2018-2019學年高中物理 課時分層作業(yè)7 交變電流 教科版選修3-2.doc

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課時分層作業(yè)(七) 交變電流基礎達標練(時間：15分鐘分值：50分)一、選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分)1如圖所示，屬于交流電的是()ABCDC方向隨時間做周期性變化是交變電流最重要的特征A、B、D三項所示的電流大小隨時間做周期性變化，但其方向不變，不是交變電流，它們是直流電C選項中電流的大小和方向都隨時間做周期性變化，故選C項2. (多選)如圖2114所示，一矩形閉合線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的轉軸OO以恒定的角速度轉動，從線圈平面與磁場方向平行時開始計時，則在0這段時間內()圖2114A線圈中的感應電流一直在減小B線圈中的感應電流先增大后減小C穿過線圈的磁通量一直在減小D穿過線圈的磁通量的變化率一直在減小AD0的時間內，t0時刻，磁通量為0，感應電流最大，之后到t的時間內，穿過線圈的磁通量一直在增大，而線圈中的感應電流一直在減小，即穿過線圈的磁通量的變化率一直在減小3.如圖2115所示，匝數(shù)為100的圓形線圈繞與勻強磁場方向垂直的軸OO以50 r/s的轉速轉動，穿過線圈的最大磁通量為0.01 Wb.從圖示的位置開始計時，則線圈中感應電動勢瞬時值的表達式為() 【導學號：24622058】圖2115Ae50sin t VBe314cos 314t VCe50cos t VDe314sin 314t VB線圈在勻強磁場中勻速轉動產(chǎn)生正弦交變電流，產(chǎn)生的交流與線圈形狀無關，由EmNBS可知，Em與線圈面積S、角速度有關，角速度23.1450 rad/s314 rad/s.最大值EmNBSNm314 V線圈從圖示位置即與中性面垂直時開始計時，此時感應電動勢達到最大值，據(jù)三角函數(shù)關系可得出e314cos 314t VB對4(多選)如圖2116所示，一單匝閉合線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉動，轉動過程中線框中產(chǎn)生的感應電動勢的瞬時值表達式為e0.5sin 20t V，由該表達式可推知以下哪些物理量 ()圖2116A勻強磁場的磁感應強度B線框的面積C穿過線框的磁通量的最大值 D線框轉動的角速度CD根據(jù)正弦式交變電流的感應電動勢的瞬時值表達式：eBSsin t，可得20 rad/s，而磁通量的最大值為mBS，所以可以根據(jù)BS0.5 V求出磁通量的最大值5如圖2117甲為風速儀的結構示意圖，在恒定風力作用下風杯帶動與其固定在一起的永磁鐵轉動，線圈產(chǎn)生的電流隨時間變化的關系如圖2117乙若風速減小到原來的一半，則電流隨時間變化的關系圖可能是 () 【導學號：24622059】甲乙圖2117ABCDC根據(jù)EmNBS，若風速減小到原來的一半時，則最大感應電動勢也變小，所以感應電流也變??；根據(jù)轉速與周期成反比，可知，若風速減小到原來的一半時，則周期變大為原來兩倍，故C項正確，A、B、D項錯誤6如圖2118所示，單匝矩形線圈的一半放在具有理想邊界的勻強磁場中，線圈軸線OO與磁場邊界重合，線圈按圖示方向勻速轉動(ab向紙外，cd向紙內)若從圖示位置開始計時，并規(guī)定電流方向沿abcda為正方向，則線圈內感應電流隨時間變化的圖像是下圖中的()圖2118ABCDA由題意知線圈總有一半在磁場中做切割磁感線的勻速圓周運動，所以產(chǎn)生的仍然是正弦交變電流，只是感應電動勢最大值為全部線圈在磁場中勻速轉動情況下產(chǎn)生的感應電動勢最大值的一半，所以B、C項錯誤；再由右手定則可以判斷出A項符合題意二、非選擇題(14分)7如圖2119甲所示，矩形線圈匝數(shù)N100匝，ab30 cm，ad20 cm，勻強磁場的磁感應強度B0.8 T，繞軸OO從圖示位置開始勻速轉動，角速度100 rad/s，試求：甲乙圖2119(1)穿過線圈的磁通量最大值m為多大？線圈轉到什么位置時取得此值？(2)線圈產(chǎn)生的感應電動勢最大值Em為多大？線圈轉到什么位置時取得此值？(3)寫出感應電動勢e隨時間變化的表達式，并在圖2119乙中作出圖像【解析】(1)當線圈轉至與磁感線垂直時，磁通量有最大值 mBS0.80.30.2 Wb0.048 Wb(2)線圈與磁感線平行時，感應電動勢有最大值EmNBS480 V(3)感應電動勢的表達式eEmcos t480cos 100t V圖像如圖所示 【答案】見解析能力提升練(時間：25分鐘分值：50分)一、選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分)1矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動，從中性面開始轉動180過程中，平均感應電動勢和最大感應電動勢之比為() 【導學號：24622060】A.B.C2 DB線圈轉動180過程中的平均感應電動勢：；最大值：EmBS，平均值和最大值之比：，故B選項正確2.如圖2120所示為一臺發(fā)電機的結構示意圖，其中N、S是永久磁鐵的兩個磁極，它們的表面呈半圓柱面形狀M是圓柱形鐵芯，它與磁極的柱面共軸，鐵芯上有一矩形線框，可繞與鐵芯M共軸的固定轉軸旋轉磁極與鐵芯之間的縫隙中形成方向沿半徑、大小近似均勻的磁場若從圖示位置開始計時，當線框繞固定軸勻速轉動時，下列圖像中能正確反映線框中感應電動勢e隨時間t變化規(guī)律的是()圖2120D切割磁感線的邊以恒定的速率垂直于磁場運動，所處位置的磁感應強度大小不變，所以產(chǎn)生大小不變的電動勢，由右手定則可判斷電流方向每半周期改變一次，所以D正確3一臺旋轉電樞式交流發(fā)電機，在正常工作時的正弦電動勢e220sin 100t V，由于超負荷使電樞轉速降低了，這時的電動勢是() 【導學號：24622061】Ae220sin 100t V Be220sin 90t VCe198sin 100t V De198sin 90t VD由于超負荷，使電樞轉速降低了，即轉速變?yōu)樵瓉淼模琻0.9n，所以電動勢的最大值EmNBS0.9Em0.9220 V198 V，角速度2n20.9n0.90.9100 rad/s90 rad/s，故正確答案為D.4(多選)如圖2121所示，甲、乙兩個并排放置的共軸線圈，甲中通有如圖所示的電流，則()圖2121A在t1到t2時間內，甲、乙相吸B在t2到t3時間內，甲、乙相斥Ct1時刻兩線圈間作用力最大Dt2時刻兩線圈間吸引力最大AB甲回路電流的磁場減弱時，由楞次定律知，乙回路將產(chǎn)生與甲同向環(huán)繞的感應電流，甲、乙電流之間通過磁場發(fā)生相互作用，甲、乙相吸同理，當甲中電流增強時，甲、乙互相排斥，故A，B兩項都正確；t1時刻，甲中電流產(chǎn)生的磁場變化率為零，則乙線圈感應電流瞬時值為零，而t2時刻，甲中的電流變化最快，乙中感應電流最強，但此時甲中電流瞬時值為零，所以t1、t2時刻，甲、乙電流間相互作用力為零，C、D兩項都錯誤二、非選擇題(本題共2小題，共26分)5. (10分)一個100匝的矩形線圈，其面積為200 cm2、電阻為10 ，與外電阻R90 相接后，它在勻強磁場中轉動所產(chǎn)生的感應電流隨時間變化的圖像如圖2122所示，求線圈所在勻強磁場的磁感應強度的大小圖2122【解析】設勻強磁場的磁感應強度大小為B，感應電動勢的峰值EmNBSNBS，由閉合電路歐姆定律得：Im，由此可得：B由圖知：Im102A，t0.10 s，由題可知：S200 cm20.02 m2，Rr90 10 100 ，N100，把上述條件代入B得：B0.025 T.【答案】0.025 T6(16分)一個面積為S的單匝矩形線圈abcd在勻強磁場中以其一條邊ab為轉軸勻速轉動，磁場方向與轉軸垂直t0時線圈位置如圖2123甲所示，線圈中感應電動勢e與時間t的關系圖像如圖2123乙所示，感應電動勢的最大值和周期可以從圖中讀出則：甲乙圖2123(1)磁感應強度B多大？(2)畫出t0時線圈與磁場間相對位置關系(3)在t時，線圈平面與磁感應強度方向的夾角多大？【解析】(1)由et圖像可直接讀得Em和T，由EmBS和得：B.(2)t0時線圈中感應電動勢為最大值，故該時刻線圈與磁場的位置關系如圖a或b所示ab(3)由圖乙可知eEmcos tEmcos t，當t時，有eEmcos()Emcos ，即線圈平面與磁感應強度方向的夾角30.【答案】(1)(2)見解析圖(3)30