第1节交变电流 能力提升练习（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第1节交变电流 能力提升练习（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-07 00:29:25 | ||
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文档简介
2021-2022学年人教版（2019）选择性必修第二册第三章第1节交变电流
能力提升练习
一、单选题
1． 一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO′匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中．通过线圈内的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大
B．t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变
C．t2、t4时刻线圈中磁通量最大
D．t2、t4时刻线圈中感应电动势最小
2． 如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个匝数为N的矩形线圈abcd，线圈面积为S，ωb边与磁场垂直，ωb边始终与金属滑环K相连，cd边始终与金属滑环L相连．现使矩形线圈以恒定角速度ω，从图示位置绕过ad、bc中点的轴匀速转动．下列说法中正确的是：
A．将交流电流表串到电路中，其示数随时间按余弦规律变化．
B．线圈转动的角速度越大，通过电阻R的电流越小．
C．线圈平面与磁场平行时，瞬时感应电动势最大E=NBSω
D．线圈平面每转过半圈，穿过线圈平面的磁通量变化量为零．
3． 在匀强磁场中，一矩形金属线框（电阻不计）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，将此线框连接到图丙中理想变压器的原线圈上，变压器的原、副线圈匝数比为2:1，副线圈中电阻R的阻值为110Ω，则（ ）
A．时线框在中性面位置
B．因为原线圈电阻不计，所以原线圈两端电压为零
C．电流表的示数为1.0 A
D．通过电阻R的电流方向每秒改变50次
4． 如图所示，线框在匀强磁场中绕OO'轴匀速转动(由上向下看是逆时针方向)，当转到图示位置时，磁通量和感应电动势大小的变化情况是（ ）
A．磁通量和感应电动势都在变大
B．磁通量和感应电动势都在变小
C．磁通量在变小，感应电动势在变大
D．磁通量在变大，感应电动势在变小
5． 如图所示，一单匝矩形线圈在匀强磁场中绕一固定转轴以角速度作匀速转动的过程中，穿过线圈的最大磁通量为。当线圈平面与磁场方向的夹角为60°时，线圈中产生的感应电动势为（ ）
A． B． C． D．
6． 如图所示，足够大的匀强磁场中有一个矩形线圈，正绕轴以恒定的角速度匀速转动，下列分析中正确的是（ ）
A．转动过程中，线圈中产生的感应电动势大小不变
B．如果仅将线圈的转轴向右平移一段距离x（xC．如果仅将线圈的转轴向左平移一段距离，线圈绕轴转动时产生的感应电动势增大
D．当线圈从图中位置转过90°时，线圈中产生的感应电动势为0
7． 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
8． 一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定转轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势e随时间t的变化规律如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A．t1时刻穿过线圈的磁通量最大
B．t2时刻穿过线圈的磁通量为0
C．t3时刻穿过线圈的磁通量的变化率最大
D．每当电流方向变化时，线圈平面就会与中性面垂直
9． 如图为交流发电机的示意图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，发电机的电动势随时间的变化规律。下列说法正确的是（ ）
A．此交流电的频率为100Hz
B．此交流电动势的有效值为311V
C．当线圈平面转到图示位置时产生的电动势最大
D．当线圈平面转到图示位置时磁通量的变化率为零
10．如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个匝数为N的矩形线圈abcd，线圈面积为S，ab边与磁场垂直，ab边始终与金属滑环K相连，cd边始终与金属滑环L相连，电阻R接在K、L之间。现使矩形线圈以恒定角速度ω，从图示位置绕过ad、bc中点的轴匀速转动，下列说法中正确的是（ ）
A．线圈每转过一圈，线圈所受安培力做功为零
B．线圈转动的角速度越大，通过电阻R的电流越小
C．线圈平面与磁场平行时，瞬时感应电动势最大且Em=NBSω
D．线圈平面与磁场平行时，穿过线圈平面的磁通量最大
二、多选题
11．下列方法中能够产生交变电流的是（ ）
A．线圈在匀强磁场中按逆时针方向匀速转动
B．金属棒绕过中心且与磁场垂直的轴逆时针匀速转动
C．由一条导线折成的折线绕PQ在匀强磁场中匀速转动
D．闭合线圈垂直磁感线不动，穿过线圈的磁通量按照正弦规律变化
12．如图所示，面积为0.02m2、内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，转动的角速度为100rad/s，匀强磁场的磁感应强度为．矩形线圈通过滑环与无铁芯变压器相连，所有接触电阻不计，触头P可上下移动，副线圈所接电阻R=50Ω，电表均为理想交流电表．当线圈平面与磁场方向平行时开始计时．下列说法正确的是
A．在线圈平面转到与磁场方向垂直位置时，电压表示数为0
B．调节P，使原副线圈的匝数之比为2:1时，电流表的示数为0.5A
C．原线圈中感应电动势的表达式为e= 100cos（100t）V
D．若触头P向上移动一小段距离，则电压表示数不变
13．如图甲为理想变压器的示意图，其原、副线圈的匝数比为4:1，电压表和电流表均为理想电表，Rt为阻值随温度升高而变小的热敏电阻，R为定值电阻．若发电机向原线圈输入如图乙所示的正弦交流电．下列说法中正确的是
A．变压器副线圈的交流电压的表达式为
B．Rt温度升高时，电流表示数变大、电压表示数变大
C．Rt温度升高时，变压器的输入功率变大
D．t=0.01s时，穿过线圈的磁通量最小
14．如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时( )
A．线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流
B．线圈绕P1转动时的电动势大于绕P2转动时的电动势
C．线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是a→d→c→b
D．线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力
15．如图甲所示为某种测量风速的简易装置,风杯在风力作用下带动与其固定在一起的永磁铁转动,转速的大小与风速成正比,电流传感器测得线圈中的感应电流随风速的变化而变化,当风速为v1时,测得线圈中的感应电流随时间变化的关系如图乙所示,则
A．电流的有效值为1.2A
B．0.1s时线圈中的磁通量最大
C．若风速变为2v1,此时传感器测得的电流随时间的变化为(A)
D．若风速变为2v1,线圈中电流的峰值为2.4A
三、解答题
16．如图所示为交流发电机示意图，匝数为n=100匝的矩形线圈边长分别为a=10cm和b=20cm，内阻为r=5Ω，在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕OO'轴以ω=50rad/s的角速度匀速转动，计时开始时线圈平面与磁场方向平行，线圈通过电刷和外部R=20Ω的电阻相接。开关S合上后，求∶
（1）线圈内产生的交变电动势瞬时值的表达式；
（2）从计时开始到线圈转过的过程中，通过外电阻R的电荷量。
17．一矩形线圈，面积是0.05m2，共100匝，线圈电阻为1Ω，外接电阻为R=4Ω，线圈在磁感应强度为T的匀强磁场中以300r/min的转速绕垂直于磁感线的轴匀速转动，如图所示，若从中性面开始计时，求：
（1）线圈中感应电动势的最大值。
（2） 线圈中感应电动势的瞬时值表达式。
（3）线圈从开始计时经s时，线圈中电流的瞬时值。
2021-2022学年人教版（2019）选择性必修第二册第三章第1节交变电流（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B C C D A D B C D C
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 ACD CD AC AC BD
三、解答题
16．（1）e=50cos50t（V）；（2）0.04C
17．（1）50V；（2）e=50sin10πt（V）；（3）
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能力提升练习
一、单选题
1． 一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO′匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中．通过线圈内的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大
B．t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变
C．t2、t4时刻线圈中磁通量最大
D．t2、t4时刻线圈中感应电动势最小
2． 如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个匝数为N的矩形线圈abcd，线圈面积为S，ωb边与磁场垂直，ωb边始终与金属滑环K相连，cd边始终与金属滑环L相连．现使矩形线圈以恒定角速度ω，从图示位置绕过ad、bc中点的轴匀速转动．下列说法中正确的是：
A．将交流电流表串到电路中，其示数随时间按余弦规律变化．
B．线圈转动的角速度越大，通过电阻R的电流越小．
C．线圈平面与磁场平行时，瞬时感应电动势最大E=NBSω
D．线圈平面每转过半圈，穿过线圈平面的磁通量变化量为零．
3． 在匀强磁场中，一矩形金属线框（电阻不计）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，将此线框连接到图丙中理想变压器的原线圈上，变压器的原、副线圈匝数比为2:1，副线圈中电阻R的阻值为110Ω，则（ ）
A．时线框在中性面位置
B．因为原线圈电阻不计，所以原线圈两端电压为零
C．电流表的示数为1.0 A
D．通过电阻R的电流方向每秒改变50次
4． 如图所示，线框在匀强磁场中绕OO'轴匀速转动(由上向下看是逆时针方向)，当转到图示位置时，磁通量和感应电动势大小的变化情况是（ ）
A．磁通量和感应电动势都在变大
B．磁通量和感应电动势都在变小
C．磁通量在变小，感应电动势在变大
D．磁通量在变大，感应电动势在变小
5． 如图所示，一单匝矩形线圈在匀强磁场中绕一固定转轴以角速度作匀速转动的过程中，穿过线圈的最大磁通量为。当线圈平面与磁场方向的夹角为60°时，线圈中产生的感应电动势为（ ）
A． B． C． D．
6． 如图所示，足够大的匀强磁场中有一个矩形线圈，正绕轴以恒定的角速度匀速转动，下列分析中正确的是（ ）
A．转动过程中，线圈中产生的感应电动势大小不变
B．如果仅将线圈的转轴向右平移一段距离x（x
D．当线圈从图中位置转过90°时，线圈中产生的感应电动势为0
7． 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
8． 一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定转轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势e随时间t的变化规律如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A．t1时刻穿过线圈的磁通量最大
B．t2时刻穿过线圈的磁通量为0
C．t3时刻穿过线圈的磁通量的变化率最大
D．每当电流方向变化时，线圈平面就会与中性面垂直
9． 如图为交流发电机的示意图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，发电机的电动势随时间的变化规律。下列说法正确的是（ ）
A．此交流电的频率为100Hz
B．此交流电动势的有效值为311V
C．当线圈平面转到图示位置时产生的电动势最大
D．当线圈平面转到图示位置时磁通量的变化率为零
10．如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个匝数为N的矩形线圈abcd，线圈面积为S，ab边与磁场垂直，ab边始终与金属滑环K相连，cd边始终与金属滑环L相连，电阻R接在K、L之间。现使矩形线圈以恒定角速度ω，从图示位置绕过ad、bc中点的轴匀速转动，下列说法中正确的是（ ）
A．线圈每转过一圈，线圈所受安培力做功为零
B．线圈转动的角速度越大，通过电阻R的电流越小
C．线圈平面与磁场平行时，瞬时感应电动势最大且Em=NBSω
D．线圈平面与磁场平行时，穿过线圈平面的磁通量最大
二、多选题
11．下列方法中能够产生交变电流的是（ ）
A．线圈在匀强磁场中按逆时针方向匀速转动
B．金属棒绕过中心且与磁场垂直的轴逆时针匀速转动
C．由一条导线折成的折线绕PQ在匀强磁场中匀速转动
D．闭合线圈垂直磁感线不动，穿过线圈的磁通量按照正弦规律变化
12．如图所示，面积为0.02m2、内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，转动的角速度为100rad/s，匀强磁场的磁感应强度为．矩形线圈通过滑环与无铁芯变压器相连，所有接触电阻不计，触头P可上下移动，副线圈所接电阻R=50Ω，电表均为理想交流电表．当线圈平面与磁场方向平行时开始计时．下列说法正确的是
A．在线圈平面转到与磁场方向垂直位置时，电压表示数为0
B．调节P，使原副线圈的匝数之比为2:1时，电流表的示数为0.5A
C．原线圈中感应电动势的表达式为e= 100cos（100t）V
D．若触头P向上移动一小段距离，则电压表示数不变
13．如图甲为理想变压器的示意图，其原、副线圈的匝数比为4:1，电压表和电流表均为理想电表，Rt为阻值随温度升高而变小的热敏电阻，R为定值电阻．若发电机向原线圈输入如图乙所示的正弦交流电．下列说法中正确的是
A．变压器副线圈的交流电压的表达式为
B．Rt温度升高时，电流表示数变大、电压表示数变大
C．Rt温度升高时，变压器的输入功率变大
D．t=0.01s时，穿过线圈的磁通量最小
14．如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时( )
A．线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流
B．线圈绕P1转动时的电动势大于绕P2转动时的电动势
C．线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是a→d→c→b
D．线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力
15．如图甲所示为某种测量风速的简易装置,风杯在风力作用下带动与其固定在一起的永磁铁转动,转速的大小与风速成正比,电流传感器测得线圈中的感应电流随风速的变化而变化,当风速为v1时,测得线圈中的感应电流随时间变化的关系如图乙所示,则
A．电流的有效值为1.2A
B．0.1s时线圈中的磁通量最大
C．若风速变为2v1,此时传感器测得的电流随时间的变化为(A)
D．若风速变为2v1,线圈中电流的峰值为2.4A
三、解答题
16．如图所示为交流发电机示意图，匝数为n=100匝的矩形线圈边长分别为a=10cm和b=20cm，内阻为r=5Ω，在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕OO'轴以ω=50rad/s的角速度匀速转动，计时开始时线圈平面与磁场方向平行，线圈通过电刷和外部R=20Ω的电阻相接。开关S合上后，求∶
（1）线圈内产生的交变电动势瞬时值的表达式；
（2）从计时开始到线圈转过的过程中，通过外电阻R的电荷量。
17．一矩形线圈，面积是0.05m2，共100匝，线圈电阻为1Ω，外接电阻为R=4Ω，线圈在磁感应强度为T的匀强磁场中以300r/min的转速绕垂直于磁感线的轴匀速转动，如图所示，若从中性面开始计时，求：
（1）线圈中感应电动势的最大值。
（2） 线圈中感应电动势的瞬时值表达式。
（3）线圈从开始计时经s时，线圈中电流的瞬时值。
2021-2022学年人教版（2019）选择性必修第二册第三章第1节交变电流（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B C C D A D B C D C
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 ACD CD AC AC BD
三、解答题
16．（1）e=50cos50t（V）；（2）0.04C
17．（1）50V；（2）e=50sin10πt（V）；（3）
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