5.1 交变电流—人教版高中物理选修3-2 讲义 （机构用 ）

第五章
交变电流
1
交变电流
对点训练
1.
（多选）当交流发电机的线圈转到与中性面重合时，下列说法中正确的是（
）
A.
电流将改变方向
B.
磁场方向和线圈平面平行
C.
线圈的磁通量最大
D.
线圈产生的感应电动势最大
2.
（多选）
图L5-1-1为演示产生交变电流的装置图，关于这个实验，
下列说法正确的是（
）
图L5-1-1
A.
线圈每转动一周，指针左右摆动两次
B.
图示位置为中性面，线圈中无感应电流
C.
图示位置ab边的感应电流方向为a→b
D.
线圈平面与磁场方向平行时，磁通量的变化率为零
3.
如图L5-1-2所示，面积均为S的线圈均绕其对称轴或中心轴在磁感应强度为B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（
）
4.
交流发电机在工作时电动势为，若将发电机的转速提高一倍，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（
）
图L5-1-2
A.
B.
C.
D.
知识点二
交变电流的图像
5.
线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交流电的图像如图L5-1-3所示，由图可知（
）
图L5-1-3
A.
在A和C时刻线圈处于中性面位置
B.
在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零
C.
从A到D时间内线圈转过的角度为
D.
在A和C时刻磁通量变化率的绝对值最大
6.
一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化
的图像如图L5-1-4甲所示，则下列说法中正确的是（
）
图L5-1-4
A.
时刻，线圈平面与中性面垂直
B.
时刻，的变化率最大
C.
时刻，电动势达到最大
D.
该线圈产生的交变电动势随时间变化的图像如图乙所示
7.
（多选）矩形线圈的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过
线圈的磁通量随时间的变化规律如图L5-1-5所示，下列结论正确的是（
）
图L5-1-5
A.
在和时，电动势最大
B.
在和时，电动势改变方向
C.
电动势的最大值是157V
D.
在时，磁通量变化率达到最大，其值为3.14
Wb/s
8.
如图L5-1-6甲所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的垂直于
磁场方向的轴以角速度逆时针匀速转动.若以线圈平面与磁场夹角时（如
图乙所示）为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正.则图L5-1-7中描述
电流变化规律的图像正确的是（
）
图L5-1-6
图L5-1-7
综合拓展
9.
如图L5-1-8所示，匀强磁场的磁感应强度，所用矩形线圈的匝数匝，
边长，，以角速度绕垂直于磁场方向的轴匀速
转动.试求：
图L5-1-8
（1）交变电动势的峰值；
（2）从线圈平面垂直于磁感线时开始计时，线圈中瞬时感应电动势的表达式；
（3）从线圈平面平行于磁感线时开始计时，线圈在时刻的电动势大小.
10.
一矩形线圈有100匝，面积为50cm2，线圈内阻，在匀强磁场中绕垂直于磁场
方向的轴匀速转动，从线圈平面与磁场平行时开始计时，已知磁感应强度，
线圈的转速，外接一电阻，阻值为，试写出电阻两端电压瞬时
值的表达式.
11.
如图L5-1-9所示，在匀强磁场中有一个“几”形导线框可绕AB轴转动，AB轴与磁场
方向垂直，已知匀强磁场的磁感应强度，线框的CD边长为20cm，CE、DF
长均为10cm，转速为50r/s.从图示位置开始计时.
图L5-1-9
（1）写出线框中感应电动势的瞬时值表达式.
（2）在e-t坐标系中作出线框中感应电动势随时间变化的图像.
答案
1.
AC
2.
AC
3.
A
4.
C
5.
D
6.
B
7.
CD
8.
D