新課改高中物理選修二同步專(zhuān)題講義：09 B交變電流 中檔版（教師版）

交變電流知識(shí)點(diǎn)一：交變電流一、交變電流1．交變電流：大小和方向隨時(shí)間做周期性變化的電流叫作交變電流，簡(jiǎn)稱(chēng)交流．2．直流：方向不隨時(shí)間變化的電流稱(chēng)為直流．二、交變電流的產(chǎn)生交流發(fā)電機(jī)的線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)軸與磁場(chǎng)方向垂直，用右手定則判斷線(xiàn)圈切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向．三、交變電流的變化規(guī)律1．中性面(1)中性面：與磁感線(xiàn)垂直的平面．(2)當(dāng)線(xiàn)圈平面位于中性面時(shí)，線(xiàn)圈中的磁通量最大，線(xiàn)圈中的電流為零．2．從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，線(xiàn)圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式：e＝Emsinωt，Em叫作電動(dòng)勢(shì)的峰值，Em＝NωBS.3．正弦式交變電流：按正弦規(guī)律變化的交變電流叫作正弦式交變電流，簡(jiǎn)稱(chēng)正弦式電流．4．正弦式交變電流和電壓電流表達(dá)式i＝Imsin_ωt，電壓表達(dá)式u＝Umsin_ωt.其中Im、Um分別是電流和電壓的最大值，也叫峰值．四、交流發(fā)電機(jī)1．主要構(gòu)造：電樞和磁體．2．分類(lèi)(1)旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)：電樞轉(zhuǎn)動(dòng)，磁極不動(dòng)．(2)旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)：磁極轉(zhuǎn)動(dòng)，電樞不動(dòng)．技巧點(diǎn)撥一、交變電流與直流1．交變電流大小和方向隨時(shí)間做周期性變化的電流叫作交變電流，簡(jiǎn)稱(chēng)交流．2．常見(jiàn)的交變電流的波形圖實(shí)際應(yīng)用中，交變電流有著不同的變化規(guī)律，常見(jiàn)的有以下幾種，如下圖所示．3．直流方向不隨時(shí)間變化的電流叫作直流，大小和方向都不隨時(shí)間變化的電流叫作恒定電流．二、兩個(gè)特殊位置假定線(xiàn)圈繞OO′軸沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，如下圖所示：1．中性面位置(S⊥B，如圖中的甲、丙)線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)垂直的位置，此時(shí)Φ最大，eq\f(ΔΦ,Δt)為0，e為0，i為0.線(xiàn)圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)，電流方向發(fā)生改變，線(xiàn)圈轉(zhuǎn)一圈電流方向改變兩次．2．垂直中性面位置(S∥B，如圖中的乙、丁)此時(shí)Φ為0，eq\f(ΔΦ,Δt)最大，e最大，i最大．三、交變電流的變化規(guī)律1．正弦交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式(1)從中性面位置開(kāi)始計(jì)時(shí)e＝Emsinωt，i＝Imsinωt，u＝Umsinωt(2)從與中性面垂直的位置開(kāi)始計(jì)時(shí)e＝Emcosωt，i＝Imcosωt，u＝Umcosωt.2．交變電流的峰值Em＝NωBS，Im＝eq\f(NωBS,R＋r)，Um＝eq\f(NωBSR,R＋r).四、交變電流的圖像如圖甲、乙所示，從圖像中可以得到以下信息：(1)交變電流的峰值Em、Im.(2)兩個(gè)特殊值對(duì)應(yīng)的位置：①e＝0(或i＝0)時(shí)：線(xiàn)圈位于中性面上，此時(shí)eq\f(ΔΦ,Δt)＝0，Φ最大．②e最大(或i最大)時(shí)：線(xiàn)圈平行于磁感線(xiàn)，此時(shí)eq\f(ΔΦ,Δt)最大，Φ＝0.(3)e、i大小和方向隨時(shí)間的變化規(guī)律．例題精練1．（2021春?倉(cāng)山區(qū)校級(jí)期中）一閉合矩形線(xiàn)圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流如圖所示，由圖可知（）A．該交流電電流的有效值是5A B．該交流電的頻率是20Hz C．t＝0時(shí)刻線(xiàn)圈平面位于中性面 D．t＝5s時(shí)刻線(xiàn)圈平面位于中性面【分析】正弦式交變電流或電壓的有效值等于最大值除以，頻率與周期成倒數(shù)關(guān)系；中性面的特點(diǎn)是磁通量最大，電流為0.【解答】解：由圖可知Im＝5A，周期T＝0.02s則：A、I有＝，故A錯(cuò)誤；B、f＝，故B錯(cuò)誤；C、t＝0時(shí)，電流最大，所以線(xiàn)圈位于與中性面垂直的面，故C錯(cuò)誤；D、t＝5s時(shí)，電流為0，所以線(xiàn)圈位于與中性面，故D正確；故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查交變電流知識(shí)點(diǎn)，注意中性面的特點(diǎn)是磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流、磁通量變化率都為零。2．（2021春?黃埔區(qū)校級(jí)期中）單匝矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生交流電，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量變化如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是（）A．t0時(shí)刻線(xiàn)圈電動(dòng)勢(shì)最大 B．2t0時(shí)刻線(xiàn)圈處在中性面位置 C．線(xiàn)圈電動(dòng)勢(shì)峰值為 D．若線(xiàn)圈匝數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則感應(yīng)電流也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍【分析】根據(jù)Φ﹣t圖像，判斷出線(xiàn)圈所在的位置，利用Em＝BSω求得產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)線(xiàn)圈匝數(shù)加倍時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)加倍，但由于線(xiàn)圈內(nèi)阻也加倍，故電流不變?！窘獯稹拷猓篈、t0時(shí)刻穿過(guò)線(xiàn)圈磁通量最大，此時(shí)線(xiàn)圈位于中性面位置，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為零，故A錯(cuò)誤；B、2t0時(shí)刻，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為零，線(xiàn)圈位于與中性面垂直位置，故B錯(cuò)誤；C、由圖可知：周期T＝4t0，故角速度，線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為，故C正確；D、若線(xiàn)圈匝數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，由于線(xiàn)圈電阻也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，故感應(yīng)電流不變，故D錯(cuò)誤；故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查了Φ﹣t圖像，根據(jù)磁通量判斷出線(xiàn)圈的位置，明確當(dāng)線(xiàn)圈匝數(shù)加倍時(shí)，線(xiàn)圈的電阻也加倍即可判斷。隨堂練習(xí)1．（2021?永州模擬）交流發(fā)電機(jī)發(fā)電的示意圖如圖所示，矩形線(xiàn)圈ABCD面積為S、匝數(shù)為N、整個(gè)線(xiàn)圈的電阻為r。在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中，線(xiàn)圈繞OO′軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，外電阻為R，線(xiàn)圈的AB邊連在金屬滑環(huán)K上，CD邊連在金屬滑環(huán)L上，線(xiàn)圈在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以通過(guò)滑環(huán)和電刷保持與外電路相連。關(guān)于發(fā)電過(guò)程中的四個(gè)狀態(tài)，下列說(shuō)法正確的是（）A．線(xiàn)圈轉(zhuǎn)到圖甲位置時(shí)，通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為NBS B．線(xiàn)圈轉(zhuǎn)到圖乙位置時(shí)，通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量的變化率為NBSω C．線(xiàn)圈轉(zhuǎn)到圖丙位置時(shí)，外電路中交流電流表的示數(shù)為 D．線(xiàn)圈轉(zhuǎn)到圖丁位置時(shí)，AB邊感應(yīng)電流方向?yàn)锳→B→C→D【分析】線(xiàn)圈的磁通量為BS，與匝數(shù)無(wú)關(guān)；在題干中圖甲、丙兩個(gè)位置為中性面，通過(guò)線(xiàn)圈磁通量最大，磁通量變化率最??；在乙、丁位置，磁通量為零，磁通量變化率最大；交流電流表示數(shù)為電流的有效值；根據(jù)線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向結(jié)合楞次定律可判斷線(xiàn)框中的電流方向【解答】解：A、線(xiàn)圈轉(zhuǎn)到圖甲位置時(shí)，通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為BS，與匝數(shù)無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；B、線(xiàn)圈轉(zhuǎn)到圖乙位置時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Em＝NBSω＝N，解得磁通量的變化率＝BSω，故B錯(cuò)誤；C、電流表示數(shù)為有效值I＝＝，故C錯(cuò)誤；D、線(xiàn)圈轉(zhuǎn)到圖丁位置時(shí)，根據(jù)楞次定律可知線(xiàn)框中的電流方向?yàn)锳→B→C→D，故D正確。故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查楞次定律以及交流發(fā)電機(jī)的工作原理，要求學(xué)生掌握電磁感應(yīng)定律及其應(yīng)用，難度不大。2．（2021春?榕城區(qū)校級(jí)月考）如圖（a），在同一平面內(nèi)固定有一長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)PQ和一導(dǎo)線(xiàn)框R，R在PQ的右側(cè)。導(dǎo)線(xiàn)PQ中通有正弦交流電i，i的變化如圖（b）所示，規(guī)定從Q到P為電流正方向。導(dǎo)線(xiàn)框R中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（）A．在t＝時(shí)為零 B．在t＝時(shí)改變方向 C．在t＝時(shí)最大，且沿逆時(shí)針?lè)较?D．在t＝T時(shí)最大，且沿順時(shí)針?lè)较颉痉治觥扛鶕?jù)右手螺旋定則得出直導(dǎo)線(xiàn)周?chē)拇艌?chǎng)方向，結(jié)合交流電電流大小的變化，根據(jù)楞次定律判斷電流方向?！窘獯稹拷猓篈B、向上的電流在線(xiàn)框處的磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里，由圖可知，當(dāng)時(shí)間為T(mén)時(shí)刻，電流的變化率為0，電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率為0，則線(xiàn)框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)電流為0，且在感應(yīng)電流為0的時(shí)刻，感應(yīng)電流的方向會(huì)發(fā)生變化，故A正確，B錯(cuò)誤；CD、結(jié)合正弦曲線(xiàn)變化的特點(diǎn)可知，當(dāng)PQ中的電流為0時(shí)，電流的變化率最大，所以電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率最大，所以在時(shí)刻t＝時(shí)或t＝T時(shí)刻線(xiàn)框內(nèi)磁通量的變化率最大，則產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大；在t＝時(shí)刻，向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度減小，R內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里，根據(jù)安培定則可知，電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，同理可知，在t＝T時(shí)刻感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颍蔆D錯(cuò)誤。故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了楞次定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是弄清楚原來(lái)磁通量的變化，在用右手螺旋定則判斷感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向。3．（2021?武漢模擬）一矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生正弦式交變電流，電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖線(xiàn)a所示。僅調(diào)整線(xiàn)圈轉(zhuǎn)速，電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖線(xiàn)b所示，則圖線(xiàn)b電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式是（）A．e＝100sin5πt（V） B．e＝100sin（V） C．e＝120sin5πt（V） D．e＝120sin（V）【分析】由交流電圖像可得調(diào)整轉(zhuǎn)速前后的周期之比，根據(jù)角速度與周期的關(guān)系，可得角速度之比，從而得到調(diào)整線(xiàn)圈轉(zhuǎn)速交流電的角速度大小，再由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值Em＝NBSω，利用比值關(guān)系可得調(diào)整線(xiàn)圈轉(zhuǎn)速之后交流電的最大電動(dòng)勢(shì)，最后得到交流電的瞬時(shí)表達(dá)式?！窘獯稹拷猓河蓤D可知，調(diào)整轉(zhuǎn)速前后周期之比：＝＝，由ω＝可知角速度與周期成反比，得調(diào)整轉(zhuǎn)速前后角速度之比為：＝＝，調(diào)整線(xiàn)圈轉(zhuǎn)速之后，交流電的角速度：ωb＝＝＝rad/s感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值Em＝NBSω，轉(zhuǎn)速調(diào)整前后，NBS相同，Em與ω成正比：＝，由圖可知，調(diào)整線(xiàn)圈轉(zhuǎn)速之前交流電的最大電動(dòng)勢(shì)：Ema＝150V，所以調(diào)整線(xiàn)圈轉(zhuǎn)速之后交流電的最大電動(dòng)勢(shì)：Emb＝Ema＝×150V＝100V線(xiàn)圈從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)時(shí)，所以圖線(xiàn)b電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式：e＝100sin（）（V）。故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了角速度與周期的關(guān)系、電動(dòng)勢(shì)最大值Em＝NBSω以及交流電電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式，充分利用比值關(guān)系式是解決本題的關(guān)鍵。知識(shí)點(diǎn)二：交變電流的描述一、周期和頻率1．周期(T)：交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間．2．頻率(f)：周期的倒數(shù)叫作頻率，數(shù)值等于交變電流在單位時(shí)間內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)．3．周期和頻率的關(guān)系：T＝eq\f(1,f)或f＝eq\f(1,T).4．角速度與周期、頻率的關(guān)系：ω＝eq\f(2π,T)＝2πf.二、峰值和有效值1．峰值：交變電流的電壓、電流能達(dá)到的最大數(shù)值叫峰值．電容器所能承受的電壓要高于交流電壓的峰值，否則電容器就可能被擊穿．2．有效值：讓交變電流與恒定電流分別通過(guò)大小相同的電阻，如果在交變電流的一個(gè)周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，則此恒定電流的數(shù)值叫作交變電流的有效值．3．在正弦式交變電流中，最大值與有效值之間的關(guān)系E＝eq\f(Em,\r(2))＝0.707Em，U＝eq\f(Um,\r(2))＝0.707Um，I＝eq\f(Im,\r(2))＝0.707Im三、正弦式交變電流的公式和圖像1．正弦式交變電流的公式和圖像可以詳細(xì)描述交變電流的情況．若線(xiàn)圈通過(guò)中性面時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，交變電流的圖像是正弦曲線(xiàn)．2．若已知電壓、電流最大值分別是Um、Im，周期為T(mén)，則正弦式交變電流電壓、電流表達(dá)式分別為u＝Umsineq\f(2π,Τ)t，i＝Imsineq\f(2π,T)t.技巧點(diǎn)撥一、周期和頻率1．周期：交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間．在交變電流的圖像中，一個(gè)完整的正弦波形對(duì)應(yīng)的時(shí)間為一個(gè)周期T.2．頻率：周期的倒數(shù)叫作頻率，其數(shù)值等于單位時(shí)間內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)．3．周期和頻率的關(guān)系：f＝eq\f(1,T)，如圖3為我國(guó)照明電路的u－t圖像，則交流電的周期T＝二、峰值和有效值1．峰值：(1)交變電流的電壓、電流能達(dá)到的最大數(shù)值叫峰值，若將交流電接入純電阻電路中，則電路中的電流及外電阻兩端的電壓的最大值分別為Im＝eq\f(Em,R＋r)，Um＝ImR.(2)電容器耐壓值要高于交流電壓的峰值才不會(huì)被擊穿．2．有效值：確定交變電流有效值的依據(jù)是電流的熱效應(yīng)．讓交變電流與恒定電流分別通過(guò)大小相同的電阻，如果在交變電流的一個(gè)周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，則此恒定電流值叫作交流電的有效值．(1)在正弦式交變電流中，最大值與有效值之間的關(guān)系為：E＝eq\f(Em,\r(2))＝0.707Em，U＝eq\f(Um,\r(2))＝0.707Um，I＝eq\f(Im,\r(2))＝0.707Im.(2)當(dāng)電流是非正弦式交變電流時(shí)，必須根據(jù)有效值的定義求解．先計(jì)算交變電流在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q，再將熱量Q用相應(yīng)的物理量的有效值表示，即Q＝I2RT或Q＝eq\f(U2,R)T，最后代入數(shù)據(jù)求解有效值．說(shuō)明(1)E＝eq\f(Em,\r(2))、I＝eq\f(Im,\r(2))、U＝eq\f(Um,\r(2))只適用于正弦式交變電流，對(duì)于按其他規(guī)律變化的交變電流，上述關(guān)系式一般不再適用．(2)對(duì)于非正弦式交變電流有效值的計(jì)算，時(shí)間一般選取一個(gè)周期．(3)凡涉及能量、電功以及電功率等物理量時(shí)均用有效值，在確定保險(xiǎn)絲的熔斷電流時(shí)也用有效值．例題精練1．（2021春?永濟(jì)市校級(jí)期末）如圖甲所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線(xiàn)圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速，繞與磁感線(xiàn)垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)圖像如圖乙中曲線(xiàn)a、b所示，則（）A．兩次t＝0時(shí)刻穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量均為零 B．曲線(xiàn)a、b對(duì)應(yīng)的線(xiàn)圈轉(zhuǎn)速之比為2：3 C．曲線(xiàn)a表示的交變電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值為e＝15sin25πt（V） D．曲線(xiàn)b表示的交變電動(dòng)勢(shì)最大值為10V【分析】A、由圖結(jié)合線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程各位置的特點(diǎn)可知該時(shí)刻穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大；B、由圖得出兩次轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，根據(jù)轉(zhuǎn)速和角速度關(guān)系可以求出轉(zhuǎn)速關(guān)系；C、由圖得出轉(zhuǎn)動(dòng)的周期，結(jié)合角速度和周期關(guān)系求出角速度，再結(jié)合圖像可以寫(xiě)出交變電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式；D、根據(jù)圖像，結(jié)合最大值的表達(dá)式可以求出曲線(xiàn)b表達(dá)交變電動(dòng)勢(shì)的最大值?！窘獯稹拷猓篈、兩次t＝0時(shí)刻電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值均為零，故線(xiàn)圈該時(shí)刻處于中性面位置，此時(shí)穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大，故A錯(cuò)誤；B、由圖可知a的周期為T(mén)a＝4×10﹣2s，b的周期為T(mén)b＝6×10﹣2s，根據(jù)轉(zhuǎn)速和周期關(guān)系，即n＝可知曲線(xiàn)a、b對(duì)應(yīng)的線(xiàn)圈轉(zhuǎn)速之比為3：2，故B錯(cuò)誤；C、曲線(xiàn)a的周期為T(mén)a＝4×10﹣2s，則其角速度為ω＝＝rad/s＝50πrad/s故曲線(xiàn)a表示的交變電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值為e＝15sin50πt（V），故C錯(cuò)誤；D、由圖可知曲線(xiàn)a表示的交變電動(dòng)勢(shì)最大值為15V，又曲線(xiàn)a、b對(duì)應(yīng)的線(xiàn)圈轉(zhuǎn)速之比為3：2，根據(jù)Em＝nBSω可知曲線(xiàn)b表示的交變電動(dòng)勢(shì)最大值為10V，故D正確。故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】在處理交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式時(shí)，需要注意此時(shí)的峰值及開(kāi)始計(jì)時(shí)的位置。弄清是從中性面開(kāi)始還是從與中性面垂直的位置開(kāi)始。2．（2021春?永濟(jì)市校級(jí)期末）圖甲、乙分別表示兩種電流的波形，其中圖乙所示電流按正弦規(guī)律變化，一電阻分別接到兩種電流上，在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量分別為Q甲和Q乙，則Q甲：Q乙等于（）A．Q甲：Q乙＝2：1 B．Q甲：Q乙＝1：2 C．Q甲：Q乙＝1：2 D．Q甲：Q乙≈2：1【分析】根據(jù)有效值的定義，取一個(gè)周期時(shí)間，求出產(chǎn)生的熱量再比較即可?！窘獯稹拷猓河深}可知，在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量分別為Q甲和Q乙，設(shè)電子阻值為R，則Q甲＝RT圖乙中的電流為正弦交流電，電流的有效值為I＝，故Q乙＝I2RT＝?RT故Q甲：Q乙＝2：1故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選：A。【點(diǎn)評(píng)】主要考查對(duì)交流電的有效值、交流電的最大值與有效值等知識(shí)點(diǎn)的理解，產(chǎn)生的熱量由有效值的定義求解。隨堂練習(xí)1．（2021春?黎川縣校級(jí)期末）一交變電壓隨時(shí)間變化的圖像如圖所示，已知橫軸下方為正弦曲線(xiàn)的一半，則該交變電壓的有效值為（）A．5V B．2V C．10V D．10V【分析】根據(jù)有效值的定義，取一個(gè)周期時(shí)間，將交流與直流分別通過(guò)相同的電阻，若產(chǎn)生的熱量相同，直流的電壓值，即為此交流電壓的有效值。【解答】解：由圖可知，～T時(shí)間內(nèi)電壓的有效值為U1＝V＝10V根據(jù)有效值的定義，取一個(gè)周期時(shí)間，設(shè)交變電壓的有效值為U，則有T＝?+?整理可得U＝5V故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】主要考查對(duì)交流電的有效值、交流電的最大值與有效值等知識(shí)點(diǎn)的理解，求交流電的有效值，往往根據(jù)電流的熱效應(yīng)，由有效值的定義求解。2．（2021春?棗莊期末）如圖甲所示是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，兩磁極N、S間的磁場(chǎng)可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，V為交流電壓表，電阻R＝1Ω.線(xiàn)圈繞垂直于磁場(chǎng)的水平軸OO'沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示.以下判斷正確的是（）A．電壓表的示數(shù)為 B．線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為50πrad/s C．0.01s時(shí)線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向垂直 D．0.02s時(shí)電阻R中電流的方向?yàn)閍→R→b【分析】A、電壓表示數(shù)為電壓的有效值，根據(jù)圖乙求出電流的有效值，再求電壓的有效值即可；B、由圖求出交流電的周期，根據(jù)角速度和周期關(guān)系可以求出角速度大?。籆、利用電流最大值對(duì)應(yīng)磁通量最小，判斷線(xiàn)圈平面位置；D、根據(jù)楞次定律判斷電流方向。【解答】解：A、該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的是正弦交流電，電壓表的示數(shù)為電壓的有效值，由圖乙可知電流的有效值為I＝10A，故電壓表示數(shù)為U＝IR＝10×1V＝10V，故A錯(cuò)誤；B、由圖乙可知交流電的周期為T(mén)＝2×10﹣2s，根據(jù)ω＝可知，線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω＝100πrad/s，故B錯(cuò)誤；C、在0.01s時(shí)，電流達(dá)到最大值，該時(shí)刻通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最小，此時(shí)線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向平行，故C錯(cuò)誤；D、根據(jù)楞次定律可知0.02s時(shí)電阻R中的電流方向?yàn)閍﹣R→b，故D正確。故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】在處理電壓表、電流表問(wèn)題時(shí)，要注意此時(shí)電表顯示的是交流電的有效值，另外要注意正弦交流電的有效值與最大值的關(guān)系。3．（2021春?鼓樓區(qū)校級(jí)期中）單匝閉合炬形線(xiàn)框電阻為R，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞與磁感線(xiàn)垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量Φ與時(shí)間t的關(guān)系圖象如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）A．時(shí)刻線(xiàn)框平面與中性面垂直 B．線(xiàn)框的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值為 C．線(xiàn)框轉(zhuǎn)一周外力所做的功為 D．從t＝0到t＝過(guò)程中線(xiàn)框的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為【分析】磁通量最大時(shí)，線(xiàn)框平面與中性面重合；先求出角速度，利用公式Em＝Φmω求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值，再根據(jù)E＝求有效值；根據(jù)功能關(guān)系求解外力做的功，根據(jù)＝求平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)?！窘獯稹拷猓篈、時(shí)刻，磁通量最大，線(xiàn)框平面位于中性面，故A錯(cuò)誤；B、角速度ω＝，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝Φmω＝，有效值E＝＝，故B正確；C、根據(jù)功能關(guān)系可知，線(xiàn)框轉(zhuǎn)一周外力所做的功等于回路中產(chǎn)生的焦耳熱，則有：W＝Q＝＝，故C錯(cuò)誤；D、從t＝0到t＝過(guò)程中線(xiàn)框的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：＝＝＝，故D錯(cuò)誤。故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了正弦式電流的圖象、交流的峰值、有效值以及它們的關(guān)系等知識(shí)點(diǎn)。在解決有關(guān)交變電流的圖象問(wèn)題時(shí)，應(yīng)先把交變電流的圖象與線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)動(dòng)位置對(duì)應(yīng)起來(lái)，再根據(jù)特殊位置求特征解。綜合練習(xí)一．選擇題（共20小題）1．（2021?湖北模擬）在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線(xiàn)框繞與磁感線(xiàn)垂直的轉(zhuǎn)動(dòng)軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖甲所示，產(chǎn)生的交變電流i隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是（）A．t＝0.02s時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量最大 B．t＝0時(shí)，線(xiàn)框中磁通量的變化率為零 C．t＝s時(shí)，通過(guò)線(xiàn)框的瞬時(shí)電流為2.5A D．若線(xiàn)框的電阻為0.2Ω，則線(xiàn)框的熱功率為5W【分析】磁通量最大時(shí)感應(yīng)電流為零，磁通量為零時(shí)感應(yīng)電流最大；從圖象得出電流的最大值、周期，從而算出頻率、角速度，從而得到交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式；線(xiàn)框產(chǎn)生的熱功率用交流電的有效值計(jì)算?！窘獯稹拷猓篈.t＝0.02s時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大，線(xiàn)框平面與磁場(chǎng)平行，穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量為零，故A錯(cuò)誤；B.t＝0時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大，由E＝I（R+r），感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，故線(xiàn)框中磁通量的變化率最大，故B錯(cuò)誤；C.由乙圖可得，該交變電流的表達(dá)式為：i＝Imcost＝5cos100πt（A）當(dāng)t＝s時(shí)，代入得通過(guò)線(xiàn)框的瞬時(shí)電流為：i＝2.5A，故C正確；D.若線(xiàn)框的電阻R＝0.20Ω，則線(xiàn)框的熱功率為P＝I2R＝0.2W＝25W，故D錯(cuò)誤。故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了對(duì)交流電圖象的認(rèn)識(shí)，要具備從圖象中獲得有用信息的能力，并掌握有效值與最大值的關(guān)系。2．（2021春?南昌期中）一個(gè)矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量隨時(shí)間變化的Φ﹣t圖象如圖所示。下列說(shuō)法中正確的是（）A．t＝0時(shí)刻，線(xiàn)圈在中性面位置，磁通量為零，磁通量的變化率為零 B．t＝0.01s時(shí)，線(xiàn)圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 C．t＝0.02s時(shí)，線(xiàn)圈磁通量的變化率為零 D．t＝0.03s時(shí)，線(xiàn)圈中的電流方向發(fā)生改變【分析】線(xiàn)圈位于中性面上時(shí)磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，當(dāng)線(xiàn)圈與磁場(chǎng)平行時(shí)磁通量最小為零，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，分析清楚圖示圖象，根據(jù)線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)情況分析答題?！窘獯稹拷猓篈、由圖示圖象可知，t＝0時(shí)刻磁通量Φ＝0，此時(shí)線(xiàn)圈與磁場(chǎng)平行，與中性面垂直，磁通量的變化率最大，故A錯(cuò)誤；B、由圖示圖象可知，t＝0.01s時(shí)刻穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大，磁通量的變化率最小，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小，故B錯(cuò)誤；C、由圖示圖象可知，t＝0.02s時(shí)刻穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為零，但磁通量的變化率最大，故C錯(cuò)誤；D、由圖示圖象可知，t＝0.03s時(shí)刻穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大，此時(shí)線(xiàn)圈經(jīng)過(guò)中性面，線(xiàn)圈中電流方向發(fā)生變化，故D正確。故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了交變電流的產(chǎn)生問(wèn)題，掌握基礎(chǔ)知識(shí)是解題的前提，根據(jù)題意分析清楚圖示圖象是解題的關(guān)鍵，根據(jù)圖示圖象應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)即可解題，平時(shí)要注意基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)與積累。3．（2021春?德州期中）如圖甲所示，一匝數(shù)為100（匝）、邊長(zhǎng)為0.5m的正方形線(xiàn)圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞轉(zhuǎn)軸OO'以角速度311rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電流直接給圖乙的電路供電。圖乙中的變壓器為理想變壓器，原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為10：1，副線(xiàn)圈接有定值電阻和電容器。所有電表均為理想電表，不計(jì)正方形線(xiàn)圈的電阻，下列說(shuō)法正確的是（）A．當(dāng)線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)垂直時(shí)，電壓表的示數(shù)為0 B．若電容器的擊穿電壓為350V，則電容器不會(huì)被擊穿 C．若線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)速增加一倍，其他條件均不變，則電流表A1的示數(shù)不變 D．若線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)速增加一倍，其他條件均不變，則電流表A1的示數(shù)也增加一倍【分析】電壓表的示數(shù)為交變電流的有效值，不是瞬時(shí)值；利用交變電流的最大值表達(dá)式Um＝NBSω結(jié)合變壓器的變壓比可求解B選項(xiàng)；利用ω＝2πn、Um＝NBSω以及容抗xc＝解釋CD選項(xiàng)?！窘獯稹拷猓篈．線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生交變電流，而電壓表的示數(shù)為交變電流的有效值，則當(dāng)線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)垂直時(shí)，電壓表的示數(shù)不為零，故A錯(cuò)誤；B．交變電流的最大值為：Um1＝NBSω＝100×0.4×25×10﹣2×311V＝3110V根據(jù)變壓器變壓比：則副線(xiàn)圈兩端電壓的最大值為：Um2＝Um1＝＝311V若電容器的擊穿電壓為350V，則電容器不會(huì)被擊穿，故B正確；CD．若線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)速n增加一倍，根據(jù)ω＝2πn，則角速度增加一倍，其他條件均不變，根據(jù)Um＝NBSω，交流電壓增加一倍，由容抗xc＝可知電流表A1的示數(shù)會(huì)變化，但并不滿(mǎn)足歐姆定律，所以電流表A1的示數(shù)不會(huì)增加一倍，故CD錯(cuò)誤。故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵是記住交流發(fā)電機(jī)最大電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式Um＝NBSω，同時(shí)要明確輸入電壓決定輸出電壓，輸出電流決定輸入電流，輸出功率決定輸入功率。4．（2021春?菏澤期中）如圖所示，在水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一線(xiàn)框繞垂直于磁感線(xiàn)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線(xiàn)框通過(guò)電刷、圓環(huán)、導(dǎo)線(xiàn)等與定值電阻組成閉合回路。t1、t2時(shí)刻線(xiàn)框分別轉(zhuǎn)到圖甲、乙所示的位置，下列說(shuō)法正確的是（）A．t1時(shí)刻，穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量最大 B．t1時(shí)刻，電阻中的電流最大，方向從右向左 C．t2時(shí)刻，穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量變化最快 D．t2時(shí)刻，電阻中的電流最大，方向從右向左【分析】由圖可知，t1時(shí)刻磁通量的變化率最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，t2時(shí)刻磁通量的變化率為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，根據(jù)歐姆定律及楞次定律即可分析求解．【解答】解：AB、由圖可知，t1時(shí)刻磁通量為零，而磁通量的變化率最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，所以t1時(shí)刻電阻中的電流最大，根據(jù)右手定則可知，方向從右向左，故A錯(cuò)誤，B正確；CD、t2時(shí)刻磁通量最大，而磁通量的變化率為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，感應(yīng)電流為零，故CD錯(cuò)誤。故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵抓住感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量是互余關(guān)系，即磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最?。欢磐孔钚?，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，注意右手定則與左手定則的區(qū)分．5．（2021春?靜海區(qū)校級(jí)月考）一矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)軸線(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的正弦式交變電流，其電動(dòng)勢(shì)的變化規(guī)律如圖線(xiàn)a所示。當(dāng)調(diào)整線(xiàn)圈轉(zhuǎn)速后，電動(dòng)勢(shì)的變化規(guī)律如圖線(xiàn)b所示。以下關(guān)于這兩個(gè)正弦式電流的說(shuō)法正確的是（）A．圖線(xiàn)a電動(dòng)勢(shì)的有效值為75V B．線(xiàn)圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為2：3 C．在圖中t＝0時(shí)刻穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量均為零 D．圖線(xiàn)b電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝100sinπt（V）【分析】由圖象得到交流電a的最大值，根據(jù)有效值與最大值的關(guān)系求解有效值；根據(jù)轉(zhuǎn)速n＝求解轉(zhuǎn)速之比；t＝0時(shí)刻穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為最大值；求出圖線(xiàn)b的角速度大小，根據(jù)正弦交流電的表達(dá)式寫(xiě)出電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式?！窘獯稹拷猓篈、由圖象可知，交流電a的最大值為150V，則有效值為：E＝V＝75V，故A錯(cuò)誤；B、圖線(xiàn)a的周期為T(mén)a＝0.04s，圖線(xiàn)b的周期為T(mén)b＝0.06s，根據(jù)轉(zhuǎn)速n＝可知轉(zhuǎn)速之比為：＝＝＝，故B錯(cuò)誤；C、在t＝0時(shí)刻電壓為0，所以此時(shí)穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為最大值，故C錯(cuò)誤；D、圖線(xiàn)b的最大值為Emb＝100V，角速度為ωb＝＝rad/s＝rad/s，所以圖線(xiàn)b電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝100sinωt＝100sinπt（V），故D正確。故選：D。【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵就是有電流的瞬時(shí)值表達(dá)式求得原線(xiàn)圈中電流的最大值，進(jìn)而求得原線(xiàn)圈的電流的有效值的大小。6．（2021春?天河區(qū)校級(jí)月考）一只閉合的矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線(xiàn)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量隨時(shí)間的變化圖像如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是（）A．t＝0時(shí)刻，穿過(guò)線(xiàn)圈平面的磁通量的變化率最大 B．t＝0時(shí)刻，線(xiàn)圈平面與中性面重合 C．t＝0.1s，線(xiàn)圈中電流方向改變 D．t＝0.2s時(shí)刻，線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大【分析】線(xiàn)圈在中性面時(shí)磁通量最大，電動(dòng)勢(shì)最小，與中性面垂直時(shí)，通過(guò)的磁通量最小，電動(dòng)勢(shì)為最大，根據(jù)圖象進(jìn)行分析。【解答】解：AB、由圖知t＝0時(shí)刻磁通量最大，磁通量的變化率為零，線(xiàn)圈平面應(yīng)在中性面，故A錯(cuò)誤，B正確；C、t＝0.1s時(shí)刻，磁通量為零，穿過(guò)線(xiàn)圈平面的磁通量的變化率最大，即電動(dòng)勢(shì)最大，電流不改變方向，故C錯(cuò)誤；D、t＝0.2s時(shí)刻，磁通量最大，但磁通量變化率為零，故線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，故D錯(cuò)誤。故選：B。【點(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵是記住兩個(gè)特殊位置：在中性面時(shí)磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小，電動(dòng)勢(shì)方向改變；垂直中性面位置磁通量為零，但電動(dòng)勢(shì)最大。7．（2021?天津模擬）2020年3月28日消息，隨著復(fù)產(chǎn)復(fù)工有序推進(jìn)，全國(guó)發(fā)電量、用電量出現(xiàn)明顯回升，如圖所示，甲為一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)構(gòu)造示意圖，單匝線(xiàn)圈逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)間變化，其圖像如圖乙所示，下列說(shuō)法正確的是（）A．線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，電流的方向改變1次 B．電流隨時(shí)間變化的規(guī)律為i＝10sin10πt（A） C．在t＝0.05s到t＝0.1s時(shí)間內(nèi)，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量逐漸增大 D．若只將線(xiàn)圈轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則小燈泡的功率變?yōu)樵瓉?lái)的4倍【分析】線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，電流的方向改變2次；根據(jù)圖象可知交流電的最大值以及周期等物理量，然后進(jìn)一步可求出其瞬時(shí)值的表達(dá)式；在中性面感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小，磁通量最大；只將線(xiàn)圈轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則最大電動(dòng)勢(shì)增大為原來(lái)的2倍，然后結(jié)合閉合電路的歐姆定律和電功率的表達(dá)式分析?！窘獯稹拷猓篈、一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變2次，故A錯(cuò)誤；B、由圖可知，轉(zhuǎn)動(dòng)的周期T＝0.2s，故瞬時(shí)電流表達(dá)式為i＝Imcos（t）A＝10cos10πt（A），故B錯(cuò)誤；C、由圖可知，在t＝0.05s到t＝0.1s時(shí)間內(nèi)電流從0增大到最大，則電動(dòng)勢(shì)從0增大到最大，根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量的變化關(guān)系可知，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量逐漸減小，故C錯(cuò)誤；D、只將線(xiàn)圈轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，根據(jù)Em＝BSω可知最大電動(dòng)勢(shì)增大為原來(lái)的2倍，則電動(dòng)勢(shì)的有效值也增大為原來(lái)的2倍，根據(jù)閉合電路的歐姆定律，則電路中的電流增大為原來(lái)的2倍，由：P＝I2R，則燈泡的功率變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，故D正確。故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了有關(guān)交流電描述的基礎(chǔ)知識(shí)，要根據(jù)交流電圖象正確求解最大值、有效值、周期、頻率、角速度等物理量，同時(shí)正確書(shū)寫(xiě)交流電的表達(dá)式．8．（2021?3月份模擬）一個(gè)匝數(shù)為N＝100匝的矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量隨時(shí)間變化的圖像如圖所示，則下列說(shuō)法中正確的是（）A．t＝0時(shí)刻，線(xiàn)圈位于與中性面垂直的位置 B．t＝0.01s時(shí)刻，線(xiàn)圈磁通量的變化率最大 C．t＝0.02s時(shí)刻，線(xiàn)圈瞬時(shí)電流達(dá)到最大 D．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值為2000π（V）【分析】線(xiàn)圈位于中性面上時(shí)磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，當(dāng)線(xiàn)圈與磁場(chǎng)平行時(shí)磁通量最小為零，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，分析清楚圖示圖象，根據(jù)線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)情況分析答題。【解答】解：A、由圖示圖象可知，t＝0時(shí)刻磁通量最大，此時(shí)線(xiàn)圈與磁場(chǎng)垂直，與中性面平行直，故A錯(cuò)誤；B、由圖示圖象可知，t＝0.01s時(shí)刻穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大，磁通量的變化率最小，故B錯(cuò)誤；C、由圖示圖象可知，t＝0.02s時(shí)刻穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大，磁通量的變化率最小，感應(yīng)電流最小，故C錯(cuò)誤；D、由圖可知周期t＝0.02s，角速度，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值為Em＝NBSω＝NΦmω＝100×0.2×100πV＝2000π（V），故D正確；故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了交變電流的產(chǎn)生問(wèn)題，掌握基礎(chǔ)知識(shí)是解題的前提，根據(jù)題意分析清楚圖示圖象是解題的關(guān)鍵，根據(jù)圖示圖象應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)即可解題，平時(shí)要注意基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)與積累。9．（2021?豐臺(tái)區(qū)一模）由交流發(fā)電機(jī)、定值電阻R、交流電流表組成的閉合回路如圖所示。線(xiàn)圈ABCD逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）A．線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中AD、BC邊產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) B．線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)到圖中位置時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)锳DCBA C．線(xiàn)圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，交流電流表指針左右擺動(dòng) D．線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)到中性面的瞬間，電路中的電流最大【分析】要解決此題，需要掌握發(fā)電機(jī)的制作原理，知道發(fā)電機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的，感應(yīng)電流的方向與磁場(chǎng)方向和切割磁感線(xiàn)的方向有關(guān)，電流表測(cè)量的是交流電的有效值．【解答】解：A、線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中AD、BC邊始終與磁場(chǎng)平行，不切割磁感線(xiàn)，故不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故A錯(cuò)誤；B、線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)到圖中位置時(shí)，AB和CD邊切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)右手定則可知，AB邊產(chǎn)生的電流方向沿BA方向，CD邊產(chǎn)生的電流方向沿DC方向，故感應(yīng)電流方向?yàn)锳DCBA，故B正確；C、交流電流表測(cè)量的是交流電的有效值，故電流表的指針不動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D、線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)到中性面的瞬間，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零，此時(shí)電路中的電流最小，故D錯(cuò)誤；故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】此題主要考查了發(fā)電機(jī)的工作原理．要知道發(fā)電機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的．感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)的方向有關(guān)，能夠通過(guò)線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)動(dòng)情況，判斷線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流放向的變化10．（2021?朝陽(yáng)區(qū)一模）如圖所示，（甲）→（乙）→（丙）→（?。祝┻^(guò)程是交流發(fā)電機(jī)發(fā)電的示意圖，線(xiàn)圈的ab邊連在金屬滑環(huán)K上，cd邊連在金屬滑環(huán)L上，用導(dǎo)體制成的兩個(gè)電刷分別壓在兩個(gè)滑環(huán)上，線(xiàn)圈在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以通過(guò)滑環(huán)和電刷保持與外電路連接。已知線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω，轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中電路中的最大電流為Im。下列選項(xiàng)正確的是（）A．在如圖（甲）位置時(shí)，線(xiàn)圈中的磁通量最大，感應(yīng)電流為零 B．從如圖（乙）位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，線(xiàn)圈中電流i隨時(shí)間t變化的關(guān)系式為i＝Imsinωt C．在如圖（丙）位置時(shí)，線(xiàn)圈中的磁通量最大，磁通量的變化率也最大 D．在如圖（?。┪恢脮r(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，cd邊電流方向?yàn)閏→d【分析】交流發(fā)電機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的，根據(jù)線(xiàn)圈與磁場(chǎng)的關(guān)系確定磁通量的大小。從中性面計(jì)時(shí)時(shí)，線(xiàn)圈中電流i瞬時(shí)值表達(dá)式為正弦形式。線(xiàn)圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)，感應(yīng)電流為零，但感應(yīng)電流方向改變，根據(jù)右手定則判斷感應(yīng)電流方向?！窘獯稹拷猓篈、圖（甲）中，線(xiàn)圈在中性面位置，故穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大，磁通量變化率為0，感應(yīng)電流為零，故A正確；B、圖（乙）中線(xiàn)圈與磁場(chǎng)平行，此時(shí)感應(yīng)電流最大，則線(xiàn)圈中電流i隨時(shí)間t變化的關(guān)系是i＝Imcosωt，故B錯(cuò)誤；C、當(dāng)線(xiàn)圈位于圖（丙）位置時(shí)，線(xiàn)圈在中性面位置，故穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零，故C錯(cuò)誤；D、當(dāng)線(xiàn)圈位于圖（丁）位置時(shí)，磁通量最小，磁通量的變化率最大，故感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，根據(jù)右手定則可知cd邊感應(yīng)電流方向?yàn)閐→c，故D錯(cuò)誤；故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生正弦式電流的原理，關(guān)鍵要理解并掌握中性面以及和中性面垂直的面磁通量、磁通量變化率、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)，要明確感應(yīng)電流瞬時(shí)值表達(dá)式與計(jì)時(shí)起點(diǎn)有關(guān)。11．（2021?福田區(qū)校級(jí)模擬）有一種自動(dòng)溫控加熱裝置，電阻絲接如圖所示的正弦交流電后開(kāi)始加熱，當(dāng)溫度達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，自動(dòng)控制裝置啟動(dòng)，使得負(fù)半周波形的電流不能通過(guò)電阻絲，從而進(jìn)入保溫狀態(tài)。下列說(shuō)法正確的是（）A．溫控裝置啟動(dòng)前，電阻絲兩端的電壓為V B．溫控裝置啟動(dòng)前，通過(guò)電阻絲的交流電頻率為0.5Hz C．溫控裝置啟動(dòng)后，電阻絲兩端的電壓為110V D．溫控裝置啟動(dòng)后，電阻絲兩端的電壓為V【分析】電壓表讀數(shù)為有效值，根據(jù)正弦式交變電流峰值和有效值之間的關(guān)系以及電流的熱效應(yīng)便可求得有效值【解答】解：A、由圖可知，交流電的最大值為，有效值為U＝，溫控裝置啟動(dòng)前，電阻絲兩端的電壓為220V，故A錯(cuò)誤；B、根據(jù)圖可知，交流電的周期T＝0.01s，故交流電的頻率為f＝B錯(cuò)誤；CD、根據(jù)電流的熱效應(yīng)可知：，解得，故C錯(cuò)誤，D正確；故選：D。【點(diǎn)評(píng)】本題考查有關(guān)交變電流有效值的計(jì)算問(wèn)題，要掌握正弦交流電的最大值是有效值的倍，對(duì)于非正弦交流電，要根據(jù)有效值的定義求解。12．（2021?歷下區(qū)校級(jí)模擬）在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一10匝的閉合金屬線(xiàn)框繞與磁感線(xiàn)垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線(xiàn)框電阻為0.5Ω，線(xiàn)框磁通量Φ隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）A．t＝0.5s時(shí)，線(xiàn)框平面與中性面平行 B．線(xiàn)框產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大值為20V C．線(xiàn)框轉(zhuǎn)動(dòng)一周產(chǎn)生的焦耳熱約為80J D．從到的過(guò)程中，線(xiàn)框的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為4V【分析】當(dāng)線(xiàn)圈處于中性面時(shí)，磁通量最大，線(xiàn)圈與中性面垂直時(shí)，磁通量最?。挥蓤D象可讀出磁通量的最大值與周期，先求出圓頻率，即可求出最大的電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)最大值與有效值的關(guān)系求有效值；根據(jù)能量守恒定律求線(xiàn)框轉(zhuǎn)一周外力所做的功；根據(jù)求平均電動(dòng)勢(shì)?！窘獯稹拷猓篈、由圖可知在0.5s時(shí)，線(xiàn)框的磁通量為零，所以線(xiàn)框平面處在垂直中性面的位置，故A錯(cuò)誤；B、線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為T(mén)＝0.02s，角速度為，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em＝nBSω＝nΦmω＝10×2×10﹣2×100πV＝20πV，故B錯(cuò)誤；C、線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為E＝，線(xiàn)框轉(zhuǎn)動(dòng)一周產(chǎn)生的焦耳熱約為＝80J，故C正確；D、從到的過(guò)程中，磁通量減小了△Φ＝2Φm﹣（﹣Φm）＝2Φm，根據(jù)可得平均電動(dòng)勢(shì)為，故D錯(cuò)誤；故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵是記住兩個(gè)特殊位置：在中性面時(shí)磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小，電動(dòng)勢(shì)方向改變；垂直中性面位置磁通量為零，但電動(dòng)勢(shì)最大。對(duì)于交變電流的各個(gè)值的關(guān)系及求解方法要掌握，。13．（2021?青秀區(qū)校級(jí)模擬）在圖（a）所示的交流電路中，電源電壓的有效值為200V，理想變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為10：1，R1、R2、R3均為固定電阻，R2＝10Ω，R3＝20Ω，各電表均為理想電表。已知電阻R2中電流i2隨時(shí)間t變化的正弦曲線(xiàn)如圖（b）所示。下列說(shuō)法正確的是（）A．所用交流電的頻率為100Hz B．電壓表的示數(shù)為100V C．電流表的示數(shù)為1.0A D．R1的阻值可求得為20Ω【分析】根據(jù)圖（b）可得交流電的周期，利用f＝可得交流電的頻率；根據(jù)圖（b）可得的最大值，根據(jù)有效值與最大值的關(guān)系可得交流電的有效值，利用歐姆定律、變壓器的變壓比可得電壓表的示數(shù)；R2和R3并聯(lián)，電壓相等，利用歐姆定律可得電流表的示數(shù)；先算出副線(xiàn)圈中通過(guò)的電流，求得原線(xiàn)圈中的電流，根據(jù)歐姆定律求得電阻?！窘獯稹拷猓篈、根據(jù)圖（b）可知交流電的周期T＝0.02s，交流電的頻率為：＝＝50Hz，故A錯(cuò)誤；B、由圖（b）可知電流i2的最大值為Im＝A，故有效值：I2＝，R2兩端的電壓U2＝I2R2＝1×10V＝10V，由，可得原線(xiàn)圈的兩端電壓U1＝100V，所以電壓表的示數(shù)為Uv＝200V﹣100V＝100V，故B正確；C、由于R2和R3并聯(lián)，電壓相等，由歐姆定律得：IA＝，故C錯(cuò)誤；D、變壓器副線(xiàn)圈的電流：I＝I2+IA＝1A+0.5A＝1.5A，根據(jù)可得原線(xiàn)圈流經(jīng)的電流I1＝0.15A，R1的阻值應(yīng)該為R1＝＝666.7Ω，故D錯(cuò)誤。故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】此題考查了變壓器的構(gòu)造和原理，明確變壓比、變流比是解題的關(guān)鍵，對(duì)于原線(xiàn)圈串聯(lián)電阻的電路，可以從電壓關(guān)系分析電壓表的示數(shù)。14．（2021?常熟市校級(jí)三模）圖甲是某發(fā)電機(jī)的示意圖，正方形金屬線(xiàn)框邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，其兩端與兩個(gè)半圓環(huán)相連，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以恒定角速度繞OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng)。阻值為R的電阻兩端的電壓如圖乙所示，Um為已知，其它電阻不計(jì)，則金屬框轉(zhuǎn)動(dòng)一周（）A．框內(nèi)電流方向不變 B．電動(dòng)勢(shì)的有效值大于 C．流過(guò)電阻的電荷量為 D．電阻產(chǎn)生的焦耳熱為【分析】電流方向每經(jīng)過(guò)中性面一次都要變化一次；由圖乙判斷電動(dòng)勢(shì)最大值；根據(jù)公式q＝求解；根據(jù)焦耳定律求得金屬框轉(zhuǎn)過(guò)一周電阻產(chǎn)生的焦耳熱?！窘獯稹拷猓篈、當(dāng)線(xiàn)框轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，框內(nèi)電流方向每經(jīng)過(guò)中性面一次都要變化一次，故A錯(cuò)誤；B、由圖乙可知，電動(dòng)勢(shì)的最大值為Um，故有效值為E＝，故B錯(cuò)誤；C、金屬框轉(zhuǎn)過(guò)半周流過(guò)電阻的電荷量為：q＝，則金屬框轉(zhuǎn)過(guò)一周流過(guò)電阻的電荷量為：q′＝2q＝，故C錯(cuò)誤；D、因?yàn)閁m＝BωL2，則ω＝，根據(jù)焦耳定律，可知金屬框轉(zhuǎn)過(guò)一周電阻產(chǎn)生的焦耳熱為：Q＝，故D正確。故選：D。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了交流電的圖象，會(huì)根據(jù)圖象求解交流電的最大值及有效值，求電荷量時(shí)，運(yùn)用交流電的平均值，求產(chǎn)生的熱能時(shí)，用交流電的有效值。15．（2021?浙江模擬）如圖甲所示，手搖式發(fā)電機(jī)是我們教學(xué)中常用的演示工具，它的簡(jiǎn)化圖如圖乙所示．該手搖式交流發(fā)電機(jī)的矩形線(xiàn)圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞中軸線(xiàn)OO′以恒定角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交流電通過(guò)M、N與外電路連接，已知矩形線(xiàn)圈的面積為S，匝數(shù)為n，線(xiàn)圈總電阻為r，外電路電燈的電阻為R，電壓表為理想交流電表．線(xiàn)圈平面由平行于磁場(chǎng)方向的位置轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中（）A．電壓表V的示數(shù)為nBSω B．通過(guò)燈泡的電荷量為 C．電燈中產(chǎn)生的焦耳熱為 D．位于中性面位置時(shí)線(xiàn)圈中的電流為【分析】交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em＝nBSω，交流電壓表顯示的是路端電壓有效值，通過(guò)電阻的電量為q＝n，電燈產(chǎn)生的熱量為Q＝，流過(guò)線(xiàn)圈的電流為瞬時(shí)值?！窘獯稹拷猓篈、線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Em＝nBSω，有效值為E＝，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得U＝，故A錯(cuò)誤；B、通過(guò)的電荷量q＝n＝n，故B錯(cuò)誤；C、線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周期T＝，電燈中產(chǎn)生的焦耳熱Q＝＝，故C正確；D、當(dāng)線(xiàn)圈由平行于磁場(chǎng)方向位置轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)，此時(shí)線(xiàn)圈位于中性面位置，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，形成的感應(yīng)電流為0，故D錯(cuò)誤；故選：C。【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了交流電的峰值和有效值、周期和頻率的關(guān)系，記住，求電量用電流的平均值，求熱量用電流的有效值。16．（2021春?沙坪壩區(qū)校級(jí)月考）圖甲是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線(xiàn)圈繞與磁場(chǎng)方向垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖象如圖乙所示，發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈內(nèi)阻為10Ω，外接一只電阻為100Ω的燈泡，不計(jì)電路的其他電阻。則（）A．甲圖中線(xiàn)圈位于中性面 B．該交流電的頻率為100Hz C．電壓的示數(shù)為22V D．ls內(nèi)發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈產(chǎn)生的焦耳熱為0.4J【分析】線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)垂直的位置叫中性面位置；由圖象可知交流電周期，進(jìn)而求頻率；由圖象可知電動(dòng)勢(shì)的最大值，可求電動(dòng)勢(shì)的有效值，結(jié)合閉合電路歐姆定律可求燈泡兩端的電壓；根據(jù)焦耳定律可求發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈產(chǎn)生的焦耳熱。【解答】解：A.甲圖中線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)平行，位于與中性面垂直的位置，故A錯(cuò)誤；B.由圖象可知交流電周期為0.02s，所以頻率為50Hz，故B錯(cuò)誤；C.由圖象可知電動(dòng)勢(shì)的最大值為V，則電動(dòng)勢(shì)的有效值E＝，解得E＝22V，所以燈泡兩端的電壓為：U＝，解得U＝20V，故C錯(cuò)誤；D.根據(jù)焦耳定律可得，1s內(nèi)發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈產(chǎn)生的焦耳熱為Q＝I2rt，I＝，兩式聯(lián)立解得Q＝0.4J，故D正確。故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查了變壓器的相關(guān)問(wèn)題，考查知識(shí)點(diǎn)針對(duì)性強(qiáng)，難度較小，考查了學(xué)生掌握知識(shí)與應(yīng)用知識(shí)的能力。17．（2021春?越秀區(qū)校級(jí)期中）如圖所示為一交流發(fā)電機(jī)的原理示意圖，其中矩形線(xiàn)圈abcd的邊長(zhǎng)ab＝cd＝50cm，bc＝ad＝20cm，匝數(shù)n＝100，線(xiàn)圈的總電阻r＝0.20Ω，線(xiàn)圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.050T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度ω＝100πrad/s。線(xiàn)圈兩端通過(guò)電刷E、F與阻值R＝4.8Ω的定值電阻連接。計(jì)算時(shí)π取3，則（）A．圖中時(shí)刻穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為0.5Wb B．若從線(xiàn)圈經(jīng)過(guò)中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，則線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的函數(shù)表達(dá)式為e＝150cos300t（V） C．此發(fā)電機(jī)在上述工作狀態(tài)下的輸出功率為2160W D．若從線(xiàn)圈經(jīng)過(guò)中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)周期時(shí)間通過(guò)電阻R的電荷量為0.20C【分析】依據(jù)磁通量Φ＝BS，即可求解；根據(jù)Em＝nBSω求出最大電動(dòng)勢(shì)，再寫(xiě)出瞬時(shí)值表達(dá)式；先根據(jù)最大值與有效值的關(guān)系求出有效值，再根據(jù)閉合電路歐姆定律求解電流的有效值，之后求解外電阻的熱功率就是發(fā)電機(jī)的輸出功率；用平均電流與時(shí)間愛(ài)你的乘積來(lái)計(jì)算通過(guò)電阻R的電荷量．【解答】解：A、依據(jù)磁通量Φ＝BS，圖中時(shí)刻穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為Φ＝BS＝0.050×50×10﹣2×20×10﹣2Wb＝0.005Wb，故A錯(cuò)誤；B、線(xiàn)圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為：Em＝nBωS代入數(shù)據(jù)解得：Em＝100×0.05××50×10﹣2×20×10﹣2×100πV＝150V依據(jù)線(xiàn)圈處于中性面位置時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為零，因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的表達(dá)式為：e＝Emsinωt＝150sin100πt（V）C、線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為：E＝＝75V電流的有效值為：I＝＝A＝15A交流發(fā)電機(jī)的輸出功率即為電阻R的熱功率為：P＝I2R＝（15）2×4.8W＝2160W，故C正確；D、根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有：＝n＝n由閉合電路歐姆定律：＝而q＝t聯(lián)立解得：q＝＝C＝0.1C，故D錯(cuò)誤；故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道正弦式交流電峰值的表達(dá)式Em＝nBSω，以及知道峰值與有效值的關(guān)系，知道求解電荷量時(shí)要用平均值．18．（2021?浙江）如圖所示，虛線(xiàn)是正弦交流電的圖像，實(shí)線(xiàn)是另一交流電的圖像，它們的周期T和最大值Um相同，則實(shí)線(xiàn)所對(duì)應(yīng)的交流電的有效值U滿(mǎn)足（）A．U＝Um B．U＝Um C．U＞Um D．U＜Um【分析】根據(jù)交流電的有效值定義，讓交流與恒定電流分別通過(guò)相同的電阻，如果在交流的一個(gè)周期內(nèi)它們產(chǎn)生熱量相等，則將直流電的電壓和電流稱(chēng)為交流電的有效值，依此判定求解?！窘獯稹拷猓阂罁?jù)交流電的有效值定義，若是正弦式交流電，即為虛線(xiàn)的圖像，那么其有效值為：U＝Um，由圖象可知，實(shí)線(xiàn)所對(duì)應(yīng)的交流電在除峰值外的任意時(shí)刻其瞬時(shí)值總是小于正弦交流電的瞬時(shí)值，那么在一周期內(nèi)，對(duì)于相同的電阻，實(shí)線(xiàn)所對(duì)應(yīng)的交流電產(chǎn)生熱量小于正弦交流電產(chǎn)生的熱量，故實(shí)線(xiàn)所對(duì)應(yīng)的交流電的有效值小于正弦交流電的有效值，即U＜Um，故ABC錯(cuò)誤，D正確；故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】考查交流電的有效值的計(jì)算，理解有效值的定義，注意正弦式交流電的有效值與最大值的關(guān)系。19．（2021春?南海區(qū)校級(jí)月考）甲交流發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)e甲＝emsinωt。另一臺(tái)交流發(fā)電機(jī)乙，轉(zhuǎn)速是甲的2倍，線(xiàn)圈匝數(shù)也是甲的2倍，其他條件與甲相同，則乙的電動(dòng)勢(shì)是（）A．e乙＝4emsinωt B．e乙＝2emsin4ωt C．e乙＝2emsin2ωt D．e乙＝4emsin2ωt【分析】根據(jù)em＝NBSω求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值，然后根據(jù)交變電流的順時(shí)針表達(dá)式分析答題?！窘獯稹拷猓杭捉涣靼l(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)e甲＝emsinωt，交流發(fā)電機(jī)乙轉(zhuǎn)速是甲的2倍，線(xiàn)圈匝數(shù)也是甲的2倍，由em＝NBSω知，發(fā)電機(jī)乙電動(dòng)勢(shì)最大值為4em，線(xiàn)框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)?ω，由e＝emsinωt知電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為e乙＝4emsin2ωt，故D正確，ABC錯(cuò)誤；故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了交流電的電壓瞬時(shí)值表達(dá)式，要根據(jù)公式中各物理量的意義逐項(xiàng)分析．20．（2021春?南海區(qū)校級(jí)月考）如圖是一個(gè)交變電流的電流強(qiáng)度i隨時(shí)間t變化的規(guī)律。電流表中的讀數(shù)是（）A．3A B．2.5A C．2.5A D．3.5A【分析】交流電流表測(cè)量電流的有效值，根據(jù)有效值的定義求出電流的有效值，即可得到電流表的讀數(shù)?！窘獯稹拷猓涸O(shè)電流表中的讀數(shù)是I，交流電的周期為T(mén)。在一個(gè)周期內(nèi)，根據(jù)有效值的定義可得：I12Rt1+I22Rt2＝I2RT代入數(shù)據(jù)得：42×R×+32×R×＝I2RT，解得：I＝2.5A，故ABD錯(cuò)誤，C正確。故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】解答本題時(shí)要知道交流電流表測(cè)量電流的有效值，而交流電的有效值是根據(jù)電流熱效應(yīng)定義的，將交流電與恒定電流進(jìn)行比較解答。二．多選題（共10小題）21．（2021?湖北模擬）當(dāng)通過(guò)自感系數(shù)為L(zhǎng)的線(xiàn)圈中的電流i發(fā)生變化時(shí)，線(xiàn)圈中的自感電動(dòng)勢(shì)e（理想線(xiàn)圈兩端的電壓u＝e）的計(jì)算式為e＝L，其中是電流的變化率（即電流對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)）．現(xiàn)將一交變電流i＝Imsinωt通過(guò)一自感系數(shù)為L(zhǎng)的理想線(xiàn)圈，并將線(xiàn)圈兩端的電壓的有效值U和通過(guò)線(xiàn)圈的電流的有效值I的比值定義為線(xiàn)圈的“感抗X：X＝，則下列說(shuō)法中正確的是（）A．當(dāng)通過(guò)線(xiàn)圈的電流瞬時(shí)值最大時(shí)，線(xiàn)圈兩端的電壓瞬時(shí)值也達(dá)到最大 B．設(shè)線(xiàn)圈兩端的電壓的峰值為Um，則線(xiàn)圈的感抗也可表示為X＝ C．通過(guò)線(xiàn)圈的交變電流頻率越高，線(xiàn)圈的感抗越大 D．相同有效值的交變電壓加在不同的線(xiàn)圈兩端，線(xiàn)圈的自感系數(shù)越大，通過(guò)線(xiàn)圈的電流有效值越大【分析】根據(jù)題意當(dāng)通過(guò)線(xiàn)圈的電流瞬時(shí)值最大時(shí)，此時(shí)電流的變化率最小，線(xiàn)圈兩端的電壓瞬時(shí)值為零，明確正弦式交變電流有效值與最大值間的關(guān)系，根據(jù)題意求得感康【解答】解：A、由i＝Imsinωt，可得u＝e＝L，故A錯(cuò)誤；BC、由于U＝，，則X＝，故BC正確；D、由題意可知：，故D錯(cuò)誤；故選：BC?！军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查了數(shù)學(xué)知識(shí)在物理中的應(yīng)用，和對(duì)交流電流的有效值，峰值和頻率的理解。22．（2021春?荔灣區(qū)校級(jí)期中）圖甲是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖。在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線(xiàn)圈繞與磁場(chǎng)方向垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間交變化的正弦規(guī)律圖象如圖乙所示，發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈內(nèi)阻為10Ω，外接一只電阻為90Ω的燈泡。不計(jì)電路的其他電阻。根據(jù)e﹣t圖象可知（）A．燈泡兩端的電壓為22V B．t＝0時(shí)刻線(xiàn)圈平面處于中性面 C．每秒鐘內(nèi)電流方向改變100次 D．0~0.01s時(shí)間內(nèi)通過(guò)燈泡的電量為0【分析】當(dāng)線(xiàn)框經(jīng)過(guò)中性面時(shí)通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小為零。由題圖乙可知交流電電動(dòng)勢(shì)的周期，即可求解角速度。線(xiàn)框每轉(zhuǎn)一周，電流方向改變兩次?！窘獯稹拷猓篈、由題圖乙可知交流電電動(dòng)勢(shì)的最大值是Em＝31.1V，有效值為：E＝＝＝22V，故A正確；B、由圖象乙可知t＝0時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，處于中性面上，故B正確；C、由題圖乙可知周期T＝0.02s，線(xiàn)框每轉(zhuǎn)一周，電流方向改變兩次，每秒電流方向改變次數(shù)為N＝×2＝×2次＝100次，故C正確；D、在t＝0.01s內(nèi)通過(guò)線(xiàn)框的電量q＝＝×△t＝＝＝＝8×10﹣4C，故D錯(cuò)誤。故選：ABC?！军c(diǎn)評(píng)】本題是準(zhǔn)確理解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量的變化，知道磁通量最大時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)反而最小。明確線(xiàn)框每轉(zhuǎn)一周，電流方向改變兩次。能從圖象讀取有效信息。23．（2021?曲靖模擬）如圖所示，交流發(fā)電機(jī)的矩形線(xiàn)圈邊長(zhǎng)ab＝cd＝0.2m，ad＝bc＝0.4m，線(xiàn)圈匝數(shù)為50匝，線(xiàn)圈的總電阻r＝1Ω，線(xiàn)圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸以r/s的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，外接電阻R＝9Ω，電壓表為理想交流電表，則（）A．圖中線(xiàn)圈位置為中性面 B．若以圖中位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為e＝160cos200t（V） C．圖甲中電壓表示數(shù)為160V D．圖乙中，外電路接原、副線(xiàn)圈匝數(shù)之比為1：3的理想變壓器時(shí)，電阻R上消耗的電功率為6400W【分析】與磁感線(xiàn)垂直的平面，叫中性面；根據(jù)轉(zhuǎn)速求出線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω，根據(jù)e＝NBSωcosωt求出該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式；根據(jù)交流電電動(dòng)勢(shì)的最大值求出電動(dòng)勢(shì)的有效值，再利用閉合電路歐姆定律求出路端電壓，交流電壓表測(cè)量的是路端電壓的有效值；根據(jù)變壓器的電流比與匝數(shù)比的關(guān)系可得原副線(xiàn)圈電流關(guān)系，再利用功率公式以及變壓器的功率關(guān)系可得原線(xiàn)圈中的電流，再利用功率公式可求解R消耗的功率。【解答】A.線(xiàn)圈與磁感線(xiàn)垂直的時(shí)候，磁通量為0，是中性面，故A錯(cuò)誤；B.線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω＝2πn＝2π×rad/s＝200rad/s，變電流的電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式為：e＝NBSωcosωt＝50×0.2×0.2×0.4×200cos200t（V）＝160cos200t（V），故B正確；C.變電流電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝160V，則有效值E＝＝V＝160V，由閉合電路歐姆定律：E＝U外+r，可得：U外＝E﹣r＝160V﹣×1V＝144V，電壓表示數(shù)為144V，故C錯(cuò)誤；D.外電路接原、副線(xiàn)圈匝數(shù)之比為1：3，原線(xiàn)圈的電流為I1，由＝，可得：I2＝I1＝，變壓器的輸入功率：P1＝160I1﹣r，變壓器的輸出功率：P2＝R，由變壓器原副線(xiàn)圈功率相等得：P1＝P2，代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得：I1＝80A則R消耗的功率等于變壓器的輸出功率：PR＝160I1﹣r＝160×80W﹣80×80×1W＝6400W，故D正確。故選：BD。【點(diǎn)評(píng)】本題主要是考查了變壓器的知識(shí)；解答本題的關(guān)鍵是知道變壓器的電流之比等于匝數(shù)的反比；知道理想變壓器的輸出功率決定輸入功率且相等，能夠根據(jù)直流電路求最大功率的方法求解功率最大時(shí)R的阻值。24．（2021?紅橋區(qū)二模）如圖所示，面積為S的單匝閉合線(xiàn)框在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以恒定的角速度ω繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是（）A．穿過(guò)線(xiàn)框磁通量為BS的時(shí)刻，線(xiàn)框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零 B．穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量為零時(shí)磁通量的變化率也最小 C．線(xiàn)框轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為BωS D．線(xiàn)框由圖示位置轉(zhuǎn)動(dòng)四分之一周過(guò)程中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為【分析】一矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線(xiàn)圈從垂直中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，磁通量最大時(shí)，磁通量變化率為零，磁通量為零時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大；并根據(jù)Em＝NBSω，結(jié)合最大值與有效值的關(guān)系即可求解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值；利用E＝可求解平均電動(dòng)勢(shì)。【解答】解：A.穿過(guò)線(xiàn)框磁通量為BS的時(shí)刻，處于中性面位置，磁通量的變化率為零，線(xiàn)框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，故A正確；B.穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量為零時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，磁通量的變化率最大，故B錯(cuò)誤；C.線(xiàn)框轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為：Em＝BSω，有效值為：E＝＝BSω，故C錯(cuò)誤；D.線(xiàn)框轉(zhuǎn)動(dòng)四分之一周過(guò)程中，對(duì)應(yīng)的時(shí)間△t＝＝＝，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為E＝＝＝，故D正確。故選：AD?！军c(diǎn)評(píng)】學(xué)會(huì)通過(guò)瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)來(lái)判定在什么時(shí)刻，線(xiàn)圈處于什么位置；同時(shí)還能畫(huà)出磁通量隨著時(shí)間變化的圖象及線(xiàn)圈中的電流隨著時(shí)間變化的規(guī)律。25．（2021春?海淀區(qū)校級(jí)月考）一個(gè)矩形線(xiàn)圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位于線(xiàn)圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）A．從線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向平行的時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí) B．t1和t3時(shí)刻，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為零 C．t1和t3時(shí)刻，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量變化率的絕對(duì)值最大 D．每當(dāng)電動(dòng)勢(shì)e變換方向時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量的絕對(duì)值都為最大【分析】矩形線(xiàn)圈中產(chǎn)生正弦式電流，當(dāng)線(xiàn)圈通過(guò)中性面時(shí)，磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，電動(dòng)勢(shì)方向發(fā)生改變．而當(dāng)線(xiàn)圈與磁場(chǎng)平行時(shí)，磁通量為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，磁通量的變化率最大．【解答】解：A、t＝0時(shí)刻，線(xiàn)圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，故此時(shí)線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向平行，故A正確；BC、t1和t3時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，磁通量的變化率為零，線(xiàn)圈位于中性面位置，此時(shí)磁通量最大，故BC錯(cuò)誤；D、每當(dāng)e轉(zhuǎn)換方向時(shí)，線(xiàn)圈與磁場(chǎng)垂直，線(xiàn)圈位于中性面位置，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量的絕對(duì)值都為最大，故D正確；故選：AD?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查交變電流產(chǎn)生過(guò)程中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量、磁通量變化率的關(guān)系，關(guān)鍵抓住兩個(gè)特殊位置：線(xiàn)圈與磁場(chǎng)垂直位置，及線(xiàn)圈與磁場(chǎng)平行位置．26．（2021?和平區(qū)一模）如圖所示，單匝矩形線(xiàn)圈在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的dc邊勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，周期為0.2s，線(xiàn)圈電阻為5Ω。磁場(chǎng)只分布在dc邊的左側(cè)，若線(xiàn)圈從如圖所示開(kāi)始計(jì)時(shí)，線(xiàn)圈轉(zhuǎn)過(guò)30°時(shí)的感應(yīng)電流為1A，那么（）A．線(xiàn)圈中感應(yīng)電流的有效值為A B．線(xiàn)圈磁通量變化率的最大值為1/π（wb/s） C．線(xiàn)圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°的整個(gè)過(guò)程中，流經(jīng)線(xiàn)圈導(dǎo)線(xiàn)橫截面的電量為q＝（C） D．線(xiàn)圈消耗的電功率為5W【分析】當(dāng)線(xiàn)圈與磁場(chǎng)平行時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，由公式Em＝nBSω求解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值然后根據(jù)閉合電路歐姆定律求解電流。圖中是中性面，線(xiàn)框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生正弦式交變電流，根據(jù)e＝Emsinωt可列出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式，最大值是有效值的倍，求得電動(dòng)勢(shì)有效值，根據(jù)功率公式求解功率?！窘獯稹拷猓篈、線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em，最大電流Im，則i＝Imsinωt，解得Im＝2A，由于線(xiàn)圈在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中在半個(gè)周期內(nèi)有感應(yīng)電流，根據(jù)電流的熱效應(yīng)可得：R?＝I2RT，解得I＝1A，故A錯(cuò)誤；B、線(xiàn)圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值E＝IR＝1×5V＝5V，根據(jù)×＝，解得Em＝10V，根據(jù)可知，，故B錯(cuò)誤；C、線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為，根據(jù)Em＝BSω可得，故線(xiàn)圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°的整個(gè)過(guò)程中，流經(jīng)線(xiàn)圈導(dǎo)線(xiàn)橫截面的電量為q＝，故C正確；D、線(xiàn)圈消耗的電功率為P＝I2R＝12×5W＝5W，故D正確；故選：CD。【點(diǎn)評(píng)】線(xiàn)框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生正弦式交變電流。而對(duì)于電表讀數(shù)、求產(chǎn)生的熱量均由交變電的有效值來(lái)確定，而涉及到耐壓值時(shí)，則由最大值來(lái)確定。而通過(guò)某一電量時(shí)，則用平均值來(lái)求。同時(shí)注意磁場(chǎng)只有一半。27．（2021?朝陽(yáng)四模）在如圖甲所示的電路中，理想變壓器原線(xiàn)圈的輸入電壓按圖乙所示的規(guī)律變化，圖中曲線(xiàn)為正弦曲線(xiàn)的上半部分或下半部分，副線(xiàn)圈所接的、規(guī)格為“36V30W”的燈泡L恰好正常發(fā)光。則下列說(shuō)法正確的是（）A．變壓器原線(xiàn)圈輸入電壓的有效值為220V B．變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為110：9 C．燈泡L兩端電壓的最大值為36V D．0～6s內(nèi)燈泡L電流方向改變的次數(shù)為200【分析】先根據(jù)乙圖算出的時(shí)間有效值，在根據(jù)有效值的定義算出一個(gè)周期內(nèi)的有效值；利用變壓器的變壓比即可求解變壓器的線(xiàn)圈匝數(shù)比，以及燈泡L兩端電壓的最大值；每周期內(nèi)電流的方向改變兩次，交流電0～6s內(nèi)完成100次周期的變化，據(jù)此分析0～6s內(nèi)小燈泡L中的電流方向改變次數(shù)?！窘獯稹拷猓篈.由乙圖可知：此交流電只有的時(shí)間存在電壓，這段時(shí)間內(nèi)的最大值為：U1m＝220V，這段時(shí)間內(nèi)的有效值為U＝＝V，根據(jù)有效值的定義有：?＝，即：×＝，解得：U1＝220V，即原線(xiàn)圈的電壓有效值為220V，故A正確；BC.由于燈泡正常發(fā)光，所以變壓器輸出端的有效值：U2＝36V，由變壓器的變壓比：＝＝＝，設(shè)燈泡兩端的最大電壓為U2m，由變壓器的變壓比：＝，得：U2m＝U1m＝×220V＝36V，所以燈泡L兩端電壓的最大值36V，故BC錯(cuò)誤；D.每周期內(nèi)電流的方向改變兩次，交流電0～6s內(nèi)完成100次周期的變化，所以0～6s內(nèi)小燈泡L中的電流方向改變次數(shù)為200，故D正確。故選：AD?！军c(diǎn)評(píng)】本題難點(diǎn)在于對(duì)有效值的理解及計(jì)算。要掌握理解變壓器的工作原理及相關(guān)的計(jì)算。28．（2021春?仁壽縣校級(jí)月考）如圖所示，面積為0.2m2的正方形10匝線(xiàn)圈abcd，電阻為r＝2Ω，外電路的電阻為R＝8Ω，ab的中點(diǎn)和cd的中點(diǎn)的連線(xiàn)OO′恰好位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界線(xiàn)上，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝T。若線(xiàn)圈從圖示位置開(kāi)始，以角速度ω＝10πrad/s繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則以下判斷正確的是（）A．圖示位置線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為2V B．從圖示位置開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)s時(shí)，閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為e＝10V C．線(xiàn)圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)180°的過(guò)程中，流過(guò)電阻R的電荷量為q＝×10﹣2C D．線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q＝3.2J【分析】線(xiàn)框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生正弦式交變電流，根據(jù)規(guī)律可列出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式，最大值與有效值的倍；通過(guò)電阻的電荷量q＝N，電阻R消耗的功率P＝I2RT即可求得?！窘獯稹拷猓篈、在圖示位置，線(xiàn)圈位于中性面位置，此時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，故A錯(cuò)誤；B、線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為V＝20V，從圖示位置開(kāi)始，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為e＝20sin10πt（V），當(dāng)從圖示位置開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)s時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e＝，故B正確；C、線(xiàn)圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)180°的過(guò)程中，流過(guò)電阻R的電荷量為q＝＝C，故C錯(cuò)誤；D、線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為E＝，線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q＝＝，解得Q＝3.2J，故D正確；故選：BD?！军c(diǎn)評(píng)】框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生正弦式交變電流。而對(duì)于電表讀數(shù)、求產(chǎn)生的熱量均由交變電的有效值來(lái)確定，而求通過(guò)的電量時(shí)，則用平均值來(lái)求。同時(shí)注意磁場(chǎng)只有一半。29．（2021春?煙臺(tái)期中）如圖甲所示，一豎直單匝矩形導(dǎo)線(xiàn)框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞某一豎直固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，若從導(dǎo)線(xiàn)框轉(zhuǎn)動(dòng)到中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)框的磁通量Φ隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示，則下列說(shuō)法中正確的是（）A．t＝0.2s時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 B．t＝0.3s與t＝0.5s時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)框中的電流環(huán)繞方向相同 C．導(dǎo)線(xiàn)框中交變電流電動(dòng)勢(shì)的有效值為5πV D．t＝s時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為V【分析】線(xiàn)框與磁感線(xiàn)垂直時(shí)，磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0，從此位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，線(xiàn)框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝Emsinωt；利用交流電的磁通量隨時(shí)間變化圖像，可求出角速度和電動(dòng)勢(shì)的最大值；根據(jù)電動(dòng)勢(shì)的最大值求出電動(dòng)勢(shì)的有效值。【解答】解：A、t＝0.2s時(shí)，磁通量為0，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，故A正確；B、線(xiàn)框每經(jīng)過(guò)中性面一次，感應(yīng)電流的方向改變一次，t＝0.4s時(shí)刻線(xiàn)框在中性面位置，所以t＝0.3s和t＝0.5s時(shí)，電流方向不同，故B錯(cuò)誤；C、根據(jù)Em＝nBSω可知，Em＝nΦmω＝nΦm＝1×2×V＝5πV，則其有效值為：E＝＝V，故C錯(cuò)誤；D、t＝s時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為：e＝Emsinωt＝5πsin×＝V，故D正確；故選：AD。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了正弦交變電流的產(chǎn)生，注意只有當(dāng)線(xiàn)圈從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式e＝Emsinωt，如果從垂直中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝Emcosωt。30．（2021?鼓樓區(qū)校級(jí)模擬）如圖甲所示是一種振動(dòng)發(fā)電裝置的示意圖，半徑為r＝0.1m、匝數(shù)n＝20的線(xiàn)圈位于輻向分布的磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感線(xiàn)均沿半徑方向均勻分布（其右視圖如圖乙所示），線(xiàn)圈所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B＝T，線(xiàn)圈電阻為R1＝0.5Ω，它的引出線(xiàn)接有R2＝9.5Ω的小電珠L(zhǎng)，外力推動(dòng)線(xiàn)圈框架的P端，使線(xiàn)圈沿軸線(xiàn)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，線(xiàn)圈運(yùn)動(dòng)速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖丙所示（摩擦等損耗不計(jì)），則（）A．小電珠中電流的峰值為0.16A B．小電珠中電流的有效值為0.16A C．電壓表的示數(shù)約為1.5V D．t＝0.1s時(shí)外力的大小為0.128N【分析】當(dāng)線(xiàn)圈運(yùn)動(dòng)速度v最大時(shí)，線(xiàn)圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，感應(yīng)電流達(dá)到最大．線(xiàn)圈做切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值，再由歐姆定律求解小電珠中電流的最大值；線(xiàn)圈中產(chǎn)生的是正弦式電流，電壓表測(cè)量燈泡電壓的有效值，從而求得電壓表的示數(shù)；線(xiàn)圈做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，t＝0.1s時(shí)線(xiàn)圈通過(guò)平衡位置，外力等于安培力．【解答】解：AB、由題意及法拉第電磁感應(yīng)定律知道，線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小符合正弦曲線(xiàn)變化規(guī)律，線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值為Em＝nBlv＝nB?2πrvm，故小電珠中電流的峰值為Im＝＝＝0.16A，故A正確，B錯(cuò)誤；C、電壓表示數(shù)為U＝＝9.5V≈1.07V，故C錯(cuò)誤；D、當(dāng)t＝0.1s時(shí)，外力的大小為：F＝nB?2πrIm＝20××2π×0.1×0.16N＝0.128N，故D正確。故選：AD?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查導(dǎo)線(xiàn)切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式及正弦式電流有效值與最大值之間的關(guān)系，關(guān)鍵是電動(dòng)勢(shì)的大小表達(dá)式。三．填空題（共10小題）31．（2021春?福州期中）如圖甲所示為一交變電壓隨時(shí)間變化圖像，每個(gè)周期內(nèi)，前二分之一周期電壓恒定，后二分之一周期電壓按正弦規(guī)律變化。若將此交流電連接成如圖乙所示的電路，電阻R阻值為10Ω，則（1）理想電壓表讀數(shù)為7.5V。（2）電阻R在10秒內(nèi)產(chǎn)生的熱量為56.25J?！痉治觥肯惹蟪鲭妷旱挠行е?，根據(jù)Q＝t求出焦耳熱?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)電流的熱效應(yīng)，一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量：，解得：U＝7.5V；（2）根據(jù)焦耳定律可得：Q＝＝J＝56.25J；故答案為：（1）7.5（2）56.25【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了交變電流的有效值計(jì)算和焦耳熱公式，對(duì)于非正弦式電流可根據(jù)有效值的定義求解有效值，常見(jiàn)題型，要熟練掌握。32．（2021春?宜秀區(qū)校級(jí)月考）一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖象如圖甲所示。已知發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈內(nèi)阻為5.0Ω，則外接一只電阻為95.0Ω的燈泡，如圖乙所示，求：（1）電壓表V的示數(shù)209V；（2）燈泡實(shí)際消耗的功率為459.8W；（3）發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱24.2J?！痉治觥坑蓤D讀出電動(dòng)勢(shì)的最大值，求出有效值，根據(jù)歐姆定律求出外電壓的有效值，即為電壓表的示數(shù)。根據(jù)電流方向每個(gè)周期改變兩次，求出每秒鐘方向改變的次數(shù)。根據(jù)電壓有效值求出燈泡消耗的功率。由焦耳定律，由有效值求出發(fā)電機(jī)焦耳熱?！窘獯稹拷猓海?）由Em＝220，E＝220V，則電壓表示數(shù)為：U＝＝×220＝209V。（2）燈泡實(shí)際消耗的功率為：P＝＝W＝459.8W；（3）發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為：Q＝t＝×1J＝24.2J。故答案為：（1）209V；（2）459.8W；（3）24.2J?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查對(duì)交流電圖象的認(rèn)識(shí)，要求能準(zhǔn)確掌握?qǐng)D象的性質(zhì)；并要注意明確在求解功率等問(wèn)題時(shí)要用交流電的有效值；33．（2021春?平房區(qū)校級(jí)月考）如圖所示，單匝矩形閉合導(dǎo)線(xiàn)框abcd全部處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線(xiàn)框面積為S，電阻為R．線(xiàn)框繞與cd邊重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線(xiàn)框從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)的過(guò)程中，通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)橫截面的電荷量q＝．【分析】由題可知，線(xiàn)圈中產(chǎn)生正弦式電流，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律和電流的定義式求出電量．【解答】解：由法拉第電磁感應(yīng)定律，則有：＝，閉合電路歐姆定律，則有：＝，則電量表達(dá)式：q＝?△t得到電量為：q＝＝故答案為：．【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于交變電流，直流電路的規(guī)律，比如歐姆定律同樣適用，只不過(guò)要注意對(duì)應(yīng)關(guān)系．34．（2020春?綿陽(yáng)期末）如圖所示是通過(guò)某用電器的電流圖象，該交流電的頻率是50Hz，通過(guò)該用電器的電流的有效值是0.2A?！痉治觥扛鶕?jù)圖象求出周期，再根據(jù)得出頻率，根據(jù)電流的熱效應(yīng)求解通過(guò)用電器的電流的有效值?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)圖象知，交流電的周期T＝0.02s交流電的頻率Hz＝50Hz設(shè)通過(guò)該用電器的電流的有效值為I，根據(jù)電流的熱效應(yīng)有×R×0.01＝I2R×0.02解得I＝0.2A故答案為：50，0.2【點(diǎn)評(píng)】本題考查非正弦交流電有效值的計(jì)算，注意要根據(jù)電流的熱效應(yīng)進(jìn)行計(jì)算。35．（2020春?武勝縣校級(jí)月考）如圖所示，一邊長(zhǎng)為l的正方形線(xiàn)圈abcd繞對(duì)稱(chēng)軸OO'在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n＝120轉(zhuǎn)/分，若已知邊長(zhǎng)l＝20cm，匝數(shù)N＝20匝，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2T，線(xiàn)圈電阻為r＝2Ω，引出線(xiàn)的兩端分別與相互絕緣的兩個(gè)半圓形銅環(huán)M和N相連。M和N又通過(guò)固定的電刷P和Q與電阻R＝8Ω相連。在線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，則從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)的電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝2.0V；從圖所示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°過(guò)程中的平均電流I＝0.13A；電阻R的熱功率P＝0.16W。（保留2位有效數(shù)字）【分析】線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值表達(dá)式為Em＝NBSω；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可求得平均電動(dòng)勢(shì)，結(jié)合閉合電路的歐姆定律求得平均電流，電阻R的熱功率用有效值計(jì)算?！窘獯稹拷猓簄＝120轉(zhuǎn)/分＝2r/s，故角速度ω＝2πn＝4πrad/s，l＝20cm＝0.2m線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：Em＝NBllω＝20×0.2×0.2×0.2×4πV＝2.0V從圖所示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°過(guò)程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：＝1.28V平均電流為：線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為：電流的有效值為：電阻R的熱功率P＝I2R聯(lián)立解得P＝0.16W故答案為：2.0V；0.13A；0.16W【點(diǎn)評(píng)】此題首先