《2025年通成学典课时作业本高中物理选择性必修第二册人教版》

7. (2024·江苏南京期末)一矩形线圈,绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动,线圈中的感应电动势$e$随时间$t$的变化规律如图所示,下列说法中正确的是(A)

A.每当$e$转换方向时,通过线圈的磁通量变化率刚好为$0$
B.$t_1$时刻通过线圈的磁通量绝对值最小
C.$t_2$时刻通过线圈的磁通量绝对值最大
D.$t_3$时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大

答案： 7. A 解析：每当$e$转换方向时，$e = 0$，根据$e = \frac{\Delta\Phi}{\Delta t}$，则通过线圈的磁通量变化率刚好为0，选项A正确；$t_1$时刻，$e = 0$，线圈平面与磁场垂直，通过线圈的磁通量绝对值最大，选项B错误；$t_2$时刻，感应电动势的绝对值最大，则线圈平面与磁场方向平行，通过线圈的磁通量为0，通过线圈的磁通量绝对值最小，选项C错误；$t_3$时刻，$e = 0$，根据$e = \frac{\Delta\Phi}{\Delta t}$，通过线圈的磁通量变化率的绝对值为0，选项D错误。

8. 如图所示,设磁感应强度为$0.01\ T$,单匝线圈长$AB$为$20\ cm$,宽$AD$为$10\ cm$,转速$n$为$50\ r/s$,则线圈转动时感应电动势的最大值约为(D)

A.$1×10^{-2}\ V$
B.$3.14×10^{-2}\ V$
C.$2×10^{-2}\ V$
D.$6.28×10^{-2}\ V$

答案： 8. D 解析：单匝线圈转速$n = 50\ \mathrm{r/s}$，则角速度$\omega = 2\pi n = 100\pi\ \mathrm{rad/s}$，最大电动势$E_{\mathrm{max}} = NBS\omega \approx 0.0628\ \mathrm{V}$，选项D正确。

9. (2025·四川巴中联考)图甲是交流发电机的示意图,两磁极之间的磁场可视为匀强磁场,金属线圈$ABCD$绕转轴$OO'$匀速转动,A为电流传感器(与计算机相连),$R$为定值电阻,线圈电阻为$r$,其余电阻不计。图乙为计算机上显示的电流数据随时间变化的图像。下列说法中正确的是(D)

A.金属线圈恰好处于图甲所示的位置时感应电动势为$0$,对应图乙中$t_2$或$t_4$时刻
B.金属线圈恰好处于图甲所示的位置时感应电动势最大,对应图乙中$t_2$或$t_4$时刻
C.$t_1$、$t_3$时刻穿过线圈的磁通量的绝对值最小,磁通量的变化率最大
D.$t_2$、$t_4$时刻穿过线圈的磁通量的绝对值最小,磁通量的变化率最大

答案： 9. D 解析：图甲所示位置线圈平面与磁场垂直，即为中性面，此时的感应电动势为0，回路中的感应电流为0，对应图乙中$t_1$或$t_3$时刻，选项AB错误；$t_1$、$t_3$时刻线圈处于中性面，穿过线圈的磁通量的绝对值最大，由于此时的感应电动势为0，则此时磁通量的变化率最小，选项C错误；根据图乙可知，$t_2$、$t_4$时刻的感应电流最大，即此时的感应电动势最大，则此时线圈平面与中性面垂直，即线圈平面平行于磁场方向，穿过线圈的磁通量的绝对值最小，由于此时感应电动势最大，则此时磁通量的变化率最大，选项D正确。

10. 现代科技(2024·江苏徐州期中)2023年6月14日,我国自主研发的首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置南鲲号在广东珠海投入试运行。南鲲号发电原理可作如下简化:海浪带动浪板上下摆动,驱动发电机转子转动,其中浪板和转子的连接装置使转子只能单方向转动。如图所示,若转子带动线圈沿逆时针方向转动,并向外输出电流,下列说法正确的是(A)

A.在如图所示位置时,线圈$a$端电势高于$b$端电势
B.在如图所示位置时,穿过线圈的磁通量变化率最小
C.在如图所示位置时,线圈中电流方向将发生改变
D.在如图所示位置时,线圈靠近$S$极的导线受到的安培力方向向上

答案： 10. A 解析：在如图所示位置时，根据右手定则可知，电流从$a$端流出，从$b$端流入，所以线圈$a$端电势高于$b$端电势，选项A正确；在如图所示位置时，穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大，选项B错误；在如图所示位置时，线圈与中性面垂直，线圈中电流方向不发生改变，选项C错误；在如图所示位置时，根据左手定则可知线圈靠近S极的导线受到的安培力方向向下，选项D错误。

11. (2024·河北邢台期末)交流发电机模型如图所示,矩形线圈$ABCD$在匀强磁场中绕其中心轴$OO'$匀速转动,从线圈平面与磁场垂直时开始计时,已知线圈转动的角速度$\omega=2\pi\ rad/s$,下列说法正确的是(D)

A.线圈中产生余弦变化规律的交变电流
B.$t=0.25\ s$时,线圈位于中性面
C.$t=0.5\ s$时,穿过线圈的磁通量变化率最大
D.$t=0.75\ s$时,线圈的感应电动势最大

答案： 11. D 解析：根据题意可知线圈平面与磁场垂直时开始计时，即线圈从中性面开始转动，产生正弦变化规律的交变电流，选项A错误；已知线圈转动的角速度$\omega = 2\pi\ \mathrm{rad/s}$，解得$T = \frac{2\pi}{\omega} = 1\ \mathrm{s}$，当$t = 0.25\ \mathrm{s}$时，可得$t = \frac{T}{4}$，可知线圈从中性面转到线圈平面与磁场平行的位置；当$t = 0.5\ \mathrm{s}$时，可得$t = \frac{T}{2}$，可知线圈转到中性面位置，此时穿过线圈的磁通量变化率最小；当$t = 0.75\ \mathrm{s}$时，可得$t = \frac{3T}{4}$，可知线圈转到与磁场平行的位置，此时线圈的感应电动势最大，选项BC错误，D正确。