2024年高考物理第一輪復(fù)習(xí)強(qiáng)化練習(xí)試題：第1講　交變電流的產(chǎn)生和描述

意后聶交變電流傳感器

【課程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容及要求】1.通過實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)交變電流。能用公式和圖像描述正弦

交變電流。2.知道遠(yuǎn)距離輸電時(shí)通常采用高壓輸電的原因。3.了解發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)

工作過程中的能量轉(zhuǎn)化。認(rèn)識(shí)電磁學(xué)在人類生活和社會(huì)發(fā)展中的作用。4.知道非

電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的技術(shù)意義。實(shí)驗(yàn)十五：探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)

的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)十六：利用傳感器制作簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置。

第1講交變電流的產(chǎn)生和描述

門夯實(shí)必備知識(shí)

一、正弦式交變電流

1.產(chǎn)生：線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。

2.兩個(gè)特殊位置的特點(diǎn)

（1）線圈平面與中性面重合時(shí)，S1B,。量大，等=0，e=0，1=0，電流方向?qū)?/p>

發(fā)生改變。

（2）線圈平面與中性面垂直時(shí)，S//B,0=0,等最大,e最大，i最大，電流方向

不改變。

3.電流方向的改變：一個(gè)周期內(nèi)線圈中電流的方向改變兩次。

4.交變電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間的變化規(guī)律（中性面開始計(jì)時(shí)）e=〃o8Ssinst。

5.圖像：如圖所示。

【自測(cè)1】（多選）關(guān)于中性面，下列說法正確的是（）

A.線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)中經(jīng)中性面位置時(shí)，穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率為

零

B.線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)中經(jīng)中性面位置時(shí)，穿過線圈的磁通量為零，磁通量的變化率

最大

C.線圈每經(jīng)過一次中性面，感應(yīng)電流的方向就改變一次

D.線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周即經(jīng)過中性面一次，所以線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流的方向

就改變一次

答案AC

二'描述交變電流的物理量

1.周期和頻率

(1)周期T：交變電流完成一次周期性變化所需要的曲旦，單位是秒(s)。表達(dá)式為

,2兀

T=-o

CD

(2)頻率交變電流完成周期性變化的次數(shù)與所用時(shí)間之比,單位是赫茲(Hz)。

(3)周期和頻率的關(guān)系：/=y，o

2.峰值、有效值和平均值

⑴峰值：交變電流或電壓所能達(dá)到的最大的值。即Em=n(oBS,與轉(zhuǎn)軸位置無關(guān)，

與線圈形狀無關(guān)。

⑵有效值：讓恒定電流和交變電流分別通過阻值相等的電阻，如果在交流的一個(gè)

周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等,就可以把恒定電流的數(shù)值規(guī)定為這個(gè)交變電流的有

效值。

(3)正弦式交變電流的有效值與峰值之間的關(guān)系/=%,(/=括，E專。

(4)交變電流的平均值E=鰭，，=系。

【自測(cè)2】阻值為100Q的純電阻元件通以如圖1所示的交變電流，則該元件的

發(fā)熱功率為()

u/V

S-

O.O1\().O2/().03\0.04///s

-22072

圖1

A.121WB.302.5W

C.484WD.605W

答案B

解析電熱Q=,T,由有效值的定義得u-

X0.014X0.01=KV

ifi

X0.02,發(fā)熱功率P=R=302.5W,故選項(xiàng)B正確。

K

[I研透命題要點(diǎn)

命題點(diǎn)一交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律

1.交變電流的變化規(guī)律(線圈在中性面位置開始計(jì)時(shí))

函數(shù)表達(dá)式圖像

中

叱

磁通量0=0mCOScot=BSeoscoto..VTz

e

Em

電動(dòng)勢(shì)e=￡*msincot=ncoBSsincoto

~Em

u

JREm.

電壓u—t/TmSincot—n.sincoto

R+r1

i

Eg

電流z—/msincot—.sincot

Rn+ro

-u_.\JT1

2.書寫交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式的步驟

(1)確定正弦交變電流的峰值，根據(jù)已知圖像讀出或由公式g=〃①8s求出相應(yīng)峰

值。

(2)明確線圈的初始位置，找出對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式。

①線圈從中性面位置開始計(jì)時(shí)，則i-f圖像為正弦函數(shù)圖像，函數(shù)表達(dá)式為i=

/mSinCDto

②線圈從垂直于中性面的位置開始計(jì)時(shí)，貝卜一，圖像為余弦函數(shù)圖像，函數(shù)表達(dá)

式為Z=/rnCOSCDto

【例1】（2021.遼寧丹東市一模）圖2甲為一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)的示意圖，單匝線圈繞

。?！S轉(zhuǎn)動(dòng)，若從某位置開始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示，

A.線圈是從垂直中性面位置開始計(jì)時(shí)的

B.電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式為e=6啦sin（5O7ir）V

C.電流方向每秒改變50次

D.理想電壓表示數(shù)為5.4V

答案D

解析由圖乙知，線圈是從中性面開始計(jì)時(shí)的，故A錯(cuò)誤；電動(dòng)勢(shì)的最大值為

Em=6也V,而°=岸=100兀rad/s,則電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式為e=Emsin①f=6&sin（100兀/）

V,故B錯(cuò)誤；線圈每轉(zhuǎn)一圈，電流方向改變兩次，則電流方向每秒改變了100

次（4=100）,故c錯(cuò)誤；理想電壓表示數(shù)為路端電壓的有效值，有“=器FR=

EmR66X9r,江

5（??\=[3（Qi\V=5.4V,故D正確。

\2{R+r）y]2（9r+r）

【針對(duì)訓(xùn)練1】（2021?北京卷，5）一正弦式交變電流的i-f圖像如圖3所示。下

圖3

A.在f=0.4s時(shí)電流改變方向

B.該交變電流的周期為0.5s

C.該交變電流的表達(dá)式為i=2cos（57tf）A

D.該交變電流的有效值為華A

答案C

解析在，=0.4s時(shí)電流最大，電流方向不變，A錯(cuò)誤；該交變電流的周期為

2兀、、

0.4s,B錯(cuò)誤；8=不=5乳,故該交變電流的表達(dá)式為i=2cos（57U）A,C正確；

該交變電流的有效值為啦A,D錯(cuò)誤。

【針對(duì)訓(xùn)練2】（2021.廣東省選擇考模擬）風(fēng)速測(cè)速儀的簡(jiǎn)易裝置如圖4甲所示,

某段時(shí)間內(nèi)線圈中感應(yīng)電流的波形如圖乙所示，下列說法正確的是（）

甲乙

圖4

A.若風(fēng)速變大，圖乙中感應(yīng)電流的周期變大

B.若風(fēng)速變大，圖乙中感應(yīng)電流的峰值變大

C.圖乙中感應(yīng)電流最大時(shí)，風(fēng)速最大

D.圖乙中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的原因是風(fēng)速在變

答案B

解析若風(fēng)速變大，則轉(zhuǎn)速變大，角速度變大，根據(jù)T=皆可知，周期變小，故

A錯(cuò)誤；若風(fēng)速變大，則角速度變大，根據(jù)Em=MoBS可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)峰值變

大，再根據(jù)人=臺(tái)■可知，感應(yīng)電流的峰值變大，故B正確；圖乙中感應(yīng)電流最

R+r

大時(shí)，是穿過線圈的磁通量的變化率最大，并不是風(fēng)速最大，故c錯(cuò)誤；圖乙中

感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的原因是穿過線圈的磁通量變化率隨時(shí)間在變化，故D錯(cuò)誤。

命題點(diǎn)二交變電流的有效值的求解

1.正弦交變電流的有效值的計(jì)算

_Im__Um_Em

U=忑E="

2.非正弦交變電流的有效值的計(jì)算

（1）根據(jù)電流的熱效應(yīng)，抓住“三同”：“相同時(shí)間”內(nèi)“相同電阻”上產(chǎn)生“相

同熱量”，利用公式。=/2放和。=左7可分別求得一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量，即得

電流和電壓的有效值。

（2）若圖像部分是正弦（或余弦）式交變電流，其中的"周期（必須是從零至最大值或

從最大值至零）和3周期部分可直接應(yīng)用正弦式交變電流有效值與最大值間的關(guān)系

/=^、g受求解。

【真題示例2】（2021?浙江6月選考，5）如圖5所示，虛線是正弦交流電的圖像,

實(shí)線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)線所對(duì)應(yīng)的交

流電的有效值U滿足（）

A.U=號(hào)B.

C.U>粵D.8畢

答案D

解析虛線是正弦交流電的圖像，其有效值為（/初值=器=浮名，由圖可知，在

任意時(shí)刻，實(shí)線所代表的交流電的瞬時(shí)值都不大于虛線表示的正弦交流電的瞬時(shí)

值，則實(shí)線所代表的交流電的有效值小于虛線表示的正弦交流電的有效值，則

U<"當(dāng)咒故D正確。

【針對(duì)訓(xùn)練3】（2020?海南卷，3）圖6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，分別用/1和/2表示甲和乙兩電流的有效值，則

)

C./|：；2=1：^2D.I\：h=yj2：1

答案D

解析對(duì)圖甲的交流電分析，可知一個(gè)周期內(nèi)交流電的電流方向變化，而電流的

大小不變，故圖甲的電流有效值為/!=;（）；對(duì)圖乙的交流電分析可知，其為正弦

式交流電，故其有效值為/2=擊，故八：/2=/：1,選項(xiàng)D正確。

【針對(duì)訓(xùn)練4】（2021?山東日照市模擬）如圖7所示的區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向外的

勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為Bo一扇形閉合導(dǎo)線框，電阻為R、半徑為L(zhǎng),圓

心角為60。，繞頂點(diǎn)。（位于磁場(chǎng)邊界）在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為①。線框串有

一理想交流電流表（未畫出），則交流電流表的示數(shù)為（）

圖7

pBL2(o@BL%

A-2RB,47?

y[3BL2oj

C-37?D-67?

答案D

解析設(shè)線框轉(zhuǎn)動(dòng)周期為T,而線框轉(zhuǎn)動(dòng)一周只有《的時(shí)間內(nèi)有感應(yīng)電流，此時(shí)感

應(yīng)電流的大小為1%=一^~=蟹

根據(jù)有效值的定義有

0BL^co0T

屋成RT=(-^R-)-Rq

所以感應(yīng)電流的有效值為

2

y13BLa)&

/方發(fā)一6R，D正確。

素養(yǎng)拓屐點(diǎn)含二極管的交流電有效值的求解

【例3】如圖8所示電路，電阻Ri與電阻及串聯(lián)接在交變電源上，且R=&=

10Q,正弦交流電的表達(dá)式為〃=2Msin(100m)V,照和理想二極管D(正向電阻

為零，反向電阻為無窮大)并聯(lián)，則R2上的電功率為()

圖8

A.10WB.15W

C.25WD.30W

答案C

解析由題圖可知，當(dāng)電流從A流出時(shí)，R被短路，則此時(shí)R2上電壓有效值為

Um

5==20V；當(dāng)電流從8流出時(shí)，Ri、R2串聯(lián)，則R2兩端電壓有效值為。2,

等=10V。設(shè)在一個(gè)周期內(nèi)&兩端的電壓有效值為U,則若X臺(tái)導(dǎo)品

好，解得U=55V,則02="=*W=25W,故選項(xiàng)C正確。

命題點(diǎn)三交變電流“四值”的理解和計(jì)算

交變電流“四值”的比較

物理量物理含義重要關(guān)系適用情況及說明

交變電流某一時(shí)e=Emsincot

瞬時(shí)值計(jì)算線圈某時(shí)刻的受力情況

刻的值i=/msincot

Em=ncoBS

峰值最大的瞬時(shí)值Em討論電容器的擊穿電壓

Im~R+r

(1)交流電流表和電壓表的

讀數(shù)

口Em

Ek(2)計(jì)算與電流的熱效應(yīng)有

跟交變電流的熱u-巾關(guān)的量(如電功、電功率、電

有效值效應(yīng)等效的恒定熱等)

F

電流的值(3)電氣設(shè)備“銘牌”上所

適用于正(余)弦

標(biāo)的值

式交變電流

(4)保險(xiǎn)絲的熔斷電流為有

效值

交變電流圖像中E=BLv

圖線與時(shí)間軸所計(jì)算通過導(dǎo)線橫截面的電荷

平均值

圍的面積與時(shí)間里

的比值

H+r

【例4】(2021.天津市等級(jí)性考試模擬)手搖式發(fā)電機(jī)是我們教學(xué)中常用的演示工

具，如圖9甲所示，可以簡(jiǎn)化為圖乙。一個(gè)小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的矩形線

圈面積為S,匝數(shù)為〃，線圈總電阻為廣，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為8的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以矩形

線圈中軸線為軸、以角速度co勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交流電通過M、N與外電路連接，

如圖乙所示，外電路電燈電阻為心電壓表為理想交流電表。在線圈由平行于磁

場(chǎng)方向位置轉(zhuǎn)過90。的過程中，下面說法正確的是()

O'

甲乙

圖9

A.電壓表V的示數(shù)為需

B.通過燈泡的電荷量為宜一

R+r

c人，n2B2S2ojnR

C.電/中產(chǎn)生的焦耳熱為4（o+r）2

D.從線圈平行于磁場(chǎng)方向位置開始計(jì)時(shí)，通過線圈中感應(yīng)電流的瞬時(shí)值表達(dá)式

.nojBS.*

為=--■■-sincotA.

zR+r

答案C

解析當(dāng)線圈平行于磁場(chǎng)方向時(shí)電動(dòng)勢(shì)最大，其峰值Em=ncoBS,所以，有效電

流/=歷令、=萬鬻），電壓表示數(shù)U=IR=曙,故A錯(cuò)誤;

\2（R4+r）\2（.R+r）\24{R+r）

線圈轉(zhuǎn)過9。。的過程中通過燈泡的電荷量為q="=含為毒胃卷=

給，故B錯(cuò)誤；電動(dòng)勢(shì)的有效值七=常，電流的有效值/=色：費(fèi)廠），電

燈中產(chǎn)生的焦耳熱。=「心=普言震

故C正確；流過線圈電流的最大值為

EmnojBS

Im=R+^=R+r9從線圈平行磁場(chǎng)方向位置開始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電流的瞬時(shí)值表達(dá)式

nojBS

為?coscotA,故D錯(cuò)誤。

Rn+r

【針對(duì)訓(xùn)練5】（多選）（2021?天津紅橋區(qū)質(zhì)量調(diào)查）如圖10所示，面積為S的單

匝閉合線框在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以恒定的角速度①繞垂直于磁

場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，下列說法中正確的是（）

圖10

A.穿過線框磁通量為8S的時(shí)刻，線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零

B.穿過線框的磁通量為零時(shí)磁通量的變化率也最小

C.線框轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為最oBS

D.線框由圖示位置轉(zhuǎn)動(dòng)四分之一周過程中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為空”

答案AD

解析穿過線框磁通量為5S的時(shí)刻，處于中性面位置，線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

零，故A正確；穿過線框的磁通量為零時(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；線框轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em=38S,有

效值為E=竽O8S,故C錯(cuò)誤；線框轉(zhuǎn)動(dòng)四分之一周過程中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均

BS2a)BS

值為E=,故D正確。

提升素養(yǎng)能力

|A級(jí)基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練

對(duì)點(diǎn)練U交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律

1.（2021?北京西城區(qū)統(tǒng)測(cè)）如圖1為交流發(fā)電機(jī)的示意圖，矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中

繞垂直于磁場(chǎng)的軸0。勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間的變化規(guī)律為e=

20sin（IOOTI?）Vo下列說法正確的是（）

A.此交流電的頻率為100Hz

B.此交流電動(dòng)勢(shì)的有效值為20V

C.當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大

D.當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到平行于磁場(chǎng)的位置時(shí)磁通量的變化率最大

答案D

解析此交流電的頻率為尸卷=嚶Hz=50Hz,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；此交流電動(dòng)勢(shì)

的最大值為20V,有效值為比丫=10\尼V,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到圖示

位置時(shí)磁通量最大，但是磁通量的變化率為零，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為零，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到平行于磁場(chǎng)的位置時(shí)磁通量的變化率最大，選項(xiàng)D正確。

2.（2021.安徽蚌埠市教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)）在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，匝數(shù)N=100的矩形線圈繞垂

直磁感線的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖2所

示，則下列說法正確的是（

2z/（xi（r2s）

A.7=0.5XKT25時(shí)，線圈平面與中性面重合

B.1=1X10-25時(shí)，線圈中磁通量變化率最大

C.穿過每一匝線圈的最大磁通量為1X1（）-3Wb

D.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為50兀rad/s

答案C

解析由題圖可知，當(dāng)t=0.5X10-2$時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，線圈平面與中性面

垂直，故A錯(cuò)誤；當(dāng)/=1X102s時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0,線圈平面與中性面重合，

磁通量最大，磁通量變化率為0,故B錯(cuò)誤；該交流電的周期T=0.02s,則線圈

2兀271

轉(zhuǎn)動(dòng)角速度口=下JL=不xj.1/而4rad/s=100jtrad/s,交流發(fā)電機(jī)的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)En=

in>1八

NcoBS,所以6尸以=忒=[00><：00兀Wb=lX107wb,故C正確，D錯(cuò)誤。

3.（多選）（2021.廣西柳州市模擬）為研究交變電流產(chǎn)生規(guī)律，某研究小組把長(zhǎng)60m

的導(dǎo)線繞制成N=100匝的矩形閉合線圈，如圖3所示?，F(xiàn)把線圈放到磁感應(yīng)強(qiáng)

度大小為B=0.1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈可以繞其對(duì)稱軸0。轉(zhuǎn)動(dòng)?，F(xiàn)讓線圈從圖

示位置開始"=0）以恒定的角速度①=10兀rad/s轉(zhuǎn)動(dòng)。下列說法正確的有（）

A.1=0時(shí)，線圈位于中性面位置

B.r=0.05s時(shí)，感應(yīng)電流方向發(fā)生改變

C.當(dāng)匕c=2a。時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為e=2;tcos（10m）V

D.當(dāng)時(shí)=〃時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值最大

答案BCD

解析f=O時(shí)，線圈位于與中性面垂直的位置，故A錯(cuò)誤；線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為T

27r

=1CO=0.2s,f=O.O5s時(shí)，線圈轉(zhuǎn)過90。，到達(dá)中性面位置，磁通量最大，感應(yīng)電

流方向發(fā)生改變，故B正確；電動(dòng)勢(shì)最大值為S=abXbc,又（必+

/？c）X2=，=0.6m,bc—2ab,聯(lián)立可得Em=2兀V,線圈從圖示位置（平行于磁場(chǎng)

方向）開始計(jì)時(shí)，因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為e=2無cos（10m）V,故C正確；單匝

線圈周長(zhǎng)為0.6m,單匝線圈面積S=a/?Xad,其中2（"+c@=0.6m,聯(lián)立得S

=a/?（0.3m-ab）,故當(dāng)必=ad時(shí)，線圈面積最大，則Em=Mo8S最大，即感應(yīng)

電動(dòng)勢(shì)的有效值最大，故D正確。

4.（2021.江蘇海安市期末）如圖4所示，虛線。。，的左邊存在著方向垂直于紙面向

里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，右邊沒有磁場(chǎng)。單匝矩形線圈abed的對(duì)稱軸恰與磁場(chǎng)右邊界重合，

線圈平面與磁場(chǎng)垂直。線圈沿圖示方向繞。。軸以角速度。勻速轉(zhuǎn)動(dòng)（即ab邊向

紙外、cd邊向紙里轉(zhuǎn)動(dòng)），規(guī)定沿C—d一。方向?yàn)楦袘?yīng)電流的正方向。從圖

示位置開始計(jì)時(shí)，下列四個(gè)圖像中能正確表示線圈內(nèi)感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化規(guī)

律的是（）

圖4

cD

答案B

解析圖示時(shí)刻開始，由楞次定律判斷出線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)閍fdfdfa

為負(fù)方向，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式為e=-Emsin函=-BSeosin①/,S是

線圈面積的一半，則感應(yīng)電流的表達(dá)式為i=2=-/msing/,其中/m=嚕，故線

圈中感應(yīng)電流按正弦規(guī)律變化，故B正確。

對(duì)點(diǎn)練跡交變電流的有效值的求解

5.（2021?遼寧卷，5）如圖5所示，N匝正方形閉合金屬線圈必cd邊長(zhǎng)為3線圈

處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞著與磁場(chǎng)垂直且與線圈共面的軸。。

以角速度⑦勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，必邊距軸靠線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為（）

A.NBI}(D

答案B

解析交流電的最大值和兩條邊到轉(zhuǎn)軸的距離無關(guān)，最大值為Em=NBSco=

6.（2021?天津卷，3）如圖6所示，閉合開關(guān)后，R=5Q的電阻兩端的交流電壓

為〃=5W節(jié)出（10兀0丫，電壓表和電流表均為理想交流電表，則（）

A.該交流電周期為0.02s

B.電壓表的讀數(shù)為100V

C.電流表的讀數(shù)為10A

D.電阻的電功率為IkW

答案C

兀兀

解析由題中交流電壓的表達(dá)式，可知該交流電的周期7=皆2=2含s=O.2s,選

CD1U71

5M

項(xiàng)A錯(cuò)誤；電壓表的讀數(shù)為交流電壓的有效值，即。=V=50V,選項(xiàng)B

錯(cuò)誤；由歐姆定律可知，電流表的讀數(shù)為/=趣=即A=10A,選項(xiàng)C正確；電

K3

阻的電功率為P=/U=10X50W=500W,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

7.（2021.廣西梧州市3月聯(lián)考）兩個(gè)相同的電阻，分別通以如圖7甲、乙所示的兩

種交變電流，其中圖乙的電流前半周期是直流電，后半周期是正弦式電流，則在

一個(gè)周期內(nèi)，甲、乙兩種電流在相同電阻上產(chǎn)生的焦耳熱之比等于（）

圖7

A.2：1B.3：2

C.4：3D.5：4

答案C

由電流熱效應(yīng)知，在一個(gè)周期內(nèi)，。，=血丁，。匕=介矗

解析*RX|HX|^=

|zo7?T,則等'==故選項(xiàng)C正確。

對(duì)點(diǎn)練E1交變電流“四值”的理解和計(jì)算

8.（多選）（2019?天津卷，8）單匝閉合矩形線框電阻為R,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞與磁感

線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過線框的磁通量。與時(shí)間，的關(guān)系圖像如圖8所示。下

列說法正確的是（）

圖8

A.電寸刻線框平面與中性面垂直

B.線框的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值為也警

c.線框轉(zhuǎn)一周外力所做的功為普翁

D.從f=0至卜="過程中線框的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為華

答案BC

解析中性面的特點(diǎn)是與磁場(chǎng)方向垂直，穿過線框平面的磁通量最大，磁通量變

化率最小，則稱時(shí)刻線框在中性面上，A錯(cuò)誤；電動(dòng)勢(shì)最大值為Em=a>BS=co①m

=y0m,對(duì)正弦交流電，E產(chǎn)茬=應(yīng)警，B正確；由功能關(guān)系知，線框轉(zhuǎn)一

周外力做的功等于線框中產(chǎn)生的焦耳熱，泮，C正確；由法拉第電

AK1

y,才4-aL.L△①46mAU?、口

磁感應(yīng)定律知，E=z=1=一亍',D金?證。

4

9.（2021.寧夏吳忠市4月模擬）一個(gè)阻值為r=2。的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂

直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，周期為T,從中性面開始計(jì)時(shí)，當(dāng)'時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)

勢(shì)的瞬時(shí)值為5/V,該線圈與一阻值為R=8Q的電阻組成閉合回路，下列說

法正確的是（）

A.電動(dòng)勢(shì)的有效值為1即V

B.用交流電壓表測(cè)A兩端電壓時(shí)讀數(shù)為10V

C.電阻H的熱功率為16W

D.矩形線圈發(fā)熱功率為2W

答案D

解析根據(jù)交變電壓的瞬時(shí)值M=t/msincot,得5啦=Umsin爺X=，所以｛7m=

I0J2V,有效值U=10V,A錯(cuò)誤；由閉合電路歐姆定律得U外=/。=8V,

vR+r

B錯(cuò)誤；電路中電流/=萬圣-=1A,電阻A的熱功率為PR=/2/?=8W,C錯(cuò)誤;

矩形線圈熱功率Pr=/2/'=2W,D正確。

||B級(jí)綜合提升練

10.（多選）如圖9甲所示,標(biāo)有“220V40W”的燈泡和標(biāo)有“20包320V"

的電容器并聯(lián)接到交流電源上，⑨為交流電壓表，交流電源的輸出電壓如圖乙所

示，閉合開關(guān)。下列判斷正確的是（）

A.尸得時(shí)刻，⑨的示數(shù)為零

B.燈泡恰好正常發(fā)光

C.電容器不可能被擊穿

D.⑨的示數(shù)保持ll（h/2V不變

答案BC

解析⑨的示數(shù)應(yīng)是電壓的有效值220V,故選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤；電壓的有效值恰

好等于燈泡的額定電壓，燈泡正常發(fā)光，選項(xiàng)B正確；電壓的峰值Um=22即

V-311V,小于電容器的耐壓值，故電容器不可能被擊穿，選項(xiàng)C正確。

11.（多選）（2021.遼寧葫蘆島市期末）如圖10所示，矩形線圈面積為S、匝數(shù)為M

線圈電阻為廣，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞。。軸以角速度ft）勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，

外電路電阻為R,在線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90。的過程中，下列說法正確的是（）

圖10

A.圖示位置為中性面

B.電壓表的示數(shù)MoBS

C.電流表的示數(shù)為處等

D.通過電阻R的電荷量為4=黑

答案AD

解析圖示位置線圈平面與磁感線垂直，所以圖示位置為中性面，故A正確；線

圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em=NcoBS,電動(dòng)勢(shì)的有效值為E=