新教材2021-2022人教版物理选择性必修第二册课时检测：3.1　交变电流含解析

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课时跟踪检测(十二)　交变电流
1．下列关于交流发电机的叙述正确的是(　　)
A．交流发电机将电能转化为机械能
B．交流发电机由两部分组成，即定子和转子，线圈必须旋转，成为转子，这样才能
在线圈中产生交流电
C．交流发电机线圈中产生交流电，输送到外电路也是交流电
D．在交流发电机线圈转动的过程中，线圈中的每一个边都切割磁感线
解析：选C　交流发电机将机械能转化为电能，A错误；交流发电机由两部分组成，
即定子和转子，线圈既可以作为定子，也可以作为转子，定子和转子相对转动就可以产生
交流电，B错误；交流发电机线圈中产生交流电，输送到外电路也是交流电，C正确；在
交流发电机线圈转动的过程中，并不是线圈的每一条边都切割磁感线，D错误。
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时刻通过线圈的磁通量最大
D．t2、t4时刻线圈中感应电动势最小
解析：选B　t1、t3时刻通过线圈的磁通量 Φ最大，磁通量变化率为零，此时感应电动
势、感应电流均为零，线圈中感应电流方向改变，选项 A错误，选项 B正确；t2、t4时刻通
过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大，即感应电动势最大，选项 C、D错误。
3．[多选]某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生交变电流的图像如图
所示，由图中信息可以判断(　　)
A．在 A和C时刻线圈处于中性面位置
B．在 B和D时刻穿过线圈的磁通量为零
C．从 A→D时刻线圈转过的角度为 π
D．若从 O→D时刻历时 0.02 s，则在 1 s 内交变电流的方向改变 100 次
解析：选CD　由题图可知，在 O、B、D时刻感应电流为零，所以此时线圈恰好在中
性面位置，穿过线圈的磁通量最大；在 A、C时刻感应电流最大，线圈处于和中性面垂直
的位置，此时穿过线圈的磁通量为零。故 A、B错误。从 A到D时刻，线圈旋转周，转过
的角度为 π；如果从 O到D时刻历时 0.02 s，线圈转动 1周，则 1 s 内线圈转动 50 周，100
次经过中性面，交变电流的方向改变 100 次。故 C、D正确。
4．一矩形线圈 abcd 如图所示，已知 ab 边长为 l1，bc 边长为 l2，在磁感
应强度为 B的匀强磁场中绕 OO′轴以角速度 ω从图示位置开始匀速转动，
则t时刻线圈中的感应电动势为(　　)
A．0.5Bl1l2ωsin ωt　　　 B．0.5Bl1l2ωcos ωt
C．Bl1l2ωsin ωt D．Bl1l2ωcos ωt
解析：选D　因为开始时刻线圈平面与磁感线平行，即线圈从垂直于中性面的位置开
始运动，所以开始时刻线圈中感应电动势最大，为 Em＝Bl1l2ω，感应电动势的表达形式应
为余弦函数形式。因此在 t时刻线圈中的感应电动势为 Bl1l2ω cos ωt，故正确选项为 D。
5．[多选]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。当线圈平面转到图示位置与磁场方向平行时(　　)
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．线圈分别绕 P1和P2转动时的电流的方向相同，都是 a→d→c→b
D．线圈绕 P1转动时 dc 边受到的安培力大于绕 P2转动时 dc 边受到的安培力
解析：选AC　产生交变电流的条件是轴和磁感线垂直，与轴的位置和线圈形状无关，
线圈 abcd 分别绕轴 P1、P2转动，转到图示位置时产生的电动势 E＝NBSω，由 I＝可知，
此时 I相等，故选项 A正确，选项 B错误；由右手定则可知，电流方向为 a→d→c→b，故
选项 C正确；dc 边受到的安培力 F＝BldcI，故 F一样大，选项 D错误。
6．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，不可行的方法是(　　)
A．只将线圈的转速减半
B．只将线圈的匝数减半
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