3.1 交变电流 基础（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 3.1 交变电流 基础（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 239.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-22 07:57:25 | ||
图片预览
文档简介
3.1 交变电流 基础
一、单项选择题（共11小题；共44分）
1. 在下图中，不能产生交变电流的是
A. B.
C. D.
2. 如下图所示，属于交流电的是
A. B.
C. D.
3. 如图所示，面积均为 的单匝线圈绕其对称轴或中心轴在匀强磁场 中以角速度 匀速转动，能产生正弦交变电动势 的图是
A. B.
C. D.
4. 下列四幅图象表示的电流中不是交变电流的一项是
A. B.
C. D.
5. 下列图中，哪些情况线圈中不能产生交流电
A. B.
C. D.
6. 关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，以下说法中正确的是
A. 线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，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，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次
D. 线圈转动一周，感应电动势和感应电流方向都要改变一次
7. 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，由图中信息可以判断
A. 在 和 时刻线圈处于中性面位置
B. 在 和 时刻穿过线圈的磁通量为零
C. 从 线圈转过的角度为
D. 若从 历时 ，则在 内交变电流的方向改变 次
8. 有一台交流发电机，其产生的电动势 。当发电机的转速增加为原来的 倍，其它条件不变时，则其电动势的瞬时表达式为
A. B.
C. D.
9. 如图甲（）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 匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角 时［如图（）所示］为计时起点，并规定当电流自 流向 时电流方向为正。则下面所示的四幅图中正确的是
A. B.
C. D.
10. 正弦交变电压 加在一氖管的两端，已知当氖管两端的电压达到 时才开始发光，则此氖管在一个周期内发光的总时间为
A. B. C. D.
11. 如图所示，一宽 的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，一边长为 的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度 通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场的时刻 ，则在下面所示图象中，正确反映感应电流强度随时间变化规律的是
A. B.
C. D.
二、解答题（共1小题；共13分）
12. 如图所示的矩形线圈， ， ，共 匝，在 的匀强磁场中以 转/分的速度绕中心轴 匀速转动，当 时线圈平面与磁场垂直。求：
（1）产生的电动势的最大值；
（2）写出电动势的瞬时值表达式；
（3）当 时感应电动势的瞬时值。
答案
第一部分
1. A
【解析】矩形线圈绕着垂直于磁场方向的转轴做匀速圆周运动就产生交变电流，而A图中的转轴与磁场方向平行，线圈中无电流产生，所以选A。
2. C
【解析】电流的方向随时间做周期性变化的电流，叫做交流电，从图象可知，选C。
3. A
【解析】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）匀速转动，产生的正弦交变电动势为 ，由这一原理可判断，A图中感应电动势为 ；
B图中的转动轴不在线圈所在平面内；
C、D图转动轴与磁场方向平行，而不是垂直.
4. C
5. A
【解析】线圈转动过程中磁通量发生改变时，才能产生交流电，A项中磁通量不变，故A项符合题意。
6. C
【解析】线圈平面每经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次，所以线圈转动一周，感应电动势和感应电流的方向都要改变两次。选项 C 正确，选项 A、B、D 错误。
7. D
【解析】根据题图，首先判断出交变电流的瞬时值表达式 。其中 是交变电流的最大值， 是线圈旋转的角速度.另外，应该进一步认识到线圈是从中性面开始旋转，而且线圈每旋转一周，两次经过中性面，经过中性面的位置时电流改变方向，从题图可以看出，在 、 、 时刻电流为零，所以此时线圈恰好在中性面的位置，且穿过线圈的磁通量最大；在 、 时刻电流最大，线圈处于和中性面垂直的位置，此时磁通量为零；从 到 ，线圈旋转 周，转过的角度为 ；如果从 到 历时 ，恰好为一个周期，所以 内线圈转过 个周期， 次经过中性面，电流方向改变 次.综合以上分析可得，只有选项D正确.
8. B
9. D
【解析】从 图可看出线圈从垂直于中性面开始旋转，由楞次定律可判断，初始时刻电流方向为 到 ，为负值。故瞬时电流的表达式为 ，根据数学知识可知，D正确。
10. C
11. C
【解析】C
第二部分
12. （1）
【解析】 ，
。
（2）
【解析】 时，线圈位于中性面，则电动势的瞬时表达式为：
。
（3）
【解析】 秒时感应电动势的瞬时值为
。
第1页（共1 页）
一、单项选择题（共11小题；共44分）
1. 在下图中，不能产生交变电流的是
A. B.
C. D.
2. 如下图所示，属于交流电的是
A. B.
C. D.
3. 如图所示，面积均为 的单匝线圈绕其对称轴或中心轴在匀强磁场 中以角速度 匀速转动，能产生正弦交变电动势 的图是
A. B.
C. D.
4. 下列四幅图象表示的电流中不是交变电流的一项是
A. B.
C. D.
5. 下列图中，哪些情况线圈中不能产生交流电
A. B.
C. D.
6. 关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，以下说法中正确的是
A. 线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，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，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次
D. 线圈转动一周，感应电动势和感应电流方向都要改变一次
7. 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，由图中信息可以判断
A. 在 和 时刻线圈处于中性面位置
B. 在 和 时刻穿过线圈的磁通量为零
C. 从 线圈转过的角度为
D. 若从 历时 ，则在 内交变电流的方向改变 次
8. 有一台交流发电机，其产生的电动势 。当发电机的转速增加为原来的 倍，其它条件不变时，则其电动势的瞬时表达式为
A. B.
C. D.
9. 如图甲（）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 匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角 时［如图（）所示］为计时起点，并规定当电流自 流向 时电流方向为正。则下面所示的四幅图中正确的是
A. B.
C. D.
10. 正弦交变电压 加在一氖管的两端，已知当氖管两端的电压达到 时才开始发光，则此氖管在一个周期内发光的总时间为
A. B. C. D.
11. 如图所示，一宽 的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，一边长为 的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度 通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场的时刻 ，则在下面所示图象中，正确反映感应电流强度随时间变化规律的是
A. B.
C. D.
二、解答题（共1小题；共13分）
12. 如图所示的矩形线圈， ， ，共 匝，在 的匀强磁场中以 转/分的速度绕中心轴 匀速转动，当 时线圈平面与磁场垂直。求：
（1）产生的电动势的最大值；
（2）写出电动势的瞬时值表达式；
（3）当 时感应电动势的瞬时值。
答案
第一部分
1. A
【解析】矩形线圈绕着垂直于磁场方向的转轴做匀速圆周运动就产生交变电流，而A图中的转轴与磁场方向平行，线圈中无电流产生，所以选A。
2. C
【解析】电流的方向随时间做周期性变化的电流，叫做交流电，从图象可知，选C。
3. A
【解析】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）匀速转动，产生的正弦交变电动势为 ，由这一原理可判断，A图中感应电动势为 ；
B图中的转动轴不在线圈所在平面内；
C、D图转动轴与磁场方向平行，而不是垂直.
4. C
5. A
【解析】线圈转动过程中磁通量发生改变时，才能产生交流电，A项中磁通量不变，故A项符合题意。
6. C
【解析】线圈平面每经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次，所以线圈转动一周，感应电动势和感应电流的方向都要改变两次。选项 C 正确，选项 A、B、D 错误。
7. D
【解析】根据题图，首先判断出交变电流的瞬时值表达式 。其中 是交变电流的最大值， 是线圈旋转的角速度.另外，应该进一步认识到线圈是从中性面开始旋转，而且线圈每旋转一周，两次经过中性面，经过中性面的位置时电流改变方向，从题图可以看出，在 、 、 时刻电流为零，所以此时线圈恰好在中性面的位置，且穿过线圈的磁通量最大；在 、 时刻电流最大，线圈处于和中性面垂直的位置，此时磁通量为零；从 到 ，线圈旋转 周，转过的角度为 ；如果从 到 历时 ，恰好为一个周期，所以 内线圈转过 个周期， 次经过中性面，电流方向改变 次.综合以上分析可得，只有选项D正确.
8. B
9. D
【解析】从 图可看出线圈从垂直于中性面开始旋转，由楞次定律可判断，初始时刻电流方向为 到 ，为负值。故瞬时电流的表达式为 ，根据数学知识可知，D正确。
10. C
11. C
【解析】C
第二部分
12. （1）
【解析】 ，
。
（2）
【解析】 时，线圈位于中性面，则电动势的瞬时表达式为：
。
（3）
【解析】 秒时感应电动势的瞬时值为
。
第1页（共1 页）