3.1交变电流 同步练习 -2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

3.1交变电流 一、单选题 1．如图所示，（甲）→（乙）→（丙）→（丁）→（甲）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，线圈在匀速转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接。已知线圈转动的角速度为ω，转动过程中电路中的最大电流为Im。下列选项正确的是（　　） A．在图（甲）位置时，线圈中的磁通量最大，感应电流为零 B．从图（乙）位置开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关系式为 C．在图（丙）位置时，线圈中的磁通量最大，磁通量的变化率也最大 D．在图（丁）位置时，感应电动势最大，cd边电流方向为c→d 2.一闭合矩形线圈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 3.如图一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图，下列说法中正确的是(　　) A．t1时刻通过线圈的磁通量为零 B．t2时刻线圈位于中性面 C．t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大 D．每当e变化方向时，通过线圈的磁通量最大 4.如图所示,单匝矩形线圈在匀强磁场中绕中心轴OO'匀速转动,设磁感应强度大小为0.01 T,线圈边长AB为20 cm,AD为10 cm,转速n为50 r/s,则线圈转动时感应电动势的最大值为 (　　) A.1×10-2 V B.3.14×10-2 V C.2×10-2 V D.6.28×10-2 V 5.图甲是小型交流发电机的示意图,在匀强磁场中,一矩形金属线圈绕与磁场方向垂直的轴匀速转动,产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示.发电机线圈的内阻为10 Ω,外接一只电阻为90 Ω的灯泡,不计电路的其他电阻,则 (　　) 甲　　　　　　　　　　乙 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.t=0时刻线圈平面与中性面垂直 B.每秒钟电流方向改变100次 C.灯泡两端的电压为22 V D.0~0.01 s时间内通过灯泡的电荷量为0 6.如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个匝数为N的矩形线圈abcd，线圈面积为S，ab边与磁场垂直，ab边始终与金属滑环K相连，cd边始终与金属滑环L相连．现使矩形线圈以恒定角速度ω，从图示位置绕过ad、bc中点的轴匀速转动．下列说法中正确的是(　　 ) A．将交流电流表串联到电路中，其示数随时间按余弦规律变化 B．线圈转动的角速度越大，通过电阻R的电流越小 C．线圈平面与磁场平行时，瞬时感应电动势最大且Em＝NBSω D．线圈平面每转过半圈，穿过线圈平面的磁通量变化量为零 7.一个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。则下列说法中正确的是（　　） A．时刻线圈平面与中性面垂直 B．时刻，的变化率最大 C．时刻，感应电动势达到最大 D．内线圈转动2圈 8.如图所示，单匝矩形线框的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线OO/与磁场边界重合．线圈按图示方向匀速转动．若从图示位置开始计时，并规定电流a-b-c-d-a为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图像是（ ） A． B． B． C． D． 2、 多选题 9.对交变电流及中性面的理解正确的是(   ) A.交变电流是方向随时间做周期性变化的电流 B.交变电流的大小一定随时间做周期性的变化 C.当线圈平面位于中性面时，线圈平面与磁感线平行 D.当线圈平面位于中性面时，线圈平面与磁感线垂直 10．一矩形线框在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线框中感应电动势随时间变化的图象如图所示，则下列说法中正确的是(　　) A．t＝0时，线框平面处于中性面位置 B．t＝0.01 s时，线框处于中性面位置 C．t＝0.03 s时，通过线框的磁通量最大 D．t＝0.05 s时，感应电动势为零 11．图中闭合金属线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定轴匀速转动，能产生正弦式交变电流的是（　　） A． B． C． D． 12.如图所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中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,当线圈平面转到与磁场方向平行时 (　　) A.线圈绕P1转动时产生的感应电流等于绕P2转动时产生的感应电流 B.线圈绕P1转动时产生的感应电动势小于绕P2转动时产生的感应电动势 C.线圈绕P1和P2转动时产生的感应电流的方向相同,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 三、非选择题 13.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴转动，线圈共100匝，转速为 r/min，在转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为0.03 Wb，则线圈平面转到与磁感线平行时，感应电动势为多少？当线圈平面与中性面夹角为时，感应电动势为多少？ 14.如图所示，一面积的单匝圆形线圈，M、N两端间距很小可以忽略线圈处于变化的磁场中，磁场的磁感应强度按的规律变化，线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式为，其中为磁感应强度的最大值，线圈的电阻，外接电阻。（电压表为理想交流电压表）求： （1）时电压表的示数； （2）交变电流经过一个周期在外电阻上产生的热量Q； （3）在的时间内通过圆形线圈的平均感应电流。 15.如图所示，一半径为r＝10 cm的圆形线圈共100匝，在磁感应强度B＝ T的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的中心轴线OO′以n＝600 r/min的转速匀速转动，当线圈转至中性面位置时开始计时。 (1)写出线圈内所产生的感应电动势的瞬时值表达式； (2)求t＝ s时线圈所产生的感应电动势的瞬时值； (3)求从t＝0到t＝ s时间内线圈所产生的感应电动势的平均值。 参考答案 1、 A 2、 B 3、 D 4、 D 5、 B 6、 C 7、 B 8、 A 9、 AD 10、 BCD 11、 AD 12、 AC 13、 1 V　 V 14、 （1）；（2）；（3） 15、(1)e＝100sin20πt(V)　(2)50 V (3) V 学科网（北京）股份有限公司 $$