人教版高中物理选修32第五章第一节知能演练轻松闯关

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1．关于交变电流和直流电的说法中，正确的选项是( )

．假如电流大小随时间做周期性变化，则必然是交变电流B．直流电的大小和方向必然不变

C．交变电流必然是按正弦规律变化的

D．交变电流的最大特色就是电流的方向随时间做周期性的变化

解析：选D.直流电的特色是电流的方向不变，电流的大小可以改变．交变电流的特色

是电流的方向随时间改变．交变电流有多种形式，正弦式交流电但是交变电流中最基本、最简单的一种，应选D.

2．(2013莆·田高二检测)以以以下图，属于交流电的是( )

解析：选C.方向随时间做周期性变化是交变电流最重要的特色．A、B、D三项所示的

电流大小随时间做周期性变化，但其方向不变，不是交变电流，它们所表示的是直流电．C

选项中电流的方向随时间做周期性变化，应选C.

3．线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流的图象以以以下图，由图可知( )

A．在A、C时辰线圈处于中性面地点B．在B、D时辰穿过线圈的磁通量为零C．从A时辰到D时辰线圈转过的角度为πD．若从O时辰到D时辰经过0.02s，则在1s内交变电流的方向改变100次解析：选D.A、C时辰感觉电流最大，线圈地点与中性面垂直，B、D时辰感觉电流为零，线圈在中性面，此时磁通量最大．从A时辰到D时辰线圈转过角度为3π2.若从O时辰到D时辰经过0.02s，即线圈转动一周用时0.02s，且在这个时间内电流方向改变2次，则在1s内交变电流的方向改变1×2＝100次，应选D.4.0.02

(2013沈·阳二中高二检测)以以以下图，一矩形线圈abcd，已知ab边长为l1，bc边长为l2，在磁感觉强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω从图示地点开始匀速转动，则t时辰线圈中的感觉电动势为()A．0.5Bl1l2ωsinωtB．0.5Bl1l2ωcosωtC．Bl1l2ωsinωtD．Bl1l2ωcosωt解析：选D.因为开始时辰线圈平面与磁感线平行，即从垂直于中性面开始运动，所以开始时辰线圈中感觉电动势最大为Em＝Bl1l2ω，感觉电动势的表达形式应为余弦形式，所以在t时辰线圈中的感觉电动势为Bl1l2ωcosωt,应选D.5.

(2013东·城区高二检测)以以以下图，一小型发电机内有n＝100匝矩形线圈，线圈面积2

的角速度ω＝100πrad/s绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，发电机线圈两端与

＝100Ω的电阻构成闭合回路．求：

(1)线圈转动时产生感觉电动势的最大值；

(2)从线圈平面经过中性面时开始，线圈转过90°角的过程中，经过电阻R横截面的电荷

S

R

量．解析：(1)线圈中感觉电动势的最大值2

(2)设从线圈平面经过中性面时开始，线圈经过90°角所用时间为t，线圈中的均匀感觉nBS电动势E＝

经过电阻R的均匀电流I＝E＝nBSRt在t时间内经过电阻横截面的电荷量

Q＝It＝nSBR＝1.0×10－2C.

答案：(1)3.1×102－2V(2)1.0×10C

一、选择题1．(单项选择)以下线圈中不．能产生交变电流的是( )

解析：选A.由正弦式交流电的产生条件可知，轴必然垂直于磁感线，但对线圈的形状没有特别要求．应选A.

2．(多项选择)关于以以以下图的电流i随时间t做周期性变化的图象，以下说法中正确的选项是

( )

．电流大小变化，方向不变，是直流电B．电流大小、方向都变化，是交流电

C．电流最大值为0.2A

D．电流做周期性变化，是交流电

答案：AC

3.

(单项选择)以以以下图，一矩形线圈绕与匀强磁场垂直的中心轴OO′沿顺时针方向转动，引

出线的两端分别与相互绝缘的两个半圆形铜环M和N相连．M和N又经过固定的电刷P和

Q与电阻R相连．在线圈转动过程中，经过电阻R的电流( )

A．大小和方向都随时间做周期性变化

B．大小和方向都不随时间做周期性变化

C．大小不停变化，方向老是P→R→Q

D．大小不停变化，方向老是Q→R→P

解析：选C.因为MN换向器的作用，由右手定章可知经过R的电流方向不变，老是由

P→R→Q.故C选项正确．

4．(单项选择)一台旋转电枢式交流发电机，在正常工作时的正弦电动势e＝2202sin100tπV，因为超负荷使电枢转速降低了

110，这时的电动势是

(

)

A．e＝2202sin100tπVB．e＝2202sin90tπV

C．e＝1982sin100tπVD．e＝1982sin90tπV1解析：选D.因为超负荷，使电枢转速降低了10，即转速变成本来的

109，n′＝0.9n，所

以电动势的最大值Em′＝NBSω′＝0.9Em＝0.9×2202V＝1982V，角速度ω′＝2πn′

2π×0.9n＝0.9ω＝0.9×100πrad/s＝90πrad/s，应选D.

5．(多项选择)以以以下图为一个矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转

动．线圈内磁通量随时间t变化如图乙所示，则以下说法中正确的选项是( )

．t1时辰线圈中的感觉电动势最大

B．t2时辰ad的运动方向与磁场方向垂直C．t3时辰线圈平面与中性面重合D．t4，t5时辰线圈中感觉电流的方向同样

解析：选BC.t1时辰经过线圈的Φ最大，磁通量变化率ΔΦ最小，此时感觉电动势为零，

tA错误；在t2，t4时辰感觉电动势为Em，此时ad、cb的运动方向均垂直于磁场方向，B正

确；t1、t3、t5时辰Φ最大，ΔΦt＝0，此时线圈平面垂直于磁场方向，称为中性面，C正确；

t5时辰感觉电流为零，D错误．应选BC.

6．(多项选择)(2013华·南师大附中高二月考)线圈在匀强磁场中转动产生电动势e＝10sin20tπ

V，则以下说法正确的选项是( )

A．t＝0时，线圈平面位于中性面

B．t＝0时，穿过线圈的磁通量最大

C．t＝0时，导线切割磁感线的有效速率最大

D．t＝0.4s时，e有最大值102V

解析：选AB.由电动势的瞬市价表达式知，计时从线圈位于中性面时开始，所以t＝0

时，线圈平面位于中性面，磁通量为最大，但此时导线线速度方向与磁感线平行，切割磁感

线的有效速率为零，A、B正确，C错误．当t＝0.4s时，e＝10sin20πtV＝10×sin(20π×0.4)V＝0，D错误．应选AB.

7．(多项选择)如图甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以

恒定的角速度ω转动．当从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流π依据图乙所示的余弦规律变化，则在t＝2ω时辰( )

．线圈中的电流最大

B．穿过线圈的磁通量为零

C．线圈所受的安培力为零

D．线圈中的电流为零T解析：选CD.t＝πB错2ω＝4，此时线圈位于中性面地点，所以穿过线圈的磁通量最大，误，因为此时感觉电动势为零，所以线圈中电流为零．线圈所受的安培力为零，A错误，C、D正确．应选CD.8.

(单项选择)以以以下图，单匝矩形线圈的一半放在有界匀强磁场中，中心轴线OO′与磁场边

界重合，线圈绕中心轴线按图示方向(从上向下看逆时针方向)匀速转动，t＝0时辰线圈平面

与磁场方向垂直，规定电流方向沿abcd为正方向，则以以下图中能表示线圈内感觉电流随时间

变化规律的是( )

解析：选B.在0～T内，ab一侧的线圈在磁场中绕OO′轴转动产生正弦式交变电流，4

电流方向由楞次定律判断为

dcba

且愈来愈大

.T～T内，ab一侧线圈在磁场外，而42

dc一侧线

圈又进入磁场产生交变电流，电流方向为

的为B.

dcba

且愈来愈小，以此类推，可知

i

t图象正确

多项选择)(2013·武汉三中高二月考

甲中通有以以以下图的电流，则( )

)以以以下图，甲、乙两个并排搁置的共轴线圈，

A．在t1到t2时间内，甲乙相吸

B．在t2到t3时间内，甲乙相斥C．t1时辰两线圈间作使劲为零D．t2时辰两线圈间吸引力最大

解析：选ABC.甲回路电流的磁场减弱时，由楞次定律知，乙回路将产生与甲同向环绕的感觉电流．甲、乙电流之间经过磁场发生相互作用，甲、乙相吸．同理，当甲中电流加强

时，甲、乙相互排斥，故A、B选项都正确．t1时辰，甲中电流产生的磁场变化率为零，则

乙线圈感生电流瞬市价为零，而t2时辰，甲中的电流变化最快，乙中感生电流最强，但此时甲中电流瞬市价为零，所以t、t时辰，甲、乙电流间相互作使劲为零，C正确，D错误．故12

选ABC.

10．(单项选择)如图甲所示，一矩形线圈abcd搁置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴

OO′以角速度ω逆时针匀速转动．若以线圈平面与磁场夹角θ＝45°时(如图乙)为计时起点，

并规定当电流自a流向b时电流方向为正．则图丙中正确的选项是( )

解析：选D.矩形线圈绕垂直于匀强磁场的转轴匀速转动产生正弦式交变电流，在开始

计时(t＝0)时线圈达到图乙所示的地点，据右手定章判断电流为负方向，第一除去A、B选项．若到达图甲所示的地点，感觉电流为负向的峰值，可见t＝0的时辰交变电流处于负半πi＝I周且再经T到达中性面地点，即φ＝，刹时表达式msin(ωt－φ0)，所以8042ππT0＝ImsinTt－4，t＝8.应选D.二、非选择题

11．一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中以某一边为轴做匀速转动，磁场方向与轴垂直．线圈中感觉电动势e与时间t的关系以以以下图．求：

(1)磁感觉强度B；(2)在t＝T时辰，线圈平面与磁感线的夹角为多少？12解析：(1)线圈在匀强磁场中匀速转动产生余弦式交变电流，2πEmTEm＝BSω＝BS，故B＝.2πTT2πS(2)在t＝T时辰线圈转过的角度θ＝ωt＝π12·＝＝30°，也就是线圈平面与磁感线夹角T126为30°.EmT答案：(1)2πS(2)30°12．发电机的转子是匝数为100匝、边长为20cm的正方形线圈，将它置于磁感觉强度B＝0.05T的匀强磁场中，绕着垂直于磁场方向的轴以ω＝100πrad/s的角速度转动，当线圈平面跟磁场方向垂直时开始计时．线圈和外电路的总电阻R＝10Ω.(1)写出交变电流瞬市价表达式；(2)线圈从计时开始，转过π过程中经过线圈某一截面的电荷量为多少？3解析：(1)感觉电动势最大值为Em＝nBSω

Em＝10