2018-2019学年高中物理第五章交变电流5-1交变电流练习新人教版选修3-[精选].doc

5-1 交变电流

时间：40分钟

一、选择题(每小题6分，共60分)

1．(多选)下列各图中能产生交变电流的是( )

满分：100分

答案 CD

解析 A图中的转轴与磁场方向平行，B图中的转轴与纸面方向垂直，但线圈中的磁通量始终为零，线圈中无感应电流产生，故A、B错误；根据交变电流产生的条件可知，线圈绕垂直于磁感线且通过线圈平面的轴线转动，就可以产生交变电流，对线圈的形状没有特别要求，故C、D正确。

2．关于交变电流和直流电流的说法中正确的是( ) A．如果电流大小随时间做周期性变化，则一定是交变电流 B．直流电流的大小和方向一定不变 C．交变电流一定是按正弦规律变化的

D．交变电流的最大特征就是电流的方向随时间做周期性的变化 答案 D

解析 直流电的特征是电流的方向不变，电流的大小可以改变。交变电流的特征是电流的方向随时间改变。交变电流有多种形式，正弦式交流电只是交变电流中最基本、最简单的一种。故选D。

3．已知交变电流的瞬时表达式为i＝311sin314t(A)，从t＝0到第一次电流出现最大值时间是( )

A．0.005 s

1

B．0.001 s

C．0.02 s 答案 A

D．0.01 s

解析 交变电流瞬时表达式i＝311sin314t(A) 故角频率为ω＝314 rad/s 2π

故周期为：T＝314 s＝0.02 s

T

因为是正弦式交变电流，从线圈经过中性面开始计时，故在4时刻第一次出现电流峰值，即：0.005 s，所以A项正确。

4．欲增大交流发电机的感应电动势而不改变频率，下面措施中不能采用的是( ) A．增大转速 C．增加线圈匝数 答案 A

解析 设线圈匝数为N，磁感应强度为B，线圈围成的面积为S，角速度为ω，转速n单位采用r/s时f＝n，由Em＝NBSω＝NBS·2πn，可知B、C、D项只改变Em的大小，没有改变频率，而A项改变了频率，故选A。

5．(多选)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，所产生的交变电流的波形如图所示，下列说法中正确的是( )

B．增大磁感应强度 D．增大线圈的包围面积

A．在t1时刻穿过线圈的磁通量达到峰值 B．在t2时刻穿过线圈的磁通量达到峰值

C．在t3时刻穿过线圈的磁通量的变化率达到峰值 D．在t4时刻穿过线圈的磁通量的变化率达到峰值 答案 BC

ΔΦ

解析 本题考查交流电的图象及法拉第电磁感应定律，关键要清楚i(e)和Δt的对应关2

系。从图中可知，t1时刻线圈中感应电动势达到峰值，磁通量变化率达到峰值，而磁通量最小，线圈平面与磁感线平行。t2、t4时刻感应电流为零，感应电动势等于零，磁通量变化率为零，线圈处于中性面位置，磁通量达到峰值。t3时刻感应电动势达到峰值，线圈中的磁通量变化率达到峰值。正确答案为B、C。

6．下图是某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系图象。如果其他条件不变，仅使线圈的转速变为原来的二倍，则交流电动势的最大值和周期分别变为( )

A．400 V,0.02 s C．400 V,0.08 s 答案 B

解析 根据感应电动势最大值的表达式Em＝NBSω得知，Em与ω成正比，又知道ω2π1

＝2πn，T＝ω，所以可得Em′＝2Em＝200 V，T′＝2T＝0.02 s，故选B。

7．在垂直纸面向里的有界匀强磁场中放置了矩形线圈abcd，线圈cd边沿竖直方向且与磁场的右边界重合。线圈平面与磁场方向垂直，从t＝0时刻起，线圈以恒定角速度2π

ω＝T绕cd边沿如图所示方向转动，规定线圈中电流沿abcda方向为正方向，则从t＝0到t＝T时间内，线圈中的电流i随时间t变化关系图象为( )

B．200 V,0.02 s D．200 V,0.08 s

3

答案 B

解析 在t＝0时刻，磁通量最大，磁通量的变化率最小，产生的感应电动势为零，即感应电流为零，所以C、D错误；根据楞次定律可得，t＝0之后的四分之一周期内，线圈的磁通量减小，故产生的感应电流方向为a→d→c→b→a为负方向，故B正确，A错误。

8. (多选)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′轴观察，线圈沿逆时针方向转动。已知磁感应强度为B，线圈匝数为n，边长为l，电阻为R，转动角速度为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

B．穿过线圈的磁通量为0，但磁通量的变化率为Bl2ω nBl2ω

C．线圈中的感应电流为R

T1

D．线圈从图示位置起转动6时，电动势的瞬时值为2nBl2ω 答案 BCD

4