課時(shí)作業(yè)8—人教版（2019）高中物理選擇性必修第二冊檢測2

1、課時(shí)作業(yè)8交變電流一、單項(xiàng)選擇題1如圖所示，矩形線圈abcd放在勻強(qiáng)磁場中，邊ad在軸OO上，若線圈繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢eEmsint，如果將其轉(zhuǎn)速增加一倍，其他條件保持不變，則電動(dòng)勢的表達(dá)式為(B)Ae2EmsintBe2Emsin2tCeEmsintDeEmsin2t解析：設(shè)原來轉(zhuǎn)速為n，則角速度2n，感應(yīng)電動(dòng)勢的峰值EmNBS，當(dāng)轉(zhuǎn)速增加一倍，即為2n時(shí)，其角速度22n2，此時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢的峰值EmNBS22Em，可見，此時(shí)電動(dòng)勢eEmsint2Emsin2t，故選項(xiàng)B正確2.一臺(tái)發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，其中N、S是永久磁鐵的兩個(gè)磁極，它們的表面呈半圓柱面形狀M是圓柱形鐵芯

2、，鐵芯外套有一矩形線圈，線圈繞鐵芯M中心的固定轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)磁極與鐵芯之間的縫隙中形成方向沿半徑的輻向磁場若從圖中所示位置開始計(jì)時(shí)，此時(shí)電動(dòng)勢為正值，下圖能正確反映線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢e隨時(shí)間t的變化規(guī)律的是(D)解析：由于磁場為沿半徑的輻向磁場，可以認(rèn)為磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不變，線圈始終垂直切割磁感線，所以產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大小不變，由于每個(gè)周期磁場方向要改變兩次，所以產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的方向也要改變兩次，選項(xiàng)D正確3如圖一矩形線圈，繞垂直于勻強(qiáng)磁場并位于線圈平面的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢e隨時(shí)間t的變化如圖，下列說法中正確的是(D)At1時(shí)刻通過線圈的磁通量為零Bt2時(shí)刻線圈位于中性面Ct3時(shí)刻

3、通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大D每當(dāng)e變化方向時(shí)，通過線圈的磁通量最大解析：t1、t3時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢為零，線圈位于中性面位置，所以穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零，A、C錯(cuò)誤；t2時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢最大，線圈位于中性面的垂直位置，穿過線圈的磁通量為零，B錯(cuò)誤；由于線圈每經(jīng)過一次中性面時(shí)，穿過線圈的磁通量的絕對值最大，e變換方向，所以D正確4矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從中性面開始轉(zhuǎn)動(dòng)180角過程中，平均感應(yīng)電動(dòng)勢和最大感應(yīng)電動(dòng)勢之比為(B)A.B.C2D解析：線圈從中性面轉(zhuǎn)過180角過程中，磁通量的變化為21BS(BS)2BS，平均感應(yīng)電動(dòng)勢，最大感應(yīng)電動(dòng)勢EmNBS，則平均感應(yīng)電動(dòng)

4、勢和最大感應(yīng)電動(dòng)勢之比為.5如圖所示，矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場中可以分別繞垂直于磁場方向的軸P1和P2以相同的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到與磁場方向平行時(shí)(A)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)勢小于繞P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電動(dòng)勢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：產(chǎn)生正弦交變電流的條件是軸和磁感線垂直，與軸的位置和線框形狀無關(guān)，轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢E具有最大值EmnBS，由歐姆定律I可知此時(shí)I相等，故A對，B錯(cuò)由右手定則可知電流為adcb，故C錯(cuò)cd邊受的安培力FB

5、LcdI，故F一樣大，D錯(cuò)二、多項(xiàng)選擇題6矩形線框繞垂直于勻強(qiáng)磁場且在線框平面上的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生了交變電流，下列說法正確的是(CD)A當(dāng)線框位于中性面時(shí)，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢最大B當(dāng)穿過線框的磁通量為零時(shí)，線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢也為零C每當(dāng)線框經(jīng)過中性面時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢或感應(yīng)電流方向改變一次D線框經(jīng)過中性面時(shí)，各邊均不切割磁感線解析：線框在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)穿過線框的磁通量及磁通量的變化率的情況分析，線框位于中性面時(shí)，線框平面與磁場垂直，穿過線框平面的磁通量最大，但此時(shí)切割磁感線的兩邊的速度與磁感線平行即不切割磁感線，所以感應(yīng)電動(dòng)勢等于零感應(yīng)電動(dòng)勢或感應(yīng)電流的方向也在線框經(jīng)過中性面

6、時(shí)改變，當(dāng)垂直中性面時(shí)，即線框平面和磁場平行，通過線框的磁通量為零，但此時(shí)磁通量的變化率最大，感應(yīng)電動(dòng)勢最大，故C、D選項(xiàng)正確7一矩形線框在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢隨時(shí)間變化的圖象如圖所示，則下列說法中正確的是(BCD)At0時(shí)，線框平面處于中性面位置Bt0.01 s時(shí)，線框處于中性面位置Ct0.03 s時(shí)，通過線框的磁通量最大Dt0.05 s時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢為零解析：由圖象可知，當(dāng)感應(yīng)電動(dòng)勢為零時(shí)，線框位于中性面位置，此時(shí)通過線框的磁通量最大，磁通量的變化率為零；當(dāng)感應(yīng)電動(dòng)勢最大時(shí)，線框位于與中性面垂直的位置，故B、C、D選項(xiàng)正確8線圈在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢

7、e10sin(20t) V，則下列說法正確的是(AB)At0時(shí)，線圈平面位于中性面Bt0時(shí)，穿過線圈的磁通量最大Ct0時(shí)，導(dǎo)線切割磁感線的有效速率最大Dt0.4 s時(shí)，e有最大值10 V解析：由電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式可知計(jì)時(shí)從線圈位于中性面時(shí)開始，所以t0時(shí)，線圈平面位于中性面，磁通量為最大，但此時(shí)導(dǎo)線速度方向與磁感線平行，切割磁感線的有效速率為零，A、B正確，C錯(cuò)誤當(dāng)t0.4 s時(shí)，e10sin(20t)10sin(200.4) V0，D錯(cuò)誤三、非選擇題9矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的對稱軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈共100匝，轉(zhuǎn)速為 r/min，在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中穿過線圈的磁通量的最大值為0.03 Wb，則

8、線圈平面轉(zhuǎn)到與磁感線平行時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢為多少？當(dāng)線圈平面與中性面夾角為時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢為多少？答案：1 V V解析：由題意知：m0.03 Wb2n2 rad/s rad/s.線圈轉(zhuǎn)至與磁感線平行時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢最大，故EmNBSNm1000.03 V1 V，瞬時(shí)值表達(dá)式eEmsintsin V，當(dāng)t時(shí)，esin V V.10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)磁場中，繞垂直于磁場方向的中心軸線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)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式；(2)求線圈從圖示位置開始在1/6

9、0 s時(shí)的電動(dòng)勢的瞬時(shí)值答案：(1)e100sin20t V(2)86.6 V解析：線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的軸線勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈內(nèi)產(chǎn)生正弦交變電動(dòng)勢，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(與線圈形狀無關(guān))，20 rad/s，故e100sin20t V.(2)當(dāng)t s時(shí)，e100sin(20) V50 V86.6 V.11發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是匝數(shù)為100匝，邊長為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)磁場中，繞著垂直于磁場方向的軸以100 rad/s的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)線圈平面跟磁場方向垂直時(shí)開始計(jì)時(shí)線圈和外電路的總電阻R10 .(1)寫出交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式；(2)線圈從計(jì)時(shí)開始，轉(zhuǎn)過過程中通過線圈某一截面的電荷量為多少？答案：(1)i2sin100t A(2)1102