高中物理 课时训练7交变电流 新人教版选修3-2

用心 爱心 专心1 课时训练课时训练7 7 交变电流交变电流 1 一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的交变电动势e 220sin 100 t V 则下列判 断正确的是 A t 0时 线圈位于中性面位置 B t 0时 穿过线圈平面的磁通量最大 C t 0时 线圈的有效切割速度方向垂直磁感线 D t 0时 线圈中感应电动势达到峰值 答案 AB 解析 因按正弦规律变化 故t 0时线圈位于中性面 A正确 此时穿过线圈的磁通量最大 B正 确 t 0时 线圈的有效切割速度方向与磁感线平行 不产生感应电动势 故C D错误 2 矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生正弦交变电流 从中性面开始转动180 的过程中 平 均感应电动势和最大感应电动势之比为 A 2 B 2 C 2 1 D 无法确定 答案 A 解析 转动180 过程中 平均感应电动势由E 计算 得 最大值Em BS 二者之比为 2 3 2012 2012 嘉兴高二检测嘉兴高二检测 一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO 匀速转动 线圈 平面位于如图甲所示的匀强磁场中 通过线圈的磁通量 随时间t的变化规律如图乙所示 下列说法正确的是 A t1 t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大 B t1 t3时刻线圈中感应电流方向改变 C t2 t4时刻线圈中磁通量最大 D t2 t4时刻线圈中感应电动势最小 答案 B 解析 t1 t3时刻通过线圈的磁通量 最大 磁通量变化率 0 此时感应电动势 感应电流为 零 线圈中感应电流方向改变 A错误 B正确 t2 t4时刻线圈中磁通量为零 磁通量的变化率 最大 即感应电动势最大 C D错误 4 如图所示 矩形线圈abcd 已知ab为L1 ad为L2 在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO 轴以 角速度 从图中位置开始 匀速转动 则线圈中感应电动势的瞬时值表达式为 A BL1L2 sin t 用心 爱心 专心2 B BL1L2 cos t C BL1L2 sin t D BL1L2 cos t 答案 C 解析 线圈绕过时间t时 转过角度 如图所示 从上向下看 这时ab cd边切割磁感线产生 感应电动势 Eab BL1vsin Ecd BL1vsin bc ad边不切割磁感线 不产生感应电动势 故线圈中的感应电动势为 E Eab Ecd 2BL1vsin 2BL1 L2 sin t BL1L2 sin t 故正确选项应为C 5 把一段长度确定的导线做成线圈 在确定的磁场中绕垂直于磁场的轴线以固定的转速转动 产 生的交流电动势最大的情况是 A 做成方形线圈 线圈平面垂直于转轴 B 做成方形线圈 转轴通过线圈平面 C 做成圆形线圈 转轴通过线圈平面 D 做成圆形线圈 线圈平面垂直于转轴 答案 C 解析 由交变电流的产生原理及公式Em BS 可知 在转轴通过线圈平面 做成圆形时产生的 电动势最大 C正确 6 如图所示 矩形线圈abcd在匀强磁场中分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度 匀速转动 当线圈平面转到与磁场方向平行时 A 线圈绕P1转动时产生的感应电流等于绕P2转动时产生的感应电流 B 线圈绕P1转动时产生的感应电动势小于绕P2转动时产生的感应电动势 C 线圈绕P1和P2转动时产生的感应电流的方向相同 都是a b c d D 线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力 答案 A 解析 线圈转动产生的感应电动势的大小与转动轴的位置无关 选项A正确 B错误 绕两个轴 转动产生的感应电流的大小相等 从上向下看 线框逆时针旋转 电流的方向应为a d c b 选 项C错 电流相等 cd受到的安 培力也相等 选项D错 7 如图所示为演示用的手摇发电机模型 匀强磁场磁感应强度B 0 5 T 线圈匝数n 50 每匝 线圈面积0 48 m2 转速150 r min 在匀速转动过程中 从图示位置开始计时 用心 爱心 专心3 1 写出交变感应电动势瞬时值的表达式 2 画出e t图线 答案 e 188sin 5 t V 2 见解析 解析 1 当线圈平面经过中性面开始计时 则线圈在时间t内转过角度 t 于是感应电动势 瞬时值e Emsin t 其中Em nBS 由题意知n 50 B 0 5 T rad s 5 rad s S 0 48 m2 Em nBS 50 0 5 0 48 5 V 188 V 所以e 188sin 5 t V 2 根据交流电的方程画图线时 最大值是正弦图线的峰值 由纵轴上的刻度值标出 交 流电的频率与正弦图线的周期相对应 而周期由时间轴上的刻度值标出 T 2 0 4 s e t图线如图所示 8 如图所示 一边长为l的正方形线圈abcd绕对称轴OO 在匀强磁场中转动 转速为n 120转 分 若已知边长l 20 cm 匝数N 20 磁感应强度B 0 2 T 求 1 转动中的最大电动势及位置 2 从中性面开始计时的电动势瞬时值表达式 3 从图示位置转过90 过程中的平均电动势 答案 2 2 0 V 线圈平面与磁场平行 2 e 2sin 4 t V 3 1 28 V 解析 1 当线圈平面转到与磁场平行时 ab