【创新设计】-学年高中物理3.2交变电流是怎样产生的对点练习鲁科版选修3-2交变电流的产生及规律1．当交流发电机的线圈转到线圈平面与中性面重合时，下列说法中正确的是()A．电流将改变方向B．磁场方向和线圈平面平行C．线圈的磁通量最大D．线圈产生的感应电动势最大答案AC解析当线圈平面与中性面重合时，磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零，电流将改变方向．故选A、C.正弦交变电流的图象2．一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3－2－9甲所示，则下列说法中正确的是()图3－2－9A．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．t＝0.02s时刻，交变电动势达到最大D．该线圈产生的相应交变电动势的图象如图乙所示答案B解析由题图甲可知t＝0时刻，线圈的磁通量最大，线圈处于中性面，t＝0.01s时刻，磁通量为零，但变化率最大，所以A项错误，B项正确；t＝0.02s时，交变电动势应为零，C、D项均错误．峰值和瞬时值问题3．交流发电机在工作时电动势为e＝Emsinωt，若将发电机的转速提高一倍，同时将电枢所围面积减小一半，其他条件不变，则其电动势变为()A．e′＝EmsinB．e′＝2EmsinC．e′＝Emsin2ωtD．e′＝sin2ωt答案C解析本题考查交变电压的瞬时值表达式e＝Emsinωt，而Em＝NBωS，当ω加倍而S减半时，Em不变，故正确答案为C.图3－2－104．有一10匝正方形线框，边长为20cm，线框总电阻为1Ω，线框绕OO′轴以10πrad/s的角速度匀速转动，如图3－2－10所示，垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.5T．问：(1)该线框产生的交变电流电动势最大值、电流最大值分别是多少？(2)线框从图示位置转过60°时，感应电动势的瞬时值是多大？答案(1)6.28V6.28A(2)5.44V解析(1)交变电流电动势最大值为Em＝nBSω＝10×0.5×0.22×10πV＝6.28V，电流的最大值为Im＝＝A＝6.28A.(2)线框转过60°时，感应电动势e＝Emsin60°＝5.44V.(时间：60分钟)题组一交变电流的产生及规律1．长为a、宽为b的矩形线圈，在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场的OO′轴以恒定的角速度ω旋转．设t＝0时，线圈平面与磁场方向平行，则此时的磁通量和磁通量的变化率分别是()A．0，0B．0，BabωC.，0D．Bab，Babω答案B解析实际上，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动时，产生交变电动势：e＝Emcosωt＝Babωcosωt.当t＝0时，cosωt＝1，虽然磁通量Φ＝0，但是电动势有最大值Em＝Babω，根据法拉第电磁感应定律E＝n，可知当电动势为最大值时，对应的磁通量的变化率也最大，即Em＝＝Babω.综上所述，正确选项为B.图3－2－112．如图3－2－11所示，为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，正确的说法是()A．线圈每转动一周，指针左右摆动两次B．图示位置为中性面，线圈中无感应电流C．图示位置ab边的感应电流方向为a→bD．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零答案C解析线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生呈周期性变化的交变电流，线圈经过中性面时电流改变方向，线圈每转动一周，有两次通过中性面，电流方向改变两次，指针左右摆动一次，故A错；线圈处于图示位置时，ab边向右运动，由右手定则，ab边的感应电流方向为a→b，故C对；线圈平面与磁场方向平行时，ab、cd边垂直切割磁感线，线圈产生的电动势最大，也可以这样认为，线圈平面与磁场方向平行时，磁通量为零，但磁通量的变化率最大，B、D错误．3．如图所示，面积均为S的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度ω匀速转动，能产生正弦交变电动势e＝BSωsinωt的图是()答案A解析线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，且从中性面开始计时，产生的电动势e＝BSωsinωt，由此判断，只有A选项符合．题组二正弦交变电流的图象4．矩形线圈的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图3－2－12所示，下列结论正确的是()图3－2－12A．在t＝0.1s和t＝0.3s时，电动势最大B．在t＝0.2s和t＝0.4s时，电动势改变方向C．电动势的最大值是157VD．在t＝0.4s时，磁通量变化率达最大，其值为3.14Wb/s...
