【贏在課堂】2014年高中物理 課時(shí)訓(xùn)練7 交變電流 新人教版選修3-2

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1、課時(shí)訓(xùn)練7交變電流1.一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動時(shí)產(chǎn)生的交變電動勢e=220sin 100t V,則下列判斷正確的是()A.t=0時(shí),線圈位于中性面位置B.t=0時(shí),穿過線圈平面的磁通量最大C.t=0時(shí),線圈的有效切割速度方向垂直磁感線D.t=0時(shí),線圈中感應(yīng)電動勢達(dá)到峰值答案:AB解析:因按正弦規(guī)律變化,故t=0時(shí)線圈位于中性面,A正確;此時(shí)穿過線圈的磁通量最大,B正確;t=0時(shí),線圈的有效切割速度方向與磁感線平行,不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,故C、D錯(cuò)誤。2.矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生正弦交變電流,從中性面開始轉(zhuǎn)動180的過程中,平均感應(yīng)電動勢和最大感應(yīng)電動勢之比為()A.2B.2C.2

2、1D.無法確定答案:A解析:轉(zhuǎn)動180過程中,平均感應(yīng)電動勢由E=計(jì)算,得,最大值Em=BS,二者之比為2。3.矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生電動勢的et圖象如圖所示,則在時(shí)刻()A.t1、t3線圈通過中性面B.t2、t4線圈中磁通量最大C.t1、t3線圈中磁通量變化率最大D.t2、t4線圈平面與中性面垂直答案:AD解析:t1、t3電動勢為零,磁通量的變化率為零,線圈通過中性面。A選項(xiàng)對,C選項(xiàng)錯(cuò)。t2、t4電動勢最大,線圈平面與磁場平行及與中性面垂直線圈中磁通量為零。B選項(xiàng)錯(cuò),D選項(xiàng)對。4.如圖所示為一臺發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖,其中N、S是永久磁鐵的兩個(gè)磁極,它們的表面呈半圓柱面形狀。M是圓柱

3、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、大小近似均勻的磁場。若從圖示位置開始計(jì)時(shí),當(dāng)線框繞固定軸勻速轉(zhuǎn)動時(shí),下列圖象中能正確反映線框中感應(yīng)電動勢e隨時(shí)間t變化規(guī)律的是()答案:D解析:切割磁感線的邊以恒定的速率垂直于磁場運(yùn)動,所處位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不變,所以產(chǎn)生大小不變的電動勢。由右手定則可判斷電流方向每半周期改變一次,所以D正確。5.把一段長度確定的導(dǎo)線做成線圈,在確定的磁場中繞垂直于磁場的軸線以固定的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生的交流電動勢最大的情況是()A.做成方形線圈,線圈平面垂直于轉(zhuǎn)軸B.做成方形線圈,轉(zhuǎn)軸通過線圈平面

4、C.做成圓形線圈,轉(zhuǎn)軸通過線圈平面D.做成圓形線圈,線圈平面垂直于轉(zhuǎn)軸答案:C解析:由交變電流的產(chǎn)生原理及公式Em=BS可知,在轉(zhuǎn)軸通過線圈平面,做成圓形時(shí)產(chǎn)生的電動勢最大,C正確。6.如圖所示,矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場中分別繞垂直于磁場方向的軸P1和P2以相同的角速度勻速轉(zhuǎn)動,當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到與磁場方向平行時(shí)()A.線圈繞P1轉(zhuǎn)動時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流等于繞P2轉(zhuǎn)動時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流B.線圈繞P1轉(zhuǎn)動時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢小于繞P2轉(zhuǎn)動時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢C.線圈繞P1和P2轉(zhuǎn)動時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向相同,都是abcdD.線圈繞P1轉(zhuǎn)動時(shí)dc邊受到的安培力大于繞P2轉(zhuǎn)動時(shí)dc邊受到的安培力答案:A解析:線

5、圈轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小與轉(zhuǎn)動軸的位置無關(guān),選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;繞兩個(gè)軸轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小相等,從上向下看,線框逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),電流的方向應(yīng)為adcb,選項(xiàng)C錯(cuò);電流相等,cd受到的安培力也相等,選項(xiàng)D錯(cuò)。7.如圖所示為演示用的手搖發(fā)電機(jī)模型,勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T,線圈匝數(shù)n=50,每匝線圈面積0.48 m2,轉(zhuǎn)速150 r/min,在勻速轉(zhuǎn)動過程中,從圖示位置開始計(jì)時(shí)。(1)寫出交變感應(yīng)電動勢瞬時(shí)值的表達(dá)式;(2)畫出et圖線。答案:(1)e=188sin 5t(V)(2)見解析解析:(1)當(dāng)線圈平面經(jīng)過中性面開始計(jì)時(shí),則線圈在時(shí)間t內(nèi)轉(zhuǎn)過角度t,于是感應(yīng)電動勢瞬時(shí)值e=E

6、msin t,其中Em=nBS。由題意知n=50,B=0.5 T,= rad/s=5rad/s,S=0.48 m2,Em=nBS=500.50.485V188 V,所以e=188sin 5t(V)。(2)根據(jù)交流電的方程畫圖線時(shí),最大值是正弦圖線的峰值,由縱軸上的刻度值標(biāo)出,交流電的頻率與正弦圖線的周期相對應(yīng),=,而周期由時(shí)間軸上的刻度值標(biāo)出,T=2/=0.4 s,et圖線如圖所示。8.(2012江蘇高考)某興趣小組設(shè)計(jì)了一種發(fā)電裝置,如圖所示。在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場區(qū)域的圓心角均為,磁場均沿半徑方向。匝數(shù)為N的矩形線圈abcd的邊長ab=cd=l、bc=ad=2l。線圈以角速度繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動,bc和ad邊同時(shí)進(jìn)入磁場。在磁場中,兩條邊所經(jīng)過處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向始終與兩邊的運(yùn)動方向垂直。線圈的總電阻為r,外接電阻為R。求:(1)線圈切割磁感線時(shí),感應(yīng)電動勢的大小Em;(2)線圈切割磁感線時(shí),bc邊所受安培力的大小F。答案:(1)2NBl2(2)解析:(1)bc、ad邊的運(yùn)動速度v=感應(yīng)電動勢Em=4NBlv解得Em=2NBl2(2)電流Im=安培力F=2NBIml解得F=3