2025新課改-高中物理-選修第2冊(cè)（16講）09 A交變電流 基礎(chǔ)版含答案

2025新課改-高中物理-選修第2冊(cè)（16講）09A交變電流基礎(chǔ)版交變電流知識(shí)點(diǎn)一：交變電流一、交變電流1．交變電流：大小和方向隨時(shí)間做周期性變化的電流叫作交變電流，簡(jiǎn)稱交流．2．直流：方向不隨時(shí)間變化的電流稱為直流．二、交變電流的產(chǎn)生交流發(fā)電機(jī)的線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)軸與磁場(chǎng)方向垂直，用右手定則判斷線圈切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向．三、交變電流的變化規(guī)律1．中性面(1)中性面：與磁感線垂直的平面．(2)當(dāng)線圈平面位于中性面時(shí)，線圈中的磁通量最大，線圈中的電流為零．2．從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式：e＝Emsinωt，Em叫作電動(dòng)勢(shì)的峰值，Em＝NωBS.3．正弦式交變電流：按正弦規(guī)律變化的交變電流叫作正弦式交變電流，簡(jiǎn)稱正弦式電流．4．正弦式交變電流和電壓電流表達(dá)式i＝Imsin_ωt，電壓表達(dá)式u＝Umsin_ωt.其中Im、Um分別是電流和電壓的最大值，也叫峰值．四、交流發(fā)電機(jī)1．主要構(gòu)造：電樞和磁體．2．分類(1)旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)：電樞轉(zhuǎn)動(dòng)，磁極不動(dòng)．(2)旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)：磁極轉(zhuǎn)動(dòng)，電樞不動(dòng)．技巧點(diǎn)撥一、交變電流與直流1．交變電流大小和方向隨時(shí)間做周期性變化的電流叫作交變電流，簡(jiǎn)稱交流．2．常見(jiàn)的交變電流的波形圖實(shí)際應(yīng)用中，交變電流有著不同的變化規(guī)律，常見(jiàn)的有以下幾種，如下圖所示．3．直流方向不隨時(shí)間變化的電流叫作直流，大小和方向都不隨時(shí)間變化的電流叫作恒定電流．二、兩個(gè)特殊位置假定線圈繞OO′軸沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，如下圖所示：1．中性面位置(S⊥B，如圖中的甲、丙)線圈平面與磁場(chǎng)垂直的位置，此時(shí)Φ最大，eq\f(ΔΦ,Δt)為0，e為0，i為0.線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)，電流方向發(fā)生改變，線圈轉(zhuǎn)一圈電流方向改變兩次．2．垂直中性面位置(S∥B，如圖中的乙、丁)此時(shí)Φ為0，eq\f(ΔΦ,Δt)最大，e最大，i最大．三、交變電流的變化規(guī)律1．正弦交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式(1)從中性面位置開(kāi)始計(jì)時(shí)e＝Emsinωt，i＝Imsinωt，u＝Umsinωt(2)從與中性面垂直的位置開(kāi)始計(jì)時(shí)e＝Emcosωt，i＝Imcosωt，u＝Umcosωt.2．交變電流的峰值Em＝NωBS，Im＝eq\f(NωBS,R＋r)，Um＝eq\f(NωBSR,R＋r).四、交變電流的圖像如圖甲、乙所示，從圖像中可以得到以下信息：(1)交變電流的峰值Em、Im.(2)兩個(gè)特殊值對(duì)應(yīng)的位置：①e＝0(或i＝0)時(shí)：線圈位于中性面上，此時(shí)eq\f(ΔΦ,Δt)＝0，Φ最大．②e最大(或i最大)時(shí)：線圈平行于磁感線，此時(shí)eq\f(ΔΦ,Δt)最大，Φ＝0.(3)e、i大小和方向隨時(shí)間的變化規(guī)律．例題精練1．（2021春?洛陽(yáng)月考）如圖甲所示，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)圖象如圖乙中曲線a、b所示，則下列說(shuō)法正確的是（）A．曲線b表示的交變電動(dòng)勢(shì)有效值為5V B．曲線a、b對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為2：3 C．曲線a表示的交變電動(dòng)勢(shì)頻率為50Hz D．t＝3×10﹣2s時(shí)曲線a對(duì)應(yīng)線框的磁通量最大【分析】根據(jù)圖象可分別求出兩個(gè)交流電的最大值以及周期等物理量，根據(jù)周期與轉(zhuǎn)速的關(guān)系可得轉(zhuǎn)速之比；根據(jù)ω＝2πn、Em＝NBSω可得曲線b表示的交變電動(dòng)勢(shì)最大值，再根據(jù)最大值與有效值的關(guān)系求出曲線b表示的交變電動(dòng)勢(shì)有效值；根據(jù)頻率與周期的關(guān)系可求出曲線a的交變電流的頻率；電動(dòng)勢(shì)取最大值，此時(shí)磁通量變化率最大，磁通量為零，據(jù)此分析。【解答】解：B、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＝可知，轉(zhuǎn)速與周T期成反比，故轉(zhuǎn)速之比為3:2；故B錯(cuò)誤；A、曲線a、b對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為3:2，由ω＝2πn，曲線a、b對(duì)應(yīng)的線圈角速度之比為3:2，根據(jù)Em＝NBSω得：曲線a、b對(duì)應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)之比為3:2，曲線a表示的交變電動(dòng)勢(shì)最大值是15V，所以曲線b表示的交變電動(dòng)勢(shì)最大值是10V，則有效值為U＝＝V＝5V；故A正確；C、曲線a的交變電流的頻率f＝＝＝25Hz，故C錯(cuò)誤；D、t＝3×10﹣2s時(shí)曲線a電動(dòng)勢(shì)取最大值，此時(shí)磁通量變化率最大，磁通量為零。故D錯(cuò)誤。故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了有關(guān)交流電描述的基礎(chǔ)知識(shí)，要根據(jù)交流電圖象正確求解最大值、有效值、周期、頻率、角速度等物理量。2．（2021?天津二模）如圖所示，為交流發(fā)電機(jī)的示意圖，裝置中兩磁極之間產(chǎn)生的磁場(chǎng)可近似為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過(guò)滑環(huán)和電流保持與外電路的閉合。假設(shè)線圈沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是（）A．線圈通過(guò)圖中位置瞬間，AB邊的電流方向由A到B B．線圈通過(guò)圖中位置瞬間，穿過(guò)線圈的磁通量的變化率為零 C．線圈通過(guò)圖中位置瞬間，通過(guò)電阻的電流瞬時(shí)值最大 D．若使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度增大一倍，那么通過(guò)電阻電流的有效值變?yōu)樵瓉?lái)的倍【分析】通過(guò)右手定則判斷出產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向，中性面時(shí)磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小，感應(yīng)電流也最小，根據(jù)E＝NBSω及歐姆定律判斷線框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度增大一倍時(shí)，電流的有效值的變化情況?！窘獯稹拷猓篈、線圈的AB邊和CD邊切割磁場(chǎng)產(chǎn)生電流，根據(jù)右手定則可知電流有B指向A，故A錯(cuò)誤；BC、線框通過(guò)圖中位置瞬間，穿過(guò)線框的磁通量為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，根據(jù)I＝，所以感應(yīng)電流也最大，通過(guò)電阻的電流瞬時(shí)值最大，故B錯(cuò)誤，C正確；D、根據(jù)E＝NBSω可知，ω增大一倍，電動(dòng)勢(shì)的最大值E也增大一倍，根據(jù)I＝可知，電流的最大值也增大一倍，根據(jù)I有效＝，通過(guò)電流表電流的有效值也增大一倍，故D錯(cuò)誤。故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了對(duì)交流電圖象的認(rèn)識(shí)，要具備從圖象中獲得有用信息的能力，知道電流表測(cè)量的是交流電的有效值，中性面時(shí)磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小，垂直中性面時(shí)磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小為零，難度不大，屬于基礎(chǔ)題。隨堂練習(xí)1．（2021春?海珠區(qū)校級(jí)月考）如圖甲所示，阻值為5Ω、匝數(shù)為10匝的閉合矩形線圈，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)如圖乙所示。則可以判斷（）A．t＝0時(shí)刻，通過(guò)線圈的磁通量為0 B．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式為e＝5sin（50t）（v） C．穿過(guò)線圈的磁通量的最大值為Wb D．線圈轉(zhuǎn)一周所產(chǎn)生的熱量為5J【分析】由乙圖可得t＝0時(shí)的電動(dòng)勢(shì)為零，由此分析線圈所處的位置；繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的矩形線圈中產(chǎn)生正弦或余弦式交流電，由于從垂直中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，其瞬時(shí)表達(dá)式為e＝Emsinωt；根據(jù)Em＝nBSω求出穿過(guò)線圈的磁通量最大值；峰值與有效值的關(guān)系求解電動(dòng)勢(shì)的有效值，利用焦耳定律求解線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周產(chǎn)生的熱量?！窘獯稹拷猓篈、t＝0時(shí)刻產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為零，所以線圈應(yīng)處于中性面即線圈與磁場(chǎng)垂直的位置，此時(shí)線圈的磁通量最大，故A錯(cuò)誤；B、由圖象可知線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為T＝2×10﹣2s，角速度為ω＝＝100πrad/s，電動(dòng)勢(shì)峰值為Em＝5V感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式：e＝Emsinωt＝5sin（100πt）（V），故B錯(cuò)誤；C、據(jù)Em＝nBSω可知，穿過(guò)線圈的磁通量的最大值為Φm＝BS＝，故C正確；D、據(jù)焦耳定律可知，線圈轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生的熱量：Q＝＝0.05J，故D錯(cuò)誤。故選：C。【點(diǎn)評(píng)】線圈繞垂直于磁場(chǎng)的軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，線圈產(chǎn)生正弦式交變電流，根據(jù)圖示圖象分析清楚磁通量的變化情況是解題的前提，根據(jù)Em＝nBSω求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值，根據(jù)正弦式交變電流有效值與最大值間的關(guān)系求出有效值即可解題。2．（2021?晉江市模擬）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)動(dòng)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖甲所示。產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示。則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．t＝0.01s時(shí)，線框平面與磁感線相互垂直 B．該線框產(chǎn)生的感應(yīng)電流每秒鐘電流方向改變100次 C．t＝0.005s時(shí)，線框磁通量最大 D．電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值22V時(shí)，線圈平面與中性面夾角為45°【分析】電動(dòng)勢(shì)為零時(shí)，磁通量最大，所以線框平面與磁感線相互垂直，電動(dòng)勢(shì)最大時(shí)，磁通量為零，所以線框平面與磁感線相互平行；由圖可知，交流電一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變兩次，據(jù)此分析每秒鐘電流方向改變得次數(shù)；從圖象得出電動(dòng)勢(shì)最大值、周期，從而算出角速度，據(jù)此可得電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式。【解答】解：A.t＝0.01s時(shí)，電動(dòng)勢(shì)為零，磁通量最大，所以線框平面與磁感線相互垂直，故A正確；B.從圖像上可知周期為0.02s，即1s內(nèi)完成50次周期性的變化，一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變兩次，所以該線框產(chǎn)生的感應(yīng)電流每秒鐘電流方向改變100次，故B正確；C.t＝0.005s時(shí)，電動(dòng)勢(shì)最大，所以線框磁通量最小，故C錯(cuò)誤；D.由乙圖可得：電動(dòng)勢(shì)的最大值為22V，角速度ω＝＝＝100π，電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式為，當(dāng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值22V時(shí)，線圈平面與中性面夾角為45°，故D正確。題干要求選擇錯(cuò)誤的選項(xiàng)，故選：C。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了對(duì)交流電圖象的認(rèn)識(shí)，要具備從圖象中獲得有用信息的能力，并掌握電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式。3．（2021春?臨沂期中）一臺(tái)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流的u﹣t圖象如圖所示，該交變電流（）A．電動(dòng)勢(shì)有效值為220V B．周期是0.01s C．在t＝0.01s時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量變化率最大 D．發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的交變電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝220sin100πt【分析】先根據(jù)圖象讀出周期和電動(dòng)勢(shì)的最大值，再根據(jù)U＝，求出電動(dòng)勢(shì)有效值；在t＝0.01s時(shí)，電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值為零，線圈平面與中性面重合；電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值為零，穿過(guò)線圈的磁通量變化率為零，發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的交變電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝Umsinωt。【解答】解：A、根據(jù)u﹣t圖象，電動(dòng)勢(shì)的最大值為Um＝311V，有效值為，故A正確；B、根據(jù)u﹣t圖象，T＝0.02s，故B錯(cuò)誤；C、在t＝0.01s時(shí)，電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值為零，線圈平面與中性面重合，穿過(guò)線圈的磁通量變化率為零，故C錯(cuò)誤；D、線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的交變電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝311sin100πt，故D錯(cuò)誤；故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了正弦式電流的圖象和三角函數(shù)表達(dá)式。在解決有關(guān)交變電流的圖象問(wèn)題時(shí)，應(yīng)先把交變電流的圖象與線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)位置對(duì)應(yīng)起來(lái)，再根據(jù)特殊位置求特征解。知識(shí)點(diǎn)二：交變電流的描述一、周期和頻率1．周期(T)：交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間．2．頻率(f)：周期的倒數(shù)叫作頻率，數(shù)值等于交變電流在單位時(shí)間內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)．3．周期和頻率的關(guān)系：T＝eq\f(1,f)或f＝eq\f(1,T).4．角速度與周期、頻率的關(guān)系：ω＝eq\f(2π,T)＝2πf.二、峰值和有效值1．峰值：交變電流的電壓、電流能達(dá)到的最大數(shù)值叫峰值．電容器所能承受的電壓要高于交流電壓的峰值，否則電容器就可能被擊穿．2．有效值：讓交變電流與恒定電流分別通過(guò)大小相同的電阻，如果在交變電流的一個(gè)周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，則此恒定電流的數(shù)值叫作交變電流的有效值．3．在正弦式交變電流中，最大值與有效值之間的關(guān)系E＝eq\f(Em,\r(2))＝0.707Em，U＝eq\f(Um,\r(2))＝0.707Um，I＝eq\f(Im,\r(2))＝0.707Im三、正弦式交變電流的公式和圖像1．正弦式交變電流的公式和圖像可以詳細(xì)描述交變電流的情況．若線圈通過(guò)中性面時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，交變電流的圖像是正弦曲線．2．若已知電壓、電流最大值分別是Um、Im，周期為T，則正弦式交變電流電壓、電流表達(dá)式分別為u＝Umsineq\f(2π,Τ)t，i＝Imsineq\f(2π,T)t.技巧點(diǎn)撥一、周期和頻率1．周期：交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間．在交變電流的圖像中，一個(gè)完整的正弦波形對(duì)應(yīng)的時(shí)間為一個(gè)周期T.2．頻率：周期的倒數(shù)叫作頻率，其數(shù)值等于單位時(shí)間內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)．3．周期和頻率的關(guān)系：f＝eq\f(1,T)，如圖3為我國(guó)照明電路的u－t圖像，則交流電的周期T＝二、峰值和有效值1．峰值：(1)交變電流的電壓、電流能達(dá)到的最大數(shù)值叫峰值，若將交流電接入純電阻電路中，則電路中的電流及外電阻兩端的電壓的最大值分別為Im＝eq\f(Em,R＋r)，Um＝ImR.(2)電容器耐壓值要高于交流電壓的峰值才不會(huì)被擊穿．2．有效值：確定交變電流有效值的依據(jù)是電流的熱效應(yīng)．讓交變電流與恒定電流分別通過(guò)大小相同的電阻，如果在交變電流的一個(gè)周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，則此恒定電流值叫作交流電的有效值．(1)在正弦式交變電流中，最大值與有效值之間的關(guān)系為：E＝eq\f(Em,\r(2))＝0.707Em，U＝eq\f(Um,\r(2))＝0.707Um，I＝eq\f(Im,\r(2))＝0.707Im.(2)當(dāng)電流是非正弦式交變電流時(shí)，必須根據(jù)有效值的定義求解．先計(jì)算交變電流在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q，再將熱量Q用相應(yīng)的物理量的有效值表示，即Q＝I2RT或Q＝eq\f(U2,R)T，最后代入數(shù)據(jù)求解有效值．說(shuō)明(1)E＝eq\f(Em,\r(2))、I＝eq\f(Im,\r(2))、U＝eq\f(Um,\r(2))只適用于正弦式交變電流，對(duì)于按其他規(guī)律變化的交變電流，上述關(guān)系式一般不再適用．(2)對(duì)于非正弦式交變電流有效值的計(jì)算，時(shí)間一般選取一個(gè)周期．(3)凡涉及能量、電功以及電功率等物理量時(shí)均用有效值，在確定保險(xiǎn)絲的熔斷電流時(shí)也用有效值．例題精練1．（2021?五華區(qū)校級(jí)模擬）如圖所示是交流發(fā)電機(jī)示意圖。矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，與外電路電阻R形成閉合電路時(shí)，流過(guò)電阻的交流電流的有效值為I?，F(xiàn)將一個(gè)二極管與電阻R串聯(lián)，線圈不變，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度也不變，則串聯(lián)二極管后流過(guò)電阻的交流電的有效值為（）A．I B． C． D．【分析】對(duì)于正弦式交變電流，明確最大值與有效值之間的關(guān)系，對(duì)于非正弦式交變電流，根據(jù)電流的熱效應(yīng)即可求得有效值?！窘獯稹拷猓何唇佣O管前，流過(guò)電阻的電流為正弦交流電，有效值為，接二極管以后，根據(jù)二極管的單向?qū)щ娦钥芍?，有半個(gè)周期內(nèi)電流為零；根據(jù)電流的熱效應(yīng)可得：，解得：，故，故ABD錯(cuò)誤，C正確；故選：C。【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了交變電流的有效值計(jì)算，根據(jù)電流的熱效應(yīng)，對(duì)于正弦式交變電流明確最大值和有效值間的關(guān)系即可。2．（2021?珠海二模）如圖所示，正方形線框abcd繞對(duì)稱軸OO′在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速ω＝100rad/s，線框邊長(zhǎng)L＝0.1m，匝數(shù)N＝100，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.1T，圖示位置線框平面與磁感線平行閉合回路中線框的電阻r＝2Ω，外接電阻R＝8Ω。則（）A．圖中所示的瞬間，線框處于中性面 B．轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，穿過(guò)線框的磁通量最大值為0.1Wb C．電壓表讀數(shù)為 D．通過(guò)電阻R電流的有效值為1A【分析】中性面位置為與磁感線垂直的位置。當(dāng)線框處于中性面時(shí)，穿過(guò)線框的磁通量最大。電壓表的讀數(shù)為有效值，根據(jù)最大值和有效值的關(guān)系分析。根據(jù)閉合電路歐姆定律分析?！窘獯稹拷猓篈、圖中所示的瞬間，線框處于與中性面垂直的位置，故A錯(cuò)誤；B、當(dāng)線框處于中性面時(shí)，穿過(guò)線框的磁通量最大，Φ＝BL2＝0.1×0.12Wb＝0.001Wb，故B錯(cuò)誤；C、根據(jù)交變電流的產(chǎn)生規(guī)律可知，電壓最大值：，有效值：E＝，電壓表讀數(shù)為有效值，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，U＝，代入數(shù)據(jù)解得：U＝V，故C正確；D、根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，通過(guò)電阻R的有效值：I＝＝A＝0.5A，故D錯(cuò)誤。故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】該題考查法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律的應(yīng)用，掌握如何求解瞬時(shí)值的表達(dá)式的方法，理解最大值與有效值的關(guān)系。隨堂練習(xí)1．（2021?煙臺(tái)模擬）在如圖甲所示的電路中，R1、R2是兩個(gè)定值電阻且R2＝2R1，與R2并聯(lián)的理想二極管D，其正向電阻可視為零、反向電阻為無(wú)窮大。接線柱a、b之間加一個(gè)如圖乙所示的交變電壓，Uab＞0時(shí)電壓為正值。則R1兩端電壓的有效值為（）A．10V B．10V C．20V D．20V【分析】（1）根據(jù)二極管的單向?qū)щ娦苑謨煞N情況來(lái)分析：當(dāng)A點(diǎn)電位高于C點(diǎn)電位，R2被短路，則R1的電壓為電源電壓；當(dāng)A點(diǎn)低于C點(diǎn)則R1與R2串聯(lián)分壓，根據(jù)分壓原理求解R1的電壓。（2）根據(jù)電流的熱效應(yīng)來(lái)計(jì)算R1電壓的有效值?！窘獯稹拷猓阂?yàn)锳C加的是正弦交流電壓，故有兩種情況，當(dāng)A點(diǎn)電位高于C點(diǎn)電位，R2被短路，則R1的電壓為電源電壓：U1＝E＝帶入數(shù)據(jù)，可得：U1＝E＝30V當(dāng)A點(diǎn)低于C點(diǎn)則R1與R2串聯(lián)分壓，R2＝2R1，根據(jù)分壓原理：E＝I（R1+R2）R1兩端電壓為：U2＝IR1聯(lián)立，可得：U2＝10V根據(jù)電流的熱效應(yīng)，來(lái)計(jì)算R1在0﹣T時(shí)間內(nèi)電壓有效值為：帶入數(shù)據(jù)，可得：故A正確；BCD錯(cuò)誤。故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查二極管的單向?qū)щ娦院徒蛔冸娏饔行е档那蠼夥椒?。解題中需要考慮二極管的兩種工作狀態(tài)下R1的電壓值，進(jìn)而根據(jù)電流的熱效應(yīng)計(jì)算一個(gè)周期內(nèi)R1兩端的電壓有效值。是一道非常好的題目。2．（2021?南海區(qū)校級(jí)模擬）如圖甲所示為科技小制作的風(fēng)力發(fā)電機(jī)簡(jiǎn)易模型，在風(fēng)力的作用下，風(fēng)葉帶動(dòng)與其固定在一起的永磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速與風(fēng)速成正比。某一風(fēng)速時(shí)，線圈中產(chǎn)生的正弦式交變電流如圖乙所示，則（）A．t＝0.1s時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量為零 B．磁鐵的角速度為20πrad/s C．風(fēng)速減半時(shí)電流的表達(dá)式為i＝0.6sin（20πt）A D．風(fēng)速減半時(shí)線圈中電流的有效值為0.6A【分析】根據(jù)i﹣t圖象判斷出電流的最大值與周期，明確交流電的最大值和有效值間的關(guān)系，知道轉(zhuǎn)速減半時(shí)，角速度減半，產(chǎn)生的感應(yīng)電流減半，即可判斷?！窘獯稹拷猓篈、t＝0.1s時(shí)感應(yīng)電流為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也為零，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知磁通量的變化率為零，非磁通量為零，故A錯(cuò)誤；B、由題圖可知交變電流的周期T＝0.1s，則角速度，故B正確；C、風(fēng)速減半，風(fēng)葉轉(zhuǎn)速減半，角速度ω＝2πn′＝10πrad/s，根據(jù)E＝NBSω可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減半，故感應(yīng)電流最大值減半，電流的表達(dá)式應(yīng)為i＝0.6sin（10πt）A，故C錯(cuò)誤；D、根據(jù)正弦式交變電流的有效值與峰值的關(guān)系可知，風(fēng)速減半時(shí)線圈中電流的最大值為Im＝0.6A，有效值為，故D錯(cuò)誤。故選：B。【點(diǎn)評(píng)】以風(fēng)力發(fā)電機(jī)的情景，結(jié)合感應(yīng)電流的圖像考查，感應(yīng)電流與磁通量相對(duì)應(yīng)的時(shí)刻，角速度，感應(yīng)電流的瞬時(shí)表達(dá)式，電流的有效值。3．（2021春?仁壽縣校級(jí)月考）如圖所示的交流電壓加在一阻值為22Ω的電阻兩端，下列說(shuō)法正確的是（）A．流過(guò)電阻的電流方向每秒改變50次 B．該交流電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式u＝110sin100πt（V） C．并聯(lián)在該電阻兩端的交流電壓表的示數(shù)為110V D．該電阻消耗的功率為1100W【分析】根據(jù)圖象可以知道交流電的最大值和交流電的周期，根據(jù)最大值和有效值的關(guān)系即可求得交流電的有效值．【解答】解：根據(jù)圖象可知交流電的最大值為Um＝110V，交流電的周期為T＝0.02s，A、交流電的周期為0.02s，在1s的時(shí)間內(nèi)，經(jīng)過(guò)50個(gè)周期，交流電在每個(gè)周期內(nèi)方向改變2次，所以電流方向每秒改變100次，故A錯(cuò)誤；B、交流電的最大值為110V，交流電的角速度ω＝＝100πrad/s，所以交流電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝110sin100πt（V），故B錯(cuò)誤；C、電壓表的示數(shù)為有效值，，故C正確；D、電阻消耗的功率P＝，故D錯(cuò)誤；故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查交流電有效值、瞬時(shí)值、頻率等知識(shí)．交流電壓測(cè)量的是有效值，計(jì)算交流電的電功、電功率和焦耳熱等與熱效應(yīng)等有關(guān)的量都用有效值．綜合練習(xí)一．選擇題（共20小題）1．（2021春?朝陽(yáng)區(qū)校級(jí)月考）如圖所示的幾種電流隨時(shí)間變化的圖線中，不屬于交變電流的是（）A． B． C． D．【分析】直流電是指電流的方向不發(fā)生變化的電流，其大小可以變化，交流電是指電流的方向發(fā)生變化的電流，但是它的電流的大小可以不變?！窘獯稹拷猓褐绷麟娛侵鸽娏鞯姆较虿话l(fā)生變化的電流，其大小可以變化，交流電是指電流的方向發(fā)生變化的電流，但是它的電流的大小可以不變，故ABD屬于交流電，C屬于直流電。本題選不屬于交變電流的，故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查交流電的性質(zhì)，要注意明確交流電的最大的特點(diǎn)是電流方向在不斷的變化，對(duì)于其大小是否變化沒(méi)有要求。2．（2021春?薛城區(qū)期中）線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生交變電流的圖象如圖所示，由圖可知（）A．在A、C時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量為零 B．在B、D時(shí)刻線圈處于與中性面垂直的位置 C．從A時(shí)刻到D時(shí)刻線圈轉(zhuǎn)過(guò)的角度為π D．若從O時(shí)刻到D時(shí)刻經(jīng)過(guò)0.02s，則在1s內(nèi)交變電流的方向改變50次【分析】線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生正弦交變電流，由電流圖象讀出感應(yīng)電流的變化情況，應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量的變化率成正比，當(dāng)線圈磁通量最大時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，感應(yīng)電流也為零，而當(dāng)線圈的磁通量為零時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，感應(yīng)電流也最大；線圈轉(zhuǎn)過(guò)一周的角度為2π，對(duì)應(yīng)的時(shí)間為T，從A時(shí)刻到D時(shí)刻線圈轉(zhuǎn)過(guò)的角度應(yīng)為一周的；線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程，感應(yīng)電流方向改變兩次，據(jù)此可算出1s內(nèi)交流電的方向改變次數(shù)?！窘獯稹拷猓篈、在A和C時(shí)刻感應(yīng)電流最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，而磁通量為零，故A正確；B、在B和D時(shí)刻感應(yīng)電流為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，而磁通量最大，線圈處于中性面位置，故B錯(cuò)誤；C、從A時(shí)刻到D時(shí)刻經(jīng)過(guò)時(shí)間為T周期，線圈轉(zhuǎn)過(guò)的角度為θ＝×2π＝π，故C錯(cuò)誤；D、若從O時(shí)刻到D時(shí)刻經(jīng)過(guò)0.02s，交流電的方向在0.02s內(nèi)改變兩次，則在1s內(nèi)交流電的方向改變n＝50×2＝100次，故D錯(cuò)誤。故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查正弦交變電流與磁通量關(guān)系以及電流的變化與線圈轉(zhuǎn)過(guò)的角度的關(guān)系，以及周期與頻率的關(guān)系，比較基礎(chǔ)的題型．3．（2021春?船山區(qū)校級(jí)期中）一只矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量隨時(shí)間變化的圖像如圖所示，則下列說(shuō)法中正確的是（）A．t1時(shí)刻，線圈平面感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)達(dá)最大 B．t2時(shí)刻，線圈平面位于中性面 C．t3時(shí)刻，線圈平面磁通量變化率為零 D．t2時(shí)刻，線圈平面產(chǎn)生的感應(yīng)電流改變方向【分析】在Φ﹣t圖象斜率表示磁通量變化率，線圈在中性面時(shí)磁通量最大，此時(shí)磁通量變化率為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，與中性面垂直時(shí)，通過(guò)的磁通量最小，此時(shí)磁通量變化率最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為最大。【解答】解：A、Φ﹣t圖象斜率表示磁通量變化率，由圖可知，t1時(shí)刻磁通量最大，此時(shí)磁通量變化率為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，故A錯(cuò)誤；B、由圖可知，t2時(shí)刻磁通量為零，此時(shí)線圈平面與磁感線平行，即與中性面垂直，故B錯(cuò)誤；C、由圖可知，t3時(shí)刻線圈平面磁通量變化率為零，故C正確；D、由圖可知，t2時(shí)刻磁通量為零，此時(shí)線圈平面與磁感線平行，此時(shí)磁通量變化率最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，此時(shí)電流方向不變，故D錯(cuò)誤。故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵是記住兩個(gè)特殊位置：在中性面時(shí)磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小，電動(dòng)勢(shì)方向改變；垂直中性面位置磁通量為零，但電動(dòng)勢(shì)最大。4．（2021春?沭陽(yáng)縣期中）一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)為e＝10sin（20πt）V，則下列說(shuō)法正確的是（）A．t＝0時(shí)，線圈位于中性面 B．t＝0時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量為零 C．t＝0時(shí)，線圈切割磁感線的有效速度最大 D．t＝0.4s時(shí)，電動(dòng)勢(shì)第一次出現(xiàn)最大值【分析】本題考查了交流電的描述，根據(jù)交流電的表達(dá)式，可知其最大值，以及線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度等物理量，然后進(jìn)一步求出其它物理量，如有效值、周期、頻率等。【解答】解：AB、t＝0時(shí)，瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)為e＝10sin20πt（V）＝0，則線圈平面位于中性面，此時(shí)通過(guò)線圈的磁通量最大，故A正確，B錯(cuò)誤；C、當(dāng)t＝0時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，則導(dǎo)線切割磁感線的有效速度最小，故C錯(cuò)誤；D、瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)為e＝10sin20πt（V），可知角速度為ω＝20πrad/s，周期T＝＝0.1s，當(dāng)t＝0.4s時(shí)，e仍是最小，故D錯(cuò)誤；故選：A。【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于交流電的產(chǎn)生和描述要正確理解，要會(huì)推導(dǎo)交流電的表達(dá)式，明確交流電表達(dá)式中各個(gè)物理量的含義。5．（2021春?濱州期中）交流發(fā)電機(jī)工作時(shí)的電動(dòng)勢(shì)的變化規(guī)律為e＝Em0sinωt，如果轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速提高一倍，其它條件不變，則（）A．電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式將變?yōu)閑＝Em0sin2ωt B．發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)有效值為Em0 C．交流電的周期將變?yōu)樵瓉?lái)的2倍 D．交流電的頻率變?yōu)樵瓉?lái)的【分析】根據(jù)交流發(fā)電機(jī)工作時(shí)的電動(dòng)勢(shì)最大值表達(dá)式Em＝NBSω以及ω＝2πn，求出電樞的轉(zhuǎn)速提高一倍時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值，根據(jù)T＝＝判斷周期、頻率的變化。【解答】A、交流發(fā)電機(jī)工作時(shí)的電動(dòng)勢(shì)最大值表達(dá)式Em0＝NBSω，將發(fā)電機(jī)電樞的轉(zhuǎn)速提高一倍，根據(jù)ω＝2πn，角速度增大一倍，電動(dòng)勢(shì)最大值表達(dá)式：Em′＝NBS2ω＝2NBSω＝2Em0，所以電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式將變?yōu)閑＝2Em0sin2ωt，故A錯(cuò)誤；B、根據(jù)E＝可知，電動(dòng)勢(shì)有效值E′＝＝＝Em0故B正確；C、根據(jù)T＝＝可知交流電的周期變?yōu)樵瓉?lái)的倍，頻率變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，故CD錯(cuò)誤；故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵要掌握電動(dòng)勢(shì)最大值表達(dá)式Em＝NBSω，當(dāng)轉(zhuǎn)速增大到原來(lái)的2倍時(shí)，抓住角速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍。6．（2021?福州三模）如圖所示為交流發(fā)電機(jī)模型，矩形金屬線固在勻強(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)的負(fù)載為定值電阻。已知線圈的內(nèi)阻r＝2Ω，定值電阻R＝6Ω，交流電流表為理想電表，線圈中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值隨時(shí)間的變化規(guī)律為e＝8sin10πt（V），則下列說(shuō)法正確的是（）A．電流表的示數(shù)為1.4A B．該線圈轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為10rad/s C．線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)有效值為8V D．t＝0.25s時(shí)，線圈平面與中性面重合【分析】根據(jù)交變電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)表達(dá)式，可知其最大值，以及線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度等物理量，然后進(jìn)一步求出其它物理量．【解答】解：ABC、矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)勢(shì)為e＝（V），對(duì)照交流電電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)表達(dá)式e＝Emsinωt，可知電動(dòng)勢(shì)最大值Em＝V，角速度ω＝10πrad/s，電動(dòng)勢(shì)有效值E＝＝V＝8V，電流表的示數(shù)為電流的有效值，則I＝＝A＝1A，故AB錯(cuò)誤，故C正確；D、當(dāng)t＝0.25s時(shí)，電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值e＝8V，瞬時(shí)值等于最大值，可知此時(shí)線圈平面與中性面垂直，故D錯(cuò)誤。故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查交流電的相關(guān)判斷，要注意有效值和瞬時(shí)值的區(qū)別以及瞬時(shí)表達(dá)式中各物理量的意義。7．（2021春?煙臺(tái)期中）下列所給圖像中，能表示交流電的電流i隨時(shí)間t變化的是（）A． B． C． D．【分析】直流電是指電流的方向不發(fā)生變化的電流，其大小可以變化，交流電是指電流的方向發(fā)生變化的電流，但是它的電流的大小可以不變?！窘獯稹拷猓航涣麟娛侵鸽娏鞯姆较虬l(fā)生變化的電流，電流的大小是否變化沒(méi)有要求，故D是交流電，ABC是直流電。故選：D。【點(diǎn)評(píng)】交流電的最大的特點(diǎn)是電流方向在不斷的變化，對(duì)于其大小是否變化沒(méi)有要求．8．（2021?江蘇模擬）兩人在赤道上站立，各自手握金屬繩OPO′的一端，繞東西方向的水平軸沿順時(shí)針?lè)较騽蛩贀u動(dòng)，周期為T，將金屬繩連入電路，閉合回路如圖所示，取金屬繩在圖示的最高位置時(shí)為t＝0時(shí)刻，則下列說(shuō)法正確的是（）A．電路中存在周期為T的變化電流 B．t＝0時(shí)刻，回路磁通量最大，電路中電流最大 C．t＝時(shí)刻，電流向左通過(guò)靈敏電流計(jì) D．t＝時(shí)刻，回路磁通量最大，電路中電流最大【分析】地球的周圍存在磁場(chǎng)，且磁感線的方向是從地理的南極指向地理的北極，當(dāng)兩個(gè)同學(xué)在迅速搖動(dòng)金屬繩時(shí)，總有一部分導(dǎo)線做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，電路中就產(chǎn)生了感應(yīng)電流，由于金屬繩周期性的轉(zhuǎn)動(dòng)，故產(chǎn)生周期性的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，形成周期性的電流，轉(zhuǎn)動(dòng)方向與地磁場(chǎng)方向的關(guān)系，判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的大小。【解答】解：A．用類比法，如線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生周期性變化的交變電流，所以這個(gè)電路中存在周期為T的變化電流，故A正確；B．于地磁場(chǎng)方向等效為由南指向北，則t＝0時(shí)刻，回路磁通量最大，電路中電流最小為0，故B錯(cuò)誤；C．時(shí)刻，第一次經(jīng)過(guò)水平位置，這個(gè)過(guò)程磁通量減小，由楞次定律可知，感應(yīng)電流方向向右通過(guò)靈敏電流計(jì)，故C錯(cuò)誤；D．時(shí)刻，回路磁通量最大，電路中電流最小，故D錯(cuò)誤；故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】本題要建立物理模型，與線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)切割相似，要知道地磁場(chǎng)的分布情況，能熟練運(yùn)用電磁感應(yīng)的規(guī)律解題．9．（2021春?湖北期中）如圖所示，單匝線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，周期為T，轉(zhuǎn)軸O1O2垂直于磁場(chǎng)方向，線框電阻為2Ω。若線框從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)60°時(shí)感應(yīng)電流的瞬時(shí)值為1A。則下列說(shuō)法正確的是（）A．線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中消耗的電功率為8W B．線框中感應(yīng)電流的有效值為2A C．線框在圖示的位置磁通量變化率為零 D．從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，在任意時(shí)刻穿過(guò)線框磁通量的表達(dá)式為Φ＝sin（Wb）【分析】繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的矩形線圈中產(chǎn)生正弦或余弦式交流電，由于從垂直中性面開(kāi)始其瞬時(shí)表達(dá)式為i＝Imcosθ，由已知可求Im＝；根據(jù)正弦式交變電流有效值和峰值關(guān)系可求電流有效值；根據(jù)Em＝Imr可求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值；任意時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量為Φ＝BSsint，根據(jù)Em＝NBSω可求Φm＝BS＝。【解答】解：A、從垂直中性面開(kāi)始其瞬時(shí)表達(dá)式為i＝Imcosθ，則Im＝感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em＝Imr＝2×2＝4V電功率為P＝I2r＝（）2r＝（）2×2W＝4W，故A錯(cuò)誤；B、線圈中感應(yīng)電流的有效值為：I＝，故B錯(cuò)誤；C、線圈在如圖所示的電動(dòng)勢(shì)最大，為Em＝Imr＝2×2＝4V故磁通量的變化率為4Wb/s，故C錯(cuò)誤；D、任意時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量為Φ＝BSsint根據(jù)公式Em＝NBSω＝NΦm，可得：故：Φ＝sint，故D正確；故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵記住電流的瞬時(shí)值、有效值、最大值的表達(dá)式，然后結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律分析，不難．10．（2021?蚌埠三模）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(shuō)法正確的是（）A．t＝0.5×10﹣2s時(shí)，線圈平面與中性面重合 B．t＝1×10﹣2s時(shí)，線圈中磁通量變化率最大 C．穿過(guò)每一匝線圈的最大磁通量為1×10﹣3Wb D．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為50πrad/s【分析】根據(jù)圖象可以讀出T和Em，從而可以求出頻率和有效值；根據(jù)圖乙判斷出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在任意時(shí)刻的大小即可判斷出磁通量的大小和變化率，根據(jù)Em＝NBSω求得最大磁通量?！窘獯稹拷猓篈、根據(jù)圖象知，t＝0.5×10﹣2s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，故A錯(cuò)誤；B、根據(jù)圖象知，t＝1×10﹣2s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，根據(jù)Em＝NBSω可知，穿過(guò)每一匝線圈的最大磁通量為＝1×10﹣3Wb，故C正確，D錯(cuò)誤；故選：C。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了正弦式電流的圖象和三角函數(shù)表達(dá)式。在解決有關(guān)交變電流的圖象問(wèn)題時(shí)，應(yīng)先把交變電流的圖象與線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)位置對(duì)應(yīng)起來(lái)，再根據(jù)特殊位置求特征解。11．（2021?南崗區(qū)校級(jí)三模）今年2、3月份，美國(guó)許多地方遭到了暴風(fēng)雪的襲擊，暴風(fēng)雪造成了德州全州大停電。居安思危，某同學(xué)利用所學(xué)知識(shí)自制發(fā)電機(jī)，交流發(fā)電機(jī)的模型示意圖如圖所示。磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5T，自制線圈匝數(shù)N＝500匝，面積S＝0.04m2，不計(jì)線圈內(nèi)阻，額定電壓為220V、20W的燈泡正常發(fā)光了1分鐘，下列說(shuō)法正確的是（）A．圖示位置感應(yīng)電流為零 B．線圈的轉(zhuǎn)速n＝r/s C．電壓表的示數(shù)為220V D．1分鐘內(nèi)該同學(xué)消耗的能量至少為1200J【分析】磁場(chǎng)與線圈平面垂直，所以通過(guò)線圈的磁通量最大；電壓表的測(cè)量的示數(shù)為交流電壓的有效值；根據(jù)根據(jù)交流電電壓的有效值求出電動(dòng)勢(shì)的最大值，最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Em＝NBSω以及ω＝2πn，很容易求出線圈的轉(zhuǎn)速；根據(jù)W＝Pt可求解該同學(xué)消耗的能量?！窘獯稹拷猓篈.圖示位置，線圈和磁感線平行，則穿過(guò)線圈的磁通量為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，故A錯(cuò)誤；C.不計(jì)線圈內(nèi)阻，小燈泡正常發(fā)光，電壓表測(cè)量的是有效值，即為小燈泡兩端的電壓U＝220V，故C錯(cuò)誤；B.電源電動(dòng)勢(shì)的最大值：Em＝U＝220V，又：Em＝NBSω＝NBS×2πn得：n＝＝＝，故B錯(cuò)誤；D.一分鐘內(nèi)該同學(xué)消耗的能量最小值為W＝Pt＝20×60J＝1200J，D正確。故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】學(xué)會(huì)通過(guò)瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)來(lái)判定在什么時(shí)刻，線圈處于什么位置；同時(shí)還能畫出磁通量隨著時(shí)間變化的圖象及線圈中的電流隨著時(shí)間變化的規(guī)律．12．（2021春?盱眙縣校級(jí)月考）某交變電壓為u＝6sin100πtV，則（）A．用此交變電流作打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源時(shí)，打點(diǎn)周期為2s B．把額定電壓為6V的小燈泡接在此電源上，小燈泡正常發(fā)光 C．把額定電壓為6V的小燈泡接在此電源上，小燈泡將燒毀 D．耐壓6V的電容器可以直接用在此電源上【分析】根據(jù)交流電壓的表達(dá)式確定最大值和角速度，根據(jù)角速度和周期關(guān)系求出周期，從而確定打點(diǎn)周期；根據(jù)最大值和有效值的關(guān)系U＝求出電壓的有效值，判斷燈泡能否正常發(fā)光；注意交流電壓表測(cè)量的是有效值，而電容器的耐壓值是交流電的最大值?！窘獯稹拷猓篈、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期等于交流電的周期，由交流電u＝6sin100πtV可知ω＝100πrad/s，由T＝可得，打點(diǎn)周期T＝s＝0.02s，故A錯(cuò)誤；BC、由題電壓的最大值Um＝6V．有效值U＝＝V＝6V，可以使額定電壓為6V的小燈泡接在此電源上，正常發(fā)光，故B正確，C錯(cuò)誤。D、使用此交流電時(shí)，耐壓6V的電容器不能直接接在此電源上，因?yàn)樽畲笾党^(guò)6V，故D錯(cuò)誤。故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】本題要注意對(duì)于沒(méi)有特別說(shuō)明的情況，交流電的數(shù)值都是指有效值．計(jì)算交流電的電功、電功率都用有效值，涉及電容器的耐壓應(yīng)該是最大值．13．（2021?歷城區(qū)校級(jí)模擬）如圖所示為四種電流的i﹣t圖象，其中圖②③中每段曲線均為余弦或正弦曲線的一部分，電流的最大值均為I0，下列說(shuō)法正確的是（）A．圖①②電流的有效值相等 B．圖②③電流變化周期相等 C．圖①電流的有效值是圖③的2倍 D．圖④電流的有效值等于圖③電流的有效值【分析】根據(jù)題中圖象讀出交流電周期，再根據(jù)有效值定義計(jì)算交流電有效值?！窘獯稹拷猓篈、正弦電流的有效值，與周期無(wú)關(guān)，故A正確；B、圖②周期為，圖③周期為t0，所以圖②③電流變化周期不相等，故B錯(cuò)誤；C、圖③：一個(gè)周期內(nèi)直流電放出的熱量與交流電放出熱量相等，則，故圖③電流有效值，故C錯(cuò)誤；D、圖④：一個(gè)周期內(nèi)直流電放出的熱量與交流電放出熱量相等，解得圖④電流有效值，即I4＞I3，故D錯(cuò)誤。故選：A。【點(diǎn)評(píng)】本題考查交流電相關(guān)內(nèi)容，比較簡(jiǎn)單，注意有效值計(jì)算方法，強(qiáng)化基礎(chǔ)知識(shí)的記憶。14．（2021春?順慶區(qū)校級(jí)月考）通過(guò)某電阻R的電流i與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示，R＝10Ω，則從t＝0開(kāi)始到t＝1s的時(shí)間內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的熱量為（）A．125J B．250J C．375J D．500J【分析】根據(jù)電流的熱效應(yīng)求出電流有效值，然后應(yīng)用焦耳定律求出電阻R上產(chǎn)生的熱量?！窘獯稹拷猓涸O(shè)電流的有效值為I，則：I2RT＝+0解得：I＝A在t＝0到t＝1s時(shí)間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量：Q＝I2Rt＝J＝125J，故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選：A。【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了交變電流的有效值和求焦耳熱問(wèn)題，根據(jù)圖示圖象求出電流的有效值是解題的前提，應(yīng)用焦耳定律即可解題。15．（2021?金華模擬）如圖所示，電動(dòng)牙刷充電時(shí)將牙刷插入充電座內(nèi)，充電座中的線圈接入220V交流電，牙刷內(nèi)的線圈兩端獲得4.5V的電壓，再通過(guò)控制電路對(duì)牙刷內(nèi)部的直流充電電池充電，電池的電動(dòng)勢(shì)為2.4V，內(nèi)阻為0.1Ω，容量為800mA?h，10小時(shí)即可充滿。充滿電后用戶平均每天使用4分鐘，可以連續(xù)使用60天。關(guān)于此電動(dòng)牙刷的說(shuō)法正確的是（）A．充電座和牙刷內(nèi)線圈的匝數(shù)比為110：9 B．充電時(shí)，直流充電電池中的平均電流是800mA C．使用時(shí)電池的平均輸出功率為0.48W D．電池最多能提供的電能為6912J【分析】原副線圈的電壓之比等于匝數(shù)之比；充電電流I＝；若不考慮電池的內(nèi)阻，則電池輸出的電能最大，為W＝EIt；平均輸出功率P＝；【解答】解：A、原副線圈的電壓之比等于匝數(shù)之比，原線圈的電壓為220V，副線圈兩端的電壓為4.5V，故匝數(shù)之比為220：4.5＝440：9，故A錯(cuò)誤；B、充電時(shí)，電池的容量為q＝800mAh，10小時(shí)即可充滿，根據(jù)q＝It得，充電電流I＝＝＝80mA，故B錯(cuò)誤；CD、若不考慮電池的內(nèi)阻，則電池輸出的電能最大，為W＝EIt＝2.4×0.08×10×3600J＝6912J，此時(shí)使用時(shí)電池的平均輸出功率P＝＝W＝0.48W，實(shí)際電池有內(nèi)阻，故實(shí)際的平均輸出功率小于0.48W，故C錯(cuò)誤，D正確；故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了原副線圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系，知道容量為800mAh指的電荷量，根據(jù)I＝求電流，電能的公式為W＝EIt，同時(shí)注意在求輸出的電能時(shí)要考慮內(nèi)阻消耗的電能。16．（2021春?雙峰縣校級(jí)月考）如圖所示的正方形線框abcd邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，每邊電阻均為r，在垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞cd軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，c、d兩點(diǎn)與一阻值為r的電阻相連，各表均可視為理想電表，導(dǎo)線電阻不計(jì)，則下列說(shuō)法中正確的是（）A．圖示時(shí)刻產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 B．當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，電壓表的示數(shù)為零 C．當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，電壓表的示數(shù)為BωL2 D．當(dāng)S閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為【分析】只有切割的邊相當(dāng)于電源，結(jié)合串并聯(lián)電路分析電壓電流的大小關(guān)系。【解答】解：A、圖示時(shí)刻線圈位于中性面位置，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小為零，故A錯(cuò)誤；BC、產(chǎn)生的交流電的最大值，有效值為，當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，電壓表測(cè)量的電壓為CD間的電壓，故，故BC錯(cuò)誤；D、S閉合時(shí)，電路總電阻為R＝3r+＝，ab中電流為I＝，電流表讀數(shù)為，故D正確；故選：D。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了交流電的產(chǎn)生過(guò)程，特別注意與串并聯(lián)電路相聯(lián)系，最好能畫出等效電路圖．17．（2021春?郫都區(qū)期中）通過(guò)一阻值R＝100Ω的電阻的交變電流如圖所示，其周期為1s。電阻兩端電壓的有效值為（）A．12V B．4V C．15V D．8V【分析】由圖象可知交變電流的周期，一個(gè)周期內(nèi)分為兩段，每一段均為恒定電流，根據(jù)焦耳定律即可得一個(gè)周期內(nèi)交變電流產(chǎn)生的熱量?！窘獯稹拷猓河捎行е档亩x可得：，代入數(shù)據(jù)得：，解得：，故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選：B。【點(diǎn)評(píng)】根據(jù)交變電流有效值的定義，計(jì)算有關(guān)交變電流的有效值，注意若是正弦式交流電，則最大值與有效值為倍的關(guān)系。18．（2020秋?金臺(tái)區(qū)期末）“人工肺ecomo”呼吸機(jī)是治療新冠肺炎重癥的重要設(shè)備。一呼吸機(jī)接在電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律為μ＝311sin100πt（v）的交流電源上，正常工作時(shí)電流為2.5A，則（）A．該交流電的周期為50Hz B．該交流電每秒內(nèi)電流方向變化50次 C．該交流電的最大值為220V D．該呼吸機(jī)正常工作時(shí)的功率為550W【分析】根據(jù)電壓的變化規(guī)律可知交流電的最大值和角速度，即可求得有效值和周期，在一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變兩次，計(jì)算呼吸機(jī)的功率時(shí)用交流電的有效值即可?！窘獯稹拷猓篈C、根據(jù)U＝311sin100πt（v）可知交流電的最大值為Um＝311V，角速度為ω＝100πrad/s，則交流電的周期T＝，故AC錯(cuò)誤；B、在一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變兩次，故每秒內(nèi)電流方向變化次數(shù)n＝＝100次，故B錯(cuò)誤；D、產(chǎn)生的交流電的效值U＝，故該呼吸機(jī)正常工作時(shí)的功率為P＝UI＝220×2.5W＝550W，故D正確；故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查了正弦交變電流，知道交流電在每個(gè)周期內(nèi)電流方向改變兩次，正確區(qū)分交流電的最大值和有效值，計(jì)算功率時(shí)用交流電的有效值。19．（2020秋?鄭州期末）教學(xué)用發(fā)電機(jī)能夠產(chǎn)生正弦式交變電流，原理如圖所示。矩形線圈abcd面積為S，匝數(shù)為N，電阻為r，線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直磁場(chǎng)方向的軸OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，利用該發(fā)電機(jī)向定值電阻R供電，電壓表和電流表均可視為理想電表。下列說(shuō)法正確的是（）A．線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)周期電流方向改變1次 B．電壓表的讀數(shù)為 C．線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)30°時(shí)，線圈中的電流為 D．線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)30°的過(guò)程中，通過(guò)線圈磁通量的變化量為BS【分析】線圈平面每經(jīng)過(guò)中性面一次，感應(yīng)電流方向就改變一次，轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流方向改變兩次，交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝NBSω，交流電壓表顯示的是路端電壓有效值，根據(jù)瞬時(shí)值求得瞬時(shí)電流?！窘獯稹拷猓篈、線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)周期電流方向改變2次，故A錯(cuò)誤；B、線圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em＝NBSω，有效值為E＝，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得U＝，故B錯(cuò)誤；C、線圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為e＝Emsinωt＝NBSωsinωt，線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)30°時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值e＝，故線圈中的電流為i＝＝，故C正確；D、線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)30°的過(guò)程中，通過(guò)線圈磁通量的變化量為，故D錯(cuò)誤；故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】此題關(guān)鍵掌握中性面的特點(diǎn)：線圈與磁場(chǎng)垂直，磁通量最大，但感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零．線圈平面每經(jīng)過(guò)中性面一次，感應(yīng)電流與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向均改變一次，轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流方向改變兩次．20．（2020秋?咸陽(yáng)期末）如圖所示為一閉合導(dǎo)線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的正弦式交流電壓的變化圖象，則由圖可知下列正確的是（）A．該交流電壓的頻率為0.04Hz B．該交流電壓的有效值為5V C．t＝1×10﹣2s時(shí)，導(dǎo)線框恰好與磁場(chǎng)方向平行，磁通量為零 D．若將線框轉(zhuǎn)速增大一倍，則交流電壓的有效值為10V【分析】由U﹣t圖象得到周期和電動(dòng)勢(shì)的最大值，根據(jù)f＝求解頻率，U＝求出有效值。根據(jù)ω＝2πn求出角速度的變化，根據(jù)Em＝NBSω判斷出交流電的最大值，即可判斷出交流電有效值的大小。【解答】解：A、由圖象可知，交流電的周期T＝0.04s，故該交流電壓的頻率為f＝，故A錯(cuò)誤；B、交流電電壓的最大值為Em＝10V，故交流電的有效值E＝，故B錯(cuò)誤；C、t＝1×10﹣2s時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，此時(shí)導(dǎo)線框恰好與磁場(chǎng)方向平行，磁通量為零，故C正確；D、若將線框轉(zhuǎn)速增大一倍，角速度增大一倍，根據(jù)Em＝NBSω可知，交流電的最大值加倍，故交流電壓的有效值加倍，為10V，故D錯(cuò)誤；故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵是根據(jù)U﹣t圖象得到周期和最大值，要明確交流電有效值與峰值的關(guān)系、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和磁通量的關(guān)系。二．多選題（共10小題）21．（2021春?江州區(qū)校級(jí)期中）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?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示，以下判斷正確的是（）A．0.01s時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量為零 B．交流電的頻率是100Hz C．0.01s時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量變化率最大 D．0.02s時(shí)線框平面與中性面重合【分析】感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，則穿過(guò)線圈的磁通量變化率最大，穿過(guò)線圈的磁通量為零，此時(shí)線圈平面與中性面垂直，據(jù)此判斷ACD；根據(jù)周期與頻率的關(guān)系再結(jié)合乙圖可求出交流電的頻率。【解答】解：AC、0.01s時(shí)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，則穿過(guò)線圈的磁通量變化率最大，說(shuō)明線圈平面與中性面垂直，穿過(guò)線圈的磁通量為零，故AC正確；B、由題圖乙可知，交變電流的周期T＝0.02s，則頻率f＝＝Hz＝50Hz，故B錯(cuò)誤；D、0.02s時(shí)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，則穿過(guò)線圈的磁通量變化率最大，說(shuō)明線圈平面與中性面垂直，故D錯(cuò)誤；故選：AC?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了正弦式電流的圖象。在解決有關(guān)交變電流的圖象問(wèn)題時(shí)，應(yīng)先把交變電流的圖象與線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)位置對(duì)應(yīng)起來(lái)，再根據(jù)特殊位置求特征解。22．（2021春?福建期中）下列圖象描述的電流屬于交變電流的是（）A． B． C． D．【分析】電流方向隨時(shí)間變化的電流叫作交變電流?！窘獯稹拷猓篈D、電流方向都隨時(shí)間發(fā)生變化，故AD圖象描述的電流屬于交變電流，故AD正確；BD、電流的方向始終不變，故不是交變電流，故BD錯(cuò)誤；故選：AD?！军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵是知道交變電流的定義及特點(diǎn)，注意與直流電相區(qū)別開(kāi)來(lái)。23．（2021春?海淀區(qū)校級(jí)月考）一個(gè)閉合矩形線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量隨時(shí)間變化的圖象如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）A．t1時(shí)刻，線圈經(jīng)過(guò)中性面 B．t2時(shí)刻，線圈經(jīng)過(guò)中性面 C．t3時(shí)刻，線圈的磁通量變化率最大 D．若線圈轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為ω＝0.5rad/s，線圈有n＝100匝，電動(dòng)勢(shì)最大值為100V【分析】線圈位于中性面上時(shí)磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，當(dāng)線圈與磁場(chǎng)平行時(shí)磁通量最小為零，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，分析清楚圖示圖象，根據(jù)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)情況分析答題?！窘獯稹拷猓篈、由圖示圖象可知，t1時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量最大，線圈位于中性面位置，故A正確；B、由圖示圖象可知，t2時(shí)刻磁通量Φ＝0，此時(shí)線圈與磁場(chǎng)平行，與中性面垂直，故B錯(cuò)誤；C、由圖示圖象可知，t3時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量最大，此時(shí)線圈經(jīng)過(guò)中性面，磁通量的變化率最小，故C錯(cuò)誤；D、產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em＝nBSω＝nΦmω＝100×2×0.5V＝100V，故D正確；故選：AD?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了交變電流的產(chǎn)生問(wèn)題，掌握基礎(chǔ)知識(shí)是解題的前提，根據(jù)題意分析清楚圖示圖象是解題的關(guān)鍵，根據(jù)圖示圖象應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)即可解題，平時(shí)要注意基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)與積累。24．（2021春?日照期中）海洋中蘊(yùn)藏著巨大的能量，利用海洋的波浪可以發(fā)電。在我國(guó)南海上有一浮桶式波浪發(fā)電燈塔，其原理示意圖如圖甲所示。浮桶內(nèi)的磁體通過(guò)支柱固定在暗礁上，浮桶內(nèi)置的線圈隨波浪相對(duì)磁體沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，且始終處于磁場(chǎng)中，該線圈與阻值R＝15Ω的燈泡相連。浮桶下部由內(nèi)、外兩密封圓筒構(gòu)成（圖中斜線陰影部分），如圖乙所示，其內(nèi)為產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁體，與浮桶內(nèi)側(cè)面的縫隙忽略不計(jì)。匝數(shù)N＝200線圈所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2T，線圈直徑D＝0.4m，線圈電阻r＝1Ω。重力加速度g取10m/s2，π2≈10。若浮桶隨波浪上下運(yùn)動(dòng)的速度可表示為v＝0.4πsinπt（m/s）。則下列說(shuō)法正確的是（）A．波浪發(fā)電產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)e的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝0.32sinπt（V） B．燈泡中電流i的瞬時(shí)值表達(dá)式為i＝4sinπt（A） C．燈泡的電功率為120W D．1分鐘內(nèi)線圈消耗的電能為960J【分析】根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式E＝Blv和v＝0.4πsinπt（m/s），求出電動(dòng)勢(shì)e的瞬時(shí)表達(dá)式；由歐姆定律可得燈泡電流表達(dá)式；由電流有效值來(lái)計(jì)算燈泡電功率；根據(jù)Q＝I2rt求得線圈消耗的電能?！窘獯稹拷猓篈、線圈在磁場(chǎng)中切割磁感線，產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)最大值為：Em＝NBlvm其中：l＝πD，vm＝0.4π代入數(shù)據(jù)得：Em＝πNBDvm＝π×200×0.2×0.4×0.4πV＝64V波浪發(fā)電產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)e的瞬時(shí)表達(dá)式：e＝Emsinπt＝64sinπt（V），故A錯(cuò)誤；B、根據(jù)閉合電路歐姆定律有：I＝解得：i＝＝4sinπt（A），故B正確；C、燈泡電流的有效值為：I＝則燈泡的功率為：P＝I2R＝×15W＝120W，故C正確；D、1min內(nèi)線圈消耗的電能Q＝，故D錯(cuò)誤。故選：BC?！军c(diǎn)評(píng)】該題關(guān)鍵是用好感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值，該題是運(yùn)動(dòng)切割，故速度最大時(shí)，對(duì)應(yīng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大；在求解燈泡兩端電壓時(shí)候，用歐姆定律最簡(jiǎn)單，不用硬套交流有效值公式。25．（2021?遼寧模擬）兩人在赤道上站立，各自手握金屬繩OPO′的一端，繞東西方向的水平軸沿順時(shí)針?lè)较騽蛩贀u動(dòng)，周期為T，將金屬繩連入電路，閉合回路如圖所示，取金屬繩在圖示的最高位置時(shí)為t＝0時(shí)刻，則下列說(shuō)法正確的是（）A．電路中存在周期為T的變化電流 B．t＝0時(shí)刻，回路磁通量最大，電路中電流最大 C．t＝時(shí)刻，電流向左通過(guò)靈敏電流計(jì) D．t＝時(shí)刻，回路磁通量最大，電路中電流最小【分析】地球的周圍存在磁場(chǎng)，且磁感線的方向是從地理的南極指向地理的北極，當(dāng)兩個(gè)同學(xué)在迅速搖動(dòng)金屬繩時(shí)，總有一部分導(dǎo)線做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，電路中就產(chǎn)生了感應(yīng)電流，由于金屬繩周期性的轉(zhuǎn)動(dòng)，故產(chǎn)生周期性的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，形成周期性的電流，轉(zhuǎn)動(dòng)方向與地磁場(chǎng)方向的關(guān)系，判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的大小?！窘獯稹拷猓篈．用類比法，如線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生周期性變化的交變電流，所以這個(gè)電路中存在周期為T的變化電流，故A正確；B．于地磁場(chǎng)方向等效為由南指向北，則t＝0時(shí)刻，回路磁通量最大，電路中電流最小為0，故B錯(cuò)誤；C．時(shí)刻，第一次經(jīng)過(guò)水平位置，這個(gè)過(guò)程磁通量減小，由楞次定律可知，感應(yīng)電流方向向右通過(guò)靈敏電流計(jì)，故C錯(cuò)誤；D．時(shí)刻，回路磁通量最大，電路中電流最小，故D正確；故選：AD?！军c(diǎn)評(píng)】本題要建立物理模型，與線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)切割相似，要知道地磁場(chǎng)的分布情況，能熟練運(yùn)用電磁感應(yīng)的規(guī)律解題．26．（2021?天津模擬）如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、匝數(shù)為N、電阻不計(jì)的正方形線圈abcd，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞轉(zhuǎn)軸OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，軸OO′垂直于磁感線，制成一臺(tái)交流發(fā)電機(jī)，它與理想變壓器的原線圈連接，變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為1：3，滑動(dòng)變阻器R和定值電阻R1并聯(lián)后接在變壓器的輸出端。電壓表、電流表均為理想電表，下列判斷正確的是（）A．此時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量為零 B．此時(shí)電壓表的示數(shù)為NBL2ω C．定值電阻消耗的功率為 D．當(dāng)僅當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片下滑時(shí)電流表的示數(shù)變大【分析】根據(jù)線圈平面和磁場(chǎng)方向的關(guān)系確定磁通量大小；根據(jù)最大值和有效值的關(guān)系確定電壓表示數(shù)；根據(jù)電壓之比等于線圈匝數(shù)的反比確定輸出電壓，由功率公式求出定值電阻消耗的功率；根據(jù)滑片位置的變化明確接入電阻的變化，再根據(jù)歐姆定律確定副線圈中電流的變化，根據(jù)變壓器原理確定電流表示數(shù)的變化?！窘獯稹拷猓篈、由圖可知，此時(shí)線圈和磁場(chǎng)方向平行，故此時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量為零，故A正確；B、電壓表顯示的是交流電壓的有效值，交流電壓的最大值等于Em＝NBωL2，電壓表的示數(shù)U＝＝，，故B錯(cuò)誤；C、根據(jù)變壓器的規(guī)律＝可得，輸出電壓U2＝3U＝，定值電阻消耗的功率P＝＝，故C正確；D、當(dāng)僅當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片下滑時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電阻增大，故輸出端電流減小，根據(jù)電流之比等于線圈匝數(shù)的反比可知，電流表的示數(shù)減小，故D錯(cuò)誤。故選：AC。【點(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵明確交流四值、理想變壓器的變壓比公式，一定要注意理想變壓器中，副線圈的輸出電壓由原線圈的輸入電壓決定，與副線圈的負(fù)載無(wú)關(guān)。原線圈的電流由副線圈中的電流決定，輸入功率由輸出功率決定。27．（2021??？谀M）如圖甲所示，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為5：1，其原線圈接入如圖乙所示的正弦交流電，副線圈與負(fù)載電阻相連。若交流電壓表和交流電流表都是理想電表，則下列說(shuō)法中正確的是（）A．原線圈輸入的正弦交變電流的頻率是100Hz B．變壓器輸入電壓的最大值是220V C．電壓表的示數(shù)是44V D．若電流表的示數(shù)為0.50A，則變壓器的輸入功率是22W【分析】由圖乙可知交流電的周期T＝0.02s，可由周期求出頻率的值；由圖乙可知交流電壓最大值Um＝220V，求出有效值，根據(jù)由變壓器原理可得變壓器副線圈的電壓；根據(jù)P＝UI求出輸出功率，根據(jù)輸入功率等于輸出功率即可求出輸入功率，【解答】解：A、由圖乙可知，原線圈輸入的正弦交變電流的周期T＝0.02s，則頻率是f＝＝50Hz，故A錯(cuò)誤；B、由圖乙可知，變壓器輸入電壓的最大值Um＝220V，故B錯(cuò)誤；C、變壓器輸入電壓的有效值U1＝＝220V，根據(jù)，電壓表的示數(shù)U2＝U1＝＝44V。故C正確；D、若電流表示數(shù)I2＝0.50A時(shí)，變壓器的輸出功率為P2＝I2U2＝0.5A×44V＝22W，根據(jù)理想變壓器輸出功率等于輸入功率，可知變壓器的輸入功率是P1＝P2＝22W，故D正確。故選：CD?！军c(diǎn)評(píng)】根據(jù)圖象準(zhǔn)確找出已知量，是對(duì)學(xué)生認(rèn)圖的基本要求，準(zhǔn)確掌握理想變壓器的特點(diǎn)及電壓比與匝數(shù)比的關(guān)系，是解決本題的關(guān)鍵。28．（2021?重慶模擬）經(jīng)測(cè)量，某居民家中交流電壓u與時(shí)間t的關(guān)系為u＝230sin（100πt）V，該居民家中正在使用阻值為100Ω的純電阻用電器，下列說(shuō)法正確的是（）A．流過(guò)該用電器的電流方向每秒改變100次 B．流過(guò)該用電器的電流方向每秒改變50次 C．該用電器兩端的最大電壓為230V D．該用電器兩端的最大電壓為230V【分析】根據(jù)交流電壓表達(dá)式，得出最大電壓和頻率，分析電流方向改變次數(shù)。【解答】解：AB、由題知，交流電的頻率為50Hz，周期為0.02s，一個(gè)周期內(nèi)，流過(guò)該用電器的電流方向改變兩次，流過(guò)該用電器的電流方向每秒改變100次，故A正確，B錯(cuò)誤；CD、根據(jù)表達(dá)式可知，該用電器兩端的最大電壓為230V，故C正確，D錯(cuò)誤。故選：AC?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查交流電相關(guān)內(nèi)容，比較簡(jiǎn)單，學(xué)習(xí)時(shí)注重課本，強(qiáng)化記憶。29．（2021春?青白江區(qū)校級(jí)月考）某線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生交變電流的圖象如圖所示，由圖中信息可以判斷（）A．在A和C時(shí)刻線圈處于中性面位置 B．在B和D時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量為零 C．從A→D時(shí)刻線圈轉(zhuǎn)過(guò)的角度為π D．若從O→D時(shí)刻歷時(shí)0.02s，則在1s內(nèi)交變電流的方向改變100次【分析】線圈在中性面上磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)電流均為零；線圈在平行于磁場(chǎng)位置（垂直于中性面處）穿過(guò)線圈的磁通量為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)電流最大；在一個(gè)周期內(nèi)，電流方向改變兩次，根據(jù)圖象分析答題?！窘獯稹拷猓篈、根據(jù)圖象，首先判斷出感應(yīng)電流的數(shù)學(xué)表達(dá)式為i＝Imsinωt，其中Im是感應(yīng)電流的最大值，ω是線圈旋轉(zhuǎn)的角速度。而且線圈是從中性面開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，由O到D完成一次周期性變化，相應(yīng)的線圈旋轉(zhuǎn)一周。線圈每旋轉(zhuǎn)一周有兩次經(jīng)過(guò)中性面，經(jīng)過(guò)中性面的位置時(shí)電流改變方向。從圖可知，在O、B、D時(shí)刻感應(yīng)電流為零，所以此時(shí)線圈恰好在中性面的位置，且穿過(guò)線圈的磁通量最大；在A、C時(shí)刻感應(yīng)電流最大，線圈處于和中性面垂直的位置，此時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量為零；從A到D時(shí)刻，線圈旋轉(zhuǎn)周，轉(zhuǎn)過(guò)的角度為π；如果從O到D時(shí)刻歷時(shí)0.02s，恰好為一個(gè)周期，所以1s內(nèi)線圈運(yùn)動(dòng)50個(gè)周期，100次經(jīng)過(guò)中性面，交變電流的方向改變100次。故AB錯(cuò)誤CD正確。故選：CD?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了交變電流的產(chǎn)生過(guò)程，掌握基礎(chǔ)知識(shí)、分析清楚圖象即可正確解題。30．（2021春?貴溪市校級(jí)月考）一矩形線圈，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖所示，由圖象可知（）A．t1和t3時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量為零 B．t1和t3時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量變化率為零 C．是從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行的時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)的 D．每當(dāng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)u變換方向時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量都最大【分析】矩形線圈中產(chǎn)生正弦式電流，當(dāng)線圈通過(guò)中性面時(shí)，磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，電動(dòng)勢(shì)方向發(fā)生改變。而當(dāng)線圈與磁場(chǎng)平行時(shí)，磁通量為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，磁通量的變化率最大?！窘獯稹拷猓篈、t1和t3時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，說(shuō)明這兩個(gè)時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量的變化率為零，即線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，穿過(guò)線圈的磁通量最大，故A錯(cuò)誤，B正確；C、開(kāi)始時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有最大值，說(shuō)明穿過(guò)線圈的磁通量的變化率最大，即線圈平面與磁場(chǎng)平行，故C正確；D、每當(dāng)e轉(zhuǎn)換方向時(shí)，線圈與磁場(chǎng)垂直，線圈通過(guò)中性面時(shí)，磁通量最大。故D正確。故選：BCD?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查交變電流產(chǎn)生過(guò)程中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量、磁通量變化率的關(guān)系，關(guān)鍵抓住兩個(gè)特殊位置：線圈與磁場(chǎng)垂直位置，及線圈與磁場(chǎng)平行位置。三．填空題（共10小題）31．（2021春?蕪湖期中）一交流電壓瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝110sin100πt（V），將該交流電壓加在一阻值為22Ω的電阻兩端，并聯(lián)在該電阻兩端的理想交流電壓表的示數(shù)為110V，該電阻消耗的功率為550W?！痉治觥坑山涣麟妷核矔r(shí)值表達(dá)式讀出交流電壓的最大值，由最大值與有效值的關(guān)系求出有效值，根據(jù)有效值求解電阻消耗的功率?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)交流電壓瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝110sin100πt（V）得電壓的最大值為Um＝110V，并聯(lián)在該電阻兩端的交流電壓表的示數(shù)為電壓的有效值，即為U＝V＝110V；有效值為U＝110V，該交流電壓加在阻值為22Ω的電阻兩端時(shí)，電阻消耗的功率為P＝＝W＝550W。故答案為：110；550?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查交流電有效值以及功率問(wèn)題，要注意交流電壓表測(cè)量的是電壓的有效值，計(jì)算交流電的電功、電功率和焦耳熱與熱效應(yīng)等有關(guān)的量都用有效值。32．（2021春?宜秀區(qū)校級(jí)月考）交流電壓表的讀數(shù)指的是交流電的有效值。A（對(duì)的填A(yù)，錯(cuò)的填B）【分析】電壓表顯示的是電壓的有效值。【解答】解：交流電壓表測(cè)量的是交流電的有效值，故選：A【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了交流電的有效值，明確電表的測(cè)量值為交流電的有效值即可。33．（2021?泉州模擬）如圖，電阻為r、面積為S的單匝矩形線圈，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO'軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，外電路電阻為R，圖示時(shí)刻線圈平面與磁場(chǎng)垂直，此時(shí)理想交流電流表的示數(shù)為，在線圈轉(zhuǎn)過(guò)一周的過(guò)程中，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為?！痉治觥烤€圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Em＝BSω，求得有效值，根據(jù)閉合電路的歐定律求得電流，根據(jù)Q＝I2RT求得電阻產(chǎn)生的熱?！窘獯稹拷猓焊袘?yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值Em＝BωS，故有效值E＝，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得I＝線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為T＝，故在線圈轉(zhuǎn)過(guò)一周的過(guò)程中，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為Q＝I2RT＝故答案為：；【點(diǎn)評(píng)】解決本題關(guān)鍵要掌握交變電流產(chǎn)生的原理，知道電流表測(cè)量電流的有效值．交流電路與直流電路都遵守閉合電路歐姆定律，求產(chǎn)生的熱用交流電的有效值計(jì)算。34．（2020秋?金臺(tái)區(qū)期末）如圖所示的交變電流的有效值I＝10A（其中每個(gè)周期的后半周期的圖象為半個(gè)周期的正弦曲線）。若將此電流接在阻值R＝50Ω的電熱絲兩端，1s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為5000J?！痉治觥肯惹蟪?﹣、﹣T，電流的有效值，然后利用電流有效值的概念列方程求解，根據(jù)焦耳定律求得產(chǎn)生的熱量。【解答】解：如圖，0﹣內(nèi)電流的有效值為：I1＝10V；﹣T內(nèi)電流的有效值為：I2＝。根據(jù)電流有效值的定義，有：I2RT＝代入數(shù)據(jù)解得電流的有效值為：I＝10A1s內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q＝I2Rt＝102×50×1J＝5000J故答案為：10；5000【點(diǎn)評(píng)】本題考查了交流的峰值、有效值以及它們的關(guān)系。知道有效值是通過(guò)熱效應(yīng)等效來(lái)定義的是本題的關(guān)鍵。35．（2020春?海珠區(qū)校級(jí)月考）交流發(fā)電機(jī)的原理如圖甲所示，閉合的矩形線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在線圈中產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示，已知線圈的電阻為R＝2.0Ω，求：（1）通過(guò)線圈導(dǎo)線的任一個(gè)橫截面的電流的最大值為2.0A。（2）矩形線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為4.0×10﹣3s。（3）線圈電阻上產(chǎn)生的電熱功率是4.0W。（4）保持線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，1min內(nèi)外界對(duì)線圈做的功是240J?！痉治觥坑深}i﹣t圖可知交流電電流的最大值、周期，根據(jù)有效值與最大值的關(guān)系求解有效值，根據(jù)電熱功率為P＝I2R求解電阻上的電功率，根據(jù)W＝Pt外界對(duì)線圈做的功?！窘獯稹拷猓海?）由i﹣t圖可知通過(guò)線圈導(dǎo)線的任一個(gè)橫截面的電流的最大值Im＝2.0A；（2）由i﹣t圖可知，交流電的周期為4.0×10﹣3s，矩形線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周期與交流電周期相同，所以矩形線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周期T＝4.0×10﹣3s；（3）由有效值I＝＝A＝A線圈電阻上產(chǎn)生的電熱功率為P＝I2R＝（）2×2.0W＝4.0W；（4）外界對(duì)線圈做功轉(zhuǎn)化成電能再轉(zhuǎn)化成電熱，1分鐘內(nèi)外界對(duì)線圈做的功：W＝Pt＝4×60J＝240J。故答案為：（1）2.0；（2）4.0×10﹣3s；（3）4.0；（4）240。【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵是能從i﹣t圖象中得出電流的最大值、周期，以及知道峰值與有效值的關(guān)系，同時(shí)明確功率公式的準(zhǔn)確應(yīng)用。36．（2021春?宜秀區(qū)校級(jí)月考）矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在中性面時(shí)，通過(guò)線圈的磁通量最大。A（對(duì)的填A(yù)，錯(cuò)的填B）【分析】在中性面時(shí)，線圈平面與磁場(chǎng)垂直，通過(guò)線圈的磁通量最大?！窘獯稹拷猓涸谥行悦鏁r(shí)，線圈平面與磁場(chǎng)垂直，穿過(guò)線圈的磁通量最大，故對(duì)，選A故選：A【點(diǎn)評(píng)】本題考查了交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生正弦式電流的原理。明確中性面的特點(diǎn)即可。37．（2021春?宜秀區(qū)校級(jí)月考）線圈每通過(guò)中性面一次，電流方向改變一次。A（對(duì)的填A(yù)，錯(cuò)的填B）【分析】線圈每通過(guò)中性面一次，電流方向改變一次。【解答】解：線圈每通過(guò)中性面一次，電流方向改變一次，故正確，故填A(yù)故選：A【點(diǎn)評(píng)】本題考查正弦式電流產(chǎn)生原理的理解能力，抓住兩個(gè)特殊位置的特點(diǎn)，明確線圈每通過(guò)中性面一次，電流方向改變一次。38．（2020秋?北碚區(qū)校級(jí)期末）如圖是一個(gè)正弦式交變電流的波形圖．該交流電流的峰值是10A，有效值是A，周期是0.1s，1秒鐘電流方向改變10次。【分析】根據(jù)圖象可以知道交流電的最大值和交流電的周期，根據(jù)最大值和有效值的關(guān)系即可求得交流電的有效值和頻率．【解答】解：由圖可知該交變電流的峰值Im＝10A，電流的有效值I＝周期為T＝0.2s，頻率f＝，交流電一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變兩次，則在1s的時(shí)間內(nèi)電流方向改變次數(shù)為n＝，故答案為：10；；0.2；10【點(diǎn)評(píng)】本題考查的是學(xué)生讀圖的能力，根據(jù)圖象讀出交流電的最大值和周期，再逐項(xiàng)計(jì)算即可．39．（2020秋?合肥期末）一交流電流的圖象如圖所示，由圖可知，該交變電流周期為0.01s，用電流表測(cè)該電流示數(shù)為10A，若該交流電流通過(guò)10Ω的電阻時(shí)，電阻消耗的電功率為1000W?！痉治觥坑蓤D象直接讀出知電流的最大值和周期；用電流表測(cè)量時(shí)測(cè)量值為有效值，根據(jù)最大值和有效值的關(guān)系確定有效值，由功率公式求出電阻消耗的功率?！窘獯稹拷猓河蓤D可知，交流電的周期為0.01s，最大值為Im＝10A，故有效值I＝＝A＝10A，即電流表的測(cè)量值為10A；由功率公式P＝I2R可知，電阻消耗的功率P＝I2R＝102×10W＝1000W。故答案為：0.01；10；1000?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查交流電圖象的認(rèn)識(shí)，要注意明確由圖象可以直接讀出的物理量有最大值和周期；從而可以計(jì)算出交流電的頻率和有效值。40．（2020春?西城區(qū)校級(jí)月考）如圖所示，ABCD是一個(gè)豎直的矩形導(dǎo)線框，全部處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框面積為S，線框繞水平固定軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈平面與磁感線夾角為0°時(shí)（填“0°”或“90°”），感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大；從如圖所示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化規(guī)律為e＝BSωsinωt?！痉治觥慨?dāng)線圈平面與中性面垂直時(shí)，此時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大，故線圈平面與磁感線夾角為0°，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，根據(jù)Em＝NBSω求得產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e＝Emsinωt?！窘獯稹拷猓寒?dāng)線圈平面與中性面垂直時(shí)，此時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大，故線圈平面與磁感線夾角為0°，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em＝BSω從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為e＝BSωsinωt故答案為：0°；BSωsinωt【點(diǎn)評(píng)】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)的最大值，瞬時(shí)值，掌握中性面的特點(diǎn)即可。四．計(jì)算題（共8小題）41．（2021春?鼓樓區(qū)校級(jí)期中）如圖所示，線圈abcd的面積是0.05m2，共100匝，線圈的總電阻r＝1Ω，外接電阻R＝9Ω，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝T.當(dāng)線圈以300r/min的轉(zhuǎn)速勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，問(wèn)：（1）若從線圈處于中性面開(kāi)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）線圈轉(zhuǎn)過(guò)s時(shí)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值多大？（3）電路中，電壓表和電流表的示數(shù)各是多少？（第3小題答案請(qǐng)保留3位有效數(shù)字）【分析】（1）從線圈處于中性面開(kāi)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e＝Emsinωt，由Em＝NBSω求出Em．（2）將t＝s代入e＝Emsinωt求解．（3）交流電壓表和電流表測(cè)量的是有效值，根據(jù)歐姆定律和有效值與最大值的關(guān)系求解?！窘獯稹拷猓海?）角速度為：ω＝2πn＝2π×rad/s＝10πrad/s產(chǎn)生的最大最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：Em＝NBSω＝100××0.05×10πV＝50V從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)瞬時(shí)表達(dá)式為：e＝Emsinωt＝50sin10πt（V）（2）線圈轉(zhuǎn)過(guò)s時(shí)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為：e1＝Emsinωt1＝50sin10π×V＝25V（3）電動(dòng)勢(shì)有效值為：E＝＝V＝25V電流表示數(shù)為：I＝＝A＝2.5A＝3.54A；電壓表示數(shù)為U＝IR＝2.5×9V＝22.5V＝31.8V答：（1）若從線圈處于中性面開(kāi)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)式為e＝50sin10πt（V）；（2）線圈轉(zhuǎn)過(guò)s時(shí)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為25V；（3）電路中，電壓表和電流表的示數(shù)為31.8V和3.54A?！军c(diǎn)