2025新課改-高中物理-選修第2冊（16講）09 C交變電流 提升版含答案

2025新課改-高中物理-選修第2冊（16講）09C交變電流提升版含答案交變電流知識點一：交變電流一、交變電流1．交變電流：大小和方向隨時間做周期性變化的電流叫作交變電流，簡稱交流．2．直流：方向不隨時間變化的電流稱為直流．二、交變電流的產(chǎn)生交流發(fā)電機的線圈在磁場中轉動時，轉軸與磁場方向垂直，用右手定則判斷線圈切割磁感線產(chǎn)生的感應電流方向．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)當線圈平面位于中性面時，線圈中的磁通量最大，線圈中的電流為零．2．從中性面開始計時，線圈中產(chǎn)生的電動勢的瞬時值表達式：e＝Emsinωt，Em叫作電動勢的峰值，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，簡稱正弦式電流．4．正弦式交變電流和電壓電流表達式i＝Imsin_ωt，電壓表達式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1．主要構造：電樞和磁體．2．分類(1)旋轉電樞式發(fā)電機：電樞轉動，磁極不動．(2)旋轉磁極式發(fā)電機：磁極轉動，電樞不動．技巧點撥一、交變電流與直流1．交變電流大小和方向隨時間做周期性變化的電流叫作交變電流，簡稱交流．2．常見的交變電流的波形圖實際應用中，交變電流有著不同的變化規(guī)律，常見的有以下幾種，如下圖所示．3．直流方向不隨時間變化的電流叫作直流，大小和方向都不隨時間變化的電流叫作恒定電流．二、兩個特殊位置假定線圈繞OO′軸沿逆時針方向勻速轉動，如下圖所示：1．中性面位置(S⊥B，如圖中的甲、丙)線圈平面與磁場垂直的位置，此時Φ最大，eq\f(ΔΦ,Δt)為0，e為0，i為0.線圈經(jīng)過中性面時，電流方向發(fā)生改變，線圈轉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值表達式(1)從中性面位置開始計時e＝Emsinωt，i＝Imsinωt，u＝Umsinωt(2)從與中性面垂直的位置開始計時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)兩個特殊值對應的位置：①e＝0(或i＝0)時：線圈位于中性面上，此時eq\f(ΔΦ,Δt)＝0，Φ最大．②e最大(或i最大)時：線圈平行于磁感線，此時eq\f(ΔΦ,Δt)最大，Φ＝0.(3)e、i大小和方向隨時間的變化規(guī)律．例題精練1．（2021春?龍巖期末）如圖甲所示，在勻強磁場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉動軸勻速轉動，產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，則下列說法正確的是（）A．t＝0.01s時，線框平面與磁感線相互平行 B．t＝0.005s時，穿過線框的磁通量最大 C．當電動勢瞬時值為22V時，線圈平面與中性面夾角為45° D．線框中的感應電流方向每秒鐘改變50次【分析】根據(jù)圖象讀出感應電動勢的瞬時值，從而確定線框的位置，判斷穿過線框的磁通量大?。划旊妱觿菟矔r值為22V時，根據(jù)瞬時值表達式確定線圈平面與中性面夾角，在一個周期內電流的方向改變兩次，讀出周期，即可求得每秒鐘電流方向改變的次數(shù)?！窘獯稹拷猓篈、由圖象知：t＝0.01s時，感應電動勢為零，則線框位于中性面，線框平面與磁感線垂直，故A錯誤；B、t＝0.005s時，感應電動勢最大，線框平面與磁感線相互平行，則穿過線框的磁通量為零，故B錯誤；C、從中性面開始計時，該交變電動勢的瞬時值表達式為e＝22sinωt（V），當電動勢瞬時值為e＝22V時，解得ωt＝，即線圈平面與中性面夾角為45°，故C正確；D、由圖可知，交流電的周期T＝0.02s，在一個周期內電流的方向改變兩次，故線框中的電流方向每秒鐘改變n＝×2＝×2次＝100次，故D錯誤。故選：C。【點評】本題考查對交流電圖象的理解，根據(jù)圖象能讀出電動勢的瞬時值、最大值和周期，進而求出交變電動勢的瞬時值表達式，并判斷線框的位置與瞬時值的關系。2．（2021春?蕪湖期中）在勻強磁場中的一個矩形金屬線圈繞垂直磁場方向的轉軸勻速轉動，線圈中產(chǎn)生的交變電動勢e隨時間t按照如圖所示正弦規(guī)律變化，已知線圈匝數(shù)為10匝，下列說法中正確的是（）A．此交流電每秒鐘電流方向改變5次 B．此交變電動勢的有效值為1V C．t＝0.1s時，線圈平面與磁場方向平行 D．在線圈轉動過程中，穿過線圈的最大磁通量為Wb【分析】從圖象得出電動勢最大值、周期，從而算出頻率、角速度；磁通量最大時電動勢為零?！窘獯稹拷猓篈、由e﹣t圖象得到周期為0.2s，故頻率為：f＝，解得f＝5Hz，一個周期內電流方向改變兩次，所以每秒鐘電流方向改變10次，故A錯誤；B、此交變電動勢的有效值為：E＝＝V＝，故B錯誤；C、t＝0.1s時，感應電動勢為零，此時線圈處在中性面上，線圈平面與磁場方向垂直，通過線圈的磁通量最大，故C錯誤；D、電動勢最大值Em＝NBSω，所以最大磁通量BS＝＝Wb＝Wb，故D正確；故選：D。【點評】本題主要考查了交變電流的應用，解題關鍵是根據(jù)e﹣t圖象得到周期和電動勢的最大值，要明確交流電有效值與峰值的關系，基礎題。隨堂練習1．（2020秋?建鄴區(qū)校級期末）一矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸線勻速轉動時產(chǎn)生正弦式交變電流，其電動勢的變化規(guī)律如圖甲中的線a所示，用此線圈給圖乙電路供電，發(fā)現(xiàn)三個完全相同的燈泡亮度相同。當調整線圈轉速后，電動勢的變化規(guī)律如圖甲中的線b所示，以下說法正確的是（）A．曲線a、b對應的線圈角速度之比為2：3 B．當t＝0時刻，線圈平面恰好與磁場方向平行 C．轉速調整后，L2燈泡最亮 D．轉速調整后，三個燈泡的亮度仍然相同【分析】根據(jù)圖象甲讀出周期，求出線圈角速度之比；當t＝0時刻，根據(jù)電動勢瞬時值分析線圈的位置；根據(jù)轉速調整后頻率的變化，分析燈泡亮度的變化?！窘獯稹拷猓篈、由圖可知，曲線a、b對應的周期分別Ta＝0.04s，Tb＝0.06s，由ω＝得線圈角速度之比ωa：ωb＝Tb：Ta＝3：2，故A錯誤；B、當t＝0時刻，感應電動勢為零，線圈平面恰好與磁場方向垂直，故B錯誤；CD、轉速調整后，周期變大，頻率降低，電感L對交變電流的阻礙減小，電容器C對交變電流的阻礙增大，對R沒有影響，所以，三個燈泡的亮度各不相同，L2燈泡最亮，故C正確，D錯誤。故選：C?！军c評】解答本題時，要理解正弦交變電流產(chǎn)生過程，搞清線圈在不同位置產(chǎn)生的感應電動勢大小。同時，要知道電感和電容在電路中的作用。2．（2021春?青銅峽市校級月考）如圖所示，圖象中不屬于交流電的是（）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?！窘獯稹拷猓篈BC、ABC選項中e的方向均發(fā)生了周期性的變化，故它們屬于交流電，故ABC不符合題意；D、D選項中e的方向未發(fā)生變化，僅僅是e的大小發(fā)生了周期性的變化，不屬于交流電，符合題意；故選：D?！军c評】交流電的最大的特點是電流方向在不斷的變化，對于其大小是否變化沒有要求。3．（2020秋?杭州期中）新安江水電站交流發(fā)電機在正常工作時，電動勢e＝310sin100πt（V），若水輪機帶動發(fā)電機的轉速增加到1.2倍，其它條件不變，則電動勢為（）A．e′＝372sin120πt（V） B．e′＝310sin120πt（V） C．e′＝372sin100πt（V） D．e′＝310sin100πt（V）【分析】根據(jù)交流發(fā)電機正常工作時電動勢最大值表達式，求出發(fā)電機轉速增加到1.2倍時感應電動勢的最大值，以及角速度的值，再寫出電動勢的表達式。【解答】解：根據(jù)e＝310sin100πt（V），知電動勢最大值為Em＝310V，角速度為ω＝100πrad/s交流發(fā)電機正常工作時電動勢最大值表達式為Em＝NBSω，可知，當發(fā)電機的轉速增加到1.2倍時，電動勢最大值增加到原來的1.2倍，即為Em′＝1.2Em＝1.2×310V＝372V發(fā)電機的轉速增加到1.2倍，則角速度也增加到1.2倍，為ω′＝1.2ω＝1.2×100πrad/s＝120πrad/s，故電動勢為e′＝Em′sinω′t＝372sin120πt（V），故A正確，BCD錯誤。故選：A?！军c評】解決本題時考慮問題要全面，在e＝Emsinωt式中Em和ω都與轉速成正比，不能簡單認為表達式是e′＝Emsin1.2ωt，從而選擇B項。知識點二：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間內完成周期性變化的次數(shù)．3．周期和頻率的關系：T＝eq\f(1,f)或f＝eq\f(1,T).4．角速度與周期、頻率的關系：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大小相同的電阻，如果在交變電流的一個周期內它們產(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描述交變電流的情況．若線圈通過中性面時開始計時，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、電流表達式分別為u＝Umsineq\f(2π,Τ)t，i＝Imsineq\f(2π,T)t.技巧點撥一、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間．在交變電流的圖像中，一個完整的正弦波形對應的時間為一個周期T.2．頻率：周期的倒數(shù)叫作頻率，其數(shù)值等于單位時間內完成周期性變化的次數(shù)．3．周期和頻率的關系：f＝eq\f(1,T)，如圖3為我國照明電路的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．讓交變電流與恒定電流分別通過大小相同的電阻，如果在交變電流的一個周期內它們產(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)當電流是非正弦式交變電流時，必須根據(jù)有效值的定義求解．先計算交變電流在一個周期內產(chǎn)生的熱量Q，再將熱量Q用相應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，對于按其他規(guī)律變化的交變電流，上述關系式一般不再適用．(2)對于非正弦式交變電流有效值的計算，時間一般選取一個周期．(3)凡涉及能量、電功以及電功率等物理量時均用有效值，在確定保險絲的熔斷電流時也用有效值．例題精練1．（2021春?黎川縣校級期末）小型交流發(fā)電機向燈泡供電的示意圖如圖所示。已知繞與勻強磁場垂直的軸勻速轉動的線圈電阻為10Ω，外接的燈泡額定電壓為20V，額定電流為0.2A，若發(fā)電機轉子以50r/s的轉速勻速轉動時，燈泡正常發(fā)光，不計電路的其他電阻，則下列說法正確的是（）A．發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢的峰值為 B．每秒鐘燈泡中的電流方向改變50次 C．1min內燈泡消耗480J的電能 D．從圖示位置開始計時，燈泡兩端的電壓表達式為【分析】根據(jù)閉合電路的歐姆定律求出發(fā)電機產(chǎn)生電動勢的有效值，然后求出電動勢的峰值；一個周期內電流方向改變兩次，根據(jù)線圈轉動的轉速求出每秒燈泡電流方向改變的次數(shù)；應用電功公式求出1min內燈泡消耗的電能；根據(jù)題意求出燈泡兩端電壓的表達式。【解答】解：A、燈泡正常發(fā)光，燈泡兩端的電壓等于額定電壓UL＝20V，由閉合電路的歐姆定律可知，電動機電動勢的有效值；E＝UL+Ir＝20V+0.2×10V＝22V，發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢的峰值Em＝E＝22V，故A錯誤；B、發(fā)電機轉子的轉速n＝50r/s，轉子轉動的頻率f＝n＝50Hz，一個周期內電流方向改變2次，每秒鐘燈泡中電流方向改變100次，故B錯誤；C、燈泡正常發(fā)光，t＝1min＝60s內燈泡消耗的電能：E＝W＝UIt＝20×0.2×60J＝240J，故C錯誤；D、燈泡兩端電壓的峰值ULm＝UL＝20V，轉子轉動的角速度ω＝2πn＝2π×50rad/s＝100πrad/s，圖示位置線圈平面與磁場平行，從圖示位置開始計時，燈泡兩端的電壓表達式u＝ULmsin（ωt+）＝20sin（100πt+）（V）＝20cos100πt（V），故D正確。故選：D?！军c評】燈泡在額定電壓與額定電流下正常發(fā)光，分析清楚圖示電路結構，掌握正弦式交變電流的有效值與峰值間的關系、應用閉合電路的歐姆定律、電功公式即可解題。2．（2021春?和平區(qū)期末）如圖甲所示，在勻強磁場中，有一匝數(shù)為N、總電阻為r的矩形線圈abcd繞軸OO'以角速度ω勻速轉動，線圈通過理想交流電流表與阻值為R的電阻相連。圖乙是線圈轉動過程中產(chǎn)生的感應電動勢e隨時間t變化的圖像，則下列說法中正確的是（）A．t＝0時刻，穿過線圈的磁通量為0 B．t＝t1時刻，穿過線圈的磁通量變化率為 C．從t3時刻到t4時刻這段時間內通過電阻R的電荷量為 D．電流表的示數(shù)為【分析】明確交流電的產(chǎn)生過程，分析某時刻穿過線圈的磁通量。由法拉第電磁感應定律分析平均電動勢，再由歐姆定律求出平均電流，由q＝It可求出電荷量。由圖得出交流電的最大值，再由有效值與最大值的關系即可求出電流的有效值?！窘獯稹拷猓篈、由圖可知，t＝0時刻，感應電動勢為零，闖過線圈的磁通量最大，故A錯誤；B、由圖可知，t＝t1時刻，感應電動勢最大，根據(jù)法拉第電磁感應定律可知，E0＝NBSω，解得此時穿過線圈的磁通量變化率為，故B正確；C、從t3到t4這段時間磁通量的變化為BS，則平均電動勢；因此通過電阻R的電荷量為q＝＝＝，故C錯誤；D、電流表的示數(shù)為有效值，則有：I＝＝＝，故D錯誤。故選：B?！军c評】該題考查交流電圖象的掌握以及交流電的產(chǎn)生規(guī)律，要注意明確電表示數(shù)均為有效值，而求電量時用平均電動勢；同時掌握法拉第電磁感應定律的正確應用。隨堂練習1．（2021春?阜陽期末）如圖甲所示，在勻強磁場中，一單匝矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉速，繞與磁感線垂直的軸勻速轉動，產(chǎn)生的交變電動勢與時間的關系圖像如圖乙中正弦曲線a、b所示，則曲線b表示的交變電動勢的有效值為（）A．8V B． C． D．【分析】根據(jù)圖象求出交流電的最大值、角速度等物理量，再根據(jù)最大值與有效值的關系求出曲線b表示的交變電動勢有效值。【解答】解：根據(jù)交變電流的產(chǎn)生規(guī)律可知，最大值：Em＝BSω，角速度：，最大值之比為：，又有，解得：，故ABC錯誤，D正確。故選：D?！军c評】該題考查了有關交流電描述的基礎知識，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?浙江模擬）如圖所示，一小型交流發(fā)電機中，矩形金屬線圈的面積為S，匝數(shù)為n，轉軸與線圈相交于a點，ab段線圈與滑環(huán)Q相接觸，ac段線圈與滑環(huán)P相接觸。金屬線圈處在磁感應強度為B的勻強磁場中，繞軸以角速度ω0勻速轉動，K1閉合K2斷開時，交流電流表的示數(shù)為I0，額定功率為P0小燈泡恰好正常發(fā)光。假設小燈泡電阻不隨溫度變化，線圈、滑環(huán)、電刷、導線電流表總電阻為r。下列說法正確的是（）A．線圈處于如圖所示的平面時，電流最大，此時電流表的讀數(shù)為 B．線圈從水平位置轉過90°，通過小燈泡的電荷量為 C．同時閉合K1和K2，其他條件不變，則發(fā)電機的輸出功率將增大 D．若僅將角速度減小為，則燈泡的功率將減小為原來的【分析】如圖所示的平面為與中性面垂直的平面，線圈處于該位置時，磁通量為零，電流最大。電荷量用平均電流求解，平均電流用平均感應電動勢求解；當外電阻等于內阻時，發(fā)電機的輸出功率最大，本題中無法確定外電阻和內阻的關系。根據(jù)交變電流的產(chǎn)生規(guī)律分析，角速度對電流的影響?！窘獯稹拷猓篈、如圖所示的平面為與中性面垂直的平面，線圈處于該位置時，磁通量為零，電流最大，電流表的示數(shù)為有效值，恒定不變，為I0，故A錯誤；B、通過小燈泡的電荷量q＝t＝n＝＝＝，故B錯誤；C、同時閉合K1和K2，其他條件不變，則外電阻阻值減小，當外電阻等于內阻時，發(fā)電機的輸出功率最大，本題中無法確定外電阻和內阻的關系，故輸出功率不一定增大，故C錯誤；D、根據(jù)交變電流的產(chǎn)生規(guī)律可知，Em＝nBSω0，電流：I＝，若僅將角速度減小為，則電流減小為原來的，根據(jù)功率公式可知，P＝I2R，則燈泡的功率將減小為原來的，故D正確。故選：D?！军c評】該題考查交變電流的瞬時值和周期以及電荷量的求解，其中電荷量必須用平均電動勢而不能用瞬時電動勢公式。非線性元件因為電阻未知，求解功率時用間接方法。3．（2021?成都模擬）圖為一交流發(fā)電機示意圖，線圈abcd在勻強磁場中繞固定軸OO'沿順時針方向勻速轉動，產(chǎn)生的電動勢的瞬時值表達式為e＝110sin100πtV。已知線圈電阻r＝2Ω，定值電阻R＝20Ω，電表均為理想交流電表。下列說法正確的是（）A．電流表讀數(shù)為5A B．電壓表讀數(shù)為110V C．t＝5×10﹣3s時刻，穿過線圈的磁通量最大 D．0～5×10﹣3s內，通過電阻R的電荷量為【分析】根據(jù).根據(jù)電動勢的瞬時值表達式，可知線圈產(chǎn)生的感應電動勢的最大值和交流電的周期，即可求得交流電的頻率和有效值，交流電壓表顯示的是路端電壓有效值，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可求通過電流表的電流大??；根據(jù)角速度與周期的關系可交流電的周期，從而判斷t＝5×10﹣3s時刻線圈在磁場中所處的位置，從而判斷穿過線圈的磁通量大?。桓鶕?jù)Em＝NBSω、法拉第電磁感應定律以及q＝I△t即可推導通過電阻R的電荷量。【解答】解：A.根據(jù)電動勢的瞬時值表達式，可知線圈產(chǎn)生的感應電動勢的最大值為：Em＝110V，線圈產(chǎn)生的感應電動勢的有效值為：E＝＝V＝110V，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知：I＝＝＝5A，故A錯誤；B.電壓表讀數(shù)為電阻R兩端電壓：UR＝IR＝5A×20Ω＝100V，故B錯誤；C.根據(jù)電動勢的瞬時值表達式，可知線圈轉動的角速度ω＝100π，線圈轉動的周期：T＝＝s＝0.02s，當t＝5×10﹣3s時刻，線圈剛好轉動D的時間，此時線圈產(chǎn)生的感應電動勢最大，此時線圈位于與中性面垂直位置，故穿過線圈的磁通量為零，故C錯誤；D.根據(jù)電動勢的瞬時值表達式，可知電動勢的最大值Em＝110V，線圈轉動的角速度ω＝100π，在0～5×10﹣3s內，通過電阻R的電荷量為：q＝I△t＝△t，交流電電動勢的最大值：Em＝NBSω，由法拉第電磁感應定律：E＝N＝，可推得：q＝＝C＝C，故D正確。故選：D。【點評】本題主要考查了交流電電動勢的瞬時值表達式，能從表達式中獲取電動勢的最大值以及角速度，知道最大值與有效值的關系，以及求某電阻的電荷量時，要用：q＝I△t。綜合練習一．選擇題（共20小題）1．（2020春?宜賓期末）圖甲為一小型發(fā)電機的示意圖，發(fā)電機線圈內阻為1Ω，燈泡L的電阻為9Ω，電壓表為理想交流電壓表。發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢e隨時間t按圖乙的正弦規(guī)律變化，則（）A．t＝0.01s時，穿過線圈的磁通量為零 B．線圈轉動的角速度為50rad/s C．電壓表的示數(shù)為9V D．燈泡L的電功率為10W【分析】由圖讀出電動勢的最大值，求出有效值，根據(jù)歐姆定律求出外電壓的有效值，即為電壓表的示數(shù)。讀出周期，即可求得線圈轉動的角速度。根據(jù)電壓有效值求出燈泡消耗的功率?！窘獯稹拷猓篈、t＝0.01s時電動勢為零，線圈處于中性面位置，穿過線圈的磁通量最大，故A錯誤；B、由圖可知，交流電的周期為T＝0.02s，則線圈轉動的角速度為ω＝＝rad/s＝100πrad/s，故B錯誤；C、電動勢的最大值為Em＝10V，有效值為E＝＝10V，電壓表示數(shù)U＝E＝×10V＝9V，故C正確；D、燈泡消耗的功率為P＝＝W＝9W，故D錯誤。故選：C?！军c評】本題考查交流電的產(chǎn)生規(guī)律，要明確線圈轉動與交流電的對應關系，知道線圈處于中性面時磁通量最大而電動勢為零，而在垂直于中性面位置時，磁通量為零而電動勢最大。交流電的電壓、電流、電動勢等等物理量都隨時間作周期性變化，但電流表電壓表測量的是有效值。2．（2020春?青羊區(qū)校級期中）在勻強磁場中，一個閉合矩形金屬線圈，繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉動，穿過該線圈的磁通量隨時間變化規(guī)律如圖所示。則（）A．t＝0時，線圈平面與中性面平行 B．t＝1s時，線圈中的電流改變方向 C．t＝2s時，線圈中磁通量的變化率為零 D．在1.5s﹣2s內，線圈內感應電動勢逐漸增大【分析】根據(jù)圖象得到t＝0時穿過線圈平面的磁通量大小，由此確定線圈的位置；線圈經(jīng)過中性面時，電流方向改變；根據(jù)圖象斜率確定感應電動勢大小的變化情況；【解答】解：A、根據(jù)圖象可知，在t＝0時穿過線圈平面的磁通量為零，所以線圈平面平行于磁感線，垂直于中性面，故A錯誤；B、線圈經(jīng)過中性面時，電流方向改變，t＝1s時，穿過線圈平面的磁通量為零，此時線圈平面平行于磁感線，電流方向不改變，故B錯誤；C、Φ﹣t圖象的斜率，即表示磁通量的變化率，2s時圖象的斜率最大，故磁通量的變化率最大，故C錯誤；D、在1.5s﹣2s內，Φ﹣t圖象的斜率逐漸增大，故線圈內感應電動勢逐漸增大，故D正確。故選：D?！军c評】本題考查交變電流產(chǎn)生過程中，感應電動勢與磁通量、磁通量變化率的關系，關鍵抓住兩個特殊位置：一是線圈在中性面時磁通量最大，經(jīng)過中性面時，電流方向改變；二是線圈與磁場平行時磁通量為零。3．（2020?龍鳳區(qū)校級模擬）在勻強磁場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉動軸勻速轉動，如圖甲所示，產(chǎn)生的交變電動勢隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．t＝0.01s時穿過線框的磁通量最小 B．當電動勢的瞬時值為22V時，線框平面與中性面的夾角為45° C．該交變電動勢的瞬時值表達式為e＝22cos（100πt）V D．該交變電動勢的有效值為11V【分析】根據(jù)圖圖象得到電動勢的最大值和周期，求出感應電動勢的有效值及瞬時值的表達式；磁通量最大時電動勢為零，磁通量為零時電動勢最大，【解答】解：A、由圖象知：t＝0.01s時，感應電動勢為零，則穿過線框的磁通量最大，故A錯誤；BC、當t＝0時，電動勢為零，線圈平面與磁場方向垂直，設線圈從中性面轉過的角度為α，α＝ωt＝＝，則故該交變電動勢的瞬時值表達式為e＝22sin（100πt）V＝e＝22sinαV，故C錯誤，電動勢瞬時值為22V時，代入瞬時表達式有22＝22sinθ，則線圈平面與中性面的夾角為45°，故B正確；D、該交變電動勢的最大值為22V，則有效值為22V，故D錯誤。故選：B?！军c評】本題考查了對交流電圖象的認識，根據(jù)圖象得到電動勢的最大值和周期，進而求出交變電動勢的瞬時值表達式，并掌握有效值與最大值的關系。4．（2020春?大武口區(qū)校級期中）交變電動勢瞬時值表達式e＝10sin4πtV，下列說法正確的是（）A．此交變電流的頻率是4πHz B．該交變電流的周期為0.5s C．當t＝0時，產(chǎn)生此交變電流的線圈與中性面垂直 D．當t＝0.5s時，此交變電動勢有最大值【分析】根據(jù)f＝＝求周期和頻率，電動勢最小時，線圈處于中性面；電動勢最大時，線圈與中性面垂直；【解答】解：A、根據(jù)e＝10sin4πtV可知此交變電流的頻率f＝＝Hz＝2Hz，故A錯誤；B、交變電流的周期T＝＝＝0.5s，故B正確；C、當t＝0時，電動勢e＝0V，故此時磁通量最大，線圈處于中性面，故C錯誤；D、把t＝0.5s，代入e＝10sin4πtV得e＝0V，故D錯誤；故選：B?！军c評】會根據(jù)交變電動勢瞬時值表達式求交流電的周期和頻率以及分析線圈所處的位置。5．（2020?大興區(qū)一模）如圖（a）→（b）→（c）→（d）→（e）過程是交流發(fā)電機發(fā)電的示意圖。線圈的ab邊連在金屬滑環(huán)K上，cd邊連在金屬滑環(huán)L上，用導體制成的兩個電刷分別壓在兩個滑環(huán)上，線圈在轉動時可以通過滑環(huán)和電刷保持與外電路連接。下列說法正確的是（）A．圖（a）中，線圈平面與磁感線垂直，磁通量變化率最大 B．從圖（b）開始計時，線圈中電流i隨時間t變化的關系是i＝Imsinωt C．當線圈轉到圖（c）位置時，感應電流最小，且感應電流方向改變 D．當線圈轉到圖（d）位置時，感應電動勢最大，ab邊感應電流方向為a→b【分析】交流發(fā)電機是根據(jù)電磁感應原理制成的，根據(jù)線圈與磁場的關系確定磁通量的大小。從中性面計時時，線圈中電流i瞬時值表達式為正弦形式。線圈經(jīng)過中性面時，感應電流為零，但感應電流方向改變，根據(jù)右手定則判斷感應電流方向?！窘獯稹拷猓篈、圖（a）中，線圈在中性面位置，故穿過線圈的磁通量最大，磁通量變化率為0，故A錯誤；B、圖（b）中線圈與磁場平行，此時感應電流最大，則線圈中電流i隨時間t變化的關系是i＝Imcosωt，故B錯誤；C、當線圈轉到圖（c）位置時，線圈在中性面位置，故穿過線圈的磁通量最大，產(chǎn)生的感應電流最小，為零，電流方向將改變，故C正確；D、當線圈轉到圖（d）位置時，磁通量最小，磁通量的變化率最大，故感應電動勢最大，ab邊感應電流方向為b→a，故D錯誤。故選：C?！军c評】本題考查了交流發(fā)電機產(chǎn)生正弦式電流的原理，關鍵要理解并掌握中性面以及和中性面垂直的面磁通量、磁通量變化率、感應電動勢的特點，要明確感應電流瞬時值表達式與計時起點有關。6．（2020春?禪城區(qū)校級月考）一臺小型發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖象如圖甲所示。已知發(fā)電機共100匝線圈內阻為5.0Ω，外接一只電阻為105.0Ω的燈泡，如圖乙所示，則（）A．電壓表的示數(shù)為210V B．電路中的電流方向每秒鐘改變2次 C．不可能求出線圈中最大磁通量 D．發(fā)電機線圈內阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為24.2J【分析】由圖讀出電動勢的最大值，求出有效值，根據(jù)歐姆定律求出外電壓的有效值，即為電壓表的示數(shù)，根據(jù)電流方向每個周期改變兩次，求出每秒鐘方向改變的次數(shù)，根據(jù)Em＝NBSω求得磁通量的最大值，由焦耳定律，由有效值求出發(fā)電機焦耳熱。【解答】解：A、由圖象得感應電動勢最大值Em＝220V，所以有效值E＝＝220V，電壓表示數(shù)為：U＝，故A正確；B、周期T＝0.02s，每個周期交流電方向改變兩次，則1s內電流方向改變的次數(shù)為n＝2×＝100次，故B錯誤；C、線圈轉動的角速度，根據(jù)Em＝NBSω可知，Wb，故C錯誤；D、發(fā)電機線圈內阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為：Q＝，故D錯誤；故選：A?！军c評】交流電的電壓、電流、電動勢等等物理量都隨時間作周期性變化，求解交流電的焦耳熱、電功、電功率時要用交流電的有效值，求電量時用平均值。7．（2020?寧河區(qū)校級模擬）如圖所示，一交流發(fā)電機的線圈通過滑環(huán)與理想變壓器相連，理想變壓器原線圈接有理想電壓表和電流表，副線圈接有定值電阻和燈泡，它們的阻值相等（設燈泡阻值不變），且均為R．當線圈由圖示位置（磁場恰好與線圈平面垂直）以轉速n勻速轉動時，燈泡恰能正常發(fā)光，電壓表示數(shù)為U，已知燈泡的額定功率為P．下列選項正確的是（）A．線圈在圖示位置磁通量的變化率最大 B．電流表的示數(shù)為 C．變壓器原、副線圈匝數(shù)比為 D．從圖示位置開始計時，變壓器輸入電壓的瞬時值表達式u＝Usin2nπt【分析】感應電動勢越大的位置磁通量變化率也越大；依據(jù)正常發(fā)光時功率等于額定功率，結合原副線圈的功率相等，即可求解電流表示數(shù)；根據(jù)原副線圈的電壓與匝數(shù)成正比；由開始計時位置確定正弦還是余弦曲線，再結合角速度ω＝2πn，及電壓最大值與有效值關系，即可求得。【解答】解：A、線圈在圖示位置，磁通量最大，即為中性面，線圈的感應電動勢為零，則磁通量的變化率為零，故A錯誤；B、因理想變壓器的原副線圈功率相等，副線圈中定值電阻和燈泡的阻值相等，且燈泡能正常發(fā)光，那么副線圈的功率為P副＝UI1，因原線圈的電壓為U，所以2P＝UI1，解得：I1＝，故B正確；C、對于副線圈，因燈泡正常發(fā)光，則燈泡兩端的電壓U燈＝，因此副線圈的電壓為U副＝2，那么變壓器的原副線圈匝數(shù)之比為：＝，故C錯誤；D、由于線圈從中性面開始計時，那么是正弦交流電，且角速度ω＝2πn，及Um＝U，那么變壓器的輸入電壓的瞬時值表達式為e＝Usin2nπt，故D錯誤。故選：B?！军c評】考查理想變壓器的原副線圈的功率、電壓比，及瞬時值表達式的求解方法，理解磁通量變化率的大小與感應電動勢大小有關，掌握正弦式交流電的最大值與有效值的關系，注意線圈開始計時位置是解D選項的關鍵。8．（2020?全國卷Ⅱ模擬）利用示波器可以顯示輸入信號的波形，單匝正方形金屬線框abed處在勻強磁場中，當以線圈平面內某虛線OO′為軸勻速轉動時，線圈內產(chǎn)生的電流隨時間的變化關系如圖所示。則在四個選項所示的情景中，無論從線圈平面處于哪個位置開始計時，都不可能產(chǎn)生該電流的是（）A． B． C． D．【分析】根據(jù)交變電流的產(chǎn)生規(guī)律分析，線圈磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應電流，線圈繞垂直于磁場方向的軸轉動，產(chǎn)生正弦式交變電流?！窘獯稹拷猓篈、當以線圈平面內某虛線OO′為軸勻速轉動時，線圈中的磁通量始終不變，沒有感應電流產(chǎn)生，故A不可能產(chǎn)生該電流，故A正確。BCD、三圖中線圈繞垂直于磁場方向的軸轉動，根據(jù)交變電流的產(chǎn)生原理可知，三者均產(chǎn)生示波器中的正弦式交變電流，故BCD錯誤。故選：A?！军c評】本題考查了正弦式交變電流的產(chǎn)生規(guī)律，明確線圈繞垂直于磁場方向的軸轉動，產(chǎn)生正弦式交變電流。9．（2020?杭州模擬）一矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸線勻速轉動時產(chǎn)生正弦式交變電流，其電動勢的變化規(guī)律如圖甲中的線a所示，用此線圈給圖乙中電路供電，發(fā)現(xiàn)三個完全相同的燈泡亮度均相同。當調整線圈轉速后，電動勢的變化規(guī)律如圖甲中的線b所示，以下說法正確的是（）A．t＝0時刻，線圈平面恰好與磁場方向平行 B．圖線b電動勢的瞬時值表達式為e＝40sin（t）V C．線圈先后兩次轉速之比為2：3 D．轉速調整后，三個燈泡的亮度仍然相同【分析】根據(jù)圖象結合交變電流電動勢瞬時值的表達式可以求得a磁通變化率的最大值、圖線b電動勢的瞬時值表達式等，根據(jù)兩次的周期之比，求出線圈的兩次轉速之比，【解答】解：At＝0時刻線圈平面恰好與磁場方向垂直；故A錯誤，B．由圖可知Ta＝0.2s，則ωa＝＝10πrad/s，Tb＝0.3s，則ωb＝＝rad/s，又＝可得：Emb＝140V，故圖線b電動勢的瞬時值表達式為：e＝Embsinωbt＝40sin（πt）V，故B正確；C．由可知線圈先后兩次轉速之比為3：2，故C錯誤；D．轉速調整后交流電的頻率發(fā)生變化，電感對交變電流的阻礙減小、電容對交變電流的阻礙增大，三個燈泡的亮度各不相同，故D錯誤；故選：B?！军c評】掌握線圈勻速轉動過程中產(chǎn)生的交變電流的電壓最大值的表達式，知道其電壓瞬時值的表達式的一般表達式；知道電感和電容在電路中的作用；10．（2019秋?黃浦區(qū)期末）位于磁場中的甲、乙兩個矩形金屬線框可繞各自的軸轉動，兩根導線將兩個線框按如圖方式連接?，F(xiàn)用外力使甲線框順時針方向轉動。某時刻甲、乙線框恰處于如圖所示的位置。設此時乙線框的ab邊受到的安培力為F，則（）A．F向上，乙線框表示電動機的原理 B．F向上，乙線框表示發(fā)電機的原理 C．F向下，乙線框表示電動機的原理 D．F向下，乙線框表示發(fā)電機的原理【分析】甲線框在外力作用下，順時針轉動，切割磁感線，產(chǎn)生感應電流，流過乙線框。利用左手定則判斷出乙線框在磁場中受到的安培力方向?！窘獯稹拷猓悍治黾拙€框，順時針方向轉動，根據(jù)右手定則可知，此時從上向下看，電流為順時針，故電流從a流向b，則乙線框中，根據(jù)左手定則可知，ab邊受到的安培力F向下，乙線框是在安培力作用下的運動，屬于通電導線在磁場中的受力，表示電動機的工作原理，故C正確，ABD錯誤。故選：C。【點評】此題考查了交變電流的產(chǎn)生規(guī)律，解題的關鍵是根據(jù)右手定則分析甲線框的感應電流，根據(jù)左手定則分析乙線框受到的安培力。11．（2021?錦州一模）如圖甲所示為一臺小型旋轉電樞式交流發(fā)電機的構造示意圖，內阻r＝1Ω，外電路電阻R2＝R2＝18Ω，電路中其余電阻不計，發(fā)電機的矩形線圈在勻強磁場中以恒定的角速度ω繞垂直于磁場方向的固定軸轉動，線圈匝數(shù)n＝10，轉動過程中穿過每匝線圈的磁通量Φ隨時間t按正弦規(guī)律變化，如圖乙所示，取π＝3.14，則（）A．t＝1.57×10﹣2s時，該小型發(fā)電機的電動勢為零 B．t＝3.14×10﹣2s時，矩形線圈轉到中性面位置 C．串聯(lián)在外電路中的交流電流表的示數(shù)為2A D．感應電動勢的最大值為20V【分析】首先知道給出的是磁通量與時間的變化關系，根據(jù)圖像可知磁通量是0的時刻，線圈在與中性面垂直的位置，感應電動勢最大。利用公式求出感應電動勢的最大值及有效值，然后再求出電流?！窘獯稹拷猓篈B、在t＝1.57×10﹣2s和t＝3.14×10﹣2s時，穿過線圈內的磁通量為0，則線圈轉到中性面的垂面位置，感應電動勢最大，故AB錯誤；CD、線圈轉動過程中產(chǎn)生感應電動勢的最大值為：Em＝nBSω＝nΦm×＝10×1.0×10﹣2×V＝20V，有效值為：E＝＝10V，故串聯(lián)在外電路中的交流電流表的示數(shù)為：I＝＝＝A＝A。故C錯誤，D正確。故選：D。【點評】本題考查對交流電的產(chǎn)生過程的理解，要注意明確磁通量的變化與交流電產(chǎn)生的關系，知道最大電動勢和最大磁通量的關系。12．（2021春?七里河區(qū)校級月考）家用電子調光燈的調光原理是利用電子線路將輸入的正弦交流電壓的波形截去一部分，由截去部分的多少來調節(jié)電壓，從而實現(xiàn)燈光的調節(jié)，比過去用變壓器調壓方便且體積較小。如圖所示為一個經(jīng)過雙向可控硅電子元件調節(jié)后加在臺燈上的電壓，即在正弦式電壓的每一個周期中，前面的波形被截去，從而改變了臺燈上的電壓。那么現(xiàn)在臺燈上電壓的有效值為（）A．Um B． C．Um D．Um【分析】根據(jù)電流的熱效應：由一個周期內交變電流通過電阻R的產(chǎn)生熱量與直流電通過電阻R一個周期內產(chǎn)生熱量相等，求解有效值．【解答】解：設臺燈上電壓的有效值為U，將交流電與直流電分別通過相同電阻R，分析一個周期內熱量：對于交流電：Q1＝×對于直流電：Q2＝×T，Q1＝Q2，解得U＝Um，即燈泡兩端的電壓為Um；故C正確，ABD錯誤。故選：C?！军c評】求解交流電的有效值，要從有效值的定義出發(fā)，根據(jù)一個周期內通過相同的電阻，發(fā)熱量相同，此直流的值即為交流電的有效值．13．（2020秋?東湖區(qū)校級期末）手搖式發(fā)電機是我們教學中常用的演示工具，如圖甲所示，可以簡化為圖乙。一個小型旋轉電樞式交流發(fā)電機的矩形線圈面積為S，匝數(shù)為n，線圈總電阻為r，在磁感應強度為B的勻強磁場中以矩形線圈中軸線為軸以角速度ω勻速轉動，產(chǎn)生的交流電通過M、N與外電路連接，如圖所示，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過90°的過程中，下面說法正確的是（）A．電壓表V的示數(shù)為nBSω B．通過燈泡的電荷量為 C．當線圈由平行于磁場方向位置轉過90°時，流過線圈的電流為 D．電燈中產(chǎn)生的焦耳熱為【分析】交流發(fā)電機產(chǎn)生感應電動勢的最大值為Em＝nBSω，交流電壓表顯示的是路端電壓有效值，通過電阻的電量為q＝n，電燈產(chǎn)生的熱量為Q＝，流過線圈的電流為瞬時值。【解答】解：A、線圈轉動產(chǎn)生的最大感應電動勢為Em＝nBSω，有效值為E＝，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得U＝＝，故A錯誤；B、通過的電荷量q＝n＝n，故B錯誤；C、當線圈由平行于磁場方向位置轉過90°時，此時線圈位于中性面位置，產(chǎn)生的感應電動勢為零，形成的感應電流為0，故C錯誤；D、線圈轉動的周期T＝，電燈中產(chǎn)生的焦耳熱Q＝＝，故D正確；故選：D?！军c評】本題主要考查了交流電的峰值和有效值、周期和頻率的關系，記住，求電量用電流的平均值，求熱量用電流的有效值。14．（2021?五華區(qū)校級模擬）將如圖所示的交流電壓加在一個阻值R＝1Ω的定值電阻兩端，通電時間1min，則（）A．通過該電阻的電荷量為90C B．通過電阻電流的平均值為A C．電流流過電阻產(chǎn)生的焦耳熱為150J D．通過電阻電流的有效值為1.5A【分析】根據(jù)電流的定義式分析求解電流的平均值和電量；由圖象可知交變電流的周期，一個周期內分為兩段，每一段均為恒定電壓，根據(jù)焦耳定律即可得一個周期內交變電流產(chǎn)生的熱量?！窘獯稹拷猓篈、在一個周期T＝2s內，q＝t1﹣t2＝2×1C﹣1×1C＝1C，1min共有30個周期，所以1min通過該電阻的電荷量為q＝30C，故A錯誤；B、通過電阻電流的平均值＝＝A＝0.5A，故B錯誤；CD、在一個周期T＝2s內，Q＝t1+t2＝T，代入數(shù)據(jù)得電壓的有效值U＝V，所以電流的有效值I＝＝A＝A，1min電流流過電阻產(chǎn)生的焦耳熱為Q＝I2Rt＝×1×60J＝150J，故C正確，D錯誤。故選：C?！军c評】本題考查的是根據(jù)交變電流有效值和平均值的定義，知道電流有效值和平均值的選擇。15．（2020秋?葫蘆島期末）通過某交流電流表的電流i隨時間t變化的關系，如圖所示。該電流表的示數(shù)是（）A．5A B． C． D．【分析】電流表的示數(shù)是交流電電流的有效值，根據(jù)有效值的定義求解。取一個周期時間，將交流與直流分別通過相同的電阻，若產(chǎn)生的熱量相同，直流的電流值，即為此交流的有效值?！窘獯稹拷猓弘娏鞅淼氖緮?shù)是交流電電流的有效值將交流與直流通過阻值都為R的電阻，設直流電流為I，則根據(jù)有效值的定義有：+（）2R×0.1＝I2R×0.2解得：I＝2A，故D正確，ABC錯誤。故選：D。【點評】該題考查了交變電流的相關知識，對于非正弦式電流可根據(jù)有效值的定義求解有效值，不可以隨便套用正弦式交流電有效值的計算公式。16．（2021春?南昌期中）如圖所示的交變電流，每個周期的前三分之一周期按正弦規(guī)律變化，后三分之二周期電壓恒定，將該電壓加在阻值為3Ω的定值電阻兩端，電阻消耗的功率為10W，則圖中U0的值為（）A．3V B．5V C．6V D．5V【分析】有效值方法：將交流電在一個周期內產(chǎn)生熱量與將恒定電流在相同時間內產(chǎn)生的熱量相等，則恒定電流的值就是交流電的有效值。正弦式交變電流的最大值為有效值的倍?！窘獯稹拷猓侯}中交變電流不是正弦式電流，因此有效值不是等于最大值除以，取一個周期進行分析，在0～1s時間內是正弦式電流，則電壓的有效值等于最大值除以，，在1s～3s時間內是恒定電流，則有效值等于U0，則在0～3s內，產(chǎn)生的熱量：＝P?3解得：U0＝6V，故C正確，ABD錯誤。故選：C?！军c評】此題考查了有效值的求解，明確只有正弦式交流電，有效值等于最大值除以，其他情況下，根據(jù)電流熱效應求解有效值。17．（2020?海南）圖甲、乙分別表示兩種電流的波形，其中圖乙所示電流按正弦規(guī)律變化，分別用I1和I2表示甲和乙兩電流的有效值，則（）A．I1：I2＝2：1 B．I1：I2＝1：2 C．I1：I2＝1： D．I1：I2＝：1【分析】圖甲中一個周期內交流電的電流方向變化，而電流的大小不變，圖乙為正弦式交流電，由此計算電流有效值再求出比值?！窘獯稹拷猓簩D甲的交流電分析，可知一個周期內交流電的電流方向變化，而電流的大小不變，故圖甲的電流有效值為I1＝I0；對圖乙的交流電分析可知，其為正弦式交流電，故其有效值為I2＝，故I1：I2＝：1，故D正確、ABC錯誤。故選：D。【點評】本題主要是考查交流電有效值的計算，關鍵是掌握有效值的概念，知道有效值的計算方法以及正弦交流電的有效值與峰值的關系。18．（2020春?雙城區(qū)校級期末）阻值為R電阻上通以如圖所示的交變電流，則此交流電的有效值為（）A．10A B．20A C．30A D．【分析】由交流電圖象得出一個周期內的熱量，再由交流電的有效值定義可求得該交流電的有效值。【解答】解：由交流電有效值的定義結合電流熱效應可得：＝I2R?（t1+t2）代入數(shù)據(jù)：22R×1+12R×2＝I2R×3解得：I＝A，故D正確，ABC錯誤。故選：D?！军c評】該題考查電流的有效值，要注意明確電流的有效值采用的是電流的熱效應來定義的。19．（2020春?開封期中）圖甲為一臺小型發(fā)電機構造示意圖，線圈逆時針轉動，產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖象如圖乙所示。發(fā)電機線圈內阻為1.0Ω，外接燈泡的電阻為9.0Ω，則（）A．電壓表V的示數(shù)為6V B．在t＝0.01s時刻，穿過線圈的磁通量為零 C．若線圈轉速改為25r/s，則電動勢有效值為6V D．若線圈轉速改為25r/s，則通過燈泡的電流為0.3A【分析】在中性面感應電動勢最小，磁通量最大；根據(jù)圖象可知交流電的最大值以及周期，可進一步求出有效值；交流電壓的最大值Em＝NBSω?！窘獯稹拷猓篈、電壓表的示數(shù)指的是有效值，發(fā)電機電動勢的最大值為：Em＝6V，故有效值為：E＝＝6V；電壓表的示數(shù)為燈泡兩端的分壓，電路中的電流為：I＝，則燈泡兩端的電壓為：U＝IR＝＝，故A錯誤；B、在t＝0.01s的時刻，電動勢為0，則線圈處于中性面，穿過線圈磁通量最大，故B錯誤；C、由圖乙得周期T＝0.02s，則轉速為：n＝＝50r/s，電動勢的最大值為：Em＝NBSω，有效值為＝；若線圈轉速改為25r/s，則變?yōu)樵瓉淼?，則角速度為：ω＝也變?yōu)樵瓉淼?，則電動勢的有效值也變?yōu)樵瓉淼?，?v；故C錯誤；D、根據(jù)上面的分析可知若線圈轉速改為25r/s，電動勢的有效值變?yōu)?v，則電流：I＝；故D正確；故選：D?！军c評】本題考查了有關交流電描述的基礎知識，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，同時記住公式Em＝NBSω以及電表的示數(shù)都是有效值。20．（2020春?西城區(qū)校級月考）兩個完全相同的電熱器M和N，分別通以圖甲、乙所示的交變電流，則下列判斷正確的是（）A．通過兩電熱器M、N的電流有效值之比為IM：IN＝3：4 B．通過兩電熱器M、N的電流有效值之比為IM：IN＝3：2 C．兩電熱器M、N的電功率之比為PM：PN＝3：2 D．兩電熱器M、N的電功率之比為PM：PN＝5：4【分析】根據(jù)有效值的定義求解。取一個周期時間，將交流與直流分別通過相同的電阻，若產(chǎn)生的熱量相同，直流的電流值，即為此交流的有效值。根據(jù)功率公式P＝I2R算出比值?！窘獯稹拷猓篈B、根據(jù)有效值的定義，則有：方波：I02R+?I02R＝I2RT，解得有效值：I＝。正弦交流電：電流有效值：I′＝。通過M、N兩電熱器的電流有效值之比為IM：IM＝：2，故AB錯誤。CD、根據(jù)功率公式P＝I2R得到PM：PN＝IM2：IN2＝5：4，故C錯誤，D正確。故選：D。【點評】此題考查了交變電流有效值的求解，對于交變電流求解熱量、熱功率、電功等都應用有效值，求解電量用平均值。二．多選題（共12小題）21．（2021春?七里河區(qū)校級月考）如圖為某交流電的e﹣t圖像，則下列關于該交流電的說法正確的是（）A．t1、t3時刻，線圈垂直于中性面 B．t2、t4時刻，線圈中磁通量變化率最大 C．t1、t3時刻，線圈中感應電流的方向改變 D．t2、t4時刻，線圈中磁通量最大【分析】線圈在勻強磁場內繞固定軸轉動，線圈中的感應電動勢e隨時間t的變化規(guī)律可得，線圈從垂直中性面開始計時；磁通量為零時，磁通量變化率最大，由此分析。【解答】解：A、由圖可知，t1、t3時刻線圈的感應電動勢最?。悖?，則磁通量的變化率也為零，所以通過線圈的磁通量為最大，線圈位于中性面，故A錯誤；BD、由圖可知，t2、t4時刻線圈的感應電動勢最大，則磁通量的變化率最大，此時線圈與中性面垂直，磁通量為零，故B正確、D錯誤；C、由圖可知，t1、t3時刻感應電動勢為零，此時感應電流方向發(fā)生變化，故C正確。故選：BC?！军c評】學會通過瞬時感應電動勢來判定在什么時刻，線圈處于什么位置；同時還能畫出磁通量隨著時間變化的圖象及線圈中的電流隨著時間變化的規(guī)律.22．（2021春?六合區(qū)校級期中）圖甲是小型交流發(fā)電機的示意圖，在勻強磁場中，一矩形金屬線圈繞與磁場方向垂直的軸勻速轉動，產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖像如圖乙所示。發(fā)電機線圈內阻為10Ω，外接一只電阻為90Ω的燈泡，不計電路的其他電阻，則（）A．t＝0時刻，線圈平面與中性面垂直 B．每秒鐘內電流方向改變100次 C．燈泡兩端的電壓為22V D．0～0.02s時間內，通過燈泡的電量為0【分析】當線框經(jīng)過中性面時通過線圈的磁通量最大。感應電動勢最小為零。由題圖乙可知交流電電動勢的周期，即可求解角速度。線框每轉一周，電流方向改變兩次?！窘獯稹拷猓篈、由圖象乙可知t＝0時感應電動勢為零，處于中性面上，故A錯誤；B、由題圖乙可知周期T＝0.02s，線框每轉一周，電流方向改變兩次，每秒電流方向改變100次，故B正確；C、由題圖乙可知交流電電動勢的最大值是Em＝31.1V，有效值為E＝＝V＝22V，根據(jù)閉合電路的分壓特點得燈泡兩端的電壓為：U＝R＝×90V＝19.8V，故C錯誤；D、0～0.02s時間內，△?＝0，通過燈泡的電量為0，故D正確。故選：BD。【點評】本題是準確理解感應電動勢與磁通量的變化，知道磁通量最大時，感應電動勢反而最小。明確線框每轉一周，電流方向改變兩次。能從圖象讀取有效信息。23．（2021?廣東模擬）如圖所示，單匝矩形閉合導線框abcd處于磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向里的水平勻強磁場中，線框面積為S，電阻為R．線框繞與cd邊重合的豎直固定轉軸以角速度ω從中性面開始勻速轉動，則下列說法中正確的是（）A．轉過時，線框中的電流方向為abcda B．線框中感應電流的有效值為 C．線框轉一周的過程中，產(chǎn)生的熱量為 D．線框從中性面開始轉過過程，通過導線橫截面的電荷量為【分析】由題可知，線圈中產(chǎn)生正弦式電流。感應電動勢最大值Em＝BSω，由E＝Em及歐姆定律求解電流的有效值。根據(jù)法拉第電磁感應定律、歐姆定律和電流的定義式求出電量。根據(jù)Q＝I2RT求解線框轉一周的過程中，產(chǎn)生的熱量。【解答】解：A、轉過的過程中，磁通量變小，產(chǎn)生的感應磁場的方向與原磁場方向相同，根據(jù)楞次定律可知，電流方向為adcb，故A錯誤；B、線圈中產(chǎn)生感應電動勢最大值Em＝BSω，感應電動勢有效值E＝＝BSω．則電流的有效值為：I＝＝，故B正確；C、線框轉一周的過程中，產(chǎn)生的熱量為：Q＝I2RT＝，故C錯誤；D、由，I＝，q＝It得到：電量q＝＝，故D正確；故選：BD?！军c評】對于交變電流，直流電路的規(guī)律同樣適用，如歐姆定律，只不過要注意對應關系。24．（2021春?金川區(qū)校級期中）某交流發(fā)電機給燈泡供電，產(chǎn)生正弦式交變電流的圖象如圖所示，下列說法中錯誤的是（）A．交變電流的頻率為0.02Hz B．交變電流的瞬時表達式為i＝5cos50πt（A） C．在t＝0.01s時，穿過交流發(fā)電機線圈的磁通量最大 D．若發(fā)電機線圈電阻為0.4Ω，則其產(chǎn)生的熱功率為5W【分析】根據(jù)瞬時值的表達式可以求得輸出電壓的有效值、周期和頻率等，即可求得結論．【解答】解：A、由圖象可知，交流電的周期為20×10﹣3s，所以交流電的頻率為f＝＝50Hz，故A錯誤；B、根據(jù)圖象可得，交變電流的瞬時表達式為i＝Acosωt＝5cos100πt（A），故B錯誤；C、在t＝0.01s時，感應電流最大，所以此時穿過交流發(fā)電機線圈的磁通量的變化率最大，穿過交流發(fā)電機線圈的磁通量最小，故C錯誤；D、交流電的有效值為I＝＝A，所以發(fā)電機的發(fā)熱功率為P＝I2r＝×0.4W＝5W，故D正確。本題選錯誤的，故選：ABC。【點評】解決本題的關鍵就是有電流的瞬時值表達式求得原線圈中電流的最大值，進而求得原線圈的電流的有效值的大小．25．（2020春?白云區(qū)校級期中）一矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動時穿過線圈的磁通量中隨時間變化關系如圖所示，下列說法中正確的是（）A．t1時刻線圈產(chǎn)生的感應電動勢最大 B．t2時刻線圈產(chǎn)生的感應電動勢為零 C．t3時刻線圈產(chǎn)生的感應電動勢為零 D．t4時刻通過線圈的磁通量的變化率最大【分析】矩形線圈中產(chǎn)生正弦式電流，當線圈通過中性面時，磁通量最大，感應電動勢為零，而當線圈與磁場平行時，磁通量為零，感應電動勢最大，磁通量的變化率最大?！窘獯稹拷猓篈、t1時刻，穿過線圈的磁通量最大，線圈與磁場垂直，即線圈通過中性面，線圈產(chǎn)生的感應電動勢為零，故A錯誤；B、t2時刻，穿過線圈的磁通量為零，線圈與磁場平行，磁通量的變化率最大，線圈產(chǎn)生的感應電動勢最大，故B錯誤；C、t3時刻，穿過線圈的磁通量最大，線圈與磁場垂直，即線圈通過中性面，線圈產(chǎn)生的感應電動勢為零，故C正確；D、磁通量的變化率等于圖象的切線斜率，則知t4時刻通過線圈的磁通量的變化率最大，故D正確。故選：CD?！军c評】本題要理解交變電流產(chǎn)生的規(guī)律，搞清感應電動勢與磁通量、磁通量變化率的關系，關鍵抓住兩個特殊位置：線圈與磁場垂直位置，及線圈與磁場平行位置，來進行分析。26．（2021春?杭州期末）如圖所示，abcd是一個矩形金屬框，ab邊長0.3m，ad邊長0.2m，OO'是其對稱軸，OO'上方存在垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度B＝T。金屬框ad邊的阻值為0.2Ω，bc邊阻值為0.4Ω。金屬框在外力作用下繞OO'以角速度ω＝10πrad/s勻速轉動，t＝0s時刻ad邊速度方向垂直紙面向外。不計其它電阻，下列說法中正確的是（）A．金屬框中不能產(chǎn)生正弦式交變電流 B．金屬框在轉動過程中產(chǎn)生的最大感應電流為1A C．t＝s時刻，bc邊兩端電壓Ubc＝0.2V D．金屬框ad邊的焦耳熱功率為0.1W【分析】（1）線圈位于與中性面垂直位置，根據(jù)Em＝NBSω求得產(chǎn)生的最大感應電動勢，利用閉合電路的歐姆定律求得產(chǎn)生的最大感應電流，由F＝BIL求得ab邊收到的安培力；（2）根據(jù)感應電流的有效值與最大值間的關系，求得有效值，外力做功等于回路中電阻產(chǎn)生的熱量。【解答】解：A、導線切割磁感線的方向從0到90°變化，方向先逆時針后順時針，所以線圈中的電流是正弦電流，故A錯誤；B、當線圈平面與磁場平行時，感謝應電流最大，Im＝＝＝＝1A，故B正確；C、t＝＝，則感應電動勢的瞬時值e＝Emsinωt＝0.6×V＝0.3V，所以Ubc＝＝＝0.2V，故C錯誤；D、電流的有效值I＝，則ad邊上的熱功率為P＝I2Rad＝＝0.1W，故D正確。故選：BD?！军c評】本題研究交變電流的產(chǎn)生規(guī)律，實質上是電磁感應知識的具體應用，是法拉第電磁感應定律、電功等知識的綜合應用；注意求解熱量要用交流電的有效值。27．（2021?南山區(qū)校級模擬）如圖所示，在勻強磁場中勻速轉動的矩形單匝線圈的轉速為600r/min，轉軸OO′垂直于磁場方向，線圈電阻為2Ω。從線圈平面與磁場方向平行時開始計時，線圈轉過60°時的感應電流為2A，則下列說法正確的是（）A．任意時刻線圈中的感應電動勢為e＝8sin20πt（V） B．任意時刻穿過線圈的磁通量為Φ＝sin20πt（Wb） C．線圈轉動一周產(chǎn)生的焦耳熱為1.6J D．線圈從開始計時到轉過60°的過程，通過導線橫截面的電量為C【分析】根據(jù)轉速求出轉動的角速度，結合轉動60°時的電流求出瞬時電動勢，從而得出峰值的大小，得出任意時刻線圈產(chǎn)生感應電動勢的瞬時值；根據(jù)峰值求出磁通量的最大值，從而得出磁通量的瞬時表達式；根據(jù)峰值求出有效值，結合線圈轉動一圈的時間，求出產(chǎn)生的熱量；根據(jù)q＝求出通過導線橫截面的電量?！窘獯稹拷猓篈、轉速n＝600r/min＝10r/s，線圈在磁場中轉動的角速度：ω＝2πn＝2π×10rad/s＝20πrad/s，從線圈平面與磁場方向平行時開始計時，線圈轉過60°時，感應電動勢e＝，根據(jù)歐姆定律得，瞬時電動勢：e＝IR＝2×2V＝4V，解得電動勢的峰值：Em＝8V，則任意時刻線圈的感應電動勢：e＝Emcosωt＝8cos20πt（V），故A錯誤；B、根據(jù)Em＝NBSω＝NΦmω得：，則任意時刻穿過線圈的磁通量：Φ＝Φmsinωt＝，故B正確；C、電動勢的有效值：E＝，轉動一圈的時間：t＝，則線圈轉動一圈產(chǎn)生的焦耳熱：，故C正確；D、線圈從開始計時到轉過60°的過程，通過導線橫截面的電量：q＝＝，故D錯誤。故選：BC?！军c評】解決本題的關鍵掌握正弦式交流電的峰值、瞬時值表達式，知道峰值和有效值的關系，掌握電量的經(jīng)驗表達式q＝，并能靈活運用。28．（2021春?荔灣區(qū)校級期中）如圖所示，處在垂直紙面向外、磁感應強度大小為B的勻強磁場中的矩形線框MNPQ，以恒定的角速度ω繞對角線NQ轉動。已知MN長為l1，NP長為l2，線框電阻為R，t＝0時刻線框平面與紙面重合，下列說法正確的是（）A．矩形線框產(chǎn)生的感應電動勢有效值為Bl1l2ω B．矩形線框轉過π時的電流強度最大 C．矩形線框轉動一周，通過線框任意橫截面的電荷量為 D．矩形線框轉過π過程中產(chǎn)生的熱量為【分析】本題中線圈在磁場中轉動切割磁感線產(chǎn)生正弦式交流電，由Em＝BSω求感應電動勢的最大值，由E＝Em求感應電動勢的有效值。根據(jù)感應電動勢的瞬時值求感應電流的瞬時值。由電荷量的經(jīng)驗公式求通過線框任意橫截面的電荷量。由焦耳定律求線框轉過π過程中產(chǎn)生的熱量?！窘獯稹拷猓篈、線圈中產(chǎn)生正弦式交變電流，最大值為：Em＝BSω＝Bl1l2ω，所以有效值為：E＝Em＝Bl1l2ω，故A正確；B、轉過π時，線圈平面與磁場垂直，磁通量最大，感應電動勢為0，電流為0，故B錯誤；C、矩形線框轉動一周，磁通量的變化量△Φ＝0，由q＝知通過橫截面的電荷量為0，故C錯誤；D、轉過π過程產(chǎn)生的熱量為：Q＝，其中t＝，解得Q＝，故D正確。故選：AD?！军c評】對于正弦式交變電流的產(chǎn)生過程，從切割的角度來看：在中性面位置，磁感線垂直于線圈平面，磁通量最大但無導線切割磁感線，所以感應電動勢為零，至于求電量和勢量則分別要有到平均值和有效值。還要注意的是切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢的公式對于轉軸的位置沒有關系。29．（2021春?湖南月考）邊長為0.1m、電阻為1Ω的正方形單匝線圈abcd，放置在磁感應強度大小為0.2T的勻強磁場中，初始位置如圖所示（ab的中點和cd的中點的連線（OO'恰好位于勻強磁場的邊界線上），外電路接入的電阻為3Ω。現(xiàn)使線圈以400rad/s的角速度繞軸OO'勻速轉動，下列說法正確的是（）A．初始位置的磁通量最大，瞬時感應電動勢為0.4V B．閉合電路中感應電流的瞬時值的表達式為I＝0.1sin400t C．線圈轉動一周的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量為×10﹣4J D．線圈從圖示位置轉過90°的過程中，通過電阻R的電荷量為2.5×10﹣3C【分析】當線圈與磁場垂直時磁通量最大，感應電動勢為零；由瞬時感應電動勢表達式為：e＝NBSωsinωt，可列出感應電動勢的瞬時表達式，再結合歐姆定律可得感應電流的瞬時值的表達式；利用最大值與有效值的關系，周期與角速度的關系以及焦耳定律即可求解電阻R上產(chǎn)生的熱量；根據(jù)交流電電動勢的最大值Em＝NBSω、法拉第電磁感應定律、閉合電路歐姆定律再結合q＝I△t即可求解通過電阻R的電荷量?！窘獯稹拷猓篈.初始位置的磁通量最大，瞬時感應電動勢為零，故A錯誤；B.瞬時感應電動勢表達式為：e＝NBSωsinωt＝1×0.2××400?sin400t（V）＝0.4sin400t（V），閉臺電路中感應電流的瞬時值的表達式為i＝＝（A）＝0.1sin400t（A），故B正確；C.交流電電流的最大值Im＝0.1A，有效值I有＝＝A＝A，交流電的周期為：T＝＝s線圈轉動一周的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量為：：Q＝RT＝×3×＝10﹣4J，故C正確；D.由交流電電動勢的最大值：Em＝NBSω＝0.4V得：BS＝由法拉第電磁感應定律：E＝＝＝＝，由閉合電路歐姆定律：I＝，得感應電流：I＝＝所以線圈從圖示位置轉過90°的過程中，通過電阻R的電荷量為：q＝I△t＝?△t＝＝C＝2.5×10﹣4C，故D錯誤；故選：BC?！军c評】本題要掌握正弦式交變電流瞬時值表達式，注意計時起點，掌握感應電荷量的公式q＝△t，公式中電流為平均電流，知道用有效值求熱量。30．（2021?金鳳區(qū)校級二模）如圖所示，將額定電壓為60V的用電器，通過一理想變壓器接在正弦交變電源上。閉合開關S后，用電器正常工作，交流電壓表和交流電流表（均為理想電表）的示數(shù)分別為220V和2.2A。以下判斷正確的是（）A．變壓器輸入功率為132W B．通過原線圈的電流的有效值為0.5A C．通過副線圈的電流的最大值為2.2A D．變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1：n2＝11：3【分析】副線圈的用電器正常工作，電壓為額定電壓，即為副線圈電壓，再根據(jù)副線圈的電流，可以計算出輸出功率，理想變壓器的輸入功率等于輸出功率．再根據(jù)變壓器原副線圈電壓、電流與線圈匝數(shù)的關系即可求解，要知道電流表和電壓表都是有效值．【解答】解：A、變壓器的輸入功率等于輸出功率，P入＝P出＝I2U2＝2.2×60W＝132W，故A正確；B、根據(jù)P入＝I1U1，所以I1＝＝A＝0.6A，所以通過原線圈電流的有效值為0.6A，故B錯誤；C、電流表示數(shù)為有效值，故通過副線圈的電流的有效值為I＝2.2A，則最大值為Im＝I＝×2.2A＝2.2A，故C錯誤；D、根據(jù)變壓器的工作原理可知變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1：n2＝220：60＝11：3，故D正確。故選：AD。【點評】掌握住理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，知道電壓、電流之間的關系，還要知道電流表和電壓表都是有效值．31．（2021?儀隴縣模擬）如圖所示，有矩形線圈，面積為S，匝數(shù)為N，整個線圈內阻為r，在勻強磁場B中繞OO′軸以角速度ω勻速轉動，外電路電阻為R．當線圈由圖示位置轉過90°的過程中，下列說法正確的是（）A．磁通量的變化量為△Φ＝NBS B．平均感應電動勢為＝ C．電阻R所產(chǎn)生的熱量為Q＝ D．通過電阻R的電荷量為q＝【分析】圖示位置磁通量為Φ1＝0，轉過90°磁通量為Φ2＝BS，△Φ＝Φ2﹣Φ1．根據(jù)法拉第電磁感應定律求解平均感應電動勢．根據(jù)焦耳定律Q＝I2Rt求解熱量，I為有效值．根據(jù)法拉第電磁感應定律、歐姆定律和電流的定義式求解電荷量．【解答】解：A、圖示位置磁通量為Φ1＝0，轉過90°時磁通量為Φ2＝BS，則磁通量的變化量△Φ＝Φ2﹣Φ1＝BS．故A錯誤。B、根據(jù)法拉第電磁感應定律得，平均感應電動勢為＝N＝N＝，故B正確。C、感應電動勢的最大值為Em＝NBSω，有效值為E＝Em，電流的有效值為I＝電阻R產(chǎn)生的熱量Q＝I2Rt，時間t＝＝聯(lián)立解得Q＝，故C錯誤。D、通過電阻R的電量q＝t＝t＝N＝，故D正確。故選：BD?！军c評】對于交變電流，求解熱量、電功和電功率時要用有效值，而求解電荷量時要用平均值．要注意磁通量與線圈的匝數(shù)無關．32．（2021春?重慶期末）先后用不同的交流電源給同一盞燈泡供電（如圖1）．第一次燈泡兩端的電壓隨時間按正弦規(guī)律變化，如圖2甲所示；第二次燈泡兩端的電壓變化規(guī)律如圖2乙所示．若甲、乙圖中的U0、T所表示的電壓、周期值是相同的，則以下說法正確的是（）A．第一次燈泡兩端的電壓有效值是U0 B．第二次燈泡兩端的電壓有效值是U0 C．第一次和第二次燈泡的電功率之比是2：9 D．第一次和第二次燈泡的電功率之比是1：5【分析】對于正弦式電流的有效值U＝Um，由甲圖讀出電壓的最大值，求出有效值．對于乙圖，根據(jù)有效值的定義，求出有效值；功率的公式P＝，用有效值求出電功率之比．【解答】解：A、B、第一次燈泡兩端的電壓有效值為：U1＝Um＝U0設第二次電壓的有效值為U2，根據(jù)有效值的定義，則有：?+?＝T解得：U2＝U0．故A正確，B錯誤。C、D、由功率的公式P＝得，燈泡的電功率之比是：P1：P2＝＝1：5．故C錯誤，D正確。故選：AD?！军c評】只有正弦交變電流最大值與有效值才是倍的關系，其他交變電流要根據(jù)有效值的定義，從熱效應角度去求有效值．三．填空題（共8小題）33．（2020春?海淀區(qū)校級期中）有一正弦式交流，它的瞬時值的表達式為i＝10sin314tA，那么它的電流的有效值是10A。【分析】根據(jù)電流的瞬時值的表達式可以得知電流的最大值，根據(jù)最大值和有效值之間的關系即可求得有效值的大小?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)電流瞬時值的表達式為i＝10sin314tA可知，電流的最大值為：Im＝10A，根據(jù)正弦式交變電流最大值和有效值的關系可知，電流有效值：I＝＝A＝10A。故答案為：10A。【點評】此題考查了正弦式交變電流峰值、有效值的關系，關鍵要知道交流電的最大值和有效值之間的關系，直接計算即可，比較簡單。34．（2020?湖南學業(yè)考試）某正弦交流電的峰值為220V，頻率是50Hz．把它接在一個阻值為R＝20Ω的定值電阻兩端，則通過該電阻的電流強度為11A，正弦交流電在1個周期內定值電阻R上產(chǎn)生的熱量為48J（結果保留兩位有效數(shù)字）?！痉治觥扛鶕?jù)正弦式交變電流最大值和有效值的關系分析，根據(jù)歐姆定律計算電流強度。根據(jù)焦耳定律求解熱量?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)正弦式交變電流的產(chǎn)生規(guī)律可知，峰值為220V，則有效值為220V，根據(jù)歐姆定律可知，通過該電阻的電流強度：I＝＝11A；交流電的頻率為50Hz，則周期：T＝0.02s，根據(jù)焦耳定律可知，正弦交流電在1個周期內定值電阻R上產(chǎn)生的熱量：Q＝I2RT＝48J。故答案為：11；48。【點評】此題考查了正弦式交變電流的相關知識，明確正弦式交變電流最大值和有效值的關系，選用合適的公式分析。35．（2020春?涪城區(qū)月考）如圖所示，N匝矩形閉合導線框abcd全部處于磁感應強度為B的水平勻強磁場中，線框面積為S，電阻為R．線框繞與cd邊重合的豎直固定轉軸以角速度ω勻速轉動，線框中感應電動勢的有效值E＝。線框從中性面開始轉過的過程中，通過導線橫截面的電荷量q＝?！痉治觥扛鶕?jù)Em＝NBSω求出感應電動勢的最大值，從而得出有效值。根據(jù)q＝N求出通過導線橫截面的電荷量。【解答】解：根據(jù)正弦式交變電流的產(chǎn)生規(guī)律可知，感應電動勢的峰值為：Em＝NBSω根據(jù)正弦式交變電流最大值和有效值的關系可知，有效值為：E＝＝，線框從中性面開始轉過的過程中，根據(jù)法拉第電磁感應定律可知：＝＝根據(jù)歐姆定律可知：根據(jù)電荷量的定義可知，通過導線橫截面的電荷量為：q＝代入數(shù)據(jù)解得：q＝故答案為：，【點評】此題考查了正弦式交變電流的產(chǎn)生規(guī)律，解決本題的關鍵是掌握感應電動勢的峰值表達式和電量的表達式，知道峰值和有效值的聯(lián)系。36．（2019秋?牡丹江期末）下圖是一個阻值為2Ω的電阻的交變電流圖象，根據(jù)圖象可求出它的頻率為5Hz，在一個周期內電阻的電熱為40J?！痉治觥坑山蛔冸娏鞯膱D象讀出周期，求出頻率。電熱的計算用到有效值，根據(jù)正弦式交變電流最大值和有效值的關系計算有效值?！窘獯稹拷猓悍治鼋蛔冸娏鲌D象可知，周期T＝0.2s，則頻率為：f＝＝5Hz有效值為：I＝＝10A電熱為：Q＝I2RT＝40J故答案為：5，40【點評】本題考查交變電流的產(chǎn)生及有效值的定義，要注意明確電流表示數(shù)、機器銘牌上所標的電流值、電壓值等均為有效值37．（2019春?七里河區(qū)校級期中）如圖所示，勻強磁場B＝0.05T，矩形線圈的匝數(shù)N＝100，邊長Lab＝0.20m，Lbc＝0.10m，以300r/min的轉速勻速轉動，線圈總電阻為2Ω，線圈外接電阻為8Ω．從通過中性面時開始計時，（1）線圈由圖示位置轉過90°的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量J；（2）線圈由圖示位置轉過90°的過程中，通過電阻R的電量為0.01C?！痉治觥浚?）根據(jù)Em＝nBSω，求出感應電動勢的最大值，根據(jù)焦耳定律求解產(chǎn)生的熱量；（2）根據(jù)q＝It求出通過電阻R的電荷量?！窘獯稹拷猓海?）線圈的角速度為：ω＝2πn＝2π?rad/s＝10πrad/s感應電動勢的最大值為：Em＝NBSω＝100×0.05×（0.2×0.1）×10π＝πV，感應電動勢的有效值為U＝πV，線圈由圖示位置轉過90°的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量為：Q＝R×＝J；（2）通過電