量、磁通量变化率、感应电动势大小等特点，难度不大．
12．C
【详解】
A．图中线圈转动时，穿过线圈的磁通量不变，无感应电流产生，选项A错误；
B．图中线圈转动时，穿过线圈的磁通量不变，无感应电流产生，选项B错误；
C．图中线圈转动时，穿过线圈的磁通量不断变化，会产生正弦交流电，选项C正确；
D．图中线圈转动时，穿过线圈的磁通量不变，无感应电流产生，选项D错误；
故选。
13．AC
【解析】
【分析】
电流的大小和方向都随时间成周期性变化的电流为交流电，由图象可以看出电流的最大值和周期．
【详解】
电流的大小和方向都随时间成周期性变化的电流为交流电，由图象可知：电流的大小变化，方向始终为正，不发生变化变，所以是直流电，电流周期为0.01s，AC正确．
14．BC
【解析】
【详解】
线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，但磁通量变化率最小为零，故A错误；从图乙所示位置开始计时，线圈产生的感应电动势最大，形成的感应电流最大，线圈中电流i随时间t变化的关系是i=Imcosωt，故B正确；当线圈转到图丙位置时，线圈位于中性面位置，此时感应电流最小，且感应电流方向改变，故C正确；当线圈转到图丁位置时，感应电动势最大，根据楞次定律可知AB边感应电流方向为A→B，流经外电路的电流方向为F→E，故D错误；故选BC。
【点睛】
此题主要考查了发电机的工作原理。要知道发电机是根据电磁感应原理制成的。感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关，能够通过线圈的转动情况，判断线圈中产生的感应电流放向的变化。
15．CD
【详解】
线框位于中性面时，线框中感应电动势最小，选项A错误；当穿过线框的磁通量为零时，磁通量的变化率最大，此时线框中的感应电动势最大，选项B错误；每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次，选项C正确；线框经过中性面时，速度方向与磁感线平行，即各边不切割磁感线，选项D正确；故选CD.
16．AC
【详解】
A．线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生周期性变化的交变电流，线圈经过中性面时电流改变方向，线圈转动一周，有两次经过中性面，电流方向改变两次，故A正确；
B．垂直于磁感线的线圈所在的平面称为中性面，B错误；
CD．线圈处于图示位置时，ab边向右运动，由右手定则知，ab边的感应电流方向是a→b，C正确，D错误；
故选AC。
17．BC
【解析】
【详解】
由图象可知，在t1=0.1s时刻，线圈中的磁通量最大，线圈转到中性面，感应电动势为零，在t2=0.2 s时刻，线圈中的磁通量为零，线圈平面跟磁场平行，感应电动势最大，故A错误B正确； 在t3=0.3s时刻，线圈中磁通量又达到最大值，感应电动势为零，方向发生改变，t4=0.4 s时刻前后，线圈中的感应电动势的方向不变，故C正确，D错误。 故选BC。
18．AB
【解析】
试题分析：该交变电动势的频率为，选项A正确； 零时刻感应电动势的瞬时值为零，则线圈平面与磁场垂直，选项B正确；t=0.25s时，e=10sinπV=0，此时e达到最小值，选项C错误；交流电的周期为0.5s，则0.5s内电流方向改变2次，则在1s时间内，线圈中电流方向改变4次，选项D错误；故选AB.
考点：交流电
19．2 垂直 0
【详解】
T＝＝ s，则交流电的频率f＝＝2 Hz.由图象知t＝0时，e＝0，线圈位于中性面位置，线圈平面和磁感线垂直；当t＝0.5 s时，ωt＝2πft＝2π，e＝0
20． 顺时针 最大 最小 2
【解析】（1）根据右手定则可以判断，线框是顺时针方向转动的；
（2）线圈平面经过中性面时，线圈中的磁通量最大；各边都不切割磁感线，线圈中的感应电流最小；每经过一次中性面，感应电流方向改变一次，线圈转动一周电流方向改变两次。
21．(1)e=100sin20πt(2)86.6 V
【详解】
(1)感应电动势的最大值：
线圈转动的角速度：
线圈的面积：
从中性面开始计时，感应电动势的瞬时值表达式：
代入数据解得：
(2)当时，
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