3.1交变电流 同步训练题（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 3.1交变电流 同步训练题（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 398.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-26 21:46:35 | ||
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文档简介
3.1交变电流 精选训练题
一、单项选择题
1．如图所示，属于交流电的是（ ）
A． B． C． D．
2．小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示，此线圈与一个R=10Ω的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻，下列说法正确的是（ ）
A．该交流电的电压的有效值为100V
B．该交流电的频率为50Hz
C．若将该交流电压加在阻值R=100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是50W
D．该交流电压瞬时值的表达式u=100sin（25πt）
3．一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示，则下列说法正确的是（ ）
A．t＝0时刻，线圈平面与中性面垂直
B．t＝0.01 s时刻的变化率最大
C．t＝0.02 s时刻，交流电动势达到最大
D．该线圈产生的交流电动势的图象如图乙所示
4．某线圈在匀强磁场中转动所产生的电动势变化规律为，保持其他条件不变，使该线圈的转速和匝数同时增加1倍，则此时所产生的电动势的瞬时表达式为（ ）
A．
B．
C．
D．
5．线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流的图像如图所示，由图可知（ ）
A．在B、D时刻穿过线圈的磁通量为零
B．在A、C时刻线圈处于与中性面垂直的位置
C．从A时刻到D时刻线圈转过的角度为π
D．若从0时刻到D时刻经过0.01s，则在1s内交变电流的方向改变100次
6．一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中。通过线圈的磁通量随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．、时刻通过线圈的磁通量变化率最大
B．、时刻线圈中感应电流方向改变
C．、时刻线圈中磁通量最大
D．、时刻线圈中感应电动势最小
7．如图所示，一矩形线圈绕与匀强磁场垂直的中心轴OO′沿顺时针方向转动，引出线的两端分别与相互绝缘的两个半圆形铜环M和N相连．M和N又通过固定的电刷P和Q与电阻R相连．在线圈转动过程中，通过电阻R的电流（ ）
A．大小和方向都随时间做周期性变化
B．大小和方向都不随时间做周期性变化
C．大小不断变化，方向总是P→R→Q
D．大小不断变化，方向总是Q→R→P
8．如图a所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度逆时针匀速转动．若以线圈平面与磁场夹角时（如图b）为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正．则下列四幅图中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
二、多项选择题
9．线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流电动势e＝10sin 20πt(V)，则下列说法正确的是（ ）
A．t＝0时，线圈平面位于中性面
B．t＝0时，穿过线圈的磁通量最大
C．t＝0.1 s时，交变电流将改变方向
D．t＝0.4 s时，e有最大值10V
10．下列关于交变电流与直流电的说法中，正确的是（ ）
A．若电流大小做周期性变化，则不一定是交变电流
B．直流电的大小可以变化，但方向一定不变
C．交变电流一定是按正弦规律变化的
D．交变电流的最大特征就是电流的方向发生周期性变化
11．线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时产生交流电，则下列说法中正确的是（ ）
A．当线圈位于中性面时，线圈中感应电动势为零
B．当穿过线圈的磁通量为零时，线圈中感应电动势最大
C．线圈在磁场中每转一周，产生的感应电动势和感应电流的方向改变一次
D．每当线圈越过中性面时，感应电动势和感应电流的方向就改变一次
12．一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电压，则下列说法正确的是（ ）
A．该交变电压的频率是
B．当时，线圈平面恰好与中性面垂直
C．当时，最大
D．该交变电流电动势的有效值为
13．一矩形线圈绕与匀强磁场垂直的中心轴旋转，切割磁感线的两边通过导体圆环外接电阻R，自图示位置开始以角速度ω匀速转动，则通过R的电流（ ）
A．大小和方向都不断变化 B．方向不变，大小不断变化
C．变化的规律 D．变化的规律
三、填空题
14．一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中以某一边为轴做匀速转动，磁场方向与轴垂直，线圈中感应电动势e与时间t 的关系如图所示，则磁感应强度B=_______，在t = 时刻，线圈平面与磁感线的夹角等于_____。
四、解答题
15．有一个10匝的正方形线框，边长为20 cm，线框总电阻为1 Ω，线框绕OO′轴以10π rad/s的角速度匀速转动，如图所示．垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.5 T．以线框转至图中位置时开始计时．
（1）该线框产生的交变电流的电动势最大值、电流最大值分别是多少？
（2）写出感应电动势随时间变化的表达式．
（3）线框从图示位置转过60°时，感应电动势的瞬时值是多少？
16．磁铁在电器中有广泛的应用，如发电机。如图所示，已知一台单相发电机转子导线框共有N匝，线框长为l1、宽为l2，转子的转动角速度为ω，磁极间的磁感应强度为B。
（1）试导出发电机的瞬时电动势e的表达式。
（2）现在知道有一种强永磁材料钕铁硼，用它制成发电机的磁极时，磁感应强度可增大到原来的k倍。如果保持发电机结构和尺寸、转子转动角速度、需产生的电动势都不变，那么这时转子上的导线框需要多少匝？
参考答案
1．C 2．C 3．B 4．C 5．B 6．D 7．C 8．D
9．ABC 10．ABD 11．ABD 12．AC 13．AD
14． 30°
15．（1）6.28 V 6.28 A （2）e=6.28sin10πt V （3）5.44 V
【解析】
（1）交变电流电动势最大值Em=NBSω=10×0.5×0.22×10 π V=6.28 V
电流的最大值
（2）由于线框转动是从中性面开始计时的，则
（3）线框转过60°时，感应电动势
16．（1） （2）
【解析】
（1）
取轴Ox垂直于磁感应强度，线框转角为θ（如图所示），线框长边垂直于纸面，点A、B表示线框长边导线与纸面的交点，O点表示转轴与纸面的交点。线框长边的线速度为
一根长边导线产生的电动势为
一匝导线框产生的感应电动势为
N匝线框所产生的电动势应为 ；
（2）磁极换成钕铁硼永磁体时，设匝数为N′，有
由可得：。答案第1页，共2页
一、单项选择题
1．如图所示，属于交流电的是（ ）
A． B． C． D．
2．小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示，此线圈与一个R=10Ω的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻，下列说法正确的是（ ）
A．该交流电的电压的有效值为100V
B．该交流电的频率为50Hz
C．若将该交流电压加在阻值R=100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是50W
D．该交流电压瞬时值的表达式u=100sin（25πt）
3．一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示，则下列说法正确的是（ ）
A．t＝0时刻，线圈平面与中性面垂直
B．t＝0.01 s时刻的变化率最大
C．t＝0.02 s时刻，交流电动势达到最大
D．该线圈产生的交流电动势的图象如图乙所示
4．某线圈在匀强磁场中转动所产生的电动势变化规律为，保持其他条件不变，使该线圈的转速和匝数同时增加1倍，则此时所产生的电动势的瞬时表达式为（ ）
A．
B．
C．
D．
5．线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流的图像如图所示，由图可知（ ）
A．在B、D时刻穿过线圈的磁通量为零
B．在A、C时刻线圈处于与中性面垂直的位置
C．从A时刻到D时刻线圈转过的角度为π
D．若从0时刻到D时刻经过0.01s，则在1s内交变电流的方向改变100次
6．一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中。通过线圈的磁通量随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．、时刻通过线圈的磁通量变化率最大
B．、时刻线圈中感应电流方向改变
C．、时刻线圈中磁通量最大
D．、时刻线圈中感应电动势最小
7．如图所示，一矩形线圈绕与匀强磁场垂直的中心轴OO′沿顺时针方向转动，引出线的两端分别与相互绝缘的两个半圆形铜环M和N相连．M和N又通过固定的电刷P和Q与电阻R相连．在线圈转动过程中，通过电阻R的电流（ ）
A．大小和方向都随时间做周期性变化
B．大小和方向都不随时间做周期性变化
C．大小不断变化，方向总是P→R→Q
D．大小不断变化，方向总是Q→R→P
8．如图a所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度逆时针匀速转动．若以线圈平面与磁场夹角时（如图b）为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正．则下列四幅图中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
二、多项选择题
9．线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流电动势e＝10sin 20πt(V)，则下列说法正确的是（ ）
A．t＝0时，线圈平面位于中性面
B．t＝0时，穿过线圈的磁通量最大
C．t＝0.1 s时，交变电流将改变方向
D．t＝0.4 s时，e有最大值10V
10．下列关于交变电流与直流电的说法中，正确的是（ ）
A．若电流大小做周期性变化，则不一定是交变电流
B．直流电的大小可以变化，但方向一定不变
C．交变电流一定是按正弦规律变化的
D．交变电流的最大特征就是电流的方向发生周期性变化
11．线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时产生交流电，则下列说法中正确的是（ ）
A．当线圈位于中性面时，线圈中感应电动势为零
B．当穿过线圈的磁通量为零时，线圈中感应电动势最大
C．线圈在磁场中每转一周，产生的感应电动势和感应电流的方向改变一次
D．每当线圈越过中性面时，感应电动势和感应电流的方向就改变一次
12．一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电压，则下列说法正确的是（ ）
A．该交变电压的频率是
B．当时，线圈平面恰好与中性面垂直
C．当时，最大
D．该交变电流电动势的有效值为
13．一矩形线圈绕与匀强磁场垂直的中心轴旋转，切割磁感线的两边通过导体圆环外接电阻R，自图示位置开始以角速度ω匀速转动，则通过R的电流（ ）
A．大小和方向都不断变化 B．方向不变，大小不断变化
C．变化的规律 D．变化的规律
三、填空题
14．一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中以某一边为轴做匀速转动，磁场方向与轴垂直，线圈中感应电动势e与时间t 的关系如图所示，则磁感应强度B=_______，在t = 时刻，线圈平面与磁感线的夹角等于_____。
四、解答题
15．有一个10匝的正方形线框，边长为20 cm，线框总电阻为1 Ω，线框绕OO′轴以10π rad/s的角速度匀速转动，如图所示．垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.5 T．以线框转至图中位置时开始计时．
（1）该线框产生的交变电流的电动势最大值、电流最大值分别是多少？
（2）写出感应电动势随时间变化的表达式．
（3）线框从图示位置转过60°时，感应电动势的瞬时值是多少？
16．磁铁在电器中有广泛的应用，如发电机。如图所示，已知一台单相发电机转子导线框共有N匝，线框长为l1、宽为l2，转子的转动角速度为ω，磁极间的磁感应强度为B。
（1）试导出发电机的瞬时电动势e的表达式。
（2）现在知道有一种强永磁材料钕铁硼，用它制成发电机的磁极时，磁感应强度可增大到原来的k倍。如果保持发电机结构和尺寸、转子转动角速度、需产生的电动势都不变，那么这时转子上的导线框需要多少匝？
参考答案
1．C 2．C 3．B 4．C 5．B 6．D 7．C 8．D
9．ABC 10．ABD 11．ABD 12．AC 13．AD
14． 30°
15．（1）6.28 V 6.28 A （2）e=6.28sin10πt V （3）5.44 V
【解析】
（1）交变电流电动势最大值Em=NBSω=10×0.5×0.22×10 π V=6.28 V
电流的最大值
（2）由于线框转动是从中性面开始计时的，则
（3）线框转过60°时，感应电动势
16．（1） （2）
【解析】
（1）
取轴Ox垂直于磁感应强度，线框转角为θ（如图所示），线框长边垂直于纸面，点A、B表示线框长边导线与纸面的交点，O点表示转轴与纸面的交点。线框长边的线速度为
一根长边导线产生的电动势为
一匝导线框产生的感应电动势为
N匝线框所产生的电动势应为 ；
（2）磁极换成钕铁硼永磁体时，设匝数为N′，有
由可得：。答案第1页，共2页