第三章第一节 交变电流——高二物理人教版（2019）选择性必修第二册课后习题（含解析）

第三章第一节 交变电流———高二物理人教版（2019）选择性必修第二册课后习题 【教材课后习题】 1.有人说，在图中，线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大，因而线圈中的感应电动势最大；线圈平面跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量为0，因而感应电动势为0。这种说法对不对？为什么？ 第1题图和第2题图 2.图中，设磁感应强度为0.01 T，单匝线圈边长AB为20 cm，宽BC为10 cm，转速，求线圈转动时感应电动势的最大值。 3.一台发电机产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰值，线圈匀速转动的角速度，试写出电动势瞬时值的表达式（设0时刻电动势瞬时值为0）。如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总电阻为2 kΩ，电路中电流的峰值为多少？写出电流瞬时值的表达式。 4.如图所示，KLMN是一个竖直的矩形导线框，全部处于磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中，线框面积为S，MN边水平，线框绕某一竖直固定轴以角速度ω匀速转动。在MN边与磁场方向的夹角到达30°的时刻（图示位置），导线框中产生的瞬时电动势e的大小是多少？标出线框此时的电流方向。已知线框按俯视的逆时针方向转动。 【定点变式训练】 5.下列各情况中，线圈都以角速度ω绕图中的转动轴匀速转动，不能产生交变电流的是( ) A. B. C. D. 6.某旋转电枢式交流发电机，当转子的旋转角速度为ω时，其产生的电动势随时间变化的关系式为。那么当转子的旋转角速度减为时，其产生的电动势随时间变化的关系式为( ) A. B. C. D. 7.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。已知线圈转动的角速度为ω，转动过程中电路中的最大电流为。下列选项正确的是( ) A.在图（甲）位置时，线圈中的磁通量最大，感应电流为零 B.从图（乙）位置开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关系式为 C.在图（丙）位置时，线圈中的磁通量最大，磁通量的变化率也最大 D.在图（丁）位置时，感应电动势最大，cd边电流方向为 8.一个矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动。线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示，下列说法正确的是( ) A.时刻通过线圈的磁通量为零 B.时刻通过线圈的磁通量最大 C.时刻线圈位于中性面位置 D.一个周期内，线圈中的电流方向改变一次 9.手摇手机充电器体型小，携带方便，可以在紧急状态下给手机临时充电，内部结构简化如图。装置中两磁极之间产生的磁场可近似视为匀强磁场，线圈的边（B端被磁极S挡住未标出）连在金属滑环K上，CD边连在滑环L上；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的连接。下列说法正确的是( ) A.图示时刻，线圈中的电流为0 B.图示时刻，磁通量的变化率最大 C.图示时刻，穿过线圈的磁通量最大 D.图示时刻，电流从右向左流过灵敏电流计G 10.下列图像中不属于交变电流的有( ) A. B. C. D. 答案以及解析 1.答案：见解析 解析：这种说法不对。根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，而与磁通量Φ没有必然的联系。假定线圈的面积为S，所在磁场的磁感应强度大小为B，线圈以角速度ω绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈在中性面时开始计时，则磁通量Φ随时间变化的关系为。线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量Φ虽然最大，但是图线的斜率为0，即磁通量的变化率，感应电动势为0；而线圈平面转到跟中性面垂直的位置时，穿过线圈的磁通量Φ为0，但是，图线的斜率最大，即磁通量的变化率最大，感应电动势最大。 2.答案： 解析：单匝线圈转到线圈平面与磁场平行位置，即图 ... ...