篇一：5-1交变电流同步练习
第5章 第1节 交变电流同步练习
基础夯实
1．家庭电路的交变电流图象为如图所示中的(
)
答案：A
2．一线圈在匀强磁场中匀速转动，在如图所示位置时(
)
A．穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小 B．穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最大 C．穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大 D．穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最小 答案：C
ΔΦ
解析：当线框平面平行于磁感线时，磁通量最小，但Em最大 最大，故正确答
Δt案为C.
3．一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势e＝220sin100πt，则( ) A．交流电的频率是100π B．t＝0时，线圈位于中性面 C．交流电的周期是0.02s D．t＝0.05s时，e有最大值 答案：BC
解析：由瞬时值表达式知：角速度ω＝100πrad/s，感应电动势是按正弦规律变化． 所以t＝0时，线圈平面位于中性面．
ω100π
因ω＝2πf，所以f＝＝50Hz；
2π2π
11
由T＝T＝0.02s
f50当t＝0.05s时，e＝2sin5π＝0 故B、C选项正确．
4．矩形线圈在磁场中匀速转动时，产生的感应电动势最大值为50V，那么该线圈由图所示位置转过30°，线圈中的感应电动势大小为(
)
1 / 5
A．50V C．25V 答案：B
解析：由题示条件知：交变电流瞬时值表达式为e＝50cosωt＝50cosθ，当θ＝30°时，e＝253V，B对． 5．(2010·嘉兴高二检测)一闭合矩形线圈
abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO′匀速转动，线圈平面位于如图2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( )
B．253V D．10V
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时刻线圈中磁通量最大
D．t2、t4时刻线圈中感应电动势最小 答案：B
ΔΦ
解析：t1、t3时刻通过线圈的磁通量Φ最大，磁通量变化率0，此时感应电动势、
Δt感应电流为零，线圈中感应电流方向改变，A错误，B正确；t2、t4时刻线圈中磁通量为零，磁通量的变化率最大，即感应电动势最大，C、D
错误．
6．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．线圈绕P1和P2转动时的电流的方向相同，都是a→b→c→d
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
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答案：A
解析：产生正弦交变电流的条件是轴和磁感线垂直，与轴的位置和线框形状无关，转到
E
图示位置时产生的电动势E上具有最大值Em＝nBSω由欧姆定律I＝可知此时I相等，故
R总A对，B错．由右手定则可知电流为a→d→c→b，故C错．cd边受的安培力F＝BLcdI，故F一样大，D错．
7．一台发电机产生正弦式电流，如果e＝400sin314t(V)，那么电动势的峰值是多少，线圈匀速转动的角速度是多少，如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总电阻为2kΩ，写出电流瞬时值的表达式．
解析：根据电动势的瞬时值表达式可知 电动势的峰值：Em＝400V
线圈的角速度：ω＝314rad/s＝100πrad/s
E由欧姆定律：Im＝0.2A
R所以电流瞬时值表达式为i＝0.2sin314t(A)
能力提升
1．(2010·天津一中高二期中)
如图甲所示，虚线上方空间有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，直角扇形导线框绕垂直于纸面的轴O以角速度ω匀速逆时针转动．设线框中感应电流的方向以逆时针为正，线框处于图示位置时为时间零点．那么，在图乙中能正确表明线框转动一周感应电流变化情况的是(
)
图甲图乙
答案：A
2．一束带电粒子沿着通有交流电的螺线管的轴线射入管内，则粒子在管内的运动状态是( )
A．往复运动 B．匀速直线运动 C．匀加速直线运动 D．匀速圆周运动 答案：B
解析：带电粒子顺着螺线管轴线飞入，它的运动方向跟磁感线平行，故带电粒子不受磁场力，所以它做匀速直线运动．
3．一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示，则下列说法中正确的是( )
3 / 5
A．t＝0时刻线圈平面与中性面垂直 B．t＝0.01s时刻Φ的变化率最大 C．0.02s时刻感应电动势达到最大
D．该线圈相应的感应电动势图象如图乙所示 答案：B
解析：t＝0时Φ最大，线圈应在中性面位置，A错；t＝0.01s时，Φ－t图象的斜率最ΔΦ
大，故B正确；t＝0.02s时，Φ不变，故e＝0，C错；因Φ－t图象为余弦图象，
Δt故e－t图象为正弦图象，D错．
2π
4．在两块金属板上加交变电压U＝Umsint，当t＝0时，板间有一个电子正好处于静
T止状态，下面关于电子以后运动情况的判断哪些是正确的( )
A．t＝T时，电子回到原出发点 B．电子始终向一个方向运动
T
C．t＝
2T
D．t＝
2
答案：BC 解析：本题考查了带电粒子在交变电压所产生的交变电场中的运动问题．分析带电粒子的运动性质应从粒子运动的速度方向与受力方向的关系入手，二者同向，则粒子加速；反向，则粒子减速运动．
电子在电场中受到变化的电场力的作用F＝Eq，电压变，故场强变．在第一个半周期内电子从静止开始作正向变加速运动，第二个半周期内作正向的变减速运动，一个周期结束时
T
电子速度恰减为零．如此电子一直向一个方向运动，在t＝(2k＋1)(k＝0,1,2……)时刻速度
2是最大值．
5．一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中以一条边为轴做匀速转动，磁场方向与转轴垂直，线圈中的感应电动势e与时间t的关系如图所示，感应电动势的最大值和周期可由图
T
中读出，则磁感强度B＝______，在t＝________．
12
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ET答案：30°
2πS
解析：由图象可知，电动势的瞬时值表达式为e＝Emcosωt.
2π
其中：Em＝NBSω，而N＝1，ω＝，最大值Em和周期T在图象中已经给出．
T
2πET
所以Em＝BS，B＝T2πS在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，其夹角θ＝0°，
TT2πTπ
从t＝0时刻到t＝时刻，线圈平面转过的角度θ＝ωt＝ω＝rad＝30°.
1212T126
T
故t＝时刻，线圈平面与磁感应强度的夹角为30°.
126．发电机的转子是匝数为100匝，边长为20cm的正方形线圈，将它置于磁感应强度B＝0.05T的匀强磁场中，绕着垂直于磁场方向的轴以ω＝100πrad/s的角速度转动，当线圈平面跟磁场方向垂直时开始计时．线圈和外电路的总电阻R＝10Ω.
(1)写出交变电流瞬时值表达式；
π
(2)线圈从计时开始，转过过程中通过线圈某一截面的电荷量为多少？
3
答案：(1)i＝2πsin100πtA (2)1×102c 解析：感应电动势最大值为Em＝nBSω. Em＝100×0.05×0.2×0.2×100πV＝20πV
20π
Im＝＝2πA，
R
－
∴i＝Imsinωt＝2πsin100πtA
πnΔΦnΔΦ
(2)线圈从计时开始，转过过程中通过线圈某一截面的电荷量q＝It＝Δt＝.
3ΔtRR
π
从中性面计时，转过
3
1
ΔΦ＝BΔS＝BS(1－sin30°)＝BS
2
nBS100×0.05×0.2×0.20.2－q＝＝C＝C＝1×102C.
2R2020
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篇二：5.1 交变电流 习题课
5.1 交变电流习题课
编写： 审核：高二物理备课组
【学习目标】
1．理解交变电流、直流的概念。
2．理解交变电流的产生，会分析线圈转动一周中电动势和电流方向的变化。
3．知道交变电流的变化规律及表示方法。
4．知道交变电流的峰值、瞬时值的含义。
【课前练习】
1.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,当线圈通过中性面时.下列说法中正确的是( ).
A．穿过线圈的磁通量最大,线圈中的感应电动势最大
B．穿过线圈的磁通量等于零,线圈中的感应电动势最大
C．穿过线圈的磁通量最大,线圈中的感应电动势等于零
D．穿过线圈的磁通量等于零,线圈中的感应电动势等于零
2.下图中画出了六种电流随时间变化的图像.这六个图中的电流,都随时间t作周期性变化,其中属于交流电的是________,属于正弦式交流电的是
________.
【课中互动】
例1．如图虚线位置叫中性面，说说当线圈位于中性面位置时有什么特点？
设线圈平面从中性面开始转动,角速度是ω.经过时间t,如右图所示. a 为线圈ab边的横截面，d为cd边的横截面，设ab边长为L1,bc边长L2,磁感应强度为B,这时
① 线圈与中性面的夹角θ是多大？
② ab边的线速度v是多大？
③ ab边的线速度v的方向跟磁感线方向间的夹角α多大？
④ ab边产生的感应电动势是多大？
⑤ 线圈cd边与ab边产生的感应电动势大小相同，又是串联在一起，则线圈中的总感应电
动势是多大？若线圈匝数为N时感应电动势为多大？
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例2．线圈中的感应电动势随时间变化关系如图，则此交流电的峰值为 ，线圈转动的角速度为 在1s内，电流方向改变
【课堂反思】
【巩固训练】
1．交流发电机工作时的电动势的变化规律为e=Emsinω t，如果转子的转速n提高1倍，其他条件不变，则电动势的变化规律将变化为 （ ）
A．e=Emsin2ω t B．e=2Emsin2ω t C．e=2Emsin4ω t D．e=2Emsinω t
2．一闭合矩形线圈ab
()
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时刻线圈中磁通量最大
D．t2、t4时刻线圈中感应电动势最小
3．如图所示，一正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动．沿着OO′观察，线圈沿逆时针方向转动．已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，边长为l，电阻为R，转动的角速度为ω，则当线圈转至图示位置时 ()
A．线圈中感应电流的方向为abcda
nBl2ωB．线圈中的感应电流为R
C．穿过线圈的磁通量为0
D．穿过线圈的磁通量的变化率为0
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的水平匀强磁场中，线框面积为S，KL边水平，线框绕某竖直固定轴以角速度ω匀速转动。在KL边与磁场方向到达30°角的时刻（图示位置），导线框中产生的瞬时电动势e的大小是多少？标出线框此时电流的方向。已知线框按俯视的逆时针方向转动。
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篇三：5.1交变电流课后练习
5.1交变电流课后练习
1、图5-1-4所示各的电流中不是交流电的是：（）
2、如图5-1-5所示，一线圈在匀强磁场中匀速转动，经过图所示位置时，（ ）
A.穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小B.穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最大
C.穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大D.穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最小
3、交流发电机在工作时的电动势为e＝Emsin??t，若将其线框的转速提高到原来的两倍，其他条件不变，则其电动势变为（ ）
A.Emsin???t/2 B.2Emsin???t/2 C.Emsin2??t D.2Emsin2??t
4、如图5-1-6所示，若线框abcd不闭合，当磁铁转动时，下列说法中正确的是（ ）
A.线框中产生感应电动势，可跟随磁铁转动B线框中不产生感应电动势，可跟随磁铁转动
C.线框中产生感应电动势，不跟随磁铁转动D.线框中不产生感应电动势，不跟随磁铁转动
5、闭合线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交流电瞬时值的表达式为i=0.2sin100πt，从t＝0到第一次出现通过线圈的磁通量变化率最大值的时间为（ ）
A.1/50 sB.1/100 s C.1/200 s D1/400 s
6、矩形线圈的面积为S，匝数为n，在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴OO以角速度ω匀速转动。当转到线圈平面与磁场垂直的图5-1-7示位置时（ ）
A.线圈中的电动势为0B.线圈中的电动势为最大C.穿过线圈的磁通量为0D.线圈不受安培力作用
7、线圈在磁场中转动时产生的交变电流如图5-1-8所示，从图中可知：（ ）
A.在A和C时刻线圈平面与磁场垂直 B.在B和D时刻穿过线圈的磁通量最大
C.在A和C时刻，感应电流改变方向
D.若从O时刻到D时刻的时间为0.02s，则在1s内交变电流的方向改变50次
8、一矩形线圈，绕与匀强磁场垂直的中心轴OO′按顺时针方向旋转.引出线的两端与互相绝缘的半圆铜环连接，两个半圆环分别与固定电刷A.B滑动接触，电刷间接有电阻，如图5-1-9所示，在线圈转动过程中，通过电阻的电流：（ ）
A.大小和方向都不断变化B.大小和方向都不变C.大小不断变化，方向 A→R→B
D.大小不断变化，方向从 B→R→A
9、一个交变电流发电机产生的电动势为e=200sin100πtV，如果把线圈和一个阻值为100Ω的电阻组成闭合回路，线圈的电阻可略去不计，那么，流过电阻的电流瞬时表达式为i=A，电阻两端电压瞬时表达式V。
10、某交变电流发电机模型，矩形线圈边长为20cm×10cm，共100匝，匀强磁场磁感应强度B=1T，转速为300/π转/分，则线圈产生的感应电动势最大值为多少？若从中性面开始转动，写出交变电动势e随时间t变化的表达式。
11、如图5-1-11所示，矩形线圈100匝，ab=30cm，ad=20cm，匀强磁场磁感应强度B=0.8T，绕轴OO’从图示位置开始匀速转动，角速度ω=100πrad/s，试求：
（1）穿过线圈的磁通量最大值φm=? 线圈转到什么位置时取得此值？
（2）线圈产生的感应电动势最大值Em=? 线圈转到什么位置时取得此值？
（3）写出感应电动势e随时间变化的表达式，并作出图象。