高考物理最新模拟题精选训练交变电流专题01--交流电的产生和图像
高考物理 模拟新题分类汇编 交变电流(含详解)
M 单元 交变电流M1 交变电流的产生及描述图1－620．M1[2011·四川卷] 如图1－6所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T ，转轴O 1O 2垂直于磁场方向，线圈电阻为2 Ω.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1 A ．那么( )A ．线圈消耗的电功率为4 WB ．线圈中感应电流的有效值为2 AC ．任意时刻线圈中的感应电动势为e ＝4cos 2πTtD. 任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ＝T πsin 2πTt【解析】 AC 当线圈从图示位置开始计，此时交变电流的瞬时值表达式为i ＝I m cos ωt ，当ωt ＝60°时，i ＝1 A ，可解得I m ＝2 A ，其有效值为I ＝I m2＝ 2 A ，B 错误；回路消耗的功率P ＝I 2R ＝4 W ，A 正确；线圈中感应感应电动势的最大值E m ＝I m R ＝4 V ，所以任意时刻线圈中的感应电动势为e ＝4cos 2πT t ，C 正确；磁通量的最大值Φm ＝BS ＝BS ωω＝E m ω＝4ω＝2Tπ，则穿过线圈任意时刻的磁通量Φ＝2T πsin 2πTt ，D 错误．19．L3 M1[2011·安徽卷] 如图1－11所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B .电阻为R 、半径为L 、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O 轴以角速度ω匀速转动(O 轴位于磁场边界)．则线框内产生的感应电流的有效值为( )图1－11A.BL 2ω2RB. 2BL 2ω 2RC. 2BL 2ω 4RD.BL 2ω4R【解析】 D 线框在磁场中转动时产生感应电动势最大值E m ＝BL 2ω2，感应电流最大值I m＝BL 2ω2R，在转动过程中I —t 图象如图所示(以逆时针方向为正方向)：设该感应电流的有效值为I ，在一个周期T 内：I 2RT ＝I 2mR ·14T ，解得：I ＝I m 2＝BL 2ω4R，故选项ABC 错误，选项D 正确．图1 图24．M1[2011·天津卷] 在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图1所示．产生的交变电动势的图象如图2所示，则( )A ．t ＝0.005 s 时线框的磁通量变化率为零B ．t ＝0.01 s 时线框平面与中性面重合 C. 线框产生的交变电动势有效值为311 V D. 线框产生的交变电动势频率为100 Hz4．[2011·天津卷] B 【解析】 由图2可知，正弦交流电的最大值为311 V ，周期T＝0.02 s ，所以该交流电的有效值为U 有＝E m 2＝3112V≈220 V，频率f ＝1T ＝50 Hz ，CD 错；由图2，t ＝0.005 s 时电动势最大，磁通量的变化率最大，A 错；由图2，t ＝0.01 s 时电动势为0，磁通量变化率为0，但磁通量最大，线框处于中性面位置，B 正确．M 2 变压器 远距离输电20．M2[2011·山东卷] 为保证用户电压稳定在220 V ，变电所需适时进行调压，图1－5甲为调压变压器示意图．保持输入电压u 1不变，当滑动接头P 上下移动时可改变输出电压．某次检测得到用户电压u 2随时间t 变化的曲线如图1－5乙所示．以下正确的是( )图1－5A ．u 2＝190 2sin(50πt ) VB ．u 2＝190 2sin(100πt ) VC ．为使用户电压稳定在220 V ，应将P 适当下移D ．为使用户电压稳定在220 V ，应将P 适当上移【解析】 BD 由图乙可知，交变电流的最大值为190 2V ，周期为0.02 s ，ω＝2πT＝100π rad/s ，所以A 项错误，B 项正确．为了让用户得到220 V 的电压，由u 1u 2＝n 1n 2可知，要想使电压u 2升高，n 1必须变小，C 项错误，D 项正确．M3 交变电流综合17．M3[2011·课标全国卷] 如图1－3所示，一理想变压器原副线圈的匝数比为1∶2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 V ，额定功率为22 W ；原线圈电路中接有电压表和电流表．现闭合开关，灯泡正常发光．若用U 和I 分别表示此时电压表和电流表的读数，则( )图1－3A ．U ＝110 V ，I ＝0.2 AB ．U ＝110 V ，I ＝0.05 AC ．U ＝110 2 V ，I ＝0.2 AD ．U ＝110 2 V ，I ＝0.2 2 A【解析】 A 由题意知，n 1n 2＝12，U 2＝220 V ，因n 1n 2＝UU 2，故U ＝110 V ，即电压表的读数为110 V ；理想变压器中，P 出＝P 入＝UI ，故I ＝P 出U ＝22110A ＝0.2 A ，即电流表的读数为0.2 A ，A 正确．11．M3[2011·海南物理卷] 如图1－8所示，理想变压器原线圈与一10 V 的交流电源相连，副线圈并联两个小灯泡a 和b ，小灯泡a 的额定功率为0.3 W ，正常发光时电阻为30 Ω.已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为0.09 A ，可计算出原、副线圈的匝数比为________，流过灯泡b 的电流为________A .图1－9【答案】 10∶3 0.2【解析】 小灯泡a 正常发光，由P ＝I 2R 和I ＝U R可求得，小灯泡a 两端电压即副线圈电压U a ＝U b ＝U 2＝3 V ，通过小灯泡a 的电流I a ＝0.1 A ，由理想变压器电压与匝数成正比可得，n 1n 2＝U 1U 2＝103；对理想变压器，输出功率和输入功率相等，P 1＝P 2，即I 1U 1＝I 2U 2，可得副线圈总电流I 2＝0.3 A ，利用并联电路特点可得，I b ＝I 2－I a ＝0.2 A.19．M3[2011·广东物理卷] 图7甲左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R ＝55Ω，A 、V 为理想电流表和电压表．若原线圈接入如图7乙所示的正弦交变电压，电压表的示数为110 V ，下列表述正确的是( )甲 乙图7A ．电流表的示数为2AB ．原、副线圈的匝数比为1∶2C ．电压表的示数为电压的有效值D ．原线圈中交变电压的频率为100Hz19．M3[2011·广东物理卷] AC 【解析】 电流表、电压表测量值均为有效值，由交流电的波形图可知，原线圈电压有效值为U 1＝220 V ，由电压表示数可知，副线圈电压有效值为U 2＝110 V ，则n 1n 2＝U 1U 2＝21；由欧姆定律得，电流表示数I 2＝U 2R＝2 A ；由交流电波形图知，T ＝0.02 s ，故f ＝1T＝50 Hz ，综上分析AC 选项正确．16．M3[2011·浙江卷] 如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n 1＝800和n 2＝200的两个线圈，上线圈两端与u ＝51sin314t V 的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是( )A ．2.0 VB ．9.0 VC ．12.7VD ．144.0 V【解析】 A 根据理想变压器电压关系U 1U 2＝n 1n 2可知，下线圈两端的电压有效值为U 2＝514 2V≈9.0 V，交流电压表测量的是有效值，考虑到实际有损耗，故实际读数应该小于9.0 V ，故选项B 、C 、D 错误，A 正确．13. M3[2011·江苏物理卷] 图为一理想变压器，ab 为原线圈，ce 为副线圈，d 为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交电压的u －t 图象如图所示．若只在ce 间接一只R ce ＝400 Ω的电阻，或只在de 间接一只R de ＝225 Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.(1)请写出原线圈输入电压瞬时值u ab 的表达式；(2)求只在ce 间接400 Ω电阻时，原线圈中的电流I 1；(3)求ce 和de 间线圈的匝数比n cen de.图1213．M3[2011·江苏物理卷]【解析】 (1)由题图知ω＝200π rad/s 电压瞬时值u ab ＝400sin200πt (V) (2)电压有效值U 1＝200 2 V 理想变压器P 1＝P 2 原线圈中的电流I 1＝P 1U 1解得I 1＝0.28 A(或25A) (3)设ab 间匝数为n 1 U 1n 1＝U ce n de同理U 1n 1＝U den de由题意知U 2ce R ce ＝U 2deR de解得n cen de ＝R ceR de 代入数据得n ce n de ＝4315．M3[2011·福建卷] 图1－2甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n 1∶n 2＝5∶1，电阻R ＝20 Ω，L 1、L 2为规格相同的两只小灯泡，S 1为单刀双掷开关．原线圈接正弦交变电源，输入电压u 随时间t 的变化关系如图1－2乙所示．现将S 1接1、S 2闭合，此时L 2正常发光．下列说法正确的是( )图1－2A ．输入电压u 的表达式u ＝202sin50πt VB ．只断开S 2后，L 1、L 2均正常发光C ．只断开S 2后，原线圈的输入功率增大D ．若S 1换接到2后，R 消耗的电功率为0.8 W15．M3[2011·福建卷] D 【解析】 由图乙，T ＝0.02 s ，所以ω＝2πT＝100π rad/s ，u ＝E m sin ωt ＝202sin100πt V ，A 错；只断开S 2，副线圈电压U 2不变，但副线圈总电阻R副增大，流过L 1、L 2的电流减小且每个小灯泡两端的电压小于其额定电压，无法正常发光，由P 副＝U 22R 副可得，副线圈的功率减小，副线圈的功率决定原线圈的功率，所以原线圈的输入功率减小，BC 错；由U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝4 V ，所以S 1接到2后，R 消耗的电功率P ＝U 22R ＝4220W ＝0.8 W ，D 正确．1．[2011·济南一模]一理想变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2＝11∶5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u 随时间t 的变化规律如图X24－1所示，副线圈仅接入一个10 Ω的电阻，则( )图X24－1A ．流过电阻的最大电流是20 AB ．与电阻并联的电压表的示数是141 VC ．变压器的输入功率是1×103WD ．在交变电流变化的一个周期内，电阻产生的焦耳热是2×103J1．C 【解析】 由图象知，输入电压的最大值为220 2 V ，周期为0.02 s ，由电压与匝数比关系知，输出电压最大值为100 2 V ，流过电阻的电流最大值为10 2 A ，输出电压有效值为100 V ，电流有效值为10 A ，输出功率为1000 W ，电阻在一个周期内产生焦耳热为20 J ，故A 、B 、D 错误，C 正确．2．[2011·苏北模拟]如图X24－3所示，50匝矩形闭合导线框ABCD 处于磁感应强度大小B ＝210T 的水平匀强磁场中，线框面积S ＝0.5 m 2，线框电阻不计．线框绕垂直于磁场的轴OO ′以角速度ω＝200 rad/s 匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈线接入一只“220 V，60 W”灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10 A ，下列说法正确的是( )图X24－3A ．图示位置穿过线框的磁通量为零B ．线框中产生交变电压的有效值为500 2 VC ．变压器原、副线圈匝数之比为25︰11D ．允许变压器输出的最大功率为5000 W2．CD 【解析】 图示位置穿过线框的磁通量最大，A 错；产生的交变电流的最大电动势E m ＝NBS ω＝500 2 V ，有效值为500 V ，B 错；变压器原、副线圈匝数之比为500∶220＝25∶11，C 对；允许变压器输出的最大功率为500×10 W＝5000 W ，D 对．3. [2011·苏北模拟]如图X24－4甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10︰1，电阻R ＝22 Ω，各电表均为理想电表．原线圈输入电压的变化规律如图乙所示．下列说法正确的是( )甲图X24－4A ．该输入电压的频率为100 HzB ．电压表的示数为22 VC ．电流表的示数是1 AD ．电阻R 消耗的电功率是22 W3．BD 【解析】 由图象可知，原线圈输入电压的周期T ＝0.02 s ，频率为f ＝50 Hz ，A 错；原线圈输入电压的有效值为220 V ，副线圈的输出电压为22 V ，B 对；电阻R 消耗的电功率是P ＝22222 W ＝22 W ，电流表的示数是I ＝22220A ＝0.1 A ，C 错，D 对．4．[2011·潍坊一模]图X24－6为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T 1和降压变压器T 2向用户供电，已知输电线的总电阻R ＝10 Ω，降压变压器T 2的原、副线圈匝数之比为4∶1，副线圈与用电器R 0组成闭合电路．若T 1、T 2均为理想变压器，T 2的副线圈两端电压u ＝2202sin100πt (V)，当用电器电阻R 0＝11 Ω时( )A ．通过用电器R 0的电流有效值是20 AB ．升压变压器的输入功率为4650 WC ．发电机中的电流变化频率为100 HzD ．当用电器的电阻R 0减小时，发电机的输出功率减小 4．AB 【解析】 由T 2的副线圈两端电压的表达式知，副线圈两端的电压有效值为220 V ，电流为I ＝22011 A ＝20 A ，A 对；由于输电线电流I ′＝204A ＝5 A ，所以升压变压器的输入功率为P ＝P 线＋PR 0＝52×10 W＋202×11 W＝4650 W ，B 对；发电机中的电流变化频率与T 2的副线圈两端电压的频率相同，也为50 Hz ，C 错；当用电器的电阻R 0减小时，其消耗的功率变大，发电机的输出功率变大，D 错．5．[2011·德州模拟]如图X25－1所示，两块相距为d 的水平放置的金属板组成一个平行板电容器，用导线、开关S 将其与一个n 匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的均匀变化的磁场中，两板间放一台小压力传感器，图X25－1在其上表面静止放置一个质量为m 、电荷量＋q 的小球．已知S 断开时传感器上有示数，S 闭合后传感器上的示数变为原来的二倍，则穿过线圈的磁场的磁感应强度变化情况和磁通量变化率分别是( )A ．正在增强，ΔΦΔt ＝mgdqB ．正在增强，ΔΦΔt ＝mgdnqC ．正在减弱，ΔΦΔt ＝mgdqD ．正在减弱，ΔΦΔt ＝mgdnq5．D 【解析】 S 闭合后传感器上的示数变为原来的2倍，说明小球受到了向下的电场力作用，大小为mg ，故板间电压为mgd q ，线圈产生的感应电动势E ＝n ΔΦΔt ＝mgd q ，则ΔΦΔt ＝mgdnq，电容器上极板带正电，由楞次定律知，磁感应强度正在减弱，D 对．6．[2011·甘肃模拟]图X25－2是一火警报警器电路的示意图．其中R 3为用半导体热敏材料制成的传感器，这种半导体热敏材料的电阻率随温度的升高而增大．值班室的显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器．当传感器R 3所在处出现火情时，显示器的电流I 、报警器两端的电压U 的变化情况是( )A ．I 变大，U 变小B ．I 变小，U 变大C ．I 变小，U 变小D ．I 变大，U 变大6．D 【解析】 当R 3处出现火情时，其电阻增大，电路中的总电阻增大，总电流减小，路端电压增大，所以报警器两端的电压增大，其中电流表支路的电流也增大．7．[2011·苏北模拟]在探究超重和失重规律时，某体重为G 的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作．传感器和计算机相连，经计算机处理后得到压力F 随时间t 变化的图象，则如图X25－5A B C D图X25－57．D 【解析】 该同学站在压力传感器上完成一次下蹲动作过程中，先向下加速，后向下减速，其加速度先向下后向上，即先失重后超重，D 对．。
交流电专题练习(答案)
高考物理试题分类汇编：交流电一．交流电的产生及描述1． [2014·天津卷] 如图1所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图2中曲线a 、b 所示，则( )图1 图2 A ．两次t ＝0时刻线圈平面均与中性面重合 B ．曲线a 、b 对应的线圈转速之比为2∶3 C ．曲线a 表示的交变电动势频率为25 Hz D ．曲线b 表示的交变电动势有效值为10 V 1．AC [解析] 本题考查交变电流图像、交变电流的产生及描述交变电流的物理量等知识，从图像可以看出，从金属线圈旋转至中性面时开始计时，曲线a 表示的交变电动势的周期为4×10－2 s ，曲线b 表示的交变电动势的周期为6×10－2s ，所以A 、C 正确，B 错误；由E m ＝NBS ω可知，E m a E m b ＝ωa ωb ＝T b T a ＝32，故E m b ＝23E m a ＝10 V ，曲线b 表示的交流电动势的有效值为5 2 V ，D 错误．2、（2013山东理综）.图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N 、S 间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，○A ○A 为交流电流表。
线圈绕垂直于磁场方向的水平轴O O ′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，以下判断正确的是A ．电流表的示数为10AB.线圈转动的角速度为50 rad/sC.0.01s 时线圈平面与磁场方向平行D ．0.02s 时电阻R 中电流的方向自右向左【答案】AC【解析】由题图乙可知交流电电流的最大值是=A ，周期T=0.02s ，由于电流表的示数为有效值，故示数=10A ，选项A 正确；角速度rad/s ，选项B 错误；0.01s 时线圈中的感应电流达到最大，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快，磁通量为0，故线圈平面与磁场方向平行，选项C 正确；由楞次定律可判断出0.02s 时流过电阻的电流方向自左向右，选项D 错误。
2022年高三总复习物理检测题 交变电流的产生及描述
交变电流的产生及描述1．在正弦交流电的产生原理中，有个“中性面”的概念，下列关于它的说法中正确的是( )A ．中性面，就是线圈所在的平面B ．中性面与磁场方向平行C ．线圈经过中性面时，磁通量最大D ．线圈经过中性面时，电动势最大解析：选C 中性面是指线圈平面与磁感线方向垂直的位置，则线圈在中性面时磁通量最大，故A 、B 错误，C 正确；线圈经过中性面时，磁通量最大，由于没有任何一条边切割磁感线，即磁通量的变化率为零，故产生的感应电动势为零，故D 错误。
2．(多选)风电是一种清洁、绿色的可再生能源，中国的风电装机容量目前处于世界领先地位。
图甲为风力发电的简易模型，在风力作用下，风叶带动与杆固连的永磁铁转动，磁铁下方的线圈与电压传感器相连。
在某一风速时，传感器显示如图乙所示，则( )A ．磁铁的转速为10 r/sB ．线圈两端电压的有效值为6 2 VC ．交变电流的电压表达式为u ＝12sin 5πt (V)D ．该交变电流的频率为50 Hz解析：选BC 电压的周期为T ＝0.4 s ，因此磁铁的转速为n ＝2.5 r/s ，f ＝2.5 Hz ，故A 、D 错误；通过题图乙可知电压的最大值为12 V ，因此有效值U ＝U m 2＝122V ＝6 2 V ，故B 正确；周期T ＝0.4 s ，因此ω＝2πT ＝2π0.4rad /s ＝5π rad/s ，因此电压的表达式为u ＝12sin 5πt (V)，故C 正确。
3．(多选)(2020·广州模拟)新能源电动汽车的无线充电原理图如图甲所示，M 为匝数n ＝50匝、电阻r ＝1.0 Ω的受电线圈，N 为送电线圈。
当送电线圈N 接交变电流后，在受电线圈内产生了与线圈平面垂直的磁场，其磁通量Ф随时间t 变化的规律如图乙所示。
下列说法正确的是( )A ．受电线圈产生的电动势的有效值为10 2 VB ．在t 1时刻，受电线圈产生的电动势为20 VC ．在t 1～t 2内，通过受电线圈的电荷量为4×10－2 C D ．在t 1～t 2内，通过受电线圈的电荷量为2×10－2 C 解析：选AD 由图乙可知，T ＝π×10－3s ，受电线圈的最大磁通量为Φm ＝2.0×10－4Wb ，因此受电线圈产生的电动势最大值为：E m ＝nΦm ·2πT ＝50×2.0×10－4×2ππ×10－3 V ＝20 V ，因此受电线圈产生的电动势的有效值为E ＝E m 2＝10 2 V ，故A 正确；由图乙可知，t 1时刻磁通量变化率为0，由法拉第电磁感应定律可知，此时受电线圈产生的电动势为0 V ，故B 错误；由公式q ＝n ΔΦr 代入数据解得q ＝n ΔΦr ＝50×4.0×10－41.0C ＝2.0×10－2 C ，故C 错误，D 正确。
高考物理一轮复习第十章交变电流第1讲交变电流的产生和描述模拟试题新人教版选修3-2
竖直方向的磁场，磁感应强度
π B＝ B0cos d x( 式中 B0 为已知量 ) ，规定竖直向下为磁感应强度
正方向，线框电阻为 R， t ＝0 时刻 MN边恰好在 y 轴处，则下列说法正确的是 ( )
图 10－ 1－15
A．外力 F 为恒力
4B02L2v B． t ＝ 0 时，外力大小 F＝ R
C．通过线框的瞬时电流
图 10－ 1－14
2． (2016 年湖南永州三校联考 )( 多选 ) 如图 10－ 1－ 14 所示，单匝矩形闭合导线框 abcd
全部处于水平方向的匀强磁场中，线框面积为
S，电阻为 R. 线框绕与 cd 边重合的竖直固定
1/3
转轴以角速度 ω 从中性面开始匀速转动，线框转过
π 6
时的感应电流为
q＝
－I Δt
＝
BS 2I R＝ω
，故
C正确；线框转动一周的过程中，产生的热量
Q＝
I
′
2Rt
＝
4πI2R ω
，故
D错误．
答案： BC
3． (2016 年湖北模拟 )( 多选 ) 如图 10－ 1－15 所示 xOy 平面为光滑水平面，现有一长为 d、宽为 L 的线框 MNPQ在外力 F 作用下，沿正 x 轴方向以速度 v 做匀速直线运动，空间存在
可知感应电流的有效值
2B0Lv
I ′＝
，产生的电热
Q＝ I ′2Rt ＝ 2B02L2vd ，故 D正确．
2R
R
答案： BCD
3/3
πv t
2B0Lvcos d
I＝
R
2/3
d
2B02L2v d
D．经过 t ＝v，线框中产生的电热 Q＝ R
高考物理专练题交变电流(试题部分)
高考物理专练题交变电流考点一交变电流的产生及描述1.甲图是小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,为理想交流电流表。
线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动,产生的电动势随时间变化的图像如图乙所示。
已知发电机线圈电阻为10Ω,外接一只阻值为90Ω的电阻,不计电路的其他电阻,则()A.电流表的示数为0.31AB.线圈转动的角速度为50πrad/sC.0.01s时线圈平面与磁场方向平行D.在线圈转动一周过程中,外电阻发热约为0.087J答案D2.(2018东北三校联考,9)(多选)如图所示,面积为S、匝数为N、电阻为r的正方形导线框与阻值为R的电阻构成闭合回路,理想交流电压表并联在电阻R的两端。
线框在磁感应强度为B的匀强磁场中,以与电路连接的一边所在直线为轴垂直于磁场以角速度ω匀速转动,不计其他电阻,则下列说法正确的是()A.若从图示位置开始计时,线框中感应电动势的瞬时值为e=NBSωsinωtB.线框通过中性面前后,流过电阻R的电流方向将发生改变,1秒钟内流过电阻R的电流方向改变ω次πC.线框从图示位置转过60°的过程中,通过电阻R的电荷量为NBS2(R+r)D.电压表的示数跟线框转动的角速度ω大小无关答案ABC3.(2020届吉林长春质量监测,6)(多选)如图甲所示为风力发电的简易模型。
在风力的作用下,风叶带动与其固定在一起的磁铁转动,转速与风速成正比。
若某一风速时,线圈中产生的正弦式电流如图乙所示。
下列说法正确的是()A.电流的表达式为i=0.6sin10πt(A)B.磁铁的转速为10r/sC.风速加倍时电流的表达式为i=1.2sin10πt(A)D.风速加倍时线圈中电流的有效值为3√2A5答案AD考点二变压器、电能的输送1.(2019广西南宁、玉林、贵港等高三毕业班摸底,16)如图所示,为一变压器的实物图,若将其视为理想变压器,根据其铭牌所提供的信息,以下判断正确的是()A.副线圈的匝数比原线圈多B.当原线圈输入交流电压110V时,副线圈中输出交流电压6VC.当原线圈输入交流电压220V时,副线圈输出直流电压12VD.当变压器输出为12V和3A时,原线圈电流为9√2A55答案B2.(2018江西上饶六校一联)如图所示,一正弦交流电瞬时值表达式为e=220sin100πt(V),通过一个理想电流表,接在一个理想变压器两端,变压器起到降压作用,开关S闭合前后,A、B两端输出的电功率相等,以下说法正确的是()A.流过r的电流方向每秒钟变化50次B.变压器原线圈匝数小于副线圈匝数C.开关从断开到闭合时,电流表示数变小D.R=√2r答案D方法理想变压器的动态分析1.(多选)如图所示,理想变压器的副线圈接有规格为“44V44W”的灯泡和线圈电阻为r=1Ω的电动机,原线圈上接有u=220√2sin100πt(V)的正弦交流电压,此时灯泡和电动机都正常工作,且原线圈中的理想交流电流表示数为1A,不考虑灯泡电阻变化和电动机内阻变化,则下列说法正确的是()A.变压器原、副线圈的匝数之比为4∶1B.电动机的输出功率为176WC.电动机的热功率为16WD.若电动机被卡住,灯泡仍正常发光,则电流表示数将变为9A,此时应立即切断电源答案CD2.如图所示的电路中,理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=11∶1,原线圈接u=220√2sin100πt(V)的交流电,电阻R1=2R2=10Ω,D1、D2均为理想二极管(正向电阻为零,反向电阻为无穷大),则副线圈电路中理想交流电流表的读数为()A.3AB.2√5AC.√10AD.√3A答案A3.如图所示为一理想变压器,原线圈接在一输出电压为u=U0sinωt的交流电源两端。
2023高三物理模拟考题型总结及分析-交变电流的产生和描述
第25讲 交变电流的产生和描述目录考点一 正弦式交变电流的产生及变化规律 ............................................................................. 1 考点二 交流电有效值的求解 ..................................................................................................... 2 考点三 交变电流“四值”的比较 ............................................................................................. 6 练出高分 (16)考点一 正弦式交变电流的产生及变化规律1．交变电流的产生(1)线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动． (2)两个特殊位置的特点：①线圈平面与中性面重合时，S ⊥B ，Φ最大，ΔΦΔt ＝0，e ＝0，i ＝0，电流方向将发生改变．②线圈平面与中性面垂直时，S ∥B ，Φ＝0，ΔΦΔt 最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变．(3)电流方向的改变：线圈通过中性面时，电流方向发生改变，一个周期内线圈两次通过中性面，因此电流的方向改变两次．(4)交变电动势的最大值E m ＝nBSω，与转轴位置无关，与线圈形状无关． 2．交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)规律物理量函数表达式图象磁通量Φ＝Φm cos ωt ＝BS cos ωt电动势 e ＝E m sin ωt ＝nBSωsin ωt电压u ＝U m sin ωt ＝RE mR ＋rsin ωt电流i＝I m sin ωt＝E mR＋rsin ωt[例题1]（2023•天津二模）一正弦式交变电流的i﹣t图像如图所示。
下列说法正确的是（）A．在t＝0.1s时线圈平面与磁场平行B．该交变电流的频率为2HzC．在t＝0.2s时电流方向改变D．该交变电流的表达式为i＝2cos5πtA【解答】解：A．在t＝0.1s时，通过线圈平面的电流为零，磁通量最大，与磁场垂直，故A错误；B．该交变电流的周期为T＝0.4s，频率为f=1T=10.4Hz=2.5Hz，故B 错误；C．在t＝0.2s时电流方向改变不变，故C错误；D．由图像可知I m＝2A，ω=2πT=2π0.4rad/s=5πrad/s，则该交变电流的表达式为i＝2cos5πt（A ），故D正确。
交变电流练习题(精选)
专题三 交变电流一、交流电的产生及变化规律1．交流发电机在工作时的电动势为E ＝E 0sin ωt ，若将其电枢的转速提高1倍，其他条件不变，则其电动势变为 ( )A ．E 0sin2ωtB ．2E 0sin2ωtC ．E 0sin ωt 2D ．2E 0sin ωt 22．某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示．如果其他条件不变，仅使线圈的转速变为原来的一半，则交流电动势的最大值和周期分别变为（ ）A ．200 V ,0.08 sB ．25 V ,0.04 sC ．50 V ,0.08 sD ．50 V ,0.04 s3．一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电流电动势e ＝2202sin ωt ，则( )A ．交流的频率是50 HzB ．交流电的有效值是220 VC ．当t ＝0时，线圈平面恰好与中性面重合D ．当t ＝1200 s 时，e 有最大值220 2 V 4．面积为S 的两个完全相同的单匝金属线圈分别放置在如图7甲、乙所示的磁场中．甲图中有磁感应强度为B 0的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T 绕OO ′轴做匀速转动；乙图中的磁场的变化规律为B ＝B 0cos 2πTt ，从图示时刻(t ＝0时刻)起计时，则（ ）A ．两线圈中的磁通量变化规律均为Φ＝B 0S cos 2πTt B ．两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同C ．两线圈中产生的交变电流的有效值不同D ．从此刻起，T /4时间内流过线圈截面的电荷量相同5．一个闭合的矩形线圈放在匀强磁场中匀速转动，角速度为ω时，线圈中产生的交变电动势的最大值为E 0，周期为T 0，外力提供的功率为P 0.若使线圈转动的角速度变为2ω，线圈中产生的交变电动势的最大值为E ，周期为T ，外力提供的功率为P .则E 、T 和P 的大小为A ．E ＝2E 0，T ＝12T 0，P ＝2P 0B ．E ＝E 0，T ＝12T 0，P ＝2P 0 C ．E ＝2E 0，T ＝T 0，P ＝2P 0 D ．E ＝2E 0，T ＝12T 0，P ＝4P 0二、交流电的有效值的求法6、多数同学家里都有调光台灯、调速电风扇，过去是用变压器来实现的，缺点是成本高、体积大、效率低，且不能任意调节灯的亮度或电风扇的转速。
第59讲 交变电流的产生和描述(练习)(解析版)-2025版高考物理最新模拟精练+真题实战演练
第59讲交变电流的产生和描述（模拟精练+真题演练）1．（2023·北京西城·北京四中校考模拟预测）某交流发电机产生交变电流的装置如左图所示，产生的感应电动势与时间的关系如右图所示，下列说法正确的是（）A ．t =0时，线圈平面处于中性面位置，磁通量变化率最大B ．线圈通过中性面时，交变电流改变方向。
C ．线框中产生的感应电动势e =100sin50t （V ）D ．如果仅使线圈的转速加倍，则电动势的最大值和周期分别变为200V 、0.08s 【答案】B【详解】AB ．由图像可知，t =0时，电动势为零，此时线圈平面处于中性面位置，磁通量变化率最小，交变电流改变方向。
故A 错误；B 正确；C ．线框中产生的感应电动势的最大值和周期分别为m 100V E =，0.04s T =根据m 2sin e E t Tπ=可知感应电动势瞬时值为e =100sin50πt （V ）故C 错误；D ．根据mE NBS ω=，2n ωπ=可知m E 与n 成正比，如果仅使线圈的转速加倍，则电动势的最大值为m '200V E =周期为21T nπω==可知，周期与n 成反比，如果仅使线圈的转速加倍，则周期减半为0.02s T '=故D 错误。
故选B 。
2．（2023·湖南·模拟预测）交流发电机的示意图如图甲所示（为了方便观察，只画了其中一匝线圈，线圈电阻不计）。
图甲中两磁极之间产生的磁场可近似为匀强磁场。
矩形线圈ABCD 在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO '匀速转动，线圈ABCD 通过金属滑环K L 、及两个导体电刷E F 、与外电路连接。
从某时刻开始计时，交流发电机产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。
下列判断正确的是（）A ．0=t 时刻，线圈处于中性面位置B．线圈中产生交变电流的有效值为A C ．线圈中交变电流的方向在1s 内改变100次D ．线圈从图甲所示位置转过90°的过程中，流经电阻R的电荷量为100C 【答案】C【详解】A ．由题图乙可知，0=t 时刻，电流具有最大值，线圈处于与中性面垂直的位置，故A 错误；B．由题图乙知，线圈中产生正弦交变电流的最大值m I =则电流的有效值22A I ==故B 错误；C ．由题图乙可知，正弦交流电的周期0.02s T =频率150Hz f T==由于在一个周期内交变电流的方向改变两次，所以交变电流方向在1s 内改变100次，故C 正确；D ．线圈从题图甲所示位置转过90°的过程中，流经电阻R 的电荷量ΔΦnBSq n R R==又m m E I R nBS ω=⋅=其中2100rad /s T πωπ==联立解得m 50I q ωπ==故D 错误。
高考物理专题交变电流
专题10 交变电流第一节交变电流的产生和描绘一、单项选择题1．正弦交变电源与电阻R、沟通电压表依据图甲所示的方式连结，R＝ 10 Ω，沟通电压表的示数是10 V ．图乙是交变电源输出电压u 随时间 t 变化的图象，则()A ．经过 R 的电流 i R随时间 t 变化的规律是i R＝ 2cos100πt(A)B．经过 R 的电流 i R随时间 t 变化的规律是i R＝ 2cos50πt(A)C．R 两头的电压u R随时间 t 变化的规律是u R＝ 5 2cos100πt(V)D． R 两头的电压u R随时间 t 变化的规律是u R＝5 2cos50πt(V)分析：选 A. 沟通电压表示数为10 V ，是有效值，故U m＝ 10 2V ，电阻上的交变电流与交变电压的变化趋向同样，电阻R 上电流的最大值为102/10 A ＝ 2 A ，又因t＝ 0 时， u ＝u m，故i R＝2cos100πt(A) ， u R＝ 102cos 100 πt(V) ，应选 A.2．以下四幅图是沟通电的图象，此中能正确反应我国居民平时生活所用沟通电的是()值为分析：选 C.我国居民平时生活所用的是正弦式沟通电，其电压的有效值是311 V ，周期为0.02 s，因此只有 C 正确．220 V，最大3．(2012 年湖南长沙模拟)一个阻值为 2 Ω的线圈在匀强磁场中转动，产生的交变电动势为e＝102sin20 tVπ，当该线圈与一阻值为8 Ω的电阻构成闭合回路时，以下说法正确的选项是()A ． t＝0 时，线圈平面位于中性面B．t ＝0 时，穿过线圈的磁通量为0C．电阻的热功率为16 WD．用电压表测路端电压时读数为11.3 V答案： A4． (2012 年金华一中模拟)两只同样的电阻，分别经过正弦波形的沟通电和方波形的交流电．两种交变电流的最大值相等，波形如下图．在正弦波形沟通电的一个周期内，正弦波形沟通电在电阻上产生的焦耳热Q1 与方波形沟通电在电阻上产生的焦耳热Q2之比 Q1等Q2于()A ． 3∶ 1 C．2∶ 1 B． 1∶ 2 D． 4∶ 3答案： B5．小型沟通发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感觉电动势与时间呈正弦函数关系，如下图，此线圈与一个其余电阻．以下说法正确的选项是()R＝ 10 Ω 的电阻构成闭合电路．不计电路的A ．交变电流的周期为0.125 sB．交变电流的频次为8 HzC．交变电流的有效值为 2 AD．交变电流的最大值为 4 A分析：选 C.由图象能够看出，此交变电流的周期为0.250 s，电压的最大值U m＝ 20 V ．所以交变电流的频次为 4 Hz，A 、B 均错误；交变电流的最大值I ＝U m＝ 2 A，有效值 I＝I m＝m R 2 2 A ， C 正确， D 错误．6． (2012 年莆田一中模拟 )一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示．已知发电机线圈内阻为 5.0 Ω，现外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图乙所示，则()A ．电压表 V 的示数为 22 0 VB ．电路中的电流方向每秒钟改变50 次C ．灯泡实质耗费的功率为 484 WD ．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为 24.2 J分析：选 D. 电动势的有效值为E ＝ 2202V ＝ 220 V ，因此电流的有效值E ＝2 I ＝R ＋r22095.0＋ A ＝ 2.2 A ，因此电压表的示数为U ＝ IR ＝ 2.2 ×95.0 V ＝ 209 V ，选项 A 错；交变电流的频次为 f ＝ 1＝ 50 Hz ，每个周期内电流方向改变2 次，故每秒钟内电流方向改变100 次，T选项 B 错；灯泡实质耗费的功率为 P 灯＝ I 2R ＝2×95.0 W ＝ 459.8 W ，应选项 C 错；发电机线圈内阻每秒钟 产生的焦耳热为 Q ＝ I 2 rt ＝2×5.0 ×1 J ＝ 24.2 J ，选项 D 对．二、不定项选择题7．如下图的线圈中产生了交变电流的是 ()分析：选 BCD. 当线圈绕垂直于磁场的轴转动，磁通量发生变化，才能产生交变电流，B 、 C 、 D 均切合要求， A 项中线圈的磁通量不发生变化，故不产生交变电流．8． (2012 年湖州高三质检 )如图甲所示，电阻R 的阻值为 50 Ω，在 ab 间加上图乙所示的正弦沟通电，则下边说法中正确的选项是 ()A ．电阻 R 的功率为 200 WB ．电流表示数为 2 AC ．产生该沟通电的线圈在磁场中转动的角速度为 3.14 rad/sD ．假如产生该沟通电的线圈转速提升一倍，则电流表的示数也增大一倍答案： ABD9．内阻不计的沟通发电机产生的电动势E＝ 10sin50 t(V)π，所接负载的电阻R＝10 Ω，现把发电机的转速提升一倍，则()A ．负载两头电压的有效值将变成28.2 VB．沟通电的频次将变成50 HzC．负载耗费的功率将变成20 WD．负载耗费的功率将变成40 W分析：选BC. 本来的电动势最大值为10 V ，有效值为7.07 V ，当发电机的转速提升一倍时，角速度增添一倍，频次也增添一倍，电动势最大值和有效值均增添一倍，表达式能够写为 E＝ 20 sin 100 t(V)π，由此能够看出提升转速后频次变成50 Hz ，电动势有效值为14.14 V ，负载耗费的功率将变成20 W ．故B、 C 正确．10．(2012 年绍兴一中模拟)电阻为 1 Ω的某矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，所产生的正弦沟通电的图象如图线 a 所示；当调整线圈转速后，的正弦沟通电的图象如图线 b 所示，以下对于这两个正弦沟通电的说法正确的选项是该线圈中所产生()A ．在图中t＝ 0 时辰穿过线圈的磁通量均为零B．线圈先后两次转速之比为3∶2C．沟通电 a 的电动势的有效值为 5 2 VD．沟通电 b 的电动势的最大值为 5 V三、计算题11．如下图，间距为L 的圆滑水平金属导轨，水平川搁置在竖直方向的磁感觉强度为 B 的匀强磁场中，一端接阻值为R 的电阻．质量为m 的导体棒搁置在导轨上，其电阻为R0.在拉力 F 作用下从t＝ 0的时辰开始运动，其速度随时间的变化规律为v＝ v m sinωt，不计导轨电阻．求：2π(1)从 t ＝0 到 t ＝ ω时间内电阻 R 产生的热量．π (2)从 t ＝0 到 t ＝ 2ω时间内拉力 F 所做的功．答案：看法析12．电压 u ＝ 1202sin ωt V ，频次为 50 Hz 的交变电流，把它加在激发电压和熄灭电压均为 u 0＝ 60 2 V 的霓虹灯的两头．(1)求在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长？1(2)试剖析为何人眼不可以感觉这类忽明忽暗的现象？(已知人眼的视觉暂留时间约为16 s)分析： (1)如下图，画出一个周期内交变电流的u — t 图象，此中暗影部分对应的时间t 1 表示霓虹灯不可以发光的时间，依据对称性，一个周期内霓虹灯不可以发光的时间为 4t 1当 u ＝u 0 ＝60 2 V 时，由 u ＝120 2sin ωt V 求得：1t 1＝600 s再由对称性知一个周期内能发光的时间：t＝ T－ 4t1＝1s－ 4×1s＝ 1 s50 600 75再由比率关系求得一个小时内霓虹灯发光的时间为：t＝3600 1× s＝ 2400 s.75第二节变压器远距离输电一、单项选择题1． (2012 年嘉兴模拟 )图是街头变压器经过降压给用户供电的表示图．变压器输入电压是市电网的电压，不会有很大的颠簸．输出电压经过输电线输送给用户，输电线的电阻用R0表示，变阻器R 表示用户用电器的总电阻，当滑动变阻器触头P 向下挪动时，以下说法不正确的选项是 ()．A．相当于在增添用电器的数量B．A 1表的示数随 A 2表的示数的增大而增大C．V 1表的示数随V 2表的示数的增大而增大D．变压器的输入功率增大答案： C2．照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的．但是我们在夜晚七、八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些．这是因为用电顶峰时()A．总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，每盏灯两头的电压较低3．如下图，一理想变压器原、副线圈匝数比为3∶1，副线圈上接三个同样的灯泡，均能正常发光，原线圈中再串一个同样的灯泡L ，则 ()A ．灯 L 也能正常发光B ．灯 L 比此外三个灯都暗C ．灯 L 将会被烧坏D ．不可以确立分析：选 A. 原、副线圈中的电流之比为I 1＝n 2＝1，而副线圈中经过每盏灯的电流均为I 2 n 1 3其额定电流 I 额＝I2.又 I 1＝ 1I 2，因此经过原线圈中灯L 的电流恰为其额定电流，灯L 正常发33光，因此 A 正确．4． (2009 年高考四川理综卷 )如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶ 1， R 1＝ 20 Ω，R 2＝ 30 Ω， C 为电容器，已知经过 R 1 的正弦沟通电如图乙所示，则()A ．沟通电的频次为 0.02 H zB ．原线圈输入电压的最大值为200 2 VC ．电阻 R 2 的电功率约为 6.67 WD ．经过 R 3 的电流一直为零分析：选 C.由图乙可知沟通电频次为50 Hz ，因此 A 错．副线圈电压最大值U 2＝ I 1R 1U 1 U 2U 22＝20 V ，由 n 1 ＝ n 2 可知 U 1＝ 200 V ，B 错． R 1 和 R 2 并联 P 2＝ 2 /30 ≈ 6.67 W ．因电容器接沟通电有充放电电流，故D 错．5．理想变压器原、副线圈匝数比为10∶ 1，以下说法中正确的选项是 ()A ．穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10∶ 1B．穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等C．原、副线圈每一匝产生的电动势刹时价之比为10∶ 1D．正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为10∶ 1 答案： B6.(2012 年北京西城区抽样)如下图，理想变压器的输出端有三组次级线圈，分别接有电阻元件R、电感元件L 和电容元件C.若用 I R、I L、I C分别表示经过R、L 和 C 的电流，则以下说法中正确的选项是()A ．若M、 N 接正弦式沟通电，则I R≠0、 I L≠0、 I C＝ 0B．若C．若D．若M、 N 接正弦式沟通电，则I R≠0、 I L≠0、 I C≠0 M、 N 接恒定电流，则I R≠0、 I L≠0， I C≠0M、 N 接恒定电流，则I R≠0、 I L≠0， I C＝ 0二、不定项选择题7.(2012 年南京质量检测)如下图，理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5 ，原线圈两端的交变电压为u ＝ 202 sin100 πt(V) ．氖泡在两头电压达到 100 V 时开始发光，以下说法中正确的有 ()A ．开关接通后，氖泡的发光频次为100 HzB．开关接通后，电压表的示数为100 VC．开关断开后，电压表的示数变大D．开关断开后，变压器的输出功率不变8． (2012 年轻岛一中模拟)一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶ 1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P 为滑动变阻器的触头．以下说法正确的选项是()A ．副线圈输出电压的频次为 50 HzB ．副线圈输出电压的有效值为31 VC ．P 向右挪动时 ，原、副线圈的电流比减小D ． P 向右挪动时，变压器的输出功率增添9． (2012 年富阳二中高三模拟 )在某交变电流电路中，有一个正在工作的理想变压器，如下图． 它的原线圈匝数n 1 ＝ 600 匝，沟通电源的电动势 e ＝ 311 sin(100 πt)V( 不考虑其内阻) ，电压表和电流表对电路的影响可忽视不计，原线圈串连一个额定电流为0.2 A的保险丝，副线圈匝数n 2＝ 120 匝，为保证保险丝不被烧断，则()A ．负载功率不可以超出 62 WB ．副线圈电流最大值不可以超出 1 AC ．副线圈电路中的电阻 R 不可以小于 44ΩD ．副线圈电路中电压表的读数为 62 V分析：选 C.由U 1＝n 1得 U 2＝44 V ，D 错；由I 1＝n 2得 I 2≤ 1 A ，因此负载功率最大为 P 2＝U 2I 2≤44U 2 n 2I 2 n 12W ，A 错；副线圈中的电流最大值为I m ＝ 2 A ，故 B 错；由 R ＝U2得 R ≥44 Ω，C 对．P 210．(2009 年高考山东理综卷 )某小型水电站的电能输送表示图如下图， 发电机的输出电压为 200 V ，输电线总电阻为r ，升压变压器原副线圈匝数分别为n 1 、n 2，降压变压器原 副线圈匝数分别为 n 3、 n 4 (变压器均为理想变压器 )．要使额定电压为 220 V 的用电器正常工作，则 ()n2 n3A.>n1 n4n2 n3B.<n1 n4C．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率分析：选 AD. 因为输电线上有电阻，因此考虑到电压损失，则有升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，依据变压器的电压与匝数之比的关系，可知要让用电器正常工作，一定有n2n1>n3，An4正确， B 、C 错误；考虑到输电线上也有电功率的损失，可知 D 也正确．三、计算题11．如图甲是一理想变压器的电路连结图，图乙是原线圈两头所加的电压随时间变化的关系图象，已知原、副线圈的匝数比为10∶ 1，电流表 A 2的示数为 2 A，开关 S 断开，求：(1)变压器的输入功率和电压表的示数；(2)将开关 S 闭合，定性剖析电路中三只电表的示数变化状况．12．(2012 年金丽衢十二校联考 )某发电厂发电机的输出功率 P＝100 kW ，发电机端电压U＝250 V ，向远处送电的输电线的总电阻 R＝ 8率的5%，用户获得的电压又正好是220 V ，那么：高考物理专题交变电流(1)应当如何安装变压器？画出输电线路的表示图．(2)求出所用的变压器的原、副线圈的匝数比．分析： (1)只需安装一台升压变压器和一台降压变压器，输电线路表示图如下图．(2)按题意， P 损＝ 5%P＝0.05 ×100 ×103 W＝5×103 W.。
高中物理交流电习题及答案
频率可变的交流电源上，当使交变电流的频率增加时，下列说法正确的是
(
)
A 、三个电流表示数不变 C、 A2 表的示数不变
B、三个表的示数都增加 D 、A3 表的示数变小
21、在收音机上我们常常能看到一些只绕几圈而且没有铁芯的线圈，它的作用是
(
)
A 、阻碍高频成分，让低频和直流成分通过
B 、阻碍直流成分，让低频成分通过
C ．副线圈中输出功率
P2 与原线圈中输入功率
P2 之比为 n22 n12
D ．副线圈中输出功率
P2 与原线圈中输入功率
P2 之比为 n2 n1
20 ．用 U1、 U2、 I 1、 I 2 代表一理想变压器原副线圈的电压和电流，下面说法正确的是：
A．U 2 与匝数成正比， U1 随 U2 的增加而增加
C ．e＝ 2ε msin2 ω t
D． e＝ε msin2 ωt
图3
(2) 题中产生的最大感应电流为 I m要使感应电流的最大值变为 2I m可用的方法是：
A ．把磁感应强度变为 2B
B ．把转动角速度变为 2ω
C ．用同样的导线做成一个面积为 2S 的线圈
D ．用同样的导线做成一个每边都是原长 2 倍的线圈
D ．125.6V
8 ．如图 4 所示，在磁感强度 B＝ 10T 的匀强磁场中有一矩形线圈 abcd,
其电阻 R ＝10Ω ，初始放置时线圈平面与磁感线平行，已知线圈
ab＝
15cm， ad＝10cm，线圈绕对称轴 OO’转动，且转速为 50 转 / 秒。求：
(1) 线圈得到的感应电动势峰值是多大？
(2) 如图规定感应电流方向 abcd 为正方向，且开始时 ab 边沿纸面
【高三】高考物理总复习交变电流的产生练习(带答案)
【高三】高考物理总复习交变电流的产生练习（带答案）交变电流的产生1.在均匀磁场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速旋转产生交流电的过程中，当线圈平面与中性面（）重合时，通过线圈的磁通量最大，线圈中感应电动势最大；B.通过线圈的磁通量为零，线圈中的感应电动势为零；C.通过线圈的磁通量为零，线圈中的感应电动势最大。
D.通过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势为零2．电动机是将电能转化为机械能的设备．下列使用了电动机的电器是（）a．电风扇b．电饭锅c．洗衣机d．日光灯3.当交流发电机的线圈转向线圈平面并与中性面重合时，以下陈述中正确的一个是（）A。
电流将改变方向B。
磁场的方向与线圈平面C平行。
通过线圈的磁通量是最大的D。
线圈产生的感应电动势是最大的4．照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的．可是我们在晚上七、八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些．这是因为用电高峰时（）a、总电阻比夜间高，电源线上的电流小，每个灯两端的电压低b．总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，通过每盏灯的电流较小c、总电阻比夜间小，电源线上的电流大，传输线上的电压损失大d．总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，每盏灯两端的电压较低5.关于交流发电机线圈在均匀磁场中旋转产生的交流电，以下陈述是正确的：（a）感应电流的方向每旋转一圈就改变一次；B.线圈每转一圈，感应电动势和感应电流的方向就改变一次；C.每次线圈平面通过中性面时，感应电流的方向改变一次，感应电动势的方向保持不变D.每次线圈平面通过中性面时，感应电动势和感应电流的方向改变一次6．下列关于感应电动势大小的说法，正确的是（）a、线圈中磁通量的变化越大，感应电动势越大b．线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大c、磁感应越强，感应电动势越大d．线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大7.当矩形线圈在均匀磁场中绕垂直于磁感应线的对称轴匀速旋转时，交流电流的最大值出现在（）a．线圈平面与磁感线平行时b、当线圈平面垂直于磁感应线时c．线圈平面与中性面重合时d、当线圈平面与中性面成30°角时8．单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，在转动的过程中，穿过线框中的最大磁通量为φm，最大感应电动势为em，下列说法中正确的是（）a．当穿过线框的磁通量为o时，线框中的感应电动势也为ob．当穿过线框的磁通量减小时，线框中的感应电动势在增大c．当穿过线框的磁通量等于φm/2时，线框中感应电动势为em/2d．线框转动的角速度为em/φm9.实验室中的交流发电机可以简化为图中所示的模型。
高考物理最新模拟题精选训练交变电流专题01交流电的产生和图像含解析word版本
专题01 交流电的产生和图像1．(2017黑龙江大庆一模)如图所示，N匝数矩形导线框在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO′匀速转动，线框面积为S，线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻R、理想电流表A和二极管D．电流表的示数为I，二极管D具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大，下列说法正确的是（）A．导线框转动的角速度为B．导线框转动的角速度为C．导线框转到图示位置时，导线框中的磁通量最大，瞬时电动势为零D．导线框转到图示位置时，导线框中的磁通量最大，瞬时电动势最大【参考答案】AC导线框转到图示位置时，线圈位于中性面处，导线框中的磁通量最大，瞬时电动势为零，故C正确，D错误；2．(2016·山东济南高三月考)某小型旋转电枢式发电机所产生的交变电动势为110 V、频率为60 Hz，要使它产生的电动势变为220 V、频率变为50 Hz，需要调整线圈的转速n、匝数N或磁感应强度的大小B。
下列调整合适的是( )A．使n变为原来的1.2倍，B变为原来的2倍，N变为原来的1.2倍B ．使n 变为原来的56，B 变为原来的56，N 变为原来的2倍C ．使n 变为原来的56，N 变为原来的2倍，B 不变D ．使n 变为原来的56，N 变为原来的2.4倍，B 不变【参考答案】D3．(2016·山东师大附中模拟)如图所示，一交流发电机的矩形线圈匝数为n ＝10，其电阻r ＝2 Ω，面积S ＝0.2 m 2，在磁感应强度B ＝2πT 的匀强磁场中，若线圈从中性面位置开始绕垂直于磁场方向的对称轴OO ′以ω＝10 π rad/s 的角速度匀速转动，向R ＝18 Ω的电阻供电。
则以下说法中正确的是( )A ．该线圈产生的是余弦式交变电流B ．线圈在转动过程中产生的最大感应电动势为40 VC ．线圈开始转动160 s 时流过电阻R 的瞬时电流大小为22A D ．电阻R 上消耗的电功率为9 W【参考答案】D【名师解析】若线圈从中性面开始运动，则穿过线圈的磁通量按照余弦规律变化，由法拉第电磁感应定律可知，其产生的感应电动势(感应电流)将按照正弦规律变化，选项A 错误；由于OO ′为线圈的对称轴，所以线圈产生的感应电动势的最大值应为E m ＝12nBS ω＝20 V ，选项B 错误；线圈在转动过程中产生的感应电动势的瞬时值表达式为e ＝20 sin 10πt (V)，所以其感应电流的瞬时值表达式为i ＝sin 10πt (A)，故当t ＝160s 时，流经电阻R 的瞬时电流大小为i ＝sin 10π×160 A ＝12 A ，选项C 错误；流经R 的电流的有效值为I ＝22A ，所以电阻R 上消耗的电功率为P ＝I 2R ＝9 W ，选项D 正确。
高考物理一轮复习专项训练及答案解析—交变电流的产生和描述
高考物理一轮复习专项训练及答案解析—交变电流的产生和描述1.在匀强磁场中，匝数N＝100的矩形线圈绕垂直磁感线的转轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势随时间变化规律如图所示，则下列说法正确的是()A．t＝0.5×10－2 s时，线圈平面与中性面重合B．t＝1×10－2 s时，线圈中磁通量变化率最大C．穿过每一匝线圈的最大磁通量为1×10－3 WbD．线圈转动的角速度为50π rad/s2.(2022·广东卷·4)如图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图．定子是仅匝数n不同的两线圈，n1>n2，二者轴线在同一平面内且相互垂直，两线圈到其轴线交点O的距离相等，且均连接阻值为R的电阻，转子是中心在O点的条形磁铁，绕O点在该平面内匀速转动时，两线圈输出正弦式交变电流．不计线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响，下列说法正确的是()A．两线圈产生的电动势的有效值相等B．两线圈产生的交变电流频率相等C．两线圈产生的电动势同时达到最大值D．两电阻消耗的电功率相等3．一只低压电源输出的交变电压为U＝102sin 314t (V)，π取3.14，以下说法正确的是()A ．这只电源可以使“10 V 2 W ”的灯泡正常发光B ．这只电源的交变电压的周期是314 sC ．这只电源在t ＝0.01 s 时电压达到最大值D ．“10 V 2 μF ”的电容器可以接在这只电源上4.(多选)如图所示，图线a 是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦式交变电流的图像，当调整线圈转速后，其在同一磁场中匀速转动过程所产生正弦式交变电流的图像如图线b 所示．下列关于这两个正弦式交变电流的说法中正确的是( )A ．在图中t ＝0时刻穿过线圈的磁通量均为零B ．线圈先后两次转速之比为3∶2C ．交变电流a 的电动势瞬时值表达式为e ＝10sin(5πt ) VD ．交变电流b 的电动势最大值为203V 5.某研究小组成员设计了一个如图所示的电路，已知纯电阻R 的阻值不随温度变化．与R 并联的是一个理想的交流电压表，D 是理想二极管(它的导电特点是正向电阻为零，反向电阻为无穷大)．在A 、B 间加一交流电压，其瞬时值的表达式为u ＝202sin 100πt (V)，则交流电压表的示数为( )A ．10 VB ．20 VC ．15 VD ．14.1 V6．(2018·全国卷Ⅲ·16)一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q 方；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q 正．该电阻上电压的峰值均为u 0，周期均为T ，如图所示．则Q 方∶Q 正等于( )A ．1∶ 2B.2∶1 C ．1∶2 D ．2∶17．(多选)如图所示，一个半径为r 的半圆形线圈，以直径ab 为轴匀速转动，转速为n ，ab 的左侧有垂直于纸面向里(与ab 垂直)的匀强磁场，磁感应强度大小为B .M 和N 是两个集流环，负载电阻为R ，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，若图示位置为初始时刻，则( )A ．感应电动势的最大值为2π2Bnr 2B ．从图示位置起到转过14转的时间内，负载电阻R 上产生的热量为π4B 2nr 48RC ．从图示位置起到转过14转的时间内，通过负载电阻R 的电荷量为πBr 22RD ．电流表的示数为π2r 2nB 2R8．(多选)(2023·陕西咸阳市模拟)如图所示，发电机内部线圈处于磁体和圆柱形铁芯之间的径向磁场中，磁体的N 、S 极间的过渡区域宽度很小，可忽略不计．线圈的匝数为N 、面积为S 、总电阻为r ，线圈所在位置的磁感应强度大小为B .当线圈以角速度ω匀速转动时，额定电压为U 、电阻为R 的小灯泡在电路中恰能正常发光，则( )A．发电机输出的电流为矩形波交流电B．灯泡两端电压U＝22NBSωC．感应电动势的有效值是(1＋rR)UD．转动过程中穿过线圈的磁通量始终为零9．(多选)如图甲所示，电阻不计、面积S＝0.04 m2的固定矩形线圈水平放置，与线圈平面垂直的空间有均匀分布的匀强磁场，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示．此时与线圈连接的额定电压是40 V的灯泡正常发光，氖泡两端瞬时电压达到40 V时开始发光．下列说法正确的是(不计灯丝电阻随温度的变化)()A．氖泡两端电压的瞬时值表达式为u＝402·cos 100πt (V)B．矩形线圈匝数N＝50匝C．氖泡的发光频率为50 HzD．若将氖泡换成一个耐压值为40 V的电容器，电容器可以安全工作10.如图所示，间距为L的光滑平行金属导轨，水平地放置在竖直向上且磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，一端接阻值为R的电阻．一有效电阻为r、质量为m的导体棒放置在导轨上，在外力F作用下从t＝0时刻开始运动，其速度随时间的变化规律为v＝v m sin ωt，不计导轨电阻．求：(1)从t ＝0到t ＝2πω时间内，电阻R 上产生的热量； (2)从t ＝0到t ＝2πω时间内，外力F 所做的功．11.(2023·山东德州市模拟)如图所示，坐标系xOy 的第一、四象限的两块区域内分别存在垂直纸面向里、向外的匀强磁场，磁感应强度的大小均为1.0 T ，两块区域曲线边界的曲线方程为y ＝0.5sin 2πx (m)(0≤x ≤1.0 m)．现有一单匝矩形导线框abcd 在拉力F 的作用下，从图示位置开始沿x 轴正方向以2 m/s 的速度做匀速直线运动，已知导线框长为1 m 、宽为0.5 m 、总电阻为1 Ω，开始时bc 边与y 轴重合．则导线框穿过两块区域的整个过程拉力F 做的功为( )A ．0.25 JB ．0.375 JC ．0.5 JD ．0.75 J12．(多选)如图所示的正方形线框abcd 的边长为L ，每边电阻均为r ，在垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B 的匀强磁场中绕cd 轴以角速度ω匀速转动，c 、d 两点与一阻值为r 的电阻相连，各表均可视为理想电表，导线电阻不计，则下列说法中正确的是( )A ．线框abcd 产生的电流为交变电流B ．当S 断开时，电压表的示数为零C．当S断开时，电压表的示数为28BωL2D．当S闭合时，电流表的示数为2BωL2 14r1．C 2.B 3.A 4.BCD 5.D 6.D 7．BCD8．AC [线圈在径向磁场中做切割磁感线运动，产生的感应电动势大小不变，方向做周期性变化，发电机输出的电流为矩形波交流电，A 正确；线圈以角速度ω匀速转动时，根据法拉第电磁感应定律，则有感应电动势的最大值为E m ＝NBSω，因磁场是辐向磁场，线圈切割磁感线的有效速度大小不变，所以发电机产生的感应电动势的有效值E ＝NBSω，灯泡两端电压U ＝NBSωR ＋rR ，B 错误；根据闭合电路欧姆定律，电源电动势大小为E ＝U R (R ＋r )＝(1＋r R )U ，C 正确；若转动过程中穿过线圈的磁通量始终为零，则不会产生感应电动势，D 错误．]9．AB [根据法拉第电磁感应定律可知，矩形线圈中会产生周期为0.02 s 的正弦式交流电，因为小灯泡正常发光，其两端电压有效值为40 V ，因此原线圈两端电压的瞬时值表达式为 u ＝402cos 100πt (V)，A 项正确；线圈产生的正弦式交流电电动势的最大值E m ＝NBSω＝40 2 V ，解得N ＝50匝，B 项正确；一个周期内，氖泡发光两次，因此氖泡发光频率是交流电频率的两倍，为100 Hz ，C 项错误；电容器的击穿电压(耐压值)指的是电压的最大值，题述交流电压的最大值大于40 V ，所以耐压值为40 V 的电容器接在氖泡位置将被击穿，D 项错误．]10．(1)(BL v m R ＋r )2πR ω (2)πB 2L 2v m 2ω(R ＋r )解析 (1)由导体棒切割磁感线产生感应电动势有E ＝BL v ，得e ＝BL v m sin ωt回路中产生正弦式交变电流，其有效值为E 有效＝BL v m 2在0～2πω时间内，电阻R 上产生的热量 Q ＝(E 有效R ＋r )2R ·2πω＝(BL v m R ＋r )2πR ω. (2)由功能关系得：外力F 所做的功W ＝R ＋r R Q ＝πB 2L 2v m 2ω(R ＋r ). 11．D [导线框位移为0≤x ≤0.5 m 过程，只有bc 边在磁场中切割磁感线，产生的电动势大小为E 1＝By v ＝sin 2πx (V)，此过程所用时间为t 1＝0.52s ＝0.25 s ，此过程的最大电动势为E 1m ＝sin(2π×0.25) V ＝1.0 V ，导线框位移为0.5 m<x ≤1.0 m 过程，bc 边和ad 边都在磁场中切割磁感线，产生的电动势方向相同，则导线框的电动势大小为E 2＝2|sin 2πx | (V)，此过程所用时间为t 2＝1.0－0.52s ＝0.25 s ，此过程的最大电动势为E 2m ＝2|sin(2π×0.75)| V ＝2.0 V ，导线框位移为1.0 m<x ≤1.5 m 过程，只有ad 边在磁场中切割磁感线，产生的电动势大小为E 3＝sin 2πx (V)，此过程所用时间为t 3＝1.5－1.02s ＝0.25 s ，此过程的最大电动势为E 3m ＝sin(2π×1.25) V ＝1.0 V ，则此过程中导线框的感应电动势随时间变化如图所示根据 Q ＝U 2R t ，可知此过程导线框产生的焦耳热为Q ＝⎝⎛⎭⎫1.0221×0.25 J ＋⎝⎛⎭⎫2.0221×0.25 J ＋⎝⎛⎭⎫1.0221×0.25 J ＝0.75 J ，根据能量守恒可知导线框穿过两块区域的整个过程，拉力F 做的功为0.75 J ，D 正确，A 、B 、C 错误．]12．ACD [线框abcd 绕着垂直于磁场的轴匀速转动，故产生的电流为交变电流，故A 正确；产生的交流电的电动势最大值为E m ＝BL 2ω，有效值为E ＝BL 2ω2，当S 断开时，电压表测量的电压为cd 间的电压，故U ＝14E ＝28BL 2ω，故B 错误，C 正确；当S 闭合时，电路总电阻为3r ＋r 2，ab 中的电流为I ＝E 7r 2＝27r BL 2ω，电流表的示数I A ＝I 2＝2BL 2ω14r，故D 正确．]。
高考物理一轮复习精讲精练 第12章 交变电流 第一讲 交变电流的产生和描述
第一讲交变电流的产生和描述➢知识梳理一、交变电流、交变电流的图像1．交变电流大小和方向均随时间做周期性变化的电流叫作交变电流。
2．正弦式交变电流的产生和变化规律(1)产生：在匀强磁场中，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动产生的电流是正弦式交变电流。
(2)中性面①中性面：与磁感线垂直的平面称为中性面。
②中性面的特点以及与峰值面(中性面的垂面)的比较中性面峰值面含义与磁场方向垂直的平面与磁场方向平行的平面穿过线圈的磁通量最大(BS)0磁通量的变化率0最大感应电动势0最大(NBSω)电流方向发生改变不变(3)电流方向的改变：线圈通过中性面时，电流方向发生改变，一个周期内线圈两次通过中性面，因此电流的方向改变两次。
(4)正弦式交流电的图像：如果从线圈位于中性面位置时开始计时，其图像为正弦曲线。
如图甲、乙所示。
(5)变化规律正弦式交变电流的函数表达式(线圈在中性面位置时开始计时)①电动势e随时间变化的规律：e＝E m sinωt，其中ω表示线圈转动的角速度，E m＝NBSω。
②负载两端的电压u随时间变化的规律：u＝U m sinωt。
③电流i随时间变化的规律：i＝I m sinωt。
二、描述交变电流的物理量1．周期和频率(1)周期(T )：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间，单位是秒(s)，公式T ＝2πω。
(2)频率(f )：交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数。
单位是赫兹(Hz)。
(3)周期和频率的关系：T ＝1f 或f ＝1T。
2．交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值(1)瞬时值：交变电流的电动势、电流或电压在某一时刻的值，是时间的函数。
(2)峰值：交变电流的电动势、电流或电压所能达到的最大值。
(3)有效值①定义：让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量相等，就把这个恒定电流的电流I 、电压U 叫作这一交变电流的有效值。
②有效值和峰值的关系：E ＝E m 2，U ＝U m 2，I ＝I m2。
高考物理一轮复习精选题辑课练交变电流的产生和描述
课练32 交变电流的产生和描述1．(2020·湖北黄冈中学月考)(多选)有一个交变电流U ＝311sin314t(V)，则下列说法中正确的是( )A ．这个交变电流的频率是50 HzB ．它可以使“220 V 100 W”的灯泡正常发光C ．用交流电压表测量时，读数为311 VD ．使用这个交变电流的用电器，每通过1 C 的电荷量时，电流做功220 J 答案：ABD解析：由瞬时值表达式可知U m ＝311 V ，ω＝314 rad/s ，频率f ＝ω2π＝50 Hz ，选项A 正确；电压的有效值U 有＝U m2＝220 V ，可以使“220 V 100 W”的灯泡正常发光，选项B 正确；交流电表读数为有效值，选项C 错误；每通过1 C 的电荷量时，电流做功W ＝qU 有＝220 J ，选项D 正确．2．(2020·广东信宜中学月考)(多选)如图所示，某交流发电机的线圈共n 匝，面积为S ，内阻为r ，线圈两端与电阻R 构成闭合回路．当线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中，以角速度ω绕轴OO′匀速转动时，下列说法正确的是( )A ．产生感应电动势的有效值E ＝nBSω2B ．从图示位置转过90°的过程中，通过电阻R 横截面的电荷量q ＝nBSRC ．线圈经过中性面时，感应电流达到最大值D ．线圈中的电流每经过时间πω方向改变一次答案：AD解析：线圈中产生的感应电动势最大值E m ＝nBSω，产生的是正弦式交变电流，则产生感应电动势的有效值E ＝E m 2＝nBSω2，选项A 正确；从图示位置转过90°的过程中，通过电阻R 横截面的电荷量q ＝I －Δt，而平均感应电流I －＝E －r ＋R ，平均感应电动势E －＝n ΔΦΔt ，故q ＝nΔΦr ＋R，而线圈从图示位置转过90°的过程中，磁通量的变化ΔΦ＝BS ，可得q ＝nBSr ＋R，选项B 错误；线圈经过中性面时，磁通量最大，但磁通量的变化率最小，为0，因此感应电动势为0，故感应电流达到最小值，选项C 错误；交变电流周期为T ＝2πω，一个周期内线圈中电流方向改变两次，则线圈中的电流每经过时间πω方向改变一次，选项D 正确．3．(2020·黑龙江哈六中模拟)两个完全相同的电热器，分别通以图甲、乙所示的峰值相等的矩形交变电流和正弦式交变电流，则这两个电热器的电功率之比P 甲∶P 乙等于( )A.2∶1 B．2∶1C ．4∶1 D．1∶1 答案：B解析：矩形交变电流的有效值I 1＝I m ，正弦式交变电流的有效值I 2＝I m 2，根据电功率公式P ＝I 2R ，得P 甲∶P 乙＝I 21∶I 22＝I 2m ∶⎝⎛⎭⎪⎫I m 22＝2∶1，故选项B 正确． 4．(2020·上海静安区一模)如图所示，虚线上方是有界匀强磁场，扇形导线框绕垂直于框面的轴O 以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，线框中感应电流方向以逆时针方向为正，则下图中能正确反映线框转动一周过程中感应电流随时间变化的图象是( )答案：A解析：当线框进入磁场时，通过线框的磁通量的变化率不变，即感应电动势及感应电流大小不变，由右手定则可知，电流方向为逆时针方向，为正值，当线框全部进入磁场后，通过线框的磁通量不变，线框中无感应电流，故A 正确，B 、C 、D 错误．5．(2020·山西孝义一模)(多选)一个矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈中的磁通量随时间变化的关系如图所示，线圈的电阻为R ，共有n 匝，则下列说法正确的是( )A ．t ＝T2时刻，线圈中的感应电动势为零B ．t ＝T 2时刻，磁通量的变化率为ΔΦΔt ＝2πΦ0TC ．线圈中感应电动势的瞬时表达式为e ＝2πnΦ0T sin 2πTtD ．若磁通量的变化周期变为T2，则线圈中电流的功率增大为原来的4倍答案：BD解析：t ＝T2时刻，线圈中磁通量的变化率最大，线圈中的感应电动势最大，故A 错误；由题目结合图象可知，t ＝T 2时刻，线圈中感应电动势有最大值E m ＝nBSω＝nΦ02πT ＝2πnΦ0T ＝n ΔΦΔt ，解得ΔΦΔt ＝2πΦ0T，故B 正确；线圈中感应电动势的瞬时表达式e ＝E m cos 2πT t ＝2πnΦ0T cos 2πTt ，故C 错误；若磁通量的变化周期变为T 2，则电动势的最大值、有效值均变为原来的2倍，由线圈中电流的功率P ＝E2R可知，电流的功率增大为原来的4倍，故D 正确．6．(2020·广西南宁期末)(多选)如图所示，小型旋转电枢式交流发电机中矩形线圈的电阻r ＝1 Ω，匝数为10匝，线圈处于匀强磁场中，线圈绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与电路连接，电路中电表均为理想交流电表，滑动变阻器R 的最大阻值为4 Ω，滑片P 位于滑动变阻器的中点，线圈的转速为10 r/s ，闭合开关S ，电压表的示数为4 V ，电流表的示数为0.5 A ，则下列说法正确的是( )A ．从图示时刻开始，线圈中产生的电动势瞬时表达式为e ＝4.5cos2πt(V)B ．灯泡消耗的功率为1.5 WC ．线圈转动过程中，通过线圈的最大磁通量约为1×10－2Wb D ．滑动变阻器的滑片向左移，电压表、电流表的示数均变小 答案：BC解析：由题可知，感应电动势的有效值为E ＝U ＋Ir ＝4 V ＋0.5×1 V＝4.5 V ，最大值为E m ＝4.5 2 V ，从图示时刻开始产生的电动势的瞬时表达式为e ＝E m cos2πnt＝4.52cos20πt(V)，A 错误；滑动变阻器两端的电压有效值U R ＝IR ＝0.5×2 V＝1 V ，因此灯泡两端的电压有效值为U L ＝3 V ，灯泡消耗的功率为P＝U L I ＝3×0.5 W＝1.5 W ，B 正确；由E m ＝N 2πΦm T ＝NΦm ω得Φm ＝E m N·2πn ＝92400πWb ＝1×10－2Wb ，C正确；滑动变阻器的滑片向左移，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路中的电流减小，电流表的示数减小，电源的内阻消耗的电压减小，输出电压增大，电压表的示数增大，D 错误．7.(2020·黑龙江省大庆市质量检测)(多选)如右图所示，N 匝矩形导线框在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕轴OO ′匀速转动，线框面积为S ，线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻R 、理想电流表A 和二极管D.电流表的示数为I ，二极管D 具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大．下列说法正确的是( )A ．导线框转动的角速度为2RINBSB ．导线框转动的角速度为4RINBSC ．导线框转到图示位置时，线框中的磁通量最大，瞬时电动势为零D ．导线框转到图示位置时，线框中的磁通量最大，瞬时电动势最大 答案：AC解析：导线框产生的最大感应电动势E m ＝NBSω.根据二极管的特点可知，在一个周期内只有半个周期回路中有电流，根据交变电流的热效应可知⎝ ⎛⎭⎪⎫NBSω2R 2R·T 2＝I 2RT ，解得ω＝2RI NBS ，故A 正确，B 错误；导线框转到图示位置时，即导线框位于中性面位置，线框中的磁通量最大，瞬时电动势为零，故C 正确，D 错误．8．(多选)如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线a 、b 所示，则( )A ．两次t ＝0时刻线圈平面均与中性面重合B ．曲线a 、b 对应的线圈转速之比为2∶3C ．曲线a 表示的交变电动势频率为25 HzD．曲线b表示的交变电动势有效值为10 V答案：AC解析：从电动势的图象看到，t＝0时刻，感应电动势为0，所以此时线圈平面与中性面重合，A正确．从电动势的图象知a、b对应的周期之比T a∶T b＝2∶3，因线圈转动的角速度ω＝2πT，则a、b对应的转速之比n a∶n b＝3∶2，B错误．a的周期为0.04 s，故a的频率为25 Hz，C正确．由最大值U m＝nBSω可知，二者最大值之比为3∶2，则b表示的交变电动势的最大值约10 V，其有效值为5 2 V，D错误．9．(多选)电路如图甲所示，电阻R的阻值为484 Ω，C为电容器，L为直流电阻不计的电感线圈，开关S断开，当接上如图乙所示的电压u，下列说法正确的是( )A．R上的电压应等于155.5 VB．电压表的示数为220 VC．电阻R消耗的功率小于50 WD．为保证闭合开关S后电容器不被击穿，该电容器的耐压值不得小于311 V答案：CD解析：设电压表的读数为U，根据电压有效值的概念应有U2RT＝0＋⎝⎛⎭⎪⎫31122R·T2，解得U＝110 2 V≈155.5 V，即电压表的示数应为155.5 V，由于线圈的自感作用，电阻R两端的电压应小于155.5 V，所以A、B 错误；当不考虑线圈的自感作用时，电阻R消耗的功率为P＝U2R＝11022484W＝50 W，所以由于线圈的自感作用，电阻R消耗的功率一定小于50 W，所以C正确；根据电源电压图象可知，电源的电压最大值为311 V，电容器的耐压值不能小于311 V，所以D正确．10.如图所示，面积为S的矩形线圈共N匝，线圈总电阻为R，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中以竖直线OO′为轴，以角速度ω匀速旋转，图示位置C与纸面共面，位置A与位置C成45°角．线圈从位置A转过90°到达位置B的过程中，下列说法正确的是( )A．平均电动势为22πNBSωB．通过线圈某一截面的电荷量q＝22NBSRC．在此转动过程中，外界对线圈做的总功为N2B2S2πω4RD．在此转动过程中，电流方向会发生改变答案：A解析：线圈从位置A转过90°到达位置B的过程中，ΔΦ＝2BScos45°＝2BS，Δt＝π2ω，根据E＝NΔΦΔt，得E＝22πNBSω，故A正确．根据E＝NΔΦΔt，q＝ERΔt＝NΔΦR＝2BSNR，故B错误．产生电动势的峰值E m＝NBSω，则有效值E＝E m2＝NBSω2，则W＝Q＝E2RΔt＝N2B2S2πω4R，从A转过90°过程中，电动势有效值不等于E m2，故C 错误．线圈每经过中性面一次，电流方向改变，线圈从位置A 转过90°到达位置B 的过程中，电流方向不变，故D 错误．11．如图所示，虚线两侧有垂直线框平面磁感应强度均为B 的匀强磁场，直角扇形导线框半径为L 、总电阻为R ，绕垂直于线框平面的轴O 以角速度ω匀速转动．线框从图中所示位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流的有效值是( )A.BL 2ωR B.2BL 2ω2RC.2BL 2ω4RD.2BL 2ωR答案：B解析：线框从图示位置转过90°的过程中，即在0～T4内，穿过闭合线框的磁通量不变，线框内无感应电流；在转过90°至180°的过程中，即在T 4～T 2内，线框中的感应电动势为E ＝BL 2ω，大小恒定不变，感应电流沿逆时针方向；在转过180°至270°的过程中，即在T 2～3T4内，穿过闭合线框的磁通量不变，线框内无感应电流；在转过270°至360°的过程中，即在3T 4～T 内，线框中的感应电动势为E ＝BL 2ω，大小恒定不变，感应电流沿顺时针方向．根据以上分析，画出一个周期内感应电动势E —t 图象(图象略)，利用电流的热效应计算感应电动势的有效值为U 有＝2BL 2ω2，所以I 有＝U 有R ＝2BL 2ω2R，选项B 正确．12．(2020·内蒙古包头测评)(多选)有一种家用电器，图甲是其电路工作原理图，当电阻丝接在u ＝311 sin100πt(V)的交流电源上后，电阻丝开始加热，当其温度达到某一数值时，自动控温装置P 启动，使电阻丝所接电压变为按图乙所示波形变化(部分仍为正弦波)，从而进入保温状态．不计电阻丝阻值的变化，则下列说法正确的是( )A ．P 启动后，电阻丝的功率变为原来的一半B ．P 启动后，电阻丝所接电压的频率变为原来的一半C ．P 启动后，电压表的读数大约是原来的0.5倍D ．P 启动后，电压表的读数大约是原来的0.7倍 答案：AD解析：P 启动前电阻丝的功率P 1＝311/22R ＝31122R ，结合乙图可知电阻丝的功率P 2＝U ′2有R，由有效值定义有U 2有R ·T 2＋0＝U ′2有R T ，得P 2＝12·U 2有R ＝12·31122R，则知P 1＝2P 2，A 正确；P 启动前所接电压的频率f ＝100π2π Hz ＝50 Hz ，启动后所接电压的频率f′＝1T ＝10.02 Hz ＝50 Hz ，则B 错误；电压表测有效值，启动前U 有＝3112V ，又由启动前后功率关系可知，启动后U′有＝22·U 有≈0.7U 有，则C 错误，D 正确．刷题加餐练刷高考真题——找规律 1．(2020·天津卷)(多选)在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化．设线圈总电阻为2 Ω，则( )A ．t ＝0时，线圈平面平行于磁感线B ．t ＝1 s 时，线圈中的电流改变方向C ．t ＝1.5 s 时，线圈中的感应电动势最大D ．一个周期内，线圈产生的热量为8π2J 答案：AD解析：由题图可知，t ＝0时刻穿过该线圈的磁通量为零，线圈平面与磁感线平行，选项A 正确；线圈中电流为零时，方向改变，此时磁通量应最大，选项B 错误；t ＝1.5 s 时，穿过该线圈的磁通量最大，感应电动势为零，选项C 错误；由ω＝2πT＝π rad/s，E m ＝nBSω＝nΦm ω＝4π V，可得电压的有效值为U ＝4π2V ＝22π V，一个周期内线圈产生的热量为Q ＝U 2R T ＝8π2J ，选项D 正确．2．(2020·新课标全国卷Ⅲ)(多选)如图，M 为半圆形导线框，圆心为O M ；N 是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为O N ；两导线框在同一竖直面(纸面)内；两圆弧半径相等；过直线O M O N 的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面．现使线框M 、N 在t ＝0时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过O M 和O N 的轴，以相同的周期T 逆时针匀速转动，则( )A ．两导线框中均会产生正弦交流电B ．两导线框中感应电流的周期都等于TC ．在t ＝T8时，两导线框中产生的感应电动势相等D ．两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等 答案：BC解析：当导线框进入磁场时，两导线框切割磁感线的有效长度不变，且又匀速旋转切割磁感线，根据E ＝BRv ＝BR ⎝ ⎛⎭⎪⎫12ωR ＝12BR 2ω，可得产生的感应电动势恒定，故产生恒定的电流，不是正弦式交流电，选项A 错误；感应电流的周期和导线框的运动周期相等，两导线框中感应电流的周期都等于T ，选项B 正确；在t ＝T 8时，两导线框中产生的感应电动势相等，都等于E ＝12BR 2ω，选项C 正确；导线框M 在整个周期T内，始终有一个边在切割磁感线，线框N 在进入磁场后，0～T 4和12T ～3T4内有感应电动势，其余时间没有感应电动势产生，所以二者感应电流的有效值不相等，选项D 错误．3．(2020·四川理综)小型发电机线圈共N 匝，每匝可简化为矩形线圈abcd ，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO′，线圈绕OO′匀速转动，如图所示．矩形线圈ab 边和cd 边产生的感应电动势的最大值都为e 0，不计线圈电阻，则发电机输出电压( )A ．峰值是e 0B ．峰值是2e 0C ．有效值是22Ne 0 D ．有效值是2Ne 0答案：D解析：矩形线圈ab 边和cd 边产生的感应电动势的最大值都为e 0，不计线圈电阻，则发电机输出电压峰值为2Ne 0，选项A 、B 错误；发电机输出电压的有效值为2Ne 02＝2Ne 0，选项C 错误，D 正确．刷仿真模拟——明趋向4．(2020·湖南衡阳联考)(多选)如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势如图乙中曲线a 、b 所示，则下列说法正确的是( )A ．曲线a 表示的交变电动势瞬时值e a ＝36 sin25πt VB ．曲线b 表示的交变电动势最大值为28.8 VC ．t ＝5×10－2s 时，曲线a 、b 对应的感应电动势大小之比为32∶2D ．t ＝6×10－2s 时，曲线a 对应线框的磁通量最大，曲线b 对应线框的磁通量为0 答案：AC解析：由图乙可知，E ma ＝36 V ，ωa ＝2πT a ＝2π8×10－2 rad/s ＝25πrad/s，则曲线a 表示的交变电动势瞬时值e a ＝E ma sinωa t ＝36sin25πt V，故A 正确；由图乙知曲线a 、b 表示的交变电流的周期之比为T a ∶T b＝(8×10－2)∶(12×10－2)＝2∶3，由ω＝2πT可知ωa ∶ωb ＝T b ∶T a ＝3∶2，所以曲线a 、b 表示的交变电动势的最大值之比E ma ∶E mb ＝NBSωa ∶NBSωb ＝ωa ∶ωb ＝3∶2，又有E ma ＝36 V ，则E mb ＝24 V ，故B 错误；曲线a 表示的交变电动势瞬时值e a ＝36sin25πt V，曲线b 表示的交变电动势瞬时值e b ＝24sin 2π12×10－2tV ，将t ＝5×10－2s 代入，得e a ＝－18 2 V ，e b ＝12 V ，|e a |∶e b ＝32∶2，故C 正确；由图乙知t ＝6×10－2s 时，a 的电动势最大，对应线框的磁通量为0，b 的电动势为0，对应线框的磁通量最大，故D 错误． 5．(2020·福建福州质检)某交流电源电动势随时间变化的规律如图所示，现用该电源对标称为“5 V 10 W”的电动机供电；电源内阻不计，下列说法正确的是( )A ．电动机的内阻为2.5 ΩB ．电动机的发热功率为10 WC ．通过电动机的电流为2 AD ．通过电动机的电流为2 2 A 答案：C解析：由图知该电源电动势最大值为E m ＝5 2 V ，则有效值E ＝5 V ，通过电动机的电流为I ＝105A ＝2 A ，电动机是非纯电阻元件，电动机内阻r<52Ω＝2.5 Ω，电动机的发热功率P 热＝I 2r<P 总＝10 W ，故A 、B 、D 错误，C 正确．6.(2020·江西八校联考)将硬导线中间一段折成半圆形，使其半径为R ，让它在磁感应强度为B ，方向如图所示的匀强磁场中绕轴MN 匀速转动．导线在a 、b 两处通过电刷与外电路连接，外电路接有额定功率为P 、电阻为r 的小灯泡并正常发光．电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，则下列说法中正确的是( )A ．半圆形硬导线的转速为2rPπ2R 2BB ．半圆形硬导线的转速为rPπ2R 2BC ．线圈从图示位置转90°过程中通过小灯泡的电荷量为πR 2BrD ．线圈从图示位置转90°过程中通过小灯泡的电荷量为零 答案：A解析：转动的半圆形导线切割磁感线，产生感应电动势直接给灯泡供电，因灯泡此时正常发光，则其功率为P ，电阻为r ，设线圈转速为n ，则感应电动势的有效值E 有＝B·π·R 2·12·2πn 2，由P ＝U 2R 得：E 2有＝P·r，可求得：n ＝2rP π2R 2B ，则A 对、B 错；线圈从图示位置转90°的过程中通过灯泡的电荷量q ＝ΔΦr＝B·π·R 2·12r ＝πR 2B2r，则C 、D 错．7．(2020·广东惠州模拟)如图甲所示，在磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，有一矩形单匝线圈，其面积为S ，总电阻为r ，线圈两端外接一电阻R 和一个理想交流电流表．若线圈绕对称轴OO′以角速度ω做匀速转动，图乙是线圈转动过程中产生的感应电动势e 随时间t 变化的图象，下列说法正确的是( )A ．在t 1～t 3时间内，穿过线圈平面的磁通量的变化量为BSB ．在t 3～t 4时间内，通过电阻R 的电荷量为BSRC ．在t 3时刻穿过线圈平面的磁通量的变化率为2BSωD ．在t 3时刻电流表的示数为BSω2R ＋r答案：D解析：由题图可知，在t 1和t 3时刻穿过线圈平面的磁通量大小为0，方向相反，则在t 1～t 3时间内穿过线圈平面的磁通量的变化量为0，A 错误；在t 3～t 4时间内，磁通量的变化量为BS ，则平均电动势E ＝BS Δt ，因此通过电阻R 的电荷量为q ＝E R ＋r ·Δt＝BS Δt R ＋r Δt＝BSR ＋r，故B 错误；在t 3时刻电动势E m ＝BSω，则由法拉第电磁感应定律，E m ＝ΔΦΔt可知，则穿过线圈的磁通量变化率为BSω，故C 错误；在t 3时刻电流表的示数为交变电流的有效值，则有I ＝E m 2R ＋r＝BSω2R ＋r，故D 正确．刷最新原创——抓重点8．(2020·安徽“江南十校”联考)(多选)如图所示，处在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B 的匀强磁场中的单匝矩形线框MNPQ ，以恒定的角速度ω绕对角线NQ 转动．已知MN 长为l 1，NP 长为l 2，线框电阻为R.在t ＝0时刻线框平面与纸面重合，下列说法正确的是( )A ．矩形线框产生的感应电动势有效值为22Bl 1l 2ωB ．矩形线框转过半周时，通过线框的电流为零C ．矩形线框转动一周时，通过线框的电流为Bl 1l 2RD ．矩形线框在转动半周过程中产生的热量为πB 2l 21l 22ω2R答案：ABD解析：矩形线框产生正弦式交变电流，则产生的感应电动势最大值E m ＝Bl 1l 2ω，所以有效值E ＝22Bl 1l 2ω，A 正确；当矩形线框转过半周时，线框平面与磁场垂直，磁通量最大，磁通量变化量为零，感应电动势为零，感应电流为零，B 正确；转过一周时，通过线框的电流为零，C 错误；矩形线框在转动半周过程中产生的热量Q ＝E 2R t ＝E 2πRω＝πB 2l 21l 22ω2R ，D 正确．9．一个氖泡指示灯，其发光需要电压超过50 3 V ，在它发光的情况下逐渐降低电压，要降到50 2 V时才熄灭，氖泡两极不分正负，现有峰值为100 V 、频率为50 Hz 的正弦交流电压加在氖泡指示灯两端，则在一小时内氖泡指示灯发光的时间为( )A ．10 minB ．25 minC ．30 minD ．35 min 答案：B解析：根据题意交流电电压瞬时值的表达式为e ＝100sin100πt(V)，T ＝150s ，则在前半个周期内，当t ＝T 6时，开始发光，t ＝38T 时，停止发光，发光时间为Δt＝38T －T 6＝524T ，整个周期发光时间为2Δt＝512T ，故一个小时内的发光时间为t ＝3 600 s T ×512T ＝1 500 s ＝25 min ，B 正确． 刷易错易误——排难点易错点1 对交变电流的“有效值”等理解不到位导致错解10．如图，实验室一台手摇交流发电机，内阻r ＝1.0 Ω，外接R ＝9.0 Ω的电阻．闭合开关S ，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势e ＝102sin10πt(V)，则( )A ．该交变电流的频率为10 HzB ．该电动势的有效值为10 VC ．外接电阻R 所消耗的电功率为10 WD ．电路中理想交流电流表的示数为 2 A 答案：B解析：根据题意知，转子转动的角速度ω＝10π rad/s.又ω＝2πf，则该交变电流的频率f ＝5 Hz ，选项A 错误；该交变电流电动势的最大值E m ＝10 2 V ，则有效值E ＝E m 2＝10 V ，选项B 正确；根据欧姆定律可得，电路中电流有效值I ＝E R ＋r＝1.0 A ，即电流表的示数为1.0 A ，电阻R 所消耗的电功率P ＝I 2R＝9.0 W ，选项C 、D 错误．易错点2 对交流电的“四值”理解不准确而出错11．(多选)如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd 全部处于磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，线框面积为S ，电阻为R.线框绕与cd 边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动，从图示位置开始计时，下列说法正确的是( )A ．当转过60°时，感应电动势的瞬时值为3BSω2B ．当转过60°时，感应电流的瞬时值为BSω2RC ．在转过60°的过程中，感应电动势的平均值为3BSω2πD ．在转过90°的过程中，感应电流的有效值为2BSω2R答案：AD解析：由题意及法拉第电磁感应定律知道，线圈在磁场中做周期性转动，产生的感应电动势的大小符合正弦曲线变化规律，线圈中的感应电动势的峰值为E m ＝nBlv ＝nB·2πrv m ，故小电珠中电流的峰值为I m＝E m R 1＋R 2＝20×0.20π×2π×0.1×29.5＋0.5 A ＝0.16 A ，A 正确，B 错误；电压表示数为U ＝I m2·R 2≈1.07 V，C 错误；当t ＝0.1 s 也就是T4时，外力的大小为F ＝nB·2πrI m ＝0.128 N ，D 正确．刷综合大题——提能力12．(2020·湖南长沙一中月考)风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展，如图所示风车阵中发电机输出功率为100 kW ，输出电压是250 V ，用户需要的电压是220 V ，输电线电阻为10 Ω.若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：(1)在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比； (2)用户得到的电功率是多少．答案：(1)1∶20 240∶11 (2)96 kW 解析：(1)输电线损耗的功率 P 损＝P×4%＝100 kW×4%＝4 kW.输电线的电流I 2＝P 损R 线＝4×10310A ＝20 A.升压变压器输出电压U 2＝P I 2＝100×10320V ＝5000 V.高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
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专题01 交流电的产生和图像1．( 黑龙江大庆一模)如图所示，N 匝数矩形导线框在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕轴OO′匀速转动，线框面积为S ，线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻R 、理想电流表A 和二极管D ．电流表的示数为I ，二极管D 具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大，下列说法正确的是（ ）A ．导线框转动的角速度为B ．导线框转动的角速度为C ．导线框转到图示位置时，导线框中的磁通量最大，瞬时电动势为零D ．导线框转到图示位置时，导线框中的磁通量最大，瞬时电动势最大 【参考答案】AC导线框转到图示位置时，线圈位于中性面处，导线框中的磁通量最大，瞬时电动势为零，故C 正确，D 错误；2．(2016·山东济南高三月考)某小型旋转电枢式发电机所产生的交变电动势为110 V 、频率为60 Hz ，要使它产生的电动势变为220 V 、频率变为50 Hz ，需要调整线圈的转速n 、匝数N 或磁感应强度的大小B 。
下列调整合适的是( )A ．使n 变为原来的1.2倍，B 变为原来的2倍，N 变为原来的1.2倍； B ．使n 变为原来的56，B 变为原来的56，N 变为原来的2倍；C ．使n 变为原来的56，N 变为原来的2倍，B 不变；D ．使n 变为原来的56，N 变为原来的2.4倍，B 不变【参考答案】D3．(2016·山东师大附中模拟)如图所示，一交流发电机的矩形线圈匝数为n ＝10，其电阻r ＝2 Ω，面积S ＝0.2 m 2，在磁感应强度B ＝2π T 的匀强磁场中，若线圈从中性面位置开始绕垂直于磁场方向的对称轴OO ′以ω＝10 π rad/s的角速度匀速转动，向R ＝18 Ω的电阻供电。
则以下说法中正确的是( )A ．该线圈产生的是余弦式交变电流B ．线圈在转动过程中产生的最大感应电动势为40 VC ．线圈开始转动160 s 时流过电阻R 的瞬时电流大小为22 AD ．电阻R 上消耗的电功率为9 W【参考答案】D【名师解析】若线圈从中性面开始运动，则穿过线圈的磁通量按照余弦规律变化，由法拉第电磁感应定律可知，其产生的感应电动势(感应电流)将按照正弦规律变化，选项A 错误；由于OO ′为线圈的对称轴，所以线圈产生的感应电动势的最大值应为E m ＝12nBSω＝20 V ，选项B 错误；线圈在转动过程中产生的感应电动势的瞬时值表达式为e ＝20 sin 10πt (V)，所以其感应电流的瞬时值表达式为i ＝sin 10πt (A)，故当t ＝160s 时，流经电阻R 的瞬时电流大小为i ＝sin 10π×160 A ＝12 A ，选项C 错误；流经R 的电流的有效值为I ＝22 A ，所以电阻R 上消耗的电功率为P ＝I 2R ＝9 W ，选项D 正确。
4.．小型交流发电机的矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间的关系是正弦函数．将发电机与一个标有“6 V、6 W”的小灯泡连接形成闭合回路，不计电路的其他电阻．当线圈的转速为n ＝5 r/s 时，小灯泡恰好正常发光，则电路中电流的瞬时值表达式为( )A ．i ＝sin 5t (A)B ．i ＝sin 10πt (A)C ．i ＝1.41sin 5t (A)D ．i ＝1.41sin 10πt (A)【参考答案】D5．电阻为1 Ω的矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图象如图所示．现把交流电加在电阻为9 Ω的电热丝上，下列判断正确的是( )A ．线圈转动的角速度ω＝100 rad/sB ．在t ＝0.01 s 时刻，穿过线圈的磁通量最大C ．电热丝两端的电压U ＝100 2 VD ．电热丝此时的发热功率P ＝1 800 W【参考答案】D6．面积都为S 且电阻相同的正方形线圈和圆形线圈，分别放在如图7所示的磁场中，图甲中是磁感应强度为B 0的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T 绕OO ′轴匀速转动，图乙中磁场变化规律为B ＝B 0cos2πtT，从图示位置开始计时，则( )A ．两线圈的磁通量变化规律相同B ．两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同C ．经相同的时间t (t ＞T )，两线圈产生的热量相同D ．从图示位置时刻起，经T4时间，流过两线圈横截面的电荷量相同【参考答案】ACD【名师解析】图甲中通过线圈的磁通量变化规律为Φ甲＝B 0S cos 2πTt ，图乙中通过线圈的磁通量变化规律为Φ乙＝B 0S cos 2πTt .由于两线圈的磁通量变化规律相同，则两线圈中感应电动势的变化规律相同，达到最大值的时刻也相同，有效值E 也相同．又因两线圈电阻相同，所以Q ＝E 2R t 也相同．经过T4时间，流过两线圈横截面的电荷量q＝I ·T4也相同，故选项A 、C 、D 正确．7．如图所示，电路中完全相同的三个灯泡L 1、L 2、L 3分别与电阻R 、电感L 、电容C 串联，然后再并联到“220 V 50 Hz”的交流电源上，三只灯泡的亮度相同．若保持交变电压不变，将交变电流的频率增大到60 Hz ，则发生的现象为( )A ．三灯亮度不变B ．三灯均变亮C ．L 1不变、L 2变亮、L 3变暗D ．L 1不变、L 2变暗、L 3变亮【参考答案】D8．如图所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系．若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过1 min 的时间，两电阻消耗的电功之比W 甲∶W 乙为( )A ．1∶ 2B ．1∶2C ．1∶3D ．1∶6【参考答案】C【名师解析】电功的计算中，I 要用有效值计算．图甲中，由有效值的定义得⎝ ⎛⎭⎪⎫122R ×2×10－2＋0＋⎝ ⎛⎭⎪⎫122R ×2×10－2＝I 21R ×6×10－2 得I 1＝33A图乙中，I 的值不变，I 2＝1 A由W ＝UIt ＝I 2Rt 可以得到W 甲∶W 乙＝1∶3.9．（2016河南开封一模）如右图所示，甲为一台小型发电机构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律如图乙所示。
发电机线圈内阻为1 Ω，外接灯泡的电阻为9 Ω恒定不变，则下列说法中正确的为 ( )A ．电压表的示数为6VB ．发电机的输出功率为4WC ．在l.0×10-2s 时刻，穿过线圈的磁通量最大D ．在1.0×10-2s 时刻，穿过线圈的磁通量变化率最大 【参考答案】．C【考点】本题考查了交变电流的产生，交变电流图象及其相关的知识点。
【易错点拨】解答此题易错点主要有三：一是混淆最大值和有效值，混淆电动势和路端电压，错选A 。
二是混淆磁通量与磁通量变化率，错选D 。
三是不能从交变电流图象中提取想、有效信息，无从下手，胡乱选择。
10. .( 2016湖北七市(州)联考)一交流发电机和理想变压器按如图电路连接。
已知该发电机线圈匝数为N ，电阻为r ，当线圈以转速n 匀速转动时，电压表示数为U ，灯泡（额定电压为U0，电阻恒为R ）恰能正常发光，则（电表均为理想电表）A ．变压器的匝数比为U ∶U0B ．电流表的示数为20U URC ．在图示位置时，发电机线圈的磁通量为22UNnD ．从图示位置开始计时，变压器输入电压的瞬时值表达式为u= Usin(2nπt )【参考答案】．AB【命题意图】本题考查了交变电流的产生、交变电流的瞬时值表达式、变压器及其相关的知识点。
11．(2016安徽江南十校联考)如图，处在垂直纸面向外、磁感应强度为B 的匀强磁场中的矩形线框MNPQ ，以恒定的角速度ω绕对角线NQ 转动。
已知MN 长为1l ，NP 长为2l ，线框电阻为R 。
t =0时刻线框平面与纸面重合，下列说法正确的是A ．矩形线框产生的感应电动势有效值为ω2122l Bl B ．矩形线框转过π时的电流强度为零C ．矩形线框转动一周，通过线框任意横截面电荷量为Rl Bl 21 D ．矩形线框转过π过程中产生的热量为Rl l B 222212ωπ【参考答案】ABD【考点】交流电流的产生，描述交流电流的值12．(2016·福建厦门高三期末)在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，如图甲所示。
产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示。
则下列说法正确的是( )甲 乙A ．t ＝0.01 s 时穿过线框的磁通量最小B ．该交变电动势的有效值为11 2 VC ．该交变电动势的瞬时值表达式为e ＝22 2 cos 100 πt (V)D ．电动势瞬时值为22 V 时，线框平面与中性面的夹角为45°【参考答案】D【名师解析】t＝0.01 s时，感应电动势为零，线框位于中性面位置，穿过线框的磁通量最大，A项错误；由图象知，正弦交变电动势的最大值为U m＝22 2 V，故有效值U＝U m2＝22 V，B项错误；t＝0时，感应电动势为零，故瞬时值表达式应为e＝22 2 sin 100πt(V)，C项错误；当e＝22 V时，e＝E m sin θ＝22 V，解得：θ＝45°，D项正确。