3.1认识交变电流 基础巩固（word版含答案）

3.1认识交变电流基础巩固2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第二册
一、选择题（共15题）
1．关于交变电流的理解，下列说法正确的是（ ）
A．大小随时间周期性变化的电流叫交变电流
B．交变电流就是正弦交变电流
C．我们的照明用电是交流电
D．电池也是提供的交变电流
2．下列图中，线圈都在匀强磁场中匀速转动，不能产生交变电流的是(　　)
A． B．
C． D．
3．交变电流是　　
A．矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动时产生的电流
B．按正弦规律变化的电流
C．按余弦规律变化的电流
D．大小、方向随时间做周期性变化的电流
4．一个矩形线圈在匀强磁场中绕固定轴做匀速转动，转动轴垂直于磁感线，当线圈平面转到与磁感线平行时，关于穿过线圈的磁通量、磁通量的变化及线圈中的感应电动势，下列说法中正确的是（ ）
A．磁通量最大，磁通量变化最快，感应电动势最大
B．磁通量最大，磁通量变化最慢，感应电动势最大
C．磁通量最小，磁通量变化最快，感应电动势最大
D．磁通量最小，磁通量变化最慢，感应电动势最小
5．如图所示，线圈转动过程中产生交变电流，下列说法正确的是（　　）
A．转到图甲所示位置时，通过线圈的感应电流最大
B．转到图乙所示位置时，通过线圈的感应电流最大
C．转到图丙所示位置时，CD边中感应电流方向为D→C
D．转到图丁所示位置时，AB边中感应电流方向为B→A
6．图甲为一小型发电机的示意图，发电机线圈内阻为1Ω，灯泡L的电阻为9Ω，电压表为理想交流电压表．发电机产生的电动势e随时间t按图乙的正弦规律变化，则
A．0.01s时穿过线圈的磁通量为零
B．线圈转动的角速度为50rad/s
C．电压表的示数为10V
D．灯泡L的电功率为9W
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．如图是交流发电机的示意图，为了清楚，图中只画出了一匝线圈．线圈的AB边连在金属滑环K上，CD边连在滑环L上；导体制成的两个电刷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连接，线圈按逆时针方向匀速转动依次经过如图四个位置的过程中：
A．经甲位置时，穿过线圈的磁通量为零
B．经乙位置时，通过线圈的电流改变方向
C．经丙位置时，通过线圈的电流最大
D．经丁位置时，穿过线圈的磁通量的变化率最大
9．.交流发电机的线圈在匀强磁场中转动，当线圈平面通过中性面时，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
10．有一种自行车，它有能向自行车车头灯泡供电的小型发电机，其原理示意图如图甲所示，图中N，S是一对固定的磁极，磁极间有一固定的绝缘轴上的矩形线圈，转轴的一端有一个与自行车后轮边缘结束的摩擦轮．如图乙所示，当车轮转动时，因摩擦而带动摩擦轮转动，从而使线圈在磁场中转动而产生电流给车头灯泡供电．关于此装置，下列说法正确的是（　　）
A．自行车匀速行驶时线圈中产生的是直流电
B．小灯泡亮度与自行车的行驶速度无关
C．知道摩擦轮与后轮的半径，就可以知道后轮转一周的时间里摩擦轮转动的圈数
D．线圈匝数越多，穿过线圈的磁通量的变化率越大
11．如图所示的线圈不能产生交变电流的是(　　)
A． B． C． D．
12．一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e随时间t的变化如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．时刻通过线圈的磁通量最大
B．时刻通过线圈的磁通量最大
C．时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大
D．时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值为0
13．关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，下列说法中正确的是（ ）
A．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改变一次
B．线圈每转动一周，感应电流的方向改变一次
C．线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次，感应电动势的方向不变
D．线圈每转动一周，感应电动势和感应电流的方向都改变一次
14．矩形线圈匝数50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图所示，则（　　）
A．在t＝0.1 s和t＝0.3 s时，电动势最大
B．在t＝0.1 s和t＝0.3 s时，线圈与中性面垂直
C．在t＝0.2 s和t＝0.4 s时，磁通量变化率最大
D．在t＝0.2 s和t＝0.4 s时，电动势改变方向
15．如图所示，水平向右、磁感应强度为B的匀强磁场中，一边长为L的正方形单匝线圈abcd绕水平中以轴OO’沿逆时针方向以角速度匀速转动，OO’与磁场方向垂直．线圈的两端与磁场外的电阻相连组成闭合电路，则
A．线圈平面垂直于磁场方向时，穿过线圈平面的磁通量最小
B．线圈平面垂直于磁场方向时，线圈中的感应电流最大
C．线圈中的感应动势的峰值为BL2
D．线圈中交变电流的频率是
二、填空题（共4题）
16．为了防止静电的危害，富兰克林通过一系列实验，发现了_______放电现象，并且在1753年发明了避雷针．电荷的_____形成电流；大小和____随时间发生周期性变化的电流叫交流电．
17．一矩形线圈在匀强磁场中以角速度匀速转动，产生的交变电动势的图像如图所示。当时，线圈平面与磁感线___________，当时，e为___________V。
18．交变电流：电流，电压随时间做________，这样的电流叫做交变电流。我们把交变电流完成一次周期性变化所需的________，叫做它的周期。交流电在1s内完成的周期性变化的________叫做它的频率。
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．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？
21．如图所示是交流发电机模型示意图，n＝100匝的矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B＝T的水平匀强磁场中，线框面积S＝0.48m2．线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω＝50πrad/s匀速转动，并与理想变压器相连，变压器副线圈接入一只额定电压为12V的灯泡，灯泡正常发光，线框、输电线路的电阻都不计．
求：(1)将图示时刻记为t＝0，写出电动势瞬时表达式；
(2)变压器的原、副线圈匝数比．
22．如图所示，N＝50匝的矩形线圈abcd，ab边长l1＝20 cm，ad边长l2＝25 cm，放在磁感应强度B＝0.4 T的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴以n＝3000 r/min的转速匀速转动，线圈电阻r＝1 Ω，外电路电阻R＝9 Ω，t＝0时线圈平面与磁感线平行，ab边正转出纸外、cd边转入纸里．求：
(1)t＝0时感应电流的方向；
(2)感应电动势的瞬时值表达式；
(3)线圈转动一圈整个电路中产生的电热；
(4)从图示位置转过90°的过程中流过电阻R的电荷量．
23．某一交变电流的电动势随时间变化的规律如图所示
(1)根据图像判断线圈在何处时开始计时？
(2)在横轴上已标出的时刻中，线圈在哪些时刻处于与磁场方向垂直的位置？
(3)，时刻线圈分别处于与中性面的夹角为多大处？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．A
3．D
4．C
5．A
6．D
7．D
8．D
9．C
10．C
11．A
12．A
13．A
14．C
15．D
16． 尖端 定向移动 方向
17． 垂直 0
18． 周期性变化 时间 次数
19． Y输入 地 竖直位移 X增益
20．
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）。
21．(1) (2)
22．(1)感应电流方向沿adcba （2) e＝314cos(100πt) V　(3)98.6 J　(4)0.1 C
23．(1)中性面位置；(2)0、、、；(3)45°，90°。
答案第1页，共2页