3.1交变电流-2021-2022学年高二物理课后分类练（人教版2019选择性必修第二册）

交变电流 一、单项选择题 1．一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO′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Φ随时间t的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是(　　) 　 A．t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大 B．t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变 C．t2、t4时刻线圈中磁通量最大 D．t2、t4时刻线圈中感应电动势最小 B　[从题图乙可以看出，t1、t3时刻通过线圈的磁通量最大，线圈经过中性面位置时线圈中感应电流方向改变，A错误，B正确；t2、t4时刻通过线圈的磁通量为零，线圈处于与中性面垂直的位置，此时感应电动势和感应电流均为最大，故C、D错误。] 2．一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电动势的瞬时表达式为e＝10sin 4πt(V)，则(　　) A．该交变电动势的线圈转动的角速度为4 rad/s B．零时刻线圈平面与磁场垂直 C．t＝0.25 s时，e达到最大值 D．在1 s时间内，线圈中电流方向改变10次 B　[从交变电动势的瞬时表达式为e＝10sin 4πt(V)，可知电动势的最大值Em＝10 V，线圈转动的角速度ω＝4π rad/s，A错误；零时刻，将t＝0代入交变电动势的瞬时表达式得电动势为0，此时线圈处于中性面，线圈平面与磁场垂直，B正确；将t＝0.25 s代入交变电动势的瞬时表达式e＝10 sin 4πt(V)＝10 sin π(V)＝0，e达到最小值，C错误；根据交变电动势的频率f＝＝2 Hz，则在1 s时间内线圈转过2周，转1周电流方向改变2次，则在1 s时间内线圈中电流方向改变4次，D错误。] 3．(2020·甘肃岷县高二月考)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所示。下列说法中正确的是(　　) 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 B　[t＝0时刻磁通量最大，此时线圈平面在中性面，A错误；t＝0.01 s时刻，磁通量为零，此时磁通量的变化率达最大，B正确；t＝0.02 s时刻，磁通量最大，但是磁通量的变化率为零，感应电动势为零，C错误；t＝0.03 s时刻，磁通量为零，此时磁通量的变化率达最大，感应电动势最大，D错误。] 4．(2020·北京朝阳高二期末)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i＝Imsin ωt 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 C　[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；从线圈在中性面位置开始计时的表达式才是i＝Imsin ωt，故B错误；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；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。] 二、多项选择题 5．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势随 时间变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是(　　) 　 A．t＝0.01 s时穿过线框的磁通量最小 B．该线圈转动的角速度大小为π rad/s C．该交变电动势的瞬时值表达式为e＝22sin (100πt)V D．线框平面与中性面的夹角为45°时，电动势瞬时值为22 V CD　[由图像知：t＝0.01 s时，感应电动势为零，则穿过线框的磁通量最大，故A错误；该线圈转动的角速度大小为ω＝＝100π rad/s，故B错误；当t＝0时，电动势为零，线圈平面与磁场方向垂直，故该交变电动势的瞬时值表达式为e＝Emsin ωt＝22sin (100πt)V，故C正确；线框平面与中性面的夹角为45°时，电动势瞬时值为e＝Emsin 45°＝22 V，故D正确。] 6.(2020·湖北黄冈高二期末)如图所示，KLMN是一个竖直的n匝矩形导线框，全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，KL边水平，线框绕某竖直固定轴以角速度匀速转动。初始时的夹角为30°(图示位置)，当线圈固定轴转动了120°后，则(　　) A．此