物理选择性必修 第二册第三章 交变电流1 交变电流同步训练题

3.1交变电流同步练习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．关于交变电流的理解，下列说法正确的是（       ）

A．大小随时间周期性变化的电流叫交变电流

B．交变电流就是正弦交变电流

C．我们的照明用电是交流电

D．电池也是提供的交变电流

2．如图，单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO/匀速转动（按俯视沿逆时针的方向），某时刻磁感线与线圈平面所成锐角为30°，从此时开始计时，流过边AB的电流随时间变化的图线是（以A-B-C-D-A为电流正向）（       ）

A． B． 

C． D．

3．以下各个电流中属于交流电的是（　　）

A． B．

C． D．

4．如图所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，正确的说法是（　　）

A．线圈每转动一周，电流方向改变1次

B．图示位置为中性面，线圈中无感应电流

C．图示位置ab边的感应电流方向为a→b

D．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零

5．闭合矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，当线圈处于中性面时（　　）

A．线圈平面与磁感线平行

B．通过线圈的电流为零，电流方向发生改变

C．线圈磁通量的变化率达到最大值

D．线圈中的感应电动势达到峰值

6．通过闭合线圈平面的图象如图所示,下列说法正确的是（     ）

A．时刻线圈中感应电动势最大

B．时刻线圈中磁通量为零

C．时刻线圈平面与中性面重合

D．、时刻线圈中感应电流方向相同

7．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，通过线圈的磁通量最大

B．在中性面时，感应电动势最大

C．穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势也为零

D．线圈每个周期内通过中性面两次，电流方向改变一次

8．如图所示，（甲）→（乙）→（丙）→（丁）→（甲）过程是交流发电机发电的示意图，线圈的ab边连在金属滑环K上，cd边连在金属滑环L上，用导体制成的两个电刷分别压在两个滑环上，线圈在匀速转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接。已知线圈转动的角速度为ω，转动过程中电路中的最大电流为Im。下列选项正确的是（　　）

A．在图（甲）位置时，线圈中的磁通量最大，感应电流为零

B．从图（乙）位置开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关系式为

C．在图（丙）位置时，线圈中的磁通量最大，磁通量的变化率也最大

D．在图（丁）位置时，感应电动势最大，cd边电流方向为c→d

9．如图所示为一正弦交变电压随时间变化的图像，由图片可知(       )

A．交流电的频率为2Hz

B．交变电压的有效值为220V

C．用电压表测量该交变电压时，读数为311V

D．将它加在电容器上时，电容器耐压值必须等于311V

10．如图所示，在水平向右的匀强磁场中，一线框绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线框通过电刷、圆环、导线等与定值电阻组成闭合回路。t1、t2时刻线框分别转到图甲、乙所示的位置，下列说法正确的是（　　）

A．t1时刻穿过线框的磁通量最大

B．t1时刻电阻中的电流最大，方向从右向左

C．t2时刻穿过线框的磁通量变化最快

D．t2时刻电阻中的电流最大，方向从右向左

11．下图中不属于交变电流的是（　　）

A．

B．

C．

D．

12．某交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动时，磁通量Φ随时间t变化的规律如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A．1s内线圈中电流方向改变50次

B．t=0时，线圈平面与中性面重合

C．t=0.01s时，磁通量变化率的绝对值为40πWb/s

D．t=0.015s时，线圈中的感应电流最大

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．关于物理概念的定义所体现的思想方法，下列叙述正确的是（　　）

A．交变电流的有效值体现了等效思想

B．平均速度的概念体现了极限思想

C．电阻的概念体现了控制变量思想

D．重心的概念体现了理想模型思想

15．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． 

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．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。

18．如图甲所示，矩形线框ABCD（C端被B端遮住，D端被A端遮住）以AD边为轴逆时针匀速转动，角速度为。已知AB和CD边长为L1，BC和AD边长为L2，匀强磁场磁感应强度为B，线框只有一匝。从线圈经过中性面（图中虚线位置）时开始计时，并规定此后四分之一周期内电流沿正方向。

（1）转动中___________（哪一条或哪几条）边切割磁感线；

（2）转动中，BC边的速率是___________。

（3）t时刻（图中实线位置），线框平面与中性面的夹角是_________，BC边的速度与磁场夹角是___________。

（4）t时刻，BC边中的电动势eBC=___________，线框中的电动势e=___________。

（5）如果线框共n匝，并用S表示线框的面积（也就是）。则t时刻线框中的电动势e=___________，其最大值是Em=___________。

（6）在乙图中画出e-t图线________。

19．某集装箱吊车的交流电动机输入电压为380V，则该交流电电压的最大值为＿＿＿＿V．当吊车以0.1m/s的速度匀速吊起总质量为5.7×103kg的集装箱时，测得电动机的电流为20A，电动机的工作效率为＿＿＿＿＿＿．（g取10m/s2）

三、综合题（共4题）

20．在磁感应强度为的匀强磁场中有一匝数为10匝的矩形线圈，如图所示，线圈绕轴以转速匀速转动，，，线圈的总电阻为，定值电阻的阻值为，从图示位置开始计时。

(1)写出时刻整个线圈中的感应电动势的表达式；

(2)线圈转过，流过的电荷量为多少；

(3)线圈转过时，磁通量的变化率为多少。

21．如图所示，N＝50匝的矩形线圈abcd，ab边长l1＝20 cm，ad边长l2＝25 cm，放在磁感应强度B＝0.4 T的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴以n＝3000 r/min的转速匀速转动，线圈电阻r＝1 Ω，外电路电阻R＝9 Ω，t＝0时线圈平面与磁感线平行，ab边正转出纸外、cd边转入纸里．求：

(1)t＝0时感应电流的方向；

(2)感应电动势的瞬时值表达式；

(3)线圈转动一圈整个电路中产生的电热；

(4)从图示位置转过90°的过程中流过电阻R的电荷量．

22．如图(甲)为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′按如图所示方向匀速转动，线圈的匝数n=100、电阻r=10Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R=90Ω，与R并联的交流电压表为理想电表.在t=0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图(乙)所示正弦规律变化.(取π=3.14）求：

(1)交流发电机产生的电动势的最大值；

(2)从t=0时刻开始计时，线圈转过60°时线圈中感应电流瞬时值及回路中的电流方向；

(3)电路中交流电压表的示数；

(4)从图示位置转过90°，通过线圈的电量?整个回路的焦耳热?

23．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。

参考答案：

1．C

2．D

3．B

4．C

5．B

6．A

7．A

8．A

9．B

10．B

11．D

12．C

13．B

14．A

15．A

16．     错误     错误     错误     正确

17．     电枢     磁体     电枢     磁极     磁极     电枢

18．     BC                                       

19．380 ，75%

20．(1)；(2)；(3)

21．(1)感应电流方向沿adcba   （2) e＝314cos(100πt) V　(3)98.6 J　(4)0.1 C

22．(1)200V；（2）1A，电流方向abcda；（3）V；（4）3.14J；

23．

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。