2019-2020学年高中物理第5章交变电流第1节交变电流同步作业含解析 人教版选修3-2 7页

第1节 交变电流 ‎[基础训练]　‎ ‎1．(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ω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(　　)‎ 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．穿过线圈的磁通量的变化率一直在减小 AD　解析　在现在这个位置上，线圈平面与磁场方向平行，感应电流最大，在0～时间内线圈转过四分之一个圆周，感应电流从最大减小为零，磁通量变化率从最大减小为零，磁通量逐渐增大，故选项A、D正确．‎ ‎2．(多选)如图所示，一矩形线圈绕与匀强磁场垂直的中心轴旋转，切割磁感线的两边通过导体圆环外接电阻R，自图示位置开始以角速度ω匀速转动，则通过R的电流(　　)‎ A．大小和方向都不断变化 B．方向不变，大小不断变化 C．变化的规律i＝Imsin ωt D．变化的规律i＝Imcos ωt AD　解析　线圈在匀强磁场中匀速转动时产生正弦(或余弦)交变电流，和电阻R构成闭合回路，电流的大小、方向均发生变化，故选项A正确，B错误；由于线圈开始时位于垂直于中性面的平面，所以i＝Imcos ωt，故选项D正确，C错误．‎ ‎3．(多选)如图所示，一正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，沿着OO′观察，线圈沿逆时针方向转动，已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，边长为l，电阻为R，转动的角速度为ω.则当线圈转至图示位置时(　　)‎ 7‎ A．线圈中感应电流的方向为abcda B．穿过线圈的磁通量为零 C．线圈中的感应电流为 D．穿过线圈磁通量的变化率为零 BC　解析　题中图示位置，线圈平面与磁场方向平行，所以穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大，选项B正确，D错误；此时由右手定则可知电流方向为adcba，选项A错误；由峰值表达式Em＝nBSω可知Im＝，题中图示位置的感应电流等于峰值，选项C正确．‎ ‎4．(多选)矩形线圈的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时．穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示，下列结论正确的是(　　)‎ A．在t＝0.1 s和t＝0.3 s时，电动势最大 B．在t＝0.2 s和t＝0.4 s时，电动势改变方向 C．电动势的最大值是157 V D．在t＝0.4 s时，磁通量变化率达到最大，其值为3.14 Wb/s CD　解析　由Φ－t图象可知Φmax＝BS＝0.2 Wb，T＝0.4 s，又因为N＝50匝，所以Emax＝NBSω＝NΦmax·＝157 V，选项C正确；t＝0.1 s和0.3 s时，Φ最大，E＝0，电动势改变方向，t＝0.2 s和0.4 s时，Φ＝0，E＝Emax最大，选项A、B错误；根据线圈在磁场中转动时产生感应电动势的特点知，当t＝0.4 s时，最大，＝3.14 Wb/s，选项D正确．‎ ‎5．如图所示，虚线OO′为单匝矩形线圈abcd的对称轴，OO′的左边存在着方向垂直纸面向里的匀强磁场，右边没有磁场，线圈平面与磁场方向垂直．线圈沿图示方向绕OO′轴匀速转动(即ab边先向纸外、cd边先向纸内转动)，规定沿abcd方向为感应电流的正方向，若从图示位置开始计时，下列所示的图象中能正确表示线圈内感应电流i随时间t变化规律的是(　　)‎ 7‎ B　解析　0～内，ab一侧的线圈在磁场中绕OO′转动产生正弦式交变电流，由楞次定律得电流方向为d→c→b→a，且越来越大；～内，ab一侧线圈在磁场外，而dc一侧线圈又进入磁场，产生交变电流，电流方向为d→c→b→a，且越来越小，以此类推，可知i－t图象为B．‎ ‎6．(多选)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按照图乙所示的余弦规律变化，则在t＝时刻(　　)‎ A．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 CD　解析　t＝＝，此时线圈位于中性面位置，所以穿过线圈的磁通量最大，选项B错误；由于此时感应电动势为零，所以线圈中电流为零，线圈所受的安培力为零，选项A错误，C、D正确．‎ ‎7．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 7‎ 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错误；电流相等，cd受到的安培力也相等，选项D错误．‎ ‎8．(多选)如图甲所示，单匝矩形线框相邻两边分别长L和2L，从中线OO′处对折，且保持折角θ＝90°不变．如图乙所示，使线框在水平向右的匀强磁场中以角速度ω绕竖直方向的OO′轴匀速转动．匀强磁场的磁感应强度大小为B，线框电阻为R，从图乙所示位置(线框的OO′CD部分与中性面重合)开始计时，取A→B→C→D→A为线框中感应电流的正方向，下列说法正确的是(　　)‎ A．在t＝0时刻，线框中的感应电流最大 B．从0～时间内，感应电流方向改变一次 C．线框中感应电流最大值是Im＝ D．线框中感应电流i随时间t的变化是i＝cos ωt BC　解析　从题图乙所示位置开始计时，t时刻，线框中感应电动势为e＝EBA－ECD＝BL2ω·cos ωt－BL·Lω·sin ωt＝BL2ω(cos ωt－sin ωt)＝BL2ω＝BL2ωcos ，所以线框中感应电流i随时间t的变化关系是i＝＝cos ，则可知，线框中感应电流的最大值为，且t＝0时，i＝，并不是最大，故选项A、D错误，C正确；从0～时间内，先有EBA>ECD，后有EBA