2020学年高中物理第五章交变电流5.1 交变电流

2020学年高中物理第五章交变电流5.1 交变电流

‎5.1 交变电流 ‎ 课时检测区·基础达标 ‎1.关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流,下列说法中正确的是 (　　)‎ A.线圈每转动一周,感应电流方向就改变一次 B.线圈平面每经过中性面一次,感应电流方向就改变一次,感应电动势方向不变 C.线圈平面每经过中性面一次,感应电流和感应电动势方向都要改变一次 D.线圈转动一周,感应电流和感应电动势方向都要改变一次 ‎【解析】选C。当线圈在匀强磁场中转动产生交变电流时,线圈平面每经过中性面一次,感应电流与感应电动势方向均改变一次,转动一周,感应电流与感应电动势方向改变两次。故只有C正确。‎ ‎2. (多选)如图所示,一单匝闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动,转动过程中线框中产生的感应电动势的瞬时值为e=0.5sin20t V,由该表达式可推知以下哪些物理量 (　　)‎ A.匀强磁场的磁感应强度 B.线框的面积 C.穿过线框的磁通量的最大值 D.线框转动的角速度 ‎【解析】选C、D。根据单匝闭合线圈正弦式交变电流的表达式e=BSωsinωt,可得ω=20 rad/s,而磁通量的最大值的表达式为Φ=BS,所以可以根据BSω=0.5求出磁通量的最大值。‎ ‎【补偿训练】‎ ‎(多选)线圈在磁场中匀速转动产生的交流电动势为e=10sin20πt V,‎ 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=0.4 s时,e达到峰值10 V ‎【解析】选A、B。由交流电动势瞬时值表达式e=10sin20πt V知,t=0时,线圈位于中性面,穿过线圈的磁通量最大、有效切割速度为零,故A、B正确、C错误。当t=0.4 s时,e=0,D错误。‎ ‎3.如图甲所示,在匀强磁场中有一个“π”形导线框可绕AA′轴转动,已知匀强磁场的磁感应强度B= T,线框CD边长为20 cm,CE、DF长均为10 cm,转速为50 r/s,若从图示位置开始计时:‎ ‎(1)写出线框中感应电动势的瞬时值表达式。‎ ‎(2)在图乙中作出线框中感应电动势e随时间t变化的关系图象。‎ ‎【解析】(1)开始计时的位置为线框平面与磁感线平行的位置,在t时刻线框转过的角度为ωt,此时刻e=Emcosωt,‎ 其中Em=BSω,ω=2πn,所以e=×20×10×10-4×2π×50cos(2π×50t) V　=10cos100πt V ‎(2)线框中感应电动势随时间变化的图象如图所示。‎ 答案:(1)e=10cos100πt V ‎(2)见解析图