人教版選修32 5.1交變電流 作業(yè).docVIP

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