2024年高考物理第一輪考點復(fù)習(xí)精講精練（全國通用） 第25講　交變電流的產(chǎn)生和描述（原卷版+解析）

第25講交變電流的產(chǎn)生和描述目錄考點一正弦式交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律 1考點二交流電有效值的求解 2考點三交變電流“四值”的比較 4練出高分 10考點一正弦式交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律1．交變電流的產(chǎn)生(1)線圈繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動．(2)兩個特殊位置的特點：①線圈平面與中性面重合時，S⊥B，Φ最大，eq\f(ΔΦ,Δt)＝0，e＝0，i＝0，電流方向?qū)l(fā)生改變．②線圈平面與中性面垂直時，S∥B，Φ＝0，eq\f(ΔΦ,Δt)最大，e最大，i最大，電流方向不改變．(3)電流方向的改變：線圈通過中性面時，電流方向發(fā)生改變，一個周期內(nèi)線圈兩次通過中性面，因此電流的方向改變兩次．(4)交變電動勢的最大值Em＝nBSω，與轉(zhuǎn)軸位置無關(guān)，與線圈形狀無關(guān)．2．交變電流的變化規(guī)律(線圈在中性面位置開始計時)規(guī)律物理量函數(shù)表達(dá)式圖象磁通量Φ＝Φmcosωt＝BScosωt電動勢e＝Emsinωt＝nBSωsinωt電壓u＝Umsinωt＝eq\f(REm,R＋r)sinωt電流i＝Imsinωt＝eq\f(Em,R＋r)sinωt（2023?天津二模）一正弦式交變電流的i﹣t圖像如圖所示。下列說法正確的是（）A．在t＝0.1s時線圈平面與磁場平行 B．該交變電流的頻率為2Hz C．在t＝0.2s時電流方向改變 D．該交變電流的表達(dá)式為i＝2cos5πtA如圖垂直于紙面向里的有界勻強磁場中有一個矩形線框abcd，線框以O(shè)O'為軸勻速轉(zhuǎn)動，OO'與磁場右邊界重合。若線框中產(chǎn)生電流的峰值為Im，由圖示位置開始計時，則下列可以正確描述線框中電流隨時間變化的圖像是（）A． B． C． D．（2023?西寧二模）圖甲是小型交流發(fā)電機的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強磁場，為交流電流表．線圈繞垂直于磁場方向的水平軸OO′沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置開始計時，產(chǎn)生的交變電流隨時間變化的圖象如圖乙所示，以下判斷正確的是（）A．電流表的示數(shù)為10A B．線圈轉(zhuǎn)動的角速度為50rad/s C．0.01s時線圈平面與磁場方向垂直 D．0.02s時電阻R中電流的方向自右向左（多選）（2023?山西模擬）如圖1所示，線圈處于垂直線圈平面的磁場中，且知B＝B0cosωt，中間“菱形”為利用二極管的單向?qū)щ娦栽O(shè)計的橋式整流電路，其與線圈連接為直流電動機供電。已知整流橋電路的輸出電壓與時間的關(guān)系圖線如圖2所示，直流電動機的輸入功率為10W，電動機線圈的電阻為4Ω，電動機正常工作，則下列判斷正確的是（）A．磁感應(yīng)強度B＝B0cosωt，其中ω＝20πrad/s B．t＝0.35s時，磁場磁感應(yīng)強度的瞬時值一定為零 C．電動機中的電流方向由P向Q D．電動機的輸出功率為9W（2023?南京模擬）某種發(fā)電機的原理如圖所示，矩形線圈處于磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中，可繞與磁場方向垂直的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，角速度為ω。已知線圈的匝數(shù)為n，ab邊長為L1，bc邊長為L2，線圈總電阻為r，線圈與阻值為R的外電路連接，交流電壓表為理想電表。求：（1）線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，通過電阻R的電量q。（2）發(fā)電機正常工作時，交流電壓表的示數(shù)U。考點二交流電有效值的求解1．正弦式交流電的有效值：I＝eq\f(Im,\r(2))，U＝eq\f(Um,\r(2))，E＝eq\f(Em,\r(2))2．非正弦式交流電有效值的求解需根據(jù)電流的熱效應(yīng)進(jìn)行計算．（2023?滄州一模）如圖所示，面積為S、電阻為R的單匝矩形閉合導(dǎo)線框abcd處于磁感應(yīng)強度為B的垂直紙面向里的勻強磁場中（cd邊右側(cè)沒有磁場）。若線框從圖示位置開始繞與cd邊重合的豎直固定軸以角速度ω開始勻速轉(zhuǎn)動，則線框旋轉(zhuǎn)一周的過程中，下列說法正確的是（）A．線框中感應(yīng)電動勢的最大值為BSω2B．線框中感應(yīng)電動勢的有效值為BSω2C．線框中感應(yīng)電流的有效值為BSω2D．從圖示位置開始轉(zhuǎn)過π6的過程中，通過導(dǎo)線某橫截面的電荷量為（2023?衡陽二模）電流i隨時間t變化的關(guān)系如圖，它的有效值是（）A．10A B．103A C．2（2023?河北模擬）如圖甲、乙所示分別是A、B兩種交流電的i﹣t關(guān)系圖像，則A、B兩種交流電的有效值之比為（）A．3：2 B．30：6 C．2：（2023?四川一模）如圖，一半圓形線圈繞豎直直徑所在的軸線OO′勻速轉(zhuǎn)動，OO′右側(cè)有一垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場。已知半圓形線圈半徑為r，線圈電阻不計，外接電阻大小為R，半圓形線圈勻速轉(zhuǎn)動的角速度為ω，則通過電阻R上電流的有效值為（）A．2πr2Bω2R B．π（多選）如圖甲所示為某一小型風(fēng)力交流發(fā)電機的原理圖，線圈的匝數(shù)為n＝100、總電阻為r＝5Ω，負(fù)載電阻R＝10Ω，A為理想交流電流表。線圈從轉(zhuǎn)到中性面位置開始計時，該發(fā)電機的電動勢隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示，下列說法正確的是（）A．電動勢的瞬時值為e＝300sin100πt（V） B．電動勢的有效值為1502C．電流表的示數(shù)為14.1A D．t＝0.02s時通過線圈的磁通量為6考點三交變電流“四值”的比較交變電流的瞬時值、峰值、有效值和平均值的比較物理量物理含義重要關(guān)系適用情況及說明瞬時值交變電流某一時刻的值e＝Emsinωti＝Imsinωt計算線圈某時刻的受力情況峰值最大的瞬時值Em＝nBSωIm＝eq\f(Em,R＋r)討論電容器的擊穿電壓有效值跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流的值E＝eq\f(Em,\r(2))U＝eq\f(Um,\r(2))I＝eq\f(Im,\r(2))適用于正(余)弦式交變電流(1)計算與電流的熱效應(yīng)有關(guān)的量(如電功、電功率、電熱等)(2)電氣設(shè)備“銘牌”上所標(biāo)的一般是有效值(3)保險絲的熔斷電流為有效值平均值交變電流圖象中圖線與時間軸所夾的面積與時間的比值eq\x\to(E)＝Bleq\x\to(v)eq\x\to(E)＝neq\f(ΔΦ,Δt)eq\x\to(I)＝eq\f(\x\to(E),R＋r)計算通過電路橫截面的電荷量（多選）如圖所示為自行車車頭燈發(fā)電機的結(jié)構(gòu)示意圖。轉(zhuǎn)動軸的一端裝有一對隨軸轉(zhuǎn)動的磁極，另一端裝有摩擦小輪。線圈繞在固定的U形鐵芯上，自行車車輪轉(zhuǎn)動時，通過摩擦小輪帶動磁極轉(zhuǎn)動，使線圈中產(chǎn)生正弦式交變電流，給車頭燈供電。已知自行車車輪的半徑為r，摩擦小輪的半徑為r0，線圈的匝數(shù)為n，橫截面積為S，總電阻為R0，磁極在線圈處產(chǎn)生的磁場可視為勻強磁場，其磁感應(yīng)強度大小為B，車頭燈的電阻恒為R，當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動的角速度為ω時，假設(shè)摩擦小輪與車輪之間沒有相對滑動，下列說法正確的是（）A．摩擦小輪的角速度ω0與車輪轉(zhuǎn)動的角速度ω大小相等 B．車頭燈兩端的電壓為2nBSωrRC．車頭燈的電功率與自行車速度的平方成正比 D．線圈的匝數(shù)越多，穿過線圈的磁通量的變化率越小，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大為發(fā)展新能源，某科研小組制作了一個小型波浪發(fā)電機，磁鐵固定在水中，S極上套有一個浮筒，浮筒上繞有線圈，其截面示意圖如圖甲所示。浮筒可隨波浪上下往復(fù)運動切割磁感線而產(chǎn)生電動勢，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢隨時間按正弦規(guī)律變化，如圖乙所示，線圈電阻r＝2Ω，把線圈與阻值R＝8Ω的小燈泡串聯(lián)，小燈泡恰好正常發(fā)光。下列說法正確的是（）A．小燈泡的額定電壓為3V B．線圈中電流的有效值為0.5A C．發(fā)電機的輸出功率為1.28W D．一周期內(nèi)線圈產(chǎn)生的焦耳熱為0.32J發(fā)電機的示意圖如甲所示，邊長為L的正方形金屬框，在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中以恒定角速度繞OO′軸轉(zhuǎn)動，阻值為R的電阻兩端的電壓如圖乙所示。其他電阻不計，圖乙中的Um為已知量。在金屬框轉(zhuǎn)動一周的過程中（）A．框內(nèi)電流方向不變 B．電動勢的有效值為12UmC．流過電阻的電荷量為4BLD．電阻產(chǎn)生的焦耳熱為π（2022?湖南模擬）空間被等分成8個區(qū)域，每隔1個區(qū)域分布著勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小和磁場方向如圖所示。半徑為l、電阻為r、圓心角為45°的扇形線框繞圓心O在紙面內(nèi)逆時針勻速轉(zhuǎn)動，角速度大小為ω，則線框內(nèi)電流的有效值為（）A．10Bωl28r B．10Bωl（2022?海淀區(qū)校級三模）如圖1所示，在勻強磁場中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速，繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電動勢圖象如圖2中曲線a、b所示，則（）A．曲線a表示的交變電動勢有效值為15v B．曲線a表示的交變電動勢頻率為25Hz C．曲線a、b對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為2：3 D．t＝0時刻穿過線圈平面的磁通量均為零（2023?平谷區(qū)一模）如圖所示，位于豎直平面內(nèi)的矩形金屬線圈abcd，可繞過bc和ad邊中點且垂直于磁場方向的軸OO'勻速轉(zhuǎn)動。已知矩形線圈ab邊和cd邊的長度L1＝50cm，bc邊和ad邊的長度L2＝20cm，匝數(shù)n＝100匝，線圈的總電阻r＝2.0Ω。線圈的兩個末端分別與兩個彼此絕緣的銅環(huán)C、D（集流環(huán)）焊接在一起，并通過電刷同R＝18Ω的定值電阻相連接。線圈所在空間存在水平向右的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B＝0.2T。在外力驅(qū)動下線圈繞軸OO'轉(zhuǎn)動的角速度ω＝20rad/s。計算中取π＝3.14。求：（1）通過電阻R的電流最大值；（2）在線圈轉(zhuǎn)動一周的過程中，整個電路產(chǎn)生的焦耳熱；（3）線圈由圖示位置（即線圈平面與磁場方向垂直的位置）轉(zhuǎn)過90°的過程中，通過電阻R的電荷量。如圖所示區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場，磁場的邊界由x軸和y＝2sineq\f(π,2)x曲線圍成(x≤2m)，現(xiàn)把一邊長為2m的正方形單匝線框以水平速度v＝10m/s勻速地拉過該磁場區(qū)，磁場區(qū)的磁感應(yīng)強度為0.4T，線框電阻R＝0.5Ω，不計一切摩擦阻力，則()A．水平拉力F的最大值為8NB．拉力F的最大功率為12.8WC．拉力F要做25.6J的功才能讓線框通過此磁場區(qū)D．拉力F要做12.8J的功才能讓線框通過此磁場區(qū)練出高分一．選擇題（共10小題）1．（2023?莆田模擬）某家庭電路兩端的電壓u隨時間t變化關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是（）A．該交流電的頻率為100Hz B．該交流電的電壓有效值為311V C．交流電壓表測得該電壓表示數(shù)為220V D．該交流電的電壓表達(dá)式為u＝220sin100πt（V）2．（2023?南寧二模）某旋轉(zhuǎn)磁極式風(fēng)力發(fā)電機原理如圖所示，被風(fēng)吹動的風(fēng)葉帶動磁鐵旋轉(zhuǎn)，使通過線圈的磁通量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流。已知風(fēng)速與發(fā)電機的轉(zhuǎn)速成正比，線圈與定值電阻R構(gòu)成閉合回路，線圈的電阻不能忽略。下列說法正確的是（）A．風(fēng)速越大，感應(yīng)電流的頻率越小 B．交流電壓表的有效值與風(fēng)速無關(guān) C．風(fēng)速一定的情況下，減少線圈的匝數(shù)，電壓表讀數(shù)增大 D．風(fēng)速一定的情況下，發(fā)電機的功率大于線圈電阻的電功率3．（2023?豐臺區(qū)二模）某正弦式交變電流隨時間變化的圖像如圖所示。下列說法正確的是（）A．此交變電流的有效值為5A B．t＝1.0×10﹣2s時，線圈位于中性面 C．t＝1.5×10﹣2s時，穿過線圈的磁通量最大 D．t＝2.0×10﹣2s時，穿過線圈的磁通量變化率最大4．（2023?朝陽區(qū)一模）如圖是某交流發(fā)電機的示意圖。當(dāng)線圈abcd繞垂直于勻強磁場方向的轉(zhuǎn)軸OO'勻速轉(zhuǎn)動時，電路中產(chǎn)生電流的最大值為Im，外電路的電阻為R。圖示位置線圈平面與磁場方向垂直。已知線圈轉(zhuǎn)動的周期為T。下列說法正確的是（）A．在圖示位置，穿過線圈的磁通量的變化率為零 B．在圖示位置，線圈中的電流方向為a→b→c→d C．在一個周期內(nèi)，外電路產(chǎn)生的焦耳熱為Im2D．從圖示位置開始計時，線圈中電流i隨時間t變化的關(guān)系式為i=5．（2023?丹東模擬）如圖所示，圓形閉合金屬線圈在水平勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動周期為T，豎直轉(zhuǎn)軸OO'過圓心且垂直于磁場方向。從線圈平面與磁場方向平行開始計時，當(dāng)t=TA．43V B．436V C．24V6．（2023?石景山區(qū)一模）如圖所示為交流發(fā)電機的示意圖，矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸OO'勻速轉(zhuǎn)動，發(fā)電機的電動勢隨時間的變化規(guī)律為e＝20sin100πt（V）．下列說法正確的是（）A．此交流電的頻率為100Hz B．此交流電動勢的有效值為20V C．當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到圖示位置時產(chǎn)生的電動勢為零 D．當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到圖示位置時磁通量的變化率最大7．圖示是交流發(fā)電機的示意圖，線圈的兩條邊分別與兩個金屬滑環(huán)連在一起，線圈逆時針勻速轉(zhuǎn)動時，角速度為ω，通過滑環(huán)和電刷保持與外電路的連接，為清楚起見。圖中只畫了一匝線圈，磁場可視為勻強磁場。下列關(guān)于此發(fā)電機工作時的說法中，正確的是（）A．線圈轉(zhuǎn)動到甲圖和丙圖所示的位置時，穿過線圈的磁通量最大，電路中的電流為零 B．線圈轉(zhuǎn)動到乙圖和丁圖所示的位置時，穿過線圈的磁通量為零，電路中的電流為零 C．線圈從甲圖所示位置逆時針轉(zhuǎn)動到丁圖所示位置的過程中，電路中電流的方向改變4次 D．線圈從乙圖或丁圖所示的位置開始轉(zhuǎn)動時，電路中電流隨時間變化的規(guī)律為i＝Imsinωt8．（2022?連云港模擬）某種除顫器的簡化電路，由低壓直流電源經(jīng)過電壓變換器變成高壓電，然后整流成幾千伏的直流高壓電，對電容器充電，如圖甲所示。除顫時，經(jīng)過電感等元件將脈沖電流（如圖乙所示）作用于心臟，實施電擊治療，使心臟恢復(fù)竇性心律。某次除顫過程中將電容為20μF的電容器充電至6.0kV，電容器在時間t0內(nèi)放電至兩極板間的電壓為0。其他條件不變時，下列說法正確的是（）A．線圈的自感系數(shù)L越大，放電脈沖電流的峰值越小 B．線圈的自感系數(shù)L越小，放電脈沖電流的放電時間越長 C．電容器的電容C越小，電容器的放電時間越長 D．在該次除顫過程中，流經(jīng)人體的電荷量約為120C9．如圖甲所示為一臺小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機的構(gòu)造示意圖，內(nèi)阻r＝1Ω，外電路電阻R2＝R2＝18Ω，電路中其余電阻不計，發(fā)電機的矩形線圈在勻強磁場中以恒定的角速度ω繞垂直于磁場方向的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈匝數(shù)n＝10，轉(zhuǎn)動過程中穿過每匝線圈的磁通量Φ隨時間t按正弦規(guī)律變化，如圖乙所示，取π＝3.14，則（）A．t＝1.57×10﹣2s時，該小型發(fā)電機的電動勢為零 B．t＝3.14×10﹣2s時，矩形線圈轉(zhuǎn)到中性面位置 C．串聯(lián)在外電路中的交流電流表的示數(shù)為2A D．感應(yīng)電動勢的最大值為20V10．如圖甲為交流發(fā)電機的原理圖，矩形線圈abcd匝數(shù)N＝10匝、電阻r＝2Ω，矩形線圈在勻強磁場中，繞垂直于磁場方向的固定軸OO'勻速轉(zhuǎn)動。線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與R＝8Ω的電阻連接，電壓表為理想交流電表。圖乙是穿過矩形線圈abcd的磁通量Φ隨時間t變化的圖像。下列說法正確的是（）A．1s內(nèi)線圈abcd中電流方向改變50次 B．0.02s時電壓表的示數(shù)為31.4V C．R兩端的電壓u隨時間t變化的規(guī)律是u＝31.4sin100πt（V） D．1s內(nèi)電阻R產(chǎn)生的熱量約為39.4J二．計算題（共2小題）11．如圖甲所示是某同學(xué)設(shè)計的一種振動發(fā)電裝置的示意圖，它的結(jié)構(gòu)是一個套在輻向形永久磁鐵槽中的半徑為r＝0.10m、匝數(shù)n＝20的線圈，磁場的磁感線均沿半徑方向均勻分布（其右視圖如圖乙所示）．在線圈所在位置磁感應(yīng)強度B的大小均為B=0.20πT，線圈的電阻為R1＝0.50Ω，它的引出線接有R2（1）電壓表中的示數(shù)；（2）t＝0.1s時外力F的大?。唬?）通電40s小電珠L消耗的電能．12．某交流發(fā)電機產(chǎn)生的按正弦規(guī)律變化的電動勢最大值為Em＝2202V，在勻強磁場中，線圈勻速轉(zhuǎn)動的角速度為100πrad/s，如果從中性面開始計時。（1）寫出電動勢e的瞬時表達(dá)式；（2）此發(fā)電機與外電路組成閉合回路時，總電阻為110Ω，求t=1（3）若發(fā)電機線圈共100匝，求每匝線圈中磁通量變化率的最大值△Φ△t第25講交變電流的產(chǎn)生和描述目錄考點一正弦式交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律 1考點二交流電有效值的求解 2考點三交變電流“四值”的比較 6練出高分 16考點一正弦式交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律1．交變電流的產(chǎn)生(1)線圈繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動．(2)兩個特殊位置的特點：①線圈平面與中性面重合時，S⊥B，Φ最大，eq\f(ΔΦ,Δt)＝0，e＝0，i＝0，電流方向?qū)l(fā)生改變．②線圈平面與中性面垂直時，S∥B，Φ＝0，eq\f(ΔΦ,Δt)最大，e最大，i最大，電流方向不改變．(3)電流方向的改變：線圈通過中性面時，電流方向發(fā)生改變，一個周期內(nèi)線圈兩次通過中性面，因此電流的方向改變兩次．(4)交變電動勢的最大值Em＝nBSω，與轉(zhuǎn)軸位置無關(guān)，與線圈形狀無關(guān)．2．交變電流的變化規(guī)律(線圈在中性面位置開始計時)規(guī)律物理量函數(shù)表達(dá)式圖象磁通量Φ＝Φmcosωt＝BScosωt電動勢e＝Emsinωt＝nBSωsinωt電壓u＝Umsinωt＝eq\f(REm,R＋r)sinωt電流i＝Imsinωt＝eq\f(Em,R＋r)sinωt（2023?天津二模）一正弦式交變電流的i﹣t圖像如圖所示。下列說法正確的是（）A．在t＝0.1s時線圈平面與磁場平行 B．該交變電流的頻率為2Hz C．在t＝0.2s時電流方向改變 D．該交變電流的表達(dá)式為i＝2cos5πtA【解答】解：A．在t＝0.1s時，通過線圈平面的電流為零，磁通量最大，與磁場垂直，故A錯誤；B．該交變電流的周期為T＝0.4s，頻率為f=1C．在t＝0.2s時電流方向改變不變，故C錯誤；D．由圖像可知Im＝2A，ω=2πT=故選：D。如圖垂直于紙面向里的有界勻強磁場中有一個矩形線框abcd，線框以O(shè)O'為軸勻速轉(zhuǎn)動，OO'與磁場右邊界重合。若線框中產(chǎn)生電流的峰值為Im，由圖示位置開始計時，則下列可以正確描述線框中電流隨時間變化的圖像是（）A． B． C． D．【解答】解：圖示時刻開始，由楞次定律判斷出線圈中感應(yīng)電流方向為：a→d→c→b→a線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢表達(dá)式為e＝﹣Emsinωt＝﹣BSωsinωt，S是線圈面積的一半，則感應(yīng)電流的表達(dá)式為i=eR=故線圈中感應(yīng)電流按正弦規(guī)律變化，根據(jù)數(shù)學(xué)知識得知，故ABC錯誤，D正確；故選：D。（2023?西寧二模）圖甲是小型交流發(fā)電機的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強磁場，為交流電流表．線圈繞垂直于磁場方向的水平軸OO′沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置開始計時，產(chǎn)生的交變電流隨時間變化的圖象如圖乙所示，以下判斷正確的是（）A．電流表的示數(shù)為10A B．線圈轉(zhuǎn)動的角速度為50rad/s C．0.01s時線圈平面與磁場方向垂直 D．0.02s時電阻R中電流的方向自右向左【解答】解：A、由題圖乙可知交流電電流的最大值是Im＝102A，周期T＝0.02s，由于電流表的示數(shù)為有效值，故示數(shù)I=IB、角速度ω=2πT=C、0.01s時線圈中的感應(yīng)電流達(dá)到最大，感應(yīng)電動勢最大，則穿過線圈的磁通量變化最快，磁通量為0，故線圈平面與磁場方向平行，故C錯誤；D、由楞次定律可判斷出0.02s時流過電阻的電流方向自左向右，故D錯誤；故選：A。（多選）（2023?山西模擬）如圖1所示，線圈處于垂直線圈平面的磁場中，且知B＝B0cosωt，中間“菱形”為利用二極管的單向?qū)щ娦栽O(shè)計的橋式整流電路，其與線圈連接為直流電動機供電。已知整流橋電路的輸出電壓與時間的關(guān)系圖線如圖2所示，直流電動機的輸入功率為10W，電動機線圈的電阻為4Ω，電動機正常工作，則下列判斷正確的是（）A．磁感應(yīng)強度B＝B0cosωt，其中ω＝20πrad/s B．t＝0.35s時，磁場磁感應(yīng)強度的瞬時值一定為零 C．電動機中的電流方向由P向Q D．電動機的輸出功率為9W【解答】解：C、根據(jù)二極管的單向?qū)щ娦?，分析圖1中的橋式整流電路可知，線圈中產(chǎn)生的正弦交流電的正、負(fù)半周期內(nèi)的電流皆整合為方向自上向下即由Q流向P，流過電動機的脈沖電流，故C錯誤；A、由圖2可知，線圈中交流電的周期為0.1s，磁感應(yīng)強度變化周期為0.2s，所以ω=2πT=故A錯誤；B、由圖2可知t＝0.35s時，線圈的輸出電壓最大，由法拉第電磁感應(yīng)定律得：e=則磁通量變化率最大，線圈磁通量Φ＝0，磁場磁感應(yīng)強度為零，故B正確；D、由圖2可知，整流橋輸出的直流電的峰值為Um＝202V有效值為U=U因電動機正常工作且額定功率為10W，所以流過電動機的電流為I=P所以，電動機的輸出功率為P出＝P﹣I2R＝10W﹣0.52×4W＝9W故D正確。故選：BD。（2023?南京模擬）某種發(fā)電機的原理如圖所示，矩形線圈處于磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中，可繞與磁場方向垂直的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，角速度為ω。已知線圈的匝數(shù)為n，ab邊長為L1，bc邊長為L2，線圈總電阻為r，線圈與阻值為R的外電路連接，交流電壓表為理想電表。求：（1）線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，通過電阻R的電量q。（2）發(fā)電機正常工作時，交流電壓表的示數(shù)U?！窘獯稹拷猓海?）由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動勢為：E=nΔ?根據(jù)歐姆定律可得：I=E通過電阻R的電量為：I=q聯(lián)立得通過的電量為q=n（2）根據(jù)題意可知，最大的感應(yīng)電動勢Em＝nBSω得交變電流的最大值I則電壓表示數(shù)為U=答：（1）線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，通過電阻R的電量為nB（2）發(fā)電機正常工作時，交流電壓表的示數(shù)為nBL考點二交流電有效值的求解1．正弦式交流電的有效值：I＝eq\f(Im,\r(2))，U＝eq\f(Um,\r(2))，E＝eq\f(Em,\r(2))2．非正弦式交流電有效值的求解需根據(jù)電流的熱效應(yīng)進(jìn)行計算．（2023?滄州一模）如圖所示，面積為S、電阻為R的單匝矩形閉合導(dǎo)線框abcd處于磁感應(yīng)強度為B的垂直紙面向里的勻強磁場中（cd邊右側(cè)沒有磁場）。若線框從圖示位置開始繞與cd邊重合的豎直固定軸以角速度ω開始勻速轉(zhuǎn)動，則線框旋轉(zhuǎn)一周的過程中，下列說法正確的是（）A．線框中感應(yīng)電動勢的最大值為BSω2B．線框中感應(yīng)電動勢的有效值為BSω2C．線框中感應(yīng)電流的有效值為BSω2D．從圖示位置開始轉(zhuǎn)過π6的過程中，通過導(dǎo)線某橫截面的電荷量為【解答】解：A．線框中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值Em＝BSω故A錯誤；BC．由有效值的定義得(可得E有=故B正確，C錯誤；D．線框轉(zhuǎn)過π6后，此時線框的有效面積為根據(jù)q=可得通過某橫截面的電荷量為q=故D錯誤。故選：B。（2023?衡陽二模）電流i隨時間t變化的關(guān)系如圖，它的有效值是（）A．10A B．103A C．2【解答】解：根據(jù)有效值的定義，可得Q=可以知道一個周期3s內(nèi)：Q=I1解得：I有＝10A，故A正確，BCD錯誤。故選：A。（2023?河北模擬）如圖甲、乙所示分別是A、B兩種交流電的i﹣t關(guān)系圖像，則A、B兩種交流電的有效值之比為（）A．3：2 B．30：6 C．2：【解答】解：設(shè)A、B兩種交流電的有效值分別為I1、I2根據(jù)電流的熱效應(yīng)，對甲圖有I解得圖甲中電流的有效值I對乙圖有I解得圖乙中電流的有效值I則A、B兩種交流電的有效值之比I1故選：A。（2023?四川一模）如圖，一半圓形線圈繞豎直直徑所在的軸線OO′勻速轉(zhuǎn)動，OO′右側(cè)有一垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場。已知半圓形線圈半徑為r，線圈電阻不計，外接電阻大小為R，半圓形線圈勻速轉(zhuǎn)動的角速度為ω，則通過電阻R上電流的有效值為（）A．2πr2Bω2R B．π【解答】解：線圈轉(zhuǎn)動產(chǎn)生正弦式交變電流，感應(yīng)電動勢的峰值Em＝BSω＝Bω×12πr設(shè)感應(yīng)電動勢的有效值為E，則：E2RT=(Em由閉合電路的歐姆定律可知，感應(yīng)電流的有效值I=E故選：D。（多選）如圖甲所示為某一小型風(fēng)力交流發(fā)電機的原理圖，線圈的匝數(shù)為n＝100、總電阻為r＝5Ω，負(fù)載電阻R＝10Ω，A為理想交流電流表。線圈從轉(zhuǎn)到中性面位置開始計時，該發(fā)電機的電動勢隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示，下列說法正確的是（）A．電動勢的瞬時值為e＝300sin100πt（V） B．電動勢的有效值為1502C．電流表的示數(shù)為14.1A D．t＝0.02s時通過線圈的磁通量為6【解答】解：A、由圖可知，交流電的周期為T＝0.04s電動勢的最大值為Em＝300V線圈轉(zhuǎn)動的角速度ω=2πT=則電動勢的瞬時值e＝Emsinωt＝300sin50πt（V）故A錯誤；B、電動勢的有效值E=故B正確；C、電流表的示數(shù)I=故C正確；D、電動勢的峰值Em＝nBSωt＝0.02s時，穿過線圈的磁通量最大，為Φm=BS=Em故D錯誤。故選：BC?？键c三交變電流“四值”的比較交變電流的瞬時值、峰值、有效值和平均值的比較物理量物理含義重要關(guān)系適用情況及說明瞬時值交變電流某一時刻的值e＝Emsinωti＝Imsinωt計算線圈某時刻的受力情況峰值最大的瞬時值Em＝nBSωIm＝eq\f(Em,R＋r)討論電容器的擊穿電壓有效值跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流的值E＝eq\f(Em,\r(2))U＝eq\f(Um,\r(2))I＝eq\f(Im,\r(2))適用于正(余)弦式交變電流(1)計算與電流的熱效應(yīng)有關(guān)的量(如電功、電功率、電熱等)(2)電氣設(shè)備“銘牌”上所標(biāo)的一般是有效值(3)保險絲的熔斷電流為有效值平均值交變電流圖象中圖線與時間軸所夾的面積與時間的比值eq\x\to(E)＝Bleq\x\to(v)eq\x\to(E)＝neq\f(ΔΦ,Δt)eq\x\to(I)＝eq\f(\x\to(E),R＋r)計算通過電路橫截面的電荷量（多選）如圖所示為自行車車頭燈發(fā)電機的結(jié)構(gòu)示意圖。轉(zhuǎn)動軸的一端裝有一對隨軸轉(zhuǎn)動的磁極，另一端裝有摩擦小輪。線圈繞在固定的U形鐵芯上，自行車車輪轉(zhuǎn)動時，通過摩擦小輪帶動磁極轉(zhuǎn)動，使線圈中產(chǎn)生正弦式交變電流，給車頭燈供電。已知自行車車輪的半徑為r，摩擦小輪的半徑為r0，線圈的匝數(shù)為n，橫截面積為S，總電阻為R0，磁極在線圈處產(chǎn)生的磁場可視為勻強磁場，其磁感應(yīng)強度大小為B，車頭燈的電阻恒為R，當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動的角速度為ω時，假設(shè)摩擦小輪與車輪之間沒有相對滑動，下列說法正確的是（）A．摩擦小輪的角速度ω0與車輪轉(zhuǎn)動的角速度ω大小相等 B．車頭燈兩端的電壓為2nBSωrRC．車頭燈的電功率與自行車速度的平方成正比 D．線圈的匝數(shù)越多，穿過線圈的磁通量的變化率越小，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大【解答】解：AB、因為摩擦小輪與車輪之間沒有相對滑動，所以它們的線速度大小相等，即有ωr＝ω0r0所以摩擦小輪的角速度ω0=ωr所以車頭燈兩端的電壓為U=RR+R0?C、由上可知，車頭燈兩端的電壓U與車輪轉(zhuǎn)動的角速度ω成正比，而車輪行進(jìn)的速度v＝ωr所以車頭燈兩端的電壓U與自行車速度v成正比，根據(jù)車頭燈的電功率P=UD、穿過線圈的磁通量與匝數(shù)無關(guān)，當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動的角速度ω一定時，匝數(shù)越多，穿過線圈的磁通量的變化率不受影響，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E＝nΔΦΔt故選：BC。為發(fā)展新能源，某科研小組制作了一個小型波浪發(fā)電機，磁鐵固定在水中，S極上套有一個浮筒，浮筒上繞有線圈，其截面示意圖如圖甲所示。浮筒可隨波浪上下往復(fù)運動切割磁感線而產(chǎn)生電動勢，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢隨時間按正弦規(guī)律變化，如圖乙所示，線圈電阻r＝2Ω，把線圈與阻值R＝8Ω的小燈泡串聯(lián)，小燈泡恰好正常發(fā)光。下列說法正確的是（）A．小燈泡的額定電壓為3V B．線圈中電流的有效值為0.5A C．發(fā)電機的輸出功率為1.28W D．一周期內(nèi)線圈產(chǎn)生的焦耳熱為0.32J【解答】解：AB由乙圖可知，感應(yīng)電動勢有效值為.E=根據(jù)閉合電路的歐姆定律，線圈中的電流I=由此時小燈泡正好正常發(fā)光，小燈泡的額定電壓U＝IR＝0.4×8V＝3.2V，故AB錯誤；C.發(fā)電機輸出功率為P＝UI＝0.4×3.2W＝1.28W，故C正確；D.根據(jù)焦耳定律，一周期內(nèi)線圈產(chǎn)生的焦耳熱為Q＝I2rT＝0.42×2×0.4J＝0.128J，故D錯誤。故選：C。發(fā)電機的示意圖如甲所示，邊長為L的正方形金屬框，在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中以恒定角速度繞OO′軸轉(zhuǎn)動，阻值為R的電阻兩端的電壓如圖乙所示。其他電阻不計，圖乙中的Um為已知量。在金屬框轉(zhuǎn)動一周的過程中（）A．框內(nèi)電流方向不變 B．電動勢的有效值為12UmC．流過電阻的電荷量為4BLD．電阻產(chǎn)生的焦耳熱為π【解答】解：A、當(dāng)線框轉(zhuǎn)動時，框內(nèi)電流方向每經(jīng)過中性面一次都要變化一次，故A錯誤；B、由圖乙可知，電動勢的最大值為Um，該電流等效為正弦式交流電，故電動勢的有效值為U=UC、金屬框轉(zhuǎn)過半周流過電阻的電荷量為：q=I?Δt=ΔΦΔtD、因為Um＝BωL2，則ω=UmB故選：C。（2022?湖南模擬）空間被等分成8個區(qū)域，每隔1個區(qū)域分布著勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小和磁場方向如圖所示。半徑為l、電阻為r、圓心角為45°的扇形線框繞圓心O在紙面內(nèi)逆時針勻速轉(zhuǎn)動，角速度大小為ω，則線框內(nèi)電流的有效值為（）A．10Bωl28r B．10Bωl【解答】解：根據(jù)E＝BLV，當(dāng)線圈在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢時，E＝Blv=Bl×ωl2=12ωBl2；當(dāng)線圈在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢時，E′＝2Blv，解得E′＝ωBl2，每個周期內(nèi)，前故電流的有效值I=E故選：B。（2022?海淀區(qū)校級三模）如圖1所示，在勻強磁場中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速，繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電動勢圖象如圖2中曲線a、b所示，則（）A．曲線a表示的交變電動勢有效值為15v B．曲線a表示的交變電動勢頻率為25Hz C．曲線a、b對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為2：3 D．t＝0時刻穿過線圈平面的磁通量均為零【解答】解：A、根據(jù)圖2可知曲線a，交流電的最大值為Ema＝15V，有效值為EaB、根據(jù)圖2可知曲線a，交流電的周期為Ta＝0.04s，故交變電動勢的頻率為f=1C、由圖可知，a的周期為Ta＝4×10﹣2s；b的周期為Tb＝6×10﹣2s，則由n=1T可知，轉(zhuǎn)速與周期成反比，故轉(zhuǎn)速之比為：na：nb＝Tb：TD、t＝0時刻，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為零，此時線圈位于中性面位置，穿過線圈平面的磁通量均最大，故D錯誤；故選：B。（2023?平谷區(qū)一模）如圖所示，位于豎直平面內(nèi)的矩形金屬線圈abcd，可繞過bc和ad邊中點且垂直于磁場方向的軸OO'勻速轉(zhuǎn)動。已知矩形線圈ab邊和cd邊的長度L1＝50cm，bc邊和ad邊的長度L2＝20cm，匝數(shù)n＝100匝，線圈的總電阻r＝2.0Ω。線圈的兩個末端分別與兩個彼此絕緣的銅環(huán)C、D（集流環(huán)）焊接在一起，并通過電刷同R＝18Ω的定值電阻相連接。線圈所在空間存在水平向右的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B＝0.2T。在外力驅(qū)動下線圈繞軸OO'轉(zhuǎn)動的角速度ω＝20rad/s。計算中取π＝3.14。求：（1）通過電阻R的電流最大值；（2）在線圈轉(zhuǎn)動一周的過程中，整個電路產(chǎn)生的焦耳熱；（3）線圈由圖示位置（即線圈平面與磁場方向垂直的位置）轉(zhuǎn)過90°的過程中，通過電阻R的電荷量?！窘獯稹拷猓海?）由題意，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，可得線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值為Em＝nBSω其中S=代入相關(guān)數(shù)據(jù)求得Em＝40V根據(jù)閉合電路歐姆定律，得通過電阻R的電流最大值I（2）線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的有效值為I=得在線圈轉(zhuǎn)動一周的過程中，整個電路產(chǎn)生的焦耳熱Q熱=聯(lián)立代入相關(guān)數(shù)據(jù)求得Q熱＝12.56J（3）線圈由圖示位置（即線圈平面與磁場方向垂直的位置）轉(zhuǎn)過90°的過程中，通過電阻R的電荷量q=nΔΦ(R+r)ΔΦ＝BΔS＝BL1代入相關(guān)已知數(shù)據(jù)求得q＝0.1C答：（1）通過電阻R的電流最大值為2.0A；（2）在線圈轉(zhuǎn)動一周的過程中，整個電路產(chǎn)生的焦耳熱為12.56J；（3）線圈由圖示位置（即線圈平面與磁場方向垂直的位置）轉(zhuǎn)過90°的過程中，通過電阻R的電荷量為0.1C。如圖所示區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場，磁場的邊界由x軸和y＝2sineq\f(π,2)x曲線圍成(x≤2m)，現(xiàn)把一邊長為2m的正方形單匝線框以水平速度v＝10m/s勻速地拉過該磁場區(qū)，磁場區(qū)的磁感應(yīng)強度為0.4T，線框電阻R＝0.5Ω，不計一切摩擦阻力，則()A．水平拉力F的最大值為8NB．拉力F的最大功率為12.8WC．拉力F要做25.6J的功才能讓線框通過此磁場區(qū)D．拉力F要做12.8J的功才能讓線框通過此磁場區(qū)答案C解析線框通過磁場區(qū)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流先增大后減小，形成正弦交流電，周期為eq\f(2l,v)＝0.4s，感應(yīng)電動勢最大值為Em＝Blv＝8V，有效值為4eq\r(2)V，感應(yīng)電流最大值為16A，有效值為8eq\r(2)A，則水平拉力最大值為Fm＝BIml＝12.8N，A錯誤；拉力的最大功率為Pm＝Fmv＝128W，B錯誤；線框勻速通過，拉力做的功等于焦耳熱，Q＝I2Rt＝25.6J，C正確，D錯誤．練出高分一．選擇題（共10小題）1．（2023?莆田模擬）某家庭電路兩端的電壓u隨時間t變化關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是（）A．該交流電的頻率為100Hz B．該交流電的電壓有效值為311V C．交流電壓表測得該電壓表示數(shù)為220V D．該交流電的電壓表達(dá)式為u＝220sin100πt（V）【解答】解：A．該交流電的周期為T＝2×10﹣2s則該交流電的頻率為f=1BC．該交流電的電壓最大值為311V，則該交流電的電壓有效值為U=即交流電壓表測得該電壓表示數(shù)為220V，故B錯誤，C正確；D．該交流電的電壓表達(dá)式為u＝311sin100πt（V），故D錯誤。故選：C。2．（2023?南寧二模）某旋轉(zhuǎn)磁極式風(fēng)力發(fā)電機原理如圖所示，被風(fēng)吹動的風(fēng)葉帶動磁鐵旋轉(zhuǎn)，使通過線圈的磁通量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流。已知風(fēng)速與發(fā)電機的轉(zhuǎn)速成正比，線圈與定值電阻R構(gòu)成閉合回路，線圈的電阻不能忽略。下列說法正確的是（）A．風(fēng)速越大，感應(yīng)電流的頻率越小 B．交流電壓表的有效值與風(fēng)速無關(guān) C．風(fēng)速一定的情況下，減少線圈的匝數(shù)，電壓表讀數(shù)增大 D．風(fēng)速一定的情況下，發(fā)電機的功率大于線圈電阻的電功率【解答】解：A、風(fēng)速與發(fā)電機的轉(zhuǎn)速成正比，風(fēng)速越大，轉(zhuǎn)速越大，頻率與轉(zhuǎn)速成正比，轉(zhuǎn)速越大，頻率越大，故A錯誤；B、風(fēng)速越大，轉(zhuǎn)速越大，角速度ω＝2πn越大，感應(yīng)電動勢的峰值為Em＝nBSω則感應(yīng)電動勢的峰值越大，有效值E=EC、電壓表測電阻R兩端的電壓，設(shè)線圈內(nèi)阻為r，則UR=RD、風(fēng)速一定的情況下，發(fā)電機的功率等于電阻的電功率與線圈電阻的電功率之和，故D正確。故選：D。3．（2023?豐臺區(qū)二模）某正弦式交變電流隨時間變化的圖像如圖所示。下列說法正確的是（）A．此交變電流的有效值為5A B．t＝1.0×10﹣2s時，線圈位于中性面 C．t＝1.5×10﹣2s時，穿過線圈的磁通量最大 D．t＝2.0×10﹣2s時，穿過線圈的磁通量變化率最大【解答】解：A、根據(jù)圖像可知，電流的最大值為5A，則有效值為：I=IB、t＝1.0×10﹣2s時，電流為零，則此時磁通量最大，線圈位于中性面，故B正確；C、t＝1.5×10﹣2s時，電流最大，則此時磁通量最小，故C錯誤；D、t＝2.0×10﹣2s時電流最小，則此時感應(yīng)電動勢最小，因此穿過線圈的磁通量變化率也最小，故D錯誤；故選：B。4．（2023?朝陽區(qū)一模）如圖是某交流發(fā)電機的示意圖。當(dāng)線圈abcd繞垂直于勻強磁場方向的轉(zhuǎn)軸OO'勻速轉(zhuǎn)動時，電路中產(chǎn)生電流的最大值為Im，外電路的電阻為R。圖示位置線圈平面與磁場方向垂直。已知線圈轉(zhuǎn)動的周期為T。下列說法正確的是（）A．在圖示位置，穿過線圈的磁通量的變化率為零 B．在圖示位置，線圈中的電流方向為a→b→c→d C．在一個周期內(nèi)，外電路產(chǎn)生的焦耳熱為Im2D．從圖示位置開始計時，線圈中電流i隨時間t變化的關(guān)系式為i=【解答】解：A、在圖示位置，線圈與磁場垂直，位于中性面位置，磁通量最大，磁通量變化率為零，故A正確；B、在圖示位置，電路中電流為零，故B錯誤；C、求解焦耳熱時要用有效值計算，則一個周期內(nèi)，外電路產(chǎn)生的焦耳熱為Q＝（Im2）D、圖示位置為中性面，則從圖示位置開始計時，線圈中電流i隨時間t變化的關(guān)系式為i＝Imsin2πT故D錯誤。故選：A。5．（2023?丹東模擬）如圖所示，圓形閉合金屬線圈在水平勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動周期為T，豎直轉(zhuǎn)軸OO'過圓心且垂直于磁場方向。從線圈平面與磁場方向平行開始計時，當(dāng)t=TA．43V B．436V C．24V【解答】解：由題可知，從線圈平面與磁場方向平行開始計時，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢表達(dá)式為：e＝Emcosωt當(dāng)t=T6解得：Em＝8V故線圈感應(yīng)電動勢的有效值為E=E故選：D。6．（2023?石景山區(qū)一模）如圖所示為交流發(fā)電機的示意圖，矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸OO'勻速轉(zhuǎn)動，發(fā)電機的電動勢隨時間的變化規(guī)律為e＝20sin100πt（V）．下列說法正確的是（）A．此交流電的頻率為100Hz B．此交流電動勢的有效值為20V C．當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到圖示位置時產(chǎn)生的電動勢為零 D．當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到圖示位置時磁通量的變化率最大【解答】解：A、根據(jù)e＝20sin100πt（V）可知交流電的角速度ω＝100πrad/s，故交流電的頻率f=ωB、根據(jù)e＝20sin100πt（V）可知交流電壓的最大值為Em＝20V，交流電的有效值E=ECD、圖示位置，線圈位于與中性面垂直位置，此時穿過線圈的磁通量最為零，磁通量的變化率最大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，故C錯誤，D正確；故選：D。7．圖示是交流發(fā)電機的示意圖，線圈的兩條邊分別與兩個金屬滑環(huán)連在一起，線圈逆時針勻速轉(zhuǎn)動時，角速度為ω，通過滑環(huán)和電刷保持與外電路的連接，為清楚起見。圖中只畫了一匝線圈，磁場可視為勻強磁場。下列關(guān)于此發(fā)電機工作時的說法中，正確的是（）A．線圈轉(zhuǎn)動到甲圖和丙圖所示的位置時，穿過線圈的磁通量最大，電路中的電流為零 B．線圈轉(zhuǎn)動到乙圖和丁圖所示的位置時，穿過線圈的磁通量為零，電路中的電流為零 C．線圈從甲圖所示位置逆時針轉(zhuǎn)動到丁圖所示位置的過程中，電路中電流的方向改變4次 D．線圈從乙圖或丁圖所示的位置開始轉(zhuǎn)動時，電路中電流隨時間變化的規(guī)律為i＝Imsinωt【解答】解：A、線圈經(jīng)過甲圖和丙圖位置時，線圈處于中性面位置，此時穿過線圈的磁通量最大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最小為零，則電流為零，故A正確；B、線圈經(jīng)過乙圖和和丁圖位置時，穿過線圈的磁通量為零，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，則電流最大，故B錯誤；C、線圈每經(jīng)過一次中性面位置，電流的方向改變一次，故線圈從甲圖所示位置逆時針轉(zhuǎn)動到丁圖所示位置的過程中，電路中電流的方向改變2次，故C錯誤；D、線圈從乙圖或丁圖所示的位置開始轉(zhuǎn)動時，線圈從與中性面垂直位置開始計時，電路中電流隨時間變化的規(guī)律為i＝Imcosωt，故D錯誤。故選：A。8．（2022?連云港模擬）某種除顫器的簡化電路，由低壓直流電源經(jīng)過電壓變換器變成高壓電，然后整流成幾千伏的直流高壓電，對電容器充電，如圖甲所示。除顫時，經(jīng)過電感等元件將脈沖電流（如圖乙所示）作用于心臟，實施電擊治療，使心臟恢復(fù)竇性心律。某次除顫過程中將電容為20μF的電容器充電至6.0kV，電容器在時間t0內(nèi)放電至兩極板間的電壓為0。其他條件不變時，下列說法正確的是（）A．線圈的自感系數(shù)L越大，放電脈沖電流的峰值越小 B．線圈的自感系數(shù)L越小，放電脈沖電流的放電時間越長 C．電容器的電容C越小，電容器的放電時間越長 D．在該次除顫過程中，流經(jīng)人體的電荷量約為120C【解答】解：A、線圈的自感系數(shù)L越大，阻礙電流的感抗XL＝2πf