高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第二册第一节 认识交变电流课时练习

3.1认识交变电流同步练习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．交变电流是　　

A．矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动时产生的电流

B．按正弦规律变化的电流

C．按余弦规律变化的电流

D．大小、方向随时间做周期性变化的电流

2．如图甲和图乙是交流发电机的示意图，线圈ABCD在匀强磁场中匀速转动。下列说法正确的是（　　）

A．图甲中穿过线圈的磁通量最大，电路中的感应电流最大

B．图乙中穿过线圈的磁通量最大，电路中的感应电流最大

C．图甲中穿过线圈的磁通量变化率为零，电路中的感应电流为零

D．图乙中穿过线圈的磁通量变化率为零，电路中的感应电流为零

3．矩形线框在匀强磁场内匀速转动过程中，线框输出的交流电压随时间变化的图象如图所示，下列说法中正确的是（       ）

A．交流电压的有效值为

B．交流电压的最大值为，频率为

C．末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量为零

D．末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量最大

4．以下几个物理公式中都用L来表示相关的物理量，其中有一个公式中的L所代表的物理量的量纲与其它三个不同的是（　　）

A．感应电动势 B．电阻定律

C．电振荡周期 D．单摆周期公式

5．把发光颜色不同的两个二极管并联（该类二极管具有单向导电性，导通时发光），使两者正负极方向不同。当摇动如图所示的手摇发电机时，两个二极管交替发光，则流过其中一个二极管的电流是（　　）

A．交流电 B．直流电

C．恒定电流 D．涡流

6．单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t的变化图象如图所示，则(　　)

A．在t＝0时，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大

B．在0～2×10－2s时间内，线圈中感应电动势的平均值为零

C．在t＝2×10－2s时，线圈中磁通量最小，感应电动势最大

D．在t＝1×10－2s时，线圈中磁通量最小，感应电动势最大

7．如图所示，左侧竖直长导线通有向下方向的恒定电流，一矩形线圈 abcd 可绕其竖直对称轴O1O2 转动.当线圈绕轴以角速度沿逆时针沿轴线从上往下看方向匀速转动，从图示位置 开始计时，下列说法正确的是

A．t=0时，线圈产生的感应电动势最大

B．时间内，线圈中感应电流方向为 abcda

C．时，线圈的磁通量为零，感应电动势也为零

D．线圈每转动一周电流方向改变一次

8．一矩形线圈绕垂直匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．时刻通过线圈的磁通量最大

B．时刻通过线圈的磁通量最大

C．时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大

D．时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值为0

9．一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交流电的图象如图所示，由图可以知道（　　）

A．0.01s时刻线圈处于中性面位置

B．0.01s时刻穿过线圈的磁通量最大

C．该交流电流有效值为2A

D．该交流电流周期为0.02s

10．下图电动机线框abcd的面积为S，匝数为n，匀强磁场磁感应强度为B，线框平面与磁场平行．若此时闭合开关，则下列说法正确的是

A．该线框将会顺时针转动

B．转动过程中线圈中电流和流过R的电流方向都不变

C．若同时调转电极和磁极方向，则线圈的转动方向改变

D．线框转过90°时，穿过线框平面的磁通量最大，且为nBS

11．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图像如图乙所示，则（　　）

A．线框产生的交变电动势的频率为100Hz

B．线框产生的交变电动势有效值为311V

C．t = 0.01s时线框的磁通量变化率为零

D．t = 0.005s时线框平面与中性面重合

12．如图所示，为交流发电机的示意图。装置中两磁极之间产生的磁场可近似为匀强磁场，线圈转动时通过滑环和电刷保持与外电路的闭合，线圈沿顺时针方向匀速转动通过图中位置瞬间，下列说法正确的是（　　）

A．穿过线圈的磁通量最大

B．通过电阻的电流瞬时值最大

C．穿过线圈的磁通量的变化率为零

D．AB边的电流方向由B到A

13．如图所示，在匀强磁场中有一个矩形单匝线圈ABCD，AB边与磁场垂直，MN边始终与金属滑环K相连，PQ边始终与金属滑环L相连。金属滑环L、交流电流表A、定值电阻R、金属滑环K通过导线串联。现使矩形线圈以恒定角速度绕过BC、AD中点的轴从与磁感线平行的位置开始旋转，下列说法中正确的是（　　）

A．线圈位于图中所示的位置时，穿过线圈的磁通量为0，磁通量的变化率也为0

B．线圈位于图中所示的位置时，穿过线圈的磁通量为0，但磁通量的变化率最大

C．线圈从图中所示的位置转过90°时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率也最大

D．线圈从图中所示的位置转过90°时，流经定值电阻R的电流最大

14．如图甲所示为一台小型发电机构造的示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示，发电机线圈电阻为2，外接灯泡的电阻为。则（　　）

A．电压表的示数为

B．发电机的输出功率为

C．在时，穿过线圈的磁通量最小

D．瞬时电动势的表达式为

15．一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈中感生电动势e随时间的变化规律如图，下面说法正确的是（　　）

A．时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大

B．时通过线圈的磁通量为零

C．时刻通过线圈的磁通量的变化率最大

D．每当感应电流的方向改变时，通过线圈的磁通量的绝对值为最大

二、填空题（共4题）

16．

（1）如图所示电路，已知电源的电动势E＝3V，内阻r=1Ω，外电阻R＝5Ω．若电键S闭合，则理想电流表示数为______A．

（2）我国居民照明电路使用的是______（选填“交变电流”或“恒定电流” ），电压为______V（选填“220”或“380” ）．

17．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_________．

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．某一交变电流的电动势随时间变化的规律如图所示

(1)根据图像判断线圈在何处时开始计时？

(2)在横轴上已标出的时刻中，线圈在哪些时刻处于与磁场方向垂直的位置？

(3)，时刻线圈分别处于与中性面的夹角为多大处？

21．如图所示为交流发电机的示意图。线圈abcd绕垂直于磁场的轴逆时针方向匀速转动，角速度ω=2πrad/s。已知产生的交流电电动势的最大值为，线圈abcd电阻为1Ω，小灯泡电阻为4Ω，其他电阻忽略不计。求：

（1）线圈在图示位置时，通过线圈的磁通量是多少？线圈中的感应电流是多少？

（2）线圈从图示位置开始转过60o角时，电动势的大小？

（3）若在灯泡两端并联交流电压表，则电压表示数？

（4）外力驱动线圈转动一周所做的功?

22．如图所示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′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。磁感应强度B=0.5T，ab长20厘米，bc长10厘米，角速度ω=100rad/s。求：

（1）交流发电机产生的电动势最大值；

（2）电路中交流电压表的示数；

（3）电阻R上的功率。

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．D

2．C

3．B

4．C

5．B

6．D

7．B

8．A

9．C

10．A

11．C

12．B

13．B

14．D

15．D

16．     0.5     交变电流     220

17．     0    

18．正确

19．     Y输入     地     竖直位移     X增益

20．(1)中性面位置；(2)0、、、；(3)45°，90°。

21．（1）；；（2）；（3）8V；（4）20J

22．（1）；（2）；（3）

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。