高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第二册2.1 感应电流产生的条件一课一练

【优选】物理沪科版选择性必修第二册第1节感应电流产生的条件-2课时练习

一．单项选择

1．将阻值为5Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示。下列说法正确的是（　　 ）

A．电路中交变电流的频率为50Hz

B．通过电阻的电流为A

C．用交流电压表测得电阻两端的电压是5V

D．电阻消耗的电功率为2.5W

2．在匀强磁场中，一个200匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为2Ω，则（　 　）

A．0.5s时，线圈中的感应电动势为8πV

B．1. 0 s时，线圈中的电流改变方向

C．2.0s时，线圈中的电流为πA

D．一个周期内，线圈产生的热量为32π2J

3．发电机的示意图如图甲所示，边长为L的正方形金属框，在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕轴转动，阻值为R的电阻两端的电压如图乙所示。其它电阻不计，图乙中的已知量。则金属框转动一周（　　 ）

A．框内电流方向不变

B．电动势的有效值为

C．流过电阻的电荷量

D．电阻产生的焦耳热

4．对于圆周运动的几个物理量的理解，以下说法正确的是（　　）

A. 匀速圆周运动的线速度是不变的 B. 地球上不同位置的角速度是不同的

C. 角速度与周期成反比 D. 线速度一定时，角速度与半径成正比

5．如图所示，正方形线框abcd绕对称轴OO′在匀强磁场中匀速转动，转速ω=100rad/s，线框边长L=0.1m，匝数N=100，感应强度B=0.1T，图示位置线框平面与磁感线平行闭合回路中线框的电阻r=2Ω，外接电阻R=8Ω。则（　　）

A．图中所示的瞬间，线框处于中性面

B．转动过程中，穿过线框的磁通量最大值为0.1Wb

C．电压表读数为

D．通过电阻R电流的有效值为1A

6．某交流电的u-t图像如图所示，则该交流电电压的有效值为（　 　）

A．3.5V B．5V C．V D．V

7．图示为一交变电流的电压随时间变化的图像，此交变电流的电压有效值为（　　）

A． B． C． D．

8．两个完全相同的电热器分别通以如图甲．乙所示的交变电流，在相同时间内两电热器产生的热量之比Q甲：Q乙为（　 　）

A．2:1 B．:1 C．1:1 D．1:2

9．匝数n=20的线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的关系如图所示，下列判断正确的是（ 　　）

A．在t=0.2s时，线圈位于中性面

B．在t=0.2s前后，线圈中的电流方向发生变化

C．0~0.1s的过程中，线圈产生的平均电动势为20V

D．线圈产生电动势的瞬时值表达式e=10πsin5πt（V）

10．如图所示，单匝闭合金属线框abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，设穿过线框的最大磁通量为，线框中的最大感应电动势为Em，从线框平面与磁场平行时刻开始计时，下面说法不正确的是（ 　　）

A．当穿过线框的磁通量为的时刻，线框中的感应电动势为

B．线框中的电流强度随时间按余弦规律变化

C．线框转动的角速度为

D．线框在垂直于磁场方向平面内的投影面积随时间按正弦规律变化

11．如图表示一交流电的电流随时间变化的图像，此交流电流的有效值是（ 　　）

A．10A B．7A C．A D．8A

12．钳型表的工作原理如图所示。当通有交流电的导线从环形铁芯的中间穿过时，与绕在铁芯上的线圈相连的电表指针会发生偏转。由于通过环形铁芯的磁通量与导线中的电流成正比，所以通过偏转角度的大小可以测量导线中的电流。我国日常所用交流电的频率为50Hz，现用一钳型电流表测量某一电流，电表读数为10A；若被测交流电的电流大小一样但频率变为60Hz，用该钳型电流表再次进行测量，则读数将是（ 　　）

A．8.3A B．10A C．12A D．14A

13．如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图乙中曲线a．b所示，则（　 　）

A．两次t=0时刻穿过线圈的磁通量均为零

B．曲线a．b对应的线圈转速之比为2∶3

C．曲线a表示的交变电动势瞬时值为u=15sin25πt（V）

D．曲线b表示的交变电动势最大值为10 V

14．某发光二极管，当加在其两端的电压大于等于时才发光。现在其两端加上一电压随时间变化关系为的交流电。则在一分钟内二极管的发光时间为（　　 ）

A． B． C． D．

15．垂直于磁场的轴匀速转动所产生的交变电动势的图象，根据图象可知（　 　）

A．此交变电动势的瞬时表达式为e=200sin 100πtV

B．此交变电动势的瞬时表达式为e=200sin 0.02tV

C．t=0.01 s时，穿过线圈的磁通量为零

D．t=0.02 s时，穿过线圈的磁通量的变化率最大

参考答案与试题解析

1．【答案】D

【解析】【来源】云南省玉溪一中2020-2021学年高二（下）第二次月考物理试题

A．由图可知：

故A错误；

B．根据欧姆定律

故B错误；

D．根据功率

故D正确．

C．该电源电动势的有效值为

电压表的示数为有效值，故C错误；

故选D．

2．【答案】D

【解析】【来源】山西省太原市2020-2021学年高二（下）期中质量监测物理试题

A．0.5s时，线圈磁通量最大，则感应电动势为零，故A错误；

B．经过中性面磁通量最大，电流方向改变，所以1. 0 s时，线圈中的电流没有改变方向，故B错误；

CD．2.0s时，线圈中的电流最大，最大感应电流为

有效值

一个周期内，线圈产生的热量为

32π2J

故C错误D正确。

故选D。

3．【答案】D

【解析】【来源】2021届辽宁省高三（下）临门一卷物理试题（二）

A．当线框转动时，框内电流方向每经过中性面一次都要变化一次，A错误。

B．由图乙可知，电动势的最大值为，其有效值与正弦交流电相同为，B错误。

C．线圈转过半周，则流过电阻的电荷量为

则金属框转过一周流过电阻的电荷量为

C错误。

D．因为

则

金属框转过一周电阻产生的焦耳热

D正确。

故选D。

4．【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．线速度矢量，匀速圆周运动线速度大小不变，但方向在时刻改变，故A错误；

B．地球任意位置角速度都相同，故B错误；

C．由

可知角速度与周期成反比，故C正确；

D．由

可知当线速度一定时，角速度与半径成反比，故D错误。

故选C。

5．【答案】C

【解析】【来源】2021届广东省珠海市高三（下）二模物理试题

A．中性面与磁场方向垂直，则图中所示的瞬间，线框垂直于中性面。故A错误；

B．转动过程中，穿过线框的磁通量最大值为

故B错误；

C．线圈最大电动势为

有效电动势为

外电压为

即位电压表示数，故C正确；

D．通过电阻R电流的有效值为

故D错误。

故选C。

6．【答案】B

【解析】

根据交流电的有效值定义得

解得

故选B。

7．【答案】C

【解析】【来源】云南省曲靖市会泽县茚旺高级中学2020-2021学年高二（下）期中物理试题

根据有效值的概念可知

解得

故选C。

8．【答案】A

【解析】【来源】2021届北京市房山区高考第二次模拟测试（二模）物理试题

甲图电流的有效值为，根据有效值的定义则有

解得

电热器产生的热量

乙图电流的有效值为，则有

电热器产生的热量

所以A正确；BCD错误；

故选A。

9．【答案】C

【解析】【来源】山东省日照市莒县2020-2021学年高二（下）期中物理试题

A．在t=0.2s时，线圈中通过的磁通量最小，线圈位于与中性面垂直位置，故A错误；

B．在t=0.2s时，磁通量最小，线圈位于与中性面垂直位置，在t=0.2s前后，电流方向没有发生变化，故B错误；

C．0~0.1s的过程中，线圈产生的平均电动势为

故C正确；

D．在t=0时，线圈中通过的磁通量最小，感应电动势最大

，，

线圈产生电动势的瞬时值表达式

故D错误。

故选C。

10．【答案】A

【解析】【来源】四川省遂宁市射洪中学2020-2021学年高二（下）第三次月考物理试题

A．矩形线圈在磁场中转动，穿过的磁通量发生变化，线圈从垂直中性面开始计时，则产生感应电动势的瞬时表达式为

当磁通量为的时刻，则，所以线框中的感应电动势为，故A错误，符合题意；

B．线框中的电流强度

则电流强度随时间按余弦规律变化，选项B正确，不符合题意；

C．根据

即可求得角速度的关系式

故C正确，不符合题意；

D．线框在垂直于磁场方向平面内的投影面积

即随时间按正弦规律变化，故D正确，不符合题意；

故选A。

11．【答案】A

【解析】【来源】黑龙江省哈尔滨市宾县一中2020-2021学年高二（下）第一次月考物理试题

将交流与直流通过阻值都为R的电阻，设直流电流为I，则根据有效值的定义有

解得

故选A。

12．【答案】C

【解析】【来源】2021届广东省汕头市金山中学高三（下）第三次模拟考试物理试题

由于通过环形铁芯的磁通量与导线中的电流成正比，即

由于

可得

即感应电动势的有效值与交变电流的频率成正比，由欧姆定律可知，电流的有效值与交变电流的频率成正比，故用该钳型电流表再次进行测量，则读数将是

C正确。

故选C。

13．【答案】D

【解析】【来源】山西省运城市永济中学2020-2021学年高二（下）期末调研测试物理试题

A．在t=0时刻，线圈一定处在中性面上，此时磁通量最大，A错误；

B．由图可知，a的周期为4×10-2s；b的周期为6×10-2s，则由

可知，转速与周期成反比，故转速之比为3：2， B错误；

C．由图可知，a的周期为4×10-2s，则

曲线a表示的交变电动势瞬时值为

C错误；

D．曲线a．b对应的线圈转速之比为3：2，曲线a表示的交变电动势最大值是15V，根据

得曲线b表示的交变电动势最大值是10V

D正确。

故选D。

14．【答案】C

【解析】【来源】河南省名校联盟2020-2021学年高二（下）期中物理试题

如图所示为一个周期内交变电流的u—t图像

当电压为时，代入公式有

则

即四分之一周期内有三分之一的时间二极管不亮，一分钟之内有三分之二的时间二极管发光，则一分钟内二极管发光时间为，ABD错误，C正确。

15．【答案】A

【解析】【来源】甘肃省定西市岷县第二中学2020-2021学年高二（下）期中物理试题

AB．因为

则交变电动势的瞬时表达式为

e=200sin 100πtV

选项A正确，B错误；

C．t=0.01 s时，感应电动势为零，此时穿过线圈的磁通量最大，选项C错误；

D．t=0.02 s时，感应电动势为零，此时穿过线圈的磁通量的变化率为零，选项D错误。

故选A。