2012年人教版高中物理选修3-2 5.1交变电流练习卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

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

B．线圈每转动一圈，感应电流方向就改变一次

C．线圈每平面经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次

D．线圈每转动一圈，感应电动势和感应电流方向都要改变一次

2. 难度：中等

线圈在磁场中匀速转动产生的交流电的瞬时电动势为e＝10sin 20πt V，则下列说法正确的是(  )

A．t＝0时，线圈平面位于中性面

B．t＝0时，穿过线圈的磁通量最大

C．t＝0时，导线切割磁感线的有效速度最大

D．t＝0.4 s时，e达到峰值10 V

3. 难度：中等

交流发电机在工作时的电动势为e＝E_msin ωt，若将其电枢的转速提高1倍，其他条件不变，则其电动势变为(  )

A．E_msin                     B．2E_msin

C．E_msin 2ωt                   D．2E_msin 2ωt

4. 难度：中等

一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO′匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中．通过线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是(  )

A．t₁、t₃时刻通过线圈的磁通量变化率最大

B．t₁、t₃时刻线圈中感应电流方向改变

C．t₂、t₄时刻线圈中磁通量最大

D．t₂、t₄时刻线圈中感应电动势最小

5. 难度：中等

如图所示，一正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动．沿着OO′观察，线圈沿逆时针方向转动．已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，边长为l，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abcda

B．线圈中的感应电流为

C．穿过线圈的磁通量为0

D．穿过线圈的磁通量的变化率为0

6. 难度：中等

如图所示，矩形线圈abcd，已知ab为L₁，ad为L₂，在磁感强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω(从图中位置开始)匀速转动，则线圈中感应电动势的大小为(  )

A．BL₁L₂ωsin ωt           B．BL₁L₂cos ωt

C．BL₁L₂ωsin ωt              D．BL₁L₂ωcos ωt

7. 难度：中等

如图所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动．若以线圈平面与磁场夹角θ＝0°时(如图)为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正．则下列四幅图中正确的是(  )

8. 难度：中等

如图甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒定的角速度ω转动．当从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化，则在t＝时刻(  )

A．线圈中的电流最大

B．穿过线圈的磁通量为零

C．线圈所受的安培力为零

D．线圈中的电流为零

9. 难度：中等

如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P₁和P₂以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时(  )

A．线圈绕P₁转动时的电流等于绕P₂转动时的电流

B．线圈绕P₁转动时的电动势小于绕P₂转动时的电动势

C．线圈绕P₁和P₂转动时电流的方向相同,都是a→b→c→d

D．线圈绕P₁转动时cd边受到的安培力大于绕P₂转动时cd边受到的安培力

二、填空题

10. 难度：中等

一矩形线圈在匀强磁场中以角速度4π rad/s匀速转动，产生的交变电动势的图象如图所示．则交变电流的频率为______Hz，当t＝0时，线圈平面与磁感线________，当t＝0.5 s时，e为______V.

三、计算题

11. 难度：中等

如图所示，在匀强磁场中有一个“n”形导线框可绕AB轴转动，已知匀强磁场的磁感应强度B＝ T，线框的CD边长为l₁＝20 cm，CE、DF边长均为l₂＝10 cm，转速为50 r/s.若从图示位置开始计时：

(1)写出线框中感应电动势的瞬时值表达式；

(2)在e－t坐标系中作出线框中感应电动势随时间变化关系的图象．

12. 难度：中等

如图所示，匀强磁场B＝0.1 T，所用矩形线圈的匝数N＝100，边长ab＝0.2 m，bc＝0.5 m，以角速度ω＝100π rad/s绕OO′轴匀速转动．从线圈平面通过中性面时开始计时，试求：

(1)线圈中感应电动势的大小．

(2)由t＝0至t＝过程中的平均电动势值．