3.1交变电流的产生基础巩固-2021-2022学年高二下学期物理沪教版（2019）选择性必修第二册（word含答案）

3.1交变电流的产生基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第二册
一、选择题（共15题）
1．如图中不属于交变电流的是（　　）
A． B．
C． D．
2．如图1所示，交流发电机的矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间t变化的规律如图2所示。已知线圈匝数为20匝，则下列说法正确的是（　　）
A．线圈转动的角速度为
B．1.5s时线圈所在平面与中性面垂直
C．100s内线圈中电流方向改变50次
D．感应电动势的最大值为4πV
3．下列电流随时间变化的图像中，属于交变电流的是（　　）
A． B．
C． D．
4．图是一矩形线圈在一匀强磁场中以角速度ω匀速转动而产生的感应电动势随时间变化的图象，则下列说法正确的是
A．t＝0时通过线圈的磁通量最大；
B．t＝T/4时线圈平面跟磁场方向垂直；
C．一个周期内电流的方向改变一次；
D．t＝T时外电路消耗的电功率最大．
5．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．
6．如图所示，矩形闭合线圈ABCD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，当线圈平面转到与磁场方向垂直的位置时（ ）
A．穿过线圈的磁通量最小 B．线圈中的感应电流为零
C．线圈中的感应电动势最大 D．AB边所受的安培力最大
7．线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，由图可知（　　）
A．在A、C时刻线圈处于中性面位置
B．在B、D时刻穿过线圈的磁通量为零
C．从A时刻到D时刻线圈转过的角度为π
D．若从O时刻到D时刻经过0.02s，则在1s内交变电流的方向改变100次
8．如图甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场B中以恒定的角速度转动（磁场足够大），转动轴O1O2是矩形线圈的对称轴，位于线圈平面内且与匀强磁场方向垂直，线圈中的感应电流i随时间t变化规律如图乙所示，则（ ）
A．该感应电流的频率为4HZ
B．该感应电流的有效值为A
C．t=1s时刻穿过线圈磁通量变化率最小
D．t=2s时刻线圈所在平面与磁场方向平行
9．一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO′匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中，通过线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大
B．t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变
C．t2、t4时刻线圈中磁通量最大
D．t2、t4时刻线圈中感应电动势最大
10．一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴oo`匀速转动，线圈平面位于如图（甲）所示的匀强磁场中．通过线圈内的磁通量Φ随时间的变化规律如图（乙）所示．下列说法正确的是（ ）
A．t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大
B．t2、t4时刻线圈中感应电流方向改变
C．t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变
D．t2、t4时刻线圈中感应电动势最小
11．一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈中感生电动势e随时间的变化规律如图，下面说法正确的是（　　）
A．时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大
B．时通过线圈的磁通量为零
C．时刻通过线圈的磁通量的变化率最大
D．每当感应电流的方向改变时，通过线圈的磁通量的绝对值为最大
12．如图所示，在匀强磁场中有一个矩形单匝线圈ABCD，AB边与磁场垂直，MN边始终与金属滑环K相连，PQ边始终与金属滑环L相连。金属滑环L、交流电流表A、定值电阻R、金属滑环K通过导线串联。现使矩形线圈以恒定角速度绕过BC、AD中点的轴从与磁感线平行的位置开始旋转，下列说法中正确的是（　　）
A．线圈位于图中所示的位置时，穿过线圈的磁通量为0，磁通量的变化率也为0
B．线圈位于图中所示的位置时，穿过线圈的磁通量为0，但磁通量的变化率最大
C．线圈从图中所示的位置转过90°时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率也最大
D．线圈从图中所示的位置转过90°时，流经定值电阻R的电流最大
13．如图甲所示的空间存在一匀强磁场，其方向为垂直于纸面向里，磁场的右边界为MN，在MN右侧有一矩形金属线圈abcd，ab边与MN重合．现使线圈以ab边为轴按图示方向（俯视顺时针）匀速转动，将a、b两端连到示波器的输入端，若电流从a 到b为正，则从图乙中示波器观察到的ab中电流随时间变化的规律是
A．A B．B C．C D．D
14．如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，经过图示位置（线圈平面与磁感线平行）时（　　）
A．穿过线圈的磁通量最大，感应电动势最大
B．穿过线圈的磁通量最大，感应电动势最小
C．穿过线圈的磁通量最小，感应电动势最大
D．穿过线圈的磁通量最小，感应电动势最小
15．如图所示，竖直长直导线通有向下的恒定电流，位于导线右侧的矩形线圈abcd可绕其竖直对称轴O1O2转动。线圈绕轴沿逆时针（沿轴线从上往下看）方向匀速转动，转动周期为T。从图示位置开始计时，下列说法正确的是（　　）
A．线圈中产生正弦式交流电
B．时间内，线圈中感应电流方向为
C．时，线圈的磁通量最大，感应电动势也最大
D．线圈每转动一周电流方向改变一次
二、填空题（共4题）
16．交变电流：大小和方向随时间做_________变化的电流叫作交变电流，简称_________。
17．用测电笔辨别火线和零线时，应用手接触_____，笔尖接触电线，______表明接触的是零线。
18．简单的直流电动机由_________和_________两部分组成，其中一个是永久磁铁，那么另一个就是_________。安装在电动机转轴上用来改变电流方向的装置叫_________，压在换向器上有一对电刷，它必须通过_________与电源相连接。
19．示波器面板如图所示，图甲图为一信号源。
（1）若要观测此信号源发出的正弦交流信号的波形（正弦交流信号的电流i随时间t做周期性变化的图像如图乙所示），应将信号源的a端与示波器面板上的___________接线柱相连，b端与___________接线柱相连。
（2）若示波器所显示的输入波形如图丙所示，要将波形上移，应调节面板上的___________旋钮；要使此波形横向展宽，应调节___________旋钮。
三、综合题（共4题）
20．有同学认为：在匀强磁场中，矩形线圈绕线圈平面内垂直于磁感线的轴匀速转动时，线圈平面跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量为零，因此线圈中的感应电动势为零；线圈平面在中性面内的瞬间，穿过线圈的磁通量最大，因此线圈中的感应电动势最大。这种看法正确吗？为什么？
21．矩形线圈abcd绕轴在匀强磁场中转动，如图所示，请定性分析线圈平面与磁感线平行时穿过线圈的磁通量及磁通量的变化率；当线圈平面与磁感线垂直时又如何？
22．交流发电机模型的示意图如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线框可绕线框平面内垂直于磁感线的OO＇轴转动，由线框引出的导线和分别与两个跟线框一起绕OO＇轴转动的金属圆环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动良好接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻及理想电流表形成闭合电路。已知长度为，bc长度为，线框电阻为，匝数为，线框以恒定角速度逆时针转动。求：
（1） 从线框平面处于中性面位置时开始计时，发电机产生的电动势瞬时值的表达式；
（2）安培表的示数；
（3）若不计一切摩擦，外力驱动线框转动一周所做的功。
23．有人说，在下图中，导电线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大，因而线圈中产生的感应电动势最大；导电线圈平面跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量为零，因而线圈中产生的感应电动势为零。这种说法是否正确？为什么？
参考答案
1．D
2．D
3．C
4．A
5．C
6．B
7．D
8．B
9．B
10．C
11．D
12．B
13．D
14．C
15．B
16．周期性 交流
17．笔尾金属体 氖管不发光
18．转子 定子 线圈 换向器 引出线
19．Y输入 地 竖直位移 X增益
20．
在匀强磁场中，矩形线圈绕线圈平面内垂直于磁感线的轴匀速转动时，线圈平面跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量为零，但是此时磁通量的变化率最大，感应电动势最大；线圈平面在中性面内的瞬间，穿过线圈的磁通量最大，但是此时磁通量的变化率为零，因此线圈中的感应电动势为零。
21．
当线圈平面与磁感线平行时，，而两条长边正好垂直切割磁感线，故此时线圈中感应电动势E最大；又，故此时磁通量的变化率最大；当线圈平面与磁感线垂直时，最大，此时两条长边的转动方向刚好与磁感线平行，不切割磁感线，所以，又，故此时磁通量的变化率（注意：磁通量的变化率的大小等于单匝线圈产生的感应电动势的大小，与线圈匝数n无关）。
22．（1）；（2）；（3）
23．
这种说法不对。因为当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大，此时穿过线圈的磁通量的变化率最小为零，故感应电动势为零；当线圈平面转到与中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量为零，根据法拉第电磁感应定律，则有线圈中磁通量的变化率最大，则线圈的感应电动势也最大。