2024-2025學(xué)年新教材高中物理課時作業(yè)十一交變電流含解析新人教版選擇性2

PAGE6-課時作業(yè)(十一)交變電流一、單項選擇題1．下列選項所示的幾種電流隨時間變更的圖線中，不屬于交變電流的是()2.矩形線圈abcd在勻強磁場中逆時針勻速轉(zhuǎn)動時，線圈中產(chǎn)生如下圖所示的交變電流，設(shè)沿a→b→c→d→a方向為電流正方向，則對應(yīng)t1時刻線圈位置為()3．下列關(guān)于溝通發(fā)電機的敘述正確的是()A．溝通發(fā)電機將電能轉(zhuǎn)化為機械能B．溝通發(fā)電機由兩部分組成，即定子和轉(zhuǎn)子，線圈必需旋轉(zhuǎn)，成為轉(zhuǎn)子，這樣才能在線圈中產(chǎn)生溝通電C．溝通發(fā)電機線圈中產(chǎn)生溝通電，輸送到外電路也是溝通電D．在溝通發(fā)電機線圈轉(zhuǎn)動的過程中，線圈中的每一個邊都切割磁感線4．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軸OO′以恒定的角速度ω轉(zhuǎn)動．從線圈平面與磁場方向平行時起先計時，線圈中產(chǎn)生的交變電流依據(jù)圖乙所示的余弦規(guī)律變更，則在t＝eq\f(π,2ω)時刻()A．線圈中的電流最大B．穿過線圈的磁通量為0C．線圈所受的安培力最大D．線圈中的電流為05．一只矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動，穿過線圈的磁通量隨時間變更的圖像如圖甲所示，則下列說法正確的是()A．t＝0時刻，線圈平面與中性面垂直B．t＝0.01s時刻，Φ的變更率最大C．t＝0.02s時刻，溝通電動勢達到最大D．該線圈產(chǎn)生的溝通電動勢的圖像如圖乙所示6．如圖所示為溝通發(fā)電機的示意圖，從線圈通過如圖所示的位置起先計時．假如發(fā)電機產(chǎn)生的交變電流的頻率為50Hz，電動勢的最大值為400V，則發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢瞬時值表達式為()A．e＝400sin50t(V)B．e＝400cos50t(V)C．e＝400sin100πt(V)D．e＝400cos100πt(V)7.大型發(fā)電機幾乎都是旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機，如圖所示為其原理簡圖．豎直平面內(nèi)閉合線圈abcd固定不動，磁鐵繞圖中的虛線旋轉(zhuǎn)，線圈中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，若條形磁鐵以10πrad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動，且圖示時刻N極正在向里轉(zhuǎn)，現(xiàn)以圖示時刻為計時起點，則下列推斷正確的是()A．該發(fā)電機產(chǎn)生的交變電流頻率是10HzB．t＝0時線圈中的電流方向為abcdaC．t＝0.5s時線圈中的電流方向發(fā)生變更D．t＝0.5s時線圈中的電流最小二、多項選擇題8．線圈在磁場中勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的溝通電動勢為e＝10sin20πtV，則下列說法正確的是()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度最大D．t＝0.4s時，e達到峰值10V9．矩形線圈的匝數(shù)為50，在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動時，穿過線圈的磁通量隨時間的變更規(guī)律如圖所示，下列結(jié)論正確的是()A．在t＝0.1s和t＝0.3s時，電動勢最大B．在t＝0.2s和t＝0.4s時，電動勢變更方向C．電動勢的最大值約是157VD．在t＝0.4s時，磁通量變更率最大，其值約為3.14Wb/s10.如圖所示，空間有范圍足夠大的勻強磁場，磁場方向豎直向下，在其間豎直放置兩個彼此正對的相同的金屬圓環(huán)，兩環(huán)間距為L，用外力使一根長度也為L的金屬桿沿環(huán)勻速率運動，用導(dǎo)線將金屬桿和外電阻相連，整個過程中只有金屬桿切割磁感線．已知磁感應(yīng)強度的大小為B，圓環(huán)半徑為R，金屬桿轉(zhuǎn)動的角速度為ω，金屬桿和外電阻的阻值均為r，其他電阻不計，則()A．當金屬桿從圓環(huán)最高點向最低點轉(zhuǎn)動的過程中，流過外電阻的電流先變大后變小B．當金屬桿從圓環(huán)最高點向最低點轉(zhuǎn)動的過程中，流過外電阻的電流先變小后變大C．流過外電阻電流的最大值為eq\f(\r(2)BLωR,4r)D．流過外電阻電流的最大值為eq\f(BLωR,2r)11．在勻強磁場中，一矩形金屬線框在勻強磁場中繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)動軸勻速轉(zhuǎn)動，如圖甲所示，產(chǎn)生的交變電動勢隨時間變更的規(guī)律如圖乙所示，則下列說法正確的是()A．t＝0.01s時穿過線框的磁通量最小B．t＝0.01s時穿過線框的磁通量變更率最大C．該線框勻速轉(zhuǎn)動的角速度大小為100πrad/sD．電動勢瞬時值為22V時，線圈平面與中性面的夾角可能為45°三、非選擇題12．如圖所示為演示用的手搖發(fā)電機模型，勻強磁場磁感應(yīng)強度B＝0.5T，線圈匝數(shù)n＝50匝，線圈面積0.48m2(1)寫出交變電流感應(yīng)電動勢瞬時值的表達式；(2)畫出e-t圖線．課時作業(yè)(十一)交變電流1．解析：推斷電流是溝通還是直流，要看其方向是否隨時間周期性變更．選項C中，盡管電流大小隨時間變更，但其方向不變，仍是直流．答案：C2．解析：由題圖知在t1時刻線圈獲得最大正向電流，電流方向為a→b→c→d→a，又線圈為逆時針轉(zhuǎn)動，故只有B圖符合電流方向為a→b→c→d→a且最大．答案：B3．解析：溝通發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)化為電能，A錯誤；溝通發(fā)電機由兩部分組成，即定子和轉(zhuǎn)子，線圈既可以作為定子，也可以作為轉(zhuǎn)子，定子和轉(zhuǎn)子相對轉(zhuǎn)動就可以產(chǎn)生溝通電，B錯誤；溝通發(fā)電機線圈中產(chǎn)生溝通電，輸送到外電路也是溝通電，C正確；在溝通發(fā)電機線圈轉(zhuǎn)動的過程中，并不是線圈的每一條邊都切割磁感線，D錯誤．答案：C4．解析：由T＝eq\f(2π,ω)，得t＝eq\f(π,2ω)＝eq\f(T,4)，此時線圈位于中性面位置，所以穿過線圈的磁通量最大，B錯誤；由于此時感應(yīng)電動勢為0，所以線圈中的電流為0，線圈所受的安培力為0，A、C錯誤，D正確．答案：D5．解析：由Φ-t圖知，t＝0時，Φ最大，即線圈處于中性面位置，此時e＝0，故A、D兩項錯誤；由圖知T＝0.04s，在t＝0.01s時，Φ＝0，eq\f(ΔΦ,Δt)最大，e最大，則B項正確；在t＝0.02s時，Φ最大，由圖像斜率可知斜率為零，即eq\f(ΔΦ,Δt)＝0，e＝0，則C項錯誤．答案：B6．解析：感應(yīng)電動勢最大值為400V，角速度為ω＝2πf＝100π，又發(fā)電機從與中性面垂直的位置起先計時，故交變電動勢瞬時值的表達式為e＝Emcosωt＝400cos100πt(V)，D正確，A、B、C錯誤．答案：D7．解析：條形磁鐵以10πrad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動，則該溝通電的頻率f＝eq\f(ω,2π)＝5Hz，故A錯誤；由題圖可知，在t＝0時刻穿過線圈的磁通量為0，結(jié)合溝通電產(chǎn)生的特點可知，t＝0時刻該溝通電的瞬時值最大，由題圖可知下一時刻穿過線圈的磁通量的方向向里，由楞次定律可知，此時線圈中的電流方向為abcda，故B正確；該溝通電的周期T＝eq\f(1,f)＝0.2s，當t＝0.5s＝2.5T時，線圈中的電流方向與起先時的方向相反，電流值仍舊為最大值，不會變更方向，故C、D錯誤．答案：B8．解析：t＝0時，瞬時電動勢為e＝10sin20πt(V)＝0，則線圈平面位于中性面，此時穿過線圈的磁通量最大，導(dǎo)線切割磁感線的有效速度最小，A、B正確，C錯誤；當t＝0.4s時，瞬時電動勢為e＝10sin(20π×0.4)＝0(V)，D錯誤．答案：AB9．解析：從題圖中可知，在0.1s和0.3s時刻，穿過線圈的磁通量最大，此時刻磁通量的變更率等于零，感應(yīng)電動勢為零，A錯誤；0.2s和0.4s時刻，穿過線圈的磁通量為零，但此時刻磁通量的變更率最大，線圈平面與中性面垂直，感應(yīng)電動勢達到峰值，但方向不變，B錯誤；依據(jù)電動勢的最大值公式Em＝NBSω，Φm＝BS，ω＝eq\f(2π,T)，可得Em≈157V，C正確；由E＝Neq\f(ΔΦ,Δt)知磁通量變更率的最大值為eq\f(Em,N)≈3.14Wb/s，D正確．答案：CD10．解析：從金屬桿在圓環(huán)的最高點起先計時，金屬桿切割磁感線的速度v＝ωR，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e＝BLvcosωt＝BLRωcosωt，當金屬桿從最高點運動到最低點的過程中，電動勢先變小后變大，流過外電阻的電流先變小后變大，選項B正確；電動勢的最大值E＝BLωR，電流的最大值I＝eq\f(E,2r)＝eq\f(BLωR,2r)，選項D正確．答案：BD11．解析：由圖像知：t＝0.01s時，感應(yīng)電動勢為零，則穿過線框的磁通量最大，變更率最小，故A、B錯誤；由圖像得出周期T＝0.02s，所以ω＝eq\f(2π,T)＝100πrad/s，故C正確；當t＝0時，電動勢為零，線圈平面與磁場方向垂直，故該交變電動勢的瞬時值表達式為e＝22eq\r(2)sin(100πt)V，電動勢瞬時值為22V時，代入瞬時表達式，則有線圈平面與中性面的夾角正弦值sinα＝eq\f(22,22\r(2))＝eq\f(\r(2),2)，所以線圈平面與中性面的夾角可能為45°，故D正確．故選C、D.答案：CD12．解析：(1)當線圈平面經(jīng)過中性面起先計時．則線圈在時間t內(nèi)轉(zhuǎn)過角度ωt，于是感應(yīng)電動勢瞬時值e＝Emsinωt，其中Em＝nBSω.由題意知n＝50，B＝0.5T，ω＝eq\f(2π×150,60)rad/s＝5πrad/s