1、课时分层作业(八)(时间：40分钟分值：100分)基础达标练一、选择题(本题共6小题，每小题6分)1(多选)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生电动势的et图象如图所示，则在下列时刻，表述正确的是()At1、t3时刻线圈通过中性面Bt2、t4时刻线圈中磁通量最大Ct1、t3时刻线圈中磁通量变化率最大Dt2、t4时刻线圈平面与中性面垂直AD对于线圈在匀强磁场中转动的问题，要能够把图线和实物联系在一起，弄清转动过程中的两个特殊位置及其特征：通过中性面时磁通量最大，但磁通量变化率为零，产生的感应电动势也为零；通过中性面垂直的位置时磁通量为零，但磁通量变化率最大，产生的感应电动势也最大综上所述，结合图象可
2、以判断A、D正确2如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时 ()A线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流B线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势C线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是abcdD线圈绕P1转动时cd边受到的安培力大于绕P2转动时cd边受到的安培力A无论是绕P1转动还是绕P2转动，线圈转到图示位置时产生的电动势都为最大值EmnBS，由欧姆定律可知此时I相等，A对，B错；由右手定则可知线圈中电流方向为adcba，故C错；cd边所受的安培力FBLcdI，故F一样大，D错3如图
3、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匀速运动，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.则当线圈转至图示位置时 ()A线圈中感应电流的方向为abcdaB穿过线圈的磁通量不为0C线圈中的感应电流为D穿过线圈磁通量的变化率为0C由右手定则可知电流方向为adcba，A错误；图示位置线圈平面与磁感线平行，所以穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大，B、D错误；图示位置，线圈产生的感应电动势EmnBl2，由欧姆定律知，线圈中的电流为Im，C正确4一个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
4、圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示，则下列说法中正确的是()甲乙At0时刻，线圈平面与中性面垂直Bt0.01 s时刻，的变化率达到最大Ct0.02 s时刻，交流电动势达到最大D该线圈相应的交流电动势图象如图乙所示B由题图甲知，当t0时，最大，说明线圈平面与中性面重合，故选项A错误；当t0.01 s时，0最小，t图象的斜率最大，即的变化率最大，故选项B正确；当t0.02 s时，也最大，交流电动势为零，故选项C错误；由以上分析可知，选项D错误5有一单匝闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，在转动过程中，线圈中的最大磁通量为m，最大感应电动势为Em，下列说法中正确的是()A当磁通量为零
5、时，感应电动势也为零B当磁通量减小时，感应电动势也减小C当磁通量等于0.5m时，感应电动势为0.5EmD角速度D由交变电流的产生原理可知，感应电动势与磁通量的变化率有关，与磁通量的大小无关磁通量最大时，感应电动势为零；而磁通量为零时，感应电动势最大且EmBSm，故选项D正确6.如图所示，虚线OO的左边存在着方向垂直于纸面向里的匀强磁场，右边没有磁场单匝矩形线圈abcd的对称轴恰与磁场右边界重合，线圈平面与磁场垂直线圈沿图示方向绕OO轴以角速度匀速转动(即ab边先向纸外、cd边先向纸里转动)，规定沿abcda方向为感应电流的正方向若从图示位置开始计时，下图中四个图象能正确表示线圈内感应电流i随时
6、间t变化规律的是()ABCDB在0内，ab一侧的线框在磁场中绕OO转动产生正弦式交流电，电流方向由楞次定律判断为dcba且越来越大.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it图象正确的为B.二、非选择题(14分)7一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为311 V，线圈在磁场中转动的角速度是100 rad/s.(1)写出感应电动势的瞬时值表达式；(2)若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路，电路中的总电阻为100 ，试写出通过负载的电流的瞬时值表达式在t s时电流的瞬时值为多少？解析(1)因为电动势的最大值Em31
7、1 V，角速度100 rad/s，所以电动势的瞬时值表达式是e311sin 100t(V)(2)根据欧姆定律，电路中电流的最大值为：Im A3.11 A所以通过负载的电流的瞬时值表达式是i3.11sin 100t(A)当t s时，电流的瞬时值为：i3.11sin(100) A3.11 A1.555 A.答案(1)e311sin 100t(V)(2)i3.11sin 100t(A)1.555 A能力提升练一、选择题(本题共4小题，每小题6分)1(多选)图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO沿逆时针方向匀速转动，从图
8、示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示以下判断正确的是()甲乙A通过电阻R的电流的最大值为10 AB线圈转动的角速度为50 rad/sC0.01 s时线圈平面与磁场方向平行D0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左AC从交变电流图象获取交变电流的最大值、有效值根据it图象可知，电流最大值Im10 A，有效值I10 A，A选项正确；交变电流的周期T2102 s，角速度100 rad/s.从图示位置开始转动时，经0.01 s线圈回到水平状态，线圈平面与磁场方向平行根据右手定则，在0.02 s时，线圈经过一个周期，即在图示位置，电阻R中的电流方向自左向右，因此选项A、C正确2如图所
9、示，单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO匀速转动(俯视图中沿逆时针的方向)，某时刻磁感线与线圈平面所成的锐角为30，从此时开始计时，通过边AB的电流i随时间t变化的图线是(以ABCDA为电流正方向) ()ABCDD根据楞次定律可知，线圈在开始转动的一小段时间内磁通量增大产生负向电流，选项A、C错误；当线圈转动六分之一周期后，处于中性面，磁通量最大，电动势为零，感应电流为零，选项D正确，B错误3如图甲所示，、两个并排固定放置的共轴线圈，中通有如图乙所示的交变电流，下列判断错误的是()甲乙A在t1到t2时间内，、相吸B在t2到t3时间内，、相斥Ct1时刻两线圈间作用力为零Dt2时刻两线
10、圈间吸引力最大D这是一道交变电流与楞次定律相结合的题目，t1到t2时间内，中电流减小，中的磁场穿过并且减小，因此中产生与同向的磁场，故、相吸，A选项正确，同理B选项正确t1时刻中电流最大，但变化率为零，中无感应电流，故两线圈间的作用力为零，故C选项正确t2时刻中电流为零，但此时电流的变化率最大，中的感应电流最大，但相互作用力为零，故D选项错误4.(多选)一单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴线匀速转动时产生正弦式交变电流，其电动势的变化规律如图线a所示，当调整线圈转速后，电动势的变化规律如图线b所示，以下关于这两个正弦式交变电流的说法正确的是()A从图线可算出穿过线圈磁通量的最大值B线圈先
11、后两次转速之比为23C在图线a和b中，t0时刻穿过线圈的磁通量均为零D图线b电动势的瞬时值表达式为e100sin t(V)AD根据图线a：感应电动势最大值EmBSm，因此磁通量最大值m Wb，A正确；线圈先后两次周期之比，B错误；t0时刻感应电动势为零，线圈与中性面平行，磁通量最大，C错误；感应电动势最大值EmBS，因此，即EmbEma100 V，图线b的电动势瞬时值表达式为eEmbsin bt100sin t(V)，D正确二、非选择题(本题共2小题，共26分)5(12分)一矩形线圈有100匝，面积为50 cm2，线圈内阻r2 ，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，从线圈平面与磁场平行时
12、开始计时，已知磁感应强度B0.5 T，线圈的转速n1 200 r/min，外接一用电器，电阻为R18 ，试写出R两端电压的瞬时值表达式解析角速度2n40 rad/s，最大值EmnBS1000.55010440 V10 V线圈中感应电动势eEmcos t10cos(40t) V由闭合电路欧姆定律i故R两端电压uRi9cos(40t) V.答案u9cos(40t) V6.(14分)如图所示，在匀强磁场中有一个“”形导线框可绕AB轴转动，已知匀强磁场的磁感应强度B T，线框的CD边长为l120 cm，CE、DF边长均为l210 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et坐标系中作出线框中感应电动势随时间变化关系的图象解析(1)线框转动，开始计时的位置为线圈平面与磁感线平行的位置，产生的交变电流按余弦规律变化，在t时刻线框转过的角度为t，此时刻eBScos t，其中BT，S0.10.2 m20.02 m2，2n250 rad/s100 rad/s故e0.02100cos 100t(V)即e10cos 100t(V)(2)T0.02 s，线框中感应电动势随时间变化关系的图象如图所示答案(1)e10cos 100t(V)(2)见解析