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 | 1.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-20 20:41:02 | ||
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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
1．一气体放电管，当其两电极间的电压超过V时，就放电而发光，在它发光的情况下逐渐降低电压，要降到500V时才熄灭。放电管两电极不分正负。现有一正弦交流电源，输出电压峰值为1000V，频率为50Hz，若用它给上述放电管供电，则在一小时内放电管实际发光的时间为（ ）
A．15分钟 B．25分钟 C．30分钟 D．45分钟
2．两人在赤道上站立，各自手握金属绳OPO′的一端，绕东西方向的水平轴沿顺时针方向匀速摇动，周期为T，将金属绳连入电路，闭合回路如图所示，取金属绳在图示的最高位置时为t=0时刻，则下列说法正确的是（ ）
A．电路中存在周期为T的变化电流
B．t=0时刻，回路磁通量最大，电路中电流最大
C．t=时刻，电流向左通过灵敏电流计
D．t=时刻，回路磁通量最大电路中电流最大
3．旋转电枢式发电机的转子在正常运转时，产生的电动势瞬时值为。如果由于某种原因，它的转速变慢，用电压表测得此时发电机两端的电压为176V，若此时发电机正在向一盏标有“220V 100W”的灯泡供电，在不计发电机内阻，不考虑灯泡电阻随温度变化的情况下，则（ ）
A．该灯泡的实际功率为80W
B．该灯泡的实际功率为72W
C．这台发电机的转速比原来正常时的转速慢了
D．这台发电机的转速比原来正常时的转速慢了
4．一个闭合矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的感应电动势如图所示。下列判断正确的是（ ）
A．t＝0.01 s时刻，线圈平面处于中性面位置
B．t＝0.02 s时刻，线圈平面与磁感线平行
C．t＝0.01 s时刻，通过线圈平面的磁通量为零
D．1 s内电流的方向变化50次
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．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
7．下列关于家庭电路与安全用电的说法正确的是（ ）
A．家庭电路中控制用电器的开关应接在火线和用电器之间
B．电冰箱使用三脚插头，是为了防止电流过大引起火灾
C．在家庭电路中，同时工作的用电器越多，总电阻越大
D．使用测电笔时，手不能接触笔尾的金属体，防止电流通过人体，造成触电事故
8．如图所示，下列图中从图示位置开始计时，面积为的单匝线圈均绕其对称轴或中心轴在磁感应强度为的匀强磁场中以角速度匀速转动，能产生正弦交变电动势的是（ ）
A． B．
C． D．
9．如图所示，磁感应强度为B的磁场均匀分布，一单匝线框abcd面积为S，在cd边上接有一电容器，现把线框以cd为轴，从上往下看沿顺时针方向以角速度ω旋转180°到虚线位置，在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电容器两极板间电压随时间变化关系为U=BSωsinωt
B．电容器上极板先带正电，后带负电
C．电流方向始终是由a流向c
D．若把线框匀速平移到虚线处，过程中电容器不带电
10．如图所示，KLMN是一个竖直的矩形导线框，全部处于磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中，线框面积为S，MN边水平，线框绕某竖直固定轴以角速度ω匀速转动。在MN边与磁场方向的夹角达到30°的时刻（图示位置），导线框中产生的瞬时电动势e的大小和线框此时电流的方向分别为（已知线框按俯视的逆时针方向转动）（ ）
A．BSω，电流方向为KNMLK B．BSω，电流方向为KNMLK
C．BSω，电流方向为KLMNK D．BSω，电流方向为KLMNK
11．利用示波器可以显示输入信号的波形，单匝正方形金属线框abed处在匀强磁场中，当以线圈平面内某虚线为轴匀速转动时，线圈内产生的电流随时间的变化关系如图甲所示。则在四个选项所示的情景中，无论从线圈平面处于哪个位置开始计时，都不可能产生该电流的是（ ）
A．
B．
C．
D．
12．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时，感应电动势或感应电流方向就改变一次
D．线框经过与中性面垂直的位置时，各边不切割磁感线
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．关于正弦交变电流的产生过程，下列说法正确的是（ ）
A．当线圈平面与中性面垂直时，电流方向发生变化
B．线圈平面经中性面时开始计时，周期内，电流先增大后减小
C．线圈平面与中性面垂直开始计时，2个周期内电流方向改变4次
D．线圈转动过程中通过线圈的磁通量最大的位置，也是感应电流最大的位置
15．关于交变电流，下列说法正确的是（ ）
A．大小不变，方向不改变的电流是交变电流
B．大小变化，方向不改变的电流是交变电流
C．大小变化，方向改变的电流是交变电流
D．大小不变，方向改变的电流不是交变电流
二、填空题
16．判断下列图像表示的电流属于直流还是交流( )
A． B． C． D．
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．（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” ）．
19．交流发电机的线圈在磁场中转动时，转轴与磁场方向_________，用_________定则判断线圈切割磁感线产生的感应电流方向。
三、解答题
20．如图所示，一个不变形的单匝闭合圆形线圈的面积为S，电阻为R，放在匀强磁场中，且线圈平面与磁场方向垂直，磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律为。
(1)在0~T时间内，哪些时刻线圈中产生的感应电动势最大？
(2)在时间内，通过线圈某一横截面的电荷量是多大？
21．如图所示，矩形线圈的匝数为N=100匝，ab边长为0.4m，bc边长为0.2m．整个线圈的电阻R=1欧，在B=1T的匀强磁场中，以短边中点的连线为轴逆时针转动，=50rad/s．求：
（1）线圈从图示位置转动90度过程中的平均电动势．
（2）线圈转过90度时的瞬间电动势．
22．如图所示为一个小型交流发电机的原理图，其矩形线框的面积为S，共有N匝，线框的总电阻为r，线框处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，线框在转动时可以通过滑环K和电刷L保持与外电路电阻R的连接，在外力作用下线框以恒定的角速度绕垂直于磁场的线框平面内的对称轴匀速转动（不计转动轴及滑环与电刷的摩擦），推导发电机线框产生感应电动势最大值的表达式。
23．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．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
ABCD. 根据题意该交流电的表达式为
在前半个周期内，当 时开始发光， 时停止发光，发光时间为
整个周期发光时间为
故一个小时内的发光时间为
故C正确ABD错误。
故选C。
2．A
【详解】
AC．在赤道上时，地磁场方向从地球南极出发到地球北极，类比导线切割磁感线，由右手定则判断，在上方电流沿方向，在下方电流沿方向，电路中存在周期性变化的电流，时刻，电流向右通过灵敏电流计，故A正确C错误；
B．t=0时刻，回路磁通量最大，但磁通量的变化率最小，则电路中电流最小，故B错误；
D．时刻，回路磁通量最大，但磁通量的变化率最小，电路中电流最小，故D错误。
故选A。
3．C
【详解】
AB．由得
选项AB错误；
CD．由得，所以
可知转速慢了，选项C正确，D错误。
故选C。
4．A
【详解】
ABC．由题图可知t＝0.01 s和t＝0.02 s时，感应电流为零，则感应电动势为零，磁通量最大，线圈平面处于中性面位置，B C错误A正确；
D．由于正弦式交变电流在一个周期内电流方向变化两次，而该交变电流的周期为0.02 s，则1 s内电流的方向变化100次，D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．D
【详解】
ABCD．，则角速度
最大电动势
故ABC错误，D正确。
故选D。
7．A
【详解】
A．要控制用电器的开关应接在火线和用电器之间，这样在开关断开时，用电器上没有电，便于维修，A正确；
B．冰箱使用三脚插头，是为了将冰箱的金属外壳接地，防止因外壳漏电而发生触电事故，B错误；
C．家庭电路中各用电器是并联的，由并联电路特点知，并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和，同时工作的用电器越多（即并联电路的支路越多），并联电路的总电阻越小，C错误；
D．如果手不接触笔尾金属体，无论笔尖金属体接触火线还是零线，氖管都不发光，D错误。
故选A。
8．B
【详解】
AD．由图中可知，线圈转动时磁通量始终等于零，线圈不会产生感应电动势，AD错误；
B．由图中可知，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴从中性面开始匀速转动，产生了正弦式的交变电动势为
B正确；
C．由图中可知，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴从垂直于中性面位置开始匀速转动，产生了正弦式的交变电动势为
C错误。
故选B。
9．A
【详解】
A．由于是从中性面开始计时，ab边产生的感应电动势瞬时值表达式为e=BSωsinωt，故电容器两极板间电压随时间变化关系为U=BSωsinωt，故A正确；
B．线框从实线位置转过90°过程中电容器充电，线框从旋转90°的位置转到虚线位置过程中电容器放电，上极板始终带正电，故B错误；
C．线框从实线位置转过90°过程中电容器充电，电流方向是由a流向c；线框从旋转90°的位置转到虚线位置过程中电容器放电，电流方向是由c流向a，故C错误；
D．移动过程中，ab边切割磁感线产生感应电动势，而cd边切割磁感线的有效长度小于ab边，故ab边产生的感应电动势大，从而对电容器充电，故D错误。
故选A。
10．B
【详解】
MN边与磁场方向成时，感应电动势为
由右手定则可知电流方向为KNMLK。
故选B。
11．A
【详解】
A．当以线圈平面内某虚线为轴匀速转动时，线圈中的磁通量始终不变，没有感应电流产生，故A不可能产生该电流，故A符合题意；
BCD．三图中线圈绕垂直于磁场方向的轴转动，磁通量发生变化，根据交变电流的产生原理可知，三者均产生示波器中的正弦式交变电流，故BCD不符合题意。
故选A。
12．C
【详解】
AC．线框位于中性面时，线框平面与磁感线垂直，穿过线框的磁通量最大，但此时切割磁感线的两边速度方向与磁感线平行，即不切割磁感线，穿过线框的磁通量的变化率等于零，所以电动势等于零，感应电动势或感应电流的方向在此时刻改变。A错误，C正确；
BD．线框垂直于中性面时，穿过线框的磁通量为零，切割磁感线的两边的速度与磁感线垂直，有效切割磁感线速度最大，此时穿过线框的磁通量的变化率最大，所以感应电动势最大，BD错误。
故选C。
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】
线圈转动过程中，在中性面位置，磁通量最大、电流等于零，方向改变，2个周期方向改变4次，由中性面经周期到与中性面垂直，电流逐渐增大到最大。故C正确，ABD错误。
故选C。
15．C
【详解】
交变电流是指电流方向随时间作周期性变化的电流，故C正确，ABD错误。
故选C。
16．AB是直流电，CD是交流电。
【详解】
[1]选项A、B表示方向不随时间变化的电流，为直流；选项C、D表示大小和方向都随时间做周期性变化的电流，为交流。
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． 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．
19． 垂直 右手
略
20．(1)0、、；(2)
【详解】
(1)线圈面积一定，B的周期性变化使穿过线圈的磁通量发生变化，根据法拉第电磁感应定律有，可见最大时电动势最大。
作出图像，如图所示。
图线上某点切线的斜率反映了的大小，由图可知，在0~T时间内，当t等于0、、T时，切线的斜率的绝对值最大。因此，在这些时刻线圈中产生的感应电动势最大。
(2)根据法拉第电磁感应定律有，根据欧姆定律有
则电荷量
在时间内，根据图像，可得磁通量变化量的绝对值，则电荷量。
21．(1) (2)400V
【详解】
（1）由法拉第电磁感应定律得：
（2）线圈转过90度时的瞬间电动势，则有 ．
22．见解析
【详解】
线框平面与磁场方向平行时产生的感应电动势最大，ab边切割磁感线时产生的感应电动势与cd边产生的感应电动势串联，即
所以
其中得
同理
所以
23．（1）i=0.2πcos2πt（A）（2）0（3）0.05C（4）1.78A（5）0.99J
【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：
.
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．一气体放电管，当其两电极间的电压超过V时，就放电而发光，在它发光的情况下逐渐降低电压，要降到500V时才熄灭。放电管两电极不分正负。现有一正弦交流电源，输出电压峰值为1000V，频率为50Hz，若用它给上述放电管供电，则在一小时内放电管实际发光的时间为（ ）
A．15分钟 B．25分钟 C．30分钟 D．45分钟
2．两人在赤道上站立，各自手握金属绳OPO′的一端，绕东西方向的水平轴沿顺时针方向匀速摇动，周期为T，将金属绳连入电路，闭合回路如图所示，取金属绳在图示的最高位置时为t=0时刻，则下列说法正确的是（ ）
A．电路中存在周期为T的变化电流
B．t=0时刻，回路磁通量最大，电路中电流最大
C．t=时刻，电流向左通过灵敏电流计
D．t=时刻，回路磁通量最大电路中电流最大
3．旋转电枢式发电机的转子在正常运转时，产生的电动势瞬时值为。如果由于某种原因，它的转速变慢，用电压表测得此时发电机两端的电压为176V，若此时发电机正在向一盏标有“220V 100W”的灯泡供电，在不计发电机内阻，不考虑灯泡电阻随温度变化的情况下，则（ ）
A．该灯泡的实际功率为80W
B．该灯泡的实际功率为72W
C．这台发电机的转速比原来正常时的转速慢了
D．这台发电机的转速比原来正常时的转速慢了
4．一个闭合矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的感应电动势如图所示。下列判断正确的是（ ）
A．t＝0.01 s时刻，线圈平面处于中性面位置
B．t＝0.02 s时刻，线圈平面与磁感线平行
C．t＝0.01 s时刻，通过线圈平面的磁通量为零
D．1 s内电流的方向变化50次
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．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
7．下列关于家庭电路与安全用电的说法正确的是（ ）
A．家庭电路中控制用电器的开关应接在火线和用电器之间
B．电冰箱使用三脚插头，是为了防止电流过大引起火灾
C．在家庭电路中，同时工作的用电器越多，总电阻越大
D．使用测电笔时，手不能接触笔尾的金属体，防止电流通过人体，造成触电事故
8．如图所示，下列图中从图示位置开始计时，面积为的单匝线圈均绕其对称轴或中心轴在磁感应强度为的匀强磁场中以角速度匀速转动，能产生正弦交变电动势的是（ ）
A． B．
C． D．
9．如图所示，磁感应强度为B的磁场均匀分布，一单匝线框abcd面积为S，在cd边上接有一电容器，现把线框以cd为轴，从上往下看沿顺时针方向以角速度ω旋转180°到虚线位置，在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电容器两极板间电压随时间变化关系为U=BSωsinωt
B．电容器上极板先带正电，后带负电
C．电流方向始终是由a流向c
D．若把线框匀速平移到虚线处，过程中电容器不带电
10．如图所示，KLMN是一个竖直的矩形导线框，全部处于磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中，线框面积为S，MN边水平，线框绕某竖直固定轴以角速度ω匀速转动。在MN边与磁场方向的夹角达到30°的时刻（图示位置），导线框中产生的瞬时电动势e的大小和线框此时电流的方向分别为（已知线框按俯视的逆时针方向转动）（ ）
A．BSω，电流方向为KNMLK B．BSω，电流方向为KNMLK
C．BSω，电流方向为KLMNK D．BSω，电流方向为KLMNK
11．利用示波器可以显示输入信号的波形，单匝正方形金属线框abed处在匀强磁场中，当以线圈平面内某虚线为轴匀速转动时，线圈内产生的电流随时间的变化关系如图甲所示。则在四个选项所示的情景中，无论从线圈平面处于哪个位置开始计时，都不可能产生该电流的是（ ）
A．
B．
C．
D．
12．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时，感应电动势或感应电流方向就改变一次
D．线框经过与中性面垂直的位置时，各边不切割磁感线
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．关于正弦交变电流的产生过程，下列说法正确的是（ ）
A．当线圈平面与中性面垂直时，电流方向发生变化
B．线圈平面经中性面时开始计时，周期内，电流先增大后减小
C．线圈平面与中性面垂直开始计时，2个周期内电流方向改变4次
D．线圈转动过程中通过线圈的磁通量最大的位置，也是感应电流最大的位置
15．关于交变电流，下列说法正确的是（ ）
A．大小不变，方向不改变的电流是交变电流
B．大小变化，方向不改变的电流是交变电流
C．大小变化，方向改变的电流是交变电流
D．大小不变，方向改变的电流不是交变电流
二、填空题
16．判断下列图像表示的电流属于直流还是交流( )
A． B． C． D．
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．（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” ）．
19．交流发电机的线圈在磁场中转动时，转轴与磁场方向_________，用_________定则判断线圈切割磁感线产生的感应电流方向。
三、解答题
20．如图所示，一个不变形的单匝闭合圆形线圈的面积为S，电阻为R，放在匀强磁场中，且线圈平面与磁场方向垂直，磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律为。
(1)在0~T时间内，哪些时刻线圈中产生的感应电动势最大？
(2)在时间内，通过线圈某一横截面的电荷量是多大？
21．如图所示，矩形线圈的匝数为N=100匝，ab边长为0.4m，bc边长为0.2m．整个线圈的电阻R=1欧，在B=1T的匀强磁场中，以短边中点的连线为轴逆时针转动，=50rad/s．求：
（1）线圈从图示位置转动90度过程中的平均电动势．
（2）线圈转过90度时的瞬间电动势．
22．如图所示为一个小型交流发电机的原理图，其矩形线框的面积为S，共有N匝，线框的总电阻为r，线框处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，线框在转动时可以通过滑环K和电刷L保持与外电路电阻R的连接，在外力作用下线框以恒定的角速度绕垂直于磁场的线框平面内的对称轴匀速转动（不计转动轴及滑环与电刷的摩擦），推导发电机线框产生感应电动势最大值的表达式。
23．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．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
ABCD. 根据题意该交流电的表达式为
在前半个周期内，当 时开始发光， 时停止发光，发光时间为
整个周期发光时间为
故一个小时内的发光时间为
故C正确ABD错误。
故选C。
2．A
【详解】
AC．在赤道上时，地磁场方向从地球南极出发到地球北极，类比导线切割磁感线，由右手定则判断，在上方电流沿方向，在下方电流沿方向，电路中存在周期性变化的电流，时刻，电流向右通过灵敏电流计，故A正确C错误；
B．t=0时刻，回路磁通量最大，但磁通量的变化率最小，则电路中电流最小，故B错误；
D．时刻，回路磁通量最大，但磁通量的变化率最小，电路中电流最小，故D错误。
故选A。
3．C
【详解】
AB．由得
选项AB错误；
CD．由得，所以
可知转速慢了，选项C正确，D错误。
故选C。
4．A
【详解】
ABC．由题图可知t＝0.01 s和t＝0.02 s时，感应电流为零，则感应电动势为零，磁通量最大，线圈平面处于中性面位置，B C错误A正确；
D．由于正弦式交变电流在一个周期内电流方向变化两次，而该交变电流的周期为0.02 s，则1 s内电流的方向变化100次，D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．D
【详解】
ABCD．，则角速度
最大电动势
故ABC错误，D正确。
故选D。
7．A
【详解】
A．要控制用电器的开关应接在火线和用电器之间，这样在开关断开时，用电器上没有电，便于维修，A正确；
B．冰箱使用三脚插头，是为了将冰箱的金属外壳接地，防止因外壳漏电而发生触电事故，B错误；
C．家庭电路中各用电器是并联的，由并联电路特点知，并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和，同时工作的用电器越多（即并联电路的支路越多），并联电路的总电阻越小，C错误；
D．如果手不接触笔尾金属体，无论笔尖金属体接触火线还是零线，氖管都不发光，D错误。
故选A。
8．B
【详解】
AD．由图中可知，线圈转动时磁通量始终等于零，线圈不会产生感应电动势，AD错误；
B．由图中可知，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴从中性面开始匀速转动，产生了正弦式的交变电动势为
B正确；
C．由图中可知，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴从垂直于中性面位置开始匀速转动，产生了正弦式的交变电动势为
C错误。
故选B。
9．A
【详解】
A．由于是从中性面开始计时，ab边产生的感应电动势瞬时值表达式为e=BSωsinωt，故电容器两极板间电压随时间变化关系为U=BSωsinωt，故A正确；
B．线框从实线位置转过90°过程中电容器充电，线框从旋转90°的位置转到虚线位置过程中电容器放电，上极板始终带正电，故B错误；
C．线框从实线位置转过90°过程中电容器充电，电流方向是由a流向c；线框从旋转90°的位置转到虚线位置过程中电容器放电，电流方向是由c流向a，故C错误；
D．移动过程中，ab边切割磁感线产生感应电动势，而cd边切割磁感线的有效长度小于ab边，故ab边产生的感应电动势大，从而对电容器充电，故D错误。
故选A。
10．B
【详解】
MN边与磁场方向成时，感应电动势为
由右手定则可知电流方向为KNMLK。
故选B。
11．A
【详解】
A．当以线圈平面内某虚线为轴匀速转动时，线圈中的磁通量始终不变，没有感应电流产生，故A不可能产生该电流，故A符合题意；
BCD．三图中线圈绕垂直于磁场方向的轴转动，磁通量发生变化，根据交变电流的产生原理可知，三者均产生示波器中的正弦式交变电流，故BCD不符合题意。
故选A。
12．C
【详解】
AC．线框位于中性面时，线框平面与磁感线垂直，穿过线框的磁通量最大，但此时切割磁感线的两边速度方向与磁感线平行，即不切割磁感线，穿过线框的磁通量的变化率等于零，所以电动势等于零，感应电动势或感应电流的方向在此时刻改变。A错误，C正确；
BD．线框垂直于中性面时，穿过线框的磁通量为零，切割磁感线的两边的速度与磁感线垂直，有效切割磁感线速度最大，此时穿过线框的磁通量的变化率最大，所以感应电动势最大，BD错误。
故选C。
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】
线圈转动过程中，在中性面位置，磁通量最大、电流等于零，方向改变，2个周期方向改变4次，由中性面经周期到与中性面垂直，电流逐渐增大到最大。故C正确，ABD错误。
故选C。
15．C
【详解】
交变电流是指电流方向随时间作周期性变化的电流，故C正确，ABD错误。
故选C。
16．AB是直流电，CD是交流电。
【详解】
[1]选项A、B表示方向不随时间变化的电流，为直流；选项C、D表示大小和方向都随时间做周期性变化的电流，为交流。
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． 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．
19． 垂直 右手
略
20．(1)0、、；(2)
【详解】
(1)线圈面积一定，B的周期性变化使穿过线圈的磁通量发生变化，根据法拉第电磁感应定律有，可见最大时电动势最大。
作出图像，如图所示。
图线上某点切线的斜率反映了的大小，由图可知，在0~T时间内，当t等于0、、T时，切线的斜率的绝对值最大。因此，在这些时刻线圈中产生的感应电动势最大。
(2)根据法拉第电磁感应定律有，根据欧姆定律有
则电荷量
在时间内，根据图像，可得磁通量变化量的绝对值，则电荷量。
21．(1) (2)400V
【详解】
（1）由法拉第电磁感应定律得：
（2）线圈转过90度时的瞬间电动势，则有 ．
22．见解析
【详解】
线框平面与磁场方向平行时产生的感应电动势最大，ab边切割磁感线时产生的感应电动势与cd边产生的感应电动势串联，即
所以
其中得
同理
所以
23．（1）i=0.2πcos2πt（A）（2）0（3）0.05C（4）1.78A（5）0.99J
【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：
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