7.2 交变电流（1）交变电流的产生和规律 作业15-2022-2023学年高二下学期物理沪科版（2020）选择性必修第二册.docx

1、11B物理选修第七章电磁感应定律的应用作业15第二节 交变电流（1）交变电流的产生和规律班级_姓名_学号_日期_一、 单项选择题（只有一个选项正确）1. 下列关于交变电流和直流的说法正确的是（）（A）若电流大小做周期性变化，则一定是交变电流（B）直流的大小可以变化，但方向不一定变化（C）交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的（D）交变电流的最大特征就是电流的方向发生周期性的变化2. 甲、乙两电路中电流随时间的变化关系分别如图甲、乙所示，则属于交流电的是（） （A）甲、乙都是（B）只有甲（C）只有乙（D）甲、乙都不是3. 图中各图线不表示交流的是（）（A）（B）（C）（D）4. 交流发电机发电过程

2、示意图如图所示，线圈匀速转动过程中，下列说法正确的是（）（A）转到图甲位置时，线圈为中性面（B）转到图乙位置时，线圈中电流方向发生改变（C）转到图丙位置时，CD边感应电流方向为DC（D）转到图丁位置时，线圈中的磁通量变化率最大5. 在匀强磁场中，一个100匝的闭合金属线圈，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，则（）（A）时，线圈中感应电流为零（B）s时，线圈平面垂直于磁场方向（C）100s内，线圈中的电流方向改变50次（D）线圈中产生的电动势的最大值为4V二、 多项选择题（有两个或者以上答案正确）6. 图为交流发电机的示意图，线圈的AB边连在金属滑环K上

3、，CD边连在金属滑环L上，两个导体电刷E、F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.关于其工作原理，下列分析正确的是（ ）（A）当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大（B）当线圈平面转到中性面的瞬间，线圈中的感应电流最大（C）当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量最小（D）当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，线圈中的感应电流最小7. 一线框在匀强磁场中转动、产生的正弦式交变电流随时间变化的规律如图所示，下列说法正确的是（）（A）交流电压瞬时值的表达式为u=10sin25t（V）（B）交流电的频率为25Hz（C）0.01s末线框平面平行于磁场，穿过

4、线框的磁通量变化最快（D）0.02s时穿过线框的磁通量为零8. 两人在赤道上站立。各自手握金属绳OPO的一端，绕东西方向的水平轴沿顺时针方向匀速摇动，周期为T，将金属绳连入电路，闭合回路如图所示，取金属绳在图示的最高位置时为t=0时刻，则下列说法正确的是（）（A）电路中存在周期为T的变化电流（B）时刻，回路磁通量最大，电路中电流最大（C）时刻，电流向左通过灵敏电流计（D）时刻，电路中电流为零三、 填空题9. 如图所示，100匝的矩形线圈ABCD，AB=CD=0.5m，AD=BC=0.2m，将线圈置于B=2T的匀强磁场中，以OO为轴转动，转速为=5rad/s，则线圈转动一周电流方向改变_次，产生

5、的感应电动势的最大值为_。10. 甲、乙两矩形单匝金属线圈分别绕与磁感线垂直的轴在同一匀强磁场中匀速转动，输出交变电流的感应电动势图像如图中甲、乙所示，则甲、乙线圈转动的频率之比_，甲、乙线圈的面积之比_。四、 简答题11. 如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中绕OO轴顺时针（沿OO方向看）匀速转动时，线圈中产生正弦交流电。从线圈转过图示位置开始计时，设沿abcda方向为电流正方向，则线圈中产生的交流电图像是图中的哪一个？说明判断的理由。12. 下图是一个按正弦函数规律变化的交变电流的电流图像，请根据图像求出它的周期、频率和电流的最大值，并写出电流的函数表达式。13. 如图所示，线圈的面积是

6、0.05m2，共有100匝，线圈电阻r=1。外接电阻R=9，匀强磁场的磁感应强度。当线圈以5r/s的转速匀速旋转时，求：（1）若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时表达式； （2）电路中负载电压的瞬时表达式。参考答案：1D【详解】A若电流大小做周期性变化，则不一定为交变电流，因为没有提及电流方向随时间做周期性变化，A错误；B直流的大小可以变化，但直流的方向一定不变，B错误；C交变电流的方向发生周期性的变化，但不一定是按正弦或余弦规律变化的，C错误；D交变电流的最大特征就是电流的方向发生周期性的变化，D正确。故选D。2B【详解】电流方向随时间变化的电流为交变电流，故由题图可知，甲

7、是交流电，乙不是交流电。故选B。3B【详解】交流电是指电流的方向发生变化的电流，电流的大小是否变化对其没有影响，电流的方向变化的有ACD，B是直流，本题选不是交流电的，故选B4B【详解】A转到图甲位置时，线圈为与中性面垂直的位置，故A错误；B转到图乙位置时，即线圈为中性面位置，此时线圈中电流方向发生改变，故B正确；C转到图丙位置时，由右手定则可得，CD边感应电流方向为CD，故C错误；D转到图丁位置时，线圈中的磁通量最大，磁通量变化率为零，故D错误。故选B。5D【详解】A时，磁通量变化率最大，因此回路中感应电流最大，故A错误；Bs时，磁通量为0，此时线圈平面平行于磁场方向，故B错误；C周期为2s

8、，一个周期内电流方向改变2次，因此100s内，线圈中的电流方向改变100次，故C错误；D线圈中产生的电动势的最大值为故D正确。故选D。6AC【详解】A、当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为零,，感应电动势为零，线圈中的感应电流为零，故A正确，B错误B、当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量最小为零，磁通量变化率最大，感应电动势最大，感应电流最大，故C正确，D错误故选AC7BC【详解】A根据u-t图像函数表达式为由图像知T=410-2s，Um=10V，带入可得（V）故A错误；B由T=410-2s，得频率故B正确；C0.01s末u=10V，为最大值，由法拉第

9、电磁感应定律 知此刻磁通量变化最快，线框平面平行于磁场，故C正确；D0.02s时u=0，此时磁通量变化率为零，说明线框平面垂直于磁场，磁通量最大，故D错误。故选BC。8AD【详解】A用类比法，如线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生周期性变化的交变电流，所以这个电路中存在周期为T的变化电流，故A正确；B由于地磁场方向等效为由南指向北，则t=0时刻，回路磁通量最大，电路中电流最小为0，故B错误；C时刻，第一次经过水平位置，这个过程磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流方向向右通过灵敏电流计，故C错误；D时刻，导线速度方向与磁场方向平行，磁通量变化率为零，则电路中电流为零，故D正确。故选AD。9 2 10

10、0V【详解】1当线圈经过中性面时，电流方向改变，线圈转动一周两次经过中性面，所以电流方向改变2次；2感应电动势的最大值为所以10 【详解】1由图像知甲的周期为2s，乙的周期为1s，结合可得2甲的电动势最大值为6V，乙的电动势最大值为2V，由得可知11见解析【详解】在图示位置，穿过线圈的磁通量达到最大，线圈中产生的感应电流为零，即，当线圈绕OO轴顺时针（沿OO方向看）匀速转动时，穿过线圈的磁通量减小，且原磁场方向向上，根据楞次定律可知感应电流的磁场方向和原磁场方向相同，故线圈中的感应电流的方向沿abcda，电流为正方向，故选a。120.2s；5Hz；10A；【详解】根据图像可得周期为频率是周期的倒数电流的最大值为图中电流是正弦变化，所以电流的函数表达式为13（1）；（2）【详解】（1）角速度为电动势的最大值从中性面开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式（2）电动势的有效值电路中的电流电压表示数