2013-2014学年高中物理创新设计规范练习交变电流（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

下图中哪些情况线圈中产生了交流电 (　　)．

2. 难度：中等

如图所示，一矩形线圈绕与匀强磁场垂直的中心轴O O′沿顺时针方向转动，引出线的两端分别与相互绝缘的两个半圆形铜环M和N相连．M和N又通过固定的电刷P和Q与电阻R相连．在线圈转动过程中，通过电阻R的电流

A．大小和方向都随时间做周期性变化

B．大小和方向都不随时间做周期性变化

C．大小不断变化，方向总是P→R→Q

D．大小不断变化，方向总是Q→R→P

3. 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．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．穿过线圈的磁通量为零

C．线圈中的感应电流为零

D．穿过线圈磁通量的变化率为零

4. 难度：中等

线圈在匀强磁场中转动产生电动势，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率最大

D．t＝0.4 s 时，e有最大值10V

二、计算题

5. 难度：中等

圆形线圈共100匝，半径为r＝0.1 m，在匀强磁场中绕过直径的轴匀速转动，角速度为ω＝rad/s，电阻为R＝10  Ω，求：

(1)从图示位置转过90°时，线圈中的感应电流为多大？

(2)写出线圈中电流的表达式(磁场方向如图所示，B＝0.1 T，以图示位置为t＝0时刻)．

三、选择题

6. 难度：中等

矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e－t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时刻线圈平面与中性面垂直

四、填空题

7. 难度：中等

一个面积为S的单匝矩形线圈，在匀强磁场中以一条边为转轴做匀速转动，磁场方向与转轴垂直．线圈中感应电动势e与时间t的关系如图所示，感应电动势的最大值和周期可由图中读出，则磁场的磁感应强度为________，在时刻t＝时，线圈平面与磁感应强度的夹角等于________．

五、计算题

8. 难度：中等

如图所示，在匀强磁场中有一个“π”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20 cm，CE、DF长均为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像．

六、选择题

9. 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＝45°时(如图b)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(　　)．

10. 难度：中等

在两块金属板上加交变电压u＝U_msint，当t＝0时，板间有一个电子正好处于静止状态，下面关于电子以后运动情况的判断哪些是正确的(　　)．

A．t＝T时，电子回到原出发点

B．电子始终向一个方向运动

C．t＝时，电子将有最大速度

D．t＝时，电子的位移最大

七、计算题

11. 难度：中等

如图所示是一种自行车上照明用的车头灯发电机的结构示意图，转动轴的一端装有一对随轴转动的磁极，另一端装有摩擦小轮．电枢线圈绕在固定的U形铁芯上，自行车车轮转动时，通过摩擦小轮带动磁极转动，使线圈中产生正弦交变电流，给车头灯供电．

已知自行车车轮半径r＝35 cm，摩擦小轮半径r₀＝1.00 cm.线圈有n＝800匝，线圈框横截面积S＝20 cm²，总电阻R₁＝40 Ω.旋转磁极的磁感应强度B＝0.010 T，车头灯电阻R₂＝10 Ω.当车轮转动的角速度ω＝8 rad/s时．求：

(1)发电机磁极转动的角速度．

(2)车头灯中电流的有效值．