第2章 第1节 交变电流（课件+课时作业）-2020年【导学教程】高中同步学习讲义物理（教科版，选修3-2）

第二章　第1节　交变电流 [限时30分钟] 1．如图2－1－15所示的图像中不属于交变电流的是 图2－1－15[来源:学科网ZXXK] 解析　由交变电流的特点可知A、B、C属于交变电流． 答案　D 2．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．大小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 解析　只要方向随时间做周期性改变的电流就一定是交变电流，交变电流的大小随时间变化规律有很多种情况．正弦式交变电流是我们经常遇见的一种交变电流，它只是交变电流的一种，不要认为交变电流就指正弦式交变电流． 答案　D 3．(多选)如图2－1－16所示，矩形线圈abcd放在匀强磁场中，ad＝bc＝l1，ab＝cd＝l2.从图示位置起该线圈以角速度ω绕不同转轴匀速转动，则 图2－1－16 A．以OO′为转轴时，感应电动势e＝Bl1l2ωsin ωt B．以O1O1′为转轴时，感应电动势e＝Bl1l2ωsin ωt C．以OO′为转轴时，感应电动势e＝Bl1l2ωcos ωt D．以OO′为转轴跟以ab为转轴一样，感应电动势e＝Bl1l2ωsin (ωt＋) 解析　以O1O1′为轴转动时，磁通量不变，不产生交变电流，无论以OO′为轴还是以ab为轴转动，感应电动势的最大值都是Bl1l2ω.由于是从与磁场平行的面开始计时，产生的是余弦交变电流，故C、D正确． 答案　CD 4．如图2－1－17线圈中不能产生交变电流的是 图2－1－17 解析　由题知对于A项，穿过线圈的磁通量不发生变化，A中不产生电流，对于B、C、D三项，当线圈绕垂直于磁场的轴转动时，磁通量发生变化，产生交变电流． 答案　A 5．一束带电粒子沿着通有交变电流的螺线管的轴线射入管内，则粒子在管内的运动状态是 A．往复运动　　　　　B．匀速直线运动 C．匀加速直线运动 D．匀速圆周运动 解析　无论螺线管中通交流电还是直流电，在螺线管内部产生的磁场方向都与管轴线平行，带电粒子沿轴线方向射入管内时，粒子速度方向与磁场方向平行，因此不受洛伦兹力的作用，做匀速直线运动． 答案　B 6．处在匀强磁场中的矩形线圈abcd，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与ab边垂直，在t＝0时刻，线圈平面与纸面重合，如图2－1－18所示，线圈的cd边离开纸面向外运动．若规定沿a→b→c→d→a方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电流i随时间t变化的图像是 图2－1－18 图2－1－19 解析　线圈在磁场中从题图位置开始匀速转动时可以产生按余弦规律变化的交流电．对于题图起始时刻，线圈的cd边离开纸面向外运动，速度方向和磁场方向垂直，产生的电动势的瞬时值最大；用右手定则判断出电流方向为逆时针方向，与规定的正方向相同，所以C对． 答案　C 7．一只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2－1－20所示，则下列说法中正确的是 图2－1－20 A．t＝0时刻线圈平面与中性面垂直 B．t＝0.01 s时刻Φ的变化率达最大 C．t＝0.02 s时刻感应电动势达到最大 D．t＝0.03 s时刻感应电动势为零 解析　t＝0时刻，Φ最大，应是中性面位置，A错；t＝0.01 s时，Φ＝0应是线圈平面与磁场平行的位置，感应电动势最大，Φ的变化率最大，B正确，0.02 s时刻，感应电动势为零，C错，0.03 s时刻，感应电动势最大，D错． 答案　B 8．如图2－1－21(a)、(b)所示，一根长直的通电导线中的电流按正弦规律变化，规定电流从左向右为正，在直导线下方有一不闭合的金属框，则相对于b点来说，a点电势最高的时刻在 图2－1－21 A．t1时刻 B．t2时刻 C．t3时刻 D．t4时刻 解析　线框中的磁场是直导线中的电流i产生的，在t1、t3时刻，电流i最大，但电流的变化率为零，穿过线框的磁通量变化率为零，线框中没有感应电动势，a、b两点间的电势差为零．在t2、t4时刻，电流i＝0，但电流变化率最大，穿过线框的磁通量变化率最大，a、b两点间的电势差最大，再根据楞次定律可得出a点相对b点电动势最高时刻在t4. 答案　D 9．(多选)如图2－1－22甲所示，一个矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动．线圈内磁通量随时间t的变化如图2－1－22乙所示，则下列说法中正确的是 [来源:学#科#网] 图2－1－22 A．t1时刻线圈中的感应电动势最大 B．t2时刻ab的运动方向与磁场方向垂直[来源:学|科|网Z|X|X|K] C．t3时刻线圈平面与中性面重合[来源:Zxxk.Com] D．t4、t5时刻线圈中感应电流的方向相同 解析　t1时刻通过线圈的Φ最大，磁通量变化率＝0，此时线圈