3. 1交变电流 同步课时练习（Word版无答案）

高二物理选择性必修二3.1《交变电流》同步课时练习
一、选择题：
1、下列四个电流的图象中，不属于交变电流的是（ ）
A． B． C． D．
2、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．线圈每转动一周,感应电流方向就改变一次
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要改变一次
D．线圈转动一周,感应电流和感应电动势方向都要改变一次
3、下列关于交变电流与直流电的说法中，不正确的是（　　）
A．若电流大小做周期性变化，则不一定是交变电流
B．直流电的大小可以变化，但方向一定不变
C．交变电流一定是按正弦规律变化的
D．交变电流的最大特征就是电流的方向发生周期性变化
4、匀强磁场中，一个闭合矩形金属线圈，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。则（　　）
A．t=0时，线圈平面垂直于磁感线
B．t=1.0s时，线圈中的电流方向发生改变
C．t=1.0 s时，线圈中的感应电动势最大
D．t=2 s时，线圈刚好不受安培力
5、交流发电机在工作时产生的电动势为e=Emsinωt，若将电枢的转速提高一倍，同时将电枢所围面积减小一半，其他条件不变，则其电动势变为( )
A．e=Emsin B．e=2Emsin C．e=Emsin2ωt D．e=2Emsin2ωt
6、交流发电机发电示意图如图所示,线圈转动过程中,下列说法正确的是
A．转到图甲位置时，通过线圈的磁通量变化率最大
B．转到图乙位置时，线圈中产生的感应电动势为零
C．转到图丙位置时，线圈中产生的感应电流最大
D．转到图丁位置时，AB边感应电流方向为A→B
7、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，线圈平面位于与中性面垂直的位置
B．t=1s时，线圈中的电流改变方向
C．t=1.5s时，线圈中的感应电动势最大
D．t=2s时，线圈中的电流为0
8、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
9、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
10、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时刻线圈中感应电流方向改变
B．t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大
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
11、如图甲所示，一小型发电机内有n＝100匝矩形线圈，线圈电阻为1Ω。在外力作用下矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，发电机线圈两端与R＝10 Ω的电阻构成闭合回路。通过电阻R的交变电流如图乙所示，下列判断正确的是（ ）
A．该发电机产生的交变电流的频率为100 Hz
B．该发电机产生交流电的最大感应电动势为220V
C．图甲时刻，线圈平面与中性面重合
D．电阻R的热功率为8kW
12、大型发电机几乎都是旋转磁极式发电机，下图为其原理简图。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10π rad/s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．该发电机产生的交流电频率是10Hz
B．t=0时线圈中的电流方向为abcda
C．t=0.5s时线圈中的电流方向发生变化
D．t=5s时线圈中的电流最小
二、非选择题：
13、如图甲所示，矩形线框ABCD（C端被B端遮住，D端被A端遮住）以AD边为轴逆时针匀速转动，角速度为ω。已知AB和CD边长为L1，BC和AD边长为L2，匀强磁场磁感应强度为B，线框只有一匝。从线圈经过中性面（图中虚线位置）时开始计时，并规定此后四分之一周期内电流沿正方向。
（1）转动中___________（哪一条或哪几条）边切割磁感线；
（2）转动中，BC边的速率是___________。
（3）t时刻（图中实线位置），线框平面与中性面的夹角是_________，BC边的速度与磁场夹角是___________。
（4）t时刻，BC边中的电动势eBC=___________，线框中的电动势e=___________。
（5）如果线框共n匝，并用S表示线框的面积（也就是S=L1L2）。则t时刻线框中的电动势e=___________，其最大值是Em=___________。
（6）在乙图中画出e-t图线________。
14、磁铁在电器中有广泛的应用，如发电机。如图所示，已知一台单相发电机转子导线框共有N匝，线框长为l1、宽为l2，转子的转动角速度为ω，磁极间的磁感应强度为B。
（1）试导出发电机的瞬时电动势e的表达式。
（2）现在知道有一种强永磁材料钕铁硼，用它制成发电机的磁极时，磁感应强度可增大到原来的k倍。如果保持发电机结构和尺寸、转子转动角速度、需产生的电动势都不变，那么这时转子上的导线框需要多少匝？
15、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；
（2）线圈产生的感应电动势最大值Em；
（3）感应电动势e随时间变化的表达式。
16、如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO'按如图所示方向匀速转动,线圈的匝数n=100、电阻r=10 Ω,线圈的两端经集流环与电阻R连接,电阻R=90 Ω,与R并联的交流电压表为理想电表。在t=0时刻,线圈平面与磁场方向平行,穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图乙所示正弦规律变化。（取π=3.14）求:
（1）交流发电机产生的电动势的最大值;
（2）从t=0时刻开始计时,线圈转过60°时线圈中感应电流瞬时值及回路中的电流方向。