2017_2018学年高中物理课时跟踪检测七交变电流新人教版选修3_2

2017_2018

余幼时即嗜学。家贫，无从致书以观，每假借于藏书之家，手自笔录，计日以还。天大寒，砚冰坚，手指不可屈伸，弗之怠。录毕，走送之，不敢稍逾约。以是人多以书假余，余因得遍观群书。既加冠，益慕圣贤之道。又患无硕师名人与游，尝趋百里外，从乡之先达执经叩问。先达德隆望尊，门人弟子填其室，未尝稍降辞色。

课时跟踪检测（七） 交变电流

1．如图所示的各图像中表示交变电流的是( )

解析：选D B 、C 两图像中，虽然电流大小随时间做周期性变化，但方向从图上看在t

轴一侧方向不变，故不是交变电流。A 图中电流的方向没发生变化，不是交变电流。D 图中，从图上看电流分布在t 轴两侧，电流的大小、方向均做周期性变化，是交变电流，故选D 。

2. (多选)某线圈在匀强磁场中匀速转动，穿过它的磁通量Φ随时间变化的规律如图1

所示，则( )

图1

A ．t 1时刻，穿过线圈的磁通量的变化率最大

B ．t 2时刻，穿过线圈的磁通量的变化率为零

C ．t 3时刻，线圈中的感应电动势为零

D ．t 4时刻，线圈中的感应电动势最大

解析：选CD t 1时刻，穿过线圈的Φ最大，但ΔΦΔt

为零，A 错误；t 2时刻，穿过线圈的Φ等于零，但ΔΦΔt 最大，B 错误；t 3时刻，Φ最大，ΔΦΔt

等于零，感应电动势等于零，C 正确；t 4时刻，Φ等于零，但ΔΦΔt

最大，感应电动势最大，D 正确。 3．一交流发电机的感应电动势e ＝E m sin ωt ，如将线圈的匝数增加一倍，电枢的转速

也增加一倍，其他条件不变，感应电动势的表达式将变为( )

A ．e ′＝2E m sin 2ωt

B ．e ′＝2E m sin 4ωt

C ．e ′＝4E m sin 2ωt

D ．e ′＝4

E m sin 4ωt

解析：选C e ＝E m sin ωt ＝NBS ω sin ωt ，现N ′＝2N ，ω′＝2ω，则E m ′＝4E m ，

所以感应电动势的瞬时值表达式将变为e ′＝4E m sin 2ωt 。

4.如图2所示，一矩形线圈abcd ，已知ab 边长为l 1，bc 边长为l 2，在磁感应强度为B

的匀强磁场中绕OO ′轴以角速度ω从图示位置开始匀速转动，则t 时刻线圈中的感应电动

势为( )

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余幼时即嗜学。家贫，无从致书以观，每假借于藏书之家，手自笔录，计日以还。天大寒，砚冰坚，手指不可屈伸，弗之怠。录毕，走送之，不敢稍逾约。以是人多以书假余，余因得遍观群书。既加冠，益慕圣贤之道。又患无硕师名人与游，尝趋百里外，从乡之先达执经叩问。先达德隆望尊，门人弟子填其室，未尝稍降辞色。

图2

A．0.5Bl1l2ωsin ωt B．0.5Bl1l2ωcos ωt

C．Bl1l2ωsin ωt D．Bl1l2ωcos ωt

解析：选D 因为开始时刻线圈平面与磁感线平行，即从垂直于中性面开始运动，所以开始时刻线圈中感应电动势最大为E m＝Bl1l2ω，感应电动势的表达形式应为余弦形式，因此在t时刻线圈中的感应电动势为Bl1l2ωcos ωt，故正确选项为D。

5．如图3所示，矩形线圈ABCD放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈以相同的角速度分别绕OO′、AD、EF、AB轴线匀速转动，线圈中产生的最大感应电动势分别为E1、E2、E3、E4，则下列判断正确的是( )

图3

A．E1＝E2，E3＝E4

B．E1＝E2＝E3，E4＝0

C．E1＝E2＝E3＝E4

D．E1＝E4，E2＝E3

解析：选B 线圈以相同的角速度分别绕OO′、AD、EF在匀强磁场中匀速转动时，产生的最大感应电动势为E m＝BSω，和转轴的位置无关，即E1＝E2＝E3，当线圈绕AB轴转动时，线圈的磁通量始终为零，无感应电动势，即E4＝0，故B正确。

6．如图4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＝π

2ω

时刻( )

图4 A．线圈中的电流最大

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余幼时即嗜学。家贫，无从致书以观，每假借于藏书之家，手自笔录，计日以还。天大寒，砚冰坚，手指不可屈伸，弗之怠。录毕，走送之，不敢稍逾约。以是人多以书假余，余因得遍观群书。既加冠，益慕圣贤之道。又患无硕师名人与游，尝趋百里外，从乡之先达执经叩问。先达德隆望尊，门人弟子填其室，未尝稍降辞色。

B ．穿过线圈的磁通量为零

C ．线圈所受的安培力最大

D ．线圈中的电流为零

解析：选D 由T ＝2πω，故t ＝π2ω＝T 4

，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 、C 错误，D 正确。

7.如图5所示，在水平匀强磁场中一矩形闭合线圈绕OO ′轴匀速转动，若要使线圈中

的电流峰值减半，不可行的方法是( )

图5

A ．只将线圈的转速减半

B ．只将线圈的匝数减半

C ．只将匀强磁场的磁感应强度减半

D ．只将线圈的边长减半

解析：选B 由I m ＝E m R ，E m ＝NBS ω，ω＝2πn ，得I m ＝NBS ·2πn R

，故A 、C 可行；又电阻R 与匝数有关，当匝数减半时电阻R 也随之减半，则I m 不变，故B 不可行；当边长减半

时，面积S 减为原来的14，而电阻减为原来的12

，故D 可行。 8. (多选)一矩形线圈，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向并位于线圈平面的固定轴转动，

线圈中产生的感应电动势e 随时间t 的变化规律如图6所示，则下列说法中正确的是( )

图6

A ．t 1和t 4时刻穿过线圈的磁通量为零

B ．t 1和t 3时刻穿过线圈的磁通量的变化率为零

C ．线圈平面从与磁场方向平行的时刻开始计时

D ．每当感应电动势e 变换方向时，穿过线圈的磁通量的绝对值都最大

解析：选BCD 由图像可知，为余弦式交变电流，说明t ＝0时，线圈平面与磁感线方