3.1-3.2交变电流及描述 同步练习（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 3.1-3.2交变电流及描述 同步练习（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 369.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-25 10:49:41 | ||
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文档简介
人教2019物理 选修二 3.1-3.2交变电流及描述 同步练习
一．选择题（共15小题）
1．下列图像中不属于交流电的有（ ）
2．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．强度随时间做周期性变化的电流
D．方向随时间做周期性变化的电流
3．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．电流最大值为0.2A，周期为0.01s
D．电流大小变化，方向不变，不是直流电，是交流电
4．一个10匝、总电阻为2Ω的闭合矩形金属线框位于匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，穿过该线框的磁通量随时间按如图所示的正弦规律变化。下列说法正确的是（ ）
A．t＝0时，线框平面与中性面重合
B．线框产生的感应电动势的最大值为20πV
C．线框产生的交变电动势的频率为0.5Hz
D．线框的发热功率为400π2W
5．下列情况中，线圈都以角速度ω绕其转轴OO'匀速转动，不能产生交变电流的是（ ）
6．如图所示，发电机的矩形线框绕对称轴OO'以一定的转速匀速转动，通过电刷EF给外电阻R供电。在轴线OO'右侧有一竖直向上的匀强磁场，左侧没有磁场。取线框处于中性面时开始计时，关于电流变化规律，以下图像中正确的是（ ）
7．如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO'匀速转动，从某时刻开始计时，产生的感应电动势e随时间t的变化图象如图乙所示，若外接电阻R＝70Ω，线圈电阻r＝10Ω，则下列说法正确的是（ ）
A．线圈转动的角速度为50rad/s
B．t＝0.01s时穿过线圈的磁通量最大
C．通过线圈的最大电流为1.25A
D．理想交流电压表的示数为87.5V
8．一矩形金属线圈在匀强磁场中绕垂直磁场方向的转轴匀速转动，产生交变电流的电动势为220sin（100πt）V，对于这个交变电流的说法正确的是（ ）
A．此交变电流的频率为100Hz
B．t＝0时，线圈平面与中性面重合，此时磁通量最大
C．耐压为230V的电容器能够在该交变电路中使用
D．此交变电流电动势的有效值为
9．如图，是一台旋转电枢式交流发动机的原理图，设线圈的角速度为ω，感应电动势和感应电流的最大值分别为Em和Im，由图可以判断下列说法正确的是（ ）
A．电流计的左端为表的正极
B．交流电的方向在图乙的位置要改变一次
C．如果从图甲开始计时，线圈产生的感应电动势表示为e＝Emsinωt
D．如果从图乙开始计时，线圈产生的感应电流表示为i＝Imsinωt
10．一正弦交变电流的i﹣t图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．在t＝0.10s时电流改变方向
B．该交变电流的周期为0.25s
C．该交变电流的表达式为i＝2cos10πtA
D．将该交变电流通过一个R＝1Ω的电阻，通电10s产生的热量为40J
11．一矩形线圈绕垂直于匀强磁场方向、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的变化情况如图所示，则下列说法中不正确的是（ ）
A．每当感应电动势e变换方向时，穿过线圈的磁通量的绝对值都为最大
B．t1和t3时刻穿过线圈的磁通量变化率为零
C．该图是从线圈平面与磁场方向平行时刻开始计时的
D．t2和t4时刻穿过线圈的磁通量最大
12．如图甲，10匝完全相同的线圈abcd整体在匀强磁场中绕MN轴匀速转动，单匝线圈上产生的电动势随时间变化规律如图乙所示，单匝线圈内阻r＝0.1Ω。定值电阻R＝9Ω。下列说法正确的是（ ）
A．0.05s时穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化最慢
B．图甲中交流电压表的示数是9V
C．此交变电流的周期是0.2s，线圈转动的角速度是5πrad/s
D．线圈从图示位置转过45°，电压表的示数为10V
13．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．0～T时间内，线圈中感应电流方向为abcda
C．t＝0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
14．如图所示，图甲为方波交流电源的电压随时间周期性变化的图像，图乙所示为给方波交流电源加上二极管后得到的电压随时间周期性变化的图像，则图甲和图乙中电压有效值之比为（ ）
A．：1 B．1： C．1：2 D．2：1
15．先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电。第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化如图甲所示；第二次灯泡两端的电压随时间变化规律如图乙所示，不考虑温度对灯泡电阻影响。则以下说法正确的是（ ）
A．第一、第二次，灯泡两端的电压之比为1：2
B．第一、第二次，通过灯泡的电流之比是2：1
C．第一、第二次，灯泡电功率之比是1：2
D．第一、第二次，灯泡在相等时间内产生的热量之比是1：4
二．多选题（共7小题）
（多选）16．下列关于交变电流的说法中，不正确的是（ ）
A．若交变电流最大值为5A，则它的最小值为0
B．用交流电流表测交变电流时，指针来回摆动
C．我国工农业生产和生活用的交变电流，频率为50Hz，故电流方向每秒改变100次
D．正弦交变电流i＝220sin100πt（A）的最大值为311A，频率为100Hz
（多选）17．一交变电压的瞬时值的表达式为u＝200sin50πt（V）。下列说法正确的是（ ）
A．用理想交流电压表测量该电压，其示数为200V
B．该交变电压的周期为0.02s
C．在t＝s时刻，该交变电压的瞬时值为100V
D．将该电压加在规格为“200V 100W”的灯泡两端，灯泡的实际功率为100W
（多选）18．一线框在匀强磁场中转动、产生的正弦式交变电流随时间变化的规律如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．交流电压瞬时值的表达式为u＝10sin25t（V）
B．交流电的频率为25Hz
C．0.01s末线框平面平行于磁场，穿过线框的磁通量变化最快
D．0.02s时穿过线框的磁通量为零
（多选）19．某交流发电机工作的示意图如图所示，单匝矩形线框abcd在匀强磁场中绕OO'逆时针匀速转动，若从图示位置（线框平面与磁场方向垂直）开始计时，则在线框从图示位置转过90°的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．通过线框的电流方向由c到b
B．通过线框的电流方向由b到c
C．通过线框的电流的最大值与平均值的比值为
D．通过线框的电流的最大值与平均值的比值为
（多选）20．如图甲所示，标有“220V、40W”的灯泡和标有“20μF、300V”的电容器并联到交流电源上。交流电源由一个100匝的闭合矩形金属线圈构成，线圈绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，线圈处在匀强磁场中，穿过该线圈的磁通量随时间按图乙所示正弦规律变化。线圈内阻忽略不计，则下列说法正确的是（ ）
A．t＝0.5s时刻，V的示数为零
B．t＝0.5s时刻，线圈中的电流改变方向
C．灯泡恰好正常发光
D．电容器不可能被击穿
（多选）21．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图像如图乙所示，则（ ）
A．t＝0.005s时线框的磁通量变化率为零
B．t＝0.01s时穿过线框平面磁通量最大
C．线框产生的交变电动势频率为50Hz
D．线框产生的交变电动势有效值为311V
（多选）22．海洋中蕴藏着巨大的能量，利用海洋的波浪可以发电。在我国南海上有一浮桶式波浪发电灯塔，其原理示意图如图甲所示。浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置的线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动，且始终处于磁场中，该线圈与阻值R＝15Ω的灯泡相连。浮桶下部由内、外两密封圆筒构成（图中斜线阴影部分），如图乙所示，其内为产生磁场的磁体，与浮桶内侧面的缝隙忽略不计。匝数N＝200线圈所在处的磁感应强度B＝0.2T，线圈直径D＝0.4m，线圈电阻r＝1Ω。重力加速度g取10m/s2，π2≈10。若浮桶随波浪上下运动的速度可表示为v＝0.4πsinπt（m/s）。则下列说法正确的是（ ）
A．波浪发电产生电动势e的瞬时值表达式为e＝0.32sinπt（V）
B．灯泡中电流i的瞬时值表达式为i＝4sinπt（A）
C．灯泡的电功率为120W
D．1分钟内线圈消耗的电能为960J
三．实验题（共2小题）
23．匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图（甲）所示，产生的交变电动势的图象如图（乙）所示，在t＝0.005s时通过线框平面的磁通量 （填“最大”或“最小”）；在t＝0.01s时线框平面与中性面 ；线框产生的交变电动势有效值约为 ；线框产生的交变电动势的频率为 Hz。
24．有一个正方形线圈的匝数为10匝，边长为20cm，线圈总电阻为1Ω，线圈绕OO′轴以10π rad/s的角速度匀速转动，如图所示，匀强磁场的磁感应强度为0.5T，
（1）该线圈产生的交变电流电动势的峰值是 V、电流的峰值别是 A。
（2）若从中性面位置开始计时，感应电动势随时间变化的表达式为 V。
（3）线圈从中性面位置开始，转过30°时，感应电动势的瞬时值是 V．（所有数值计算均保留两位小数）
四．计算题（共4小题）
25．图甲所示为小型旋转电枢式交流发电机原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′按如图所示方向迅速转动，线圈的匝数n＝100，线圈的电阻r＝10Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，R＝90Ω。在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图乙所示正弦规律变化。从t＝0开始，线圈转过60°时感应电流是多大？
26．如图是交流发电机的示意图，装置中两磁极之间产生的磁场可近似为匀强磁场，磁感应强度为B。矩形线圈abcd的面积为S，共有n匝，线圈总电阻为r，可绕垂直于磁场的固定对称轴OO′匀速转动，角速度为ω。线圈在转动时可以通过滑环K、L和电刷E、F保持与外电路电阻R的连接。（不计转动轴及滑环与电刷的摩擦）求：
（1）线圈中电动势的最大值Em；
（2）此发电机在上述工作状态下的输出功率P；
（3）线圈匀速转动N周过程中发电机线圈电阻r产生的焦耳热Q。
27．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示。产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示。已知线框内阻为1.0Ω，外接一只电阻为9.0Ω的灯泡，则
（1）写出电动势的瞬时值表达式？
（2）电压表的示数是多少？
（3）灯泡实际消耗的功率为多少？
28．如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝T，边长L＝10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r＝1Ω，线圈绕垂直于磁感线的轴OO1匀速转动，角速度ω＝2πrad/s，外电路电阻R＝4Ω。求由图示位置（磁感线与线圈平面平行）开始计时（计算结果保留π和根号）：
（1）线圈转动过程中产生的感应电动势的瞬时表达式；
（2）线圈转到30°角时感应电动势的瞬时值；
（3）由图示位置转过30°角的过程中产生的平均感应电动势；
（4）电压表的读数。
人教2019物理 选修二 3.1-3.2交变电流及描述 同步练习
参考答案与试题解析
一．选择题（共15小题）
1．B。
2．D。
3．A。
4．B。
5．B。
6．D。
7．C。
8．B。
9．C。
10．C。
11．D。
12．B。
13．B。
14．A。
15．C。
二．多选题（共7小题）
16．BD。
17．AD。
18．BC。
19．BC。
20．BD。
21．BC。
22．BC。
三．实验题（共2小题）
23．最小；重合；220V，50
24．6.28，6.28A；e＝6.28sin10πt；3.14；
四．计算题（共4小题）
25．答：从t＝0开始，线圈转过60°时感应电流是1A。
26．答：（1）线圈中电动势的最大值Em为nBSω；
（2）此发电机在上述工作状态下的输出功率P为；
（3）线圈匀速转动N周过程中发电机线圈电阻r产生的焦耳热Q为。
27．答：（1）电动势的瞬时值表达式是e＝20cos10πt V，
（2）电压表的示数是18V，
（3）灯泡实际消耗的功率为36W。
28．答：（1）线圈转动过程中产生的感应电动势的瞬时表达式为2 V；
（2）线圈转到30°角时感应电动势的瞬时值为V；
（3）由图示位置转过30°角的过程中产生的平均感应电动势为V；
（4）电压表的读数为1.6V。第11页（共12页）
一．选择题（共15小题）
1．下列图像中不属于交流电的有（ ）
2．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．强度随时间做周期性变化的电流
D．方向随时间做周期性变化的电流
3．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．电流最大值为0.2A，周期为0.01s
D．电流大小变化，方向不变，不是直流电，是交流电
4．一个10匝、总电阻为2Ω的闭合矩形金属线框位于匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，穿过该线框的磁通量随时间按如图所示的正弦规律变化。下列说法正确的是（ ）
A．t＝0时，线框平面与中性面重合
B．线框产生的感应电动势的最大值为20πV
C．线框产生的交变电动势的频率为0.5Hz
D．线框的发热功率为400π2W
5．下列情况中，线圈都以角速度ω绕其转轴OO'匀速转动，不能产生交变电流的是（ ）
6．如图所示，发电机的矩形线框绕对称轴OO'以一定的转速匀速转动，通过电刷EF给外电阻R供电。在轴线OO'右侧有一竖直向上的匀强磁场，左侧没有磁场。取线框处于中性面时开始计时，关于电流变化规律，以下图像中正确的是（ ）
7．如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO'匀速转动，从某时刻开始计时，产生的感应电动势e随时间t的变化图象如图乙所示，若外接电阻R＝70Ω，线圈电阻r＝10Ω，则下列说法正确的是（ ）
A．线圈转动的角速度为50rad/s
B．t＝0.01s时穿过线圈的磁通量最大
C．通过线圈的最大电流为1.25A
D．理想交流电压表的示数为87.5V
8．一矩形金属线圈在匀强磁场中绕垂直磁场方向的转轴匀速转动，产生交变电流的电动势为220sin（100πt）V，对于这个交变电流的说法正确的是（ ）
A．此交变电流的频率为100Hz
B．t＝0时，线圈平面与中性面重合，此时磁通量最大
C．耐压为230V的电容器能够在该交变电路中使用
D．此交变电流电动势的有效值为
9．如图，是一台旋转电枢式交流发动机的原理图，设线圈的角速度为ω，感应电动势和感应电流的最大值分别为Em和Im，由图可以判断下列说法正确的是（ ）
A．电流计的左端为表的正极
B．交流电的方向在图乙的位置要改变一次
C．如果从图甲开始计时，线圈产生的感应电动势表示为e＝Emsinωt
D．如果从图乙开始计时，线圈产生的感应电流表示为i＝Imsinωt
10．一正弦交变电流的i﹣t图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．在t＝0.10s时电流改变方向
B．该交变电流的周期为0.25s
C．该交变电流的表达式为i＝2cos10πtA
D．将该交变电流通过一个R＝1Ω的电阻，通电10s产生的热量为40J
11．一矩形线圈绕垂直于匀强磁场方向、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的变化情况如图所示，则下列说法中不正确的是（ ）
A．每当感应电动势e变换方向时，穿过线圈的磁通量的绝对值都为最大
B．t1和t3时刻穿过线圈的磁通量变化率为零
C．该图是从线圈平面与磁场方向平行时刻开始计时的
D．t2和t4时刻穿过线圈的磁通量最大
12．如图甲，10匝完全相同的线圈abcd整体在匀强磁场中绕MN轴匀速转动，单匝线圈上产生的电动势随时间变化规律如图乙所示，单匝线圈内阻r＝0.1Ω。定值电阻R＝9Ω。下列说法正确的是（ ）
A．0.05s时穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化最慢
B．图甲中交流电压表的示数是9V
C．此交变电流的周期是0.2s，线圈转动的角速度是5πrad/s
D．线圈从图示位置转过45°，电压表的示数为10V
13．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．0～T时间内，线圈中感应电流方向为abcda
C．t＝0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
14．如图所示，图甲为方波交流电源的电压随时间周期性变化的图像，图乙所示为给方波交流电源加上二极管后得到的电压随时间周期性变化的图像，则图甲和图乙中电压有效值之比为（ ）
A．：1 B．1： C．1：2 D．2：1
15．先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电。第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化如图甲所示；第二次灯泡两端的电压随时间变化规律如图乙所示，不考虑温度对灯泡电阻影响。则以下说法正确的是（ ）
A．第一、第二次，灯泡两端的电压之比为1：2
B．第一、第二次，通过灯泡的电流之比是2：1
C．第一、第二次，灯泡电功率之比是1：2
D．第一、第二次，灯泡在相等时间内产生的热量之比是1：4
二．多选题（共7小题）
（多选）16．下列关于交变电流的说法中，不正确的是（ ）
A．若交变电流最大值为5A，则它的最小值为0
B．用交流电流表测交变电流时，指针来回摆动
C．我国工农业生产和生活用的交变电流，频率为50Hz，故电流方向每秒改变100次
D．正弦交变电流i＝220sin100πt（A）的最大值为311A，频率为100Hz
（多选）17．一交变电压的瞬时值的表达式为u＝200sin50πt（V）。下列说法正确的是（ ）
A．用理想交流电压表测量该电压，其示数为200V
B．该交变电压的周期为0.02s
C．在t＝s时刻，该交变电压的瞬时值为100V
D．将该电压加在规格为“200V 100W”的灯泡两端，灯泡的实际功率为100W
（多选）18．一线框在匀强磁场中转动、产生的正弦式交变电流随时间变化的规律如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．交流电压瞬时值的表达式为u＝10sin25t（V）
B．交流电的频率为25Hz
C．0.01s末线框平面平行于磁场，穿过线框的磁通量变化最快
D．0.02s时穿过线框的磁通量为零
（多选）19．某交流发电机工作的示意图如图所示，单匝矩形线框abcd在匀强磁场中绕OO'逆时针匀速转动，若从图示位置（线框平面与磁场方向垂直）开始计时，则在线框从图示位置转过90°的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．通过线框的电流方向由c到b
B．通过线框的电流方向由b到c
C．通过线框的电流的最大值与平均值的比值为
D．通过线框的电流的最大值与平均值的比值为
（多选）20．如图甲所示，标有“220V、40W”的灯泡和标有“20μF、300V”的电容器并联到交流电源上。交流电源由一个100匝的闭合矩形金属线圈构成，线圈绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，线圈处在匀强磁场中，穿过该线圈的磁通量随时间按图乙所示正弦规律变化。线圈内阻忽略不计，则下列说法正确的是（ ）
A．t＝0.5s时刻，V的示数为零
B．t＝0.5s时刻，线圈中的电流改变方向
C．灯泡恰好正常发光
D．电容器不可能被击穿
（多选）21．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图像如图乙所示，则（ ）
A．t＝0.005s时线框的磁通量变化率为零
B．t＝0.01s时穿过线框平面磁通量最大
C．线框产生的交变电动势频率为50Hz
D．线框产生的交变电动势有效值为311V
（多选）22．海洋中蕴藏着巨大的能量，利用海洋的波浪可以发电。在我国南海上有一浮桶式波浪发电灯塔，其原理示意图如图甲所示。浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置的线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动，且始终处于磁场中，该线圈与阻值R＝15Ω的灯泡相连。浮桶下部由内、外两密封圆筒构成（图中斜线阴影部分），如图乙所示，其内为产生磁场的磁体，与浮桶内侧面的缝隙忽略不计。匝数N＝200线圈所在处的磁感应强度B＝0.2T，线圈直径D＝0.4m，线圈电阻r＝1Ω。重力加速度g取10m/s2，π2≈10。若浮桶随波浪上下运动的速度可表示为v＝0.4πsinπt（m/s）。则下列说法正确的是（ ）
A．波浪发电产生电动势e的瞬时值表达式为e＝0.32sinπt（V）
B．灯泡中电流i的瞬时值表达式为i＝4sinπt（A）
C．灯泡的电功率为120W
D．1分钟内线圈消耗的电能为960J
三．实验题（共2小题）
23．匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图（甲）所示，产生的交变电动势的图象如图（乙）所示，在t＝0.005s时通过线框平面的磁通量 （填“最大”或“最小”）；在t＝0.01s时线框平面与中性面 ；线框产生的交变电动势有效值约为 ；线框产生的交变电动势的频率为 Hz。
24．有一个正方形线圈的匝数为10匝，边长为20cm，线圈总电阻为1Ω，线圈绕OO′轴以10π rad/s的角速度匀速转动，如图所示，匀强磁场的磁感应强度为0.5T，
（1）该线圈产生的交变电流电动势的峰值是 V、电流的峰值别是 A。
（2）若从中性面位置开始计时，感应电动势随时间变化的表达式为 V。
（3）线圈从中性面位置开始，转过30°时，感应电动势的瞬时值是 V．（所有数值计算均保留两位小数）
四．计算题（共4小题）
25．图甲所示为小型旋转电枢式交流发电机原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′按如图所示方向迅速转动，线圈的匝数n＝100，线圈的电阻r＝10Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，R＝90Ω。在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图乙所示正弦规律变化。从t＝0开始，线圈转过60°时感应电流是多大？
26．如图是交流发电机的示意图，装置中两磁极之间产生的磁场可近似为匀强磁场，磁感应强度为B。矩形线圈abcd的面积为S，共有n匝，线圈总电阻为r，可绕垂直于磁场的固定对称轴OO′匀速转动，角速度为ω。线圈在转动时可以通过滑环K、L和电刷E、F保持与外电路电阻R的连接。（不计转动轴及滑环与电刷的摩擦）求：
（1）线圈中电动势的最大值Em；
（2）此发电机在上述工作状态下的输出功率P；
（3）线圈匀速转动N周过程中发电机线圈电阻r产生的焦耳热Q。
27．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示。产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示。已知线框内阻为1.0Ω，外接一只电阻为9.0Ω的灯泡，则
（1）写出电动势的瞬时值表达式？
（2）电压表的示数是多少？
（3）灯泡实际消耗的功率为多少？
28．如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝T，边长L＝10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r＝1Ω，线圈绕垂直于磁感线的轴OO1匀速转动，角速度ω＝2πrad/s，外电路电阻R＝4Ω。求由图示位置（磁感线与线圈平面平行）开始计时（计算结果保留π和根号）：
（1）线圈转动过程中产生的感应电动势的瞬时表达式；
（2）线圈转到30°角时感应电动势的瞬时值；
（3）由图示位置转过30°角的过程中产生的平均感应电动势；
（4）电压表的读数。
人教2019物理 选修二 3.1-3.2交变电流及描述 同步练习
参考答案与试题解析
一．选择题（共15小题）
1．B。
2．D。
3．A。
4．B。
5．B。
6．D。
7．C。
8．B。
9．C。
10．C。
11．D。
12．B。
13．B。
14．A。
15．C。
二．多选题（共7小题）
16．BD。
17．AD。
18．BC。
19．BC。
20．BD。
21．BC。
22．BC。
三．实验题（共2小题）
23．最小；重合；220V，50
24．6.28，6.28A；e＝6.28sin10πt；3.14；
四．计算题（共4小题）
25．答：从t＝0开始，线圈转过60°时感应电流是1A。
26．答：（1）线圈中电动势的最大值Em为nBSω；
（2）此发电机在上述工作状态下的输出功率P为；
（3）线圈匀速转动N周过程中发电机线圈电阻r产生的焦耳热Q为。
27．答：（1）电动势的瞬时值表达式是e＝20cos10πt V，
（2）电压表的示数是18V，
（3）灯泡实际消耗的功率为36W。
28．答：（1）线圈转动过程中产生的感应电动势的瞬时表达式为2 V；
（2）线圈转到30°角时感应电动势的瞬时值为V；
（3）由图示位置转过30°角的过程中产生的平均感应电动势为V；
（4）电压表的读数为1.6V。第11页（共12页）