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20xx人教版高中物理選修一51交變電流隨堂練習-資料下載頁

2025-11-19 11:04本頁面

【導讀】流稱為______，大小和方向都不隨時間變化的電流稱為__________．。按正弦規律變化叫做________________電流，其電動勢的瞬時值表達式為e＝__________，3．下列各圖中，哪些情況線圈中能產生交流電(). 4．下圖所示的4種電流隨時間變化的圖中，屬于交變電流的有(). 5．矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉動，下列說法中正確的是(). A．在中性面時，通過線圈的磁通量最大。C．穿過線圈的磁通量為零時，感應電動勢也為零。A．線圈每轉動一周，指針左右擺動兩次。B．圖示位置為中性面，線圈中無感應電流。紙面并與ab垂直。在t=0時刻，線圈平面與紙面重合，線圈的cd邊離開紙面。知識點二交變電流的變化規律。4．有一個10匝正方形線框，邊長為20cm，線框總電阻為1Ω，線框繞OO′軸以10πrad/s. 在轉動過程中穿過線圈的磁通量的最大值為，則線圈平面轉到與磁感線平行時，感。C．t3時刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大。C．t2、t4時刻線圈中磁通量最大

　　

【正文】來的 2 倍；由電動勢最大值表達式 Em＝ nBSω知，最大值也變為原來的 2 倍． ] 4． B [t t3 時刻通過線圈的磁通量 Φ 的絕對值最大，磁通量變化率 ΔΦΔt＝ 0，此時感應電動勢、感應電流為零，線圈中感應電流方向改變， A 錯誤， B 正確； t t4 時刻線圈中磁通量為零，磁通量的變化率最大，即感應電動勢最大， C、 D 錯誤． ] 5． BC [圖示位置為垂直于中性面的位置，此時通過線圈的磁通量為零，但磁通量的變化率最大，感應電流也最大， I＝ nBSωR ＝ nBl2ωR ，由右手定則可判斷出線圈中感應電流的方向為 adcba.] 6． C [線圈經過時間 t時，轉過角度 θ，這時 ab， cd邊切割磁感線產生感應電動勢 Eab＝ BL1vsinθ， Ecd＝ BL1vsinθ， bc， ad邊不切割磁感線不產生感應電動勢，故線圈中的感應電動勢為 E＝ Eab＋ Ecd＝ 2BL1vsinθ＝ 2BL112L2ωsinωt＝ BL1L2ωsinωt，故正確選項應為 C.] 7． D [矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉動，從線圈平面與磁場方向平行開始計時，產生的感應電流按余弦規律變化，由于 t=0 時，線圈的轉動方向如題圖，由右手定則判斷可得，此時 ad 中電流方向為由 a 到 d，線圈中電流方向為 a→ d→ c→ b→ a，與規定的電流正方向相反，電流為負值．又因為此時產生的感應電動勢最大，故只有 D 正確． ] 8． CD [t＝ π2ω＝ T4，此時線圈位于中性面位置，所以穿過線圈的磁通量最大， B 錯誤；由于此時感應電動勢為零，所以線圈中電流為零，線圈所受的安培力為零， A 錯誤， C、 D正確． ] 9． A [無論是繞 P1 轉動還是繞 P2 轉動，線圈轉到圖示位置時產生的電動勢都為最大值 Em=nBSω ，由歐姆定律可知此時 I相等， A對， B 錯；由右手定則可知線圈中電流方向為 a→ d→ c→ b→ a，故 C 錯； cd邊所受的安培力 F＝ BLcdI，故 F一樣大， D 錯． ] 10． 2 垂直 0 解析 T＝ 2πω＝ 12s，則交流電的頻率 f＝ 1T＝ t＝ 0時， e＝ 0，線圈位于中性面位置，線圈平面和磁感線垂直；當 t＝時， ωt＝ 2πft＝ 2π， e＝ 0. 11． (1)e＝ 10 2cos100πtV (2)見解析解析 (1)線框轉動，開始計時的位置為線圈平面與磁感線平行的位置，產生的交變電流按余弦規律變化，在 t時刻線框轉過的角度為 ωt，此時刻 e＝ Bl1l2ωcosωt，即 e＝ BSωcosωt，其中 B＝ 5 2π T， S＝＝， ω＝ 2πn＝ 2π 50rad/s＝ 100π rad/s，故 e＝ 5 2π 100πcos100πtV，即 e＝ 10 2cos100πtV. (2)T＝ 2πω＝，線框中感應電動勢隨時間變化關系的圖象如下圖所示 12． (1)e＝ 314sin 100πt V (2)200 V 解析 (1)解法一線圈經過時間 t轉過角度 θ＝ ωt，這時 bc和 da邊不切割磁感線， ab和 cd邊切割磁感線產生感應電動勢 eab＝ ecd＝ NB ab vsinωt，其中 v＝ ωad2 ＝ ωbc2 ，所以 e＝ eab＋ ecd＝ 2eab＝ 2NBω abad2 sinωt＝ NBSωsinωt，則 Em＝ NBSω＝ 100 100πV＝ 314V， e＝ 314sin100πtV 解法二感應電動勢的瞬時值 e＝ NBSωsinωt，由題可知 S＝ ab bc ＝＝， Em＝ NBSω＝ 100 100πV＝ 314V，所以 e＝ 314sin 100πt V. (2)用 E＝ NΔΦΔt計算 t＝ 0 至 t＝ T4過程中的平均電動勢 E＝ N|Φπ2－ Φ0|T4－ 0＝ N|0－ BS|T4＝ 4NBS2πω 即 E＝ E＝ 200V.

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