第1节 交变电流-【创新教程】2024-2025学年高中物理选择性必修第二册五维课堂课时作业（人教版2019）

巴物理 选择性必修第二册 空 物 课 时 第三章 交变电流 间 纠错空间 理 作业 第1节 交变电流 [基础达标] A.当线框位于中性面时，线框中感应电 1.(多选)如图所示的图像中属于交变电 动势最大 流的是 B.当穿过线框的磁通量为零时，线框中 的感应电动势也为零 C.当线框经过中性面时，感应电动势或 感应电流的方向就改变一次 D.线框经过中性面时，各边切割磁感线 的速度为零 4.如图所示为演示用的手 2.将闭合多匝线圈置于如图所示的匀强 摇发电机模型，匀强磁场 磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，线 磁感应强度B=0.5T,线 圈可绕MN轴自由转动，则下列表述中 圈匝数n=50,每匝线圈面 方法总结 正确的是 积为0.48m,转速为 150r/min,在匀速转动过程中，从图示 位置开始计时. X N:X (1)写出交变感应电动势瞬时值的表 A.当磁感应强度均匀增加时，线圈不 达式； 动，线圈中感应电动势的大小与线圈 的匝数无关 B.当磁感应强度增加时，线圈不动，线 圈中感应电流为顺时针方向 C.线圈以MN为轴匀速转动时，可以产 生正弦式交流电 D.当磁感应强度恒定时，线圈匝数越 多，穿过线圈的磁通量越大，感应电 动势越大 3.(多选)矩形线框绕垂直于匀强磁场且 在线框平面内的轴匀速转动时产生了 交变电流，下列说法正确的是() ·26· 第三章交变电流 课时作业 (2)画出et图线. 6.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 空 间 为”r/min,在转动过程中穿过线圈的 纠错空间 磁通量的最大值为0.O3Wb,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？ [能力提升] 方法总结 5.(多选)如图所示， abcd为一边长为L、 匝数为N的正方形 闭合线圈，绕对称轴 + X X0' O0匀速转动，角速 度为仙.空间中只有OO左侧存在垂直 纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B.若闭合线圈的总电阻为R,则 () A.线圈中电动势的最大值为NBL B.线圈中电动势的最大值为2NBLw C.在线圈转动一圈的过程中，线圈中 有一半时间没有电流 D.当线圈转到图中所处的位置时，穿 过线圈的磁通量为2BL ·27·参考答案 课时作业乡 9.ACD[突然断开S,线图将产生自感现象，且与电灯构 (3)由题图可知，4=1.6×1038时刻线图L中的电流 成一闭合回路，此时道过电灯的电流向上，与断开前的 I=0.3A,此时线圈相当于电源，由闭合电路欧姆定 电流方向相反；因线圈直流电阻比电灯大，断开前通过 律得E=I(R,+R+R)=0.3×(2.0+2.0+6.0)V= 线圈电流小于通过电灯的电流，即电灯会突然比原来暗 3.0V 一下再熄灭，B正确A、C、D错误.] 答案：(1)2.0n(2)自右向左 10.BC[当开关闭合时，镇流器与同学们并联，由于电源 (3)3.0V 为1.5V的新干电池，所以电流很小.人没有触电的感 第三章 交变电流 觉，故A错误；当开关断开时，通过镇流器电流突然减 第1节交变电流 小，从而产生很高的瞬间电压，使同学们有触电的感 1.ABC[选项A、B、C中e的方向均发生了变化，故它们 觉：增加拉手的人数，触电的感觉会仍然明显.故B、C 属于交变电流，但不是正弦式交变电流；选项D中的 正确，D错误.] 方向未变化，故是直流电.门 11.C[断开开关S瞬间，灯A1突然闪亮，由于线圈L 2.C[根据法拉第电磁感应定律可知，线圈中产生的感应 的自感，通过L1的电流逐渐减小，且通过A1,即自感电 流大于原来通过A1的电流，说明闭合S,,电路稳定时， 电动势E=-票-，高应电动势与线圈的医数有 通过A,的电流小于通过L1的电流，L1的电阻小于A 关，故A错误：根据楞次定律可知，线图中产生的感应电 的电阻，A、B错误；闭合S2,电路稳定时，A2与A3的亮 流的方向为逆时针方向，故B错误：当线圈以MN为轴 度相同，说明两支路的电流相同，因此变阻器R与L2 匀速转动时，穿过线图的磁通量发生周期性变化，故可 的电阻值相同，C正确；闭合开关S2,A:逐渐变亮，而 以产生正孩式交流电，故C正确根括E=n盟可知，当 A,立即变亮，说明L,中电流与变阻器R中电流不相 等，D错误.] 磁感应强度恒定时，穿过线图的磁通量的变化率为零， 12.解析：(1)电路稳定工作时，由于a、b两点的电势相等. 感应电动势为零，故D错误.] 导线b上无电流通过，因此通过L的电流为：山=员 3.CD[线柜位于中性面时，线框平面与磁感线垂直，穿过 线柜的磁通量最大，但此时切割磁感线的两边的速度与 8A=1A,流过与的电流为，=是-碧A=05A新 磁感线平行，即不切制磁感线，所以感应电动势等于零， 也即此时穿过线粗的磁通量的变化率等于零，感应电动 开S的瞬间，由于线图要维持I红不变，而与L1组成闭 势或感应电流的方向在此时刻改变。线框垂直于中性面 合回路，因此通过L1的最大电流为1A,所以此时L 时，穿过线柜的磁通量为零，但切割磁感线的两边都是 两端的电压U=I2·R,=10V(正常工作时为5V). 垂直切割，有效切割速度最大，所以感应电动势最大，即 (2)断开S前，流过L1的电 ↑IIA 此时穿过线框的磁通量的变化率最大，故C、D选项 流为0.5A不变，而断开S 0.5 正确.] 的眸间，通过L的电流突变 t/s 4,解析：(1)当线图平面经过中性面时开始计时，则线圈在 为1A,而方向也发生变化， 时间t内转过角度l,于是感应电动势解时值e= 然后渐渐减小到零，所以它 E sinot,其中En=nBSw. 的图像如图所示(。为断开S的时刻). 由题意知n=50,B=0.5T, 注：从。开始，电流持续的时间实际上一般是很短的 答案：(1)10V(2)见解析 =150rad/s=5 rad/s.S=0.48 m, 60 13.解析：(1)由题图可知，开关S闭合电路稳定时流过线 Em=nBSw=50×0.5X0.48X5xV=60πV, U 圈L的电流1。=1.5A,由歌拇定律得1。一R十R解 所以e=60rsin5rt(V)或e=188sin5πt(V). (2)根据交流电的方程画图线时，最大值是正弦图线的 得：R-兴-R=20n 峰值，由纵轴上的刻度值标出，交流电的频率与正弦图 (2)断开开关前，流过线图L的电流自左向右，断开开 线的周期相对应，一票，而周翔由时间轴上的刻度值标 关后，线圈L、电阻R和电灯构成一闭合回路，由自感 规律可知，电灯中的电流方向自右向左 出，T=2红=0.48，et图线如图所示. ·61· 巴物理 选择性必修第二册 e/V 4.BC[u1代表的交流电的电压峰值为110√2V,角速度 60m 0 为a=2f=100rrad/s,则频率f=50H,初相位为号 0.2 0.40.6s -60T 2代表的交流电的电压峰值为220√巨V,角速度为w= 答案：(1)e=60xsin5xt(V)或e=188sin5πt(V) 2xf=100元rad/s,则频来f=50Hz,初相位为.所以它 (2)见解析 们的峰值不同，A错误；由于频率相同，故T均为0.02s, 5.BD[最大值E。=号NBL@,A错混，B正璃：在线图转 B正确：其相位差△p=号-吾=登为定值，C正确， 动的过程中，线圈始终有一半在磁场中运动，不会有一 D错误.] 半时间没有电流，C错误；題图中所示位置中，穿过线圈 5.D[由∫=子，且T=可知，该文变电流的频率为5比， 的磁通量为号B,D正确.] 选项A错误；该电动势的有效值为E=10V,选项B错 6.解析：由题意知：Φm=0.03Wb, 误，电路中交流电流表的示数为电流的有效值，为I= w=2an=2x9×0ads-含rads E=1.0A,选项D正确；外接电阻R所消耗的电功 R+r 线圈转至与磁感线平行时，感应电动势最大，故 率为P=R=9W,选项C错误.] 6.A[先用代入法求出感应电动势的最大值：由e= E.=NBSa=N0.a=100×0.03×号V=1V, Em得2V=En(停×石，由此得E。=4V,因 眸时值表达式e=E.n=sin31V, 此有效值为2√2V选项A正确.] 当0==时， 7.解析：(1)线框转动时产生感应电动势的最大值 E=BS0=102 V, e=血弩v-v. 2 则感应电动势的瞬时值表达式 答案1V号v e=Em cosot=102cos100xt V. (2)线框转过90°的过程中，产生的平均电动势 第2节交变电流的描述 E=△p_2BSw △t 1.D[根据Q=严RL得1=号A,所以1。=@1=1A.] 2 6=30, 灯泡电阻R=P。 2.D[由图像可知交流电的周期T=0.03s,故角速度仙 =20四d/s,设电流的最大值为制=血学， 做该越的也将量q=R早，·T翠-温c: T 与线框转动的快慢无关。 当1=0.01s时，Ls血(2X0.01）-反，解得1.=2A 3 (3)战框产生的电动势的有效值E-=10V, 故交流电的有效值= 2=25A,故电阻的电功率P= √23 方泡两瑞电压U-R早R-5V<6V R=4W,故D正确.] 故灯泡不能正常发光，其实际功率 3.A[从电压瞬时值表达式知电压有效值为220V,故 p-发-9m “220V,100W”灯泡接在此交流电源上能正常发光，故 A正精：通进打的电选1=器A0,5A,也是与方市 答案：1)e=102os10tV（2)2c无关 60r 联电流表的示数，故B不正确：电压表与灯并联测得的 (3)不能 25 w 也是灯的电压有效值，故示数为220V,所以C选项不正 8.解析：(1)线圈转动时，总有一条边切割磁感线，且ad边 确.通过灯的电流的有效值为0.45A,故其最大值Im= 和bc边转动的线速度大小相等，当线图平行于磁场时， √2×0.45A≈0.64A,故D选项不正确.] 产生的感应电动势最大，为 ·62·