【创新设计】-高中物理2.2交变电流的描述每课一练粤教版选修3-2(时间：60分钟)知识点一用函数表达式描述交变电流1．闭合线圈在匀强磁场中匀速转动，转速为240r/min，若线圈平面转至与磁场方向平行时的电动势为2V，则从中性面开始计时，所产生的交流电动势的表达式为e＝________V，电动势的峰值为________V，从中性面起经s，交流电动势的大小为________V.解析当线圈平面与磁场平行时(S∥B)，感应电动势最大，即Em＝2V，ω＝2πn＝2π×rad/s＝8πrad/s，则从中性面开始计时，瞬时值表达式：e＝Emsinωt＝2sin8πtV，当t＝s时，e＝2sinV＝1V.答案2sin8πt212．(双选)线圈在磁场中匀速转动产生的交流电的瞬时电动势为e＝10sin20πtV，则下列说法正确的是()．A．t＝0时，线圈平面位于中性面B．t＝0时，穿过线圈的磁通量最大C．t＝0时，导线切割磁感线的有效速度最大D．t＝0.4s时，e达到峰值10V解析根据交流电动势的瞬时值表达式可判断题目所给的交流电为正弦式交变电流，当t＝0时，e＝0，所以此时磁通量的变化率为零，导线切割磁感线的有效速度为零，但此时穿过线圈的磁通量最大，线圈平面位于中性面，所以A、B正确，C错误；当t＝0.4s时，e＝10sin20πtV＝10sin8πV＝0，所以D错误．答案AB3．(单选)交流发电机在工作时的电动势为e＝Emsinωt，若将其电枢的转速提高1倍，其他条件不变，则其电动势变为()．A．EmsinB．2EmsinC．Emsin2ωtD．2Emsin2ωt解析电枢转速提高1倍，由ω＝2πn知，角速度变为原来的2倍；由电动势最大值表达式Em＝nBSω知，最大值也变为原来的2倍．答案D4．(单选)如图2-2-13所示，矩形线圈abcd，已知ab为L1，ad为L2，在磁感强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω(从图中位置开始)匀速转动，则线圈中感应电动势的大小为()．图2-2-13A.BL1L2ωsinωtB.BL1L2cosωtC．BL1L2ωsinωtD．BL1L2ωcosωt解析线圈经过时间t时，转过角度θ，这时ab，cd边切割磁感线产生感应电动势Eab＝BL1vsinθ，Ecd＝BL1vsinθ，bc，ad边不切割磁感线不产生感应电动势，故线圈中的感应电动势为E＝Eab＋Ecd＝2BL1vsinθ＝2BL1·L2ωsinωt＝BL1L2ωsinωt，故正确选项应为C.答案C知识点二用图象描述交变电流5．(单选)处在匀强磁场中的矩形线圈abcd，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与ab垂直．在t＝0时刻，线圈平面与纸面重合(如图2-2-14所示)，线圈的cd边离开纸面向外运动．若规定由a→b→c→d→a方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电流i随时间t变化的图线是()．图2-2-14解析线圈在磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，可以产生按正弦规律变化的交流电．对于图示起始时刻，线圈的cd边离开纸面向纸外运动，速度方向和磁场方向垂直，产生的电动势的瞬时值最大；用右手定则判断出电流方向为逆时针方向，与规定的正方向相同．所以C对．答案C6．(单选)通有电流i＝Imsinωt的长直导线OO′与断开的圆形导线圈在同一平面内，如图2-2-15所示(设电流由O至O′为正)，为使A端的电势高于B端的电势且UAB减小，交变电流必须处于每个周期的()．图2-2-15A．第一个周期B．第二个周期C．第三个周期D．第四个周期解析由E∝∝可知，要E减小，即要减小，题中要求φA＞φB，由楞次定律知，只有在第一个周期才符合要求，A项正确．答案A7．(双选)如图2-2-16甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒定的角速度ω转动．当从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化，则在t＝时刻()．图2-2-16A．线圈中的电流最大B．穿过线圈的磁通量为零C．线圈所受的安培力为零D．线圈中的电流为零解析t＝＝，此时线圈位于中性面位置，所以穿过线圈的磁通量最大，B错误；由于此时感应电动势为零，所以线圈中电流为零，线圈所受的安培力为零，A错误，C、D正确．答案CD8．(单选)如图2-2-17所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动．若以线圈平面与磁场夹角θ＝0°时(如图)为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正．则下列四幅图中正确的是()．图2-2-17解析矩形线圈在匀强磁场中...
