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    2019年秋人教版物理选修3-2同步含解析练习:5.1交变电流

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    2019年秋人教版物理选修3-2同步含解析练习:5.1交变电流

    1、A 级 抓基础1.(多选)下列各图中,线圈中能产生交流电的有( )A B C D 答案:BCD2.一个矩形线圈,在匀强磁场中绕一个垂直磁场方向的固定轴匀速转动,当线圈处于如图所示位置时,它的( )A.磁通量最大,磁通量变化率最大,感应电动势最大B.磁通量最小,磁通量变化率最大,感应电动势最大C.磁通量最大,磁通量变化率最小,感应电动势最小D.磁通量最小,磁通量变化率最小,感应电动势最小解析:线圈处于题图所示位置时,它与磁感线平行,磁通量为零,磁通量变化率最大,感应电动势最大,选项 A、C 、D 错误,B 正确.答案:B3.矩形线圈在磁场中匀速转动时,产生的感应电动势最大值为 50 V,那么该线

    2、圈由右图所示位置转过 30,线圈中的感应电动势大小为( )A.50 V B.25 V3C.25 V D.10 V解析:由题给条件知,交变电流瞬时值表达式为 e50cos t50cos ,当 30时,e25 V,B 对.3答案:B4.(多选)如图所示,一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴 OO匀速转动,转动过程中线框中产生的感应电动势的瞬时值表达式为 e0.5sin(20t)V,由该表达式可推知以下哪些物理量( )A.匀强磁场的磁感应强度B.线框的面积C.穿过线框的磁通量的最大值D.线框转动的角速度解析:根据正弦式交变电流的感应电动势的瞬时值表达式:eBSsin t,可得20 rad/

    3、s,而穿过线框的磁通量的最大值为 mBS,所以可以根据 BS0.5 V 求出磁通量的最大值 m0.025 Wb,无法求出匀强磁场的磁感应强度和线框的面积,故 C、D 正确.答案:CD5.一矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电动势为 e10 sin 20t V,则下列说法2正确的是( )A.t0 时,线圈位于中性面B.t0 时,穿过线圈的磁通量为零C.t0 时,导线切割磁感线的有效速度最大D.t0.4 s 时,电动势第一次出现最大值解析:由电动势 e10 sin 20t V 知,计时从线圈位于中性面时开始,所以 t0 时,2线圈位于中性面,磁通量最大,但此时导线线速度方向与磁感线平行,切割磁感线

    4、的有效速度为零,A 正确,B、C 错误 .当 t0.4 s 时,e10 sin(200.4) V0,D 错误.2答案:AB 级 提能力6.有一单匝闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,在转动过程中,线圈中的最大磁通量为 m,最大感应电动势为 Em,下列说法中正确的是( )A.当磁通量为零时,感应电动势也为零B.当磁通量减小时,感应电动势也减小C.当磁通量等于 0.5m 时,感应电动势为 0.5EmD.角速度 Emm解析:由正弦式交变电流的产生原理可知,感应电动势与磁通量的变化率有关,与磁通量的大小无关.磁通量最大时,感应电动势为零;而磁通量为零时,感应电动势最大且EmBS m,故选

    5、项 D 正确.答案:D7.矩形线圈 abcd 在匀强磁场中逆时针匀速转动时,线圈中产生如下图所示的交流电,设沿 abc da 方向为电流正方向,则对应 t1 时刻线圈位置为( )解析:由题图知在 t1时刻线圈获得最大正向电流,电流方向为 abcda,又线圈为逆时针转动,故只有 B 图符合电流方向为 abc da 且最大.答案:B8.(多选)如图所示,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 转动,从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,则在 0 这段时间内( 2)A.线圈中的感应电流一直在减小B.线圈中的感应电流先增大后减小C.穿过线圈的磁通量一直在减小D.穿过线圈的磁

    6、通量的变化率一直在减小解析:题图位置线圈平面与磁场平行,感应电流最大,因为 ,在 0 时间内2 T4 2线圈转过 个周期,感应电流从最大值减小为零,穿过线圈的磁通量逐渐增大,穿过线圈的14磁通量的变化率一直在减小,故 A、D 正确,B、C 错误.答案:AD9.一个 100 匝的矩形线圈,其面积为 200 cm2、电阻为 10 ,与外电阻 R90 相接后,它在匀强磁场中转动所产生的感应电流随时间变化的图象如图所示,求线圈所在处匀强磁场的磁感应强度的大小.解析:设匀强磁场的磁感应强度大小为 B,感应电动势的峰值 EmNBSNBS ,2T由闭合电路欧姆定律得 Im ,由此可得EmR rB ,(R r

    7、)TIm2NS由题图知 Im 102 A,T0.10 s,由题意可得 S200 cm 20.02 m 2,Rr90 10 100 ,N100,把上述条件代入 B ,(R r)TIm2NS得 B0.025 T.10.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴转动,线圈共 100 匝,转速为 10r/min,在转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为 0.03 Wb,则线圈平面转到与磁感线平行时,感应电动势为多少?当线圈平面与中性面夹角为 时,感应电动势为多少?3解析:由题意知 m0.03 Wb,2n2 rad/s rad/s.10 160 13线圈转至与磁感线平行时,感应电动势最大,故Em NBSN m1000.03 V1 V,13瞬时值表达式 eE msin tsin t V.13当 t 时,esin V V.3 3 32


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