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 | 735.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-19 09:44:58 | ||
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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．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．
2．下列i-t图像中表示交变电流的是（ ）
A． B．
C． D．
3．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
4．关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，下列说法中正确的是（ ）
A．线圈中磁通量最大时，感应电动势为零
B．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变
C．线圈平面每经过中性面一次，感应电流和感应电动势方向都不改变
D．线圈通过中性面时，磁通量为零
5．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
6．如图为电动机模型图，左侧为N极，右侧为S极。电动机线框通过换向器连入电路中，线框abcd的面积为S，匝数为n，匀强磁场磁感应强度为B，线框平面与磁场平行。若此时闭合开关，则下列说法正确的是（ ）
A．从正前方看去，该线框将会逆时针转动
B．若同时调转电极和磁极方向，则线圈的转动方向改变
C．转动过程中线圈中电流方向变化，流过R的电流方向不变
D．线框转过时，穿过线框平面的磁通量最大，且为nBS
7．如图所示，线圈转动过程中产生交变电流，下列说法正确的是（ ）
A．转到图甲所示位置时，通过线圈的感应电流最大
B．转到图乙所示位置时，通过线圈的感应电流最大
C．转到图丙所示位置时，CD边中感应电流方向为D→C
D．转到图丁所示位置时，AB边中感应电流方向为B→A
8．交流发电机的线圈转到线圈平面与中性面垂直时，下列说法正确的是（ ）
A．电流将改变方向
B．磁场方向和线圈平面垂直
C．线圈中产生的感应电动势最大
D．穿过线圈的磁通量最大
9．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
10．让一正弦式交变电流通过电阻R，在t时间内产生的热量为Q，将5A的直流电通过该电阻时，在2t时间内产生的热量也为Q，则交变电流的有效值和最大值分别为（ ）
A． B．
C． D．
11．一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图所示．下列说法中正确的是（ ）
A．时刻线圈在中性面位置
B．线圈产生的感应电动势达到最大
C．时线圈磁通量的变化率为零
D．时线圈产生的感应电动势为零
12．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
13．如图所示，在匀强磁场中有一个矩形单匝线圈ABCD，AB边与磁场垂直，MN边始终与金属滑环K相连，PQ边始终与金属滑环L相连。金属滑环L、交流电流表A、定值电阻R、金属滑环K通过导线串联。现使矩形线圈以恒定角速度绕过BC、AD中点的轴从与磁感线平行的位置开始旋转，下列说法中正确的是（ ）
A．线圈位于图中所示的位置时，穿过线圈的磁通量为0，磁通量的变化率也为0
B．线圈位于图中所示的位置时，穿过线圈的磁通量为0，但磁通量的变化率最大
C．线圈从图中所示的位置转过90°时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率也最大
D．线圈从图中所示的位置转过90°时，流经定值电阻R的电流最大
14．如图甲所示是目前市面上流行的手摇手机充电器，它体型小，携带方便，可以在紧急状态下给手机临时充电。若某人摇动手柄给手机充电时，其内部线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，当线圈转到图乙所示位置时，下列说法正确的是（ ）
A．线圈中无电流 B．电流方向将发生改变
C．线圈中的电流最大 D．穿过线圈磁通量的变化率为0
15．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
二、填空题
16．直流：_________不随时间变化的电流称为直流。
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．矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，在中性面时，通过线圈的磁通量最大。( )
19．（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” ）．
三、解答题
20．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。
21．如图所示，一个矩形线圈的ab、cd边长为，ad、bc边长为，线圈的匝数为N，线圈处于磁感应强度为B的匀强磁场中，并以为轴匀速转动，与磁场方向垂直，线圈电阻不计，线圈转动的角速度为，若从线圈在中性面处时开始计时，请回答下列问题：
(1)用该线圈产生的交变电流通入电阻为R的电动机时，形成的电流有效值为I，请计算该电动机输出的机械功率（其他损耗不计）。
(2)用此电动机将竖直固定的光滑U形金属框架上的水平导体棒EF从静止向上拉，已知导体棒的质量为m，U形金属框架宽为L且足够长，内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为，导体棒上升高度为h时，经历的时间为t，且此时导体棒刚开始匀速上升，速度为，导体棒的有效总电阻为，金属框架电阻不计，导体棒与金属框架接触良好，求t时间内导体棒产生的焦耳热。
22．如图所示，矩形线圈abcd的匝数为 n＝50匝，线圈ab的边长为L1＝0.2 m，bc的边长为L2＝0.25 m，在磁感应强度为B＝0.4 T的匀强磁场中，绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴匀速转动，转动的角速度ω＝rad/s，试求：
(1)穿过线圈平面的最大磁通量Φm；
(2)线圈在题图所示位置(线圈平面与磁感线平行)时，感应电动势e的大小；
(3)若线圈在中性面位置开始计时，写出此交变电流电动势瞬时值表达式．
23．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．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【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。
2．B
【详解】
根据交流电的定义可知，方向随时间做周期性变化的电流为交变电流。
故选B。
3．A
【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。
4．A
【详解】
AD. 线圈通过中性面时，线圈中磁通量最大时，感应电动势为零，故A正确，D错误；
BC. 线圈平面每经过中性面一次，感应电流和感应电动势的方向就改变一次，故BC错误。
故选A。
5．C
【详解】
A．线圈转动过程中，安培力做负功使线圈的动能转化为电能，故A错误；
B．根据可知，线圈转动的角速度越大，产生的感应电动势峰值越大，则有效值越大，通过电阻R的电流越大，故B错误；
C．题图所示位置，线圈平面与磁场平行，产生的感应电动势最大，最大值为Em=NBSω，故C正确；
D．线圈平面与磁场平行时，穿过线圈平面的磁通量为零，线圈平面与磁场方向垂直时，穿过线圈平面的磁通量最大，故D错误。
故选C。
6．C
【详解】
A．根据电源正负极可知，从上往下看，电流为逆时针电流，根据左手安培定则可知，ab导体棒受力向上，cd导体棒受力向下，所以从正面看线框会顺时针转动，A错误。
B．同时调转电极和磁极方向，相当于同时改变磁场和电流方向，根据左手安培定则可知，线框受力方向不变，所以转动方向不会发生改变，B错误。
C．下面的电路为直流电流，电流的方向不发生改变，C正确。
D．根据磁通量的公式
可知，在计算磁通量的时候，不应该出现匝数，所以D错误。
故选C。
7．A
【详解】
A．线圈转到题图甲所示位置时，线圈平面与磁感线平行，穿过线图的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，线圈产生的感应电动势最大，通过线圈的感应电流最大，选项A正确；
BD．线圈转到题图乙和题图丁所示位置时，线圈处于中性面，此时感应电流为零，选项BD错误；
C．线圈转到题图丙所示位置时，由右手定则知CD边中感应电流方向为C→D，选项C错误。
故选A。
8．C
【详解】
线圈转到线圈平面与中性面垂直的位置时，磁场方向与线圈平面平行，穿过线圈的磁通量为零，电动势和电流均达到最大值，电流方向不变，故ABD错误，C正确。
故选C。
9．A
【详解】
A．图示位置穿过线框的磁通量最大，为中性面，故A正确；
B．回路中将产生正弦式交变电流，故B错误；
CD．时，线框与磁感线方向平行，穿过线框的磁通量为零，感应电流最大，电流方向不会立即变化，故CD错误。
故选A。
10．C
【详解】
设交变电流的有效值为，最大值为，交变电流通过电阻R，有，将5A的直流电通过电阻R时，有，其中，联立解得
，
则
故选C。
11．D
【详解】
A．t=0时刻，磁通量为零，则线圈在与中性面垂直的位置，选项A错误；
B．t=0.01s时磁通量最大，磁通量的变化率为零，则线圈产生的感应电动势为零，选项B错误；
C．t=0.02s时线圈磁通量为零，此时磁通量的变化率最大，选项C错误；
D．t=0.03s时线圈磁通量最大，磁通量的变化率为零，则产生的感应电动势为零，选项D正确.
12．B
【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。
13．B
【详解】
AB．线圈位于图中所示的位置时，穿过线圈的磁通量为0，线圈中感应电动势最大，即磁通量的变化率最大，A错误，B正确；
CD．线圈从图中所示的位置转过90°时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为0，此时流经定值电阻R的电流也为0，CD错误。
故选B。
14．C
【详解】
AC．当线圈绕垂直于磁感线的轴匀速转动时，产生正弦式交流电。当线圈转到图乙所示位置时，线圈中电流最大，A错误，C正确；
B．线圈转到中性面时，电流方向发生改变，B错误；
D．图乙所示位置为中性面的垂面，磁通量为零，但穿过线圈磁通量的变化率最大，D错误；
故选C。
15．C
【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。
16．方向
略
17． 周期性变化 时间 次数
【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．正确
【详解】
[1]矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，中性面是指线圈平面与磁感线垂直的位移，则在中性面时，通过线圈的磁通量最大。此说法正确。
19． 0.5 交变电流 220
【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．
20．(1)；(2)；(3)
【详解】
(1)线圈中感应电动势的最大值为
线圈中感应电动势瞬时值
所以
(2)交变电流的最大值
所以电流的瞬时值表达式为
(3) 交变电动势的平均值
21．(1)；(2)
【详解】
(1)该线圈产生的交变电流为正弦式交变电流，电动势的最大值为，有效值为
产生的电流通过电动机时，输入的功率
电动机内阻的发热功率，设电动机输出的机械功率为P，可得：
联立解得：
(2)设水平导体棒EF上升h过程中克服安培力做功为W，对上升h高度的导体棒应用动能定理得：
由功能关系可知，导体棒产生的焦耳热，联立解得：
22．(1)0.02Wb (2) (3)
【详解】
(1)穿过线圈平面的最大磁通量
(2)线圈在图示位置时感应电动势最大，此时感应电动势的值
(3)感应电动势的最大值，线圈转动的角速度，若从中性面位置开始计时，此交变电流电动势瞬时值表达式
23．（1）（2）+
【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．
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．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．
2．下列i-t图像中表示交变电流的是（ ）
A． B．
C． D．
3．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
4．关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，下列说法中正确的是（ ）
A．线圈中磁通量最大时，感应电动势为零
B．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变
C．线圈平面每经过中性面一次，感应电流和感应电动势方向都不改变
D．线圈通过中性面时，磁通量为零
5．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
6．如图为电动机模型图，左侧为N极，右侧为S极。电动机线框通过换向器连入电路中，线框abcd的面积为S，匝数为n，匀强磁场磁感应强度为B，线框平面与磁场平行。若此时闭合开关，则下列说法正确的是（ ）
A．从正前方看去，该线框将会逆时针转动
B．若同时调转电极和磁极方向，则线圈的转动方向改变
C．转动过程中线圈中电流方向变化，流过R的电流方向不变
D．线框转过时，穿过线框平面的磁通量最大，且为nBS
7．如图所示，线圈转动过程中产生交变电流，下列说法正确的是（ ）
A．转到图甲所示位置时，通过线圈的感应电流最大
B．转到图乙所示位置时，通过线圈的感应电流最大
C．转到图丙所示位置时，CD边中感应电流方向为D→C
D．转到图丁所示位置时，AB边中感应电流方向为B→A
8．交流发电机的线圈转到线圈平面与中性面垂直时，下列说法正确的是（ ）
A．电流将改变方向
B．磁场方向和线圈平面垂直
C．线圈中产生的感应电动势最大
D．穿过线圈的磁通量最大
9．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
10．让一正弦式交变电流通过电阻R，在t时间内产生的热量为Q，将5A的直流电通过该电阻时，在2t时间内产生的热量也为Q，则交变电流的有效值和最大值分别为（ ）
A． B．
C． D．
11．一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图所示．下列说法中正确的是（ ）
A．时刻线圈在中性面位置
B．线圈产生的感应电动势达到最大
C．时线圈磁通量的变化率为零
D．时线圈产生的感应电动势为零
12．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
13．如图所示，在匀强磁场中有一个矩形单匝线圈ABCD，AB边与磁场垂直，MN边始终与金属滑环K相连，PQ边始终与金属滑环L相连。金属滑环L、交流电流表A、定值电阻R、金属滑环K通过导线串联。现使矩形线圈以恒定角速度绕过BC、AD中点的轴从与磁感线平行的位置开始旋转，下列说法中正确的是（ ）
A．线圈位于图中所示的位置时，穿过线圈的磁通量为0，磁通量的变化率也为0
B．线圈位于图中所示的位置时，穿过线圈的磁通量为0，但磁通量的变化率最大
C．线圈从图中所示的位置转过90°时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率也最大
D．线圈从图中所示的位置转过90°时，流经定值电阻R的电流最大
14．如图甲所示是目前市面上流行的手摇手机充电器，它体型小，携带方便，可以在紧急状态下给手机临时充电。若某人摇动手柄给手机充电时，其内部线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，当线圈转到图乙所示位置时，下列说法正确的是（ ）
A．线圈中无电流 B．电流方向将发生改变
C．线圈中的电流最大 D．穿过线圈磁通量的变化率为0
15．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
二、填空题
16．直流：_________不随时间变化的电流称为直流。
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．矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，在中性面时，通过线圈的磁通量最大。( )
19．（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” ）．
三、解答题
20．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。
21．如图所示，一个矩形线圈的ab、cd边长为，ad、bc边长为，线圈的匝数为N，线圈处于磁感应强度为B的匀强磁场中，并以为轴匀速转动，与磁场方向垂直，线圈电阻不计，线圈转动的角速度为，若从线圈在中性面处时开始计时，请回答下列问题：
(1)用该线圈产生的交变电流通入电阻为R的电动机时，形成的电流有效值为I，请计算该电动机输出的机械功率（其他损耗不计）。
(2)用此电动机将竖直固定的光滑U形金属框架上的水平导体棒EF从静止向上拉，已知导体棒的质量为m，U形金属框架宽为L且足够长，内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为，导体棒上升高度为h时，经历的时间为t，且此时导体棒刚开始匀速上升，速度为，导体棒的有效总电阻为，金属框架电阻不计，导体棒与金属框架接触良好，求t时间内导体棒产生的焦耳热。
22．如图所示，矩形线圈abcd的匝数为 n＝50匝，线圈ab的边长为L1＝0.2 m，bc的边长为L2＝0.25 m，在磁感应强度为B＝0.4 T的匀强磁场中，绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴匀速转动，转动的角速度ω＝rad/s，试求：
(1)穿过线圈平面的最大磁通量Φm；
(2)线圈在题图所示位置(线圈平面与磁感线平行)时，感应电动势e的大小；
(3)若线圈在中性面位置开始计时，写出此交变电流电动势瞬时值表达式．
23．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．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【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。
2．B
【详解】
根据交流电的定义可知，方向随时间做周期性变化的电流为交变电流。
故选B。
3．A
【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。
4．A
【详解】
AD. 线圈通过中性面时，线圈中磁通量最大时，感应电动势为零，故A正确，D错误；
BC. 线圈平面每经过中性面一次，感应电流和感应电动势的方向就改变一次，故BC错误。
故选A。
5．C
【详解】
A．线圈转动过程中，安培力做负功使线圈的动能转化为电能，故A错误；
B．根据可知，线圈转动的角速度越大，产生的感应电动势峰值越大，则有效值越大，通过电阻R的电流越大，故B错误；
C．题图所示位置，线圈平面与磁场平行，产生的感应电动势最大，最大值为Em=NBSω，故C正确；
D．线圈平面与磁场平行时，穿过线圈平面的磁通量为零，线圈平面与磁场方向垂直时，穿过线圈平面的磁通量最大，故D错误。
故选C。
6．C
【详解】
A．根据电源正负极可知，从上往下看，电流为逆时针电流，根据左手安培定则可知，ab导体棒受力向上，cd导体棒受力向下，所以从正面看线框会顺时针转动，A错误。
B．同时调转电极和磁极方向，相当于同时改变磁场和电流方向，根据左手安培定则可知，线框受力方向不变，所以转动方向不会发生改变，B错误。
C．下面的电路为直流电流，电流的方向不发生改变，C正确。
D．根据磁通量的公式
可知，在计算磁通量的时候，不应该出现匝数，所以D错误。
故选C。
7．A
【详解】
A．线圈转到题图甲所示位置时，线圈平面与磁感线平行，穿过线图的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，线圈产生的感应电动势最大，通过线圈的感应电流最大，选项A正确；
BD．线圈转到题图乙和题图丁所示位置时，线圈处于中性面，此时感应电流为零，选项BD错误；
C．线圈转到题图丙所示位置时，由右手定则知CD边中感应电流方向为C→D，选项C错误。
故选A。
8．C
【详解】
线圈转到线圈平面与中性面垂直的位置时，磁场方向与线圈平面平行，穿过线圈的磁通量为零，电动势和电流均达到最大值，电流方向不变，故ABD错误，C正确。
故选C。
9．A
【详解】
A．图示位置穿过线框的磁通量最大，为中性面，故A正确；
B．回路中将产生正弦式交变电流，故B错误；
CD．时，线框与磁感线方向平行，穿过线框的磁通量为零，感应电流最大，电流方向不会立即变化，故CD错误。
故选A。
10．C
【详解】
设交变电流的有效值为，最大值为，交变电流通过电阻R，有，将5A的直流电通过电阻R时，有，其中，联立解得
，
则
故选C。
11．D
【详解】
A．t=0时刻，磁通量为零，则线圈在与中性面垂直的位置，选项A错误；
B．t=0.01s时磁通量最大，磁通量的变化率为零，则线圈产生的感应电动势为零，选项B错误；
C．t=0.02s时线圈磁通量为零，此时磁通量的变化率最大，选项C错误；
D．t=0.03s时线圈磁通量最大，磁通量的变化率为零，则产生的感应电动势为零，选项D正确.
12．B
【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。
13．B
【详解】
AB．线圈位于图中所示的位置时，穿过线圈的磁通量为0，线圈中感应电动势最大，即磁通量的变化率最大，A错误，B正确；
CD．线圈从图中所示的位置转过90°时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为0，此时流经定值电阻R的电流也为0，CD错误。
故选B。
14．C
【详解】
AC．当线圈绕垂直于磁感线的轴匀速转动时，产生正弦式交流电。当线圈转到图乙所示位置时，线圈中电流最大，A错误，C正确；
B．线圈转到中性面时，电流方向发生改变，B错误；
D．图乙所示位置为中性面的垂面，磁通量为零，但穿过线圈磁通量的变化率最大，D错误；
故选C。
15．C
【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。
16．方向
略
17． 周期性变化 时间 次数
【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．正确
【详解】
[1]矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，中性面是指线圈平面与磁感线垂直的位移，则在中性面时，通过线圈的磁通量最大。此说法正确。
19． 0.5 交变电流 220
【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．
20．(1)；(2)；(3)
【详解】
(1)线圈中感应电动势的最大值为
线圈中感应电动势瞬时值
所以
(2)交变电流的最大值
所以电流的瞬时值表达式为
(3) 交变电动势的平均值
21．(1)；(2)
【详解】
(1)该线圈产生的交变电流为正弦式交变电流，电动势的最大值为，有效值为
产生的电流通过电动机时，输入的功率
电动机内阻的发热功率，设电动机输出的机械功率为P，可得：
联立解得：
(2)设水平导体棒EF上升h过程中克服安培力做功为W，对上升h高度的导体棒应用动能定理得：
由功能关系可知，导体棒产生的焦耳热，联立解得：
22．(1)0.02Wb (2) (3)
【详解】
(1)穿过线圈平面的最大磁通量
(2)线圈在图示位置时感应电动势最大，此时感应电动势的值
(3)感应电动势的最大值，线圈转动的角速度，若从中性面位置开始计时，此交变电流电动势瞬时值表达式
23．（1）（2）+
【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．
答案第1页，共2页
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