新教材2025版高中物理課時(shí)素養(yǎng)評(píng)價(jià)9交變電流教科版選擇性必修第二冊(cè)

課時(shí)素養(yǎng)評(píng)價(jià)9交變電流A組合格性考試練1．如圖所示，屬于溝通電的是()2.一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞一個(gè)固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)線圈處于如圖所示位置時(shí)，此線圈()A．磁通量最大，磁通量變更率最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小B．磁通量最大，磁通量變更率最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大C．磁通量最小，磁通量變更率最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大D．磁通量最小，磁通量變更率最小，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小3．如圖所示，面積均為S的線圈均繞其對(duì)稱軸或中心軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，能產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)e＝BSωsinωt的圖是()4．(多選)關(guān)于正弦式交變電流的產(chǎn)生過程，下列說法正確的是()A．當(dāng)線圈平面與中性面垂直時(shí)，電流方向發(fā)生變更B．從線圈平面經(jīng)過中性面時(shí)起先計(jì)時(shí)，eq\f(1,4)周期內(nèi)，電流始終增大C．從線圈平面與中性面垂直時(shí)起先計(jì)時(shí)，兩個(gè)周期內(nèi)電流方向變更4次D．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中通過線圈的磁通量最大的位置，也是感應(yīng)電流最大的位置5．一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過線圈的磁通量隨時(shí)間變更的圖像如圖甲所示，則下列說法中正確的是()A．t＝0時(shí)刻，線圈平面與中性面垂直B．t＝0.01s時(shí)刻，Φ的變更率達(dá)到最大C．t＝0.02s時(shí)刻，電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值達(dá)到最大D．該線圈相應(yīng)的溝通電動(dòng)勢(shì)圖像如圖乙所示6．矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)且與線圈共面的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為50V，那么該線圈由圖所示位置(線圈平面與磁場(chǎng)方向平行)轉(zhuǎn)過30°時(shí)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為()A．50VB．25VC．25eq\r(3)VD．10V7．如圖所示，一個(gè)N匝矩形閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向且與線圈共面的軸OO′以恒定的角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em，從線圈平面與磁感線平行時(shí)起先計(jì)時(shí)，則()A．線圈電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為e＝EmsinωtB．在0～eq\f(π,2ω)這段時(shí)間內(nèi)，線圈中的感應(yīng)電流先減小后增大C．穿過線圈的磁通量的最大值為eq\f(Em,Nω)D．在0～eq\f(π,2ω)這段時(shí)間內(nèi)，穿過線圈的磁通量始終減小8．大型發(fā)電機(jī)幾乎都是旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)，其原理簡(jiǎn)圖如圖所示．豎直平面內(nèi)閉合線圈abcd固定不動(dòng)，磁體繞圖中的虛線旋轉(zhuǎn)，線圈中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流．若條形磁體以10πrad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，且圖示時(shí)刻N(yùn)極正在向里轉(zhuǎn)．現(xiàn)以圖示時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，則下列推斷正確的是()A．該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的溝通電頻率是10HzB．t＝0時(shí)線圈中的電流方向?yàn)閍bcdaC．t＝0.5s時(shí)線圈中的電流方向發(fā)生變更D．t＝5s時(shí)線圈中的電流最小9．一個(gè)閉合矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)如圖所示．下列推斷正確的是()A．t＝0.01s時(shí)刻，線圈平面處于中性面位置B．t＝0.02s時(shí)刻，線圈平面與磁感線平行C．t＝0.01s時(shí)刻，通過線圈平面的磁通量為零D．1s內(nèi)電流的方向變更50次10.如圖所示，一矩形線圈abcd放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并繞過ab、cd中點(diǎn)的軸OO′以角速度ω逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．軸OO′與磁場(chǎng)方向垂直，若以線圈平面與磁場(chǎng)夾角為零時(shí)(圖示位置)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，并規(guī)定當(dāng)電流自a流向b時(shí)方向?yàn)檎畡t下列能正確表示線圈中感應(yīng)電流隨時(shí)間的變更圖像是()B組選擇性考試練11.(多選)如圖甲所示，一個(gè)矩形線圈abcd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)．線圈內(nèi)磁通量隨時(shí)間t的變更如圖乙所示，則下列說法正確的是()A．t1時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大B．t2時(shí)刻ab的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直C．t3時(shí)刻線圈平面與中性面重合D．t4、t5時(shí)刻線圈中感應(yīng)電流的大小相同12.如圖所示為一臺(tái)發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中N、S是永久磁體的兩個(gè)磁極，它們的表面呈半圓柱面形態(tài)．M是圓柱形鐵芯，它與磁極的柱面共軸，鐵芯上有一矩形線框，可繞與鐵芯M共軸的固定轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)．磁極與鐵芯之間的縫隙中形成方向沿半徑、大小勻稱的磁場(chǎng)．若從圖示位置起先計(jì)時(shí)，當(dāng)線框繞固定轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，下圖所示的圖像中能正確反映線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t變更規(guī)律的是()13.如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝eq\f(\r(2),π)T，邊長(zhǎng)l＝10cm的正方形線圈abcd共100匝，線圈總電阻r＝1Ω，線圈繞垂直于磁感線的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度ω＝2πrad/s，外電路電阻R＝4Ω.求：(1)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值；(2)從圖示位置(線圈平面與磁感線平行)起先計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式；(3)由圖示位置轉(zhuǎn)過30°角時(shí)電路中電流的瞬時(shí)值．14．如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)“”形導(dǎo)線框可繞AB軸轉(zhuǎn)動(dòng)，AB軸與磁場(chǎng)方向垂直，已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝eq\f(5\r(2),π)T，線框的CD邊長(zhǎng)為20cm，CE、DF長(zhǎng)均為10cm，轉(zhuǎn)速為50r/s.從圖示位置起先計(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e-t坐標(biāo)系中作出線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變更的圖像．課時(shí)素養(yǎng)評(píng)價(jià)9交變電流1．解析：電流大小、方向隨時(shí)間做周期性變更是交變電流最重要的特征．A、B、D三項(xiàng)所示的電流大小隨時(shí)間做周期性變更，但其方向不變，不是交變電流，它們是直流電，A、B、D錯(cuò)誤；C選項(xiàng)中電流符合交變電流的特征，C正確．答案：C2．解析：題圖所示位置，線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，穿過線圈的磁通量為零，線圈兩邊垂直切割磁感線，由E＝Blvsinθ可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，由E＝eq\f(ΔΦ,Δt)可知，此時(shí)磁通量的變更率最大，C正確．答案：C3．解析：線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，且從中性面起先計(jì)時(shí)時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)e＝BSωsinωt.由此推斷出，只有A選項(xiàng)符合．答案：A4．解析：線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，在中性面位置，磁通量最大，電流等于零，方向變更，兩個(gè)周期內(nèi)電流方向變更4次，線圈由中性面經(jīng)eq\f(1,4)周期到與中性面垂直，電流漸漸增大到最大．綜上所述，B、C正確．答案：BC5．解析：由題圖甲知，當(dāng)t＝0時(shí)，Φ最大，說明線圈平面與中性面重合，A錯(cuò)誤；當(dāng)t＝0.01s時(shí)，Φ最小，為零，Φ-t圖像的切線斜率最大，即Φ的變更率eq\f(ΔΦ,Δt)最大，B正確；當(dāng)t＝0.02s時(shí)，Φ最大，此時(shí)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為零，C錯(cuò)誤；由以上分析可知，D錯(cuò)誤．答案：B6．解析：線圈繞垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從垂直中性面的位置起先計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為e＝Emcosθ，當(dāng)θ＝30°時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為e＝Emcos30°＝25eq\r(3)V，故選C.答案：C7．解析：從線圈平面與磁感線平行時(shí)起先計(jì)時(shí)，線圈電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為e＝Emcosωt，A錯(cuò)誤；在0～eq\f(π,2ω)時(shí)間內(nèi)，即0～eq\f(T,4)時(shí)間內(nèi)，線圈從線圈平面與磁感線平行轉(zhuǎn)動(dòng)到線圈平面與磁感線垂直，這段時(shí)間內(nèi)線圈中的感應(yīng)電流漸漸減小，穿過線圈的磁通量始終增大，B、D錯(cuò)誤；線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝NBSω，則穿過線圈的磁通量的最大值為Φm＝BS＝eq\f(Em,Nω)，C正確．答案：C8．解析：該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的溝通電頻率是f＝eq\f(ω,2π)＝5Hz，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由右手定則可知，t＝0時(shí)線圈中的電流方向?yàn)閍bcda，選項(xiàng)B正確；t＝0.5s時(shí)磁體轉(zhuǎn)過的角度為5π，此位置電流仍舊是最大的位置，線圈中的電流方向沒有發(fā)生變更，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；t＝5s時(shí)磁體轉(zhuǎn)過的角度為50π，線圈回到初始位置，則此位置線圈中的電流最大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：B9．解析：由題圖可知t＝0.01s和t＝0.02s時(shí)，感應(yīng)電流為零，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，磁通量最大，線圈平面處于中性面位置，A正確，B、C錯(cuò)誤；由于正弦式交變電流在一個(gè)周期內(nèi)電流方向變更兩次，而該交變電流的周期為0.02s，則1s內(nèi)電流的方向變更100次，D錯(cuò)誤．答案：A10．解析：從題圖可看出線圈從垂直于中性面的位置起先旋轉(zhuǎn)，由右手定則可推斷，初始時(shí)刻(t＝0)電流方向?yàn)閎→a，故瞬時(shí)電流的表達(dá)式為i＝－Imcosωt，可知D正確．答案：D11．解析：t1時(shí)刻通過線圈的磁通量Φ最大，磁通量變更率eq\f(ΔΦ,Δt)最小，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，A錯(cuò)誤；在t2、t4時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Em，此時(shí)ab、cd的運(yùn)動(dòng)方向垂直于磁場(chǎng)方向，B正確；t1、t3、t5時(shí)刻，Φ最大，eq\f(ΔΦ,Δt)＝0，此時(shí)線圈平面垂直于磁場(chǎng)方向，與中性面重合，C正確；t5時(shí)刻感應(yīng)電流為零，D錯(cuò)誤．答案：BC12．解析：因發(fā)電機(jī)的兩個(gè)磁極N、S呈半圓柱面形態(tài)，磁極間的磁感線如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不變，僅方向發(fā)生變更，故線框在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)垂直切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小不變，線框轉(zhuǎn)過空隙段后，由于線框切割磁感線的方向發(fā)生變更，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向發(fā)生變更，故選D.答案：D13．解析：(1)設(shè)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em，則Em＝NBl2ω＝100×eq\f(\r(2),π)×0.12×2πV＝2eq\r(2)V.(2)從圖示位置起先計(jì)時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝Emcosωt＝2eq\r(2)cos2πtV.(3)從圖示位置起先轉(zhuǎn)過30°角時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值e′＝2eq\r(2)cos30°V＝eq\r(6)V，i＝eq\f(e′,R＋r)＝eq\f(\r(6),5)A.答案：(1)2eq\r(2)V(2)e＝2eq\r(2)cos2πtV(3)eq\f(\r(6),5)A14．解析：(1)起先計(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)過的角度為ωt，此時(shí)刻，e＝Bl1l2ωcosωt，即e＝BSωcosωt.其中B＝