3.1交变电流课后练习-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交变电流课后练习-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 | 429.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-18 07:14:14 | ||
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文档简介
3.1交变电流
一、选择题（共15题）
1．关于交流发电机的下列叙述正确的是（ ）
A．交流发电机将电能转化为机械能
B．交流发电机由两部分组成，即定子和转子，线圈必须旋转，成为转子，这样才能在线圈中产生交流电
C．交流发电机线圈中产生交流电，输送到外电路也是交流电
D．在交流发电机线圈转动的过程中，线圈中的每一个边都切割磁感线
2．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的电动势按如图所示规律变化。下列说法正确的是（ ）
A．t1、t3时刻穿过线圈的磁通量为0
B．t2、t4时刻线圈通过中性面
C．t1、t3时刻线圈通过中性面
D．t2、t4时刻穿过线圈的磁通量变化最慢
3．对于正弦式交流电，下列说法正确的是（ ）
A．电流在一周期内方向改变一次，大小随时间变化
B．电流在一周期内方向改变二次，大小随时间变化
C．线圈在中性面时穿过线圈的磁通量最大，电动势最大
D．线圈在垂直于中性面的位置磁通量为零，电动势为零
4．如图所示，一个矩形线圈abcd 绕位于线圈平面内且垂直于匀强磁场的固定轴OO′匀速转动，OO′为bc 和 ad 边的中垂线。当线圈平面转到与磁感应强度B的方向平行时，下列说法中正确的是（ ）
A．穿过线圈的磁通量最大
B．线框中产生的感应电动势最小
C．线框中产生的感应电流最小
D．线框中的电流方向不发生改变
5．由i-t图可知，属于交流电的是
A． B．
C． D．
6．如图所示线圈匀速转动或匀速直线运动，能产生交变电流的是（ ）
A． B．
C． D．
7．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,当线圈通过中性面时，下列说法中正确的是( )
A．穿过线圈的磁通量最大,线圈中的感应电动势最大
B．穿过线圈的磁通量最大,线圈中的感应电动势等于零
C．穿过线圈的磁通量等于零,线圈中的感应电动势最大
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．小型交流发电机的原理图如图所示：单匝矩形线圈ABCD置于匀强磁场中，绕过BC、AD中点的轴OO′以恒定角速度旋转，轴OO′与磁场垂直，矩形线圈通过滑环与理想交流电流表A，定值电阻R串联，下列说法中正确的是（ ）
A．线圈平面与磁场垂直时，交流电流表A的示数最小
B．线圈平面与磁场平行时，流经定值电阻R的电流最大
C．线圈平面与磁场垂直时，通过线圈的磁通量变化率最大
D．线圈平面与磁场平行时，通过线圈的磁通量最大
9．某实验装置如图所示，在铁芯P上绕着两个线圈A和B。在线圈A中通入电流i与时间t的关系如图A、B、C、D所示，那么在t1~t2这段时间内，可以观察到线圈B中产生交变电流的是（ ）
A． B．
C． D．
10．线圈在匀强磁场中转动时产生交变电流，下列说法正确的是（ ）
A．线圈每转动一周，感应电流的方向就改变一次
B．线圈每转动一周，感应电动势出现两次最大值
C．线圈平面每经过中性面时，穿过线圈的磁通量变化最快
D．线圈平面每经过中性面时，穿过线圈的磁通量达到最小值
11．一个的电阻，它两端的电压u随时间t的变化规律如图所示，则（ ）
A．流过电阻的最大电流是22A
B．用交流电压表测量电阻两端的电压，其示数为311V
C．电阻消耗的功率为9680W
D．在交流电变化的半个周期内，电阻产生的焦耳热是
12．一矩形线圈在匀强磁场中绕其中心轴匀速转动时，就会在线圈中形成交变电流。下列说法正确的是（ ）
A．线圈经过甲图位置时，穿过线圈的磁通量最大，产生的电流也最大
B．线圈经过乙图位置时，穿过线圈磁通量为零，产生的电流最大，电流的方向为图中箭头指向
C．线圈经过丙图位置时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率也最大
D．线圈从丙图位置转到丁图位置的过程中，穿过线圈的磁通量减小，产生的电动势在减小
13．图为交流发电机的示意图，线圈的AB边连在金属滑环K上，CD边连在金属滑环L上，两个导体电刷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连接.关于其工作原理，下列分析正确的是（ ）
A．当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大
B．当线圈平面转到中性面的瞬间，线圈中的感应电流最大
C．当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量最小
D．当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，线圈中的感应电流最小
14．如图所示，下列图象属于交流电的有（ ）
A．B．C．D．
15．一闭合矩形线圈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时刻线圈转到与中性面垂直位置处
D．t2、t4时刻线圈中感应电动势最小
二、填空题
16．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。
17．已知交变电流的瞬时值的表达式是i＝5sin50πt(A)，从t=0到第一次出现最大值的时间是______
18．矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，在中性面时，通过线圈的磁通量最大。( )
19．如图所示，（a）→（b）→（c）→（d）→（e）过程是交流发电机发电的示意图，线圈的ab边连在金属滑环K上，cd边连在金属滑环L上，用导体制成的两个电刷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连接。
（1）图（a）中，线圈平面与磁感线垂直，磁通量___________，磁通量变化率___________（填“最大”或“零”）。
（2）从图（b）开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关系是___________（填“i=Imsinωt”填“i=Imcos ωt”）。
（3）当线圈转到图（c）位置时，感应电流___________ （填“最小”或“最大”），且感应电流方向___________ （填“改变”或“不改变”）。
（4）当线圈转到图（d）位置时，感应电动势___________（填“最小”或“最大”），ab边感应电流方向为___________（填“a→b”或“b→a”）。
三、综合题
20．如图所示，空间存在一水平向右的匀强磁场，磁感应强度大小为，一阻值、面积的U形框通过M、N两点处的电刷与一标有“6V 12W”的纯电阻用电器L相连接，现以U形框所在平面与磁场平行时作为0时刻，让U形框以恒定的角速度绕M、N所在直线做匀速圆周运动。
(1)求U形框中产生的感应电动势的瞬时值的表达式；
(2)从0时刻开始，U形框转过个周期的过程中流过用电器的电荷量为多少？该电荷量与U形框的角速度大小是否有关？
(3)用电器L能否正常工作？如果能请写出必要的计算过程，如果不能求用电器消耗的实际功率。
21．如图所示，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，边水平，线框绕某一竖直固定轴以角速度匀速转动。在边与磁场方向的夹角到达30°的时刻（图示位置），导线框中产生的瞬时电动势e的大小是多少？标出线框此时的电流方向。已知线框按俯视的逆时针方向转动。
22．如图所示为演示用的手摇发电机原理图，匀强磁场的磁感应强度，线圈匝数，每匝线圈面积为，线圈转速为。在匀速转动过程中，从图示位置线圈转过90°后开始计时，试写出感应电动势瞬时值的表达式并画出图像。
23．图甲为一台小型发电机构造示意图，发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n＝100，内阻r＝5Ω，外电路电阻R＝95 Ω，电路中其余电阻不计．转动过程中穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按正弦规律变化，如图乙所示，求（1）该小型发电机的电动势最大值；（2）交流电流表的读数；（3）0~7.85×10-3s内通过R的电荷量．（取）
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
A．交流发电机将机械能转化为电能，故A错误；
B．交流发电机由两部分组成，即定子和转子，线圈可以是定子，也可以是转子，故B错误；
C．交流发电机线圈中产生交流电，输送到外电路也是交流电，故C正确；
D．在交流发电机线圈转动的过程中，和磁感线共面的边不切割磁感线。故D错误。
故选C。
2．C
【详解】
线圈在中性面时，磁通量最大，磁通量变化率为零，感应电动势为零；在垂直于中性面时，磁通量为零，磁通量变化率最大，感应电动势最大。
故选C。
3．B
【详解】
在正弦交流地中，电流在一个周期内改变两次，选项A错误；选项B正确；线圈在中性面时穿过线圈的磁通量最大，电动势为零，选项CD错误；故选B
4．D
【详解】
线圈平面转到与磁感应强度B的方向平行时，穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，线框中产生的感应电流最大，线框的ab边和dc边切割磁感线的方向不变，则线框中的电流方向不发生改变，故选选项D正确，ABC错误。
故选D。
5．B
【详解】
交流电是指电流的方向发生变化的电流，它的电流的大小可以不变，也可以变化，故选B．
6．D
【详解】
A．转轴与磁场平行，所以线圈中磁通量不会发生变化，故没有感应电流产生，故A错误；
B．根据 ，可知产生的是恒定电流，不会产生交变电流，故B错误；
C．回路磁通量不变，没有感应电流，故C错误；
D．线圈沿垂直磁场的转轴转动，可以产生正弦式交流电，故D正确。
故选D。
7．B
【详解】
矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,当线圈通过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，线圈中磁通量的变化率为零，感应电动势等于零。
故选B.
8．B
【详解】
A、交流电流表显示的是交流电的有效值，不随线圈的转动而变化；故A错误．B、线圈与磁场平行时，磁通量最小，此时电动势最大，电流最大；故B正确．C、线圈平面与磁场垂时，通过线圈的磁通量的变化率为零；故C错误．D、线圈平面与磁场平行时，通过线圈的磁通量为零；故D错误．故选B．
9．D
【详解】
A．由图A可知，A中电流不变，电流产生的磁场不变，穿过P的磁通量不变，故不会产生感应电流，A错误；
B．图B中电流发生变化，产生的磁场均匀变化，会产生感应电流，但不是交变电流，B错误；
C．图C中电流发生变化，产生的磁场发生变化，整个过程会产生交变电流，但在t1~t2这段时间内，电流的变化不均匀，故t1~t2这段时间内也会产生交变电流，C正确；
D．图D中电流发生变化，产生的磁场发生变化，整个过程会产生交变电流，t1~t2这段时间内，电流的变化率发生改变，故产生非均匀变化的磁场，故会产生交变电流，D正确。
故选CD。
10．B
【详解】
A．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向改变一次，线圈转动一周的过程中两次经过中性面，故电流方向改变两次，A错误；
B．当线圈平面与磁感线平行时，线圈中的磁通量最小，但此时导线切割磁感线的速度最大，线圈中的感应电动势最大，线圈转动一周的过程中两次线圈平面与磁感线平行时，感应电动势出现两次最大值，B正确；
C．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，穿过线圈的磁通量变化最慢，CD错误。
故选B。
11．D
【详解】
A．由题图可知，故
选项A错误；
B．电压表的示数指的是有效值，而最大值是有效值的倍，则示数为220V，选项B错误；
C．电阻消耗的功率
选项C错误；
D．半个周期内电阻产生的焦耳热
选项D正确。
故选D。
12．B
【详解】
A.线圈经过甲图位置（中性面）时，穿过线圈的磁通量最大，产生的电流为零。故A错误；
B．线圈经过乙图位置（与中性面垂直）时，穿过线圈的磁通量为零，产生的电流最大，根据楞次定律可知电流的方向为图中箭头指向。故B正确；
C．线圈经过丙图位置（中性面）时，穿过线圈的磁通量最大，产生的磁通量变化率最小为零。故C错误；
D．线圈从丙图位置（中性面）转到丁图位置（与中性面垂直）的过程中，根据法拉第电磁感应定律可知，穿过线圈的磁通量减小，产生的电动势在增大。故D错误。
故选B。
13．AC
【详解】
A、当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为零,，感应电动势为零，线圈中的感应电流为零，故A正确，B错误．
B、当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量最小为零，磁通量变化率最大，感应电动势最大，感应电流最大，故C正确，D错误．
故选AC
14．AC
【详解】
交流电是指电流的方向发生变化的电流，电流的大小是否变化对其没有影响，电流的方向变化的是AC，AC是交流电，BD是直流电；
故选AC．
15．BC
【详解】
AB．t1、t3时刻通过线圈的磁通量Φ的绝对值最大，磁通量变化率，此时感应电动势、感应电流为零，线圈中感应电流方向改变，故A错误，B正确；
CD．t2、t4时刻线圈中磁通量为零，即线圈转到与中性面垂直位置处，磁通量的变化率最大，即感应电动势最大，故C正确，D错误。
故选BC。
16． 笔尾金属体 氖管不发光
【详解】
用测电笔辨别火线和零线时，应用手接触笔尾金属体，笔尖接触电线，氖管不发光表明接触的是零线。
17．0.01s
【详解】
交变电流瞬时表达式i=5sin50πt（A），角频率为，则周期为
由于是正弦式交变电流，从线圈经过中性面开始计时的，在时刻第一次出现电流峰值，则从t=0到第一次出现最大值的时间是0.01s．
18．正确
【详解】
矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，中性面是指线圈平面与磁感线垂直的位移，则在中性面时，通过线圈的磁通量最大。此说法正确。
19． 最大 零 i=Imcosωt 最小 改变 最大 b→a
【详解】
（1）图（a）中，线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，磁通量变化率为零。
（2）从图（b）开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关系是i=Imcos ωt。
（3）当线圈转到图（c）位置时为中性面，感应电流为零，最小，且感应电流方向发生改变。
（4）当线圈转到图（d）位置时，磁通量变化率最大，此时感应电动势最大，由右手定则可知，ab边感应电流方向为b→a。
20．(1)；(2)，无关；(3)不能，
【详解】
(1)U形框转动时产生的感应电动势最大值
则感应电动势的瞬时值表达式为
(2)U形框转过个周期的过程中，产生的平均电动势，用电器电阻
故流过用电器的电荷量
，
由可知，流过用电器的电荷量与U形框角速度的大小无关。
(3)U形框产生的电动势的有效值
用电器两端电压
故用电器L不能正常工作其实际功率
21．；
【详解】
图中的位置，线框的向右的磁通量增大，感应电流的磁场才方向向左，所以感应电流的方向为K→N→M→L→K，如图
从垂直中性面开始计时感应电动势的瞬时表达式为
当线圈平面与垂直中性面夹角为30°时，即
则
22．，图像如下：
【详解】
从线圈平面经过中性面位置开始计时，线圈在时间t内转过角度，于是瞬时感应电动势
其中
根据表达式画图线时，最大值对应正弦图线的峰值，在纵轴上标出电动势的最大值，在横轴上标出时间由题意
，，，，；
所以：
所以：
故图像如图所示：
23．（1） （2） (3)
【详解】
（1）根据Em=nBSω带入数据可知Em=200V
（2）电流表的读数：
(3)由
可得：
一、选择题（共15题）
1．关于交流发电机的下列叙述正确的是（ ）
A．交流发电机将电能转化为机械能
B．交流发电机由两部分组成，即定子和转子，线圈必须旋转，成为转子，这样才能在线圈中产生交流电
C．交流发电机线圈中产生交流电，输送到外电路也是交流电
D．在交流发电机线圈转动的过程中，线圈中的每一个边都切割磁感线
2．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的电动势按如图所示规律变化。下列说法正确的是（ ）
A．t1、t3时刻穿过线圈的磁通量为0
B．t2、t4时刻线圈通过中性面
C．t1、t3时刻线圈通过中性面
D．t2、t4时刻穿过线圈的磁通量变化最慢
3．对于正弦式交流电，下列说法正确的是（ ）
A．电流在一周期内方向改变一次，大小随时间变化
B．电流在一周期内方向改变二次，大小随时间变化
C．线圈在中性面时穿过线圈的磁通量最大，电动势最大
D．线圈在垂直于中性面的位置磁通量为零，电动势为零
4．如图所示，一个矩形线圈abcd 绕位于线圈平面内且垂直于匀强磁场的固定轴OO′匀速转动，OO′为bc 和 ad 边的中垂线。当线圈平面转到与磁感应强度B的方向平行时，下列说法中正确的是（ ）
A．穿过线圈的磁通量最大
B．线框中产生的感应电动势最小
C．线框中产生的感应电流最小
D．线框中的电流方向不发生改变
5．由i-t图可知，属于交流电的是
A． B．
C． D．
6．如图所示线圈匀速转动或匀速直线运动，能产生交变电流的是（ ）
A． B．
C． D．
7．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,当线圈通过中性面时，下列说法中正确的是( )
A．穿过线圈的磁通量最大,线圈中的感应电动势最大
B．穿过线圈的磁通量最大,线圈中的感应电动势等于零
C．穿过线圈的磁通量等于零,线圈中的感应电动势最大
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．小型交流发电机的原理图如图所示：单匝矩形线圈ABCD置于匀强磁场中，绕过BC、AD中点的轴OO′以恒定角速度旋转，轴OO′与磁场垂直，矩形线圈通过滑环与理想交流电流表A，定值电阻R串联，下列说法中正确的是（ ）
A．线圈平面与磁场垂直时，交流电流表A的示数最小
B．线圈平面与磁场平行时，流经定值电阻R的电流最大
C．线圈平面与磁场垂直时，通过线圈的磁通量变化率最大
D．线圈平面与磁场平行时，通过线圈的磁通量最大
9．某实验装置如图所示，在铁芯P上绕着两个线圈A和B。在线圈A中通入电流i与时间t的关系如图A、B、C、D所示，那么在t1~t2这段时间内，可以观察到线圈B中产生交变电流的是（ ）
A． B．
C． D．
10．线圈在匀强磁场中转动时产生交变电流，下列说法正确的是（ ）
A．线圈每转动一周，感应电流的方向就改变一次
B．线圈每转动一周，感应电动势出现两次最大值
C．线圈平面每经过中性面时，穿过线圈的磁通量变化最快
D．线圈平面每经过中性面时，穿过线圈的磁通量达到最小值
11．一个的电阻，它两端的电压u随时间t的变化规律如图所示，则（ ）
A．流过电阻的最大电流是22A
B．用交流电压表测量电阻两端的电压，其示数为311V
C．电阻消耗的功率为9680W
D．在交流电变化的半个周期内，电阻产生的焦耳热是
12．一矩形线圈在匀强磁场中绕其中心轴匀速转动时，就会在线圈中形成交变电流。下列说法正确的是（ ）
A．线圈经过甲图位置时，穿过线圈的磁通量最大，产生的电流也最大
B．线圈经过乙图位置时，穿过线圈磁通量为零，产生的电流最大，电流的方向为图中箭头指向
C．线圈经过丙图位置时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率也最大
D．线圈从丙图位置转到丁图位置的过程中，穿过线圈的磁通量减小，产生的电动势在减小
13．图为交流发电机的示意图，线圈的AB边连在金属滑环K上，CD边连在金属滑环L上，两个导体电刷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连接.关于其工作原理，下列分析正确的是（ ）
A．当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大
B．当线圈平面转到中性面的瞬间，线圈中的感应电流最大
C．当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量最小
D．当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，线圈中的感应电流最小
14．如图所示，下列图象属于交流电的有（ ）
A．B．C．D．
15．一闭合矩形线圈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时刻线圈转到与中性面垂直位置处
D．t2、t4时刻线圈中感应电动势最小
二、填空题
16．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。
17．已知交变电流的瞬时值的表达式是i＝5sin50πt(A)，从t=0到第一次出现最大值的时间是______
18．矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，在中性面时，通过线圈的磁通量最大。( )
19．如图所示，（a）→（b）→（c）→（d）→（e）过程是交流发电机发电的示意图，线圈的ab边连在金属滑环K上，cd边连在金属滑环L上，用导体制成的两个电刷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连接。
（1）图（a）中，线圈平面与磁感线垂直，磁通量___________，磁通量变化率___________（填“最大”或“零”）。
（2）从图（b）开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关系是___________（填“i=Imsinωt”填“i=Imcos ωt”）。
（3）当线圈转到图（c）位置时，感应电流___________ （填“最小”或“最大”），且感应电流方向___________ （填“改变”或“不改变”）。
（4）当线圈转到图（d）位置时，感应电动势___________（填“最小”或“最大”），ab边感应电流方向为___________（填“a→b”或“b→a”）。
三、综合题
20．如图所示，空间存在一水平向右的匀强磁场，磁感应强度大小为，一阻值、面积的U形框通过M、N两点处的电刷与一标有“6V 12W”的纯电阻用电器L相连接，现以U形框所在平面与磁场平行时作为0时刻，让U形框以恒定的角速度绕M、N所在直线做匀速圆周运动。
(1)求U形框中产生的感应电动势的瞬时值的表达式；
(2)从0时刻开始，U形框转过个周期的过程中流过用电器的电荷量为多少？该电荷量与U形框的角速度大小是否有关？
(3)用电器L能否正常工作？如果能请写出必要的计算过程，如果不能求用电器消耗的实际功率。
21．如图所示，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，边水平，线框绕某一竖直固定轴以角速度匀速转动。在边与磁场方向的夹角到达30°的时刻（图示位置），导线框中产生的瞬时电动势e的大小是多少？标出线框此时的电流方向。已知线框按俯视的逆时针方向转动。
22．如图所示为演示用的手摇发电机原理图，匀强磁场的磁感应强度，线圈匝数，每匝线圈面积为，线圈转速为。在匀速转动过程中，从图示位置线圈转过90°后开始计时，试写出感应电动势瞬时值的表达式并画出图像。
23．图甲为一台小型发电机构造示意图，发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n＝100，内阻r＝5Ω，外电路电阻R＝95 Ω，电路中其余电阻不计．转动过程中穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按正弦规律变化，如图乙所示，求（1）该小型发电机的电动势最大值；（2）交流电流表的读数；（3）0~7.85×10-3s内通过R的电荷量．（取）
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
A．交流发电机将机械能转化为电能，故A错误；
B．交流发电机由两部分组成，即定子和转子，线圈可以是定子，也可以是转子，故B错误；
C．交流发电机线圈中产生交流电，输送到外电路也是交流电，故C正确；
D．在交流发电机线圈转动的过程中，和磁感线共面的边不切割磁感线。故D错误。
故选C。
2．C
【详解】
线圈在中性面时，磁通量最大，磁通量变化率为零，感应电动势为零；在垂直于中性面时，磁通量为零，磁通量变化率最大，感应电动势最大。
故选C。
3．B
【详解】
在正弦交流地中，电流在一个周期内改变两次，选项A错误；选项B正确；线圈在中性面时穿过线圈的磁通量最大，电动势为零，选项CD错误；故选B
4．D
【详解】
线圈平面转到与磁感应强度B的方向平行时，穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，线框中产生的感应电流最大，线框的ab边和dc边切割磁感线的方向不变，则线框中的电流方向不发生改变，故选选项D正确，ABC错误。
故选D。
5．B
【详解】
交流电是指电流的方向发生变化的电流，它的电流的大小可以不变，也可以变化，故选B．
6．D
【详解】
A．转轴与磁场平行，所以线圈中磁通量不会发生变化，故没有感应电流产生，故A错误；
B．根据 ，可知产生的是恒定电流，不会产生交变电流，故B错误；
C．回路磁通量不变，没有感应电流，故C错误；
D．线圈沿垂直磁场的转轴转动，可以产生正弦式交流电，故D正确。
故选D。
7．B
【详解】
矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,当线圈通过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，线圈中磁通量的变化率为零，感应电动势等于零。
故选B.
8．B
【详解】
A、交流电流表显示的是交流电的有效值，不随线圈的转动而变化；故A错误．B、线圈与磁场平行时，磁通量最小，此时电动势最大，电流最大；故B正确．C、线圈平面与磁场垂时，通过线圈的磁通量的变化率为零；故C错误．D、线圈平面与磁场平行时，通过线圈的磁通量为零；故D错误．故选B．
9．D
【详解】
A．由图A可知，A中电流不变，电流产生的磁场不变，穿过P的磁通量不变，故不会产生感应电流，A错误；
B．图B中电流发生变化，产生的磁场均匀变化，会产生感应电流，但不是交变电流，B错误；
C．图C中电流发生变化，产生的磁场发生变化，整个过程会产生交变电流，但在t1~t2这段时间内，电流的变化不均匀，故t1~t2这段时间内也会产生交变电流，C正确；
D．图D中电流发生变化，产生的磁场发生变化，整个过程会产生交变电流，t1~t2这段时间内，电流的变化率发生改变，故产生非均匀变化的磁场，故会产生交变电流，D正确。
故选CD。
10．B
【详解】
A．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向改变一次，线圈转动一周的过程中两次经过中性面，故电流方向改变两次，A错误；
B．当线圈平面与磁感线平行时，线圈中的磁通量最小，但此时导线切割磁感线的速度最大，线圈中的感应电动势最大，线圈转动一周的过程中两次线圈平面与磁感线平行时，感应电动势出现两次最大值，B正确；
C．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，穿过线圈的磁通量变化最慢，CD错误。
故选B。
11．D
【详解】
A．由题图可知，故
选项A错误；
B．电压表的示数指的是有效值，而最大值是有效值的倍，则示数为220V，选项B错误；
C．电阻消耗的功率
选项C错误；
D．半个周期内电阻产生的焦耳热
选项D正确。
故选D。
12．B
【详解】
A.线圈经过甲图位置（中性面）时，穿过线圈的磁通量最大，产生的电流为零。故A错误；
B．线圈经过乙图位置（与中性面垂直）时，穿过线圈的磁通量为零，产生的电流最大，根据楞次定律可知电流的方向为图中箭头指向。故B正确；
C．线圈经过丙图位置（中性面）时，穿过线圈的磁通量最大，产生的磁通量变化率最小为零。故C错误；
D．线圈从丙图位置（中性面）转到丁图位置（与中性面垂直）的过程中，根据法拉第电磁感应定律可知，穿过线圈的磁通量减小，产生的电动势在增大。故D错误。
故选B。
13．AC
【详解】
A、当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为零,，感应电动势为零，线圈中的感应电流为零，故A正确，B错误．
B、当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量最小为零，磁通量变化率最大，感应电动势最大，感应电流最大，故C正确，D错误．
故选AC
14．AC
【详解】
交流电是指电流的方向发生变化的电流，电流的大小是否变化对其没有影响，电流的方向变化的是AC，AC是交流电，BD是直流电；
故选AC．
15．BC
【详解】
AB．t1、t3时刻通过线圈的磁通量Φ的绝对值最大，磁通量变化率，此时感应电动势、感应电流为零，线圈中感应电流方向改变，故A错误，B正确；
CD．t2、t4时刻线圈中磁通量为零，即线圈转到与中性面垂直位置处，磁通量的变化率最大，即感应电动势最大，故C正确，D错误。
故选BC。
16． 笔尾金属体 氖管不发光
【详解】
用测电笔辨别火线和零线时，应用手接触笔尾金属体，笔尖接触电线，氖管不发光表明接触的是零线。
17．0.01s
【详解】
交变电流瞬时表达式i=5sin50πt（A），角频率为，则周期为
由于是正弦式交变电流，从线圈经过中性面开始计时的，在时刻第一次出现电流峰值，则从t=0到第一次出现最大值的时间是0.01s．
18．正确
【详解】
矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，中性面是指线圈平面与磁感线垂直的位移，则在中性面时，通过线圈的磁通量最大。此说法正确。
19． 最大 零 i=Imcosωt 最小 改变 最大 b→a
【详解】
（1）图（a）中，线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，磁通量变化率为零。
（2）从图（b）开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关系是i=Imcos ωt。
（3）当线圈转到图（c）位置时为中性面，感应电流为零，最小，且感应电流方向发生改变。
（4）当线圈转到图（d）位置时，磁通量变化率最大，此时感应电动势最大，由右手定则可知，ab边感应电流方向为b→a。
20．(1)；(2)，无关；(3)不能，
【详解】
(1)U形框转动时产生的感应电动势最大值
则感应电动势的瞬时值表达式为
(2)U形框转过个周期的过程中，产生的平均电动势，用电器电阻
故流过用电器的电荷量
，
由可知，流过用电器的电荷量与U形框角速度的大小无关。
(3)U形框产生的电动势的有效值
用电器两端电压
故用电器L不能正常工作其实际功率
21．；
【详解】
图中的位置，线框的向右的磁通量增大，感应电流的磁场才方向向左，所以感应电流的方向为K→N→M→L→K，如图
从垂直中性面开始计时感应电动势的瞬时表达式为
当线圈平面与垂直中性面夹角为30°时，即
则
22．，图像如下：
【详解】
从线圈平面经过中性面位置开始计时，线圈在时间t内转过角度，于是瞬时感应电动势
其中
根据表达式画图线时，最大值对应正弦图线的峰值，在纵轴上标出电动势的最大值，在横轴上标出时间由题意
，，，，；
所以：
所以：
故图像如图所示：
23．（1） （2） (3)
【详解】
（1）根据Em=nBSω带入数据可知Em=200V
（2）电流表的读数：
(3)由
可得：