第2.1课 交变电流的产生和规律（练习）-【上好课】高二物理同步精品课堂（沪科版2020上海选择性必修第二册）

第七章 电磁感应定律的应用 7.2-1 交变电流的产生和规律 基础篇 一、单选题 １.如图甲所示是目前市面上流行的手摇手机充电器，它体型小，携带方便，可以在紧急状态下给手机临时充电。若某人摇动手柄给手机充电时，其内部线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，当线圈转到图乙所示位置时，下列说法正确的是（       ） A．线圈中无电流 B．电流方向将发生改变 C．线圈中的电流最大 D．穿过线圈磁通量的变化率为0 ２.如图是交流发电机的示意图，线圈边连接在金属滑环上，边连接在金属滑环上，左右两个导体电刷分别压在滑环、上，线圈转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。若线圈绕转轴顺时针匀速转动，取从左向右通过电流表为电流正方向，从图示位置开始计时，下列图中能正确表示电流表中电流随时间变化关系的是（　　） A． B． C． D． ３.如图1所示，交流发电机的矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间t变化的规律如图2所示。已知线圈匝数为20匝，则下列说法正确的是（　　） A．线圈转动的角速度为 B．1.5s时线圈所在平面与中性面垂直 C．100s内线圈中电流方向改变50次 D．感应电动势的最大值为4πV 4.交流发电机工作时电动势为e＝Emsinωt，若将发电机的转速提高1倍，同时将电枢所围面积减小一半，其他条件不变，则其电动势变为(　　) A．e′＝Emsin　　　　　　B．e′＝2Emsin C．e′＝Emsin2ωt D．e′＝sin 2ωt 提升篇 一、多选题 1．图甲是交流发电机的示意图，两磁极之间的磁场可视为匀强磁场，金属线圈绕转轴匀速转动。A为电流传感器（与计算机相连），为定值电阻，线圈电阻为，其余电阻不计。图乙为计算机上显示的电流数据随时间变化的图像，下列说法中正确的是（　　） A．金属线圈恰好处于图甲所示的位置时感应电动势为0，对应图乙中或时刻 B．金属线圈恰好处于图甲所示的位置时感应电动势最大，对应图乙中或时刻 C．、时刻穿过线圈的磁通量的绝对值最小，磁通量变化率最大 D．、时刻穿过线圈的磁通量的绝对值最小，磁通量变化率最大 2.水力发电站和火力发电站都采用旋转磁极式发电机，但是发电机的结构一般不同。水力发电站常采用图甲所示原理的发电机，、、、均为线圈；火力发电站常采用图乙所示原理的发电机，、、、均为沿轴方向的导线。当图中固定有磁铁的转子顺时针匀速旋转到图示位置时，某同学在两图中标示了电流方向，下列说法正确的是（　　） A．图甲中、线圈电流标示方向正确 B．图甲中、线圈电流标示方向正确 C．图乙中、导线电流标示方向正确 D．图乙中、导线电流标示方向正确 3.如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到图示与磁场方向平行时(　　) A．线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流 B．线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势 C．线圈分别绕P1和P2转动时的电流的方向相同，都是a→d→c→b D．线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力 4.如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦式电流的图像，当调整线圈转速后，所产生正弦式电流的图像如图线b所示，以下关于这两个正弦式电流的说法正确的是(　　) A．在图中t＝0时刻穿过线圈的磁通量均为零 B．线圈先后两次转速之比为3∶2 C．正弦式电流a的瞬时值为u＝10sin (5πt) V D．正弦式电流b的最大值为 V 5.两人在赤道上站立。各自手握金属绳OPO'的一端，绕东西方向的水平轴沿顺时针方向匀速摇动，周期为T，将金属绳连入电路，闭合回路如图所示，取金属绳在图示的最高位置时为t=0时刻，则下列说法正确的是（　　） A.电路中存在周期为T的变化电流 B.时刻，回路磁通量最大，电路中电流最大 C.时刻，电流向左通过灵敏电流计 D.时刻，电路中电流为零 3． 非选择题： 1.如图是一手摇发电机，其原理可简化为矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴OO'匀速转动，产生随时间变化的感应电动势． 已知矩形线圈abcd的匝数为N，边长ab=cd=L1，bc=ad=L2．线圈所在处磁感应强度为B．线圈的角速度为ω．当线圈转动到如图所示位置时，其平面与磁场方向平行． （1）求线圈转动到如图位置时ab边切割磁感线产生的感应电动势大小并判断ab两端电势的高低； （2）从线圈处于如图位置开始计时，t时刻线圈转至截面图中虚线所示位置，推导t时刻线圈产生的感应电动势大小为e=NBL1L2ωcosωt； 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $ 第七章 电磁感应定律的应用 7.2-1