高中物理粤教版选修3-2作业题 第二章第一节 认识交变电流

1．(多选)关于交变电流和直流电的说法中，正确的是(　　)
A．如果电流大小做周期性变化，则一定是交变电流
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或余弦规律变化的
D．交变电流的最大特征就是电流的方向发生周期性的变化
解析：直流电的特征是电流方向不变，交流电的特征是电流方向改变．另外，交变电流不一定都是正弦式电流或余弦式电流．
答案：BD
2．对于正弦式交变电流，下列说法正确的是(　　)
A．电流在一周期内方向改变一次，大小随时间变化
B．电流在一周期内方向改变二次，大小随时间变化
C．线圈在中性面时穿过线圈的磁通量最大，电动势最大
D．线圈在垂直于中性面的位置磁通量为零，电动势为零
解析：在正弦交流电中，电流在一个周期内方向改变两次，选项A错误，选项B正确；线圈在中性面时穿过线圈的磁通量最大，电动势为零，选项C、D错误．.
答案：B
3．(多选)下列图象中属于交变电流的有(　　)
解析：A图电流的方向不变，是直流电，B、C、D选项中电流的大小、方向都做周期性变化，是交流电，故A错误，B、C、D正确．
答案：BCD
4. (多选) 如图所示，矩形线框绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动时产生交变电流，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，感应电动势方向就改变一次
D．线框垂直中性面时，线框中感应电动势最大
解析：当线框位于中性面时，感应电动势为零，线圈与磁场垂直，A错误；当穿过线框的磁通量为零时，感应电动势最大，线圈与磁场平行，B错误；每当线框经过中性面时，感应电动势方向就改变一次，C正确；线框垂直中性面时，线框中感应电动势最大，D正确．
答案：CD
5．正弦式交变电流是由矩形线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动时产生的，这种情况下电动势的最小值出现在(　　)
A．穿过线圈的磁通量为零时
B．线圈经过中性面时
C．穿过线圈的磁通量变化最快时
D．线圈边框与磁感线平行时
解析：当线圈与磁感线垂直时，经过中性面，此时穿过线圈的磁通量最大，由于没有任何一边切割磁感线，线圈中没有感应电动势产生，即电动势为最小，故A、D错误，B正确；电动势为零时，根据法拉第电磁感应定律可知，线圈的磁通量变化率为零，磁通量变化最慢，故C错误．
答案：B
B级　提能力
6．下图是交流发电机的示意图．线圈abcd在磁场中匀速转动产生交变电流．线圈的ab边和cd边连在两个金属滑环上，两个滑环通过金属片做的电刷和外电路相连．当线圈沿逆时针方向转动时，关于电流方向以下判断正确的是(　　)
A．当线圈转到图甲的位置时，线圈中的电流方向为d→c→b→a
B．当线圈转到图乙的位置时，线圈中的电流方向为a→b→c→d
C．当线圈转到图丙的位置时，线圈中的电流方向为d→c→b→a
D．当线圈转到图丁的位置时，线圈中的电流方向为a→b→c→d
解析：图甲、丙中，ab和cd边运动方向与磁感线方向平行，不切割磁感线，所以没有电流产生，故A、C错误；当线圈转到图乙的位置再运动时，通过线圈的磁通量变大，根据电磁感应定律，可知产生的感应磁场的方向与原磁场方向相反，再根据右手定则，可以判断电流方向为a→b→c→d，故B正确；当线圈转到图丁的位置时，线圈中的电流方向为a→d→c→b，故D错误．
答案：B
7. (多选)交流发电机的线圈转到中性面位置时，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．穿过线圈的磁通量最大
D．线圈产生的感应电动势最大
解析：线圈平面每经过中性面一次，感应电流与感应电动势方向均改变一次，故A正确；中性面位置，磁感线与线圈平面垂直，磁通量最大，故B错误；由B分析知，C正确；磁通量最大，磁通量变化率为零，故感应电动势为零，故D错误．
答案：AC
8.(多选)线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，由图中可知(　　)
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最大
C．在O～D时间内线圈转过的角度为2π
D．若从O～D时间为0.02 s，则在1 s内交变电流的方向改变100次
解析：A和C时刻线圈中电流最大，故线圈处于与中性面垂直的位置，故A错误；B和D时刻线圈中电流为零，此时处于中性面，此时线圈中磁通量最大，故B正确；O～D时间内为电流的一个周期，故线圈转过的角度为2π，故C正确；从O～D时间为0.02 s，则周期为0.02 s，故1 s内对应50个周期，则在1 s内交变电流的方向改变100次，故D正确．
答案：BCD
9．如图甲所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交变电流如图乙所示，设沿abcda方向为电流正方向，则下列说法正确的是(　　)
图甲
图乙
A．乙图中t1～t2时间段对应甲图中Ⅰ至Ⅱ图的过程
B．乙图中t2～t3时间段对应甲图中Ⅲ至Ⅳ图的过程
C．乙图中t4时刻对应甲图中的Ⅳ图
D．若乙图中t4处是0.02 s，则1 s内电流的方向改变50次
解析：由图乙可知，零时刻线圈处于中性面，由于沿abcda是电流正方向，由楞次定律可以判断图乙中零时刻对应的是图甲的Ⅰ，再根据法拉第电磁感应定律，可以得到t1～t2时间段对应的是Ⅱ到Ⅲ图的过程，t2～t3时间段对应的是Ⅲ到Ⅳ的过程，所以选项A错误，选项B正确；同理可以判断，图乙中的t4时刻对应的也是Ⅰ图，所以选项C错误；若乙图中t4时刻是0.02 s，则周期为0.02 s，即交流电的频率为50 Hz，而一个周期内电流方向改变两次，所以1 s内包含了50个周期，电流方向改变100次，故选项D错误．
答案：B
10．如图甲所示，A、B为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置，A线圈中通有如图乙所示的电流i，则(　　)
图甲　　　　　　图乙
A．在t1到t2时间内A、B两线圈相吸
B．在t2到t3时间内A、B两线圈相吸
C．t1时刻两线圈间的相互作用力最大
D．t2时刻两线圈间的相互作用力最大
解析：在t1到t2时间内，A线圈中电流在减小，由楞次定律知，B线圈中产生的感应电流与A线圈中电流同向，两线圈相吸；t2到t3时间内，A线圈中电流i在增加，由楞次定律知，B线圈中产生的感应电流与A线圈相反，两线圈相斥．在t1时刻，A中→0，则B中感应电流iB＝0，两线圈间相互作用力为零；在t2时刻，A线圈中的电流iA＝0，尽管iB最大，但两线圈间相互作用力为零．
答案：A