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第三章 交变电流1 交变电流基础过关练题组一 交变电流1.(2020甘肃天水一中高二月考,改编)关于交变电流的理解,下列说法正确的是()A.大小随时间做周期性变化的电流叫交变电流B.交流就是正弦式交变电流C.我们的照明用电是交流电D.电池提供的也是交变电流2.(2020江苏宿迁高二上月考)下列e-t图像中不属于交流的有( )3.关于如图所示的电流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,方向也变化,是交流电B.电流的大小变化,方向不改变,不是交流电C.电流的大小不变,方向不变,是直流电D.电流的大小不变,方向变化,是交流电
题组二 交变电流的产生4.(2019重庆大学城一中高二月考)如图所示,哪种情况线圈中不能产生交变电流()5.(2020福建平和一中高二月考)如图所示是交流发电机的示意图,甲、乙、丙、丁分别表示线圈转动过程中的四个位置,其中甲、丙中的线圈与磁场方向垂直,乙、丁中线圈与磁场方向平行,则在线圈转动的过程中,电流表有电流通过的位置是(深度解析) A.甲、丙B.丙、丁C.甲、乙D.乙、丁6.(2020安徽阜阳三中高二月考)交流发电机发电示意图如图所示,线圈转动过程中,下列说法正确的是(深度解析)
A.转到图甲位置时,通过线圈的磁通量变化率最大B.转到图乙位置时,线圈中产生的感应电动势为零C.转到图丙位置时,线圈中产生的感应电流最大D.转到图丁位置时,AB边中感应电流方向为A→B7.(2019湖北宜昌示范高中协作体高二联考)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题组三 交变电流的变化规律8.(2020山西实验中学高二月考)如图所示,各图中面积均为S的线圈绕其对称轴或中轴在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动,从图示时刻开始计时,能产生正弦交变电动势e=BSω sin ωt的是( )
9.如图甲所示,矩形线圈ABCD在匀强磁场中逆时针匀速转动时,线圈中产生的交变电流如图乙所示。设沿ABCDA方向为电流正方向,则下列说法正确的是( )甲乙A.乙图中Oa时间段对应甲图中(a)至(b)图的过程B.乙图中c时刻对应甲图中的(c)图C.若乙图中d表示0.02 s,则1 s内电流的方向改变50次D.若乙图中b表示0.02 s,则线圈转动一周的时间为0.01 s10.(2020湖北汉川二中高二月考)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的感应电动势与时间的关系图像如图所示,则( )A.t1、t3时刻线圈通过中性面B.t2、t4时刻线圈中磁通量最大
C.t1、t3时刻线圈中磁通量变化率最大D.t2、t4时刻线圈通过中性面11.如图所示,单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中,线圈轴线OO'与磁场边界重合,线圈按图示方向匀速转动,t=0时刻线圈平面与磁场方向垂直,规定沿abcda方向为电流正方向,则线圈内感应电流随时间变化的图像是( )12.有一个正方形线框,线圈匝数为10匝,边长为20 cm,线框总电阻为1 Ω,线框绕OO'轴以10π rad/s的角速度匀速转动,如图所示,垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.5 T。(1)该线框产生的交变电流电动势最大值、电流最大值分别是多少?(2)线框从图示位置转过60°时,感应电动势的瞬时值是多大?(3)写出感应电动势随时间变化的表达式。
能力提升练题组一 交变电流图像的物理意义1.(2019广东潮州高二期末,)某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,产生的交变电流的图像如图所示,由图中信息可以判断(深度解析)A.在A、C时刻线圈位于中性面B.在B、D时刻穿过线圈的磁通量为零C.从A~D线圈转过的角度为2πD.若从O~D历时0.02 s,则在1 s内交变电流的方向改变100次2.(2020山东泰安高二上月考,)一矩形线圈绕垂直于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变化的规律如图所示,下列说法中正确的是( )A.t1时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大B.t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大C.t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D.每当e变换方向时,线圈的感应电动势都为最大
导abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的对称轴体线圈OO'匀速转动,沿
着OO'方向观察,线圈沿顺时针
3.(2019山东菏泽一中高二月考,)已知矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图甲所示,则下列说法正确的是( )A.t=0时刻线圈平面与中性面垂直B.t=0.01 s时刻Φ的变化率达到最大C.t=0.02 s时刻感应电动势达到最大D.该线圈相应的感应电动势随时间变化的图像如图乙所示4.(2020重庆北碚高二期末,)(多选)在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁场垂直的轴匀速转动,如图甲所示,产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示,则下列说法正确的是( )A.t=0.01 s时穿过线框的磁通量最小B.t=0.01 s时穿过线框的磁通量变化率最大C.该线框匀速转动的角速度大小为100π rad/sD.感应电动势瞬时值为22 V时,线框平面与中性面的夹角可能为45°题组二 计算交变电流的最大值(峰值)和瞬时值5.(2020安徽滁州高二月考,)(多选)如图所示,闭合的矩形
受安培n2力的大小为B2L1L2ωR,方向垂直纸20206.(面向里广东广州高三段考,)(多选)如图所示,图线a和图线b分别表示线圈A和线圈B在
同A知线圈一匀强磁场中匀速转动时通过线圈的磁通量随时间变化的规律。已的匝数与线圈B的匝数分别为10匝和30匝,以下说法正确的是( )A.线圈A与线圈B的转速
之比2∶3B.为线圈A与线圈B产生的最大感应电动势
之比1∶为1C.线圈A产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=500π cos 5πt VD.线圈B在t=0.3 s时刻的感应电流为零7.(2020辽宁沈
阳一如图甲所示为小七中学高二上期末,⚫)型旋转电枢式交流发电机的
原n,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,线圈的匝数理图=100匝,电阻r=10 Ω,线圈的
两端经集流环R与电阻连接,R=90
方向转动。已知匀强磁场的磁感应强度为B,线圈匝数为n,ab边长为L1,ad边长为L2,线圈电阻为R,转动的角速度为ω,则当线圈转至图示位置时( )A.线圈中感应电流的方向为abcdaB.线圈中的感应电动势为2nBL2ωC.穿过线圈的磁通量的变化率最大D.线圈ad边所
压,t=0时刻,线圈平面与磁场方向平行表为理想电表。在穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图乙所示正弦规律变化。
求:(1)交流发电机产生的感应电动势的最大值;(2)感应电动势的瞬时值表达式;题组三 交变电流瞬时值表达式的理解
及用8.(2020应江苏宿迁高二上月考,)某交流发电机在
工 e=Em作时产生的感应电动势为sin ωt,若
将电枢的转速提高一倍,同时将电枢所围的面积减小一半,其他条件
不变,则其感应电动势变为( ) A.e=Em sin ωt2B.e=2Em sin ωt2C.e=Em sin 2ωtD.e=2Em sin 2ωt
Ω,与R并联的交流电
肥一六八中学高二下一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转,)测试动,产生的交变电动势瞬时值表达式为e=10
√2 sin 4πt V,则( )A.该线圈转动的角速度为4 rad/sB.t=0时刻线圈平面与磁场垂直C.t=0.25 s时,e达到最大值D.在1 s时间内,线圈中电流方向改变10次10.(2020河
北正定中学高二月考,)如图所示,虚线右侧有垂直于纸B强磁场,磁感应强度大小为面向里的匀,边长为L的单匝正方形线圈的中轴线位于磁场边界,并与磁场方向垂直,线圈每边电阻为R。线圈绕中轴线以角速度ω匀速转动,从线圈平面与磁场方向垂直时开始计时,经过时间t,线圈中的感应电流为( )A.BL2ω2R sin ωtB.BL2ω8R sin ωtC.BL2ω2R cos ωtD.BL2ω8R cos ωt11.()一矩形线圈,面积是0.05 m2,共100匝,线圈电阻为2 Ω,外接
电阻为R=8Ω,线圈在磁感应强度为B=1π T的匀强磁场中以300 r/min的转速绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,如图所示,若从线圈平面
处,求:(1)线圈中感应电动势的瞬时值表达式。(2)从开始计时经于中性面开始计时130 s时,线圈中电流的瞬时值。(3)外
电路电阻R两端电压的瞬时值表达式。深度解析
9.(2020安徽合
解全,基础过关练1.C 大小随时间做周期性变化的电流析若方向不变,不是交变电流,选
项A错误;正弦式交变电流
只是交变电流的一种,选B项错误;我们的照明用电是交流电,选项C正确;电池提供的电流大小和方向都不随时间变化,是直流,选
项D错误2.D 。A、B、C三图中的电
压大小和方向都随时间做周期性变化,是交流,不符合题意;D中的电流大小
虽然在周期性变化,但方向不变,是直流,符合题意。3.B 由题图可知,电流的大小随时间变化,但
是电流的方向不变,故此电流为直流,选
项B正确。4.A B、C、D图中的线圈转动时,线圈中的磁通量发生周期性变化,线圈产生的感应电流大小、方向也发生周期性变化,即
产生交变电流,不符;A合题意图中线圈的磁通量不发生变化,不
会产生交变电流,A符合题意。5.D 由题图可知,乙、丁中线圈平面
虽与磁场方向平行,但切割速度与磁场垂直,故
,而有感应电流产生切割甲、丙中的线圈平面与磁场方向垂直,速度与磁场平行,因此没
有感应电流产生,选D正确,A项、B��
题组二 交变电流的产生4.(2019重庆大学城一中高二月考)如图所示,哪种情况线圈中不能产生交变电流()5.(2020福建平和一中高二月考)如图所示是交流发电机的示意图,甲、乙、丙、丁分别表示线圈转动过程中的四个位置,其中甲、丙中的线圈与磁场方向垂直,乙、丁中线圈与磁场方向平行,则在线圈转动的过程中,电流表有电流通过的位置是(深度解析) A.甲、丙B.丙、丁C.甲、乙D.乙、丁6.(2020安徽阜阳三中高二月考)交流发电机发电示意图如图所示,线圈转动过程中,下列说法正确的是(深度解析)
A.转到图甲位置时,通过线圈的磁通量变化率最大B.转到图乙位置时,线圈中产生的感应电动势为零C.转到图丙位置时,线圈中产生的感应电流最大D.转到图丁位置时,AB边中感应电流方向为A→B7.(2019湖北宜昌示范高中协作体高二联考)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题组三 交变电流的变化规律8.(2020山西实验中学高二月考)如图所示,各图中面积均为S的线圈绕其对称轴或中轴在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动,从图示时刻开始计时,能产生正弦交变电动势e=BSω sin ωt的是( )
9.如图甲所示,矩形线圈ABCD在匀强磁场中逆时针匀速转动时,线圈中产生的交变电流如图乙所示。设沿ABCDA方向为电流正方向,则下列说法正确的是( )甲乙A.乙图中Oa时间段对应甲图中(a)至(b)图的过程B.乙图中c时刻对应甲图中的(c)图C.若乙图中d表示0.02 s,则1 s内电流的方向改变50次D.若乙图中b表示0.02 s,则线圈转动一周的时间为0.01 s10.(2020湖北汉川二中高二月考)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的感应电动势与时间的关系图像如图所示,则( )A.t1、t3时刻线圈通过中性面B.t2、t4时刻线圈中磁通量最大
C.t1、t3时刻线圈中磁通量变化率最大D.t2、t4时刻线圈通过中性面11.如图所示,单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中,线圈轴线OO'与磁场边界重合,线圈按图示方向匀速转动,t=0时刻线圈平面与磁场方向垂直,规定沿abcda方向为电流正方向,则线圈内感应电流随时间变化的图像是( )12.有一个正方形线框,线圈匝数为10匝,边长为20 cm,线框总电阻为1 Ω,线框绕OO'轴以10π rad/s的角速度匀速转动,如图所示,垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.5 T。(1)该线框产生的交变电流电动势最大值、电流最大值分别是多少?(2)线框从图示位置转过60°时,感应电动势的瞬时值是多大?(3)写出感应电动势随时间变化的表达式。
能力提升练题组一 交变电流图像的物理意义1.(2019广东潮州高二期末,)某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,产生的交变电流的图像如图所示,由图中信息可以判断(深度解析)A.在A、C时刻线圈位于中性面B.在B、D时刻穿过线圈的磁通量为零C.从A~D线圈转过的角度为2πD.若从O~D历时0.02 s,则在1 s内交变电流的方向改变100次2.(2020山东泰安高二上月考,)一矩形线圈绕垂直于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变化的规律如图所示,下列说法中正确的是( )A.t1时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大B.t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大C.t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D.每当e变换方向时,线圈的感应电动势都为最大
导abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的对称轴体线圈OO'匀速转动,沿
着OO'方向观察,线圈沿顺时针
3.(2019山东菏泽一中高二月考,)已知矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图甲所示,则下列说法正确的是( )A.t=0时刻线圈平面与中性面垂直B.t=0.01 s时刻Φ的变化率达到最大C.t=0.02 s时刻感应电动势达到最大D.该线圈相应的感应电动势随时间变化的图像如图乙所示4.(2020重庆北碚高二期末,)(多选)在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁场垂直的轴匀速转动,如图甲所示,产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示,则下列说法正确的是( )A.t=0.01 s时穿过线框的磁通量最小B.t=0.01 s时穿过线框的磁通量变化率最大C.该线框匀速转动的角速度大小为100π rad/sD.感应电动势瞬时值为22 V时,线框平面与中性面的夹角可能为45°题组二 计算交变电流的最大值(峰值)和瞬时值5.(2020安徽滁州高二月考,)(多选)如图所示,闭合的矩形
受安培n2力的大小为B2L1L2ωR,方向垂直纸20206.(面向里广东广州高三段考,)(多选)如图所示,图线a和图线b分别表示线圈A和线圈B在
同A知线圈一匀强磁场中匀速转动时通过线圈的磁通量随时间变化的规律。已的匝数与线圈B的匝数分别为10匝和30匝,以下说法正确的是( )A.线圈A与线圈B的转速
之比2∶3B.为线圈A与线圈B产生的最大感应电动势
之比1∶为1C.线圈A产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=500π cos 5πt VD.线圈B在t=0.3 s时刻的感应电流为零7.(2020辽宁沈
阳一如图甲所示为小七中学高二上期末,⚫)型旋转电枢式交流发电机的
原n,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,线圈的匝数理图=100匝,电阻r=10 Ω,线圈的
两端经集流环R与电阻连接,R=90
方向转动。已知匀强磁场的磁感应强度为B,线圈匝数为n,ab边长为L1,ad边长为L2,线圈电阻为R,转动的角速度为ω,则当线圈转至图示位置时( )A.线圈中感应电流的方向为abcdaB.线圈中的感应电动势为2nBL2ωC.穿过线圈的磁通量的变化率最大D.线圈ad边所
压,t=0时刻,线圈平面与磁场方向平行表为理想电表。在穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图乙所示正弦规律变化。
求:(1)交流发电机产生的感应电动势的最大值;(2)感应电动势的瞬时值表达式;题组三 交变电流瞬时值表达式的理解
及用8.(2020应江苏宿迁高二上月考,)某交流发电机在
工 e=Em作时产生的感应电动势为sin ωt,若
将电枢的转速提高一倍,同时将电枢所围的面积减小一半,其他条件
不变,则其感应电动势变为( ) A.e=Em sin ωt2B.e=2Em sin ωt2C.e=Em sin 2ωtD.e=2Em sin 2ωt
Ω,与R并联的交流电
肥一六八中学高二下一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转,)测试动,产生的交变电动势瞬时值表达式为e=10
√2 sin 4πt V,则( )A.该线圈转动的角速度为4 rad/sB.t=0时刻线圈平面与磁场垂直C.t=0.25 s时,e达到最大值D.在1 s时间内,线圈中电流方向改变10次10.(2020河
北正定中学高二月考,)如图所示,虚线右侧有垂直于纸B强磁场,磁感应强度大小为面向里的匀,边长为L的单匝正方形线圈的中轴线位于磁场边界,并与磁场方向垂直,线圈每边电阻为R。线圈绕中轴线以角速度ω匀速转动,从线圈平面与磁场方向垂直时开始计时,经过时间t,线圈中的感应电流为( )A.BL2ω2R sin ωtB.BL2ω8R sin ωtC.BL2ω2R cos ωtD.BL2ω8R cos ωt11.()一矩形线圈,面积是0.05 m2,共100匝,线圈电阻为2 Ω,外接
电阻为R=8Ω,线圈在磁感应强度为B=1π T的匀强磁场中以300 r/min的转速绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,如图所示,若从线圈平面
处,求:(1)线圈中感应电动势的瞬时值表达式。(2)从开始计时经于中性面开始计时130 s时,线圈中电流的瞬时值。(3)外
电路电阻R两端电压的瞬时值表达式。深度解析
9.(2020安徽合
解全,基础过关练1.C 大小随时间做周期性变化的电流析若方向不变,不是交变电流,选
项A错误;正弦式交变电流
只是交变电流的一种,选B项错误;我们的照明用电是交流电,选项C正确;电池提供的电流大小和方向都不随时间变化,是直流,选
项D错误2.D 。A、B、C三图中的电
压大小和方向都随时间做周期性变化,是交流,不符合题意;D中的电流大小
虽然在周期性变化,但方向不变,是直流,符合题意。3.B 由题图可知,电流的大小随时间变化,但
是电流的方向不变,故此电流为直流,选
项B正确。4.A B、C、D图中的线圈转动时,线圈中的磁通量发生周期性变化,线圈产生的感应电流大小、方向也发生周期性变化,即
产生交变电流,不符;A合题意图中线圈的磁通量不发生变化,不
会产生交变电流,A符合题意。5.D 由题图可知,乙、丁中线圈平面
虽与磁场方向平行,但切割速度与磁场垂直,故
,而有感应电流产生切割甲、丙中的线圈平面与磁场方向垂直,速度与磁场平行,因此没
有感应电流产生,选D正确,A项、B��
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