第1节 交流电-2021-2022学年高二物理课后培优练（人教版2019选择性必修第二册）

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第 1 节 交变电流
本课重点 理解交流电的产生
本课难点 会解决交流电的问题
一、单选题
1．在匀强磁场中，一正方形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动时，产生的电动势随时间变化的规律为
。如果将线框的边长变为原来的 2倍，转速变为原来的 ，其他条件不变，则电动势随时间变化的
规律为（　　）
A． B． C． D．
2．关于交变电流，下列说法正确的是（　　）
A．大小不变，方向不改变的电流是交变电流 B．大小变化，方向不改变的电流是交变电流
C．大小变化，方向改变的电流是交变电流 D．大小不变，方向改变的电流不是交变电流
3．线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电流如图所示，则（ ）
A．在 A和C时刻线圈平面和磁场垂直
B．在 B和D时刻线圈中的磁通量为零
C．在 B和D时刻线圈中的磁通量最大
D．B和D时刻通过线圈的磁通量的变化率的绝对值最大
4．在匀强磁场中，一个 100 匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量
随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为 2Ω，则（　　）
A．t＝0时，线圈平面垂直于磁感线
B．t＝1s 时，线圈中的电流改变方向
C．t＝1.5s 时，线圈中磁通量的变化率最大
D．t＝2s 时，线圈中的感应电流最大
5．如图所示，为交流发电机的示意图。装置中两磁极之间产生的磁 场可
近似为匀强磁场，线圈转动时通过滑环和电刷保持与外电路的闭合，线圈沿顺时针方向匀速转动通过图中位置
瞬间，下列说法正确的是（　　）
A．穿过线圈的磁通量最大
B．通过电阻的电流瞬时值最大
C．穿过线圈的磁通量的变化率为零
D．AB 边的电流方向由 B到A
6．如图所示，交流发电机内矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动， 下
列说法正确的是（　　）
A．图示时刻穿过线圈磁通量为零，感应电动势为零
B．图示时刻穿过线圈磁通量最大，感应电动势最大
C．线圈从图示时刻转过 90°时，磁通量变化最快
D．线圈在图示时刻，磁通量变化最快
7．下列事物与磁现象无关的是（　　）
A．白炽灯 B．电动机 C．指南针 D．交流发电机
8．线圈在匀强磁场中转动时产生交变电流，下列说法正确的是（　　）
A．线圈每转动一周，感应电流的方向就改变一次
B．线圈每转动一周，感应电动势出现两次最大值
C．线圈平面每经过中性面时，穿过线圈的磁通量变化最快
D．线圈平面每经过中性面时，穿过线圈的磁通量达到最小值
二、多选题
9．一矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动，穿过线圈的磁通量随时间变化
(如图)，下列说法正确的是（ ）
A．线圈转动的角速度为
B．在 时线圈中感应电动势为零
C．在 时线圈中感应电动势正在增大
D．在 时线圈中感应电动势为零
10．将一段铜制裸导线弯折成如图甲所示形状的线框，将它置于一节干电池的正极上（线框上端的弯折位置与
正极良好接触），一块圆柱形强磁铁 N极向上吸附于电池的负极，使导线框下面的两端 P、Q套在磁铁上并与
磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会发生转动，从而制成了一个“简易电动机”，如图乙所示。关于该电
动机，下列说法正确的是（　　）
A．俯视，线框将顺时针转动
B．若将磁铁吸附在负极的磁极对调，线框转动的方向不
变
C．电池的输出功率一定大于线圈转动时的机械功率
D．若线圈电阻不受发热影响，则线圈从静止开始转动的
过程中，线框中电流保持不变
11．一只矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交流电动势 e＝10sin4πt(V)则（ ）
A．交流的频率是 4πHz B．当 t＝0时线圈平面跟磁感线垂直
C．当 t＝0.5 时，e有最大值 D．交流电的周期是 0.5s
12．下列各图中，线圈中能产生交变电流的是（　　）
A．B．C．D．
13．如图甲所示，一个矩形线圈 abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。线圈内的磁通量随时间 t
变化的图像如图乙所示，则下列说法中正确的是（　　）
A．t1时刻线圈中的感应电动势最大 B．t2时刻 ab 的运动方向与磁场方向垂直
C．t3时刻线圈平面与中性面重合 D．t4、t5时刻线圈中感应电流的方向相同
三、解答题
14．在如图所示的交流发电机线圈中，如果 ab 边长为 ，bc 边长为 ，线圈转动的角速度为 ，线圈匝数为
n，磁感应强度为 B，从图示位置开始转动，线圈电阻不计。
(1)求交变电动势的峰值 ；
(2)求通过电阻 R的电流的瞬时值表达式。
15．如图所示，一个不变形的单匝闭合圆形线圈的面积为S，电阻为 R，放在匀强磁场中，且线圈平面与磁场方
向垂直，磁场的磁感应强度 B随时间 t的变化规律为 。
(1)在0~T时间内，哪些时刻线圈中产生的感应电动势最大？
(2)在 时间内，通过线圈某一横截面的电荷量是多大？
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