高中物理教科版 (2019)选择性必修 第二册第三章 交流电1 交变电流课后练习题

3.1交变电流同步练习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．如图所示是一种安装在自行车轮胎边缘用于照明的装置（俗称“电滚子”），内有磁铁与线圈。该装置是一个（　　）

A．蓄电池 B．发电机

C．电容器 D．电动机

2．关于中性面的说法正确的是：

A．线圈在中性面时磁通量为零 B．线圈在中性面时磁通量最大

C．线圈在中性面时磁通量的变化率最大 D．线圈经过中性面时电流方向不会发生变化

3．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

4．图是一矩形线圈在一匀强磁场中以角速度ω匀速转动而产生的感应电动势随时间变化的图象，则下列说法正确的是

A．t＝0时通过线圈的磁通量最大；

B．t＝T/4时线圈平面跟磁场方向垂直；

C．一个周期内电流的方向改变一次；

D．t＝T时外电路消耗的电功率最大．

5．如图是交流发电机的原理示意图，线圈abcd在磁场中匀速转动产生交流电．线圈的ab边和cd边连在两个金属滑环上，两个滑环通过金属片做的电刷和外电路相连．当线圈沿逆时针方向转动，经过图示位置时，以下判断正确的是：

A．图甲的位置时，流经R的感应电流最大，线圈中的电流方向为d→c→b→a

B．图乙的位置时，穿过线圈的磁通量变化最快，线圈中的电流方向为a→b→c→d

C．图丙的位置时，穿过线圈的磁通量最大，线圈中的电流方向为d→c→b→a

D．图丁的位置时，穿过线圈的磁通量变化率为零，线圈中的电流方向为a→b→c→d

6．关于电流的下列说法中，正确的是（ ）

A．方向不变，大小随时间做周期性变化的电流叫做交变电流

B．大小、方向随时间做周期性变化的电流叫做交变电流

C．交变电流用符号DC表示

D．直流电用符号AC表示

7．如图所示，一矩形金属线圈ABCD在匀强磁场中绕垂直于磁场的固定轴OO′匀速转动，通过理想变压器对小灯泡供电，下列说法正确的是（　　）

A．通过图示位置时，线框中的电流方向将发生改变

B．线圈转动的频率与小灯泡闪烁的频率相同

C．通过图示位置时，穿过线框的磁通量的变化率最大

D．其他条件不变，增加变压器原线圈的匝数可提高发电机的输出功率

8．下列图像，属于交变电流的是

A． B．

C． D．

9．关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流,下列说法中正确的是（　　）

A．线圈每转动一周,感应电流方向就改变一次

B．线圈平面每经过中性面一次,感应电流方向就改变一次,感应电动势方向不变

C．线圈平面每经过中性面一次,感应电流和感应电动势方向都要改变一次

D．线圈通过中性面时,磁通量为零

10．如图所示是交流发电机原理示意图，线圈abcd逆时针转动时产生了感应电流，ab边的电流方向和cd边恰好相反，其原因是（        ）

A．ab边靠近S极，cd边靠近N极

B．两边切割磁感线运动方向相反

C．两边磁场方向相反

D．线圈在做逆时针转动，若改为顺时针转动，则方向相同

11．如图所示，水平向右、磁感应强度为B的匀强磁场中，一边长为L的正方形单匝线圈abcd绕水平中以轴OO’沿逆时针方向以角速度匀速转动，OO’与磁场方向垂直．线圈的两端与磁场外的电阻相连组成闭合电路，则

A．线圈平面垂直于磁场方向时，穿过线圈平面的磁通量最小

B．线圈平面垂直于磁场方向时，线圈中的感应电流最大

C．线圈中的感应动势的峰值为BL2

D．线圈中交变电流的频率是

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．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

14．一闭合矩形线圈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时刻线圈中磁通量最大

D．t2、t4时刻线圈中感应电动势最大

15．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

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．中性面

（1）中性面：与磁感线_________的平面。

（2）当线圈平面位于中性面时，线圈中的磁通量_________，线圈中的电流为_________。

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．如图所示，矩形线圈的匝数为N=100匝，ab边长为0.4m，bc边长为0.2m．整个线圈的电阻R=1欧，在B=1T的匀强磁场中，以短边中点的连线为轴逆时针转动，=50rad/s．求：

（1）线圈从图示位置转动90度过程中的平均电动势．

（2）线圈转过90度时的瞬间电动势．

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．图甲为一台小型发电机构造示意图，发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n＝100，内阻r＝5Ω，外电路电阻R＝95 Ω，电路中其余电阻不计．转动过程中穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按正弦规律变化，如图乙所示，求（1）该小型发电机的电动势最大值；（2）交流电流表的读数；（3）0~7.85×10-3s内通过R的电荷量．（取）

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．B

2．B

3．A

4．A

5．B

6．B

7．A

8．C

9．C

10．B

11．D

12．B

13．C

14．B

15．C

16．     错误     错误     错误     正确

17．     垂直     最大     零

18．     电枢     磁体     电枢     磁极     磁极     电枢

19．     0    

20．(1) (2)400V

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） （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；