3.1 交变电流 课时检测 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

 第1节 交变电流 课时检测

一、选择题:

1．下列关于交流发电机的叙述正确的是(　　)

A．交流发电机将电能转化为机械能

B．交流发电机由两部分组成，即定子和转子，线圈必须旋转，成为转子，这样才能在线圈中产生交流电

C．交流发电机线圈中产生交流电，输送到外电路也是交流电

D．在交流发电机线圈转动的过程中，线圈中的每一个边都切割磁感线

2.如图所示为演示交变电流产生的实验装置图，关于这个实验，正确的说法是(　　)

A．线圈每转动一周，指针左右摆动两次

B．图中线圈所在平面位置为中性面，线圈中无感应电流

C．线圈在图中平面位置时，ab边中感应电流方向为a→b

D．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零

3.一矩形线圈abcd如图所示，已知ab边长为l1，bc边长为l2，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω从图示位置开始匀速转动，则t时刻线圈中的感应电动势为(　　)

A．0.5Bl1l2ωsin ωt     B．0.5Bl1l2ω cos ωt

C．Bl1l2ω sin ωt        D．Bl1l2ωcos ωt

4.如图所示，在水平匀强磁场中一矩形闭合线圈绕OO′轴匀速转动，若要使线圈中的电流峰值减半，不可行的方法是(　　)

A．只将线圈的转速减半

B．只将线圈的匝数减半

C．只将匀强磁场的磁感应强度减半

D．只将线圈的边长减半

5．一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甲所示，则下列说法正确的是(　　)

A．t＝0时刻，线圈平面与中性面垂直

B．t＝0.01 s时刻，Φ的变化率达到最大

C．t＝0.02 s时刻，交流电动势达到最大

D．该线圈相应的交流电动势图像如图乙所示

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边与磁场方向垂直且始终与金属滑环K相连，cd边与金属滑环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。下列说法正确的是(　　)

A．线圈中产生的交变电流按正弦规律变化

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，为Em＝NBSω

D．线圈每转过半圈，穿过线圈平面的磁通量变化量为零

7．(多选)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位置与磁场方向平行时(　　)

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

8.(多选)一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴匀速转动，线圈中的感应电动势e随时间t变化的规律如图所示，则下列说法正确的是(　　)

A．图中曲线是从线圈平面与磁场方向平行时开始计

时的

B．t1和t3时刻穿过线圈的磁通量为零

C．t1和t3时刻穿过线圈的磁通量的变化率为零

D．感应电动势e的方向变化时，穿过线圈的磁通量最大

9．(多选)交流发电机的示意图如图所示，线圈的AB边连在金属滑环K上，CD边连在金属滑环L上，两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。关于其工作原理，下列分析正确的是(　　)

A．当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大

B．当线圈平面转到中性面的瞬间，线圈中的感应电流最大

C．当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量最小

D．当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，线圈中的感应电流最小

10．(多选)在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图像如图乙所示，则(　　)

A．t＝0.005 s时穿过线框的磁通量变化率为零

B．t＝0.01 s时线框平面与中性面重合

C．线框产生的交变电动势的最大值为311 V

D．线框产生的交变电动势的最大值为622 V

二、计算题(要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)

11.一个正方形线圈的匝数为10，边长为20 cm，线圈总电阻为1 Ω，线圈绕OO′轴以10π rad/s的角速度匀速转动，如图所示，匀强磁场的磁感应强度为0.5 T，则：

(1)该线圈产生的电动势的峰值、电流的峰值分别是多少？

(2)写出感应电动势随时间变化的表达式。

(3)线圈从图示位置转过60°时，感应电动势的瞬时值是多大？