课时测评17 认识交变电流-【金版新学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册同步课堂高效讲义配套练习（粤教版）

课时测评17　认识交变电流 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－10题，每题5分，共50分) 1．对于如图所示的电流i随时间t做周期性变化的图像，下列描述正确的是(　　) A．电流的大小变化，方向不变，是直流电 B．电流的大小不变，方向变化，是交变电流 C．电流的大小和方向都变化，是交变电流 D．电流的大小和方向都不变，是直流电 答案：A 解析：由题图可知，电流的方向不变，而大小做周期性变化，所以不是交变电流，而是直流电，但不是恒定直流电。故选A。 2．下列图像中不属于交变电流的有(　　) 答案：D 解析：判断电流是交流还是直流，就看方向是否随时间周期性变化；A、B、C中的方向均发生周期性变化，故它们属于交变电流，D中尽管电流大小随时间变化，但因其方向不变，所以是直流电，A、B、C不符合题意，D符合题意。 3．如图所示，各图中面积均为S的单匝线圈绕其对称轴或中心轴在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动，从图示时刻开始计时，能产生正弦交变电动势e＝BSωsin ωt的是(　　) 答案：A 解析：由题图可知，只有A、C两图中的线圈转动时穿过线圈的磁通量发生变化，产生交变电流，但C图产生的感应电动势按余弦规律变化，即e＝BSωcos ωt，A图产生的感应电动势按正弦规律变化，即e＝BSωsin ωt，故选项A正确，B、C、D错误。 4．如图为交流发电机的模型图，矩形线框abcd在匀强磁场中绕轴OO′逆时针匀速转动，从图示位置开始转过90°的过程中，下列说法正确的是(　　) A．磁通量不断增大，磁通量变化率也不断增大 B．磁通量不断减小，磁通量变化率也不断减小 C．电流方向为a→b→c→d，大小逐渐增大 D．电流方向为a→d→c→b，大小逐渐减小 答案：C 解析：图示线圈位于中性面，由此时开始计时，感应电动势瞬时值的表达式为e＝Emsin ωt，线圈转过90°的过程中，磁通量不断减小，而感应电动势不断增大，则磁通量的变化率不断增大，故A、B错误；根据楞次定律可知电流方向为a→b→c→d，而感应电动势逐渐增大，所以感应电流逐渐增大，故C正确，D错误。故选C。 5．一矩形线圈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．0.5Bl1l2ωcos ωt C．Bl1l2ωsin ωt D．Bl1l2ωcos ωt 答案：D 解析：因为开始时刻线圈平面与磁感线平行，即线圈从垂直于中性面的位置开始运动，所以开始时刻线圈中的感应电动势最大，为Em＝Bl1l2ω，感应电动势的表达形式应为余弦函数形式。因此在t时刻线圈中的感应电动势为Bl1l2ωcos ωt，故选项D正确。 6．一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴O O′匀速转动，线圈平面位于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，则(　　) A．t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大 B．t1、t3时刻前后线圈中感应电流方向相同 C．t2、t4时刻通过线圈的磁通量变化率最小 D．t2、t4时刻线圈中感应电动势最大 答案：D 解析：t1、t3时刻通过线圈的磁通量最大，而磁通量的变化率等于零，故A错误；t1、t3时刻通过线圈的磁通量最大，处于中性面，线圈中感应电流方向改变，故B错误；t2、t4时刻磁通量为零，线圈与磁场平行，磁通量的变化率最大，线圈中感应电动势最大，故C错误，D正确。 7．(多选)线圈在磁场中匀速转动产生的感应电动势为e＝10sin (20πt) V，则下列说法正确的是(　　) A．t＝0时，线圈平面位于中性面 B．t＝0时，穿过线圈的磁通量最大 C．t＝0时，导线切割磁感线的有效速度最大 D．t＝0.4 s时，e达到峰值10 V 答案：AB 解析：t＝0时，感应电动势的瞬时值为e＝0，则线圈平面位于中性面，此时穿过线圈的磁通量最大，导线切割磁感线的有效速度最小，A、B正确，C错误；当t＝0.4 s时，感应电动势的瞬时值为e＝10 sin (20π×0.4)V＝0，D错误。 8．下列各情况中，线圈都以角速度ω绕图中的转动轴匀速转动，磁场均为匀强磁场，其中不能产生正(余)弦式交变电流的是(　　) 答案：A 解析：A项图中，线圈转动过程中，线圈的半径切割磁感线产生感应电动势，大小不变，不能产生正(余)弦式交变电流；B、C、D项图中，闭合线圈在磁场中均绕垂直于磁场的固定轴转动，线圈中均能产生正(余)弦式交变电流。故选A。 9．(多选) 如图所示，一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，转动过程中线框产生的感应电动势的瞬时值表达式为e＝0.5sin (20t) V，由该表达式可推知的物理量有(　　) A．匀强磁场的磁感应强度 B．线框的面积 C．穿过线框的磁通量的最大值 D．线框转动的角速度 答案：CD 解析：根据单匝线框产生的正弦式交变电流感应电动势的瞬时值表达式e＝BSωsin ωt可得ω＝20 rad/s，而穿过线框的磁通量的最大值为Φm＝BS，根据BSω＝0.5 V可知磁通量的最大值Φm＝0.025 Wb，无法求出匀强磁场的磁感应强度和线框的面积。故选CD。 10．(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 答案：AC 解析：产生交变电流的条件是轴和磁感线垂直，与轴的位置和线圈形状无关，线圈abcd分别绕轴P1、P2转动，转到题图示位置时产生的电动势E＝NBSω，由I＝可知，此时I相等，故选项A正确， B错误；由右手定则可知，电流方向为a→d→c→b，故选项C正确；dc边受到的安培力F＝IldcB，F一样大，故选项D错误。 11．(10分)如图所示，匀强磁场磁感应强度B＝0.1 T，所用矩形线圈的匝数N＝100，边长lab＝0.2 m，lbc＝0.5 m，以角速度ω＝100π rad/s 绕OO′轴匀速转动。试求： (1)感应电动势的峰值； (2)若从线圈平面垂直磁感线时开始计时，线圈中瞬时感应电动势的表达式； (3)若从线圈平面平行磁感线时开始计时，求线圈在t＝ s时刻的感应电动势大小。 答案：(1)314 V　(2)e＝314sin (100πt ) V (3)157 V 解析：(1)由题可知，线圈面积 S＝lab lbc＝0.2×0.5 m2＝0.1 m2 感应电动势的峰值 Em＝NBSω＝100×0.1×0.1×100π V≈314 V。 (2)若从线圈平面垂直磁感线时开始计时，感应电动势的瞬时值e＝Emsin ωt 所以e＝314 sin (100πt) V。 (3)若从线圈平面平行磁感线时开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为e＝Emcos ωt 代入数据可得e＝314cos (100πt) V 当t＝ s时，e＝314cos V＝157 V。 学科网（北京）股份有限公司 $