人教版高中物理選修32第五章第一節(jié)知能演練輕松闖關(guān)

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高中物理學(xué)習資料

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1．關(guān)于交變電流和直流電的說法中，正確的選項是( )

．假如電流大小隨時間做周期性變化，則必然是交變電流B．直流電的大小和方向必然不變

C．交變電流必然是按正弦規(guī)律變化的

D．交變電流的最大特色就是電流的方向隨時間做周期性的變化

解析：選D.直流電的特色是電流的方向不變，電流的大小可以改變．交變電流的特色

是電流的方向隨時間改變．交變電流有多種形式，正弦式交流電但是交變電流中最基本、最簡單的一種，應(yīng)選D.

2．(2013莆·田高二檢測)以以以下圖，屬于交流電的是( )

解析：選C.方向隨時間做周期性變化是交變電流最重要的特色．A、B、D三項所示的

電流大小隨時間做周期性變化，但其方向不變，不是交變電流，它們所表示的是直流電．C

選項中電流的方向隨時間做周期性變化，應(yīng)選C.

3．線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生交變電流的圖象以以以下圖，由圖可知( )

A．在A、C時辰線圈處于中性面地點B．在B、D時辰穿過線圈的磁通量為零C．從A時辰到D時辰線圈轉(zhuǎn)過的角度為πD．若從O時辰到D時辰經(jīng)過0.02s，則在1s內(nèi)交變電流的方向改變100次解析：選D.A、C時辰感覺電流最大，線圈地點與中性面垂直，B、D時辰感覺電流為零，線圈在中性面，此時磁通量最大．從A時辰到D時辰線圈轉(zhuǎn)過角度為3π2.若從O時辰到D時辰經(jīng)過0.02s，即線圈轉(zhuǎn)動一周用時0.02s，且在這個時間內(nèi)電流方向改變2次，則在1s內(nèi)交變電流的方向改變1×2＝100次，應(yīng)選D.4.0.02

(2013沈·陽二中高二檢測)以以以下圖，一矩形線圈abcd，已知ab邊長為l1，bc邊長為l2，在磁感覺強度為B的勻強磁場中繞OO′軸以角速度ω從圖示地點開始勻速轉(zhuǎn)動，則t時辰線圈中的感覺電動勢為()A．0.5Bl1l2ωsinωtB．0.5Bl1l2ωcosωtC．Bl1l2ωsinωtD．Bl1l2ωcosωt解析：選D.因為開始時辰線圈平面與磁感線平行，即從垂直于中性面開始運動，所以開始時辰線圈中感覺電動勢最大為Em＝Bl1l2ω，感覺電動勢的表達形式應(yīng)為余弦形式，所以在t時辰線圈中的感覺電動勢為Bl1l2ωcosωt,應(yīng)選D.5.

(2013東·城區(qū)高二檢測)以以以下圖，一小型發(fā)電機內(nèi)有n＝100匝矩形線圈，線圈面積2

的角速度ω＝100πrad/s繞垂直于磁場方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，發(fā)電機線圈兩端與

＝100Ω的電阻構(gòu)成閉合回路．求：

(1)線圈轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生感覺電動勢的最大值；

(2)從線圈平面經(jīng)過中性面時開始，線圈轉(zhuǎn)過90°角的過程中，經(jīng)過電阻R橫截面的電荷

S

R

量．解析：(1)線圈中感覺電動勢的最大值2

(2)設(shè)從線圈平面經(jīng)過中性面時開始，線圈經(jīng)過90°角所用時間為t，線圈中的均勻感覺nBS電動勢E＝

經(jīng)過電阻R的均勻電流I＝E＝nBSRt在t時間內(nèi)經(jīng)過電阻橫截面的電荷量

Q＝It＝nSBR＝1.0×10－2C.

答案：(1)3.1×102－2V(2)1.0×10C

一、選擇題1．(單項選擇)以下線圈中不．能產(chǎn)生交變電流的是( )

解析：選A.由正弦式交流電的產(chǎn)生條件可知，軸必然垂直于磁感線，但對線圈的形狀沒有特別要求．應(yīng)選A.

2．(多項選擇)關(guān)于以以以下圖的電流i隨時間t做周期性變化的圖象，以下說法中正確的選項是

( )

．電流大小變化，方向不變，是直流電B．電流大小、方向都變化，是交流電

C．電流最大值為0.2A

D．電流做周期性變化，是交流電

答案：AC

3.

(單項選擇)以以以下圖，一矩形線圈繞與勻強磁場垂直的中心軸OO′沿順時針方向轉(zhuǎn)動，引

出線的兩端分別與相互絕緣的兩個半圓形銅環(huán)M和N相連．M和N又經(jīng)過固定的電刷P和

Q與電阻R相連．在線圈轉(zhuǎn)動過程中，經(jīng)過電阻R的電流( )

A．大小和方向都隨時間做周期性變化

B．大小和方向都不隨時間做周期性變化

C．大小不停變化，方向老是P→R→Q

D．大小不停變化，方向老是Q→R→P

解析：選C.因為MN換向器的作用，由右手定章可知經(jīng)過R的電流方向不變，老是由

P→R→Q.故C選項正確．

4．(單項選擇)一臺旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機，在正常工作時的正弦電動勢e＝2202sin100tπV，因為超負荷使電樞轉(zhuǎn)速降低了

110，這時的電動勢是

(

)

A．e＝2202sin100tπVB．e＝2202sin90tπV

C．e＝1982sin100tπVD．e＝1982sin90tπV1解析：選D.因為超負荷，使電樞轉(zhuǎn)速降低了10，即轉(zhuǎn)速變成本來的

109，n′＝0.9n，所

以電動勢的最大值Em′＝NBSω′＝0.9Em＝0.9×2202V＝1982V，角速度ω′＝2πn′

2π×0.9n＝0.9ω＝0.9×100πrad/s＝90πrad/s，應(yīng)選D.

5．(多項選擇)以以以下圖為一個矩形線圈abcd在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)

動．線圈內(nèi)磁通量隨時間t變化如圖乙所示，則以下說法中正確的選項是( )

．t1時辰線圈中的感覺電動勢最大

B．t2時辰ad的運動方向與磁場方向垂直C．t3時辰線圈平面與中性面重合D．t4，t5時辰線圈中感覺電流的方向同樣

解析：選BC.t1時辰經(jīng)過線圈的Φ最大，磁通量變化率ΔΦ最小，此時感覺電動勢為零，

tA錯誤；在t2，t4時辰感覺電動勢為Em，此時ad、cb的運動方向均垂直于磁場方向，B正

確；t1、t3、t5時辰Φ最大，ΔΦt＝0，此時線圈平面垂直于磁場方向，稱為中性面，C正確；

t5時辰感覺電流為零，D錯誤．應(yīng)選BC.

6．(多項選擇)(2013華·南師大附中高二月考)線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生電動勢e＝10sin20tπ

V，則以下說法正確的選項是( )

A．t＝0時，線圈平面位于中性面

B．t＝0時，穿過線圈的磁通量最大

C．t＝0時，導(dǎo)線切割磁感線的有效速率最大

D．t＝0.4s時，e有最大值102V

解析：選AB.由電動勢的瞬市價表達式知，計時從線圈位于中性面時開始，所以t＝0

時，線圈平面位于中性面，磁通量為最大，但此時導(dǎo)線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錯誤．當t＝0.4s時，e＝10sin20πtV＝10×sin(20π×0.4)V＝0，D錯誤．應(yīng)選AB.

7．(多項選擇)如圖甲所示，一矩形閉合線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸OO′以

恒定的角速度ω轉(zhuǎn)動．當從線圈平面與磁場方向平行時開始計時，線圈中產(chǎn)生的交變電流π依據(jù)圖乙所示的余弦規(guī)律變化，則在t＝2ω時辰( )

．線圈中的電流最大

B．穿過線圈的磁通量為零

C．線圈所受的安培力為零

D．線圈中的電流為零T解析：選CD.t＝πB錯2ω＝4，此時線圈位于中性面地點，所以穿過線圈的磁通量最大，誤，因為此時感覺電動勢為零，所以線圈中電流為零．線圈所受的安培力為零，A錯誤，C、D正確．應(yīng)選CD.8.

(單項選擇)以以以下圖，單匝矩形線圈的一半放在有界勻強磁場中，中心軸線OO′與磁場邊

界重合，線圈繞中心軸線按圖示方向(從上向下看逆時針方向)勻速轉(zhuǎn)動，t＝0時辰線圈平面

與磁場方向垂直，規(guī)定電流方向沿abcd為正方向，則以以下圖中能表示線圈內(nèi)感覺電流隨時間

變化規(guī)律的是( )

解析：選B.在0～T內(nèi)，ab一側(cè)的線圈在磁場中繞OO′軸轉(zhuǎn)動產(chǎn)生正弦式交變電流，4

電流方向由楞次定律判斷為

dcba

且愈來愈大

.T～T內(nèi)，ab一側(cè)線圈在磁場外，而42

dc一側(cè)線

圈又進入磁場產(chǎn)生交變電流，電流方向為

的為B.

dcba

且愈來愈小，以此類推，可知

i

t圖象正確

多項選擇)(2013·武漢三中高二月考

甲中通有以以以下圖的電流，則( )

)以以以下圖，甲、乙兩個并排擱置的共軸線圈，

A．在t1到t2時間內(nèi)，甲乙相吸

B．在t2到t3時間內(nèi)，甲乙相斥C．t1時辰兩線圈間作使勁為零D．t2時辰兩線圈間吸引力最大

解析：選ABC.甲回路電流的磁場減弱時，由楞次定律知，乙回路將產(chǎn)生與甲同向環(huán)繞的感覺電流．甲、乙電流之間經(jīng)過磁場發(fā)生相互作用，甲、乙相吸．同理，當甲中電流加強

時，甲、乙相互排斥，故A、B選項都正確．t1時辰，甲中電流產(chǎn)生的磁場變化率為零，則

乙線圈感生電流瞬市價為零，而t2時辰，甲中的電流變化最快，乙中感生電流最強，但此時甲中電流瞬市價為零，所以t、t時辰，甲、乙電流間相互作使勁為零，C正確，D錯誤．故12

選ABC.

10．(單項選擇)如圖甲所示，一矩形線圈abcd擱置在勻強磁場中，并繞過ab、cd中點的軸

OO′以角速度ω逆時針勻速轉(zhuǎn)動．若以線圈平面與磁場夾角θ＝45°時(如圖乙)為計時起點，

并規(guī)定當電流自a流向b時電流方向為正．則圖丙中正確的選項是( )

解析：選D.矩形線圈繞垂直于勻強磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生正弦式交變電流，在開始

計時(t＝0)時線圈達到圖乙所示的地點，據(jù)右手定章判斷電流為負方向，第一除去A、B選項．若到達圖甲所示的地點，感覺電流為負向的峰值，可見t＝0的時辰交變電流處于負半πi＝I周且再經(jīng)T到達中性面地點，即φ＝，剎時表達式msin(ωt－φ0)，所以8042ππT0＝ImsinTt－4，t＝8.應(yīng)選D.二、非選擇題

11．一個面積為S的矩形線圈在勻強磁場中以某一邊為軸做勻速轉(zhuǎn)動，磁場方向與軸垂直．線圈中感覺電動勢e與時間t的關(guān)系以以以下圖．求：

(1)磁感覺強度B；(2)在t＝T時辰，線圈平面與磁感線的夾角為多少？12解析：(1)線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生余弦式交變電流，2πEmTEm＝BSω＝BS，故B＝.2πTT2πS(2)在t＝T時辰線圈轉(zhuǎn)過的角度θ＝ωt＝π12·＝＝30°，也就是線圈平面與磁感線夾角T126為30°.EmT答案：(1)2πS(2)30°12．發(fā)電機的轉(zhuǎn)子是匝數(shù)為100匝、邊長為20cm的正方形線圈，將它置于磁感覺強度B＝0.05T的勻強磁場中，繞著垂直于磁場方向的軸以ω＝100πrad/s的角速度轉(zhuǎn)動，當線圈平面跟磁場方向垂直時開始計時．線圈和外電路的總電阻R＝10Ω.(1)寫出交變電流瞬市價表達式；(2)線圈從計時開始，轉(zhuǎn)過π過程中經(jīng)過線圈某一截面的電荷量為多少？3解析：(1)感覺電動勢最大值為Em＝nBSω

Em＝10