本人声明：本资源属本人原创作品，授予21世纪教育网独家发行。
第五章 交变电流
交变电流 同步练习题
（考试时间为60分钟，试卷满分60分）
选择题（本题共10小题；每小题4分，共40分）
1.交变电流是( )
A．矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动时产生的电流
B．按正弦规律变化的电流
C．强度随时间做周期性变化的电流
D．方向随时间做周期性变化的电流
【答案】:D
【解析】:本题考查了交变电流的定义，只要方向随时间做周期性变化的电流就是交变电流，正弦式交变电流仅是其中之一，故D项正确．
2．(多选）关于中性面，下列说法正确的是( )
A. 中性面就是穿过线圈的磁通量为零的面
B. 中性面就是线圈中磁通量变化率为零的面
C. 线圈过中性面时，电流方向必改变
D. 线圈过中性面时，感应电动势为零
【答案】:BCD
【解析】：中性面是与磁场垂直的平面，故磁通量最大，磁通量变化率为零，故A错B对。因为磁通量变化率为零，故e为零，i为零，电流方向改变。C、D正确.21世纪教育网版权所有
3.关于矩形线圈在匀强磁场中转动时产生的正弦式电流，正确的说法是( )
A．线圈每转动一周，感应电流方向改变一次
B．线圈每转动一周，感应电动势方向改变一次
C．线圈每转动一周，感应电流方向改变两次，感应电动势方向改变一次
D．线圈每转动一周，感应电流方向和感应电动势方向都改变两次
【答案】:D
【解析】：感应电动势和感应电流的方向，每经过中性面时改变一次，每个周期内方向改变两次，故选D.21cnjy.com
4.关于交变电流和直流电流的说法中正确的是( )
A. 如果电流大小随时间做周期性变化，则一定是交变电流
B. 直流电流的大小和方向一定不变
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随时间做周期性的变化
【答案】:D
【解析】:直流电的特征是电流的方向不变，电流的大小可以改变。交变电流的特征是电流的方向随时间改变。交变电流有多种形式，正弦式交流电只是交变电流中最基本、最简单的一种。故选D.【来源：21·世纪·教育·网】
5.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转动时的电动势小于绕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→b→c→d
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
【答案】:A
【解析】：线圈在匀强磁场中匀速转动产生的感应电动势的瞬时值表达式e＝Emsinωt，其中Em＝NBSω，产生的感应电动势的最大值Em与转轴的位置无关，当转到如题中所示的位置时，感应电动势最大，相同的线圈，感应电流也相同，方向为a→d→c→b，故A选项正确．2·1·c·n·j·y
6．下图中哪些情况，线圈中没有产生交变电流( )
【答案】:A
【解析】：B、C、D中线圈产生的感应电流方向均发生变化，故产生交变电流，A中不产生感应电流.
7.(多选）如图所示图象中属于交流电的有( )
【答案】:AC
【解析】：交变电流的主要特点是电流的方向在变化．
8.(多选）正弦交变电动势的最大值出现在( )
A．线圈经过中性面时
B．穿过线圈的磁通量最大时
C．穿过线圈的磁通量变化最快时
D．线圈边框的速度与磁感线垂直时
【答案】:CD
【解析】：正弦交变电动势的最大值出现在线圈与磁场平行时，此时线圈边框的速度与磁感线垂直，穿过线圈的磁通量为零，穿过线圈的磁通量变化最快．
9.一矩形线框在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线框中感应电动势随时间变化的图象如图所示，则下列说法中不正确的是( )
A．t＝0时，线框平面处于中性面位置
B．t＝0.01 s时，线框处于中性面位置
C．t＝0.03 s时，通过线框的磁通量最大
D．t＝0.05 s时，感应电动势为零
【答案】:A
【解析】:由图象可知，当感应电动势为零时，线框位于中性面位置，此时通过线框的磁通量最大，磁通量的变化率为零；当感应电动势最大时，线框位于与中性面垂直的位置，故B、C、D选项正确．www.21-cn-jy.com
10.(多选）如图所示，①、②两个并排放置的共轴线圈，①中通有如图所示的交流电，则下列判断正确的是( )21·世纪*教育网
A．在t1到t2时间内，①②相吸
B．在t2到t3时间内，①②相斥
C. t1时刻两线圈间作用力为零
D. t2时刻两线圈间吸引力最大
【答案】:ABC
【解析】:t1到t2时间内①线圈中电流正向减小，在线圈②中产生感应电流也为正向，故①②两线圈相吸引，故A说法正确；t2到t3时间内，①线圈中电流负向增大，在②中产生正向的感应电流，①②相排斥，B说法正确；t1时刻①电流最大，但变化率为零，在②中不产生感应电流，两线圈作用力为零，C说法正确；t2时刻①中电流为零，但变化率最大，②中感应电流最大，作用力为零，故D说法错误．21·cn·jy·com
二、解答题（本题共3小题，共20分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。）
11.（7分）如图所示，边长为0.5m的正方形线框ABCD绕AB边在匀强磁场中匀速转动，AB边和磁场垂直，转速为每秒50转，磁感应强度为0.4T。求：
(1)感应电动势的最大值；
(2)在转动过程中，当穿过线框的磁通量为0.05Wb时，感应电动势的瞬时值为多大？
【答案】：(1)31.4V (2)27.2V
【解析】：(1)ω＝2πn＝314rad/s
Em＝BωS＝31.4V
(2)Φm＝BS＝0.1Wb
由Φ＝Φmcosθ得
cosθ＝＝，θ＝60°
E＝Emsinθ＝27.2V
12.（6分）一线圈中产生的正弦式交流电按i＝10sin314t A变化，求出当线圈从中性面起转过30°、60°、90°、120°所需时间及对应的电流值．
【答案】： s 5 A s 5 A s 10 A
s 5 A
【解析】:线圈从中性面开始转动产生的正弦式电流的标准式是i＝Imsinωt
式中，ωt表示线圈平面与中性面的夹角(单位是rad)．
当线圈平面转过的角度θ1＝30°时，由
θ1＝30°＝＝314t1，
得经历的时间和对应的电流值分别为
t1＝ s＝ s，
i1＝10sin30° A＝5 A.
同理，当θ2＝60°时，得
t2＝ s＝ s，
i2＝10sin60° A＝5 A.
当θ3＝90°时，得
t3＝ s＝ s，
i3＝10sin90° A＝10 A.
当θ4＝120°时，得
t4＝ s＝ s，
i4＝10sin120° A＝5 A.
13.（7分）发电机的转子是匝数为100匝、边长为20 cm的正方形线圈，将它置于磁感应强度B＝0.05 T的匀强磁场中，绕着垂直于磁场方向的轴以ω＝100π rad/s的角速度转动，当线圈平面跟磁场方向垂直时开始计时，线圈和外电路的总电阻R＝10 Ω。21教育网
(1)写出交变电流的瞬时值表达式；
(2)从计时开始，线圈转过的过程中通过线圈某一横截面的电荷量为多少？
【答案】：(1)i＝2πsin100πt A (2)1×10－2 C
【解析】：(1)感应电动势最大值为Em＝nBSω
Em＝100×0.05×0.2×0.2×100π V＝20π V
Im＝＝2π A，所以i＝Imsinωt＝2πsin100πt A
(2)从中性面开始计时，线圈转过，则
ΔΦ＝BΔS＝BS(1－cos)＝BS
此过程中通过线圈某一横截面的电荷量
q＝t＝Δt＝＝,代入数据解得q＝1×10－2 C。
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第五章 交变电流
交变电流 同步练习题
（考试时间为60分钟，试卷满分60分）
选择题（本题共10小题；每小题4分，共40分）
1.交变电流是( )
A．矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动时产生的电流
B．按正弦规律变化的电流
C．强度随时间做周期性变化的电流
D．方向随时间做周期性变化的电流
2．(多选）关于中性面，下列说法正确的是( )
A. 中性面就是穿过线圈的磁通量为零的面
B. 中性面就是线圈中磁通量变化率为零的面
C. 线圈过中性面时，电流方向必改变
D. 线圈过中性面时，感应电动势为零
3.关于矩形线圈在匀强磁场中转动时产生的正弦式电流，正确的说法是( )
A．线圈每转动一周，感应电流方向改变一次
B．线圈每转动一周，感应电动势方向改变一次
C．线圈每转动一周，感应电流方向改变两次，感应电动势方向改变一次
D．线圈每转动一周，感应电流方向和感应电动势方向都改变两次
4.关于交变电流和直流电流的说法中正确的是( )
A. 如果电流大小随时间做周期性变化，则一定是交变电流
B. 直流电流的大小和方向一定不变
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随时间做周期性的变化
5.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转动时的电动势小于绕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→b→c→d
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
6．下图中哪些情况，线圈中没有产生交变电流( )
7.(多选）如图所示图象中属于交流电的有( )
8.(多选）正弦交变电动势的最大值出现在( )
A．线圈经过中性面时
B．穿过线圈的磁通量最大时
C．穿过线圈的磁通量变化最快时
D．线圈边框的速度与磁感线垂直时
9.一矩形线框在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线框中感应电动势随时间变化的图象如图所示，则下列说法中不正确的是( )
A．t＝0时，线框平面处于中性面位置
B．t＝0.01 s时，线框处于中性面位置
C．t＝0.03 s时，通过线框的磁通量最大
D．t＝0.05 s时，感应电动势为零
10.(多选）如图所示，①、②两个并排放置的共轴线圈，①中通有如图所示的交流电，则下列判断正确的是( )21世纪教育网版权所有
A．在t1到t2时间内，①②相吸
B．在t2到t3时间内，①②相斥
C. t1时刻两线圈间作用力为零
D. t2时刻两线圈间吸引力最大
二、解答题（本题共3小题，共20分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。）
11.（7分）如图所示，边长为0.5m的正方形线框ABCD绕AB边在匀强磁场中匀速转动，AB边和磁场垂直，转速为每秒50转，磁感应强度为0.4T。求：
(1)感应电动势的最大值；
(2)在转动过程中，当穿过线框的磁通量为0.05Wb时，感应电动势的瞬时值为多大？
12.（6分）一线圈中产生的正弦式交流电按i＝10sin314t A变化，求出当线圈从中性面起转过30°、60°、90°、120°所需时间及对应的电流值．
13.（7分）发电机的转子是匝数为100匝、边长为20 cm的正方形线圈，将它置于磁感应强度B＝0.05 T的匀强磁场中，绕着垂直于磁场方向的轴以ω＝100π rad/s的角速度转动，当线圈平面跟磁场方向垂直时开始计时，线圈和外电路的总电阻R＝10 Ω。21教育网
(1)写出交变电流的瞬时值表达式；
(2)从计时开始，线圈转过的过程中通过线圈某一横截面的电荷量为多少？
