高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册1 交变电流课后作业题
展开3.1交变电流专题复习2021—2022学年高中物理人教版(2019)选择性必修第二册
一、选择题(共15题)
1.以下各个电流中属于交流电的是( )
A. B.
C. D.
2.如图所示,属于交流电的是( )
A. B.
C. D.
3.一线圈在匀强磁场中匀速转动,在如图所示的位置时( )
A.穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率最小
B.穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率最大
C.穿过线圈的磁通量最小,磁通量的变化率最大
D.穿过线圈的磁通量最小,磁通量的变化率最小
4.如图所示,下列四种情况均表示闭合线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动,在下列情况下线圈中不能产生交流电的是(从左侧看线圈绕OO′顺时针转动)
A. B. C. D.
5.下图所示的e-t图像中不属于交变电流的是( )
A.
B.
C.
D.
6.利用示波器可以显示输入信号的波形,单匝正方形金属线框abed处在匀强磁场中,当以线圈平面内某虚线为轴匀速转动时,线圈内产生的电流随时间的变化关系如图甲所示。则在四个选项所示的情景中,无论从线圈平面处于哪个位置开始计时,都不可能产生该电流的是( )
A.
B.
C.
D.
7.把如图甲所示的电路的a、b两端点接按如图乙所示的电压随时间变化的电源,三个完全相同的灯泡正常发光。则( )
A.该交变电流的周期为
B.该交变电流的电压的有效值为
C.若增大交变电流的周期而保持电压的有效值不变,则灯泡Ⅱ变亮
D.若增大交变电流的频率而保持电压的有效值不变,则灯泡Ⅲ变暗
8.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势如图,则( )
A.t1时刻线圈中磁通量为零
B.t2时刻线圈通过中性面
C.t3时刻线圈中电流方向改变
D.t4时刻线圈中磁通量变化率最小
9.如图1所示,交流发电机的矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,穿过该线圈的磁通量随时间t变化的规律如图2所示。已知线圈匝数为20匝,则下列说法正确的是( )
A.线圈转动的角速度为
B.1.5s时线圈所在平面与中性面垂直
C.100s内线圈中电流方向改变50次
D.感应电动势的最大值为4πV
10.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,下列说法正确的是( )
A.在中性面时,通过线圈的磁通量变化最快
B.在垂直中性面时,通过线圈的磁通量最小,感应电动势最大
C.穿过线圈的磁通量最大时,感应电动势也最大
D.线圈每通过中性面两次,电流方向改变一次
11.矩形线圈在匀强磁场中,绕垂直磁场方向的轴匀速转动时,线圈跟中性面重合的瞬间,下列说法中正确的是 ( )
A.线圈中的磁通量为零 B.线圈中的感应电动势最大
C.线圈的每一边都不切割磁感线 D.线圈所受到的磁场力不为零
12.如图所示,下列电流的大小和方向都随时间变化,其中属于直流电的是( )
A. B.
C. D.
13.两矩形线圈分别在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,线圈中产生的感应电动势e随时间t的变化关系分别如图中甲、乙所示,则下列说法正确的是
A.两交变电流的电动势有效值之比
B.时,两线圈中的磁通量的变化率均为零
C.两交变电流的频率之比
D.时,两线圈均处在与中性面垂直的位置上
14.大型发电机几乎都是旋转磁极式发电机,下图为其原理简图。竖直平面内闭合线圈abcd固定不动,磁铁绕图中的虚线旋转,线圈中就会产生感应电流。若条形磁铁以10π rad/s的角速度匀速转动,且图示时刻N极正在向里转。现以图示时刻为计时起点,则下列推断正确的是
A.该发电机产生的交流电频率是10Hz
B.t=0时线圈中的电流方向为abcda
C.t=0.5s时线圈中的电流方向发生变化
D.t=5s时线圈中的电流最小
15.某实验装置如图所示,在铁芯P上绕着两个线圈A和B。在线圈A中通入电流i与时间t的关系如图A、B、C、D所示,那么在t1~t2这段时间内,可以观察到线圈B中产生交变电流的是( )
A. B.
C. D.
二、填空题(共4题)
16.判断下列图像表示的电流属于直流还是交流( )
A. B. C. D.
17.交流发电机的线圈在磁场中转动时,转轴与磁场方向_________,用_________定则判断线圈切割磁感线产生的感应电流方向。
18.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,在中性面时,通过线圈的磁通量最大。( )
19.示波器面板如图所示,图甲图为一信号源。
(1)若要观测此信号源发出的正弦交流信号的波形(正弦交流信号的电流i随时间t做周期性变化的图像如图乙所示),应将信号源的a端与示波器面板上的___________接线柱相连,b端与___________接线柱相连。
(2)若示波器所显示的输入波形如图丙所示,要将波形上移,应调节面板上的___________旋钮;要使此波形横向展宽,应调节___________旋钮。
三、综合题(共4题)
20.下列各情况中,线圈都以角速度绕图中的转动轴匀速转动,能产生交变电流的是哪些?请简述理由。
21.如图所示,一矩形线圈位于磁感应强度大小为的匀强磁场中,线圈面积为,匝数为,内阻为,绕垂直于磁感线的对称轴匀速转动,转速,外接电阻。时刻,线圈从图示位置(穿过线圈的磁通量为0)开始转动。
(1)求理想电流表的示数(计算结果取整数);
(2)求最初个周期内通过线圈某横截面的电荷量。
22.如图所示,一半径为r=10cm的圆形线圈共100匝,在磁感应强度的匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的中心轴线OO′以n=600r/min的转速匀速转动,当线圈转至中性面位置(图中位置)时开始计时。
(1)写出线圈内所产生的交变电动势的瞬时值表达式;
(2)求线圈从图示位置开始在s时的电动势的瞬时值;
(3)求线圈从图示位置开始在s时间内的电动势的平均值。
23.如图所示,矩形线圈abcd的匝数为 n=50匝,线圈ab的边长为L1=0.2 m,bc的边长为L2=0.25 m,在磁感应强度为B=0.4 T的匀强磁场中,绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴匀速转动,转动的角速度ω=rad/s,试求:
(1)穿过线圈平面的最大磁通量Φm;
(2)线圈在题图所示位置(线圈平面与磁感线平行)时,感应电动势e的大小;
(3)若线圈在中性面位置开始计时,写出此交变电流电动势瞬时值表达式.
参考答案:
1.B
2.C
3.C
4.A
5.D
6.A
7.C
8.C
9.D
10.B
11.C
12.C
13.B
14.B
15.D
16.AB是直流电,CD是交流电。
17. 垂直 右手
18.正确
19. Y输入 地 竖直位移 X增益
20.
产生交表电流的条件是线圈绕垂直于匀强磁场的转轴做匀速圆周运动。左上图,转轴与磁场平行,线圈在转动的过程中,线圈里始终没有磁通量,没有感应电流;右上图,线圈中磁通量随线圈的转动呈周期性的变化,能产生交表电流;左下图,线圈中磁通量随线圈的转动呈周期性的变化,能产生交表电流,右下图,线圈中磁通量随线圈的转动呈周期性的变化,能产生交表电流。
21.(1)44A;(2)
22.(1)e=100sin20πt(V);(2)86.6V;(3)V
23.(1)0.02Wb (2) (3)
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