強(qiáng)化訓(xùn)練一 交變電流的綜合問題-2022-2023學(xué)年高二物理精講與精練高分突破考點(diǎn)系列（人教版2019選擇性必修第二冊(cè)）

專題強(qiáng)化訓(xùn)練一：交變電流的綜合問題

一、單選題

1.（2022?全國?高二）對(duì)于如圖所示的電流i隨時(shí)間/做周期性變化的圖像，下列描述正確的是（）

A.電流的大小變化，方向不變，是直流電

B.電流的大小不變，方向變化，是交變電流

C.電流的大小和方向都變化，是交變電流

D.電流的大小和方向都不變，是直流電

2.（2022?全國?高二課時(shí)練習(xí)）如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)匝數(shù)為N的矩形線圈“灰力，線

圈面積為S,湖邊與磁場(chǎng)垂直，他邊始終與金屬滑環(huán)K相連，加邊始終與金屬滑環(huán)L相連，電阻R接在K、L之

間。現(xiàn)使矩形線圈以恒定角速度從圖示位置繞過ad、be中點(diǎn)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，下列說法中正確的是（）

3

K寸

O'L

R

A.線圈每轉(zhuǎn)過一圈，線圈所受安培力做功為零

B.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度越大，通過電阻R的電流越小

C.線圈平面與磁場(chǎng)平行時(shí)，瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大且瓦產(chǎn)NBSo

D.線圈平面與磁場(chǎng)平行時(shí)，穿過線圈平面的磁通量最大

3.（2023?全國?高三專題練習(xí)）圖中，單匝矩形線圈而cd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直磁場(chǎng)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)。改變線圈的轉(zhuǎn)速,

穿過該線圈的磁通量隨時(shí)間分別按圖中圖線甲、乙的規(guī)律變化。已知線圈的電阻為1.0。，則（)

A.圖線甲對(duì)應(yīng)線圈在Z=0時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大

B.圖線甲、乙對(duì)應(yīng)的線圈在z=0.2s時(shí)，線圈平面均垂直于磁感線

C.圖線甲、乙對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為5：4

D.圖線甲對(duì)應(yīng)的線圈中交變電流的峰值為2.5TTA

4.（2022?全國?高二）圖甲為一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)的示意圖，單匝線圈繞0（7軸轉(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，已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為廣，外接燈泡的電阻為9廠，卜列說法正確的是（）

甲乙

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=6sin50加（V）

C.電流方向每秒改變50次D.燈泡兩端電壓的最大值為5.4V

5.（2022.天津?高三專題練習(xí)）交流電源與電阻R/、&及理想交流電壓表按圖甲所示的方式連接，以=20Q,

交流電壓表的示數(shù)是20V,圖乙是交流電源輸出電壓a隨時(shí)間f變化的圖像，則（）

交

流

電

源

A.通過R/的電流〃隨時(shí)間f變化的規(guī)律是力=2拒coslOm（A）

B.通過昭的電流力隨時(shí)間r變化的規(guī)律是〃=20sinlCto（A）

C.七兩端的電壓”2隨時(shí)間f變化的規(guī)律是〃2=20cosl0兀/（V）

D.R?兩端的電壓"2隨時(shí)間f變化的規(guī)律是"2=20sinl07rf（V）

6.（2023?全國?高三專題練習(xí)）手搖式發(fā)電機(jī)是我們教學(xué)中常用的演示工具，如圖甲所示，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r,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。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R,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（）

甲乙

A.電壓表V的示數(shù)為黑里

B.通過燈泡的電荷量為Y竺

R+r

n^B2s之兀①R

C.電燈中產(chǎn)生的焦耳熱為、2

4（7?+r）

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)式為:華些sino/A

7.（2023?全國?高三專題練習(xí)）家用電子調(diào)光燈的調(diào)光功能是用電子線路將輸入的正弦交流電壓的波形截去一部分

來實(shí)現(xiàn)的，截去部分后通過調(diào)光燈的電流隨時(shí)間的變化如圖所示，則下列說法正確的是（）

A.這也是一種交流電

B.電流的變化周期是0.01s

C.電流的有效值是1A

D.電流通過100。的電阻時(shí)，1s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為200J

8.（2022?全國?高三課時(shí)練習(xí)）圖甲為發(fā)電機(jī)線圈中的磁通量隨時(shí)間變化的圖像，發(fā)電機(jī)線圈共有100匝，其電阻

忽略不計(jì)。將發(fā)電機(jī)接在乙圖中的。、6兩端并為其供電。Ri、&阻值均為400Q,及與一理想二極管串聯(lián)，其右側(cè)

接一理想交流電壓表。下列說法中正確的是（）

71

甲乙

A.發(fā)電機(jī)線圈中的磁通量隨時(shí)間變化的關(guān)系為。=逑??100加（Wb）

71

B.B中電流的瞬時(shí)值力=0.5cosl00ntCA）

C.0?2s內(nèi)，&上產(chǎn)生的焦耳熱為1X104J

D.電壓表的示數(shù)約為141V

9.（2022?全國?高三課時(shí)練習(xí)）現(xiàn)在市場(chǎng)上的調(diào)光臺(tái)燈、調(diào)速風(fēng)扇是用可控硅電子元件來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)的。如圖，這是

一個(gè)經(jīng)過元件調(diào)節(jié)后加在電燈上的電壓，在正弦交流電的每半個(gè)周期中都會(huì)截去前面的四分之一、現(xiàn)在加在電燈上

的電壓是（）

10.（2022.天津.高三專題練習(xí)）手搖式發(fā)電機(jī)是實(shí)驗(yàn)室中常用的演示工具，如圖甲所示，它可以簡(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r,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為3的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以矩

形線圈中軸線為軸以角速度。勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交流電通過E、尸與外電路連接，外電路電燈電阻為R,電壓表為

理想交流電壓表。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（）

電壓表的示數(shù)為nBSco—^—

A.

R+r

通過燈泡的電荷量為上

B.

R+r

C.電燈中產(chǎn)生的焦耳熱為"".”成

4（R+r）2

D.流過線圈的電流的平均值為之

11.（2023?全國?高三專題練習(xí)）一個(gè)匝數(shù)為100匝、電阻為0.5。的閉合線圈處于某一磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于線

圈平面，從某時(shí)刻起穿過線圈的磁通量按如圖所示規(guī)律變化，已知0?1s內(nèi)線圈內(nèi)的磁通量按正弦規(guī)律變化到最大

值，712M0,則線圈中產(chǎn)生交變電流的有效值為（）

二、多選題

12.（2023?全國?高三專題練習(xí)）圖甲為交流發(fā)電機(jī)的示意圖，磁場(chǎng)可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電阻R=5C,內(nèi)阻

不計(jì)的線圈繞垂直于磁場(chǎng)的水平軸沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從圖示位置開始計(jì)時(shí)，輸出的交變電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變

化的圖像如圖乙所示。以下判斷正確的是（

A.電流表的示數(shù)為10A

B.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為100兀rad/s

C.t=0.01s時(shí)，穿過線圈平面的磁通量最大

D.t=0.02s時(shí)，電刷P的電勢(shì)低于電刷Q的電勢(shì)

13.（2023?全國?高三專題練習(xí)）如圖甲、乙分別表示兩種電壓的波形，其中甲電壓按正弦規(guī)律變化。下列說法正確

A.甲表示交變電流，乙表示直流電

B.兩種電壓的有效值相等

C.甲電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為"=31區(qū)出100浦（V）

D.甲交變電流的有效值比乙交變電流的有效值大

14.（2023?全國?高三專題練習(xí)）某興趣小組設(shè)計(jì)了一種發(fā)電裝置，如圖所示。在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁

4

場(chǎng)區(qū)域的圓心角a均為,兀，磁場(chǎng)均沿半徑方向。匝數(shù)為N的矩形線圈abed的邊長(zhǎng)"=〃=￡、bc=ad=2L,線圈以角

速度。繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，兒邊和ad邊同時(shí)進(jìn)入磁場(chǎng)。在磁場(chǎng)中，兩條邊所經(jīng)過處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為3、方

向始終與兩邊的運(yùn)動(dòng)方向垂直。線圈的總電阻為廣，外接電阻為七則（）

A.線圈切割磁感線時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小￡>W=23L20

B.線圈切割磁感線時(shí)，加邊所受安培力的大小4筆》

C.線圈旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)，流過電阻R的凈電荷量為零

16MB2r療

D.外力做功的平均功率為

9(r+R)

15.（2022?全國?高二課時(shí)練習(xí)）矩形線圈的匝數(shù)為50匝，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)，穿過線圈

的磁通量隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖所示。下列結(jié)論正確的是（）

A.在f=0.1s時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大B.在f=0.2s時(shí)電動(dòng)勢(shì)改變方向

C.通過圖像可求出電動(dòng)勢(shì)的最大值說=5。萬VD.在r=0.4s時(shí)，磁通量為0,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大

16.（2023?全國?高三專題練習(xí)）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)間變化規(guī)律如圖所示，則下列說法正確的是（）

10%

0

-10%

A.z=0.5xl0-2s時(shí)，線圈平面與中性面重合

B.Z=lxl0-2s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1x10-3wb

D.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為100%rad/s

17.（2023?全國?高三專題練習(xí)）一交變電流的i-f圖像如圖所示，則對(duì)于該交變電流，下列說法正確的是（）

B.該交變電流的最大值為4A

C.該交變電流的有效值為2及A

D.該交變電流通過10C的電阻時(shí)熱功率為60W

18.（2022.天津.高三專題練習(xí)）如圖所示，矩形線圈"cd與理想電壓表V、理想電流表A和定值電阻H組成閉合

電路。線圈在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的cd邊勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，若已知線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度①二100兀rad/s,匝數(shù)N=100,

邊長(zhǎng)必=0.4m、〃d=0.2m,線圈總電阻r=2Q,定值電阻R=8Q。若磁場(chǎng)只分布在cd邊的左側(cè)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小受乂10日。

下列說法正確的是（

\0)

XXXXX

<XX

<XXX

<XX

Xx￥

R

A.該線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值為40V

B.電壓表的示數(shù)為6.4V

C.Is內(nèi)，線圈中的電流方向變化100次

D.從圖示位置（線圈在紙面內(nèi)）轉(zhuǎn)過90。的過程中，通過R的電荷量是1.2X10-2C

19.（2023?全國?高三專題練習(xí)）如圖所示，磁極N、S間的磁場(chǎng)看作勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為坳，矩形線圈ABCD

的面積為S,共〃匝，內(nèi)阻為r,線圈通過滑環(huán)與理想電壓表V和阻值為R的定值電阻相連，邊與滑環(huán)E相連；

CD邊與滑環(huán)P相連。若線圈正在繞垂直于磁感線的軸以角速度。逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，圖示位置恰好與磁感線垂

直。以下說法正確的是（）

A.線圈在圖示位置時(shí)，電阻R中的電流方向?yàn)樽訫到N

B.線圈自圖示位置開始轉(zhuǎn)過180。的過程中，通過電阻R的電量為羋苴

C.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中克服安培力做的功為您遺”

R+r

D.線圈在圖示位置時(shí)電壓表的示數(shù)為0

20.（2022?全國?高二課時(shí)練習(xí)）如圖所示，圖線a是線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生正弦式交變電流的圖像,

當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后，其在同一磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過程所產(chǎn)生正弦式交變電流的圖像如圖線b所示。下列關(guān)于這兩個(gè)正

弦式交變電流的說法中正確的是（）

A.在圖中。=0時(shí)刻穿過線圈的磁通量均為零

B.線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為3:2

C.交變電流a的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式為e=10sin（5MV

D.交變電流b的電動(dòng)勢(shì)最大值為5V

三、解答題

21.（2022?遼寧?阜蒙縣育才高級(jí)中學(xué)高二期末）如圖所示，正方形線圈Med的邊長(zhǎng)是0.5m,共150匝，勻強(qiáng)磁場(chǎng)

2

的磁感應(yīng)強(qiáng)度為3=—T,當(dāng)線圈以150r/min的轉(zhuǎn)速繞中心軸線OO,勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，求：

7C

（1）若從線圈處于中性面開始計(jì)時(shí)，寫出線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式；

（2）線圖轉(zhuǎn)過，7s時(shí)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值。

o

xxQ7x八x

d八

xX；XX

B

xx：xx

a\D

XX：xX

O,

22.(2023?全國?高三專題練習(xí))如圖所示，N=50匝的矩形線圈a6cd,ab邊長(zhǎng)//=20cm,a"邊長(zhǎng)/2=25cm,放在磁

感應(yīng)強(qiáng)度2=0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，外力使線圈繞垂直于磁感線且通過線圈中線的。。軸以n=3000r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)

動(dòng)，線圈電阻『1。，外電路電阻R=9Q,仁0時(shí)線圈平面與磁感線平行，湖邊正轉(zhuǎn)出紙外、cd邊轉(zhuǎn)入紙里。求：

(1)仁0時(shí)感應(yīng)電流的方向；

(2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式；

(3)線圈轉(zhuǎn)一圈外力做的功；

(4)從圖示位置轉(zhuǎn)過90。的過程中流過電阻R的電荷量。

23.(2022?北京?人大附中高二期末)如圖所示為一個(gè)小型交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線圈的面積為S,共有〃匝,

線圈總電阻為廠，可繞與磁場(chǎng)方向垂直的固定對(duì)稱軸0。轉(zhuǎn)動(dòng)；線圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為8的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈在轉(zhuǎn)

動(dòng)時(shí)可以通過滑環(huán)K和電刷L保持與外電路電阻R的連接。在外力作用下線圈以恒定的角速度。繞軸0。勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。

(不計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸及滑環(huán)與電制的摩擦)

(1)從線圈經(jīng)過圖示位置開始計(jì)時(shí)，寫出線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的函數(shù)表達(dá)式；

(2)交流電的有效值與絕對(duì)值的平均值的比例稱為波形因數(shù)。從線圈經(jīng)過圖示位置開始計(jì)時(shí)，求經(jīng)過;周期時(shí)間

4

該交流電的波形因數(shù)〃；

(3)求線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)完整N圈的過程中外力所做的功W。

,O'

B

24.(2023?全國?高三專題練習(xí))如圖甲所示，一固定的矩形導(dǎo)體線圈水平放置，線圈的兩端接一只小燈泡，在線圈

所在空間內(nèi)存在著與線圈平面垂直的均勻分布的磁場(chǎng)。已知線圈的匝數(shù)〃=100匝，電阻『1.0。，所圍成的矩形的

面積S=0.040nA小燈泡的電阻R=9.0d磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電

動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式為e=〃紇A干cos干其中B機(jī)為磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值，T為磁場(chǎng)變化的周期。不計(jì)燈絲電阻

值隨溫度的變化，求：

(1)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值；

(2)小燈泡消耗的電功率；

25.(2023?全國?高三專題練習(xí))一矩形線圈，面積是0.05m2,共100匝，線圈電阻尸2d外接電阻R=8。，線圈在

磁感應(yīng)強(qiáng)度2=(―)T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以“=300r/min的轉(zhuǎn)速繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖所示，若從中性面

開始計(jì)時(shí)，求：

(1)線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式；

(2)線圈從開始計(jì)時(shí)經(jīng)時(shí)線圈中的感應(yīng)電流的瞬時(shí)值；

(3)外電路R兩端電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式。

xx3XX

XX；XX

I

I

I

XX：XX

I

--------?

R

參考答案:

1.A

【詳解】由圖象可知，電流的方向不變，而大小作周期性變化，所以不是交流，而是直流，但不是恒定直流。

故選Ao

2.C

【詳解】A.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，安培力做負(fù)功使線圈的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)瑪可知，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)峰值越大，則有效值越大，通過電阻R的電流

越大，故B錯(cuò)誤；

C.題圖所示位置，線圈平面與磁場(chǎng)平行，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，最大值為故C正確；

D.線圈平面與磁場(chǎng)平行時(shí)，穿過線圈平面的磁通量為零，線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，穿過線圈平面的磁通量最

大，故D錯(cuò)誤。

故選C。

3.C

【詳解】A.在U。時(shí)，①甲最大，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小，故A錯(cuò)誤；

B.因?yàn)樵赯=0.2s,

①甲=①乙=0

所以線圈平面均平行于磁感線，故B錯(cuò)誤；

C.由圖可知圖線甲、乙對(duì)應(yīng)的周期之比為

罩：￡=4:5

而線圈的轉(zhuǎn)速為

1

n=—

T

所以圖線甲、乙對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為

作：%=5:4

故C正確；

D.圖線甲對(duì)應(yīng)的線圈中交流電壓的峰值

27r

E=BS①=0>m啰=0.4x——V=5萬V

m皿0.16

電流的峰值

F

Z=-^=5^A

mR

故D錯(cuò)誤。

故選C。

4.D

【詳解】A.電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間的變化規(guī)律從零開始，說明線圈從中性面開始轉(zhuǎn)動(dòng)，磁通量最大，瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)為零，A

錯(cuò)誤；

B.電動(dòng)勢(shì)的最大值為E〃?=6V,而

2乃

co=——=1OOOTad/s

T

則電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式為

e=Emsm<z>Z=6sinlOO7t/(V)

B錯(cuò)誤；

C,線圈每轉(zhuǎn)一圈，電流改變兩次方向，則電流方向每秒改變了100次，c錯(cuò)誤；

D.燈泡兩端的電壓最大值為

ER

U片=5.4V

R+r

D正確。

故選D。

5.A

【詳解】CD.電壓表的示數(shù)是電壓的有效值，即及兩端的電壓的有效值為20V,由題圖乙可知，交流電源輸出電

壓隨時(shí)間按照余弦規(guī)律變化，所以&兩端的電壓的最大值為200V,CD錯(cuò)誤；

AB.電路中的電流的有效值為

,U20?.

I=—=—AA=2A

R210

則電路中電流的最大值為

4=272A

兩電阻串聯(lián)，通過R/、&的電流相等，由題圖乙可知

a)=-=10OTad/s

T

交流電源輸出電壓按照余弦規(guī)律變化，則通過幻的電流。隨時(shí)間/變化的規(guī)律是

6=2A/2cos10^(A)

B錯(cuò)誤A正確。

故選Ao

6.C

【詳解】A.當(dāng)線圈平行于磁場(chǎng)方向時(shí)電動(dòng)勢(shì)最大，其峰值為

Em=ncoBS

所以，電流有效值為

_Em_ncoBS

-0(R+r)72(7?+r)

電壓表示數(shù)

U=IR=慳

s/2(R+r)

故A錯(cuò)誤;

B.線圈轉(zhuǎn)過90。的過程中通過燈泡的電荷量為

E必①nBS

q=------1=

R+rR+rR+r

故B錯(cuò)誤;

C.電動(dòng)勢(shì)的有效值為

Em_ncoBS

電流的有效值為

EncoBS

R+r瓜R+r)

電燈中產(chǎn)生的焦耳熱為

~12

ncoBS-27rln2B2S27ra)R

Q=I2Rt=—；=---------Rx——x—=-----------------

，2(R+r)」a>44(R+r)

故C正確;

D.流過線圈電流的最大值為

_Eg_ncoBS

R+rR+r

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)式為

...ncoBS.

i=Icosa>tA=--------cosa)tA

mR+r

故D錯(cuò)誤。

故選C。

7.C

【詳解】A.交流電的特點(diǎn)是電流方向變化，而題圖中電流不是交流電，故A錯(cuò)誤;

B.根據(jù)圖像可得電流的變化周期是0.02s,故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)有效值的定義得

（爰了氏彳=/十

代入數(shù)據(jù)解得

/=1A

故C正確；

D.電流通過100。的電阻時(shí)，1s內(nèi)產(chǎn)生熱量為

Q=/2R/=IOOJ

故D錯(cuò)誤。

故選C。

8.D

【詳解】A.由圖甲可得出發(fā)電機(jī)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為

2乃2萬

刃=——=-----3=100^(rad/s)

T2x10-2

發(fā)電機(jī)線圈中的磁通量隨時(shí)間變化的關(guān)系為

-2

O=Omcosa)t=2近x10coslOOTrZ(Wb)

,71

故A錯(cuò)誤;

B.發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大值

￡m=?/?m?=200、V2V

則流經(jīng)叢的電流最大值

Zm=^=0.5V2A

由圖甲可知線圈從中性面位置開始計(jì)時(shí)，則其瞬時(shí)值

%=0.5^2sinIOOTTZ(A)

故B錯(cuò)誤；

CD.理想二極管具有單向?qū)щ娦?，且?dǎo)通時(shí)電阻為0,根據(jù)有效值定義，設(shè)R2兩端電壓的有效值為。有，則

國)2

室)T"丁

R22R2

解得

U有=1000Va141V

即電壓表的示數(shù)約為141V；0?2s內(nèi)R?上產(chǎn)生的焦耳熱為

Q=%f=100J

尺

故D正確，C錯(cuò)誤。

故選D。

9.D

【詳解】設(shè)交流電的有效值為U,將交流電與直流電分別通過相同電阻凡分析一個(gè)周期內(nèi)所產(chǎn)生的熱量，利用有

效值的定義得

U1n

(烏2.3=(與7

R2R

解得

ABC錯(cuò)誤，D正確。

故選D。

10.C

【詳解】A.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為

Emaj^nBSCD

經(jīng)過!個(gè)周期，則此段時(shí)間內(nèi)電動(dòng)勢(shì)有效值為

線圈由平行于磁場(chǎng)方向位置轉(zhuǎn)過90°,

4

77_"max

E=n

所以電流有效值為

E_Emax_ncoBS

-向R+r)-向R+r)

電壓表示數(shù)為

n①BSR

UM一向R+r)

故A錯(cuò)誤;

B.通過燈泡的電荷量為

必中nBS

R+r

故B錯(cuò)誤;

C.電流的有效值為

nBSco

I—f—

瓜R+r)

這一過程的時(shí)間為

T12兀兀

t=——=—X—=—

44G2G

則電燈中產(chǎn)生的焦耳熱為

222

八T2T?nBSct)TiR

Q=PRt=........-

4(7?+r)2

故C正確；

D.通過燈泡的電荷量等于通過線圈的電荷量，故流過線圈的電流的平均值為

j_2nBSa)

t兀(R+r)

故D錯(cuò)誤。

故選C。

11.A

【詳解】。?1s內(nèi)線圈內(nèi)的磁通量按正弦規(guī)律變化到最大值，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值

Em=Nco<Pm

由圖像知

2nn

co=——=—rad/s

T2

可得

Em=-N

2

這段時(shí)間內(nèi)交變電流的有效值

l=旦=~

1瓶R-Ji

1?1.2s內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

E.=N——=5V

一

這段時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電流的有效值為

/2=—=10A

R

則一個(gè)周期內(nèi)線圈產(chǎn)生的熱量

22(0+/2)

Q=Rti+12Rt2=IR

解得線圈中產(chǎn)生交變電流的有效值為

『125.

/=J——A

V6

故選Ao

12.BD

【詳解】A.由題圖乙可知，電動(dòng)勢(shì)的有效值為

由歐姆定律可知，電流表的示數(shù)為

哈，=2A

故A錯(cuò)誤;

B.由題圖乙可知，周期為0.02s,則角速度為

2兀27i

co=——=-----rad/s=1OO?irad/s

T0.02

故B正確;

C.由題圖乙可知，U0.01S時(shí)，電動(dòng)勢(shì)最大，此時(shí)穿過線圈平面的磁通量為0,故C錯(cuò)誤;

D.z=0.02s時(shí)，邊回到題圖甲位置，由右手定則可知，A點(diǎn)電勢(shì)高于2點(diǎn)電勢(shì)，則電刷尸的電勢(shì)低于電刷。的

電勢(shì)，故D正確。

故選BDo

13.CD

【詳解】A.題圖中兩交變電流的大小和方向都隨時(shí)間變化，在1軸的上方為正，下方為負(fù)，A錯(cuò)誤；

BD.有效值公式

￡-殳

加

只對(duì)正弦式交變電流適用，若將兩個(gè)圖像疊放在一起，可以看出兩個(gè)交變電流的最大值相等外，其他時(shí)刻，甲中電

壓的瞬時(shí)值均大于乙圖中電壓的瞬時(shí)值，即甲對(duì)應(yīng)的有效值大，B錯(cuò)誤，D正確；

C.甲電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為

27r

u=sin——

c正確。

故選CDo

14.CD

【詳解】A.be,Qd邊的運(yùn)動(dòng)速度

L

v=a)-

2

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

Em=4NBLv

解得

Em=2NBI?s

選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)歐姆定律得電流

安培力

F=2NBImL

解得

口4^2B2￡3(n

F=------------

R+r

選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.線圈旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)，磁通量的變化量為零，平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，流過電阻R的凈電荷量為零，選項(xiàng)C正確;

4

D.在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場(chǎng)區(qū)域的圓心角a均為§兀，電源的總功率

22

n4DE—_x1m6N-—B-_-_I^_c_o______

9R+r9(7?+r)

外力做功的功率與電源的總功率相等，選項(xiàng)D正確。

故選CDo

15.CD

【詳解】A.由圖可知在t=O.ls時(shí)，磁通量最大，磁通量的變化率為零，線圈位于中性面位置，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，

故A錯(cuò)誤；

BD.在t=0.2s和t=0.4s時(shí)，磁通量為零，磁通量的變化率最大，線圈垂直于中性面，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，此時(shí)電動(dòng)

勢(shì)方向不會(huì)改變，故B錯(cuò)誤，D正確；

C.根據(jù)圖像可知電動(dòng)勢(shì)的最大值為

27r2〃

E=NBSco=NBS——=50x0.2x——=50/rV

mT0.4

故C正確；

故選CD。

16.CD

【詳解】A.根據(jù)圖像知，/=0.5xl0-2s時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，對(duì)應(yīng)的磁通量的變化率最大，而此時(shí)矩形金屬線圈磁

通量為零，線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，與中性面垂直，故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)圖像知，/=lxl0-2s時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，對(duì)應(yīng)的磁通量的變化率為零，故B錯(cuò)誤；

CD.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度

2萬27r

a>=——=-----rad/s=1007irad/s

T0.02

根據(jù)

Em=NBS（￡）

可知，穿過每一匝線圈的最大磁通量為

①=旦=———Wb=lxlO-3Wb

Neo100x100）

故C正確，D正確。

故選CDo

17.BC

【詳解】A.由圖像可知，該交變電流的周期為0.03s,A錯(cuò)誤；

B.由圖像可知，該交變電流的最大值為4A,B正確；

C.根據(jù)電流的熱效應(yīng)

2

Rtl+CRt2=IRT

I27

解得該交變電流的有效值為

/=20A

C正確；

D.根據(jù)

P=I2R

可知該交變電流通過10。的電阻時(shí)的熱功率

P=（2V2）2X1OW=80W

D錯(cuò)誤。

故選BC?

18.AC

【詳解】A.由題可知，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值

Em=NBSco=8?

吟

（行）T、I

-----------x—x2=-

R4

解得

E有二4⑶

故A正確；

B.電壓表示數(shù)為線圈輸出電壓的有效值

E有

-------K-----------V

R+r5

故B錯(cuò)誤；

C.由

2兀

co-——=27i/*=1007irad/s

T

得

戶50Hz

由B中圖像知一個(gè)周期內(nèi)電流方向變化兩次，所以1s內(nèi)，線圈中的電流方向變化100次，故C正確;

D.根據(jù)

EzAOzBS

q=It=-----t=N-------=N------

R+rR+rR+r

代入數(shù)值得

q=Wlxltr3c

71

故D錯(cuò)誤。

故選ACo

19.BC

【詳解】A.線圈在圖示位置時(shí)，與中性面重合，線圈不切割磁感線，感應(yīng)電流為零，故A錯(cuò)誤;

B.線圈自圖示位置開始轉(zhuǎn)過180。的過程中，磁通量的變化量

A①=250s

則通過電阻R的電荷量

△①2nBS

q=n------=--------n

R+rR+r

故B正確；

C.根據(jù)正弦式交變電流的產(chǎn)生規(guī)律可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值

Em=nB0Sa)

有效值

,一4叫So

正一qr

線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，克服安培力做功產(chǎn)生電能

E22萬TrmrrB^S1

W=-------------=-----------——

r+RgR+r

故C正確；

D.電壓表的示數(shù)為有效值，線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，電壓表示數(shù)不變，不為0,故D錯(cuò)誤。

故選BC-

20.BC

【詳解】A.由題圖可知U0時(shí)刻線圈均在中性面位置，穿過線圈的磁通量最大，故A錯(cuò)誤；

B.由圖像可知

7a:Tb=2'3

故

na:nb=3:2

故B正確；

C.由圖像可知交變電流。的電動(dòng)勢(shì)最大值為10V

27r

co-——=——=5?rad/s

T0.4

所以交變電流。的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式為

e=lOsin(5兀6V

故C正確；

D.交變電流的電動(dòng)勢(shì)最大值為

Em=NBSco

故

Ema:Emb=3:2

知

_2_20

%F=§F/=工V、

故D錯(cuò)誤；

故選BCo

21.(1)e=375sin5血(V)；⑵375V

【分析】分別將&、。的數(shù)值推出，代入一般式e=&sin0就得出了瞬時(shí)值表達(dá)式。求瞬時(shí)值時(shí)，只需把f的時(shí)

刻代入表達(dá)式就可以了。

【詳解】(1)根據(jù)從中性面開始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為

e=Emsina)t=NBS-Imsin2mt

代入數(shù)據(jù)可得

e=375sin5血(V)

(2)當(dāng)"，s時(shí)，電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值

e=375sin(5萬x^)V=375V

22.(1)線圈感應(yīng)電流方向?yàn)閍dc%。；(2)314cos100位(V)；(3)98.6J；(4)0.1C

【詳解】(1)根據(jù)右手定則，線圈感應(yīng)電流方向?yàn)闇厝孕?/p>

(2)線圈的角速度

CD=271rl=lOO/rrad/s

圖示位置的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，其大小為

Em=NBlxl2(o

代入數(shù)據(jù)得

Em=314V

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式

e=Emcoscot=314cos100^(V)

(3)電動(dòng)勢(shì)的有效值