2018版高中物理課時(shí)作業(yè)(九)交變電流新人教版選修3-2

1、課時(shí)作業(yè)（九）交變電流一、單項(xiàng)選擇題1 關(guān)于線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的交變電流，以下說(shuō)法中正確的是（）A. 線圈平面每經(jīng)過(guò)中性面一次，感應(yīng)電流方向就改變一次，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向不變B. 線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流方向就改變一次C. 線圈平面每經(jīng)過(guò)中性面一次，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的方向都要改變一次D. 線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流方向都要改變一次解析：根據(jù)交流電的變化規(guī)律可得，如果從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)有e=Emin3t和i=Imsin3t;如果從垂直于中性面的位置開(kāi)始計(jì)時(shí)有e=Ecos31和i=Incos3t，不難看出：線圈平面每經(jīng)過(guò)中性面一次，感應(yīng)電流方向就改變一次，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向也改變一次；線圈

2、每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向都改變兩次，C 正確.答案：C2線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生交變電流的圖象如圖所示，由圖可知（）A.在A和C時(shí)刻線圈處于中性面位置B.在B和D時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量為零C.從A時(shí)刻到D時(shí)刻線圈轉(zhuǎn)過(guò)的角度為n弧度D.在A和C時(shí)刻磁通量變化率的絕對(duì)值最大解析：當(dāng)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中處于中性面位置時(shí)，磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，感應(yīng)電流為零，B D兩時(shí)刻線圈位于中性面.當(dāng)線圈平面與磁感線平行時(shí)，磁通量為零，磁通量的變化率最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，感應(yīng)電流最大，A、C時(shí)刻線圈平面與磁感線平行， D 正確.從3nA時(shí)刻到D時(shí)刻線圈轉(zhuǎn)過(guò)的角度為2弧度.故選 D.答案：D3.如圖

3、所示，一線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)圖示位置時(shí)（）A. 穿過(guò)線圈的磁通量最小，磁通量的變化率最大B. 穿過(guò)線圈的磁通量最大，磁通量的變化率最大C. 穿過(guò)線圈的磁通量最大，磁通量的變化率最小D. 穿過(guò)線圈的磁通量最小，磁通量的變化率最小解析：本題主要考查對(duì)交變電流的產(chǎn)生過(guò)程的理解.由圖可知線圈平面與磁感線平行, 應(yīng)處于垂直于中性面的平面，此時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量最小，磁通量的變化率最大，所以 選項(xiàng)正確.答案：A4. 有一單匝閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，線圈中的最大磁通量為 m,最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Em,下列說(shuō)法中正確的是（）A. 當(dāng)磁通量為零時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也為零B.

4、 當(dāng)磁通量減小時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也減小2C.當(dāng)磁通量等于 0.5m時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 0.5Em3解析：由交變電流的產(chǎn)生原理可知， 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量的變化率有關(guān)， 與磁通量的大 小無(wú)關(guān).磁通量最大時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零；而磁通量為零時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大且Em=BSw=m3,故選項(xiàng) D 正確.答案：D5.交流發(fā)電機(jī)在工作時(shí)的電動(dòng)勢(shì)e=Emsin3t.若將線圈匝數(shù)、線圈面積都提高到原來(lái)的兩倍，其他條件不變，則電動(dòng)勢(shì)變?yōu)椋ǎ〢.e=2Emsin3tB.e=4Emsin3t 1C.e=2Emsin3tD.e=qEmsin3t解析：由電動(dòng)勢(shì)最大值表達(dá)式Em=NB&,N S變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍，則最大值變?yōu)?Em

5、,故 B 正確.答案：B6.如圖所示，一單匝矩形線圈abed，已知ab邊長(zhǎng)為li,be邊長(zhǎng)為12，在磁感應(yīng)強(qiáng)度 為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO軸以角速度3從圖示位置開(kāi)始勻速轉(zhuǎn)動(dòng)， 則t時(shí)刻線圈中的感應(yīng) 電動(dòng)勢(shì)為（）A.0.5Blil23sin3tB.0.5Blil23eos3tC. Blil23sin3tD. Blil23eos3t解析：線圈從題圖位置開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式為Em=BSw=Blil23，所以e=Blil23eos3t.答案：D二、多項(xiàng)選擇題7.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的矩形線圈從中性面開(kāi)始勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線圈平面的磁通量與時(shí)間解析：矩形線圈在中性面時(shí)， 穿過(guò)線圈的磁通量最大， 則-1圖象是

6、按余弦規(guī)律變化,C D 項(xiàng)正確.答案：CD&矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，所產(chǎn)生的交變電流的波形圖如圖所示，下列說(shuō)法 中正確的是（）A. 在 ti時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量達(dá)到峰值D.角速度3Emme=Eeos31，由題意,的關(guān)系圖象是圖中的（4B. 在 t2時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量達(dá)到峰值C. 在 t3時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量的變化率達(dá)到峰值D. 在 t4時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量的變化率達(dá)到峰值解析：從題圖可知，ti、t3時(shí)刻線圈中感應(yīng)電流達(dá)到峰值，磁通量變化率達(dá)到峰值，而5磁通量最小，線圈平面與磁感線平行；t2、t4時(shí)刻感應(yīng)電流等于零，磁通量變化率為零，線圈處于中性面位置，磁通量達(dá)到峰值，正確答案為

7、B C.答案：BC9.如圖所示，一單匝閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e= 0.5sin(20t) V，由該表達(dá)式可推知以下哪些物理量()A. 勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B. 線框的面積C. 穿過(guò)線框的磁通量的最大值D. 線框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度解析：根據(jù)正弦式交變電流的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式：e= BSco sin3t，可得3=20 rad/s，而磁通量的最大值為m=BS所以可以根據(jù)BSo= 0.5 V 求出磁通量的最大值.答案：CD10.abcd的邊長(zhǎng)分別是ab=L,ad=D,線圈與磁感應(yīng)強(qiáng)度為勻強(qiáng)磁場(chǎng)平行，線圈以ab邊為軸做角速度為o

8、的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是(從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí))()A. t = 0 時(shí)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0B.轉(zhuǎn)過(guò) 90時(shí)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為01C.轉(zhuǎn)過(guò) 90的過(guò)程中線圈中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為2oBLD解析：由題意t= 0 時(shí)，B/S,此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過(guò) 性面位置，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 0，故選項(xiàng) A 錯(cuò)誤，選項(xiàng) B 正確；線圈轉(zhuǎn)過(guò)022oBLDBS= BLD所用時(shí)間t=一=一由法拉第電磁感應(yīng)定律知，E=-=- ，故選項(xiàng) Cootn錯(cuò)誤，選項(xiàng) D 正確.答案：BD三、非選擇題11一矩形線圈有 100 匝，面積為 50 cm2，線圈內(nèi)阻r= 2Q,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于 磁場(chǎng)方向如圖所示，單匝矩形線圈D.

9、轉(zhuǎn)過(guò) 90的過(guò)程中線圈中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為2oBLDn90時(shí)，線圈位于中90的過(guò)程中 =6的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從線圈平面與磁場(chǎng)平行時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B= 0.5 T ,線圈的轉(zhuǎn)速n= 1 200 r/min ，外接一用電器，電阻為R= 18Q,試寫出R兩端電壓的瞬時(shí) 值表達(dá)式.解析：角速度o=2nn= 40nrad/s ,最大值Em=nBSw= 100X0.5X50X10X40nV = 10nV , 線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e=Ecosot=10ncos(40nt) V ,7由閉合電路歐姆定律i=e,R+r故R兩端電壓U=Ri= 9nCOS(40nt) V.答案：U= 9ncos(40nt) V12.如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)“n”形導(dǎo)線框可繞AB軸轉(zhuǎn)動(dòng)，已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=丸2T，線框的CD邊長(zhǎng)為 20 cm，CE DF長(zhǎng)均為 10 cm，轉(zhuǎn)速為 50 r/s.若從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí):(1) 寫出線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式；(2) 在et坐標(biāo)系中作出線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖象.解析：(1)線框轉(zhuǎn)動(dòng)，開(kāi)始計(jì)時(shí)的位置為線框平面與磁感線平行的位置，在t時(shí)刻線框轉(zhuǎn)過(guò)的角度為3t,此時(shí)刻e=BI1I23cos31,2 2S=0.1x0.2 m=0.0