2020-2021学年高二物理人教版（2019）选择性必修第二册同步课时作业（9）交变电流
文档属性
| 名称 | 2020-2021学年高二物理人教版（2019）选择性必修第二册同步课时作业（9）交变电流 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 464.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-01-24 20:41:43 | ||
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文档简介
2020-2021学年高二物理人教版（2019）选择性必修第二册同步课时作业（9）交变电流
1.如图所示的各图象中表示交变电流的是(?? )
A. B.
C. D.
2.如图所示为演示交变电流的装置图，关于这个实验正确的说法是(?? )
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， 边的感应电流方向为由
D.图示位置， 边的感应电流方向为由
3.风力发电机为一种新能源产品，功率为到，广泛应用于分散住户。若风力发电机的矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈通过中性面时，下列说法正确的是( )
A．穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势最大
B．穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势最大
C．穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势等于零
D．穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势等于零
4.一闭合矩形线圈绕垂直于磁感线的固定轴匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中.通过线圈的磁通量随时间的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是(?? )
A. ，时刻通过线圈的磁通量变化率最大
B. ，时刻线圈中感应电流方向改变
C. ，时刻线圈中磁通量最大
D. ，时刻线圈中感应电动势最小
5.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，产生的感应电动势最大值为50 V，那么该线圈由图示位置(线圈平面与磁场方向平行)转过30°时，线圈中的感应电动势大小为( )
A. B. C. D.
6.如图所示，单匝闭合金属线框在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，设穿过线框的最大磁通量为，线框中产生的最大感应电动势为，从线框平面与磁场平行时刻(图示位置)开始计时，下列说法正确的是( )
A.线框转动的角速度为
B.线框中的电流方向在图示位置发生变化
C.当穿过线框的磁通量为时，线框中的感应电动势为
D.若线框的转动周期减小一半，线框中的感应电动势也减小一半
7.矩形线圈匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示，则( )
A.感应电动势的最大值是157 V
B.在和t＝0.3 s时，感应电动势最大
C.在和t＝0.3 s时，线圈与中性面垂直
D.时，磁通量变化率最大，其值为157 Wb/s
8.如图所示，一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，转动过程中线框中产生的感应电动势的瞬时值表达式为e = 0. 5sin 20t V，由该表达式可推知的物理量有(?? )
A.匀强磁场的磁感应强度
B.线框的面积
C.穿过线框的磁通量的最大值
D.线框转动的角速度
9.如图所示，一面积为S的单匝矩形线圈处于有界磁场中，其中ad，cd正好处于磁场界线上，能使线圈中产生交变电流的是(?? )
A.将线圈水平向右匀速拉出磁场
B.使线圈以oo'为轴匀速转动
C.使线圈以ad为轴匀速转动
D.磁场以规律变化
10.单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间t的变化关系如图所示，则( )
A.在时刻穿过线圈的磁通量最大，感应电动势也最大
B.在时刻，感应电动势最大
C.在时刻，感应电动势为零
D.在0~时间内，线圈中感应电动势的平均值为零
11.在磁感应强度为1 T的匀强磁场中有一匝数为10匝的矩形线圈，如图所示，线圈绕轴以转速匀速转动.，线圈的总电阻为，定值电阻的阻值为，从图示位置开始计时.
(1)写出t时刻整个线圈中的感应电动势e的表达式.
(2)线圈转过30°，流过R的电荷量为多少?
(3)线圈转过30°时，磁通量的变化率为多少?
答案以及解析
1.答案：D
解析：只要方向随时间做周期性变化的电流就是交变电流，A、B、C三幅图中的电流大小虽然变化，但方向不随时间做周期性的变化，故选项D正确。
2.答案：C
解析：线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生周期性变化的交变电流，线圈经过中性面时电流改变方向，线圈转动一周，有两次经过中性面，电流方向改变两次，指针左右摆动一次，故A错；线圈平面垂直于磁感线的位置称为中性面，显然图示位置不是中性面，所以B错；线圈处于图示位置时， 边向右运动，由右手定则知， 边的感应电流方向由，C正确，D错误.
3.答案：C
解析：在中性面时，线圈与磁场垂直，磁通量最大；在中性面时，没有边切割磁感线，通过线圈的磁通量变化率为0，所以感应电动势为零，故C正确。
故选C。
4.答案：B
解析：时刻通过线圈的磁通量少最大，磁通量变化率，此时感应电动势、感应电流均为零，线圈中感应电流方向改变，A错误，B正确； ，时刻线圈中磁通量为零，磁通量的变化率最大，即感应电动势最大，C、D错误.
5.答案：C
解析：线圈绕垂直于磁感线的轴匀速转动，从垂直中性面的位置开始计时，感应电动势的瞬时值为，故当时，感应电动势的瞬时值为，故选C.
6.答案：A
解析：根据交变电流产生的原理可知，线框匀速转动产的最大感应电动势，结合题干可得线框转动的角速度为，A正确；图示位置感应电动势最大，电流方向的改变在电动势等于0的时刻，B错误；当穿过线框的磁通量为时，线框中的感应电动势为0，C错误；根据法拉第电磁感应定律可知，若线框的转动周期减小一半，转动角速度变为原来的2倍，线框中的感应电动势变为原来的2倍，D错误.
7.答案：A
解析：由题图得，据，可得，A项正确；在和时，线圈中磁通量最大，线圈处于中性面位置，磁通量的变化率为零，感应电动势为零，B、C项错误；时，线圈中磁通量为零，此时刻磁通量的变化率最大，且此时刻，D项错误.
8.答案：CD
解析：根据单匝线框产生的正弦式交变电流的瞬时值表达式，可得，而磁通量的最大值为，所以可以根据BS=0.5 V求出磁通量的最大值，故AB错误，CD正确:
9.答案：BCD
解析：将线圈向右拉出磁场时，线圈中电流方向不变，A错误；由电磁感应定律可知在选项B、C两种情况下可以产生交变电流，当磁场以规律变化时，由法拉第电磁感应定律可知，在选项D情况下可产生交变电流，故 BCD正确。
10.答案：BC
解析：在时刻，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零，故A错误；在时刻，磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，故B正确；在时刻磁通量的变化率为零，感应电动势为零，故C正确；在0~时间内，磁通量变化量不为零，线圈中感应电动势的平均值不为零，故D错误.
11.答案：(1)
(2)0.025 C
(3)4.33 Wb/s
解析：(1)感应电动势最大值，
整个线圈中的感应电动势的瞬时值表达式为.
(2)线圈转过30°时，，其中，故.
又，代入数据得.
(3)线圈转过30°时，，此时，而，可得.
1.如图所示的各图象中表示交变电流的是(?? )
A. B.
C. D.
2.如图所示为演示交变电流的装置图，关于这个实验正确的说法是(?? )
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， 边的感应电流方向为由
D.图示位置， 边的感应电流方向为由
3.风力发电机为一种新能源产品，功率为到，广泛应用于分散住户。若风力发电机的矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈通过中性面时，下列说法正确的是( )
A．穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势最大
B．穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势最大
C．穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势等于零
D．穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势等于零
4.一闭合矩形线圈绕垂直于磁感线的固定轴匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中.通过线圈的磁通量随时间的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是(?? )
A. ，时刻通过线圈的磁通量变化率最大
B. ，时刻线圈中感应电流方向改变
C. ，时刻线圈中磁通量最大
D. ，时刻线圈中感应电动势最小
5.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，产生的感应电动势最大值为50 V，那么该线圈由图示位置(线圈平面与磁场方向平行)转过30°时，线圈中的感应电动势大小为( )
A. B. C. D.
6.如图所示，单匝闭合金属线框在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，设穿过线框的最大磁通量为，线框中产生的最大感应电动势为，从线框平面与磁场平行时刻(图示位置)开始计时，下列说法正确的是( )
A.线框转动的角速度为
B.线框中的电流方向在图示位置发生变化
C.当穿过线框的磁通量为时，线框中的感应电动势为
D.若线框的转动周期减小一半，线框中的感应电动势也减小一半
7.矩形线圈匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示，则( )
A.感应电动势的最大值是157 V
B.在和t＝0.3 s时，感应电动势最大
C.在和t＝0.3 s时，线圈与中性面垂直
D.时，磁通量变化率最大，其值为157 Wb/s
8.如图所示，一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，转动过程中线框中产生的感应电动势的瞬时值表达式为e = 0. 5sin 20t V，由该表达式可推知的物理量有(?? )
A.匀强磁场的磁感应强度
B.线框的面积
C.穿过线框的磁通量的最大值
D.线框转动的角速度
9.如图所示，一面积为S的单匝矩形线圈处于有界磁场中，其中ad，cd正好处于磁场界线上，能使线圈中产生交变电流的是(?? )
A.将线圈水平向右匀速拉出磁场
B.使线圈以oo'为轴匀速转动
C.使线圈以ad为轴匀速转动
D.磁场以规律变化
10.单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间t的变化关系如图所示，则( )
A.在时刻穿过线圈的磁通量最大，感应电动势也最大
B.在时刻，感应电动势最大
C.在时刻，感应电动势为零
D.在0~时间内，线圈中感应电动势的平均值为零
11.在磁感应强度为1 T的匀强磁场中有一匝数为10匝的矩形线圈，如图所示，线圈绕轴以转速匀速转动.，线圈的总电阻为，定值电阻的阻值为，从图示位置开始计时.
(1)写出t时刻整个线圈中的感应电动势e的表达式.
(2)线圈转过30°，流过R的电荷量为多少?
(3)线圈转过30°时，磁通量的变化率为多少?
答案以及解析
1.答案：D
解析：只要方向随时间做周期性变化的电流就是交变电流，A、B、C三幅图中的电流大小虽然变化，但方向不随时间做周期性的变化，故选项D正确。
2.答案：C
解析：线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生周期性变化的交变电流，线圈经过中性面时电流改变方向，线圈转动一周，有两次经过中性面，电流方向改变两次，指针左右摆动一次，故A错；线圈平面垂直于磁感线的位置称为中性面，显然图示位置不是中性面，所以B错；线圈处于图示位置时， 边向右运动，由右手定则知， 边的感应电流方向由，C正确，D错误.
3.答案：C
解析：在中性面时，线圈与磁场垂直，磁通量最大；在中性面时，没有边切割磁感线，通过线圈的磁通量变化率为0，所以感应电动势为零，故C正确。
故选C。
4.答案：B
解析：时刻通过线圈的磁通量少最大，磁通量变化率，此时感应电动势、感应电流均为零，线圈中感应电流方向改变，A错误，B正确； ，时刻线圈中磁通量为零，磁通量的变化率最大，即感应电动势最大，C、D错误.
5.答案：C
解析：线圈绕垂直于磁感线的轴匀速转动，从垂直中性面的位置开始计时，感应电动势的瞬时值为，故当时，感应电动势的瞬时值为，故选C.
6.答案：A
解析：根据交变电流产生的原理可知，线框匀速转动产的最大感应电动势，结合题干可得线框转动的角速度为，A正确；图示位置感应电动势最大，电流方向的改变在电动势等于0的时刻，B错误；当穿过线框的磁通量为时，线框中的感应电动势为0，C错误；根据法拉第电磁感应定律可知，若线框的转动周期减小一半，转动角速度变为原来的2倍，线框中的感应电动势变为原来的2倍，D错误.
7.答案：A
解析：由题图得，据，可得，A项正确；在和时，线圈中磁通量最大，线圈处于中性面位置，磁通量的变化率为零，感应电动势为零，B、C项错误；时，线圈中磁通量为零，此时刻磁通量的变化率最大，且此时刻，D项错误.
8.答案：CD
解析：根据单匝线框产生的正弦式交变电流的瞬时值表达式，可得，而磁通量的最大值为，所以可以根据BS=0.5 V求出磁通量的最大值，故AB错误，CD正确:
9.答案：BCD
解析：将线圈向右拉出磁场时，线圈中电流方向不变，A错误；由电磁感应定律可知在选项B、C两种情况下可以产生交变电流，当磁场以规律变化时，由法拉第电磁感应定律可知，在选项D情况下可产生交变电流，故 BCD正确。
10.答案：BC
解析：在时刻，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零，故A错误；在时刻，磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，故B正确；在时刻磁通量的变化率为零，感应电动势为零，故C正确；在0~时间内，磁通量变化量不为零，线圈中感应电动势的平均值不为零，故D错误.
11.答案：(1)
(2)0.025 C
(3)4.33 Wb/s
解析：(1)感应电动势最大值，
整个线圈中的感应电动势的瞬时值表达式为.
(2)线圈转过30°时，，其中，故.
又，代入数据得.
(3)线圈转过30°时，，此时，而，可得.