2025年高考物理考點(diǎn)過考點(diǎn)52交變電流的產(chǎn)生及描述

一、交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律1．交變電流大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流。如圖（a）、（b）、（c）、（d）所示都屬于交變電流。其中按正弦規(guī)律變化的交變電流叫正弦式交變電流，簡(jiǎn)稱正弦式電流，如圖（a）所示。2．正弦交流電的產(chǎn)生和圖象（1）產(chǎn)生：在勻強(qiáng)磁場(chǎng)里，線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)；（2）中性面①定義：與磁場(chǎng)方向垂直的平面；②特點(diǎn)a．線圈位于中性面時(shí)，穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零；b．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，兩次經(jīng)過中性面，線圈每經(jīng)過中性面一次，電流的方向就改變一次。（3）圖象：用以描述交流電隨時(shí)間變化的規(guī)律，如果線圈從中性面位置開始計(jì)時(shí)，其圖象為正弦函數(shù)曲線。二、正弦交變電流的基本物理量1．周期和頻率（1）周期（T）：交變電流完成一次周期性變化（線圈轉(zhuǎn)一周）所需的時(shí)間，單位是秒（s），公式；（2）頻率（f）：交變電流在1s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。單位是赫茲（Hz）；（3）周期和頻率的關(guān)系：。2．交變電流的瞬時(shí)值、峰值、有效值（1）瞬時(shí)值：交變電流某一時(shí)刻的值，是時(shí)間的函數(shù)；（2）峰值：交變電流的電流或電壓所能達(dá)到的最大值，也叫最大值；（3）有效值：跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流的值叫做交變電流的有效值，對(duì)正弦交流電，其有效值和峰值的關(guān)系為：、、；（4）平均值：是交變電流圖象中波形與橫軸所圍面積跟時(shí)間的比值。三、交變電流的變化規(guī)律1．正弦式交變電流的變化規(guī)律（線圈在中性面位置開始計(jì)時(shí)）規(guī)律物理量函數(shù)圖象磁通量Φ=Φmcosωt=BScosωt電動(dòng)勢(shì)e=Emsinωt=nBSωsinωt電壓u=Umsinωt=sinωt電流i=Imsinωt=sinωt2．兩個(gè)特殊位置的特點(diǎn)（1）線圈平面與中性面重合時(shí)，S⊥B，Φ最大，=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(shí)，S∥B，Φ=0，最大，e最大，i最大，電流方向不改變。特別提醒：①只要線圈平面在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，就產(chǎn)生正弦式交流電，其變化規(guī)律與線圈的形狀、轉(zhuǎn)動(dòng)軸處于線圈平面內(nèi)的位置無(wú)關(guān)；②Φt圖象與對(duì)應(yīng)的et圖象是互余的。四、交變電流的“四值”的比較與理解1．交變電流的瞬時(shí)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(shí)值交變電流某一時(shí)刻的值e=Emsinωti=Imsinωt計(jì)算線圈某時(shí)刻的受力情況峰值最大的瞬時(shí)值Em=nBSω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適用于正（余）弦式交變電流（1）計(jì)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(xiǎn)絲的熔斷電流為有效值平均值交變電流圖象中圖線與時(shí)間軸所夾的面積與時(shí)間的比值；計(jì)算通過電路截面的電荷量2．交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式的求法（1）先求電動(dòng)勢(shì)的最大值Em=nBSω；（2）求出角速度ω，；（3）明確從哪一位置開始計(jì)時(shí)，從而確定是正弦函數(shù)還是余弦函數(shù)；（4）寫出瞬時(shí)值的表達(dá)式。3．求交變電流有效值的方法（1）公式法利用、、計(jì)算，只適用于正余弦式交流電。（2）利用有效值的定義計(jì)算（非正弦式交流電）在計(jì)算有效值時(shí)，“相同時(shí)間”至少取一個(gè)周期或周期的整數(shù)倍。（3）利用能量關(guān)系當(dāng)有電能和其他形式的能轉(zhuǎn)化時(shí)，可利用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律來求有效值。注意非正弦式交流電有效值的求解根據(jù)電流的熱效應(yīng)進(jìn)行計(jì)算，其中，交變電流的有效值是根據(jù)電流通過電阻時(shí)產(chǎn)生的熱效應(yīng)定義的，即讓交變電流和直流電流通過相同的電阻，在相同的時(shí)間里若產(chǎn)生的熱量相同，則交變電流（電壓）的有效值就等于這個(gè)直流電流（電壓）的值，即求解交變電流有效值問題必須在相同電阻、相同時(shí)間、相同熱量的“三同”原則下求解。（2018·四川省成都市高中畢業(yè)班摸底測(cè)試）如圖，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一單匝矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線框中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值隨時(shí)間變化的規(guī)律為e＝20sinl00πtV。下列說法正確的是A．該線框轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率是100HzB．該線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)最大值是20VC．t＝0.005s時(shí)刻，線框平面與中性面重合D．t＝0.05s時(shí)刻，穿過線圈的磁通量變化率為0【參考答案】D【詳細(xì)解析】該線框轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率是，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；該線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)最大值是20V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；t＝0.005s時(shí)刻，線框轉(zhuǎn)過的角度為l00π×0.005=，此時(shí)平面與中性面垂直，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；t＝0.05s時(shí)刻，電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為0，此時(shí)穿過線圈的磁通量變化率為0，選項(xiàng)D正確；故選D。1．如圖是某交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流的圖象，根據(jù)圖象可以判定A．此交變電流的頻率為5HzB．此交變電流的周期為0.1sC．將標(biāo)有“12V、3W”的燈泡接在此交變電流上，燈泡可以正常發(fā)光D．圖象上對(duì)應(yīng)的0.1s時(shí)刻，發(fā)電機(jī)中的線圈剛好轉(zhuǎn)至中性面【答案】AD【解析】由圖讀出，周期為T=0.2s，頻率為，故A正確，B錯(cuò)誤；此交變電壓的最大值為Um=12V，有效值，燈泡的額定電壓有效值為12V，所以燈泡不能正常發(fā)光，故C錯(cuò)誤；圖象上對(duì)應(yīng)的0.1s時(shí)刻，u=0，所以發(fā)電機(jī)中的線圈在中性面，故D正確；故選AD?！久麕燑c(diǎn)睛】此題中由交變電壓的圖象讀出周期和電壓的最大值。要知道線圈經(jīng)過中性面的電動(dòng)勢(shì)為零，經(jīng)過與中性面垂直位置時(shí)電動(dòng)勢(shì)最大。2．（2018·山東省淄博實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三開學(xué)效果檢測(cè)）有一交流發(fā)電機(jī)模型，矩形金屬線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)負(fù)載為白熾小燈泡，若線圈匝數(shù)為100匝，回路總電阻為2Ω，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中穿過該線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t的變化規(guī)律為Φ＝0.04sinπt（Wb），設(shè)π2＝10，回路中電阻值恒定不變，則A．t＝0時(shí)，回路瞬時(shí)電流為零B．t＝10s時(shí)，回路電流改變方向C．t＝1.5s時(shí)，回路瞬時(shí)電流最大D．從t＝0到t＝10s時(shí)間內(nèi)，回路產(chǎn)生的焦耳熱為400J【答案】D【解析】t=0時(shí)，根據(jù)穿過線圈的磁通量隨時(shí)間的變化規(guī)律Φ=0.04sinπt（Wb），穿過回路的磁通量為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，感應(yīng)電流最大，故A錯(cuò)誤；t=10s時(shí)，根據(jù)穿過線圈的磁通量隨時(shí)間的變化規(guī)律Φ=0.04sinπt（Wb），穿過回路的磁通量為零，回路中的電流方向不改變，故B錯(cuò)誤；t=1.5s時(shí)，根據(jù)穿過線圈的磁通量隨時(shí)間的變化規(guī)律Φ=0.04sinπt（Wb），穿過回路的磁通量最大，磁通量的變化率為零，回路中的瞬時(shí)電流最小，故C錯(cuò)誤；磁通量的變化率，故磁通量的變化率最大為0.04π，故產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝n＝4πV，故產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值，回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q=t＝400J，故D正確；故選D?！久麕燑c(diǎn)睛】本題主要考查了線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，明確中性面的特點(diǎn)，知道求產(chǎn)生的焦耳熱用交流電的有效值。一個(gè)按正弦規(guī)律變化的交流電的圖象如圖所示，由圖象可知①該交變電流的頻率為0.2Hz②該交變電流的有效值為14.1A③該交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式為i=20sin0.02t(A)④t=時(shí)刻，該交變電流的大小與其有效值相等A．①②B．②④C．③④D．①③【參考答案】B【詳細(xì)解析】由圖可知，交變電流的周期為0.02s，頻率為50Hz，則①錯(cuò)誤；該交變電流的有效值為，②正確；該交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式為i=20sin100πt(A)，③錯(cuò)誤；時(shí)刻，該交變電流的大小為i=20sin100πt(A)=20sin(A)=14.1A，即與其有效值相等，④正確，選項(xiàng)B正確。1．（2018·湖南省六校聯(lián)盟高二（上）月考）如圖所示電路，電阻R1=2Ω，R2=1Ω，和R2并聯(lián)的D為理想二極管（正向電阻可看作零，反向電阻可看作無(wú)窮大），在A、B間加一正弦交流電u=60sin100πt（V），則下列說法正確的是A．加在R1上電壓的有效值為10VB．加在R1上電壓的有效值為5VC．加在R2上電壓的有效值為10VD．加在R2上電壓的有效值為10V【答案】AC【解析】因?yàn)槭墙涣麟娝詰?yīng)該分兩種情況考慮：當(dāng)電源在正半軸時(shí)B點(diǎn)電位高于A點(diǎn)電位二極管導(dǎo)通即R2被短路，R1電壓為電源電壓，U2=0；當(dāng)電源在負(fù)半軸時(shí)A點(diǎn)電位高于B點(diǎn)電位二極管截止R1，R2串聯(lián)分壓，則，，根據(jù)Q=Q1+Q2，對(duì)R1上的電壓可知，解得：；對(duì)R2：，解得U′=10V，故AC正確，BD錯(cuò)誤。2．（2018·四川省成都市高中畢業(yè)班摸底測(cè)試）如圖所示，甲為一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)構(gòu)造示意圖，線圈逆時(shí)針轉(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)線圈內(nèi)阻為1Ω，外接燈泡的電阻為9Ω，則A．電壓表的示數(shù)為6VB．燈泡消耗的電功率是6.48WC．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為l00πrad/sD．在t=l×102s時(shí)刻，穿過線圈的磁通量為零【答案】C【解析】由圖象可知，電動(dòng)機(jī)電壓的最大值為6V，那么有效電壓就是6V，電壓表測(cè)量的是燈泡的電壓，所以電壓為×9V=5.4V，所以A錯(cuò)誤。由P=U2/R知，P==3.24W，所以B錯(cuò)誤。由ω==l00πrad/s，所以C正確。在t=l×102s時(shí)刻，由圖象可知此時(shí)的電動(dòng)勢(shì)為零，那么此時(shí)的磁通量應(yīng)該是最大的，所以D錯(cuò)誤。故選C?！久麕燑c(diǎn)睛】應(yīng)用正弦式交變電流最大值和有效值間的關(guān)系，判斷出電壓，其他的由公式都可以求出，就是看對(duì)交變電流的理解。1．（2018·山東省濟(jì)寧市高二下學(xué)期期末考試）交流發(fā)電機(jī)發(fā)電的示意圖如圖所示，線圈的AB邊連在金屬滑環(huán)K上，CD邊連在金屬滑環(huán)L上，線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以通過滑環(huán)和電刷保持與外電路相連。線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，下列說法中正確的是A．轉(zhuǎn)到圖甲位置時(shí)，通過線圈的磁通量變化率最大B．轉(zhuǎn)到圖乙位置時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零C．轉(zhuǎn)到圖丙位置時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大D．轉(zhuǎn)到圖丁位置時(shí)，AB邊感應(yīng)電流方向?yàn)?．如圖所示，下列圖象屬于交流電的有ABCD3．（2018·云南省峨山縣大龍?zhí)吨袑W(xué)高二下學(xué)期期末考試）如圖甲所示，電阻為1Ω的矩形線圈繞垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸OO′勻速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生交流電，現(xiàn)將此電流給阻值為R＝10Ω的小燈泡L供電，通過電流傳感器得到燈泡中電流的圖象如圖乙，不考慮溫度對(duì)燈泡阻值的影響，下列說法中正確的是A．在t＝5×10－3s時(shí)，線圈處于中性面位置B．在t＝10×10－3s時(shí)，穿過線圈的磁通量最大C．交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式為i＝5cos50πt(A)D．線圈產(chǎn)生的交流電的電動(dòng)勢(shì)為V4．一矩形線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)且位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖所示。下列說法中正確的是A．t1時(shí)刻穿過線圈的磁通量為零B．t2時(shí)刻穿過線圈的磁通量最大C．t3時(shí)刻穿過線圈的磁通量的變化率最大D．每當(dāng)e變換方向時(shí)，穿過線圈的磁通量都為最大5．（2018·廣東省揭陽(yáng)市高二下學(xué)期期末考試）圖甲為交流發(fā)電機(jī)的原理圖，正方形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，電流表為理想交流電表，線圈中產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)間的變化如圖乙所示，則A．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為50rad/sB．電流表的示數(shù)為10AC．0.01s時(shí)線圈平面和磁場(chǎng)平行D．0.01s時(shí)線圈的磁通量變化率為06．矩形線圈匝數(shù)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)，穿過線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖所示，則A．在t=0.1s和t=0.3s時(shí)，電動(dòng)勢(shì)最大B．在t=0.1s和t=0.3s時(shí)，線圈與中性面垂直C．在t=0.2s和t=0.4s時(shí)，磁通量變化率最大D．在t=0.2s和t=0.4s時(shí)，電動(dòng)勢(shì)改變方向7．（2018·河北省承德二中高二上學(xué)期第四次月考）正弦交變電源與電阻R、交流電壓表按照?qǐng)D甲所示的方式連接，R＝10Ω，交流電壓表的示數(shù)是10V。圖乙是交變電源輸出電壓u隨時(shí)間t變化的圖象。則A．通過R的電流iR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是iR＝cos(100πt)AB．通過R的電流iR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是iR＝cos(50πt)AC．R兩端的電壓uR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是uR＝10cos(100πt)VD．R兩端的電壓uR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是uR＝5cos(50πt)V8．線圈在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的交流電的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)為e=10sin20πt（V），則下列說法正確的是A．t=0時(shí)，線圈平面位于中性面B．t=0時(shí)，穿過線圈的磁通量最大C．t=0時(shí)，導(dǎo)線切割磁感線的有效速度最大D．t=0.4s時(shí)，e達(dá)到峰值10V9．如圖所示，N匝矩形導(dǎo)線框在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸OO’勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線框面積為S，線框的電阻、電感均不計(jì)，外電路接有電阻R、理想電流表A和二極管D。電流表的示數(shù)為I，二極管D具有單向?qū)щ娦裕凑螂娮铻榱?，反向電阻無(wú)窮大。下列說法中正確的是A．導(dǎo)線框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為B．導(dǎo)線框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為及C．導(dǎo)線框轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)，線框中的磁通量最大，瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)為零D．導(dǎo)線框轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)，線框中的磁通量最大，瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)也最大10．一閉合矩形線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流如圖，由圖可知A．該交流電電流的有效值是5AB．該交流電的頻率是20HzC．t=0時(shí)刻線圈平面位于中性面D．該交流電電流的瞬時(shí)表達(dá)式為i=5cos100πt（A）11．（2018·江西省上饒縣中學(xué)高二下學(xué)期第一次月考）在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖所示，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的圖象如圖2所示，則A．t=0.01s時(shí)線框平面與中性面重合B．t=0.005s時(shí)線框的磁通量變化率為零C．線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)有效值為220VD．線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的頻率為50Hz12．圖甲是小型交流發(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)，A為交流電流表，線圈繞垂直于磁場(chǎng)的水平軸OO′沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從圖示位置開始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)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10AB．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為50πrad/sC．0.01s時(shí)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行D．0.02s時(shí)電阻R中電流的方向自右向左13．通過某電流表的電流按如圖所示的規(guī)律變化，則該電流表的讀數(shù)為A．4AB．4AC．5AD．5A14．（2018·湖北省武漢市第六中學(xué)高二第六次（3月）月考）如圖甲所示，一矩形閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸O′以恒定的角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)，從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的交變電流按照?qǐng)D乙所示的余弦規(guī)律變化，在t=π/2ω時(shí)刻A．線圈中的電流最大B．穿過線圈的磁通量為零C．線圈所受的安培力為零D．穿過線圈磁通量的變化率最大15．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖1所示。產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的圖象如圖2所示，則A．t=0.005s時(shí)線框的磁通量變化率為零B．t=0.01s時(shí)線框平面與中性面重合C．線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)有效值為311VD．線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)頻率為100HZ16．一閉合矩形線圈繞垂直于磁場(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5AB．該交流電的頻率是20HzC．t=0時(shí)刻線圈平面位于中性面D．該交流電電流的瞬時(shí)表達(dá)式為i=5cos100πt（A）17．（2018·福建省南安市華僑中學(xué)期中考試）如圖所示，一正方形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的對(duì)稱軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。沿著OO′觀察，線圈沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線圈匝數(shù)為n，邊長(zhǎng)為l，電阻為R，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω。則當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至圖示位置時(shí)A．線圈中的感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcdaB．線圈中的感應(yīng)電流為C．穿過線圈的磁通量為BlD．穿過線圈的磁通量的變化率為018．如圖電阻為r的矩形線圈面積為S，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。t=0時(shí)刻線圈平面與磁場(chǎng)垂直，各電表均為理想交流電表。則A．滑片P下滑時(shí)，電壓表的讀數(shù)不變B．圖示位置線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大C．線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過180°的過程中，流過電阻R的電荷量為D．1s內(nèi)流過R的電流方向改變次19．實(shí)驗(yàn)室里的交流發(fā)電機(jī)可簡(jiǎn)化為如圖所示的模型，單匝正方形線圈在水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。今在發(fā)電機(jī)的輸出端接一個(gè)電阻R和理想電壓表，并讓線圈每秒轉(zhuǎn)25圈，讀出電壓表的示數(shù)為9V，已知R=9Ω，線圈電阻為1Ω，下列說法正確的是A．流過電阻R的電流每秒鐘方向改變25次B．線圈從如圖所示的位置開始計(jì)時(shí)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e=10cos50πt(V)C．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周電阻R產(chǎn)生的熱量等于0.4JD．線圈從圖示的位置轉(zhuǎn)過60°，通過負(fù)載電阻R的電荷量等于QUOTE20．我國(guó)家庭照明所用交流電的電壓瞬時(shí)值隨時(shí)間變化的圖象，如圖所示。根據(jù)圖象可知，以下結(jié)論中正確的是A．此交流電的頻率為100HzB．此交流電的周期為2.0sC．交流電的電壓峰值為D．此交流電的電壓有效值為21．（2018·湖北省武漢市第六中學(xué)高二下學(xué)期4月月考）如圖所示，某電子電路的輸入端輸入的電流既有直流成分，又有交流低頻成分和交流高頻成分，若通過該電路只把交流的低頻成分輸送到下一級(jí)，那么關(guān)于該電路中各元件的作用，下列說法中正確的是A．L在此的功能為通直流，阻交流，是高頻扼流圈B．L在此的功能為通高頻，阻低頻，是低頻扼流圈C．C1在此的功能為通交流，隔直流，叫隔直電容D．C2在此的功能為通低頻，阻高頻，叫高頻旁路電容22．如圖，實(shí)驗(yàn)室一臺(tái)手搖交流發(fā)電機(jī)，內(nèi)阻r=1.0Ω，外接R=9.0Ω的電阻。閉合開關(guān)S，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子以某一轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)（V），則A．該交變電流的頻率為10HzB．該電動(dòng)勢(shì)的有效值為VC．外接電阻R所消耗的電功率為10WD．電路中理想交流電流表A的示數(shù)為1.0A23．（2018·山東省東營(yíng)市利津縣第一中學(xué)高二12月檢測(cè)）如圖所示，當(dāng)交流電源的電壓為220V，頻率為時(shí)，三只燈泡，、、亮度相同，若保持交流電源的電壓不變，只將其頻率變?yōu)椋瑒tA．、、的亮度都比原來亮B．只有的亮度比原來亮C．只有的亮度比原來亮D．的亮度不變24．實(shí)驗(yàn)室里的交流發(fā)電機(jī)可簡(jiǎn)化為如圖所示的模型，正方形線圈在水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直于磁感線的OO′軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。今在發(fā)電機(jī)的輸出端接一個(gè)電阻R和理想電壓表，并讓線圈每秒轉(zhuǎn)25圈，讀出電壓表的示數(shù)為10V。已知R=10Ω，線圈電阻忽略不計(jì)，下列說法正確的是A．線圈位于圖中位置時(shí)，線圈中的瞬時(shí)電流為零B．從線圈經(jīng)過中性面開始計(jì)時(shí)，線圈中電壓瞬時(shí)值表達(dá)式為U=10sin50πt（V）C．流過電阻R的電流每秒方向改變100次D．電阻R上的熱功率等于10W25．（2018·四川省攀枝花市高二下學(xué)期期末調(diào)研檢測(cè)）A、B兩個(gè)完全相同的金屬線圈，在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中分別以不同的轉(zhuǎn)速，繞垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的e–t圖象如圖中曲線a、b所示。則A．t＝0時(shí)刻穿過兩線圈的磁通量均為零B．A線圈產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)的頻率為50HzC．A、B兩線圈轉(zhuǎn)速之比為3:2D．B線圈的電動(dòng)勢(shì)最大值為1.0V26．如圖所示，單匝線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO′軸從圖示位置開始勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。已知從圖示位置轉(zhuǎn)過時(shí)，線圈中電動(dòng)勢(shì)大小為10V，求：（1）交流電動(dòng)勢(shì)的峰值；（2）交流電動(dòng)勢(shì)的有效值；（3）設(shè)線圈電阻為R=1Ω，角速度ω=100rad/s，線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過過程中通過導(dǎo)線截面的電荷量q。27．如圖所示，交流發(fā)電機(jī)的矩形線圈邊長(zhǎng)ab=cd=0.4m，ad=bc=0.2m，線圈匝數(shù)N=100匝，電阻r=1Ω，線圈在磁感應(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n=50r/s的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，外接電阻R=9Ω，求：（1）線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值；（2）電壓表的示數(shù)（計(jì)算結(jié)果可用和根號(hào)表示）28．如圖甲所示，一小型發(fā)電機(jī)內(nèi)的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以恒定的角速度繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈匝數(shù)n=100，穿過每匝線圈的磁通量Φ隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，如圖乙所示。發(fā)電機(jī)線圈電阻r=4.0Ω，外電路中的電阻R=6Ω，燈泡L電阻RL=12Ω，不計(jì)其他電阻，交流電流表為理想電流表。求：（1）線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω；（2）交變電流表的讀數(shù)；（3）在1min內(nèi)，電阻R產(chǎn)生的熱量。29．如圖為某交流發(fā)電機(jī)和外接負(fù)載的示意圖，發(fā)電機(jī)電樞線圈abcd為n=500匝的矩形線圈，其中ad長(zhǎng)為L(zhǎng)1=10cm，ab長(zhǎng)為L(zhǎng)2=5cm。線圈繞垂直于磁場(chǎng)的軸OO'在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以ω=200rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)（不計(jì)一切摩擦），線圈總電阻為r=2.0Ω，外電路負(fù)載電阻為R=8.0Ω。試求：（1）由圖示位置開始計(jì)時(shí)交變電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式；（2）由圖示位置轉(zhuǎn)過900角的過程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；（3）由圖示位置轉(zhuǎn)過1/6周期內(nèi)通過R的電荷量為多少；（4）交流電壓表的示數(shù)；（5）轉(zhuǎn)動(dòng)一周回路中產(chǎn)生總的焦耳熱。30．（2018·新課標(biāo)全國(guó)=3\*ROMANIII卷）一電阻接到方波交流電源上，在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q方；若該電阻接到正弦交變電源上，在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q正。該電阻上電壓的峰值為u0，周期為T，如圖所示。則Q方:Q正等于A．B．C．1:2D．2:131．（2018·新課標(biāo)全國(guó)=3\*ROMANIII卷）如圖（a），在同一平面內(nèi)固定有一長(zhǎng)直導(dǎo)線PQ和一導(dǎo)線框R，R在PQ的右側(cè)。導(dǎo)線PQ中通有正弦交流電流i，i的變化如圖（b）所示，規(guī)定從Q到P為電流的正方向。導(dǎo)線框R中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)A．在時(shí)為零B．在時(shí)改變方向C．在時(shí)最大，且沿順時(shí)針方向D．在時(shí)最大，且沿順時(shí)針方向32．（2017·天津卷）在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)100匝的閉合矩形金屬線圈，繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過該線圈的磁通量隨時(shí)間按圖示正弦規(guī)律變化。設(shè)線圈總電阻為2Ω，則A．t=0時(shí)，線圈平面平行于磁感線B．t=1s時(shí)，線圈中的電流改變方向C．t=1.5s時(shí)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大D．一個(gè)周期內(nèi)，線圈產(chǎn)生的熱量為33．（2015·四川卷）小型手搖發(fā)電機(jī)線圈共N匝，每匝可簡(jiǎn)化為矩形線圈abcd，磁極間的磁場(chǎng)視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于線圈中心軸OO′，線圈繞OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖所示。矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值都為e0，不計(jì)線圈電阻，則發(fā)電機(jī)輸出電壓A．峰值是e0B．峰值是2e0C．有效值是D．有效值是34．（2014·天津卷）如圖1所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)圖象如圖2中曲線a、b所示，則A．兩次t=0是時(shí)刻線圈平面均與中性面重合B．曲線a、b對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為2:3C．曲線a表示的交變電動(dòng)勢(shì)頻率為25HzD．曲線b表示的交變電動(dòng)勢(shì)有效值為10V【名師點(diǎn)睛】要解決此題，需要掌握發(fā)電機(jī)的工作原理，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)方向和導(dǎo)體棒切割磁感線的方向有關(guān)；根據(jù)中性面和最大值面的特點(diǎn)，結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律，可知磁通量變化率的情況。2．AC【解析】交流電是指電流的方向發(fā)生變化的電流，電流的大小是否變化對(duì)其沒有影響，電流的方向變化的是AC，AC是交流電，BD是直流電，故選AC。3．AD【解析】由圖可知t=0.005s時(shí)刻感應(yīng)電流最小為零，此時(shí)線圈所在平面處于中性面位置，故A正確；t=10×103s時(shí)，此刻感應(yīng)電流最大，此時(shí)線圈所在平面與中性面位置垂直，所以穿過線框回路的磁通量最小，故B錯(cuò)誤；周期T=0.02s，角速度ω＝＝100πrad/s，故電流的瞬時(shí)表達(dá)式為i=5cos100πt（A），故C錯(cuò)誤；線圈產(chǎn)生的交流電的電動(dòng)勢(shì)最大值為Em=Im（R+r）=55V，有效值，故D正確；故選AD。【名師點(diǎn)睛】本題考查的是有關(guān)交變電流的產(chǎn)生和特征的基本知識(shí)，要具備從圖象中獲得有用信息的能力；知道正弦交流電的最大值是有效值的倍。4．D【解析】時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，通過線圈的磁通量最大，故A錯(cuò)誤；由圖時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，通過線圈的磁通量為零，故B錯(cuò)誤，由圖t3時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，通過線圈的磁通量最大，穿過線圈的磁通量的變化率最小，C錯(cuò)誤；每當(dāng)e變換方向時(shí)，磁通量變化率最小，通過線圈的磁通量都最大，故D正確。【名師點(diǎn)睛】由題圖乙可知交流電電流的最大值、周期，電流表的示數(shù)為有效值，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，則穿過線圈的磁通量變化為零，磁通量最大。6．C【解析】在0.1s和0.3s時(shí)磁通量最大，磁通量變化率為零，所以電動(dòng)勢(shì)為零，與中性面平行，AB錯(cuò)誤；在0.2s和0.4s時(shí)磁通量為零，此時(shí)磁通量變化率最大，電動(dòng)勢(shì)最大，電動(dòng)勢(shì)不改變方向，C正確，D錯(cuò)誤。7．AC【解析】由題可知流過電阻的電流：，所以電阻兩端電壓的最大值為，由圖象得周期是0.02s，所以，因此iR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是，故A正確，B錯(cuò)誤；同理電阻兩端的電壓最大值為：，故R兩端的電壓uR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是，故C正確，D錯(cuò)誤。【名師點(diǎn)睛】根據(jù)有效值求出該交流電的最大值，然后結(jié)合圖象即可求出電阻的電流、電壓隨時(shí)間的變化規(guī)律。9．AC【解析】導(dǎo)線框產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；根據(jù)二極管的特點(diǎn)可知，在一個(gè)周期內(nèi)有半個(gè)周期回路中有電流，根據(jù)交變電流的熱效應(yīng)可知，，解得，故A正確，B錯(cuò)誤；導(dǎo)線框轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)，線框處于中性面處，導(dǎo)線框中的磁通量最大，瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)為零，故C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。10．D【解析】由圖線知，交流電的最大值為5A，A錯(cuò)誤；該交流電的周期為0.02s，頻率為50Hz，B錯(cuò)誤；t=0時(shí)刻線圈平面垂直中性面，C錯(cuò)誤；該交流電電流的瞬時(shí)表達(dá)式為i=5cos100πt（A），D正確。11．ACD【解析】由圖2可知T=0.02s，Em=311V；由圖可知t=0.01s時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于零，線框平面與中性面重合，故A正確；t=0.005s時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，線框的磁通量變化率最大，故B錯(cuò)誤；根據(jù)正弦式交變電流有效值和峰值的關(guān)系可得，該交變電流的有效值為E==220V，故C正確；T=0.02s，線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的頻率為f=50Hz，故D正確；故選ACD。12．AC【解析】題圖乙可知交流電電流的最大值是，則有效值為：；由于電流表的示數(shù)為有效值，故示數(shù)I=10A，故A正確；角速度，故B錯(cuò)誤；0.01s時(shí)線圈中的感應(yīng)電流達(dá)到最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(chǎng)方向平行，故C正確；由楞次定律可判斷出0.02s時(shí)流過電阻的電流方向自左向右，故D錯(cuò)誤?！久麕燑c(diǎn)睛】由題圖乙可知交流電電流的最大值、周期，電流表的示數(shù)為有效值，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，則穿過線圈的磁通量變化最快，由楞次定律可判斷出0.02s時(shí)流過電阻的電流方向。要注意明確電流表示數(shù)、機(jī)器銘牌上所標(biāo)的電流值、電壓值等均為有效值。13．C【解析】根據(jù)有效值的定義可得：，解得：I=5A，故選項(xiàng)C正確，ABD錯(cuò)誤。15．B【解析】由圖可知t=0.005s時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，此時(shí)線圈所在平面與中性面垂直，所以穿過線框回路的磁通量的變化率最大，A錯(cuò)誤；t=0.01s時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于零，穿過線框回路的磁通量最大，此時(shí)線框平面與中性面重合，B正確；產(chǎn)生的有效值為：，故C錯(cuò)誤；周期為T=0.02s，故頻率為，故D錯(cuò)誤。16．D【解析】由圖象知正弦交變電流的最大值是5A，所以該交流電電流的有效值是，故A錯(cuò)誤；由圖象知周期T=0.02s，所以頻率f=1/T=50Hz，故B錯(cuò)誤；t=0時(shí)感應(yīng)電流最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，磁通量為零，所以線圈平面垂直于中性面，故C錯(cuò)誤；由圖象知周期T=0.02s，所以ω=2π/T=100πrad/s，電流的最大值是5A，所以交流電電流的瞬時(shí)表達(dá)式為i=5cos100πt（A），故D正確?！久麕燑c(diǎn)睛】從圖象得出電流最大值、周期，從而算出頻率、角速度；磁通量最大時(shí)電動(dòng)勢(shì)為零，磁通量為零時(shí)電動(dòng)勢(shì)最大。17．B【解析】圖示時(shí)刻，ad速度方向向里，bc速度方向向外，根據(jù)右手定則判斷出ad中感應(yīng)電流方向?yàn)閍→d，bc中電流方向?yàn)閏→b，線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍dcba，故A錯(cuò)誤。線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=nBSω=nBl2ω，線圈中的感應(yīng)電流為，故B正確。圖示時(shí)刻ad、bc兩邊垂直切割磁感線，穿過線圈磁通量為0，由法拉第電磁感應(yīng)定律分析得知，磁通量的變化率最大，故CD錯(cuò)誤。故選B。【名師點(diǎn)睛】本題研究交變電流的產(chǎn)生規(guī)律，實(shí)質(zhì)上是電磁感應(yīng)知識(shí)的具體應(yīng)用，是右手定則、法拉第電磁感應(yīng)定律等知識(shí)的綜合應(yīng)用。18．D【解析】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)時(shí)，線圈中產(chǎn)生正弦式交變電流，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為，線圈在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值不變，有效值不變，滑片P下滑時(shí)，R增大，據(jù)閉合電路歐姆定律可知，通過R的電流有效值減小，線圈的內(nèi)電壓減小，則R的電壓有效值增大，電壓表的讀數(shù)增大，故A錯(cuò)誤；圖示位置線圈中沒有任何一邊切割磁感線，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知磁通量的變化率為零，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)等于0，故B錯(cuò)誤；線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過180°的過程中，磁通量的大小相等，而方向相反，所以電路中的平均電動(dòng)勢(shì)大小，平均電流，流過電阻R的電荷量為，故C錯(cuò)誤；由題意得：線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為，線圈每經(jīng)過中性一次，感應(yīng)電流方向改變一次，一周電流方向改變，所以1s內(nèi)流過R的電流方向次數(shù)為，故D正確。動(dòng)一圈所用的時(shí)間為QUOTE，電阻R上的熱量等于QUOTE，C錯(cuò)誤；線圈從圖示的位置轉(zhuǎn)過60°，通過負(fù)載電阻R的電荷量等于QUOTE，因?yàn)镼UOTE，可得，代入解得，故D正確。20．D【解析】由圖象知交流電的周期，頻率，故AB錯(cuò)誤；由圖象知交流電的峰值，有效值，故C錯(cuò)誤，D正確。21．C【解析】AB、L在此的功能為通直流、阻交流，通低頻，阻高頻，將低頻的交流成份送到下一級(jí)，叫低頻扼流圈，自感系數(shù)很大，故AB錯(cuò)誤；C、C1在此的功能為通交流，隔直流，使直流不能到達(dá)下一級(jí)電路，叫隔直電容，所以C選項(xiàng)是正確的；D、C2與輸出電路并聯(lián)，起到通高頻，阻低頻，使高頻成分能通過，低頻成份到達(dá)下一級(jí)，C2又叫高頻旁路電容，故D錯(cuò)；故選C?！久麕燑c(diǎn)睛】電路的輸入端輸入的電流既有直流成份，又有交流低頻成份和交流高頻成份，要只把交流的低頻成份輸送到下一級(jí)，該電路要隔直流，通低頻，阻高頻，根據(jù)電感和電容的特性進(jìn)行判斷。22．D【解析】交流電的頻率，A錯(cuò)誤；該電動(dòng)勢(shì)的最大值為，B錯(cuò)誤；電壓有效值為10V，電路中電流為，外接電阻R所消耗的電功率為，C錯(cuò)誤，D正確。23．BD【解析】三個(gè)支路電壓相同，當(dāng)交流電頻率變大時(shí)，電感的感抗增大，電容的容抗減小，電阻所在支路對(duì)電流的阻礙作用不變，所以流過L1的電流變大，亮度比原來亮；流過L2的電流變小，亮度比原來暗；流過L3的電流不變，亮度不變，故BD正確，AC錯(cuò)誤；故選BD?！久麕燑c(diǎn)睛】關(guān)鍵知道當(dāng)交流電頻率變大時(shí)，電感的感抗增大，電容的容抗減小，電阻所在支路對(duì)電流的阻礙作用不變。25．CD【解析】A、t＝0時(shí)刻兩線圈電動(dòng)勢(shì)均為零，故此時(shí)處在中性面上，故穿過兩線圈的磁通量均為最大值，故A錯(cuò)誤；B、曲線a周期為0.04s，故其表示的交變電動(dòng)勢(shì)頻率為25Hz，故B錯(cuò)；C、由圖可以知道，b的周期為0.06s，轉(zhuǎn)速之比與周期成反比，故轉(zhuǎn)速之比為3:2，故C對(duì)；D、從圖象可以看出a線圈的電動(dòng)勢(shì)為1.5V，根據(jù)電動(dòng)勢(shì)，并結(jié)合a、b的轉(zhuǎn)速之比為3:2，所以電動(dòng)勢(shì)之比也為3:2，則b得電動(dòng)勢(shì)為，故D對(duì)；故選CD?！久麕燑c(diǎn)睛】根據(jù)圖象可以知道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)式以及有效值等。26．（1）20V（2）10V（3）0.2C【解析】（1）圖示位置為中性面，從此時(shí)開始計(jì)時(shí)交流電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為e=Emsinωt將ωt=，e=10V代入上式，求得Em=20V（2）此電流為正弦交變電流，所以交流電動(dòng)勢(shì)的有效值E==V=10V（3）在線圈