课时5.1 交变电流（练习） 2020-2021学年高二物理同步备课一体化资源（人教版选修3-2）

课时5.1 交变电流 一、单选题 1．如图所示，（a）→（b）→（c）→（d）→（e）过程是交流发电机`发电的示意图，线圈的ab边连在金属滑环K上，cd边连在金属滑环L上，用导体制成的两个电刷分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接．下列说法正确的是 A．图（a）中，线圈平面与磁感线垂直，磁通量变化率最大 B．从图（b）开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关系是 C．当线圈转到图（c）位置时，感应电流最小，且感应电流方向改变 D．当线圈转到图（d）位置时，感应电动势最小，ab边感应电流方向为b→a 【答案】C 【解析】A．图（a）中，线圈在中性面位置，故穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为0，故A错误； B．从线圈在中性面位置开始计时的表达式才是，故B错误； C．当线圈转到图（c）位置时，线圈在中性面位置，故穿过线圈的磁通量最大，产生的感应电流最小为零，电流方向将改变，故C正确； D．当线圈转到图（d）位置时，磁通量最小，磁通量的变化率最大，故感应电动势最大，ab边感应电流方向为b→a，故D错误。 故选C。 2．一线圈在匀强磁场中匀速转动，在如图所示的位置时（ ） A．穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小 B．穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最大 C．穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大 D．穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最小 【答案】C 【解析】当线圈处于图中所示位置时，线框与磁场方向平行，磁通量为最小；该位置为感应电动势最大，根据法拉第电磁感应定律公式，磁通量的变化率最大，故C正确，A、B、D错误； 故选C． 3．已知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象如图甲所示，则下列说法正确的是（ ） A．t=0时刻线圈平面与中性面垂直 B．t=0.01s时刻的变化率达最大 C．t=0.02s时刻感应电动势达到最大 D．该线圈相应的感应电动势图象如图乙所示 【答案】B 【解析】A.t=0时刻磁通量最大，线圈位于中性面位置，故A错误； B.t=0.01s时刻磁通量为零，线圈位于垂直中性面的位置，电动势最大，磁通量的变化率最大，故B正确； C.t=0.02s时刻磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零，故C错误； D.感应电动势与磁通量的变化率成正比，电动势随时间变化的图象为正弦曲线，D错误． 4．一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图所示．下列说法中正确的是（ ） A．时刻线圈在中性面位置 B．线圈产生的感应电动势达到最大 C．时线圈磁通量的变化率为零 D．时线圈产生的感应电动势为零 【答案】D 【解析】A．t=0时刻，磁通量为零，则线圈在与中性面垂直的位置，选项A错误； B．t=0.01s时磁通量最大，磁通量的变化率为零，则线圈产生的感应电动势为零，选项B错误； C．t=0.02s时线圈磁通量为零，此时磁通量的变化率最大，选项C错误； D．t=0.03s时线圈磁通量最大，磁通量的变化率为零，则产生的感应电动势为零，选项D正确. 5．如图所示,面积均为S的单匝线圈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ω匀速转动,能产生正弦式交变电动势e=BSωsinωt的是(　　) A． B． C． D． 【答案】A 【解析】线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴(轴在线圈所在平面内)从中性面开始匀速转动时,产生的正弦式交变电动势为e=BSωsinωt,由这一原理可判断, A．A图中感应电动势为e=BSωsinωt,故A正确； BCD．B图中的转动轴不在线圈所在平面内,C、D图中的转动轴与磁场方向平行,而不是垂直,线圈转动过程中穿过线圈的磁通量均为零且保持不变,不能产生感应电动势，故BCD错误。 6．交流发电机正常工作时，电动势的变化规律为．如果把发电机转子的转速减小一半，并且把电枢线圈的匝数增加一倍，其他条件不变，则电动势的变化规律为（ ） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】把发电机转子的转速减小一半，则根据可知角速度ω变为；并且把电枢线圈的匝数增加一倍，根据可知最大值Em不变，则电动势的变化规律为，故选B. 7．如图，单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO/匀速转动（按俯视沿逆时针的方向），某时刻磁感线与线圈平面所成锐角为30°，从此时开始计时，流过边AB的电流随时间变化的图线是（以A-B-C-D-A为电流正向）（ ） A．B． C． D． 【答案】D 【解析】AC．根据楞次定律可知，线圈在开始转动的一小段时间内磁通量增大产生负向电流，AC错误；BD．当线圈转动六分之一周期后，处于中性面，磁通量最大，电动势为