3.1交变电流同步练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 3.1交变电流同步练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 642.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-29 00:08:40 | ||
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文档简介
人教版（2019）选择性必修二 3.1 交变电流 同步练习
一、单选题
1．在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为，则（ ）
A．时，线圈平面位于与中性面垂直的位置
B．时，线圈中的电流改变方向
C．时，线圈中的感应电动势最大
D．时，线圈中的电流为0
2．矩形线圈绕垂直于匀强磁场的对称轴作匀速转动时，则（ ）
A．当线圈平面处于中性面时，穿过线圈平面的磁通量最大，感应电动势最大
B．当线圈平面处于中性面时，穿过线圈平面的磁通量最大,感应电动势为零
C．当线圈平面与磁感线平行瞬间，穿过线圈平面的磁通量为零，感应电动势为零
D．线圈转动一周，感应电流的方向改变一次
3．图中，设磁感应强度为0.01T，单匝线圈边长AB为20cm，宽AD为10cm，转速n为50r/s，则线圈转动时感应电动势的最大值为（ ）
A．1×10-2V B．3.14×10-2Ｖ C．2×10-2V D．6.28×10-2V
4．如图所示，在水平向右的匀强磁场中，一线框绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线框通过电刷、圆环、导线等与定值电阻组成闭合回路。t1、t2时刻线框分别转到图甲、乙所示的位置，下列说法正确的是（ ）
A．t1时刻穿过线框的磁通量最大
B．t1时刻电阻中的电流最大，方向从右向左
C．t2时刻穿过线框的磁通量变化最快
D．t2时刻电阻中的电流最大，方向从右向左
5．如图所示为交流发电机示意图，线圈的边连在金属滑环K上，边连在滑环L上，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的连接。下列说法正确的是（ ）
A．当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最小
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
C．当线圈平面转到中性面的瞬间，线圈中的感应电流最大
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
6．矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是（ ）
A．当线框位于中性面时，线框的磁通量最大，磁通量变化最快
B．线框经过中性面时，各边切割磁感线的速度为零
C．当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零
D．线框绕轴每转动一周，感应电流方向就改变一次
7．如图所示，交流发电机内矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，下列说法正确的是（ ）
A．图示时刻穿过线圈磁通量为零，感应电动势为零
B．图示时刻穿过线圈磁通量最大，感应电动势最大
C．线圈从图示时刻转过90°时，磁通量变化最快
D．线圈在图示时刻，磁通量变化最快
8．下列事物与磁现象无关的是（ ）
A．白炽灯 B．电动机
C．指南针 D．交流发电机
9．图甲是小型交流发电机的示意图，在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁场方向垂直的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示，发电机线圈内阻为，外接一只电阻为的灯泡，不计电路的其他电阻，则（ ）
A．时线圈平面与中性面垂直
B．每秒钟内电流方向改变100次
C．灯泡两端的电压为
D．线圈的转速为
10．如图所示的四个装置中，与发电机工作原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
11．某交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动时，磁通量Φ随时间t变化的规律如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．1s内线圈中电流方向改变50次
B．t=0时，线圈平面与中性面重合
C．t=0.01s时，磁通量变化率的绝对值为40πWb/s
D．t=0.015s时，线圈中的感应电流最大
12．如图甲所示，螺线管竖直置于靠近水平桌面的上方，质量为m的闭合金属圆环平放在桌面上，螺线管的中轴线与圆环相交。现在螺线管中通入如图乙所示的正弦交变电流，规定图甲中标出的电流方向为正方向。圆环始终静止，下列说法正确的是（ ）
A．内，从上向下看圆环中感应电流方向为顺时针
B．内，圆环中的感应电动势逐渐减小
C．内，圆环对桌面的压力大于mg
D．内，圆环对桌面的摩擦力方向向左
13．在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为2Ω，则（ ）
A．t＝0时，线圈平面垂直于磁感线
B．t＝1s时，线圈中的电流改变方向
C．t＝1.5s时，线圈中磁通量的变化率最大
D．t＝2s时，线圈中的感应电流最大
14．大型发电机几乎都是旋转磁极式发电机，如图所示为其原理简图。竖直平面内闭合线圈abcd固定不动，磁铁绕图中的虚线旋转，线圈中就会产生感应电流。若条形磁铁以的角速度匀速转动，且图示时刻N极正在向里转。现以图示时刻为计时起点，则下列推断正确的是（ ）
A．该发电机产生的交变电流频率是10Hz B．时线圈中的电流方向为abcda
C．时线圈中的电流方向发生变化 D．时线圈中的电流最小
15．矩形线框绕垂直于匀强磁场且沿线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是（ ）
A．当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大
B．当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零
C．每当线框经过中性面垂直的位置时，感应电动势或感应电流方向就改变一次
D．线框经过中性面时，各边不切割磁感线
二、填空题
16．（选做题3）
（1）如图所示电路，已知电源的电动势E＝3V，内阻r=1Ω，外电阻R＝5Ω．若电键S闭合，则理想电流表示数为______A．
（2）我国居民照明电路使用的是______（选填“交变电流”或“恒定电流” ），电压为______V（选填“220”或“380” ）．
17．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。
18．当线圈平面位于中性面时，线圈中的磁通量_____，线圈中的电流_____，且线圈平面经过中性面时，____________就发生改变，故线圈转动一周电流方向改变_______。
19．中性面
（1）中性面：与磁感线_________的平面。
（2）当线圈平面位于中性面时，线圈中的磁通量_________，线圈中的电流为_________。
三、解答题
20．如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.5T，边长L=10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r=1Ω，在外力的作用下，绕垂直于磁感线的对称轴OO`匀速转动，角速度ω=2π rad/s，电阻R=4Ω．求：
（1）写出流过电阻R的电流的瞬时值表达式；
（2）由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过7.25秒时，线圈产生的感应电动势的值；
（3）由图示位置转过300角的过程中，通过电阻R的电量；
（4）电压表的示数；
（5）线圈转动一周过程中，外力做的功．
21．如图所示，间距为L的光滑水平金属导轨，水平地放置在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中，一端接阻值为R的电阻．质量为m的导体棒放置在导轨上，其电阻为R0．在拉力F作用下从t＝0的时刻开始运动，其速度随时间的变化规律为v＝vmsinωt，不计导轨电阻．求：
(1)从t＝0到t= 时间内电阻R产生的热量．
(2)从t＝0到t= 时间内拉力F所做的功．
22．如图所示，矩形线圈匝数N=100匝，ab=30cm，ad=20cm，匀强磁场磁感应强度B=0.8T，绕轴OO′从图示位置开始匀速转动，角速度ω=100πrad/s，试求：
（1）穿过线圈的磁通量最大值Φm为多大？
（2）线圈产生的感应电动势最大值Em为多大？
（3）写出感应电动势e随时间变化的表达式？
（4）从图示位置开始匀速转动30°过程中，线圈中产生的平均电动势为多少？
23．在如图所示的交流发电机线圈中，如果ab边长为，bc边长为，线圈转动的角速度为，线圈匝数为n，磁感应强度为B，从图示位置开始转动，线圈电阻不计。
(1)求交变电动势的峰值；
(2)求通过电阻R的电流的瞬时值表达式。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【解析】
【详解】
A．由图可知，时，穿过线圈的磁通量为零，则线圈平面位于与中性面垂直的位置，故A正确；
B．由图可知，时，穿过线圈的磁通量为零，则线圈平面位于与中性面垂直的位置，而线圈通过中性面时线圈中的电流改变方向，故B错误；
C．由图可知，时，穿过线圈的磁通量最大，则线圈平面位于中性面位置，线圈中感应电动势为零，故C错误；
D．由图可知，时，穿过线圈的磁通量为零，则线圈平面位于与中性面垂直的位置，线圈中感应电流最大，故D错误。
故选A。
2．B
【解析】
【详解】
AB．当线圈平面处于中性面时，穿过线圈平面的磁通量最大，感应电动势为零，故A错误，B正确；
C．当线圈平面与磁感线平行瞬间，穿过线圈平面的磁通量为零，感应电动势最大，故C错误；
D．线圈转动一周，感应电流的方向改变两次，故D错误。
故选B。
3．D
【解析】
【详解】
ABCD．，则角速度
最大电动势
故ABC错误，D正确。
故选D。
4．B
【解析】
【详解】
AB．t1时刻，穿过线框的磁通量为零，线框产生的感应电动势最大，电阻中的电流最大，根据楞次定律，通过电阻的电流方向从右向左，故A错误，B正确；
CD．t2时刻，穿过线框的磁通量最大，线框产生的感应电动势为零，电阻中的电流为零，故CD错误。
故选B。
5．B
【解析】
【详解】
AC．当线圈平面转到中性面的瞬间，线圈平面与磁场垂直，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率最小，为零，故感应电流为零，AC错误；
BD．当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，线圈平面与磁场平行，穿过线圈的磁通量最小，为零，但磁通量的变化率最大，故感应电流最大，B正确，D错误。
故选B。
6．B
【解析】
【分析】
【详解】
AB．线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，产生正弦式交流电；中性面时，磁通量最大，磁通量的变化率为零，各边不切割磁感线，感应电动势为零，感应电流为零；故A错误，B正确；
C．当线圈平面与中性面垂直时，线圈平面与磁感线平行，此时磁通量最小为零，而感应电动势最大，故C错误；
D．每当线圈经过中性面时，感应电流的方向一定会改变一次；在一个周期内交流电的方向会改变两次，故D错误；
故选B。
7．D
【解析】
【分析】
【详解】
AB．图示时刻穿过线圈磁通量为零，感应电动势为最大，AB错误；
C．线圈从图示时刻转过90°时，线圈平面与磁场垂直，线圈的竖直边切割磁感线的有效速度最小，感应电动势为零，由
可知，磁通量变化最慢，C错误；
D．线圈在图示时刻，线圈的竖直边切割磁感线的有效速度最大，感应电动势最大，磁通量变化最快，D正确。
故选D。
8．A
【解析】
【详解】
A．白炽灯是利用电流的热效应工作的，与磁现象无关，A正确；
B．电动机是利用电流在磁场中受到的安培力工作的，与题意不符，B错误；
C．指南针是小磁针在地磁场的作用下偏转而进行指明方向的，与题意不符，C错误；
D．交流发电机是利用电磁感应现象工作的，与题意不符，D错误。
故选A。
9．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图乙可知，时感应电动势为0，处于中性面上，故A错误；
B．由题图乙可知周期T=0.02s，线框每转一周，电流方向改变两次，每秒电流方向改变100次，故B正确；
C．由题图乙可知交流电电动势的最大值是，有效值为
灯泡两端的电压为
故C错误；
D．由图象乙可知交流电周期T=0.02s，所以线圈的转速为
故D错误。
故选B。
10．B
【解析】
【分析】
【详解】
发电机工作原理为闭合回路部分导线切割磁感线，产生感应电流，B图符合，A图为电动机原理，C图为表示通电导线周围存在磁场，D图为通电导线在磁场中受力运动，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
11．C
【解析】
【详解】
A．交变电流的周期为0.02s，频率为50Hz，每个周期电流方向变化两次，1s内线圈中电流方向改变100次，A错误；
B．t=0时，磁通量等于零，线圈平面与磁感线平行，与中性面垂直，B错误；
C．根据法拉第电磁感应定律
又因为
解得
C正确；
D．t=0.015s时，磁通量最大，线圈与磁感线垂直，线圈中的感应电流等于零，D错误。
故选C。
12．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．内，线圈中电流为正方向且减小，通电螺线中产生向上的磁场且磁感应强度减小，圆环中感应出向上的磁场，则圆环中从上向下看感应电流方向为逆时针，A错误；
B．因为线圈中电流为正弦电流，所以产生的磁场也是正弦变化的，变化图象也是正弦图像，内，由图像可知，图线的斜率的绝对值逐渐增大，即磁感应强度的变化量与时间变化量的比值逐渐增大，根据
得感应电动势逐渐增大，B错误；
C．内，线圈中电流反向增大，通电螺线管产生向下的磁场，磁感应强度增大，圆环中产生的感应电流从上往下看为逆时针方向，此时圆环受到安培力斜向左下，则桌面对圆环的支持力大于重力mg，则圆环对桌面的压力大于重力mg，故C正确；
D．内，线圈中电流反向增下，通电螺线管产生向下的磁场，磁感应强度增小，圆环中产生的感应电流从上往下看为顺时针方向，此时圆环受到安培力斜向右下，圆环静止，则圆环受到向左的摩擦力，则圆环对桌面的摩擦力向右，故D错误。
故选C。
13．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据图像可知，在时穿过线圈平面的磁通量为零，所以线圈平面平行于磁感线，选项A错误；
B．图像的斜率为，即表示磁通量的变化率，在之间，“斜率方向“不变，表示的感应电动势方向不变，则电流方向不变，选项B错误；
C．图像的斜率为，t＝1.5s时，斜率为零，则线圈中磁通量的变化率为零，选项C错误；
D．根据法拉第电磁感应定律可得
所以在时，斜率为最大，则感应电动势为最大，感应电流最大，选项D正确。
故选D。
14．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．条形磁铁以的角速度匀速转动，则该交流电的频率
故A错误；
B．由题图可知，在时刻穿过线圈的磁通量为0，结合交流电产生的特点可知，时刻该交流电的瞬时值最大，由题图可知下一时刻穿过线圈的磁通量的方向向里，由楞次定律可知，此时线圈中的电流方向为abcda，故B正确；
CD．该交流电的周期
当时，线圈中的电流方向与开始时的方向相反，电流值仍然为最大值，不会改变方向，故C、D错误。
故选B。
15．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．当线框位于中性面时，线框中磁通量最大，感应电动势最小，故A错误；
B．当穿过线框的磁通量为零时，磁通量变化率最大，线框中的感应电动势最大，故B错误；
C．每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次，故C错误；
D．线框经过中性面时，线框切割磁感线的边的速度方向与磁场方向平行，各边不切割磁感线，故D正确。
故选D。
16． 0.5 交变电流 220
【解析】
【详解】
（1）根据闭合电路的欧姆定律可知： ，则理想电流表读数为0.5A.
（2）我国居民照明电路使用的是交变电流，电压为220V．
17． 周期性变化 时间 次数
【解析】
【详解】
[1]电流，电压随时间做周期性变化，这样的电流叫做交变电流；
[2]我们把交变电流完成一次周期性变化所需的时间，叫做它的周期；
[3]交流电在1s内完成的周期性变化的次数叫做它的频率。
18． 最大 为零 电流方向 两次
【解析】
【分析】
【详解】
[1]当线圈平面位于中性面时，线圈中的磁通量最大；
[2]线圈中的电流为零；
[3]且线圈平面经过中性面时，电流方向就发生改变；
[4]故线圈转动一周电流方向改变两次。
19． 垂直 最大 零
【解析】
略
20．（1）i=0.2πcos2πt（A）（2）0（3）0.05C（4）1.78A（5）0.99J
【解析】
【详解】
（1）根据Em=NBωS，可得感应电动势的最大值：Em=100×0.5×0.12×2πV=πV；
则通过电阻R电流的最大值：
则流过电阻R的电流的瞬时值表达式：
（2）由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过7.25秒时，线圈转过的角度为，此时线圈平面与磁场垂直，则产生的感应电动势的值为0；
（3）由图示位置转过30°角的过程中，通过电阻R的电量： ；
（4）电压表的示数
（5）线圈转动一周过程中，外力做的功等于产生的电功率：
.
21．（1）（2）+
【解析】
【详解】
试题分析：(1)e＝BLv＝BLvmsinωt
i＝
电流的有效值I＝
在0 ～t时间内在R上产生的热量为：
Q＝I2Rt＝
(2)由v＝vmsinωt知：
当t＝0时，v＝0
当t1＝时，v＝vm
由功能关系得
WF＝＋I2(R＋R0)t1＝+
考点：考查了导体切割磁感线运动
点评: 能够把电磁感应和动能定理结合解决问题．知道正弦交变电流产生热量的求解方式．
22．（1）0.048 Wb；（2）480V；（3）e=480πcos100πt（4）1440V．
【解析】
【详解】
（1）当线圈转至与磁感线垂直时，磁通量有最大值，为：；
（2）线圈与磁感线平行时，感应电动势有最大值，为：；
（3）从图示位置开始计时，电动势的瞬时表达式为：；
（4）根据法拉第电磁感应定律得：．
23．(1)；(2)
【解析】
【分析】
【详解】
解：(1)线圈平面与磁场方向平行时，线圈转动产生的感应电动势的峰值为
(2)线圈从垂直于中性面位置开始转动，感应电动势表达式可写为
通过电阻R的电流的瞬时值表达式为
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为，则（ ）
A．时，线圈平面位于与中性面垂直的位置
B．时，线圈中的电流改变方向
C．时，线圈中的感应电动势最大
D．时，线圈中的电流为0
2．矩形线圈绕垂直于匀强磁场的对称轴作匀速转动时，则（ ）
A．当线圈平面处于中性面时，穿过线圈平面的磁通量最大，感应电动势最大
B．当线圈平面处于中性面时，穿过线圈平面的磁通量最大,感应电动势为零
C．当线圈平面与磁感线平行瞬间，穿过线圈平面的磁通量为零，感应电动势为零
D．线圈转动一周，感应电流的方向改变一次
3．图中，设磁感应强度为0.01T，单匝线圈边长AB为20cm，宽AD为10cm，转速n为50r/s，则线圈转动时感应电动势的最大值为（ ）
A．1×10-2V B．3.14×10-2Ｖ C．2×10-2V D．6.28×10-2V
4．如图所示，在水平向右的匀强磁场中，一线框绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线框通过电刷、圆环、导线等与定值电阻组成闭合回路。t1、t2时刻线框分别转到图甲、乙所示的位置，下列说法正确的是（ ）
A．t1时刻穿过线框的磁通量最大
B．t1时刻电阻中的电流最大，方向从右向左
C．t2时刻穿过线框的磁通量变化最快
D．t2时刻电阻中的电流最大，方向从右向左
5．如图所示为交流发电机示意图，线圈的边连在金属滑环K上，边连在滑环L上，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的连接。下列说法正确的是（ ）
A．当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最小
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
C．当线圈平面转到中性面的瞬间，线圈中的感应电流最大
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
6．矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是（ ）
A．当线框位于中性面时，线框的磁通量最大，磁通量变化最快
B．线框经过中性面时，各边切割磁感线的速度为零
C．当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零
D．线框绕轴每转动一周，感应电流方向就改变一次
7．如图所示，交流发电机内矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，下列说法正确的是（ ）
A．图示时刻穿过线圈磁通量为零，感应电动势为零
B．图示时刻穿过线圈磁通量最大，感应电动势最大
C．线圈从图示时刻转过90°时，磁通量变化最快
D．线圈在图示时刻，磁通量变化最快
8．下列事物与磁现象无关的是（ ）
A．白炽灯 B．电动机
C．指南针 D．交流发电机
9．图甲是小型交流发电机的示意图，在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁场方向垂直的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示，发电机线圈内阻为，外接一只电阻为的灯泡，不计电路的其他电阻，则（ ）
A．时线圈平面与中性面垂直
B．每秒钟内电流方向改变100次
C．灯泡两端的电压为
D．线圈的转速为
10．如图所示的四个装置中，与发电机工作原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
11．某交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动时，磁通量Φ随时间t变化的规律如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．1s内线圈中电流方向改变50次
B．t=0时，线圈平面与中性面重合
C．t=0.01s时，磁通量变化率的绝对值为40πWb/s
D．t=0.015s时，线圈中的感应电流最大
12．如图甲所示，螺线管竖直置于靠近水平桌面的上方，质量为m的闭合金属圆环平放在桌面上，螺线管的中轴线与圆环相交。现在螺线管中通入如图乙所示的正弦交变电流，规定图甲中标出的电流方向为正方向。圆环始终静止，下列说法正确的是（ ）
A．内，从上向下看圆环中感应电流方向为顺时针
B．内，圆环中的感应电动势逐渐减小
C．内，圆环对桌面的压力大于mg
D．内，圆环对桌面的摩擦力方向向左
13．在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为2Ω，则（ ）
A．t＝0时，线圈平面垂直于磁感线
B．t＝1s时，线圈中的电流改变方向
C．t＝1.5s时，线圈中磁通量的变化率最大
D．t＝2s时，线圈中的感应电流最大
14．大型发电机几乎都是旋转磁极式发电机，如图所示为其原理简图。竖直平面内闭合线圈abcd固定不动，磁铁绕图中的虚线旋转，线圈中就会产生感应电流。若条形磁铁以的角速度匀速转动，且图示时刻N极正在向里转。现以图示时刻为计时起点，则下列推断正确的是（ ）
A．该发电机产生的交变电流频率是10Hz B．时线圈中的电流方向为abcda
C．时线圈中的电流方向发生变化 D．时线圈中的电流最小
15．矩形线框绕垂直于匀强磁场且沿线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是（ ）
A．当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大
B．当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零
C．每当线框经过中性面垂直的位置时，感应电动势或感应电流方向就改变一次
D．线框经过中性面时，各边不切割磁感线
二、填空题
16．（选做题3）
（1）如图所示电路，已知电源的电动势E＝3V，内阻r=1Ω，外电阻R＝5Ω．若电键S闭合，则理想电流表示数为______A．
（2）我国居民照明电路使用的是______（选填“交变电流”或“恒定电流” ），电压为______V（选填“220”或“380” ）．
17．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。
18．当线圈平面位于中性面时，线圈中的磁通量_____，线圈中的电流_____，且线圈平面经过中性面时，____________就发生改变，故线圈转动一周电流方向改变_______。
19．中性面
（1）中性面：与磁感线_________的平面。
（2）当线圈平面位于中性面时，线圈中的磁通量_________，线圈中的电流为_________。
三、解答题
20．如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.5T，边长L=10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r=1Ω，在外力的作用下，绕垂直于磁感线的对称轴OO`匀速转动，角速度ω=2π rad/s，电阻R=4Ω．求：
（1）写出流过电阻R的电流的瞬时值表达式；
（2）由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过7.25秒时，线圈产生的感应电动势的值；
（3）由图示位置转过300角的过程中，通过电阻R的电量；
（4）电压表的示数；
（5）线圈转动一周过程中，外力做的功．
21．如图所示，间距为L的光滑水平金属导轨，水平地放置在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中，一端接阻值为R的电阻．质量为m的导体棒放置在导轨上，其电阻为R0．在拉力F作用下从t＝0的时刻开始运动，其速度随时间的变化规律为v＝vmsinωt，不计导轨电阻．求：
(1)从t＝0到t= 时间内电阻R产生的热量．
(2)从t＝0到t= 时间内拉力F所做的功．
22．如图所示，矩形线圈匝数N=100匝，ab=30cm，ad=20cm，匀强磁场磁感应强度B=0.8T，绕轴OO′从图示位置开始匀速转动，角速度ω=100πrad/s，试求：
（1）穿过线圈的磁通量最大值Φm为多大？
（2）线圈产生的感应电动势最大值Em为多大？
（3）写出感应电动势e随时间变化的表达式？
（4）从图示位置开始匀速转动30°过程中，线圈中产生的平均电动势为多少？
23．在如图所示的交流发电机线圈中，如果ab边长为，bc边长为，线圈转动的角速度为，线圈匝数为n，磁感应强度为B，从图示位置开始转动，线圈电阻不计。
(1)求交变电动势的峰值；
(2)求通过电阻R的电流的瞬时值表达式。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【解析】
【详解】
A．由图可知，时，穿过线圈的磁通量为零，则线圈平面位于与中性面垂直的位置，故A正确；
B．由图可知，时，穿过线圈的磁通量为零，则线圈平面位于与中性面垂直的位置，而线圈通过中性面时线圈中的电流改变方向，故B错误；
C．由图可知，时，穿过线圈的磁通量最大，则线圈平面位于中性面位置，线圈中感应电动势为零，故C错误；
D．由图可知，时，穿过线圈的磁通量为零，则线圈平面位于与中性面垂直的位置，线圈中感应电流最大，故D错误。
故选A。
2．B
【解析】
【详解】
AB．当线圈平面处于中性面时，穿过线圈平面的磁通量最大，感应电动势为零，故A错误，B正确；
C．当线圈平面与磁感线平行瞬间，穿过线圈平面的磁通量为零，感应电动势最大，故C错误；
D．线圈转动一周，感应电流的方向改变两次，故D错误。
故选B。
3．D
【解析】
【详解】
ABCD．，则角速度
最大电动势
故ABC错误，D正确。
故选D。
4．B
【解析】
【详解】
AB．t1时刻，穿过线框的磁通量为零，线框产生的感应电动势最大，电阻中的电流最大，根据楞次定律，通过电阻的电流方向从右向左，故A错误，B正确；
CD．t2时刻，穿过线框的磁通量最大，线框产生的感应电动势为零，电阻中的电流为零，故CD错误。
故选B。
5．B
【解析】
【详解】
AC．当线圈平面转到中性面的瞬间，线圈平面与磁场垂直，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率最小，为零，故感应电流为零，AC错误；
BD．当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，线圈平面与磁场平行，穿过线圈的磁通量最小，为零，但磁通量的变化率最大，故感应电流最大，B正确，D错误。
故选B。
6．B
【解析】
【分析】
【详解】
AB．线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，产生正弦式交流电；中性面时，磁通量最大，磁通量的变化率为零，各边不切割磁感线，感应电动势为零，感应电流为零；故A错误，B正确；
C．当线圈平面与中性面垂直时，线圈平面与磁感线平行，此时磁通量最小为零，而感应电动势最大，故C错误；
D．每当线圈经过中性面时，感应电流的方向一定会改变一次；在一个周期内交流电的方向会改变两次，故D错误；
故选B。
7．D
【解析】
【分析】
【详解】
AB．图示时刻穿过线圈磁通量为零，感应电动势为最大，AB错误；
C．线圈从图示时刻转过90°时，线圈平面与磁场垂直，线圈的竖直边切割磁感线的有效速度最小，感应电动势为零，由
可知，磁通量变化最慢，C错误；
D．线圈在图示时刻，线圈的竖直边切割磁感线的有效速度最大，感应电动势最大，磁通量变化最快，D正确。
故选D。
8．A
【解析】
【详解】
A．白炽灯是利用电流的热效应工作的，与磁现象无关，A正确；
B．电动机是利用电流在磁场中受到的安培力工作的，与题意不符，B错误；
C．指南针是小磁针在地磁场的作用下偏转而进行指明方向的，与题意不符，C错误；
D．交流发电机是利用电磁感应现象工作的，与题意不符，D错误。
故选A。
9．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图乙可知，时感应电动势为0，处于中性面上，故A错误；
B．由题图乙可知周期T=0.02s，线框每转一周，电流方向改变两次，每秒电流方向改变100次，故B正确；
C．由题图乙可知交流电电动势的最大值是，有效值为
灯泡两端的电压为
故C错误；
D．由图象乙可知交流电周期T=0.02s，所以线圈的转速为
故D错误。
故选B。
10．B
【解析】
【分析】
【详解】
发电机工作原理为闭合回路部分导线切割磁感线，产生感应电流，B图符合，A图为电动机原理，C图为表示通电导线周围存在磁场，D图为通电导线在磁场中受力运动，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
11．C
【解析】
【详解】
A．交变电流的周期为0.02s，频率为50Hz，每个周期电流方向变化两次，1s内线圈中电流方向改变100次，A错误；
B．t=0时，磁通量等于零，线圈平面与磁感线平行，与中性面垂直，B错误；
C．根据法拉第电磁感应定律
又因为
解得
C正确；
D．t=0.015s时，磁通量最大，线圈与磁感线垂直，线圈中的感应电流等于零，D错误。
故选C。
12．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．内，线圈中电流为正方向且减小，通电螺线中产生向上的磁场且磁感应强度减小，圆环中感应出向上的磁场，则圆环中从上向下看感应电流方向为逆时针，A错误；
B．因为线圈中电流为正弦电流，所以产生的磁场也是正弦变化的，变化图象也是正弦图像，内，由图像可知，图线的斜率的绝对值逐渐增大，即磁感应强度的变化量与时间变化量的比值逐渐增大，根据
得感应电动势逐渐增大，B错误；
C．内，线圈中电流反向增大，通电螺线管产生向下的磁场，磁感应强度增大，圆环中产生的感应电流从上往下看为逆时针方向，此时圆环受到安培力斜向左下，则桌面对圆环的支持力大于重力mg，则圆环对桌面的压力大于重力mg，故C正确；
D．内，线圈中电流反向增下，通电螺线管产生向下的磁场，磁感应强度增小，圆环中产生的感应电流从上往下看为顺时针方向，此时圆环受到安培力斜向右下，圆环静止，则圆环受到向左的摩擦力，则圆环对桌面的摩擦力向右，故D错误。
故选C。
13．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据图像可知，在时穿过线圈平面的磁通量为零，所以线圈平面平行于磁感线，选项A错误；
B．图像的斜率为，即表示磁通量的变化率，在之间，“斜率方向“不变，表示的感应电动势方向不变，则电流方向不变，选项B错误；
C．图像的斜率为，t＝1.5s时，斜率为零，则线圈中磁通量的变化率为零，选项C错误；
D．根据法拉第电磁感应定律可得
所以在时，斜率为最大，则感应电动势为最大，感应电流最大，选项D正确。
故选D。
14．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．条形磁铁以的角速度匀速转动，则该交流电的频率
故A错误；
B．由题图可知，在时刻穿过线圈的磁通量为0，结合交流电产生的特点可知，时刻该交流电的瞬时值最大，由题图可知下一时刻穿过线圈的磁通量的方向向里，由楞次定律可知，此时线圈中的电流方向为abcda，故B正确；
CD．该交流电的周期
当时，线圈中的电流方向与开始时的方向相反，电流值仍然为最大值，不会改变方向，故C、D错误。
故选B。
15．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．当线框位于中性面时，线框中磁通量最大，感应电动势最小，故A错误；
B．当穿过线框的磁通量为零时，磁通量变化率最大，线框中的感应电动势最大，故B错误；
C．每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次，故C错误；
D．线框经过中性面时，线框切割磁感线的边的速度方向与磁场方向平行，各边不切割磁感线，故D正确。
故选D。
16． 0.5 交变电流 220
【解析】
【详解】
（1）根据闭合电路的欧姆定律可知： ，则理想电流表读数为0.5A.
（2）我国居民照明电路使用的是交变电流，电压为220V．
17． 周期性变化 时间 次数
【解析】
【详解】
[1]电流，电压随时间做周期性变化，这样的电流叫做交变电流；
[2]我们把交变电流完成一次周期性变化所需的时间，叫做它的周期；
[3]交流电在1s内完成的周期性变化的次数叫做它的频率。
18． 最大 为零 电流方向 两次
【解析】
【分析】
【详解】
[1]当线圈平面位于中性面时，线圈中的磁通量最大；
[2]线圈中的电流为零；
[3]且线圈平面经过中性面时，电流方向就发生改变；
[4]故线圈转动一周电流方向改变两次。
19． 垂直 最大 零
【解析】
略
20．（1）i=0.2πcos2πt（A）（2）0（3）0.05C（4）1.78A（5）0.99J
【解析】
【详解】
（1）根据Em=NBωS，可得感应电动势的最大值：Em=100×0.5×0.12×2πV=πV；
则通过电阻R电流的最大值：
则流过电阻R的电流的瞬时值表达式：
（2）由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过7.25秒时，线圈转过的角度为，此时线圈平面与磁场垂直，则产生的感应电动势的值为0；
（3）由图示位置转过30°角的过程中，通过电阻R的电量： ；
（4）电压表的示数
（5）线圈转动一周过程中，外力做的功等于产生的电功率：
.
21．（1）（2）+
【解析】
【详解】
试题分析：(1)e＝BLv＝BLvmsinωt
i＝
电流的有效值I＝
在0 ～t时间内在R上产生的热量为：
Q＝I2Rt＝
(2)由v＝vmsinωt知：
当t＝0时，v＝0
当t1＝时，v＝vm
由功能关系得
WF＝＋I2(R＋R0)t1＝+
考点：考查了导体切割磁感线运动
点评: 能够把电磁感应和动能定理结合解决问题．知道正弦交变电流产生热量的求解方式．
22．（1）0.048 Wb；（2）480V；（3）e=480πcos100πt（4）1440V．
【解析】
【详解】
（1）当线圈转至与磁感线垂直时，磁通量有最大值，为：；
（2）线圈与磁感线平行时，感应电动势有最大值，为：；
（3）从图示位置开始计时，电动势的瞬时表达式为：；
（4）根据法拉第电磁感应定律得：．
23．(1)；(2)
【解析】
【分析】
【详解】
解：(1)线圈平面与磁场方向平行时，线圈转动产生的感应电动势的峰值为
(2)线圈从垂直于中性面位置开始转动，感应电动势表达式可写为
通过电阻R的电流的瞬时值表达式为
答案第1页，共2页
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