2020-2021学年高二下学期物理3-2(人教版)第五章第一节课时作业.docx

一、单项选择题1(2022莆田高二检测)如图所示，属于沟通电的是()解析：选C.方向随时间做周期性变化是交变电流最重要的特征A、B、D三项所示的电流大小随时间做周期性变化，但其方向不变，不是交变电流，它们所表示的是直流电C选项中电流的方向随时间做周期性变化，故选C.2下列线圈中不能产生交变电流的是()解析：选A.由正弦式沟通电的产生条件可知，轴必需垂直于磁感线，但对线圈的外形没有特殊要求故选A.3.如图所示，一矩形线圈绕与匀强磁场垂直的中心轴OO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PRQD大小不断变化，方向总是QRP解析：选C.由于MN换向器的作用，由右手定则可知通过R的电流方向不变，总是由PRQ.故C选项正确4一台旋转电枢式沟通发电机，在正常工作时的正弦电动势e220sin 100t V，由于超负荷使电枢转速降低了，这时的电动势是()Ae220sin 100t VBe220sin 90t VCe198sin 100t V De198sin 90t V解析：选D.由于超负荷，使电枢转速降低了，即转速变为原来的，n0.9n，所以电动势的最大值EmNBS0.9Em0.9220 V198 V，角速度2n20.9n0.90.9100 rad/s90 rad/s，故选D.5如图甲所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO以角速度逆时针匀速转动若以线圈平面与磁场夹角45时(如图乙)为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正则图丙中正确的是()解析：选D.矩形线圈绕垂直于匀强磁场的转轴匀速转动产生正弦式交变电流，在开头计时(t0)时线圈达到图乙所示的位置，据右手定则推断电流为负方向，首先排解A、B选项若到达图甲所示的位置，感应电流为负向的峰值，可见t0的时刻交变电流处于负半周且再经到达中性面位置，即0，瞬时表达式iImsin(t0)，所以0Imsin，t.故选D.二、多项选择题6矩形线圈的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示下列结论正确的是()A在t0.1 s和t0.3 s时，电动势最大B在t0.2 s和t0.4 s时，电动势转变方向C电动势的最大值是157 VD在t0.4 s时，磁通量变化率最大，其值为3.14 Wb/s解析：选CD.在t0.1 s和t0.3 s时，矩形线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为0，电动势为0，此时电动势转变方向，故A、B错误由图象可知，周期为0.4 s，故角速度5，而最大电动势为EmnBS157 V，C正确在t0.4 s时，磁通量为0，磁通量变化率最大，其值为3.14 Wb/s，故D正确. 7(2022华南师大附中高二月考)线圈在匀强磁场中转动产生电动势e10sin 20t V，则下列说法正确的是()At0时，线圈平面位于中性面Bt0时，穿过线圈的磁通量最大Ct0时，导线切割磁感线的有效速率最大Dt0.4 s时，e有最大值10 V解析：选AB.由电动势的瞬时值表达式知，计时从线圈位于中性面时开头，所以t0时，线圈平面位于中性面，磁通量为最大，但此时导线线速度方向与磁感线平行，切割磁感线的有效速率为零，A、B正确，C错误当t0.4 s时，e10sin 20t V10sin(200.4) V0，D错误故选AB.8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以恒定的角速度转动当从线圈平面与磁场方向平行时开头计时，线圈中产生的交变电流依据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线圈中的电流为零解析：选CD.t，此时线圈位于中性面位置，所以穿过线圈的磁通量最大，B错误，由于此时感应电动势为零，所以线圈中电流为零线圈所受的安培力为零，A错误，C、D正确故选CD.9如图所示，在水平匀强磁场中一矩形闭合线圈绕OO轴匀速转动，若要使线圈中的电流峰值减半，可行的方法是()A只将线圈的转速减半B只将线圈的匝数减半C只将匀强磁场的磁感应强度减半D只将线圈的边长减半解析：选ACD.由Im，EmNBS，2n，得Im，故A、C正确；又电阻R与匝数有关，当匝数减半时电阻R也随之减半，则Im不变，故B错误；当边长减半时，面积S减为原来的，而电阻减为原来的，故D正确10(2022武汉三中高二月考)如图所示，甲、乙两个并排放置的共轴线圈，甲中通有如图所示的电流，则()A在t1到t2时间内，甲乙相吸B在t2到t3时间内，甲乙相斥Ct1时刻两线圈间作用力为零Dt2时刻两线圈间吸引力最大解析：选ABC.甲回路电流的磁场减弱时，由楞次定律知，乙回路将产生与甲同向环绕的感应电流甲、乙电流之间通过磁场发生相互作用，甲、乙相吸同理，当甲中电流增加时，甲、乙相互排斥，故A、B选项都正确t1时刻，甲中电流产生的磁场变化率为零，则乙线圈感生电流瞬时值为零，而t2时刻，甲中的电流变化最快，乙中感生电流最强，但此时甲中电流瞬时值为零，所以t1、t2时刻，甲、乙电流间相互作用力为零，C正确，D错误故选ABC.三、非选择题11如图所示，匀强磁场B0.50 T，矩形线圈的匝数N100 匝，边长Lab0.20 m，Lbc0.10 m，以3 000 r/min的转速匀速转动，若线圈平面通过中性面时开头计时，试求：(1)交变电动势的瞬时值表达式；(2)若线圈总电阻为2 ，线圈外接电阻为8 ，写出交变电流的瞬时值表达式；(3)线圈由图示位置转过/2的过程中，交变电动势的平均值解析：(1)线圈的角速度2n314 rad/s线圈电动势的最大值EmNBS314 V故交变电动势的瞬时值表达式：eEmsin t314sin 314t V.(2)Im31.4 A所以交变电流的瞬时值表达式：i31.4sin 314t A(3)NN4NBSn200 V.答案：(1)e314sin 314t V(2)i31.4sin 314t A(3)200 V12如图甲所示，矩形线圈匝数N100匝，ab30 cm，ad20 cm，匀强磁场磁感应强度B0.8 T，绕轴OO从图示位置开头匀速转动，角速度100 rad/s，试求：(1)穿过线圈的磁通量最大值m为多大？线圈转到什么位置时取得此值？(2)线圈产生的感应电动势最大值Em为多大？线圈转到什么位置时取得此值？(3)写出感应电动势e随时间变化的表达式，并在图乙中作出图象解析：(1)当线圈转至与磁场垂直时，磁通量有最大值mBS0.80.30.2 Wb0.048 Wb(2)线圈与磁场平行时，感应电动势有最大值EmNBS480 V(3)表达式eEmcos t480cos 100t V.图象如图所示答案：见解析