课时跟踪检测(十六) 交变电流（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（人教版 江苏专用）

课时跟踪检测(十六)　交变电流 1.下列各图像中不属于交流电的是 (　　) 2.(2025·江苏苏州期中)如图甲所示,一个矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,线圈内的磁通量随时间t变化的图像如图乙所示。则下列说法中正确的是 (　　) A.t1时刻线圈中的感应电动势最大 B.t2时刻ab边的运动方向与磁场方向平行 C.t3时刻线圈平面与中性面垂直 D.t2和t4时刻线圈中感应电流的方向相反 3.一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动,线圈中的感应电动势e随时间t的变化规律如图所示,下列说法中正确的是 (　　) A.每当e转换方向时,通过线圈的磁通量变化率刚好为零 B.t1时刻通过线圈的磁通量绝对值最小 C.t2时刻通过线圈的磁通量绝对值最大 D.t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大 4.(2025·无锡阶段练习)如图所示,三角形金属线框置于匀强磁场中,绕固定轴匀速转动,当线框平面与磁场方向垂直时,下列说法正确的是 (　　) A.穿过线框的磁通量为0 B.线框中的感应电流为0 C.线框中的感应电动势最大 D.线框所受安培力最大 5.(2025·镇江阶段检测)如图所示是交流发电机的示意图,线圈的两条边分别与两个金属滑环连在一起,线圈逆时针匀速转动时,通过滑环和电刷保持与外电路的连接,图中只画了一匝线圈,磁场可视为匀强磁场,则 (　　) A.线圈转动到甲图和丙图所示的位置时,穿过线圈的磁通量最大,电路中的电流也最大 B.线圈转动到乙图和丁图所示的位置时,穿过线圈的磁通量为零,电路中的电流为零 C.线圈从甲图所示位置逆时针转动到丁图所示位置的过程中,电路中电流的方向改变4次 D.线圈从丙图位置转到丁图位置的过程中,穿过线圈的磁通量减小,产生的感应电动势增大 6.如图所示,一个竖直放置、匝数为n的矩形线圈abcd在水平向右的匀强磁场中以角速度ω匀速转动,转轴OO'与磁场方向垂直,线圈面积为S,磁感应强度大小为B,下列说法正确的是 (　　) A.线圈平面与磁场垂直时,磁通量为零 B.线圈平面与磁场垂直时,磁通量变化最快 C.线圈平面与磁场平行时,磁通量变化率最大 D.感应电动势最大值为BSω 7.(2025·广东佛山开学考试)如图是一款高空风车及其发电模块原理简图,该装置利用充气球将发电机带上高空,通过电线将电能传输到地面,可为救灾场所临时供电。在发电期间,发电机线圈ab在某一时刻转至图示位置。则下列说法正确的是 (　　) A.高空风车发电的工作原理是电流的磁效应 B.无论风力多大,线圈ab的发电频率不变 C.该时刻线圈磁通量为零,感应电动势也为零 D.该时刻线圈b端电势高于a端电势 8.(2025·陕西西安期中)如图甲所示为交流发电机、定值电阻R、交流电流表A组成的闭合回路,线圈ABCD沿逆时针方向转动,图示位置磁感线与线圈平面平行,图乙所示为通过线圈的磁通量Φ随时间t的变化关系图像,下列说法正确的是 (　　) A.t2、t4时刻,线圈中感应电动势最小 B.t1、t3时刻,电阻R两端的电压为零 C.线圈转动到图甲位置时,线圈中磁通量变化率为零 D.线圈转动到图甲位置时,感应电流方向为A→B→C→D→A 9.(2025·连云港高二质检)图甲是交流发电机的示意图,两磁极之间的磁场可视为匀强磁场,金属线圈ABCD绕转轴OO'匀速转动,A为电流传感器(与计算机相连),R为定值电阻,线圈电阻为r,其余电阻不计。图乙为计算机上显示的电流数据随时间变化的图像。下列说法中正确的是 (　　) A.金属线圈恰好处于图甲所示的位置时感应电动势为0,对应图乙中t2或t4时刻 B.金属线圈恰好处于图甲所示的位置时感应电动势最大,对应图乙中t2或t4时刻 C.t1、t3时刻穿过线圈的磁通量的绝对值最小,磁通量的变化率最大 D.t2、t4时刻穿过线圈的磁通量的绝对值最小,磁通量的变化率最大 10.(2025·扬州高二检测)如图甲所示为我国自主研发的首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置“南鲲号”,南鲲号发电原理可作如下简化:海浪带动浪板上下摆动,驱动发电机转子转动,其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动,如图乙所示,若转子带动线圈沿逆时针方向转动,并向外输出电流,下列说法正确的是 (　　) A.图乙中线圈所处位置是中性面 B.在图乙所示位置时,穿过线圈的磁通量变化率最大 C.在图乙所示位置时,线圈b端电势高于a端电势 D.在图乙所示位置时,线圈靠近S极的导线受到的安培力方向向上 11.(10分)(选自粤教版教材课后练习)如图所示,面积为0.05 m2、总电阻为1 Ω、共100匝的矩形线圈abcd处于磁感应强度B= T的匀强磁场中,其外接阻值R=9 Ω的电阻,线圈以300 r/min的转速绕OO'匀速旋转。 (1)若从线圈处于中性面开始计时,写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式。(4分) (2)画出线圈中感应电动势随时间变化的图像。(3分) (3)求出线圈转过 s时,线圈中感应电动势的瞬时值。(3分) 1 / 4 学科网（北京）股份有限公司 课时跟踪检测(十六) 1．选A　选项图A中电流的方向不变，是直流电，选项图B、C、D中电流的大小、方向都做周期性变化，是交流电，B、C、D错误，A正确。 2．选D　t1时刻通过线圈的磁通量最大，此时磁通量的变化率等于零，故感应电动势为零，故A错误；t2时刻磁通量为零，线圈与磁场平行，故ab边的运动方向跟磁场方向垂直，故B错误；t3时刻通过线圈的磁通量最大，故此时线圈平面与中性面重合，故C错误；由题图乙可知，t2和t4时刻Φ－t图线切线的斜率相反，由法拉第电磁感应定律可知，t2和t4时刻产生的感应电动势方向相反，t2和t4时刻线圈中感应电流方向相反，故D正确。 3．选A　每当e转换方向时，e＝0，根据e＝n，则通过线圈的磁通量变化率刚好为零，A正确；t1时刻，e＝0，线圈平面与磁场垂直，通过线圈的磁通量绝对值最大，B错误；t2时刻，感应电动势的绝对值最大，则线圈平面与磁场方向平行，通过线圈的磁通量为零，通过线圈的磁通量绝对值最小，C错误；t3时刻，e＝0，根据e＝n，则通过线圈的磁通量变化率的绝对值为零，D错误。 4．选B　当线框平面与磁场方向垂直时，穿过线框的磁通量最大，不为0，穿过线框的磁通量变化率为0，根据法拉第电磁感应定律可知线框中的感应电动势最小，为0，线框中的感应电流为0，线框不受安培力的作用，故A、C、D错误，B正确。 5．选D　线圈转动到题图甲和题图丙所示的位置时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量变化率为零，电路中的电流为零，A错误；线圈转动到题图乙和题图丁所示的位置时，穿过线圈的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，电路中的电流最大，B错误；线圈经过中性面时，电流方向发生改变，可知线圈从题图甲所示位置逆时针转动到题图丁所示位置的过程中，电路中电流的方向改变1次，C错误；线圈从题图丙位置(中性面)转到题图丁位置(与中性面垂直)的过程中，穿过线圈的磁通量减小，磁通量变化率增大，产生的感应电动势增大，D正确。 6．选C　线圈平面与磁场垂直时，磁通量最大，感应电动势为零，磁通量的变化率为零，磁通量变化最慢，故A、B错误；线圈平面与磁场平行时，磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大值为Em＝nBSω，故C正确，D错误。 7．选D　高空风车发电的工作原理是电磁感应，故A错误；风力越大，风车转动得越快，线圈ab的发电频率越大，故B错误；由题图可知，该时刻线圈平面与磁场平行，线圈磁通量为零，感应电动势最大，故C错误；根据题意，由右手定则可知，该时刻线圈中的电流由a→b，则线圈b端电势高于a端电势，故D正确。 8．选B　根据题图乙结合交流发电机工作原理可知，在t2、t4时刻，穿过线圈的磁通量变化率最大，则线圈中产生的感应电动势最大，故A错误；由题图乙知，在t1、t3时刻，穿过线圈的磁通量变化率为零，感应电动势为零，则R两端的电压为零，故B正确；线圈转到题图甲所示位置时，穿过线圈的磁通量为零，但磁通量变化率最大，故C错误；线圈ABCD沿逆时针方向转动，根据右手定则可判断当线圈转动到题图甲所示位置时，感应电流方向为D→C→B→A→D，故D错误。 9．选D　题图甲所示位置线圈平面与磁场垂直，即为中性面，此时的感应电动势为0，回路中的感应电流为0，对应题图乙中t1或t3时刻，故A、B错误；结合上述，t1、t3时刻线圈处于中性面，穿过线圈的磁通量的绝对值最大，由于此时的感应电动势为0，则此时的磁通量的变化率最小，故C错误；根据题图乙可知，t2、t4时刻的感应电流最大，即此时的感应电动势最大，则此时线圈平面与中性面垂直，即线圈平面平行于磁场方向，穿过线圈的磁通量的绝对值最小，磁通量的变化率最大，故D正确。 10．选B　在题图乙所示位置时，线圈平面与磁场方向平行，穿过线圈的磁通量为0，但穿过线圈的磁通量变化率最大，故A错误，B正确；在题图乙所示位置时，线圈靠近S极的导线向上切割磁感线，线圈靠近N极的导线向下切割磁感线，根据右手定则可知，线圈中的电流方向由b流向a，由于线圈相当于电源内部，则线圈b端电势低于a端电势，故C错误；在题图乙所示位置时，线圈靠近S极的导线电流方向向里，磁场方向向右，根据左手定则可知，安培力方向向下，故D错误。 11．解析：(1)感应电动势的最大值Em＝NBSω，ω＝2πn＝2π× rad/s＝10π rad/s 感应电动势的瞬时值e＝Emsin ωt＝100××0.05×10π×sin 10πt(V)＝50sin 10πt(V)。 (2)线圈转动的周期T＝＝0.2 s，感应电动势随时间变化的图像如图所示。 (3)当t＝ s时， e＝50sin V＝25 V。 答案：(1)e＝50sin 10πt(V) 　(2)见解析图　(3)25 V $