高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第二册第三章 交变电流第一节 认识交变电流课时训练

3.1认识交变电流基础巩固2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共15题）

1．如图所示，匝数为10的矩形线框处在磁感应强度B=T的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴以恒定角速度ω=10rad/s在匀强磁场中转动，线框电阻不计，面积为0.5m2，线框通过滑环与一理想自耦变压器的原线圈相连，副线圈接有一只灯泡L（9W，100Ω），当自耦变压器的滑片位于b位置时，灯泡正常发光，电流表视为理想电表，灯泡的电阻恒定，则线圈ab与bc之间的匝数比为（  ）．

A．2：3

B．3：5

C．3：2

D．5：3

2．对于如图所示的电流i随时间t作周期性变化的图象，下列说法中正确的是（　　）

A．电流大小变化，方向不变，是直流电

B．电流大小、方向都变化，是交流电

C．电流最大值为0.2A，周期为0.02s

D．电流大小变化，方向不变，不是直流电，是交流电

3．对于如图所示的电流I随时间t作周期性变化的图象，下列说法中正确的是(　　)

A．电流大小变化，方向不变，是直流电

B．电流大小、方向都变化，是交流电

C．电流最大值为0.2 A，周期为0.01 s

D．电流大小变化，方向不变，不是直流电，是交流电

4．一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图所示．下列说法中正确的是（     ）

A．时刻线圈在中性面位置

B．线圈产生的感应电动势达到最大

C．时线圈磁通量的变化率为零

D．时线圈产生的感应电动势为零

5．如图是交流发电机的示意图，图甲到图丁分别表示线圈转动过程中的四个位置，其中甲、丙中的线圈与磁场方向垂直，乙、丁中线圈与磁场方向平行，则在线圈转动的过程中直流电流表有示数的位置是(　　)

A．甲、丙 B．乙、丁 C．甲、乙 D．丙、丁

6．下列图像中不属于交变电流的有（　　）

A． B． C． D．

7．一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交流电动势为e=220sin100t（V），关于这个交变电流，下列说法中正确的是(   )

A．交变电流的频率为100Hz B．电动势的有效值为220V

C．电动势的有效值约为311V D．t=0时，线圈平面与中性面垂直

8．如图甲所示，电阻为的矩形线圈绕垂直匀强磁场的转轴匀速旋转产生交流电，现将此电流给阻值为的小灯泡L供电，通过电流传感器得到灯泡中电流的图象如图乙，不考虑温度对灯泡阻值的影响，下步列说法中正确的是

A．在时，线圈处于中性面位置

B．在时，穿过线圈的磁通量最大

C．交变电流的瞬时表达式为

D．线圈产生的交流电的电动势为55V

9．如图所示，三个完全相同的负载连接成星形，由不计内阻的三相交变电源供电，若C相断开，则电流表和电压表的示数变化应分别是 （    ）

A．电流表示数变小，电压表示数不变 B．电流表示数不变，电压表示数变大

C．电流表、电压表示数都变小 D．电流表、电压表示数都不变

10．如图，M 为半圆形导线框，圆心为 OM；N 是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为 ON；两导线框在同一竖直面（纸面）内；两圆弧半径相等；过直线 OMON 的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里．现使线框 M、N 在 t=0 时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过 OM 和 ON 的轴，以相同的周期T 逆时针匀速转动，则

A．两导线框中均会产生正弦交流电

B．M 导线框中感应电流的周期等于 N 导线框中周期的二倍

C．两导线框产生的感应电动势的最大值相等

D．两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等

11．关于正弦交流电，下列说法正确的是（　　）

A．一个周期内，电流的方向改变1次 B．一个周期内，电流的方向改变2次

C．线圈跟中性面重合时，磁通量最小 D．线圈跟中性面重合时，感应电动势最大

12．矩形线框绕垂直于匀强磁场且沿线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是（　　）

A．当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大

B．当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零

C．每当线框经过中性面垂直的位置时，感应电动势或感应电流方向就改变一次

D．线框经过中性面时，各边不切割磁感线

13．如图所示为交流发电机示意图，线圈的AB边连在金属滑环K上，CD边连在滑环L上，导体制作的两个电刷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．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的瞬间，穿过线圈的磁通量最小

B．当线圈平面转到中性面的瞬间，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的瞬间，穿过线圈的磁通量最大

D．当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量的变化率最大

14．矩形线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动。若轴线右侧没有磁场（磁场具有理想边界），如图所示。设abcda方向为感应电流的正方向。从图示位置开始一个周期内线圈感应电流随时间变化的图像中，正确的是（　　）

A．                   B． 

B．C． D．

15．下图中不属于交变电流的是（　　）

A．

B．

C．

D．

二、填空题（共4题）

16．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。_________

17．线圈每通过中性面一次，电流方向改变一次。（______）

18．在线圈平面_____于磁感线时，线圈中没有电流，这样的位置叫____．线圈平面每经过这个面一次，感应电流的方向就要改变____次．线圈转动一周，感应电流的方向改变___________次．

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。

21．一个电阻为r、边长为L的正方形线圈abd共N匝，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴以如图所示的角速度ω匀速转动，外电路电阻为R。

(1)在图中标出此刻线圈中感应电流的方向；

(2)转动过程中感应电动势的峰值有多大？

(3)线圈平面与磁感线夹角为60°时的感应电动势多大？

(4)从图示位置开始，线圈转过60°的过程中通过R的某横截面的电荷量是多少？

22．交流发电机模型的示意图如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线框可绕线框平面内垂直于磁感线的OO＇轴转动，由线框引出的导线和分别与两个跟线框一起绕OO＇轴转动的金属圆环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动良好接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻及理想电流表形成闭合电路。已知长度为，bc长度为，线框电阻为，匝数为，线框以恒定角速度逆时针转动。求：

（1） 从线框平面处于中性面位置时开始计时，发电机产生的电动势瞬时值的表达式；

（2）安培表的示数；

（3）若不计一切摩擦，外力驱动线框转动一周所做的功。

23．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？

参考答案

1．C

2．A

3．A

4．D

5．B

6．D

7．B

8．A

9．A

10．C

11．B

12．D

13．D

14．A

15．D

16．错误    错误    错误    正确   

17．正确

18．垂直    中性面    1次    2次   

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)dcbad，如图：

；

(2)；(3)；(4)。

22．（1）；（2）；（3）

23．

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；