§3.1 交变电流 （备作业）-【上好课】2021-2022学年高二物理同步备课系列（人教版选择性必修第二册）

第1课时 交变电流 第三章 交变电流 一、单选题： １.(2021·锦州高二检测)如图为电动机模型图，左侧为N极，右侧为S极。电动机线框通过换向器连入电路中，线框abcd的面积为S，匝数为n，匀强磁场的磁感应强度为B，线框平面与磁场平行。若此时闭合开关，则下列说法中正确的是(　　) A．从正前方看去，该线框将会逆时针转动 B．若同时调转电极和磁极方向，则线框的转动方向改变 C．转动过程中线框中电流方向变化，流过R的电流方向不变 D．线框转过90°时，穿过线框平面的磁通量最大，且为nBS 【答案】C 【解析】根据电源正负极可知，从上往下看，电流为逆时针方向，根据左手定则可知，ab边受力向上，cd边受力向下，所以从正面看线框会顺时针转动，故A错误；同时调转电极和磁极方向，相当于同时改变磁场和电流方向，根据左手定则可知，线框受力方向不变，所以转动方向不会发生改变，故B错误；下面的电路为直流电流，流过R的电流的方向不发生改变，故C正确；根据磁通量的公式Φ＝BS可知，在计算磁通量的时候，不应该出现匝数，故D错误。 故选C。 ２.(2021·烟台高二检测)矩形线圈的匝数为50，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示，下列结论正确的是(　　) A．在t＝0.1 s和t＝0.3 s时，电动势最大 B．在t＝0.2 s和t＝0.4 s时，电动势改变方向 C．电动势的最大值是157 V D．在t＝0.4 s时，磁通量的变化率为零 【答案】Ｃ 【解析】t＝0.1 s和t＝0.3 s时，Φ最大，e＝0，选项A错误；t＝0.2 s和t＝0.4 s时，Φ＝0，e＝Em最大，方向不变，选项B错误；根据线圈在磁场中转动时产生感应电动势的特点知，t＝0.4 s时，最大，选项D错误；由Φ ­ t图像可知Φm＝BS＝0.2 Wb，T＝0.4 s，又因为n＝50，所以Em＝nBSω＝nΦm·＝157 V，选项C正确。 故选Ｃ。 ３．(2021·淄博高二检测)一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动。在转动过程中，线框中的最大磁通量为Φm，最大感应电动势为Em，下列说法中正确的是(　　) A．当磁通量为零时，感应电动势也为零 B．当磁通量减小时，感应电动势也减小 C．当磁通量等于0.5Φm时，感应电动势等于0.5Em D．角速度ω等于 【答案】D 【解析】根据正弦式交变电流的产生及其变化规律，当磁通量最大时，感应电动势为零；当磁通量减小时，感应电动势在增大，当磁通量减为零时，感应电动势最大，由此可知A、B错误；设从线框位于中性面位置开始计时，则有e＝Emsinωt，式中Em＝BSω，因Φm＝BS，故角速度ω＝，D正确；设e＝0.5Em，则解出ωt＝，此时Φ＝BS cos ＝BS＝Φm，C错误。 故选D。 ４．如图为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动。磁场的磁感应强度B＝×10－2 T，线圈的面积S＝0.02 m2，匝数N＝400匝，线圈总电阻r＝2 Ω，线圈的两端经集流环和电刷与R＝8 Ω的电阻连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电表，线圈的转速n＝ r/s。在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，则下列说法正确的是(　　) A．交流发电机产生的电动势随时间的变化关系是e＝8sin 100t(V) B．电路中的电流方向每秒钟改变50次 C．从t＝0时刻开始线圈平面转过30°的过程中，通过电阻的电量约为5.6×10－3 C D．此时线圈磁通量的变化率为0.08 Wb/s 【答案】C 【解析】磁场的磁感应强度B＝×10－2 T，线圈的面积S＝0.02 m2，匝数N＝400，线圈总电阻r＝2.0 Ω，线圈的转速n＝ r/s。所以ω＝2πn＝100 rad/s，最大值为：Em＝NBSω＝8 V，则瞬时值为e＝8cos 100t (V)，根据Em＝N，可得＝＝ Wb/s＝0.028 Wb/s，故A错误，D错误；根据题意，T＝s，f＝ Hz，电流方向一个周期改变两次，所以电路中的电流方向每秒钟改变次，故B错误；从t＝0时刻开始转过30°的过程中，通过电阻的电量为：q＝＝C＝5.6×10－3 C，故C正确。 故选C。 ５．在垂直纸面向里的有界匀强磁场中放置了矩形线圈abcd。线圈cd边沿竖直方向且与磁场的右边界重合。线圈平面与磁场方向垂直。从t＝0时刻起，线圈以恒定角速度ω＝ 绕cd边沿如图所示方向转动，规定线圈中电流沿abcda方向为正方向，则从t＝0到t＝T时间内，线圈中的电流i随时间t变化关系图像为(　　) 　　　　　　 【答案】B 【解析】在0～内，线圈在匀强磁场中匀速转动，故产生正弦式交流电，由楞次定律知，电流为负；在～T内，线圈