第二章 第3节自感现象与涡流（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第二章 第3节自感现象与涡流（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 769.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-31 11:26:31 | ||
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文档简介
2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第二册第二章第2节交变电流的产生
挑战学霸
一、单选题
1． 如图所示，矩形线圈abcd与理想电压表V、理想电流表A和定值电阻R组成闭合电路。线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的cd边匀速转动，若已知线圈转动的角速度ω=100rad/s，匝数N=100，边长ab=0.4m、ad=0.2m，线圈总电阻r=2Ω，定值电阻R=8Ω。若磁场只分布在cd边的左侧，磁感应强度大小×10-2T。下列说法正确的是（ ）
A．该线圈产生的感应电动势有效值为V
B．电压表的示数为6.4V
C．1s内，线圈中的电流方向变化100次
D．从图示位置（线圈在纸面内）转过90°的过程中，通过R的电荷量是1.2×10-2C
2． 如图所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为，原线圈两端接入正弦交流电源，电压为，副线圈接有一个交流电流表和一个电动机．电动机线圈电阻为R，当开关S接通后，电流表读数为I，在磁感应强度为B的匀强磁场中，电动机带动一电阻为r、质量为m、长为l的金属杆在光滑的没有电阻的导轨上以速度v匀速上升，重力加速度为g．下列判断正确的是（ ）
A．t时间内，通过金属杆的电荷量为
B．电动机的热功率为，电动机输出功率为为
C．副线圈的电流频率是，电流表的示数I等于
D．变压器的输入功率为
3． 如图所示，边长为L的正方形线框在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，以周期T绕OO′轴匀速转动，从图示位置开始计时，下列说法正确的是（ ）
A．图示位置为中性面 B．回路中产生稳恒直流电
C．时，电流方向将发生改变 D．时刻穿过线框的磁通量为
4． 如图甲所示的电路中，电阻，电压表量程为0～200V，电源接如图乙所示的交流电，下列说法正确的是（ ）
A．电压表会由于测量值超出量程而被损坏
B．每经过1秒，通过R的电流方向改变50次
C．不考虑温度对电阻的影响，R的实际功率为3025W
D．将电压表换为耐压值是250V的电容器，电容器可以安全工作
5． 如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其单匝矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与R=10Ω的电阻连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电压表，示数是10V。图乙是矩形线圈中磁通量Φ随时间t变化的图象，则（ ）
A．电阻R上的电功率为20W
B．t=0.02s时，R两端的电压瞬时值为零
C．R两端的电压u随时间t变化的规律是u=14.1cos100πtV
D．通过R的电流i随时间t变化的规律是i=14.1cos50πtA
6． 同一线圈在同一匀强磁场中以不同的转速匀速转动，转轴均垂直于磁场，产生了a、b两个不同的正弦交流电，电动势随时间变化的关系如图所示，则（ ）
A．在转动过程中线圈两次对应的最大磁通量不同
B．两次都是从线圈的平行面开始转动的，初相相同
C．b对应的电动势瞬时值表达式为
D．用交流电压表测量a的电动势，电表的示数为15V
7． 一闭合单匝矩形线框在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴以角速度匀速转动。已知线框的电阻为R，穿过线框的磁通量随时间的变化图象如图所示，则（ ）
A．时线框产生的感应电动势最大
B．时线框平面与磁场垂直
C．时穿过线框平面的磁通量的变化率为
D．线框中产生的电功率为
8． 某正弦式交变电流的电流i随时间t变化的图像如图所示。由图可知（ ）
A．电流的有效值为10A
B．电流的最大值为10A
C．该交流电的周期为3s
D．该交流电的频率为0.02Hz
9． 一交变电流随时间变化的图象如图所示，此交变电流的有效值是（ ）
A．7A B．A C．A D．10A
10．一电阻R接一直流电源，通过4 A的电流时热功率为P，若该电阻换接一正弦交流电源，它的热功率变为2P，则该交流电电流的最大值为（ ）
A．8 A B．4 A
C．6 A D．8 A
二、多选题
11．一矩形线圈，在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴转动，形成如图所示的交变电动势图象，根据图象提供的信息，以下说法正确的是（ ）
A．线圈转动的角速度为rad/s
B．电动势的最大值为20V
C．t=1.0×10－2s时，线圈平面和磁场方向的夹角为
D．t=1.5×10－2s时，穿过线圈平面的磁通量最大
12．如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r=0.10m、匝数n=20匝的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）。在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为T，线圈的电阻为，它的引出线接有的小电珠L。外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过小电珠。当线圈运动速度v随时间t变化的规律如图丙所示时（摩擦等损耗不计），下列说法不正确的是（ ）
A．电动势的峰值为0.8V
B．0.02时电压表的示数为0
C．t=0.01s时外力F=
D．在其他条件不变的情况下， 增加线圈运动速度v随时间t变化的频率可以提高灯泡的功率
13．关于交变电流的周期和频率，下列说法中正确的是（ ）
A．交变电流最大值连续出现两次的时间间隔等于周期的一半
B．1s内交变电流出现最大值的次数等于频率
C．交变电流方向变化的频率为交变电流频率的2倍
D．50 Hz的交变电流，其周期等于0.05 s
14．对交变电流及中性面的理解正确的是（ ）
A．交变电流是方向随时间做周期性变化的电流
B．交变电流的大小一定随时间做周期性的变化
C．当线圈平面位于中性面时，线圈平面与磁感线平行
D．当线圈平面位于中性面时，线圈平面与磁感线垂直
15．一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势峰值为V，线圈匀速转动的角速度为。如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总电阻为2kΩ，线圈内阻不计，从中性面开始计时。则下列说法正确的是（ ）
A．电动势瞬时表达式为
B．电路中电路的电流的峰值为A
C．1s内电流方向改变50次
D．若发电机转速加倍，则外电阻在相同的时间内产生的热量变为原来的4倍
三、解答题
16．如图甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在与线圈平面垂直的均匀分布的磁场。已知线圈的匝数匝，总电阻，所围成的矩形的面积，小灯泡的电阻，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙（正弦函数）。取3.14，不计灯丝电阻随温度的变化。求：
（1）电压表的示数；
（2）在磁感应强度变化的时间内，通过小灯泡的电荷量。
17．如图所示，线圈的面积是，共100匝，线圈的总电阻，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度，线圈以角速度匀速转动。
(1)若线圈经过图示位置（线圈平面与磁感线垂直）时开始计时，写出线圈中感应电动势瞬时值的表达式；
(2)写出交变电流的瞬时值表达式；
(3)求线圈由图示位置转过的过程中，交变电动势的平均值。
2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第二册第二章第2节交变电流的产生（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A D A C C C C A B D
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 ABC ABD AC AD AD
三、解答题
16．（1）5.1V；（2）
17．(1)；(2)；(3)
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挑战学霸
一、单选题
1． 如图所示，矩形线圈abcd与理想电压表V、理想电流表A和定值电阻R组成闭合电路。线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的cd边匀速转动，若已知线圈转动的角速度ω=100rad/s，匝数N=100，边长ab=0.4m、ad=0.2m，线圈总电阻r=2Ω，定值电阻R=8Ω。若磁场只分布在cd边的左侧，磁感应强度大小×10-2T。下列说法正确的是（ ）
A．该线圈产生的感应电动势有效值为V
B．电压表的示数为6.4V
C．1s内，线圈中的电流方向变化100次
D．从图示位置（线圈在纸面内）转过90°的过程中，通过R的电荷量是1.2×10-2C
2． 如图所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为，原线圈两端接入正弦交流电源，电压为，副线圈接有一个交流电流表和一个电动机．电动机线圈电阻为R，当开关S接通后，电流表读数为I，在磁感应强度为B的匀强磁场中，电动机带动一电阻为r、质量为m、长为l的金属杆在光滑的没有电阻的导轨上以速度v匀速上升，重力加速度为g．下列判断正确的是（ ）
A．t时间内，通过金属杆的电荷量为
B．电动机的热功率为，电动机输出功率为为
C．副线圈的电流频率是，电流表的示数I等于
D．变压器的输入功率为
3． 如图所示，边长为L的正方形线框在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，以周期T绕OO′轴匀速转动，从图示位置开始计时，下列说法正确的是（ ）
A．图示位置为中性面 B．回路中产生稳恒直流电
C．时，电流方向将发生改变 D．时刻穿过线框的磁通量为
4． 如图甲所示的电路中，电阻，电压表量程为0～200V，电源接如图乙所示的交流电，下列说法正确的是（ ）
A．电压表会由于测量值超出量程而被损坏
B．每经过1秒，通过R的电流方向改变50次
C．不考虑温度对电阻的影响，R的实际功率为3025W
D．将电压表换为耐压值是250V的电容器，电容器可以安全工作
5． 如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其单匝矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与R=10Ω的电阻连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电压表，示数是10V。图乙是矩形线圈中磁通量Φ随时间t变化的图象，则（ ）
A．电阻R上的电功率为20W
B．t=0.02s时，R两端的电压瞬时值为零
C．R两端的电压u随时间t变化的规律是u=14.1cos100πtV
D．通过R的电流i随时间t变化的规律是i=14.1cos50πtA
6． 同一线圈在同一匀强磁场中以不同的转速匀速转动，转轴均垂直于磁场，产生了a、b两个不同的正弦交流电，电动势随时间变化的关系如图所示，则（ ）
A．在转动过程中线圈两次对应的最大磁通量不同
B．两次都是从线圈的平行面开始转动的，初相相同
C．b对应的电动势瞬时值表达式为
D．用交流电压表测量a的电动势，电表的示数为15V
7． 一闭合单匝矩形线框在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴以角速度匀速转动。已知线框的电阻为R，穿过线框的磁通量随时间的变化图象如图所示，则（ ）
A．时线框产生的感应电动势最大
B．时线框平面与磁场垂直
C．时穿过线框平面的磁通量的变化率为
D．线框中产生的电功率为
8． 某正弦式交变电流的电流i随时间t变化的图像如图所示。由图可知（ ）
A．电流的有效值为10A
B．电流的最大值为10A
C．该交流电的周期为3s
D．该交流电的频率为0.02Hz
9． 一交变电流随时间变化的图象如图所示，此交变电流的有效值是（ ）
A．7A B．A C．A D．10A
10．一电阻R接一直流电源，通过4 A的电流时热功率为P，若该电阻换接一正弦交流电源，它的热功率变为2P，则该交流电电流的最大值为（ ）
A．8 A B．4 A
C．6 A D．8 A
二、多选题
11．一矩形线圈，在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴转动，形成如图所示的交变电动势图象，根据图象提供的信息，以下说法正确的是（ ）
A．线圈转动的角速度为rad/s
B．电动势的最大值为20V
C．t=1.0×10－2s时，线圈平面和磁场方向的夹角为
D．t=1.5×10－2s时，穿过线圈平面的磁通量最大
12．如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r=0.10m、匝数n=20匝的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）。在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为T，线圈的电阻为，它的引出线接有的小电珠L。外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过小电珠。当线圈运动速度v随时间t变化的规律如图丙所示时（摩擦等损耗不计），下列说法不正确的是（ ）
A．电动势的峰值为0.8V
B．0.02时电压表的示数为0
C．t=0.01s时外力F=
D．在其他条件不变的情况下， 增加线圈运动速度v随时间t变化的频率可以提高灯泡的功率
13．关于交变电流的周期和频率，下列说法中正确的是（ ）
A．交变电流最大值连续出现两次的时间间隔等于周期的一半
B．1s内交变电流出现最大值的次数等于频率
C．交变电流方向变化的频率为交变电流频率的2倍
D．50 Hz的交变电流，其周期等于0.05 s
14．对交变电流及中性面的理解正确的是（ ）
A．交变电流是方向随时间做周期性变化的电流
B．交变电流的大小一定随时间做周期性的变化
C．当线圈平面位于中性面时，线圈平面与磁感线平行
D．当线圈平面位于中性面时，线圈平面与磁感线垂直
15．一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势峰值为V，线圈匀速转动的角速度为。如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总电阻为2kΩ，线圈内阻不计，从中性面开始计时。则下列说法正确的是（ ）
A．电动势瞬时表达式为
B．电路中电路的电流的峰值为A
C．1s内电流方向改变50次
D．若发电机转速加倍，则外电阻在相同的时间内产生的热量变为原来的4倍
三、解答题
16．如图甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在与线圈平面垂直的均匀分布的磁场。已知线圈的匝数匝，总电阻，所围成的矩形的面积，小灯泡的电阻，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙（正弦函数）。取3.14，不计灯丝电阻随温度的变化。求：
（1）电压表的示数；
（2）在磁感应强度变化的时间内，通过小灯泡的电荷量。
17．如图所示，线圈的面积是，共100匝，线圈的总电阻，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度，线圈以角速度匀速转动。
(1)若线圈经过图示位置（线圈平面与磁感线垂直）时开始计时，写出线圈中感应电动势瞬时值的表达式；
(2)写出交变电流的瞬时值表达式；
(3)求线圈由图示位置转过的过程中，交变电动势的平均值。
2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第二册第二章第2节交变电流的产生（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A D A C C C C A B D
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 ABC ABD AC AD AD
三、解答题
16．（1）5.1V；（2）
17．(1)；(2)；(3)
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