強化訓(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系列（人教版2019選擇性必修第二冊）-教案課件習(xí)題試卷

專題強化訓(xùn)練一：交變電流的綜合問題

一、單選題

1.（2022.全國?高二）對于如圖所示的電流i隨時間f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?高二課時練習(xí)）如圖所示，在磁感應(yīng)強度為8的勻強磁場中，有一個匝數(shù)為N的矩形線圈浦cd,線

圈面積為S,仍邊與磁場垂直，成邊始終與金屬滑環(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?，F(xiàn)使矩形線圈以恒定角速度。，從圖示位置繞過ad、be中點的軸勻速轉(zhuǎn)動，下列說法中正確的是（）

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)動的角速度越大，通過電阻R的電流越小

C.線圈平面與磁場平行時，瞬時感應(yīng)電動勢最大且&=N5so

D.線圈平面與磁場平行時，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。灰力在勻強磁場中繞垂直磁場的軸轉(zhuǎn)動。改變線圈的轉(zhuǎn)速,

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

A.圖線甲對應(yīng)線圈在Z=0時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大

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

C.圖線甲、乙對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為5：4

D.圖線甲對應(yīng)的線圈中交變電流的峰值為2.5兀A

4.（2022?全國?高二）圖甲為一臺小型發(fā)電機的示意圖，單匝線圈繞。。釉轉(zhuǎn)動，若從某位置開始計時，產(chǎn)生的電

動勢隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示，已知發(fā)電機線圈內(nèi)阻為r,外接燈泡的電阻為9r,下列說法正確的是（）

甲乙

A.線圈是從垂直中性面位置開始計時的B.電動勢表達式為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/、R?及理想交流電壓表按圖甲所示的方式連接，R=2。。,&=10。，

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

交

流

電

源

A.通過R/的電流ii隨時間f變化的規(guī)律是"=20coslO取（A）

B.通過Q的電流〃隨時間/變化的規(guī)律是〃=20sinlOm（A）

C.尺2兩端的電壓"2隨時間f變化的規(guī)律是a2=20cosl0m（V）

D.&兩端的電壓"2隨時間t變化的規(guī)律是a2=20sinl（to（V）

6.（2023?全國?高三專題練習(xí)）手搖式發(fā)電機是我們教學(xué)中常用的演示工具，如圖甲所示，可以簡化為圖乙。一個

小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機的矩形線圈面積為S,匝數(shù)為“，線圈總電阻為r,在磁感應(yīng)強度為2的勻強磁場中以矩

形線圈中軸線為軸、以角速度。勻速轉(zhuǎn)動，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)為萼呸

B.通過燈泡的電荷量為日空

R+r

/BCTWR

C.電燈中產(chǎn)生的焦耳熱為

4（/?+r）2

D-從線圈平行于磁場方向位置開始計時，通過線圈中感應(yīng)電流的瞬時值表達式為『嚷

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

來實現(xiàn)的，截去部分后通過調(diào)光燈的電流隨時間的變化如圖所示，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，1s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為200J

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

忽略不計。將發(fā)電機接在乙圖中的人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（）

兀

甲乙

A.發(fā)電機線圈中的磁通量隨時間變化的關(guān)系為O=Rlcosl00位（Wb）

71

B.B中電流的瞬時值〃=0.5cosl00q（A）

C.0?2s內(nèi)，%上產(chǎn)生的焦耳熱為lxl（）4j

D.電壓表的示數(shù)約為141V

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

一個經(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周期中都會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)電機是實驗室中常用的演示工具，如圖甲所示，它可以簡化為圖乙。一個

小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機的矩形線圈面積為S,匝數(shù)為“，線圈總電阻為r,在磁感應(yīng)強度為2的勻強磁場中以矩

形線圈中軸線為軸以角速度o勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交流電通過E、E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方向位置轉(zhuǎn)過90。的過程中，下面說法正確的是（）

R

A.電壓表的示數(shù)為nBSco-......

R+r

通過燈泡的電荷量為日㈣

B.

R+r

2s2①冗R

C.電燈中產(chǎn)生的焦耳熱為

4(/?+r)2

D.流過線圈的電流的平均值為若

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

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

值，兀2=10,則線圈中產(chǎn)生交變電流的有效值為（）

C.6AD.5A

二、多選題

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

不計的線圈繞垂直于磁場的水平軸。。'沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置開始計時，輸出的交變電動勢隨時間變

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)動的角速度為lOOraad/s

C.t=0.01s時，穿過線圈平面的磁通量最大

D.t=0.02s時，電刷尸的電勢低于電刷。的電勢

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

的是（）

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.甲電壓的瞬時值表達式為w=311sinl00位（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..

場區(qū)域的圓心角a均為,兀，磁場均沿半徑方向。匝數(shù)為N的矩形線圈abed的邊長ab=cd=L、bc=ad=2L,線圈以角

速度。繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動，歷邊和ad邊同時進入磁場。在磁場中，兩條邊所經(jīng)過處的磁感應(yīng)強度大小均為3、方

向始終與兩邊的運動方向垂直。線圈的總電阻為廣，外接電阻為凡則（）

A.線圈切割磁感線時，感應(yīng)電動勢的大小4”=22乙2。

B.線圈切割磁感線時，be邊所受安培力的大小F=

R+r

C.線圈旋轉(zhuǎn)一圈時，流過電阻R的凈電荷量為零

,,,re316N2B21foI?

D.外力做功的平均功率為―--

9（r+R）

15.（2022.全國?高二課時練習(xí)）矩形線圈的匝數(shù)為50匝，在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動時，穿過線圈

的磁通量隨時間的變化規(guī)律如圖所示。下列結(jié)論正確的是（）

B.在r=o.2s時電動勢改變方向

C.通過圖像可求出電動勢的最大值Em=50萬VD.在r=o.4s時，磁通量為0,感應(yīng)電動勢最大

16.（2023?全國?高三專題練習(xí)）在勻強磁場中，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，線圈中產(chǎn)生

的感應(yīng)電動勢隨時間變化規(guī)律如圖所示，則下列說法正確的是（）

10萬

0

一10萬

A.Z=0.5xl（y2s時，線圈平面與中性面重合

B.UlxHT2s時，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)）一交變電流的圖像如圖所示，則對于該交變電流，下列說法正確的是（）

A.該交變電流的周期為0.02s

B.該交變電流的最大值為4A

C.該交變電流的有效值為2后A

D.該交變電流通過10。的電阻時熱功率為60W

18.（2022?天津?高三專題練習(xí)）如圖所示，矩形線圈Hcd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。線圈在有界勻強磁場中繞垂直于磁場的cd邊勻速轉(zhuǎn)動，若已知線圈轉(zhuǎn)動的角速度①二100兀rad/s,匝數(shù)N=100,

邊長〃/?=0.4m、〃d=0.2m,線圈總電阻r=2Q,定值電阻R=8Q。若磁場只分布在cd邊的左側(cè)，磁感應(yīng)強度大小走又］。氣。

71

下列說法正確的是（）

\CD

XXXX斗X

x"kXX乂"x

X<XX）：X

X<XXX

b'---------c

XXXM*x

R

A.該線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢有效值為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間的磁場看作勻強磁場，磁感應(yīng)強度為Bo,矩形線圈ABC。

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，AB邊與滑環(huán)E相連；

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

直。以下說法正確的是（）

OE

A.線圈在圖示位置時，電阻R中的電流方向為自M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的電量為駕苴

c.線圈轉(zhuǎn)動一周的過程中克服安培力做的功為例至i

R+r

D.線圈在圖示位置時電壓表的示數(shù)為0

20.(2022?全國?高二課時練習(xí))如圖所示，圖線a是線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時所產(chǎn)生正弦式交變電流的圖像,

當調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后，其在同一磁場中勻速轉(zhuǎn)動過程所產(chǎn)生正弦式交變電流的圖像如圖線b所示。下列關(guān)于這兩個正

弦式交變電流的說法中正確的是()

A.在圖中r=0時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的電動勢瞬時值表達式為e=10sin(5R)V

D.交變電流b的電動勢最大值為5V

三、解答題

21.(2022?遼寧?阜蒙縣育才高級中學(xué)高二期末)如圖所示，正方形線圈必cd的邊長是0.5m,共150匝，勻強磁場

2

的磁感應(yīng)強度為3=—T,當線圈以150r/min的轉(zhuǎn)速繞中心軸線00'勻速旋轉(zhuǎn)時，求：

71

(1)若從線圈處于中性面開始計時，寫出線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式；

(2)線圖轉(zhuǎn)過2s時電動勢的瞬時值。

o

xxQ>x八x

d

xXXX

B

xXXX

a\D

xx：xx

0，

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

感應(yīng)強度3=0.4T的勻強磁場中，外力使線圈繞垂直于磁感線且通過線圈中線的軸以w=3000r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)

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

(1)仁0時感應(yīng)電流的方向；

(2)感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式；

(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)如圖所示為一個小型交流發(fā)電機的原理圖，其矩形線圈的面積為S,共有"匝,

線圈總電阻為r,可繞與磁場方向垂直的固定對稱軸轉(zhuǎn)動；線圈處于磁感應(yīng)強度為8的勻強磁場中，線圈在轉(zhuǎn)

動時可以通過滑環(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(7勻速轉(zhuǎn)動。

(不計轉(zhuǎn)動軸及滑環(huán)與電制的摩擦)

(1)從線圈經(jīng)過圖示位置開始計時，寫出線圈中感應(yīng)電動勢隨時間變化的函數(shù)表達式；

⑵交流電的有效值與絕對值的平均值的比例稱為波形因數(shù)。從線圈經(jīng)過圖示位置開始計時，求經(jīng)過;周期時間

該交流電的波形因數(shù)〃；

(3)求線圈勻速轉(zhuǎn)動完整N圈的過程中外力所做的功W。

,O'

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。已知線圈的匝數(shù)〃=100匝，電阻『1.0。，所圍成的矩形的

面積S=0.040m2,小燈泡的電阻R=9.0Q,磁場的磁感應(yīng)強度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電

動勢瞬時值的表達式為e=/cos干其中8根為磁感應(yīng)強度的最大值，T為磁場變化的周期。不計燈絲電阻

值隨溫度的變化，求：

(1)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值;

(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『2d外接電阻R=8。，線圈在

磁感應(yīng)強度2=(—)T的勻強磁場中以〃=300r/min的轉(zhuǎn)速繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動，如圖所示，若從中性面

開始計時，求：

(1)線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式；

(2)線圈從開始計時經(jīng)*s時線圈中的感應(yīng)電流的瞬時值;

(3)外電路R兩端電壓瞬時值的表達式。

Xx

I

I

XX；Xx

I

I

I

XX：XX

I

--------—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)動過程中，安培力做負功使線圈的動能轉(zhuǎn)化為電能，故A錯誤；

B.根據(jù)&可知，線圈轉(zhuǎn)動的角速度越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢峰值越大，則有效值

越大，通過電阻R的電流越大，故B錯誤；

C.題圖所示位置，線圈平面與磁場平行，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，最大值為Em=NBSs,

故C正確；

D.線圈平面與磁場平行時，穿過線圈平面的磁通量為零，線圈平面與磁場方向垂直時，穿

過線圈平面的磁通量最大，故D錯誤。

故選C。

3.C

【詳解】A.在仁0時，①甲最大，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最小，故A錯誤；

B.因為在z=0.2s,

①甲=①乙=°

所以線圈平面均平行于磁感線，故B錯誤；

C.由圖可知圖線甲、乙對應(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、乙對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為

峰：生=5:4

故C正確；

D.圖線甲對應(yīng)的線圈中交流電壓的峰值

27r

石==——V=5〃V

mm0.16

電流的峰值

P

。=3=5萬A

mR

故D錯誤。

故選C。

4.D

【詳解】A.電動勢隨時間的變化規(guī)律從零開始，說明線圈從中性面開始轉(zhuǎn)動，磁通量最大,

瞬時電動勢為零，A錯誤；

B.電動勢的最大值為￡m=6V,而

27r

CD=——=100OTad/s

T

則電動勢表達式為

e=Emsint?Z=6sin1OOnt(V)

B錯誤；

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錯誤；

D.燈泡兩端的電壓最大值為

Um=^-=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&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間按照余弦規(guī)律變化,所以比兩端的電壓的最大值為200V,

CD錯誤；

AB.電路中的電流的有效值為

/卷22A

則電路中電流的最大值為

I=2y/2A

兩電阻串聯(lián)，通過以、%的電流相等，由題圖乙可知

a)=-=107rad/s

T

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

4=2拒COS10R(A)

B錯誤A正確。

故選Ao

6.C

【詳解】A.當線圈平行于磁場方向時電動勢最大，其峰值為

Em=nct)BS

所以，電流有效值為

j_Em_ncoBS

-0(R+r)0(R+r)

電壓表示數(shù)

U=IR='畔口

，2(R+r)

故A錯誤;

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錯誤;

C.電動勢的有效值為

Em_n(oBS

方V2

電流的有效值為

I_E_ncoBS

~R+r6(R+r)

電燈中產(chǎn)生的焦耳熱為

2

ncoBSn27rln2B2S27ra)R

Q=I2Rt=Rx——x—=-------------

y/2(R+r)。44(尺+廠)一

故C正確;

D.流過線圈電流的最大值為

_Em_ncoBS

m-R+r~R+r

從線圈平行磁場方向位置開始計時，感應(yīng)電流的瞬時值表達式為

.7AncoBS人

i=cosa)tA=--------cosa)t\

R+r

故D錯誤。

故選C。

7.C

【詳解】A.交流電的特點是電流方向變化，而題圖中電流不是交流電，故A錯誤;

B.根據(jù)圖像可得電流的變化周期是0.02s,故B錯誤;

C.根據(jù)有效值的定義得

R-=I2RT

2

代入數(shù)據(jù)解得

Z=1A

故C正確；

D.電流通過100。的電阻時，Is內(nèi)產(chǎn)生熱量為

Q=/2Rf=100J

故D錯誤。

故選C。

8.D

【詳解】A.由圖甲可得出發(fā)電機線圈轉(zhuǎn)動的角速度為

co=—=—1"。=100萬(rad/s)

T2x10-2

發(fā)電機線圈中的磁通量隨時間變化的關(guān)系為

①=cos助=3旦xICT?cosl00%/(wb)

,71

故A錯誤；

B.發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢最大值

Em=NO>m0=2OO0V

則流經(jīng)&的電流最大值

/?,=1=0.5后A

由圖甲可知線圈從中性面位置開始計時，則其瞬時值

z；=0.572sin100^(A)

故B錯誤；

CD.理想二極管具有單向?qū)щ娦裕覍?dǎo)通時電阻為0,根據(jù)有效值定義，設(shè)昭兩端電壓的

有效值為U有，則

(4)2

7)T產(chǎn)丁

42&

解得

。有=lOO0Val41V

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

e=^j-z=iooj

&

故D正確，C錯誤。

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R,分析一個周期內(nèi)

所產(chǎn)生的熱量，利用有效值的定義得

解得

U

u=-

2

ABC錯誤，D正確。

故選D。

10.C

【詳解】A.線圈轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值為

Emax=nBSco

線圈由平行于磁場方向位置轉(zhuǎn)過9。。，經(jīng)過。個周期，則此段時間內(nèi)電動勢有效值為

ri_'max

E=F

所以電流有效值為

E_Emax_ncoBS

/—R+r一向氏+垃一包氏+廠)

電壓表示數(shù)為

ncoBSR

U」R一瓜R+r)

故A錯誤;

B.通過燈泡的電荷量為

〃△①nBS

R+rR+r

故B錯誤;

c.電流的有效值為

nBSco

J0(R+r)

這一過程的時間為

T12兀兀

t=—=一x—=—

44G2G

則電燈中產(chǎn)生的焦耳熱為

Q=FRu匚於上手

4(R+r>

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_q_2nBs①

t兀(R+r)

故D錯誤。

故選C。

11.A

【詳解】0?Is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)電動勢的最大值

Em=Na>①m

由圖像知

Inn」

CD=——=-rad/s

T2

可得

Em=-N

2

這段時間內(nèi)交變電流的有效值

I=i=2LA

1?1.2s內(nèi)感應(yīng)電動勢

AO

E=N——=5V

?At

這段時間內(nèi)感應(yīng)電流的有效值為

/2=—=10A

R

則一個周期內(nèi)線圈產(chǎn)生的熱量

Q=I：Rti+I；Rt2=FR(0+/)

解得線圈中產(chǎn)生交變電流的有效值為

故選Ao

12.BD

【詳解】A.由題圖乙可知，電動勢的有效值為

￡=1O^V=1OV

V2

由歐姆定律可知，電流表的示數(shù)為

/=WA=2A

R5

故A錯誤；

B.由題圖乙可知，周期為0.02s,則角速度為

co=—二---rad/s=100兀ard/s

T0.02

故B正確；

C.由題圖乙可知，/=0.01s時，電動勢最大，此時穿過線圈平面的磁通量為0,故C錯誤；

D.z=0.02s時，A2邊回到題圖甲位置，由右手定則可知，A點電勢高于B點電勢，則電刷尸

的電勢低于電刷。的電勢，故D正確。

故選BD。

13.CD

【詳解】A.題圖中兩交變電流的大小和方向都隨時間變化，在t軸的上方為正，下方為負，

A錯誤；

BD.有效值公式

/=與

夜

只對正弦式交變電流適用，若將兩個圖像疊放在一起，可以看出兩個交變電流的最大值相等

外，其他時刻，甲中電壓的瞬時值均大于乙圖中電壓的瞬時值，即甲對應(yīng)的有效值大，B

錯誤，D正確；

C.甲電壓的瞬時值表達式為

27r

u="maxsin——f=311sin1OO/rt

c正確。

故選CDo

14.CD

【詳解】A.be,ad邊的運動速度

L

v=(o-

2

感應(yīng)電動勢

Em=4NBLv

解得

Em=2NBL2co

選項A錯誤；

B.根據(jù)歐姆定律得電流

7?+r

安培力

F=2NBImL

解得

F=4N號詼

R+r

選項B錯誤;

C.線圈旋轉(zhuǎn)一圈時，磁通量的變化量為零，平均感應(yīng)電動勢為零，流過電阻R的凈電荷量

為零，選項C正確;

4

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

4E216N232rt病

P=—xm___________________

9R+r9(7?+r)

外力做功的功率與電源的總功率相等，選項D正確。

故選CD?

15.CD

【詳解】A.由圖可知在f=O.ls時，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)電動勢為零，故A錯誤；

BD.在/=0.2s和r=0.4s時，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)

電動勢最大，此時電動勢方向不會改變，故B錯誤，D正確；

C.根據(jù)圖像可知電動勢的最大值為

27r27r

E=NBSa)=NBS——=50x0.2x——二50?V

mT0.4

故C正確；

故選CDo

16.CD

【詳解】A.根據(jù)圖像知，/=0.5xl0-2s時，感應(yīng)電動勢最大，對應(yīng)的磁通量的變化率最大，

而此時矩形金屬線圈磁通量為零，線圈平面與磁場方向平行，與中性面垂直，故A錯誤；

B.根據(jù)圖像知，ulxlO-2s時，感應(yīng)電動勢為零，對應(yīng)的磁通量的變化率為零，故B錯誤;

CD.線圈轉(zhuǎn)動的角速度

2乃27r

co=——=------rad/s=1007irad/s

T八~

根據(jù)

Em=NBS3

可知，穿過每一匝線圈的最大磁通量為

10/r

“Neo100x100乃

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)

(丫

2

Rt1+llRt2=IRT

解得該交變電流的有效值為

/=2應(yīng)A

C正確；

D.根據(jù)

P=I-R

可知該交變電流通過10。的電阻時的熱功率

P=(2>/2)2X10W=80W

D錯誤。

故選BCo

18.AC

【詳解】A.由題可知，線圈轉(zhuǎn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的峰值

Em=NBSa>=88

感應(yīng)電動勢瞬時值隨時間變化圖像如圖所示

解得

E有二40V

故A正確；

B.電壓表示數(shù)為線圈輸出電壓的有效值

故B錯誤;

C.由

a)--=2時=1007irad/s

戶50Hz

由B中圖像知一個周期內(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)

代入數(shù)值得

故D錯誤。

故選ACo

19.BC

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

錯誤；

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

△①=2B0S

則通過電阻R的電荷量

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)電動勢最大值

Ep=nBnSco

有效值

EnBSa>

E=-^m=0

五一V2

線圈轉(zhuǎn)動一周的過程中，克服安培力做功產(chǎn)生電能

E227_7Kon2BgS

r+Ra>R+r

故C正確；

D.電壓表的示數(shù)為有效值，線圈在轉(zhuǎn)動過程中，電壓表示數(shù)不變，不為0,故D錯誤。

故選BC-

20.BC

【詳解】A.由題圖可知/=0時刻線圈均在中性面位置，穿過線圈的磁通量最大，故A錯誤;

B.由圖像可知

Ta:Tb=2:3

故

na:nb=3:2

故B正確；

C.由圖像可知交變電流a的電動勢最大值為10V

27r27r

co-——=——=5?rad/s

T0.4

所以交變電流。的電動勢瞬時值表達式為

e=10sin(5兀。V

故C正確；

D.交變電流的電動勢最大值為

Em=NBSco

故

Ema:E,“b=3,.2

知

尸_2p_20V

故D錯誤；

故選BC?

21.(1)e=375sin57rt(V)；(2)375V

【分析】分別將％、。的數(shù)值推出，代入一般式e=Emsin初就得出了瞬時值表達式。求瞬

時值時，只需把/的時刻代入表達式就可以了。

【詳解】(1)根據(jù)從中性面開始計時，感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式為

e=Emsincot=NBS-Lmsin2兀nt

代入數(shù)據(jù)可得

e=375sin5^r/(V)

(2)當/=：5時，電動勢的瞬時值

e=375sin(5%x由V=375V

22.(1)線圈感應(yīng)電流方向為adc如。;(2)314cos100河(V)；(3)98.6J；(4)0.1C

【詳解】(1)根據(jù)右手定則，線圈感應(yīng)電流方向為adcba。

(2)線圈的角速度

①=271n=lOO^ad/s

圖示位置的感應(yīng)電動勢最大，其大小為

Em=NBIJ2①

代入數(shù)據(jù)得

丸=314V

感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式

e=￡mcoscot=314cosl00^(V)

（3）電動勢的有效值

'奇

線圈勻速轉(zhuǎn)動的周期

977

T=—=0.02s

co

線圈勻速轉(zhuǎn)動一圈，外力做功大小等于電功的大小，即

E-

W=I2(R+r)T=

R+r

代入數(shù)據(jù)得

W=98.6J

（4）從?=0起轉(zhuǎn)過90。過程中，加內(nèi)流過R的電荷量

NA①NBASNBlh

q-Nt=

(R+廠)A/R+rR+r

代入數(shù)據(jù)得

<7=O.1C

23.(1)e=nBScocoscot；(2)垃兀；(3