2021学年1 交变电流课时训练

这是一份2021学年1 交变电流课时训练，共10页。试卷主要包含了选择题，填空题，综合题等内容，欢迎下载使用。
3.1交变电流专题复习2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第二册一、选择题（共15题）1．矩形线圈绕垂直于匀强磁场的对称轴作匀速转动时，则（　　）A．当线圈平面处于中性面时，穿过线圈平面的磁通量最大，感应电动势最大B．当线圈平面处于中性面时，穿过线圈平面的磁通量最大,感应电动势为零C．当线圈平面与磁感线平行瞬间，穿过线圈平面的磁通量为零，感应电动势为零D．线圈转动一周，感应电流的方向改变一次2．一闭合矩形线圈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时刻线圈产生的电动势最大B．t1、t3时刻线圈位于中性面C．t2、t4时刻线圈中感应电流方向改变D．线圈每转一周，电流的方向就改变一次3．如图是交流发电机的示意图．线圈abcd在磁场中匀速转动产生交流电．线圈的ab边和cd边连在两个金属滑环上，两个滑环通过金属片做的电刷和外电路相连．当线圈沿逆时针方向转动时，关于电流方向以下判断正确的A．当线圈转到图甲的位置时，线圈中的电流方向为d-c-b-a
B．当线圈转到图乙的位置时，线圈中的电流方向为a-b-c-dC．当线圈转到图丙的位置时，线圈中的电流方向为d-c-b-aD．当线圈转到图丁的位置时，线圈中的电流方向为a-b-c-d4．如图所示，（a）→（b）→（c）→（d）→（e）过程是交流发电机`发电的示意图，线圈的ab边连在金属滑环K上，cd边连在金属滑环L上，用导体制成的两个电刷分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接．下列说法正确的是A．图（a）中，线圈平面与磁感线垂直，磁通量变化率最大B．从图（b）开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关系是C．当线圈转到图（c）位置时，感应电流最小，且感应电流方向改变D．当线圈转到图（d）位置时，感应电动势最小，ab边感应电流方向为b→a5．通过闭合线圈平面的图象如图所示,下列说法正确的是（     ）A．时刻线圈中感应电动势最大B．时刻线圈中磁通量为零C．时刻线圈平面与中性面重合D．、时刻线圈中感应电流方向相同6．如图所示，将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为l，它在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中匀速转动，转速为n，导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路有额定功率为P的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，灯泡的电阻应为(　　) A． B． C． D．7．线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，由图可知（　　）A．在A、C时刻线圈处于中性面位置B．在B、D时刻穿过线圈的磁通量为零C．从A时刻到D时刻线圈转过的角度为πD．若从O时刻到D时刻经过0.02s，则在1s内交变电流的方向改变100次8．图是一矩形线圈在一匀强磁场中以角速度ω匀速转动而产生的感应电动势随时间变化的图象，则下列说法正确的是A．t＝0时通过线圈的磁通量最大；B．t＝T/4时线圈平面跟磁场方向垂直；C．一个周期内电流的方向改变一次；D．t＝T时外电路消耗的电功率最大．9．一气体放电管，当其两电极间的电压超过V时，就放电而发光，在它发光的情况下逐渐降低电压，要降到500V时才熄灭。放电管两电极不分正负。现有一正弦交流电源，输出电压峰值为1000V，频率为50Hz，若用它给上述放电管供电，则在一小时内放电管实际发光的时间为（　　）A．15分钟 B．25分钟 C．30分钟 D．45分钟10．如图所示，匀强磁场方向水平向右，粗细均匀的正方形金属线框abcd放在匀强磁场中，线框平面与磁场平行，O1 O 2为正方形金属线框垂直于磁场的对称轴，ab边与垂直于磁场的直线O3O4重合，当线框以角速度绕O1O2匀速转动到图示位置时cd边产生的感应电动势为E1，回路中的感应电流为I1，当线框以角速度绕O3O4匀速转动到图示位置时cd边产生的感应电动势为E2，回路中的感应电流为I2，则（   ）A． B． C． D．11．如图所示，竖直长直导线通有向下的恒定电流，位于导线右侧的矩形线圈abcd可绕其竖直对称轴O1O2转动。线圈绕轴沿逆时针（沿轴线从上往下看）方向匀速转动，转动周期为T。从图示位置开始计时，下列说法正确的是（　　）A．线圈中产生正弦式交流电B．时间内，线圈中感应电流方向为C．时，线圈的磁通量最大，感应电动势也最大D．线圈每转动一周电流方向改变一次12．关于物理概念的定义所体现的思想方法，下列叙述正确的是（　　）A．交变电流的有效值体现了等效思想B．平均速度的概念体现了极限思想C．电阻的概念体现了控制变量思想D．重心的概念体现了理想模型思想13．图甲是小型交流发电机的示意图，在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁场方向垂直的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示，发电机线圈内阻为，外接一只电阻为的灯泡，不计电路的其他电阻，则（　　）A．时线圈平面与中性面垂直B．每秒钟内电流方向改变100次C．灯泡两端的电压为D．线圈的转速为14．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P→R→QD．大小不断变化，方向总是Q→R→P15．如图所示，矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面内的轴匀速转动，产生了交变电流，下列说法正确的是（　　）A．当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大B．当穿过线框的磁通量为0时，线框中的感应电动势也为0C．当穿过线框的磁通量为0时，线框中的磁通量变化率最大D．线框经过如图位置时，电流方向将发生改变二、填空题（共4题）16．直流：_________不随时间变化的电流称为直流。17．交流发电机的线圈在磁场中转动时，转轴与磁场方向_________，用_________定则判断线圈切割磁感线产生的感应电流方向。18．如图甲所示，矩形线框ABCD（C端被B端遮住，D端被A端遮住）以AD边为轴逆时针匀速转动，角速度为。已知AB和CD边长为L1，BC和AD边长为L2，匀强磁场磁感应强度为B，线框只有一匝。从线圈经过中性面（图中虚线位置）时开始计时，并规定此后四分之一周期内电流沿正方向。（1）转动中___________（哪一条或哪几条）边切割磁感线；（2）转动中，BC边的速率是___________。（3）t时刻（图中实线位置），线框平面与中性面的夹角是_________，BC边的速度与磁场夹角是___________。（4）t时刻，BC边中的电动势eBC=___________，线框中的电动势e=___________。（5）如果线框共n匝，并用S表示线框的面积（也就是）。则t时刻线框中的电动势e=___________，其最大值是Em=___________。（6）在乙图中画出e-t图线________。19．某集装箱吊车的交流电动机输入电压为380V，则该交流电电压的最大值为＿＿＿＿V．当吊车以0.1m/s的速度匀速吊起总质量为5.7×103kg的集装箱时，测得电动机的电流为20A，电动机的工作效率为＿＿＿＿＿＿．（g取10m/s2）三、综合题（共4题）20．如图所示，空间存在一水平向右的匀强磁场，磁感应强度大小为，一阻值、面积的U形框通过M、N两点处的电刷与一标有“6V   12W”的纯电阻用电器L相连接，现以U形框所在平面与磁场平行时作为0时刻，让U形框以恒定的角速度绕M、N所在直线做匀速圆周运动。(1)求U形框中产生的感应电动势的瞬时值的表达式；(2)从0时刻开始，U形框转过个周期的过程中流过用电器的电荷量为多少？该电荷量与U形框的角速度大小是否有关？(3)用电器L能否正常工作？如果能请写出必要的计算过程，如果不能求用电器消耗的实际功率。21．如图所示，间距为L的光滑水平金属导轨，水平地放置在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中，一端接阻值为R的电阻．质量为m的导体棒放置在导轨上，其电阻为R0．在拉力F作用下从t＝0的时刻开始运动，其速度随时间的变化规律为v＝vmsinωt，不计导轨电阻．求：(1)从t＝0到t= 时间内电阻R产生的热量．(2)从t＝0到t= 时间内拉力F所做的功．22．如图是一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图，其工作原理类似于打点计时器。当电磁铁通入电流时，可吸引或排斥上部的小磁铁，从而带动弹性金属片对橡皮碗下面的气室施加力的作用，达到对外充气的效果。回答下列问题：（1）当电流从电磁铁的接线柱a流入时，发现吸引小磁铁向下运动，则电磁铁的上端为什么极？小磁铁的下端为什么极？（2）这种充气泵应该用直流电还是交流电？简单分析其原因；（3）为增强磁场，电磁铁的铁芯绕在磁性材料上，而磁性材料可分为硬磁性材料和软磁性材料，这种电磁铁的铁芯应该采用哪种磁性材料？为什么？23．如图所示，矩形线圈匝数N=100匝，ab=30cm，ad=20cm，匀强磁场磁感应强度B=0.8T，绕轴OO′从图示位置开始匀速转动，角速度ω=100πrad/s，试求：（1）穿过线圈的磁通量最大值Φm为多大？（2）线圈产生的感应电动势最大值Em为多大？（3）写出感应电动势e随时间变化的表达式？（4）从图示位置开始匀速转动30°过程中，线圈中产生的平均电动势为多少？
参考答案：1．B2．B3．B4．C5．A6．B7．D8．A9．C10．A11．B12．A13．B14．C15．C16．方向17．     垂直     右手18．     BC                                        19．380 ，75%20．(1)；(2)，无关；(3)不能，21．（1）（2）+ 22．（1）电磁铁上端为极，小磁铁下端为极；(2)交流电。用交流电可以让电磁铁上端的磁极交替变化，从而让气室不断从外吸气，对目标充气。如果用直流电，小磁铁要么被吸引，要么被排斥远离，无法连续充气。(3)采用软磁性材料。软磁性材料撤去磁场后没有明显的剩磁，可以实现连续充气。23．（1）0.048 Wb；（2）480V；（3）e=480πcos100πt（4）1440V．