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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 第 5 章第一节交变电流练习题及答案解析12022 年龙岩高二检测甲、乙两电路中电流与时间关系如图5112 所示, 属于交变电流的是 图 5112 A甲、乙都是 B甲是乙不是C乙是甲不是 D甲、乙都不是解析：选 B.甲图电流大小不变、方向变化,是沟通电,乙图大小变化、方向不变,是直流电,应选 B. 2在图 5113 中,不能产生交变电流的是 图 5113 解析：选 A. 矩形线圈围着垂直于磁场方向的转轴做匀速圆周运动就产生沟通电,而 A 图中的转轴与磁场方向平行,线圈中无电流产生,所以选 A. 3沟通发电机在工作时的电动势eEmsin t.假设
2、将线圈匝数、 线圈面积都提高到原先的两倍,其他条件不变,就电动势变为 Ae2E msin t Be 4Emsin tCe1 2E msin t De1 4Emsin tEmNBS ,N、S 变为原先的两倍,就最大值变为 4Em,故 B 正确4.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 5114 所示以下结论正确的选项是 图 5114 A在 t0.1 s 和 t 0.3 s 时,电动势最大B在 t0.2 s 和 t 0.4 s 时,电动势转变方向C电动势的最大值是 157 V D在 t0.4 s 时,磁通量变化率最大,其值为 3.1
3、4 Wb/s t0.1 s 和 t0.3 s 时,矩形线圈的磁通量最大,但磁通量的变化率为 0,电动势为 0,此时电动势转变方向故 A 、B 错误由图象可知,周期为 0.4 s,故角速度 2 T5,而最大电动势为 EmnBS 157 V ,C 正确在 t0.4 s 时,磁通量为 0,磁通量变化率最大,其值为 3.14 Wb/s. 故 D 正确1 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 5. 2022 年高考天津卷 如图 5115 所示,单匝矩形闭合导线框 abcd 全部处于磁感应强度为 B 的水平匀强磁场中,线框面积为 S
4、,电阻为 R.线框绕与 cd 边重合的竖直固定转轴以角速度 匀速转动,线框从中性面开头转过 2的过程中,求通过导线横截面的电荷量q. 图 5115 解析： q I tE Rt R BS R . 答案：BSR一、挑选题1矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,以下说法中不正确的选项是 A在中性面时,通过线圈的磁通量最大B在中性面时,感应电动势为零C穿过线圈的磁通量为零时,感应电动势也为零D线圈每通过中性面一次,电流方向转变一次解析：选 C.由中性面的特点可知,应选为C. 2线圈在匀强磁场中转动产生电动势e10sin20 t V,就以下说法正确的选项是At0 时,线圈平面位于中性面Bt0
5、 时,穿过线圈的磁通量最大Ct0 时,导线切割磁感线的有效速率最大Dt0.4 s 时, e 有最大值 10 2 V 解析：选 AB. 由电动势的瞬时值表达式,计时从线圈位于中性面时开头,所以 t0 时,线圈平面位于中性面,磁通量为最大,但此时导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 t0.4 s 时, e 10sin20 t10 sin20 0.4 V 0,D 错误3. 2022 年雅安高二检测 动线圈中的感应电动势一矩形线圈,绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转e 随时间 t 的变化如图5116 所示下面说法中正确的选项是 图 5116 At1
6、时刻通过线圈的磁通量为零Bt2 时刻通过线圈的磁通量的肯定值最大Ct3 时刻通过线圈的磁通量变化率的肯定值最大D每当 e 变换方向时,通过线圈的磁通量肯定值都为最大 解析： 选 D.t1、t3 时刻感应电动势为零,线圈位于中性面位置,所以穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率为零,A、C 错误； t2 时刻感应电动势最大,线圈位于中性面的垂面位置,穿过线圈的磁通量为零,B 错误；由于线圈每过一次中性面时,穿过线圈的磁通量的肯定值最大, e 变换方向,所以 D 正确2 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4闭合线圈在匀强磁
7、场中匀速转动时,产生的正弦式交变电流iI msin t.假设保持其他条件不变,使线圈的匝数和转速各增加1 倍,就电流的变化规律为 Ai I msin t Bi I msin 2 tCi 2I msin t Di 2I msin 2 t解析：选 D.由电动势的最大值知,最大电动势与角速度成正比,与匝数成正比,所以电动势最大值为 4Em,匝数加倍后,其电阻也应当加倍,此时线圈的电阻为可得电流的最大值为 I m 4E m2R2I m,因此,电流的变化规律为2R,依据欧姆定律 i 2I msin 2 t. 5.如图 5 117 所示是一多匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动所产生的感应电动势的图
8、象,依据图象可知 图 5117 A此感应电动势的瞬时表达式为e2 tte200sin100B此感应电动势的瞬时表达式为Ct0.01 s 时,穿过线圈的磁通量为零Dt0.02 s 时,穿过线圈的磁通量的变化率最大答案： B 6.一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动,穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图5118 所示就以下说法中正确的选项是 图 5118 At0 时刻,线圈平面与中性面垂直Bt0.01 s 时刻, 的变化率最大Ct0.02 s 时刻,感应电动势到达最大D该线圈转动的角速度为 50 rad/st0、0.02 s、0.04 s 时刻线圈平面是中性面位置, 最大 . t0,
9、故 E0.t 0.01 s、0.03 s、0.05 s 时刻线圈平面与磁感线平行, 最小, t最大,故 E 最大,从图象可知,交变电流变化的周期 T0.04 s,就 2 T50 rad/s.所以 B 和 D 正确7.2022 年包头高二检测 如图 5119 所示,单匝矩形线圈的一半放在具有抱负边界的匀强磁场中,线圈轴线 OO 与磁场边界重合,线圈按图示方向匀速转动 ab 向纸外, cd 向纸内假设从图所示位置开头计时,并规定电流方向沿感应电流随时间变化的图象是图中的 abc da 为正方向,就线圈内图 5119 3 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 6 页精选学习资料 -
10、 - - - - - - - - 图 5120 解析：选 A. 由题意知线圈总有一半在磁场中做切割磁感线的匀速转动,所以产生的仍旧是正弦交变电流,只是最大值为全部线圈在磁场中匀速转动情形下产生的感应电动势最大值的一半,所以选项 B、C 错误再由右手螺旋定就可以判定出 A 选项符合题意8.如图 5 121 所示,矩形线圈 abcd 在匀强磁场中可以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 图 5121 A线圈绕 P1 转动时的电流等于绕 P2转动时的电流B线圈绕 P1 转动时的电动势小于绕 P2转动时的电动势C线圈绕 P1 和 P2 转动时电
11、流的方向相同,都是 abcdD线圈绕 P1 转动时 dc 边受到的安培力大于绕 P2 转动时 dc 边受到的安培力解析：选 A.如下图,设 abl1,adl2,O1ar1,O1dr2.线圈绕 P1轴转动时,产生的感应电动势 e1 Bl 1v Bl 1l 2.线圈绕 P2 轴转动时,产生的感应电动势 e2Bl 1r 1Bl 1r2,即 e1e2,所以 i 1i2,应选项 A 对 B 错由右手螺旋定就可知,线圈绕向相同,均是 adcb 方向,应选项知 F 安 BIl 1,即安培力相同,D 错P1和 P2 转动时电流的方 C 错,再依据安培力公式可9如图5122 甲所示, a、b 为两个并排放置的共
12、轴线圈,a 中通有如图乙所示的交变电流,就以下判定错误的选项是 图 5122 A在 t1 到 t2 时间内, a、b 相吸B在 t2 到 t3 时间内, a、b 相斥Ct1 时刻两线圈间作用力为零Dt2 时刻两线圈间吸引力最大解析：选 D.t1 到 t2 时间内, a 中电流减小, a 中的磁场穿过 b 且减小,因此 b 中产生与 a 同向的磁场,故 a、b 相吸, A 选项正确同理 B 选项正确 t1 时刻 a 中电流最大,但变化率为零, b 中无感应电流,故两线圈的作用力为零,故 C 选项正确, t2 时刻 a 中电流为零,但此时电流的变化率最大,b 中的感应电流最大,但相互作用力为零,故
13、 D 选项错误因此,错误的应是 D. 二、非挑选题10发电机的转子是匝数为 100,边长为 20 cm 的正方形线圈, 将它置于磁感应强度 B 0.05 T 的匀强磁场中,围着垂直于磁场方向的轴以 100 rad/s的角速度转动,当线圈平面跟磁场方向垂直时开头计时线圈和外电路的总电阻 R10 .线圈从计时开头,到转过 60过程中通过线圈某一截面的电荷量为多少？4 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 解析： E n t又 I E且 I q t,tt. R所以,通过线圈某一截面的电荷量n n q I t tR tR从中性面
14、计时,转过 60,如下图 B SBS1cos 60 1 2BSqnBS 2R100 C1 102C. 答案： 1 102C 11.如图 5123 所示,匀强磁场 B0.1 T ,矩形线圈的匝数 N100,边长 ab0.2 m,bc0.5 m,以角速度 100 rad/s绕 OO 轴匀速转动当线圈通过中性面时开头计时,试求：线圈中感应电动势的表达式图 5123 解析：法一：线圈经过时间t 转过的角度 t,这时 bc 和 da 边不切割磁感线,ab 和 cd边切割磁感线产生感应电动势eabecdNBab v sin t其中 v ad 2bc2所以 e eabecd2eab2NBabad 2 sin
15、 tNBS sin tEmNBS 100 100 V314 V e314sin100 t V. 法二：感应电动势的瞬时值eNBS sin t,由题可知：S ab bc 0.5 m 20.1 m2EmNBS 100 100 V314 V 所以 e 314sin100t V. 答案： e314sin100 t V 12.如图 5124 所示,线圈的面积是0.05 m2,共 100 匝,线圈电阻为1 ,外接电阻R9 ,匀强磁场的磁感应强度为B1 T ,当线圈以300 r/min 的转速匀速旋转时,求：图 5124 1假设从线圈处于中性面开头计时,写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式12线圈转了 30 s 时电动势的瞬时值多大？5 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3电路中流过电阻 R 的电流的峰值是多少？解析： 1角速度 10 rad/sEmNBS 1001 10 V50 V 感应电动势的瞬时值 e Emsin t50sin10 t V. 12当 t 1/30 s 时, e 50sin10 30V25 3 V 503电流峰值 I mEm/Rr91 A 5 A. 答案： 1e50sin10 t V 225 3 V 35 A 6 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 6 页