2020学年高中物理 第五章 章交变电流5.1 交变电流

2020学年高中物理 第五章 章交变电流5.1 交变电流

‎5.1 交变电流 ‎ 课堂10分钟达标 ‎1.(多选)如图所示的图象中属于交变电流的有　(　　)‎ ‎【解析】选A、B、C。题图A、B、C中e的方向均发生了变化,故它们属于交变电流,但不是按正弦函数规律变化的交变电流,图D中e的方向未变化,是直流电,选项A、B、C正确。‎ ‎2.(多选)关于正弦交变电流的产生过程,下列说法正确的是　(　　)‎ A.当线圈平面与中性面垂直时,电流方向发生变化 B.线圈平面经中性面时开始计时,周期内,电流一直增大 C.线圈平面与中性面垂直开始计时,2个周期内电流方向改变4次 D.线圈转动过程中通过线圈的磁通量最大的位置,也是感应电流最大的位置 ‎【解析】选B、C。线圈转动过程中,在中性面位置,磁通量最大、电流等于零,方向改变,2个周期方向改变4次,由中性面经周期到与中性面垂直,电流逐渐增大到最大,故B、C正确;A、D错误。‎ ‎3.(2020·盐城高二检测)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′观察,线圈沿逆时针方向转动。已知匀强磁场的磁感应强度为B,线圈匝数为n,边长为l,电阻为R,转动的角速度为ω。则当线圈转至图示位置时　(　　)‎ A.线圈中的感应电流的方向为abcda B.线圈中的感应电流为 C.穿过线圈的磁通量为Bl2‎ D.穿过线圈的磁通量的变化率为0‎ ‎【解析】选B。图示位置为垂直于中性面的位置,此时通过线圈的磁通量为零,但磁通量的变化率最大,感应电流也最大,则I==,由右手定则可判断出线圈中感应电流的方向为adcba。‎ ‎4.(2020·榆林高二检测)线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动(由上向下看是逆时针方向),当从如图所示位置转至中性面位置的过程中,磁通量和感应电动势大小的变化情况是　(　　)‎ A.磁通量和感应电动势都在变大 B.磁通量和感应电动势都在变小 C.磁通量在变小,感应电动势在变大 D.磁通量在变大,感应电动势在变小 ‎【解析】选D。由题图可知,磁通量Φ=Φmsinθ ‎,即磁通量在变大。感应电动势e=Emcosθ,即感应电动势在变小,D正确。‎ ‎5.(能力挑战题)如图所示,矩形线圈abcd的匝数为n=50,线圈ab的边长为l1=0.2m,bc的边长为l2=0.25m,在磁感应强度为B=0.4T的匀强磁场中,绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴匀速转动,转动的角速度ω=100rad/s。试求:‎ ‎(1)穿过线圈平面的最大磁通量Φm。‎ ‎(2)线圈在图示位置(线圈平面与磁感线平行)时,感应电动势e的大小。‎ ‎【解析】(1)穿过线圈平面的最大磁通量 Φm=BS=Bl1l2=0.4×0.2×0.25Wb=0.02Wb。‎ ‎(2)线圈在图示位置时电动势达到最大值,此时感应电动势的值为Em=nBSω=nBl1l2ω=50×0.4×0.2×0.25×100V=100V。‎ 答案:(1)0.02Wb　(2)100V ‎【互动探究】写出上题中从图示位置开始计时,线圈中电动势的瞬时值表达式。‎ 提示:e=100cos100tV。‎ 答案:见提示