2021学年2.1 感应电流产生的条件一课一练

【精编】物理沪科版选择性必修第二册第1节感应电流产生的条件-1优质练习

一．单项选择

1．某一交变电流的电流变化如图所示，该交变电流的有效值为(     )

A. A B. 3.5A C. 5A D. 7A

2．在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学的思想方法，其中等效思想是一种很重要的思想．下列有关等效思想的说法中正确的是（       ）

A．平均速度和平均加速度的提出与等效思想无关，体现了极限思想

B．交变电流的有效值涉及到了控制变量的思想，与等效思想无关

C．解决变力做功问题中提出的平均作用力体现了等效思想

D．由“探究感应电流方向的规律”实验得出楞次定律是等效思想的一个具体应用

3．一个单匝矩形线框的面积为S，在磁感应强度为B的匀强磁场中，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，转速为n转/秒，则（　　 ）

A．线框交变电动势的最大值为nπBS

B．线框交变电动势的有效值为nπBS

C．从开始转动经过周期，线框中的平均感应电动势为2nBS

D．感应电动势瞬时值为e=nπBSsin2nπt

4．如图所示，（甲）→（乙）→（丙）→（丁）→（甲）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，线圈在匀速转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接。已知线圈匝数为N．面积为S，转动的角速度为ω，转动过程中电路中的最大感应电动势为Em。下列选项正确的是（　 　）

A．在图（甲）位置时，线圈中的磁通量最大，为NBS

B．从图（乙）位置时，磁通量的变化率最大，为NBSω

C．在图（丙）位置时，交流电表的读数为零

D．在图（丁）位置开始计时，线圈中感应电动势e随时间t变化的关系式为

5．下列关于匀速圆周运动的性质说法正确的是（　　）

A．匀速运动 B．匀加速运动

C．加速度不变的曲线运动 D．变加速曲线运动

6．一矩形线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，产生的正弦交流电压u随时间t变化的关系如图所示．下列说法正确的是(　　)

A. 该交流电的频率为100Hz

B. t＝0时刻，线框平面与磁场方向平行

C. 用交流电压表测量该电压时示数为220V

D. 电压瞬时值表达式为u＝220sin 100πt(V)

7．如图所示，一个小型旋转电枢式交流发电机的矩形线圈面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中以矩形线圈中轴线为轴以角速度ω匀速转动，若外电路电灯电阻恒为R，电压表为理想交流电表。在线圈由平行于磁场方向位置转过90°的过程中，下面说法正确的是（　　）

A. 图示位置为感应电流为零的位置

B. 电灯两端的电压为

C. 电灯中产生的焦耳热为

D. 当线圈由平行于磁场方向位置转过90°时，流过线圈的电流为

8．一正弦式交变电流的i - t图像如图所示。下列说法正确的是

A．在t0.4 s时电流改变方向

B．该交变电流的周期为0.5 s

C．该交变电流的表达式为

D．该交变电流的有效值为

9．一台发电机产生的交变电流的图像如图所示，该交变电流（　　 ）

A．电动势有效值为

B．周期是

C．在时，穿过线圈的磁通量变化率最大

D．发电机所产生的交变电压的瞬时值表达式为

10．如图所示的四个装置中，与发电机工作原理相同的是（　　）

A.  B.

C.  D.

11．如图所示，一阻值为的单匝矩形金属线框在匀强磁场中绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的关系式为。下列说法正确的是（　　）

A. 每经过，通过线框的感应电流方向变化一次

B. 时，线框中产生的感应电动势最大

C. 内，线框中产生的焦耳热为

D. 通过线框的感应电流的有效值为

12．图甲所示是一台小型发电机，该发电机线圈的内阻为10 Ω，外接灯泡的电阻为90 Ω，图乙所示为该发电机产生的交变电流的电动势随时间变化的正弦规律图像。下列说法正确的是（ 　　）

A．在t=0.01s时，电压表的示数为零 B．在t=0.005s时，通过线圈的磁通量最大

C．在1 s内，灯泡产生的焦耳热为108.9J D．电路中电流的有效值约为1.6 A

13．如图所示为一位同学在玩飞镖游戏，已知圆盘的直径为d，飞镖距圆盘L，且对准圆盘上边缘的A点水平抛出（不计空气阻力，重力加速度为g），初速度为v0，飞镖抛出的同时，圆盘绕垂直圆盘过盘心O的水平轴匀速转动，角速度为ω，若飞镖恰好击中A点，则下列关系正确的是（　　）

A．d＝ B．ω＝（n=0,1,2,3）

C．v0＝ω D．ω2＝（n=0,1,2,3）

14．单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里的磁通量随时间变化的规律如图所示，则（　 　）

A．线圈中0时刻的感应电动势最大 B．线圈中时刻的感应电动势最大

C．线圈中0至时间内平均感应电动势为 D．线圈中至时间内感应电动势逐渐减小

15．闭合线圈在磁场中做如下运动，不能产生正弦式交变电流的情景是（　　 ）

A． B．

C． D．

参考答案与试题解析

1．【答案】A

【解析】

【详解】设交流电电流的有效值为，周期为，电阻为，则有：，解得：，故选项A正确，B．C．D错误．

2．【答案】C

【解析】

A．平均速度和平均加速度的提出与等效思想有关关，体现了等效的思想，A错误；

B．交变电流的有效值涉及到了等效的思想，与等效思想有关，B错误；

C．解决变力做功问题中提出的平均作用力体现了等效思想，C正确；

D．由“探究感应电流方向的规律”实验得出楞次定律是控制变量思想的一个具体应用，D错误。

故选C。

3．【答案】B

【解析】

AD．线框交变电动势的最大值为

Em=BSω=2nπBS

产生的感应电动势瞬时值为

e=2nπBSsin 2nπt

故A．D错误；

B．该线框交变电动势的有效值为

E=nπBS

故B正确；

C．线框中的平均感应电动势为

E==4nBS

故C错误。

故选B。

4．【答案】D

【解析】【来源】2021届北京市朝阳区高三（下）第一次质量检测（一模）反馈物理试题

A．在图（甲）位置时，线圈中的磁通量最大，为BS，故A错误；

B．从图（乙）位置时，磁通量的变化率最大

故

故B错误；

C．在图（丙）位置时，交流电表的读数不为零，是有效值，故C错误；

D．在图（丁）位置开始计时，初始感应电动势最大，故线圈中感应电动势e随时间t变化的关系式为，故D正确。

故选D。

5．【答案】D

【解析】

匀速圆周运动速度大小不变，方向变化；加速度方向始终指向圆心，加速度是变化的，所以匀速圆周运动是变加速曲线运动。故D正确，ABC错误。

故选D。

6．【答案】C

【解析】

【详解】A．由u-t图象得到周期T=0.02s，f==50Hz，故A错误；

B．t=0时刻，e=0，线框平面与磁场方向垂直，故B错误；

C．据图象可知，电动势的峰值是Em=220V，则有效值为 220V，用交流电压表测量该电压时示数为220V，故C正确；

D．电压瞬时值表达式为u=Umsinωt=220sin100πt（V），故D错误。

故选C。

7．【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．图示位置磁通量为零，但磁通量的变化率最大，产生的感应电动势最大，故感应电流不为零，A错误；

B．由题意可知，线圈转动过程产生的为正弦交流电，电动势的最大值为

有效值为

故电灯两端的电压为

B错误；

C．回路电流为

电灯中产生的焦耳热为

其中

联立解得

C正确；

D．当线圈由平行于磁场方向位置转过90°时，线圈处于中性面，此时磁通量最大，感应电动势为零，故流过线圈的电流为零，D错误。

故选C。

8．【答案】C

【解析】根据正弦式交变电流的i - t图像可知，在t0.1s．t0.3s时电流改变方向，该交变电流的周期为0.4 s，该交变电流的表达式为，选项AB错误C正确；该交变电流的最大值为2A，有效值为A，选项D错误。

9．【答案】A

【解析】【来源】山东省临沂市部分县区2020-2021学年高二（下）期中物理试题

A．电动势的有效值为

故A正确；

B．由图像可知，周期为0.02s，故B错误；

C．在时，感应电动势为0，穿过线圈的磁通量变化率最小，故C错误；

D．由图可知，周期为0.02s，交变电压的最大值Um=311V，交变电压的瞬时值表达式为，故D错误。

故选A。

10．【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】发电机工作原理为闭合回路部分导线切割磁感线，产生感应电流，B图符合，A图为电动机原理，C图为表示通电导线周围存在磁场，D图为通电导线在磁场中受力运动，故B符合题意，ACD不符合题意。

故选B。

11．【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．因为

线圈的转动的角速度

则转动的周期

每经过，通过线框的感应电流方向变化2次，A错误；

B．图示的位置电动势最大，则在转动半周时，线圈和磁场平行，电动势在此最大，则需经过0.05s，B错误；

CD．产生电动势的最大值

则电动势的有效值

通过线圈的电流的有效值

内，线框中产生的焦耳热

D错误，C正确。

故选C。

12．【答案】C

【解析】【来源】江苏省淮安市盱眙县都梁中学2020-2021学年高二（下）期中备考物理试题

A．电压表测量的是路端电压的有效值，故电压表的示数不为零，故A错误；

B．t=0.005 s时刻，线圈处于与中性面垂直的位置，通过线圈的磁通量最小，故B错误；

C．电路中电动势的有效值约为

根据

可知电路中电流的有效值为1.1 A，在1s内灯泡产生的焦耳热为

故C正确；

D．电动势的有效值为110 V，电路中电流的有效值

故D错误。

故选C。

13．【答案】B

【解析】

A．由题意可知飞镖做平抛运动，据位移公式可得

联立解得

A正确；

BD．圆盘上A点做匀速圆周运动，恰好击中A点，说明A正好在最低点被击中，所以飞镖击中A点时转过的角度

θ＝(2n+1)π(n=0,1,2,3)

代入平抛运动时间

可得圆盘的角速度为

ω＝＝＝(n=0,1,2,3)

代入平抛运动时间

可得

(n=0,1,2,3)

B正确，D错误；

C．由BD的解析可得

(n=0,1,2,3)

C错误。

故选B。

14．【答案】AC

【解析】【来源】福建省龙岩市长汀县三级达标校2020-2021学年高二（下）期中物理试题

A．由法拉第电磁感应定律

可知，图像的斜率表示感应电动势，所以线圈中0时刻的感应电动势最大，则A正确；

B．线圈中时刻的感应电动势最小为0，所以B错误；

C．线圈中0至时间内平均感应电动势为

所以C正确；

D．线圈中至时间内感应电动势逐渐增大，所以D错误；

故选AC。

15．【答案】B

【解析】【来源】黑龙江省哈尔滨市第六中学2020-2021学年高二（下）4月物理试题

ACD．线圈在匀强磁场内绕固定轴转动，磁通量发生变化，有感应电流，线圈中能产生正弦式交变电流，ACD正确，不符合题意；

B．线圈转动，磁通量不变，无感应电流，B错误，符合题意。

故选B。