高中物理教科版 (2019)选择性必修 第二册1 交变电流巩固练习

3.1交变电流基础巩固2021—2022学年高中物理教科版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共15题）

1．一个闭合矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的感应电动势如图所示。下列判断正确的是（　　）

A．t＝0.01 s时刻，线圈平面处于中性面位置

B．t＝0.02 s时刻，线圈平面与磁感线平行

C．t＝0.01 s时刻，通过线圈平面的磁通量为零

D．1 s内电流的方向变化50次

2．如图所示为演示交变电流产生过程的装置图，关于这个实验，正确的说法是（　　）

A．线圈从任意位置转180°的过程，穿过线圈的磁通量变化量一定为零

B．图示线圈所处位置为中性面，线圈中无感应电流

C．图示位置ab边中的感应电流方向为a→b

D．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零

3．物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用．下面列举的四种器件中，在工作时利用了电磁感应现象的是（ ）

A．回旋加速器

B．交流发电机

C．质谱仪

D．电动机

4．如图所示为交流发电机示意图，线圈的边连在金属滑环上，边连在滑环上，用导体做的两个电刷、分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。关于其工作原理，下列分析正确的是（　　）

A．当线圈平面转到中性面时，穿过线圈的磁通量最大

B．当线圈平面转到中性面时，线圈中的感应电动势最大

C．当线圈平面转到跟中性面垂直时，穿过线圈的磁通量的变化率最小

D．当线圈平面转到跟中性面垂直时，线圈中的感应电流最小

5．如图甲所示的空间存在一匀强磁场，其方向为垂直于纸面向里，磁场的右边界为MN，在MN右侧有一矩形金属线圈abcd，ab边与MN重合．现使线圈以ab边为轴按图示方向（俯视顺时针）匀速转动，将a、b两端连到示波器的输入端，若电流从a 到b为正，则从图乙中示波器观察到的ab中电流随时间变化的规律是

A．A B．B C．C D．D

6．当磁铁接近发光的白炽灯泡，可以看到灯丝抖起来．关于这一现象（　　）

A．磁铁靠近不通电的灯泡也会发生同样的现象

B．这是一种电磁感应现象

C．如果灯泡中通过的是恒定电流，也会发生同样的现象

D．这是因为通电的灯丝受安培力作用的结果

7．一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴oo`匀速转动，线圈平面位于如图（甲）所示的匀强磁场中．通过线圈内的磁通量Φ随时间的变化规律如图（乙）所示．下列说法正确的是（  ）

A．t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大  

B．t2、t4时刻线圈中感应电流方向改变

C．t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变 

D．t2、t4时刻线圈中感应电动势最小

8．一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动，当线圈通过中性面时，以下说法错误的是

A．通过线圈的磁通量变化率达到最大值

B．通过线圈的磁通量达到最大值

C．线圈平面与磁感线方向垂直

D．线圈中的感应电动势为零

9．如图电阻为r的矩形线圈面积为S，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度ω匀速转动．t=0时刻线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表．则

A．滑片P下滑时，电压表的读数不变

B．图示位置线圈中的感应电动势最大

C．线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R的电荷量为

D．1 s内流过R的电流方向改变次

10．在下图中，不能产生交变电流的是(　   )

A． B． C． D．

11．如图所示，是交流发电机的示意图，某时刻，线圈的AB边连在金属滑环K上，CD边连在滑环L上，导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。下列说法正确的是（　　）

A．图示位置磁通量为零

B．图示位置，电流表的示数为零

C．从图示位置开始，再过，电流方向将发生变化

D．用铝框做线圈骨架，电磁阻尼效果好

12．一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO′匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中．通过线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是 （ ）

A．t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大

B．t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变

C．t2、t4时刻线圈cd边受到的安培力为零

D．t2、t4时刻线圈中感应电动势最小

13．如图甲所示是目前市面上流行的手摇手机充电器，它体型小，携带方便，可以在紧急状态下给手机临时充电。若某人摇动手柄给手机充电时，其内部线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，当线圈转到图乙所示位置时，下列说法正确的是（    ）

A．线圈中无电流 B．电流方向将发生改变

C．线圈中的电流最大 D．穿过线圈磁通量的变化率为0

14．某矩形线圈绕垂直于匀强磁场的对称轴做匀速转动，以下说法正确的是（    ）

A．线圈平面经过中性面时，通过线圈平面的磁通量最大，且与线圈匝数无关

B．线圈平面经过中性面时，通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大

C．线圈平面垂直中性面时，线圈中的感应电流最大，且与线圈匝数无关

D．线圈平面垂直中性面时，线圈中感应电流的方向将发生改变

15．如图所示的四个装置中，与发电机工作原理相同的是（　　）

A． B．

C． D．

二、填空题（共4题）

16．为了防止静电的危害，富兰克林通过一系列实验，发现了_______放电现象，并且在1753年发明了避雷针．电荷的_____形成电流；大小和____随时间发生周期性变化的电流叫交流电．

17．判断下列说法的正误。

（1）如图所示的电流为交流电。_________

（2）只要线圈在磁场中转动，就可以产生交变电流。_________

（3）线圈在通过中性面时磁通量最大，电流也最大。_________

（4）线圈在通过中性面时电流的方向发生改变。_________

18．交流发电机

1.主要构造：_________和_________。

2.分类

（1）旋转电枢式发电机：_________转动，_________不动。

（2）旋转磁极式发电机：_________转动，_________不动。

19．如图，使单匝闭合矩形线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴，匀速转动，在线框中就会产生交流电．已知磁场的磁感应强度为B，线框abcd面积为S，线框转动的角速度为,当线框转到图示位置时，即线框平面与磁场方向垂直，线框中的感应电动势大小为_____；当线框从图示位置转过90°时，线框中的感应电动势大小为_________．

三、综合题（共4题）

20．有人说，在下图中，导电线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大，因而线圈中产生的感应电动势最大；导电线圈平面跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量为零，因而线圈中产生的感应电动势为零。这种说法是否正确？为什么？

21．如图所示是电动势随时间变化的图像，图中Oa、ab、bc、cd分别对应图3-1-5中的哪一个过程？

22．你知道哪些发电方式？请你从电磁感应的角度总结不同发电方式的共同点。

23．假定线圈绕OO′轴沿逆时针方向匀速转动，如图所示，则：

（1）线圈转动一周的过程中，线圈中的电流方向如何变化？

（2）线圈转动过程中，当产生的感应电流有最大值和最小值时线圈分别在什么位置？

参考答案

1．A

2．C

3．B

4．A

5．D

6．D

7．C

8．A

9．D

10．A

11．D

12．B

13．C

14．A

15．B

16．尖端    定向移动    方向   

17．错误    错误    错误    正确   

18．电枢    磁体    电枢    磁极    磁极    电枢   

19．0       

20．

这种说法不对。因为当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大，此时穿过线圈的磁通量的变化率最小为零，故感应电动势为零；当线圈平面转到与中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量为零，根据法拉第电磁感应定律，则有线圈中磁通量的变化率最大，则线圈的感应电动势也最大。

21．

电动势的图像中Oa段表示从中性面开始转动90°的过程，即过程图中a→b；

ab段表示从过程图中b→c；

bc段表示从过程图中c→d；

cd段表示从过程图中d→e；

22．发电方式有火力发电、风力发电、水力发电、太阳能发电、核能发电、潮汐能发电等；

火力发电、风力发电、水利发电、核能发电、潮汐能发电等发电方式的共同点是：先利用其它形式的能转化为机械能，再利用机械能转化为电能，都利用电磁感应现象来发电。

23．

（1）根据右手定则可知各个过程的电流方向为

（2）线圈转到乙或丁位置时线圈中的感应电流最大。线圈转到甲或丙位置时线圈中感应电流最小，为零，此时线圈所处的平面称为中性面。