课时测评14 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（教科版）

课时测评14　交变电流 (时间：30分钟　满分：50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.在产生交变电流的实验中，下列关于中性面的说法正确的是(　　) A．此时线圈垂直切割磁感线，感应电流最大 B．磁感线垂直于该时刻的线圈平面，所以磁通量最大，磁通量的变化率也最大 C．线圈平面每次经过中性面时，感应电流的方向一定会发生改变 D．线圈平面处于跟中性面垂直的位置时，磁通量的变化率为零，感应电动势、感应电流均最大，电流方向不变 答案：C 解析：线圈位于中性面时，线圈线速度方向与磁感线平行，不切割磁感线，感应电流为零，故A错误；线圈位于中性面时，磁感线垂直于该时刻的线圈平面，所以磁通量最大，但磁通量的变化率为零，故B错误；线圈平面每次经过中性面时，感应电流的方向一定会发生改变，故C正确；线圈平面处于跟中性面垂直的位置时，磁通量的变化率最大，感应电动势、感应电流均最大，电流方向不变，故D错误。 2．(多选)如图所示，一面积为S的单匝闭合矩形线圈处于有界匀强磁场中，能使线圈中产生交流电的是(　　) A．将线圈水平向右匀速拉出磁场 B．使线圈以OO′为轴匀速转动 C．使线圈以ab边为轴匀速运动 D．使磁感应强度以B＝B0sin ωt的规律变化 答案：BCD 解析：将线圈水平向右匀速拉出磁场的过程中，穿过线圈的磁通量均匀减小，产生的感应电流大小和方向均不变，A错误；线圈绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动的过程中，穿过线圈的磁通量发生周期性变化，产生交流电，B、C正确；如果磁感应强度按正弦规律发生周期性变化，而线圈面积不变，则穿过线圈的磁通量也按正弦规律发生周期性变化，产生交变电流，D正确。 3．(2024·绵阳高二阶段练习)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，感应电流最大 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i＝Imsin ωt 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d→c 答案：D 解析：在题图甲位置时，线圈中的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零，感应电流为零，故A错误；从题图乙位置开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关系式为i＝Imcos ωt，故B错误；在题图丙位置时，线圈中的磁通量最大，磁通量的变化率为零，故C错误；在题图丁位置时，线圈中的磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，根据右手定则可知，cd边电流方向为d→c，故D正确。 4．(多选)如图所示，闭合矩形线圈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转动产生的电流等于绕P2转动产生的电流 B．线圈绕P1转动产生的电动势小于绕P2转动产生的电动势 C．线圈分别绕P1和P2转动产生的电流方向相同，都是a→d→c→b D．线圈绕P1转动dc边受到的安培力大于绕P2转动dc边受到的安培力 答案：AC 解析：产生交流电的条件是位于线圈平面内的转轴和磁感线垂直，与转轴的位置和线圈形状无关，线圈abcd分别绕轴P1、P2转动，转到图示位置时产生的电动势为E＝NBSω，由I＝可知，此时两种情况下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边受到的安培力大小F＝ILdcB，两种情况下F一样大，故选项D错误。 5．(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＝0.5 sin (20t) V，由该表达式可推知以下哪些物理量(　　) A．匀强磁场的磁感应强度 B．线框的面积 C．穿过线框磁通量的最大值 D．线框转动的角速度 答案：CD 解析：根据正弦交变电流的感应电动势的瞬时值表达式e＝NBSωsin ωt可得ω＝20 rad/s，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C、D正确。 6．(多选)如图所示，单匝矩形线圈abcd放在匀强磁场中，磁感应强度为B，ad＝bc＝l1，ab＝cd＝l2。从图示位置起该线圈以角速度ω绕不同转轴匀速转动，则(　　) A．以OO′为转轴时，感应电动势e＝Bl1l2ω·sin ωt B．以O1O1′为转轴时，感应电动势e＝Bl1l2ω·sin ωt C．以OO′为转轴时，感应电动势e＝Bl1l2ω·cos ωt D．以OO′为转轴跟以ab为转轴产生的感应电动势一样，感应电动势e＝Bl1l2ωcos ωt 答案：CD 解析：以O1O1′为轴转动时，磁通量不变，不产生交变电流，故B错误；无论以OO′为轴还是以ab为轴转动，感应电动势的最大值都是Bl1l2ω，由于是从垂直于中性面开始计时，故产生的是余弦交变电流，故C、D正确，A错误。 7．某交流发电机工作时的电动势e＝Emsin ωt，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e′变为(　　) A．Emsin B．2Emsin C．Emsin 2ωt D．sin 2ωt 答案：C 解析：感应电动势的瞬时值表达式e＝Emsin ωt，而Em＝NBSω，ω＝2πn，当n提高一倍时，ω加倍；当ω加倍而S减半时，Em不变，故C正确。 8．一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定转轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势e随时间t的变化规律如图所示。下列说法正确的是(　　) A.t1时刻穿过线圈的磁通量最大 B．t2时刻穿过线圈的磁通量为0 C．t3时刻穿过线圈的磁通量的变化率最大 D．每当电流方向变化时，线圈平面就会与中性面垂直 答案：C 解析：t1时刻感应电动势最大，线圈通过与中性面垂直的位置，穿过线圈的磁通量最小，A错误；t2时刻感应电动势为零，线圈处于中性面位置，穿过线圈的磁通量最大，B错误；t3时刻感应电动势最大，穿过线圈的磁通量的变化率最大，C正确；每当电流方向变化时，线圈平面与磁场垂直，即线圈转到中性面位置，D错误。 9．(2024·四川芦山中学期中)一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，则以下说法中正确的是 (　　) A．t＝0时刻，线圈平面与中性面垂直 B．t＝0.01 s时刻，磁通量的变化率最大 C．t＝0.02 s时刻，交变电流的电动势达到最大 D．该线圈产生的交变电流的电动势随时间变化的图像如图乙所示 答案：B 解析：t＝0时刻，磁通量最大，则线圈平面位于中性面位置，A错误；t＝0.01 s时刻，磁通量的变化率最大，B正确；t＝0.02 s时刻，磁通量最大，感应电动势为0，C错误；磁通量最大时，感应电动势为0，磁通量为0，即磁通量的变化率最大时，感应电动势最大，则题图乙不符合，D错误。 10．(2024·泸州泸县第四中学期末)如图所示，边长为L、阻值为R的正方形单匝金属线圈abcd从图示位置(线圈平面与纸面相平行)开始绕通过b、d两点的轴EF以角速度ω匀速转动，EF的左侧有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，右侧没有磁场，下列说法正确的是(　　) A．在图示位置线圈的磁通量最大，磁通量的变化率也最大 B．从图示位置转出磁场的过程中，线圈中产生a→d→c→b→a方向的感应电流 C．线圈中产生的感应电动势的最大值为BL2ω D．线圈中产生的感应电动势的最大值为BL2ω 答案：C 解析：题图所示位置线圈与磁场方向垂直，磁通量最大，但此时没有任何边切割磁感线，则感应电动势为0，由法拉第电磁感应定律可知，磁通量的变化率也为0，故A错误；从题图所示位置转出磁场的过程中，穿过线圈的磁通量减小，由楞次定律可知，线圈中产生a→b→c→d→a方向的感应电流，故B错误；线圈中产生的感应电动势的最大值为Em＝BSω＝Bω＝，故C正确，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $