高中物理学习材料
金戈铁骑整理制作
1．关于交变电流和直流电的说法中，正确的是( )
A．如果电流大小随时间做周期性变化，则一定是交变电流 B．直流电的大小和方向一定不变 C．交变电流一定是按正弦规律变化的
D．交变电流的最大特征就是电流的方向随时间做周期性的变化
解析：选D.直流电的特征是电流的方向不变，电流的大小可以改变．交变电流的特征是电流的方向随时间改变．交变电流有多种形式，正弦式交流电只是交变电流中最基本、最简单的一种，故选D.
2．(2013·莆田高二检测)如图所示，属于交流电的是( )
解析：选C.方向随时间做周期性变化是交变电流最重要的特征．A、B、D三项所示的电流大小随时间做周期性变化，但其方向不变，不是交变电流，它们所表示的是直流电．C选项中电流的方向随时间做周期性变化，故选C.
3．线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，由图可知( )
A．在A、C时刻线圈处于中性面位置 B．在B、D时刻穿过线圈的磁通量为零 C．从A时刻到D时刻线圈转过的角度为π
D．若从O时刻到D时刻经过0.02 s，则在1 s内交变电流的方向改变100次
解析：选D.A、C时刻感应电流最大，线圈位置与中性面垂直，B、D时刻感应电流为
3π
零，线圈在中性面，此时磁通量最大．从A时刻到D时刻线圈转过角度为.若从O时刻到
2
D时刻经过0.02 s，即线圈转动一周用时0.02 s，且在这个时间内电流方向改变2次，则在1
1
s内交变电流的方向改变×2＝100次，故选D.
0.02
4.
(2013·沈阳二中高二检测)如图所示，一矩形线圈abcd，已知ab边长为l1，bc边长为l2，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( )
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Em＝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, 故选D.
5.
(2013·东城区高二检测)如图所示，一小型发电机内有n＝100匝矩形线圈，线圈面积S
2
＝0.10 m，线圈电阻可忽略不计．在外力作用下矩形线圈在B＝0.10 T匀强磁场中，以恒定的角速度ω＝100π rad/s绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，发电机线圈两端与R＝100 Ω的电阻构成闭合回路．求：
(1)线圈转动时产生感应电动势的最大值；
(2)从线圈平面通过中性面时开始，线圈转过90°角的过程中，通过电阻R横截面的电荷量．
解析：(1)线圈中感应电动势的最大值 Em＝nBSω＝3.1×102 V.
(2)设从线圈平面通过中性面时开始，线圈通过90°角所用时间为Δt，线圈中的平均感应
nBS
电动势E＝
Δt
nBS
RRΔt
在Δt时间内通过电阻横截面的电荷量
nSB－
Q＝IΔt＝＝1.0×102 C.
R
－
答案：(1)3.1×102 V (2)1.0×102 C 通过电阻R的平均电流I＝
＝
E
一、选择题
1．(单选)下列线圈中不能产生交变电流的是( ) ．
解析：选A.由正弦式交流电的产生条件可知，轴必须垂直于磁感线，但对线圈的形状没有特别要求．故选A.
2．(多选)对于如图所示的电流i随时间t做周期性变化的图象，下列说法中正确的是( )
A．电流大小变化，方向不变，是直流电 B．电流大小、方向都变化，是交流电 C．电流最大值为0.2 A
D．电流做周期性变化，是交流电 答案：AC 3.
(单选)如图所示，一矩形线圈绕与匀强磁场垂直的中心轴OO′沿顺时针方向转动，引出线的两端分别与相互绝缘的两个半圆形铜环M和N相连．M和N又通过固定的电刷P和Q与电阻R相连．在线圈转动过程中，通过电阻R的电流( )
A．大小和方向都随时间做周期性变化 B．大小和方向都不随时间做周期性变化 C．大小不断变化，方向总是P→R→Q D．大小不断变化，方向总是Q→R→P
解析：选C.由于MN换向器的作用，由右手定则可知通过R的电流方向不变，总是由P→R→Q.故C选项正确．
4．(单选)一台旋转电枢式交流发电机，在正常工作时的正弦电动势e＝2202 sin 100πt
1
V，由于超负荷使电枢转速降低了，这时的电动势是( )
10
A．e＝2202sin 100πt V B．e＝2202sin 90πt V C．e＝1982sin 100πt V D．e＝1982sin 90πt V
19
解析：选D.由于超负荷，使电枢转速降低了，即转速变为原来的，n′＝0.9n，所
1010
以电动势的最大值Em′＝NBSω′＝0.9Em＝0.9×2202 V＝1982 V，角速度ω′＝2πn′＝2π×0.9n＝0.9ω＝0.9×100π rad/s＝90π rad/s，故选D.
5．(多选)如图所示为一个矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动．线圈内磁通量随时间t变化如图乙所示，则下列说法中正确的是( )
A．t1时刻线圈中的感应电动势最大
B．t2时刻ad的运动方向与磁场方向垂直 C．t3时刻线圈平面与中性面重合
D．t4，t5时刻线圈中感应电流的方向相同