第3章 1 交变电流-【精讲精练】2023-2024学年高中物理选择性必修第二册人教版（课时作业）

色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 知能达标圳练 [基础巩固] 1.(多选)如图所示的图像中属于交变电流的有() h5n△ 解析题图A、B、C中的方向均发生了变化，故它们属于交变电流，但不是按正弦 规律变化的交变电流，图D中e的方向未变化，是直流电，选项A、B、C正确。 答案ABC 2.(多选)关于正弦交变电流的产生过程，下列说法正确的是() A.当线圈平面与中性面垂直时，电流方向发生变化 B.线圈平面经中性面时开始计时，14周期内，电流一直增大 C.线圈平面与中性面垂直开始计时，2个周期内电流方向改变4次 D,线图转动过程中通过线圈的磁通量最大的位置，也是感应电流最大的位置 解析线圈转动过程中，在中性面位置，磁通量最大、电流等于零，方向改变，2个周 期方向改变4次，由中性面经14周期到与中性面垂直，电流逐渐增大到最大，故选项B、 C正确，A、D错误。 答案BC 3.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垂直，在t=0时刻，线圈平面与纸面重合（如图所示），线圈的cd边离开纸面向 外运动，若规定由a一b→c→d一a方向的感应电流方向为正，则能反映线圈中感应电流I随 时间t变化的图像是下图中的() 解析分析交变电流的图像问题应注意图线上某一时刻对应线圈在磁场中的位置，将图 线描述的变化过程对应到线图所处的具体位置是分析本题的关键，线圈在图示位置时磁通量 ·独家授权侵权必究· 色学科网书城■ 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 为零，但感应电流为最大值；再由楞次定律可判断线图在转过90°的过程中，感应电流方 向为正，故远项C正确。 答案C 4线框在匀强磁场中绕OO轴匀速转动（由上向下看是逆时针方向），当转到如图所示位 置时(0°<0<90°)，磁通量和感应电动势大小的变化情况是() A,磁通量和感应电动势都在变大 B,磁通量和感应电动势都在变小 C.磁通量在变小，感应电动势在变大 D,磁通量在变大，感应电动势在变小 解析在中性面位置，穿过线圈的磁通量最大，但感应电动势最小为零，故D正确。 答案D 5.(多选)如图所示，一矩形线圈绕与匀强磁场垂直的中心轴旋转，切割磁感线的两边通 过导体圆环外接电阻R,自图示位置开始以角速度ω匀速转动，则通过R的电流() R A.大小和方向都不断变化 B.方向不变，大小不新变化 C.变化的规律i=Insin t D.变化的规律i=Tacos t 解析线圈在匀强磁场中匀速转动时产生正弦（或余弦）交变电流，和电阻R构成闭合回 路，电流的大小、方向均发生变化，故选项A正确，B错误：由于线圈开始时位于垂直于 中性面的平面，所以i=Imcos wt,故选项D正确，C错误。 答案AD 6.一根长直的通电导线中的电流按正弦规律变化，如图()、(b)所示，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，则相对于五点来说，点电势最高的时刻在() (a) (b) A.时刻 B.时刻 独家授权侵权必究 色学科网书城■ 品牌书店·知名教辅·正版资源 b2 xxk.com○ 您身边的互联网+教辅专家 C.时刻 D.t4时刻 解析线框中的磁场是直线电流1产生的，在、车时刻，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，、b两，点间的电势差为 零。在、4时刻，电流1=0，但电流变化率最大，穿过线框的磁通量变化率最大，、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点电势最高时刻在4。 答案D 7.交流发电机工作时电动势为e=Eusin t,若将发电机的转速提高一倍，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'=Ensin ot2 B.e'=2Eusin ot2 C.e'=Emsin 2t D.e'=Em2sin 2t 解析感应电动势的瞬时值表达式e=Eusin wt,而Em=nBoS,当o加倍而S减半时， Em不变，故选项C正确。 答案C 8如图所示，匀强磁场B=0.1T,所用矩形线圈的匝数N=100,边长1b=02m,:= 0.5m,以角速度o=100rrad/s绕OO轴匀速转动。当线圈平面通过中性面时开始计时，试 求： 0 (1)线圈中感应电动势随时间变化的表达式。 (2)由t=0至t=T4过程中的平均电动势值。 解析(1)从中性面开始计时的感应电动势的瞬时值e=NBScsin wt,.由题可知： S=1b·e=02×0.5m2=0.1m2 Em=NBSm=100×0.1×0.1×100nV≈314V 所以e=314sin100nt(V)。 (2)用E=N☑Φt计算1=0至t=T4过程中的平均电动