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

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．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

2．如图甲所示是某人设计的振动发电装置，它由一个辐向形永久磁铁和一个套在辐向形永久磁场槽中的线圈组成，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（如图乙所示）。外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过灯珠。关于此发电装置，以下说法不正确的是（     ）

A．该装置是利用电磁感应原理制成的

B．该装置是将机械能转化为电能

C．小灯珠中流过的电流是交流电

D．小灯珠中流过的电流是直流电

3．物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用．下面列举的四种器件中，在工作时利用了电磁感应现象的是（ ）

A．回旋加速器

B．交流发电机

C．质谱仪

D．电动机

4．有一种自行车，它有能向自行车车头灯泡供电的小型发电机，其原理示意图如图甲所示，图中N，S是一对固定的磁极，磁极间有一固定的绝缘轴上的矩形线圈，转轴的一端有一个与自行车后轮边缘结束的摩擦轮．如图乙所示，当车轮转动时，因摩擦而带动摩擦轮转动，从而使线圈在磁场中转动而产生电流给车头灯泡供电．关于此装置，下列说法正确的是（　　）

A．自行车匀速行驶时线圈中产生的是直流电

B．小灯泡亮度与自行车的行驶速度无关

C．知道摩擦轮与后轮的半径，就可以知道后轮转一周的时间里摩擦轮转动的圈数

D．线圈匝数越多，穿过线圈的磁通量的变化率越大

5．如图所示各图像中不表示交变电流的是（　　）

A． B．

C． D．

6．下列图像中不属于交变电流的有（　　）

A． B． C． D．

7．关于保险丝，下列说法中正确的是(　　)

A．电路中有了保险丝，就能起到保险作用

B．选用额定电流越小的保险丝，就越好

C．选择适当规格的保险丝，才能够既不妨碍供电，又能起到保险的作用

D．以上说法都不对

8．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．线圈转动一周,感应电流和感应电动势方向都要改变一次

9．在下图中，不能产生交变电流的是(　     )

A． B． C． D．

10．如图所示是实验室的手摇发电机给小灯泡供电的装置示意图．在匀速转动手柄的过程中，小灯泡会周期性的闪亮．以下判断正确的是

A．图示位置线框中产生的感应电动势最大

B．若增大手摇发电机的转速，灯泡亮度将不变

C．若增大手摇发电机的转速，灯泡闪亮的频率将变大

D．小灯泡周期性闪亮的主要原因是电路接触不良

11．一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间的变化图象如图所示，则下列说法中，正确的是(　　)

A．t＝0.03 s时刻，线圈中有最大感应电动势

B．t＝0.02 s时刻，线圈中感应电流为0

C．t＝0.01 s时刻，穿过线圈平面的磁通量的变化率最小

D．t＝0时刻，线圈平面与中性面平行

12．物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用．下面列举的四种器件中，在工作时利用了电磁感应现象的是（   ）

A．回旋加速器 B．变压器

C．质谱仪 D．速度选择器

13．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

14．如图所示，一个匝数为10的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为T。若把万用电表的选择开关拨到交流电压挡，测得a、b两点间的电压为20V，则可知：从中性面开始计时，当时，穿过线圈的磁通量的变化率约为   (　　)

A．1.41Wb/s B．2.0Wb/s

C．14.1Wb/s D．20.0Wb/s

15．对于如图所示的电流i随时间t做周期性变化的图像，下列描述正确的是（　　）

A．电流的大小变化，方向不变，不是交变电流 B．电流的大小不变，方向变化，是交变电流

C．电流的大小和方向都变化，是交变电流 D．电流的大小和方向都不变，是直流电

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．如图所示，质量为m，长为L，通有电流为I的导体棒ab静止在水平导轨上，匀强磁场磁感应强度为B，其方向与导轨平面成α角斜向上且和棒ab垂直，ab处于静止状态，则ab受到的摩擦力大小为________，方向为________，受到的支持力为________．

19．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。_________

三、综合题（共4题）

20．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？

21．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）

22．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．

23．有人说，在下图中，导电线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大，因而线圈中产生的感应电动势最大；导电线圈平面跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量为零，因而线圈中产生的感应电动势为零。这种说法是否正确？为什么？

参考答案：

1．A

2．D

3．B

4．C

5．A

6．D

7．C

8．C

9．A

10．C

11．A

12．B

13．B

14．B

15．A

16．     0.5     交变电流     220

17．     0    

18．     BILsinα     水平向右     mg－BILcosα

19．     错误     错误     错误     正确

20．

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；

21．（1） （2） (3)

22．(1) (2)400V

23．

这种说法不对。因为当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大，此时穿过线圈的磁通量的变化率最小为零，故感应电动势为零；当线圈平面转到与中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量为零，根据法拉第电磁感应定律，则有线圈中磁通量的变化率最大，则线圈的感应电动势也最大。