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5.1 交變電流課時(shí)作業(yè)基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1交變電流是()a矩形線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電流b按正弦規(guī)律變化的電流c強(qiáng)度隨時(shí)間做周期性變化的電流d方向隨時(shí)間做周期性變化的電流【解析】本題考查了交變電流的定義,只要方向隨時(shí)間做周期性變化的電流就是交變電流,正弦式交變電流僅是其中之一,故d項(xiàng)正確【答案】d2如圖所示屬交變電流的是()【解析】大小和方向做周期性變化的電流,稱為交變電流,在圖象上表現(xiàn)為時(shí)間軸上下都存在圖線,故選cd.【答案】cd3關(guān)于矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的正弦式電流,正確的說法是()a線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周,感應(yīng)電流方向改變一次b線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向改變一次c線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周,感應(yīng)電流方向改變兩次,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向改變一次d線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周,感應(yīng)電流方向和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向都改變兩次【解析】感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的方向,每經(jīng)過中性面時(shí)改變一次,每個(gè)周期內(nèi)方向改變兩次,故選d.【答案】d4矩形線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的對(duì)稱軸做勻速轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)線圈通過中性面時(shí),則()a線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直b線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向?qū)l(fā)生變化c通過線圈的磁通量達(dá)到最大值d通過線圈的磁通量的變化率達(dá)到最大值【解析】線圈通過中性面這個(gè)特殊位置時(shí),線圈平面與中性面垂直,穿過線圈的磁通量最大,但磁通量的變化率為零,故a、c正確,d錯(cuò)誤;線圈每經(jīng)過中性面一次,電流方向就改變一次,故b正確【答案】abc5如下圖所示圖象中屬于交變電流的是()【答案】abc6.如圖所示一正方形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的對(duì)稱軸oo勻速轉(zhuǎn)動(dòng),沿著oo觀察,線圈沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為b,線圈匝數(shù)為n,邊長(zhǎng)為l,電阻為r,轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為.則當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至圖示位置時(shí)()a線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcdab穿過線圈的磁通量為0c線圈中的感應(yīng)電流為d穿過線圈磁通量的變化率為0【解析】圖示位置,線圈平面與磁場(chǎng)平行,所以穿過線圈的磁通量為零,磁通量的變化率最大,b正確,d錯(cuò)誤,此時(shí)由右手定則可知電流方向?yàn)閍dcba,a錯(cuò)誤,由峰值表達(dá)式emnbsnbl2,所以im,圖示位置感應(yīng)電流等于峰值,c正確. 【答案】bc7.如圖所示,正方形線圈abcd繞對(duì)稱軸oo在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),線圈匝數(shù)為n,當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式為enbscost(由圖示位置計(jì)時(shí))其他條件不變,只是線圈的轉(zhuǎn)速提高到原來的2倍,則表達(dá)式變?yōu)?)aenbscos2t benbscostcenbs2cos2t denbscost【解析】當(dāng)線圈轉(zhuǎn)速提高到原來的2倍,角速度也變?yōu)樵瓉淼?倍,其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為enbs2cos2t,故c選項(xiàng)正確【答案】c8如圖所示,、兩個(gè)并排放置的共軸線圈,中通有如圖所示的交流電,則下列判斷錯(cuò)誤的是()a在t1到t2時(shí)間內(nèi),相吸b在t2到t3時(shí)間內(nèi),相斥ct1時(shí)刻兩線圈間作用力為零dt2時(shí)刻兩線圈間吸引力最大【解析】t1到t2時(shí)間內(nèi)線圈中電流正向減小,在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流也為正向,故兩線圈相互吸引,故a選項(xiàng)說法正確;t2到t3時(shí)間內(nèi),線圈中電流負(fù)向增大,在中產(chǎn)生正向的感應(yīng)電流,相互排斥,b選項(xiàng)說法正確;t1時(shí)刻電流最大,但變化率為零,在中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,兩線圈作用力為零,c選項(xiàng)說法正確;t2時(shí)刻中電流為零,但變化率最大,中感應(yīng)電流最大,作用力為零,故d選項(xiàng)說法錯(cuò)誤【答案】d9一個(gè)面積為0.1 m2的矩形線圈,共100匝,在磁感應(yīng)強(qiáng)度b0.5 t的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,以垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),從線圈平面平行于磁感線的位置開始轉(zhuǎn)動(dòng),在0.05 s內(nèi)線圈轉(zhuǎn)過90,在這段時(shí)間內(nèi),求:線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值,并寫出瞬時(shí)值表達(dá)式【解析】設(shè)矩形線圈的匝數(shù)為n,面積為s,磁感應(yīng)強(qiáng)度為b,勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為,則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為emnbs;角速度 rad/s10rad/s,最大值emnbs1000.50.110 v157 v,瞬時(shí)值表達(dá)式:eemcost157 cos10t v.【答案】157 ve157cos10t v能力提升1一單匝閉合線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,線框中的最大磁通量為m,最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為em.下列說法中正確的是()a當(dāng)線框磁通量為零時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也為零b線框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度等于em/mc當(dāng)線框內(nèi)磁通量增大時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在減小d當(dāng)線框內(nèi)磁通量等于0.5m時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于0.5em【解析】感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是磁通量的變化率,線框磁通量為零時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大,排除a;由正弦式交流電的瞬時(shí)值表達(dá)式eemsintbssintmsint,選擇b,排除d;根據(jù)線圈從與磁場(chǎng)平行的位置轉(zhuǎn)到中性面的過程中,磁通量越來越大,磁通量的變化率越來越小,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越來越小,所以選擇c.【答案】bc2.如圖所示,單匝矩形線圈的一半放在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,中心軸線oo與磁場(chǎng)邊界重合,線圈繞中心軸線按圖示方向(從上向下看逆時(shí)針方向)勻速轉(zhuǎn)動(dòng),t0時(shí)刻線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直,規(guī)定電流方向沿abcd為正方向,則下圖中能表示線圈內(nèi)感應(yīng)電流隨時(shí)間變化規(guī)律的是()【解析】在0內(nèi),ab一側(cè)的線框在磁場(chǎng)中繞oo轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生正弦交流電,電流方向由楞次定律判斷為dcba且越來越大.內(nèi),ab一側(cè)線框在磁場(chǎng)外,而dc一側(cè)線框又進(jìn)入磁場(chǎng)產(chǎn)生交流電,電流方向?yàn)閐cba且越來越小,以此類推,可知it圖象正確的為b.【答案】b3.如右圖所示,矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中可以分別繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸p1和p2以相同的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到與磁場(chǎng)方向平行時(shí)()a線圈繞p1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電流等于繞p2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電流b線圈繞p1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電動(dòng)勢(shì)小于繞p2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電動(dòng)勢(shì)c線圈繞p1和p2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電流的方向相同,都是abcdd線圈繞p1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)dc邊受到的安培力大于繞p2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)dc邊受到的安培力【解析】如圖所示,設(shè)abl1,adl2,o1ar1,o1dr2.線圈繞p1軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e1bl1vbl1l2.線圈繞p2軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e2bl1r1bl1r2bl1l2,即e1e2,所以i1i2,故選項(xiàng)a對(duì)b錯(cuò)由右手定則可知,線圈繞p1和p2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電流的方向相同,均是adcb方向,故選項(xiàng)c錯(cuò),再根據(jù)安培力公式可知f安bil1,即安培力相同,d錯(cuò)【答案】a4一長(zhǎng)直導(dǎo)線通以如圖甲所示的交變電流,在導(dǎo)線下方有斷開的線圈,如圖乙所示,規(guī)定電流從左向右為正,則相對(duì)于b點(diǎn)來說,a點(diǎn)電勢(shì)最高的時(shí)刻是在()at1時(shí)刻 bt2時(shí)刻ct3時(shí)刻 dt4時(shí)刻【解析】欲使a相對(duì)b電勢(shì)最高,即ab間電動(dòng)勢(shì)最大,t1、t3時(shí)刻電流i最大但電流的變化率最小,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零,故選項(xiàng)a、c錯(cuò)誤;t2時(shí)刻電流的變化率最大,線圈中磁通量變化率也最大,但此時(shí)穿過線圈的磁通量減小到零,由楞次定律可知此時(shí)刻b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn),故選項(xiàng)b錯(cuò)誤;當(dāng)t4時(shí)刻,由楞次定律可知,ab中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)a點(diǎn)高于b點(diǎn),且電動(dòng)勢(shì)最大,故選項(xiàng)d正確【答案】d5.如圖所示,一半徑為r10 cm的圓形線圈共100匝,在磁感應(yīng)強(qiáng)度b t的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,繞垂直于磁場(chǎng)方向的中心軸線oo以n600 r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至中性面位置(圖中位置)時(shí)開始計(jì)時(shí)(1)寫出線圈內(nèi)所產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式;(2)求線圈從圖示位置開始在1/60 s時(shí)的電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值【解析】線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸線勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線圈內(nèi)產(chǎn)生正弦交變電動(dòng)勢(shì),當(dāng)線圈平面在中性面時(shí)開始計(jì)時(shí),其表達(dá)式為eemsint.(1)eemsint,emnbs(與線圈形狀無(wú)關(guān)),20 rad/s,故e100sin20t.(2)當(dāng)t s時(shí),e100sin(20) v50 v86.6 v.【答案】(1)e100sin20t(2)86.6 v6發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是匝數(shù)為100,邊長(zhǎng)為20 cm的正方形線圈,將它置于磁感應(yīng)強(qiáng)度b0.05 t的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,繞著垂直于磁

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