第十三章　126.交变电流的产生及图像---高中物理人教版（2019）高三 课后同步加练半小时 练习（解析版）

这是一份第十三章　126.交变电流的产生及图像---高中物理人教版（2019）高三 课后同步加练半小时 练习（解析版），共13页。试卷主要包含了交变电流的产生及图像等内容，欢迎下载使用。
(分值：30分)
1~5题每题6分
1.(2025·四川宜宾市三模)闭合线圈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变化的规律如图甲所示，同时把此线圈作为电源接入如图乙所示的电路中。则( )
A.e的瞬时表达式为e=2202sin 100πt V
B.t=0.005 s时穿过闭合线圈的磁通量最大
C.通过定值电阻R的电流方向每秒钟改变50次
D.理想电压表V的示数为2202 V
答案 A
解析 根据题图甲，电动势最大值Em=2202 V ，周期T=0.02 s ，则ω=2πT=100π rad/s ，e的瞬时值表达式为e=Emsin ωt=2202sin 100πt (V)，A正确；t=0.005 s时电动势最大，穿过闭合线圈的磁通量最小，B错误；电流方向每个周期改变2次，每秒钟50个周期，所以通过定值电阻R的电流方向每秒钟改变100次，C错误；理想电压表V的示数为有效值，其大小为U=Em2=220 V，D错误。
2.(2025·云南大理市二模)交流发电机的示意图如甲所示，线圈从图甲所示的位置以OO'为轴匀速转动，产生交变电流随时间变化的曲线为余弦函数图像，如图乙所示。则( )
A.该交变电流的有效值为52 A
B.线圈在图甲所示位置时，电流方向发生改变
C.线圈在图甲所示位置时，CD边受到的安培力方向向上
D.当电流瞬时值为5 A时，线圈平面与中性面的夹角为45°
答案 A
解析 由题图乙可知，电流的峰值为10 A，则有效值为I=102 A=52 A，A正确；线圈在题图甲所示位置时，穿过线圈的磁通量为0，磁通量变化率最大，感应电动势最大，感应电流最大，感应电流方向不发生改变，B错误；线圈在题图甲所示位置时，CD边向上运动，受到的安培力阻碍其运动，则CD边受到的安培力方向向下，C错误；电流的表达式为i=10cs 2πTt (A)=10cs 10πt (A)，当电流瞬时值为5 A时，有cs θ=12，解得θ=π3=60°，则线圈平面与中性面夹角为30°，D错误。
3.(2024·河北省部分学校模拟)如图所示，abcd为一个单匝闭合矩形金属线框，已知ab的长度L1=10 cm，bc的长度L2=20 cm，线框电阻R=0.1 Ω，图中虚线O1O2为匀强磁场的右边界(磁场左边界足够远)，O1O2与线框的ab边平行，且将bc边等分，磁场的磁感应强度大小B=0.1 T、方向垂直线框平面向里。t=0时线框由图示位置开始绕ab边以角速度ω=100π rad/s匀速转动，下列关于线框中感应电流随时间变化的图像可能正确的是(图像中只画了一个周期，图线均为正弦曲线，实线表示实际电流，虚线表示没有电流)( )
答案 A
解析 当线框从图示位置转过90°时，线框中的感应电动势和感应电流最大，且最大感应电动势Em=BSω=BL1L2ω=0.2π V，最大感应电流Im=EmR=2π A，线框转动周期T=2πω=0.02 s，在线框从图示位置转动的一个周期中，在最初转过的60°和最后转过的60°，所对应时间为最初的T6和最后的T6时间内，由于穿过线框的磁通量保持不变，因此在这两段时间内线框中没有感应电流，而在一个周期内中间的2T3时间内，感应电流按正弦规律变化。故选A。
4.(多选)(2026·广东省八校联盟质检)半径为a、电阻为r=1 Ω的单匝圆形导体环，在磁感应强度为B的磁场中绕着垂直于磁场的虚线轴匀速转动，角速度为ω。在导体环外接一阻值为R=1 Ω的电阻，电阻两端并联一电压表。若t=0时刻导体环面与磁场垂直(即图示位置)，则( )
A.电路中电压表示数周期性变化
B.电路中电压表示数为24Bπa2ω
C.t=π2ω时，圆形导体环中电流方向改变
D.穿过导体环的磁通量瞬时值表达式Φ=Bπa2cs ωt
答案 BD
解析 电路中感应电动势为e=BSωsin ωt=Bπa2ωsin ωt
电动势的有效值为E=emax2=2Bπa2ω2
故电路中电压表示数为U=RR+r·22Bπa2ω=24Bπa2ω，故A错误，B正确；t=π2ω时，圆形导体环转过90°，电流方向不变，故C错误；穿过导体环的磁通量瞬时值表达式Φ=Bπa2cs ωt，故D正确。
5.(2026·山东青岛市检测)如图甲、乙所示，在-d≤x≤d、-d≤y≤d区域中的阴影部分，存在垂直于xOy平面向里的匀强磁场，边长均为2d的相同正方形线框与磁场边界重合。两线框都绕y轴以相同角速度匀速转动，则甲、乙线框中产生的感应电动势最大值之比为( )
A.1∶1B.3∶2C.3∶1D.2∶1
答案 B
解析 题图甲中，分析y轴左侧，磁场分布在-d≤x≤-d2中，甲旋转0~π3时感应电动势不断增大，而在旋转π3~2π3的过程中由于没有切割磁感线，感应电动势为零，旋转2π3~π的过程中感应电动势逐渐减小至零，且线圈旋转到π3和2π3时感应电动势大小相等，因此旋转到π3时甲线框感应电动势最大，在t=0时刻，甲的磁通量最大为Φ甲max=2×B×d2×2d=2Bd2，感应电动势为0，所以旋转0~π3过程中甲的感应电动势为E甲=2NBd2ωsin ωt
当ωt=π3时感应电动势最大，为E甲max=3NBd2ω
题图乙中，在t=0时刻，磁通量最大为Φ乙max=B×d×2d=2Bd2，感应电动势为0，所以旋转0~π2过程中乙的感应电动势为E乙=2NBd2ωsin ωt
当ωt=π2时感应电动势最大，为E乙max=2NBd2ω
所以E甲max∶E乙max=3∶2
故选B。