第五章 交变电流第1节 课时跟踪训练.docVIP

第五章 交变电流第1节 课时跟踪训练 (时间30分钟满分60分) 一、选择题(本题共8小题，每小题5分，共40分每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内) 1．如图1所示为演示交变电流的装置图，关于这个实验，正确的说法是(　　) 图1 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由a→b D．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零 解析：线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生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；线圈平面垂直于磁感线的位置称为中性面，显然图示位置不是中性面，所以B也不对；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由a→b；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，线圈处于竖直位置时，磁通量为零，但磁通量的变化率最大。 答案：C 2.如图2所示，单匝矩形线圈的一半放在有界匀强磁场中，中心轴线OO′与磁场边界重合，线圈绕中心轴线按图示方向(从上向下看逆时针方向)匀速转动，t＝0时刻线圈平面与磁场方向垂直，规定电流方向沿abcd为正方向，则图3中能表示线圈内感应电流随时间变化规律的是(　　) 图2 图3 解析：线圈从初始时刻至转过时间内，ab一侧的线框在磁场中绕OO′转动产生正弦交流电，电流方向由楞次定律判断为dcba且越来越大。从转过至π时间内，ab一侧线框在磁场外，而dc一侧线框又进入磁场产生交流电，电流方向为dcba且越来越小，以此类推，可知i－t图像正确的为B。 答案：B 3．线圈在匀强磁场中转动产生电动势e＝10sin (20πt) 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率最大 D．t＝0.4 s时，e有最大值10 V 解析：由电动势的瞬时值表达式，计时从线圈位于中性面时开始，所以t＝0时，线圈平面位于中性面，磁通量为最大，但此时导线速度方向与磁感线平行，切割磁感线的有效速率为零，A、B正确，C错误。当t＝0.4 s时，e＝10sin (20πt)＝10×sin (20π×0.4) V＝0，D错误。 答案：AB 4．如图4所示，甲、乙两个并排放置的共轴线圈，甲中通有如图丙所示的电流，则(　　) 图4 A．在t1到t2时间内，甲、乙相吸 B．在t2到t3时间内，甲、乙相斥 C．t1时刻两线圈间作用力为零 D．t2时刻两线圈间吸引力最大 解析：甲回路电流减弱时，据楞次定律，乙回路将产生与甲同向环绕的感应电流。甲、乙电流之间通过磁场发生相互作用，甲、乙相吸。同理，当甲中电流增强时，甲、乙互相排斥。故选项A、B都正确。在t1时刻，甲中电流产生的磁场变化率为零，则乙线圈感生电流瞬时值为零，而t2时刻，虽然乙中感生电流最强，但此时甲中电流瞬时值为零，所以t1、t2时刻，甲、乙电流间相互作用都为零。 答案：ABC 5．一交流发电机的感应电动势e＝Emsin 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′＝2Emsin 2ωt　　　　　B．e′＝2Emsin 4ωt C．e′＝4Emsin 2ωt D．e′＝4Emsin 4ωt 解析：e＝Emsin ωt＝NBSω sin ωt，现N′＝2N，ω′＝2ω，则E＝4Em，所以感应电动势的瞬时值表达式将变为e′＝4Emsin 2ωt。 答案：C 6．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．0,0　　　　　　　　　B．0，Babω C.，0 D．Bab，Babω 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＝Emcos ωt＝Babωcos ωt。 当t＝0时，cos ωt＝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＝()max＝Babω。 综上所述，正确选项为B。 答案：B 7．如图5甲所示，U形金属导轨水平放置，导轨上跨接一金属棒ab，与导轨构成闭合回路，并能在导轨上自由滑动，在导轨左侧与ab平行放置的导线cd中通以如图5乙所示的交变电流，规定电流方向自c向d为正，则ab棒受到向左的安培力的作用时间是(　　) 图5 A．0～t1　　　　　　B．t1～t2 C．t2～t3