交變電流的產(chǎn)生和描述（練習）（解析版）-2025年高考物理一輪復習（新教材新高考）

第58講交變電流的產(chǎn)生和描述

目錄

01模擬基礎(chǔ)練

【題型一】交流電的產(chǎn)生

【題型二】交流電的描述

【題型三】有效值的計算

02重難創(chuàng)新練

【題型一】交流電的產(chǎn)生

1.如圖甲所示，矩形線圈仍打在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動可以產(chǎn)生交變電流，其電動勢e隨時間f變化的圖像

如圖乙所示，線圈電阻r=l。，電阻R=4Q。則（）

A.f=0.01s時，線圈與中性面垂直

C.電阻R兩端電壓為10VD.電阻R在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為160J

【答案】D

【詳解】A.]=0.01s時，電動勢為零，線圈平面處于中性面處，故A錯誤；

B.根據(jù)圖乙可知周期為T=0.02s,一個周期內(nèi)電流的方向改變兩次，則1s對應50個周期，電流方向變化

100次，故B錯誤；

C.交流電電動勢的有效值

￡_Em_10V2Y_

A/20

根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理可知電阻R兩端電壓

故C錯誤；

D.電阻R在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量

U2

。=—?f=160J

R

故D正確。

故選D。

2.如圖所示，交流發(fā)電機的矩形線框共有N=100匝，總電阻:ul.OQ,BC=AD=AB=DC=0.1mo繞垂

直于磁場方向的對稱軸以。=400rad/s的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，給R=7QQ的電阻供電。線框所在勻強磁場

的磁感應強度3=0.1T,其處于中性面時開始計時，則（）

A.電阻R兩端的最大電壓為40V

7T

B.通過R的電流方向在0~^s內(nèi)改變1次

7T

C.在。~礪$內(nèi)外力至少對系統(tǒng)做功力

JI1

D.在°~京5內(nèi)通過線框?qū)Ь€橫截面的電荷量為弓;C

1200160

【答案】D

【詳解】A.線圈產(chǎn)生感應電動勢的最大值為

Em=NBSa>=100x0.1x0.1x0.1x400V=40V

根據(jù)閉合電路歐姆定律可知電阻R兩端的最大電壓為

=—^-瓦=35V

R+r

故A錯誤；

B.交變電流的周期為

2?71

1=—=-----S

CD200

可知通過R的電流方向在0~SJT；s內(nèi)改變2次。故B錯誤;

200

C.線圈產(chǎn)生感應電動勢的有效值為

Ft—

E=-^=20V2V

A/2

在0~2TTs內(nèi)外力對系統(tǒng)做功的最小值為整個電路消耗的電能，即

故C錯誤；

D.依題意，可得

此時線圈平面與中性面夾角為60。，則在。~彘$內(nèi)通過線框?qū)Ь€橫截面的電荷量為

-E“△①tNBScos6001「

q=It=------t=N-------------=——-------=——C

R+rtR+r2(7?+r)160

故D正確。

故選D。

3.某矩形閉合金屬線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，穿過該線圈的磁通量中隨時間f按如圖所示正弦規(guī)律變化。

貝卜=0.5s時亥!|()

A.穿過該線圈的磁通量最小B.穿過該線圈的磁通量最大

C.該線圈中的電流最大D.該線圈中的電流不為零

【答案】B

【詳解】AB.由中T圖像易知，t=0.5s時刻穿過該線圈的磁通量最大，A錯誤B正確；

CD.由①T圖像易知，f=0.5s時刻穿過線圈的磁通量變化率為零，產(chǎn)生的感應電動勢為零，線圈中的電流

為零，CD均錯誤。

故選B。

4.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，線圈繞垂直于磁場的水平軸OO'沿逆時

針方向勻速轉(zhuǎn)動，電阻R=5Q,線圈電阻r=0.5O,電流表內(nèi)阻不計。從圖示位置開始計時，P、Q間輸出

的電壓"隨時間f變化的關(guān)系圖像如圖乙所示，下列說法正確的是（）

A.電阻R中的電流方向每分鐘變化3000次

B.線圈轉(zhuǎn)動的角速度為50rad/s

C.圖示位置為感應電動勢最大的位置

D.電流表示數(shù)為2aA

【答案】C

【詳解】A.交流電的周期為T=0.02s,一個周期內(nèi)電流方向改變2次，則每秒鐘電流方向變化100次，則

電阻R中的電流方向每分鐘變化6000次，選項A錯誤；

B.線圈轉(zhuǎn)動的角速度為

27r

a）=——=100rad/s

T

選項B錯誤；

C.圖示位置線圈平面與中性面垂直，此時磁通量為零，磁通量的變化率最大，感應電動勢最大，選項C正

確；

D.電流表示數(shù)為

10五

選項D錯誤。

故選C。

5.如圖是一款高空風車及其發(fā)電模塊原理簡圖，該裝置利用充氣球?qū)l(fā)電機帶上高空，通過電電能傳輸?shù)?/p>

地面，可為救災場所臨時供電。在發(fā)電明間。發(fā)電機線圈仍在某一時刻轉(zhuǎn)至圖示位置。則下列說法正確的

是（）

ab

A.高空風車發(fā)電的工作原理是電流的磁效應

B.無論風力多大，線圈仍的發(fā)電頻率不變

C.該時刻線圈磁通量為零，感應電動勢也為零

D.該時刻線圈b端電勢高于。端電勢

【答案】D

【詳解】A.高空風車發(fā)電的工作原理是電磁感應，故A錯誤;

B.風力越大，風車轉(zhuǎn)動的越快，線圈"的發(fā)電頻率越大，故B錯誤;

C.由圖可知，該時刻線圈平面與磁場平行，線圈磁通量為零，感應電動勢最大，故C錯誤;

D.根據(jù)題意，由右手定則可知，該時刻線圈中的電流由則線圈6端電勢高于。端電勢，故D正確。

故選D。

6.發(fā)電機的示意圖如圖所示，發(fā)電機矩形線框ABCD的匝數(shù)為N,面積為S,線框的電阻為r,線框所在位

置的磁場可視為勻強磁場，磁感應強度大小為8,定值電阻的阻值為R,采用換向器實現(xiàn)電流的導出。若線

框從圖示位置開始以角速度。繞軸OO'勻速轉(zhuǎn)動，下列說法正確的是（）

A.圖示位置線框中的電動勢最大，為NBS。

B.線框轉(zhuǎn)動一圈,通過電阻R的電流方向改變兩次

4NBS

C.線框轉(zhuǎn)動一圈,通過電阻R的電荷量為

R+r

D.線圈轉(zhuǎn)動一圈,克服安培力做功為兀

R

【答案】C

【詳解】A.圖示位置穿過線框中的磁通量最大，但磁通量變化率為0,感應電動勢為0,故A錯誤;

BC.由于采用換向器實現(xiàn)電流的導出，由圖可知線框轉(zhuǎn)動一圈，通過電阻R的電流方向不發(fā)生變化，線框

轉(zhuǎn)動半圈時，通過電阻R的電荷量為

—EN△①2NBS

=I\t=------M=

R+rR+rR+r

則線框轉(zhuǎn)動一圈，通過電阻R的電荷量為

4NBS

q=2q、

R+r

故B錯誤，C正確;

D.線框中的電動勢最大值為

Em=NBS（o

則電動勢有效值為

E._NBS。

￡-正一WF

根據(jù)能量守恒可知，線圈轉(zhuǎn)動一圈，克服安培力做功為

NBS①y

2

w（垃）兀兀

ET2MB2s2①

R+rR+rcoR+r

故D錯誤。

故選C。

7.如圖所示,三角形金屬線框置于勻強磁場中，繞固定軸勻速轉(zhuǎn)動，當線框平面與磁場方向垂直時，下列

說法正確的是（）

A.穿過線框的磁通量為。B.線框中的感應電流為0

C.線框中的感應電動勢最大D.線框所受安培力最大

【答案】B

【詳解】ABC.當線框平面與磁場方向垂直時，穿過線框的磁通量最大，不為0,穿過線框的磁通量變化率

為0,根據(jù)法拉第電磁感應定律可知線框中的感應電動勢最小，為0,線框中的感應電流為0,故AC錯誤，

B正確；

D.線框中的感應電流為0,線框不受安培力的作用，故D錯誤。

故選Bo

【題型二】交流電的描述

8.如圖甲所示為交流發(fā)電機的示意圖。一矩形線圈在兩磁極間的勻強磁場中繞軸逆時針勻速轉(zhuǎn)動，線

圈匝數(shù)〃=30,線圈電阻尸2Q,穿過線圈的磁通量隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示，定值電阻E=8Q,其余電

A.仁0時，線圈位于中性面

B.當8c邊與磁場方向的夾角為30。時，感應電動勢的瞬時值e=15兀V

C.該交流電電流的有效值3兀A

D.在0~0.1s內(nèi)，通過電阻R的電荷量為0.6C

【答案】D

【詳解】A.線圈位于中性面時穿過線圈的磁通量最大，U0時，穿過線圈的磁通量為零，故A錯誤;

B.由圖可知

T=0.4s

則

CD=——=5萬rad/s

T

圖示位置邊與磁場方向平行，感應電動勢最大

Em=nBSco=n^>mco=30%V

當5。邊與磁場方向的夾角為30。時，感應電動勢的瞬時值

e=Ecos（洲=Ecos—='，,兀v

故B錯誤；

C.該交流電電動勢的有效值

FI-

E=-^=15V2^-V

該交流電電流的有效值

/=J-

R+r2

故C錯誤；

D.在0~0.1s內(nèi)，通過電阻R的電荷量為

q=It

又

1=-^-E=n^

R+r△t

可得

A①02

q=n------=30x—C=0.6C

R+r8+2

故D正確。

故選Do

9.圖甲是交流發(fā)電機的示意圖，兩磁極之間的磁場可視為勻強磁場，金屬線圈A3CD繞轉(zhuǎn)軸00勻速轉(zhuǎn)動，

A為電流傳感器（與計算機相連），R為定值電阻，線圈電阻為「，其余電阻不計。圖乙為計算機上顯示的

電流數(shù)據(jù)隨時間變化的圖像。下列說法中正確的是（）

A.金屬線圈恰好處于圖甲所示的位置時感應電動勢為0,對應圖乙中與或。時刻

B.金屬線圈恰好處于圖甲所示的位置時感應電動勢最大，對應圖乙中馬或右時刻

C.4、4時刻穿過線圈的磁通量的絕對值最小，磁通量的變化率最大

D.芍、。時刻穿過線圈的磁通量的絕對值最小，磁通量的變化率最大

【答案】D

【詳解】AB.圖甲所示位置線圈平面與磁場垂直，即為中性面，此時的感應電動勢為0,回路中的感應電

流為0,對應圖乙中乙或匕時刻，故AB錯誤；

C.結(jié)合上述，/、時刻線圈處于中性面，穿過線圈的磁通量的絕對值最大，由于此時的感應電動勢為0,

則此時的磁通量的變化率最小，故c錯誤；

D.根據(jù)圖乙可知，與、乙時刻的感應電流最大，即此時的感應電動勢最大，則此時線圈平面與中性面垂直，

即線圈平面平行于磁場方向，穿過線圈的磁通量的絕對值最小，由于此時感應電動勢最大，則此時磁通量

的變化率最大，故D正確。

故選D。

10.風力發(fā)電將成為我國實現(xiàn)“雙碳”目標的重要途徑之一，風力發(fā)電風車通過風輪機帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動實

現(xiàn)發(fā)電。圖乙為交流發(fā)電機示意圖，矩形線圈A8O）繞垂直于勻強磁場的軸（90,沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，

發(fā)電機的電動勢隨時間變化規(guī)律為e=30sin（100R）V,外電路接有阻值R=10Q的定值電阻，線圈電阻不計,

下列說法正確的是（）

甲乙

A.電流變化的周期為0.01s

B.線圈在圖示位置時，產(chǎn)生的電動勢為30V

C.線圈在圖示位置時，磁通量最大

D.電流表的示數(shù)為3A

【答案】B

【詳解】A.由e=30sin(10(hrt)V可知

27r

CD=——=1007rrad/s

T

解得電流變化的周期為

T=0.02s

故A錯誤；

BC.線圈在圖示位置時，穿過線圈的磁通量為0,磁通量的變化率最大，產(chǎn)生的電動勢最大，為30V,故B

正確，C錯誤；

D.電動勢有效值為

E=^V=15A/2V

則電流表的示數(shù)為

，。嚕A”限

故D錯誤。

故選Bo

【題型三】有效值的計算

11.如圖甲所示，一阻值為R=U0Q的電阻與理想交流電流表串聯(lián)后，兩端接入圖乙所示的正弦式交變電

A.該交流電的頻率為100Hz

B.電阻R中電流的峰值為2A

C.在/時刻，電流表的讀數(shù)為2A

D.電阻R的電功率為880W

【答案】C

【詳解】A.由圖乙可知，交流電的周期為

71

T=——s-------s=0.02s

300300

則交流電的頻率為50Hz,故A錯誤;

B.電阻R中電流的峰值為

故B錯誤;

C.電流表的讀數(shù)為有效值，則電流表的讀數(shù)為

/=3=2A

A/2

故C正確;

D.根據(jù)

P=I'R

可知電阻R的電功率為440W,故D錯誤。

故選Co

12.小草在微風中會左右搖擺，有人受此啟發(fā)設(shè)計了微風搖擺發(fā)電裝置，其原理簡化圖如圖所示。空間中

存在垂直于紙面的勻強磁場，微風使導體棒在兩固定的平行金屬導軌之間垂直于磁場方向往復運動，此時

導體棒相當于電源，可通過金屬導軌對外供電。將導體棒的運動視為簡諧運動，其速度隨時間的變化規(guī)律

為v=%sinw。已知勻強磁場的磁感應強度大小為8,兩導軌的間距和導體棒的長度均為L導體棒的電阻

為r,導體棒始終與導軌垂直，導軌和導線的電阻均不計。若使其對阻值為R的電阻供電，則一個周期內(nèi)電

阻R產(chǎn)生的焦耳熱為（）

兀8*說RTIBNV'R

4(R+r)2(o2(7?+r)2?

兀2nB-l3vlR

(7?+r)2?(R+r)%

【答案】C

【詳解】導體棒切割磁感線產(chǎn)生電動勢的瞬時值為

e-BLvmsina)t

回路中電流的有效值為

［二BLVm

&（R+r）

一個周期內(nèi)電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為

Q=I-RT=I-R—=匕.*R

co(R+r)co

故選C。

13.電流通過阻值為R的電阻時，，2一『圖像如圖所示，下列說法正確的是（）

A.電阻R兩端電壓的最大值為/R

B.該電流一定是交流電

C.時間內(nèi)電流按余弦規(guī)律變化

D.該電流的有效值。2/

【答案】A

【詳解】A.由圖可知通過電阻R的最大電流為/,故電阻R兩端電壓的最大值為/R,故A正確;

B.由圖可知i2一直大于零，電流方向可能不變，故該電流不一定是交流電，故B錯誤；

C.由圖可知時間內(nèi)，i2均勻減小，故時間內(nèi)電流不是按余弦規(guī)律變化，故C錯誤;

D.根據(jù)有效值的定義

1次工+竺二R(T-1)=瑤RT

323有

解得該電流的有效值為

/有=3

故D錯誤。

故選Ao

14.如圖為一交變電流的ET圖像，圖中曲線是正弦曲線的一部分，該交變電流電動勢的有效值為（

E]+E?

2

【答案】B

【詳解】根據(jù)交流電的有效值的定義可知

和畤+（,*=哈）3

解得

即交變電流電動勢的有效值為B正確。

故選Bo

15.如圖所示，磁感應強度為5的勻強磁場與紙面垂直，虛線表示勻強磁場的邊界，一半徑為八圓心角為

的扇形單匝線框圓心。在邊界線上。當線框圍繞圓心。在紙面內(nèi)以角速度。勻速轉(zhuǎn)動時，線框中

A.B.-Br2(o,pC.Br2a),PD.-Br2a).p

VK2\TI\32V<9

【答案】B

【詳解】設(shè)線框轉(zhuǎn)動周期為T,而線框轉(zhuǎn)動一周中只有進、出磁場過程才產(chǎn)生感應電動勢，因此一周之內(nèi)產(chǎn)

生感應電動勢的時間

er

f=2xf）x—=

27r71

此時感應電動勢的大小為;歷％,根據(jù)有效值的定義有

2

xt=—xT

RR

所以感應電動勢的有效值為

E=工3/①g

27幾

故選B。

16.如圖是某交變電流的圖像，這一交變電流的電流有效值為（)

i/A

4

0

1：2：3；4t/s

-2

A.MAB.3AC.3V2AD.275A

【答案】A

【詳解】設(shè)這一交變電流的電流有效值為/,根據(jù)有效值定義可得

I2RT=42R—+22R—

22

解得

/=MA

故選Ao

17.如圖甲所示，兩個完全相同的正方形線圈，在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的同一根軸勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)

軸位于磁場邊界處。線圈P以一條邊為轉(zhuǎn)軸，線圈Q以中心線為轉(zhuǎn)軸，分別產(chǎn)生的電流隨時間變化的圖像

如圖乙、丙所示，則兩線圈中電流的有效值之比4為（）

C.1：V2D.2:1

【答案】B

【詳解】根據(jù)電流的熱效應，可得

「\[22

解得

I

P2

由丙圖可知

1

Qy-4m

則兩線圈中電流的有效值之比

ip-IQ=0:1

故選Bo

18.如圖為某交流電電流隨時間變化的圖像,其有效值為（）

,,I/A

OT\/2TTt

yy

-0.5------------V。

.72?V2+1C.D.邁A

A.—AAB.-------AA

4646

【答案】D

【詳解】根據(jù)電流的熱效應，可得

（.若

I2RT==

解得

廠逅A

6

故選D。

㈤2

1.如圖所示,在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動的單匝矩形線圈的周期為T,轉(zhuǎn)軸。垂直于磁場方向，線圈電阻為20。

從線圈平而與磁場方向平行時開始計時，線圈轉(zhuǎn)過60。時的感應電流為1A,則下列說法正確的是（）

。

B

O'

A.線圈消耗的電功率為2W

B.線圈中感應電流的最大值為2A

C.任意時刻線圈中的感應電動勢為e=4cos牛，

D.任意時刻穿過線圈的磁通量為①=±sin?f

兀T

【答案】BC

【詳解】AB.從線圈平面與磁場方向平行時開始計時，線圈轉(zhuǎn)過60。時的感應電流為1A,由感應電流的瞬

時表達式可得

i=Imcos60=1A

解得線圈中感應電流的最大值為

/m=2A

線圈中感應電流的有效值為

線圈消耗的電功率為

P=I2R=4W

故A錯誤，B正確；

C.線圈中的最大感應電動勢為

Em="=2x2V=4V

從線圈平面與磁場方向平行時開始計時，任意時刻線圈中的感應電動勢為

e-Ecos69/=4cos——t

故C正確；

D.從線圈平面與磁場方向平行時開始計時，任意時刻穿過線圈的磁通量為

.E4.2乃2T,2

①=①巾sina)t=—^-sincot=——sin——t=——sin-

mg2?T萬：

故D錯誤。

故選BC。

2.風能是一種清潔無公害的可再生能源，我國風力發(fā)電發(fā)展迅猛，截至2023年6月底，中國風電裝機容

量約3.9億千瓦。某種風力發(fā)電機的原理如圖所示，發(fā)電機線圈固定，磁體在葉片的驅(qū)動下繞線圈對稱軸轉(zhuǎn)

動。兩磁體間的磁場可視為勻強磁場，圖示時刻磁場和線圈平行。圖示時刻（）

A.感應電動勢最小B.感應電動勢最大

C.電流方向由。指向6D.電流方向由b指向。

【答案】BD

【詳解】AB.題圖示時刻磁場和線圈平行。穿過線圈的磁通量為零，磁通量的變化率最大，感應電動勢最

大，故A錯誤，B正確；

CD.根據(jù)楞次定律可知，圖示時刻電流方向由b指向。，故C錯誤，D正確。

故選BD?

3.如圖所示，兩條相同的半圓弧形光滑金屬導軌固定在絕緣水平桌面上，半圓弧的直徑為d,間距為L

兩半圓弧面豎直且平行，導軌最高點到水平桌面的距離等于半徑，最低點。、O'的連線與導軌所在豎直面

垂直，整個空間存在著磁感應強度大小為夙方向豎直向上的勻強磁場，導軌左端連接一阻值為R的電阻。

現(xiàn)使一電阻為r的金屬棒"N從導軌左端最高點，以恒定的速率％沿導軌運動到右端最高點，運動過程中金

屬棒始終與OO'平行且與兩導軌接觸良好，則在金屬棒從左端最高點運動到右端最高點的過程中，下列

說法正確的是（）

A.金屬棒MN中電流方向始終由N到/

B.金屬棒中電流大小始終不變

C.金屬棒所受安培力始終做負功

22

7t6?Lv0

D.回路中產(chǎn)生的焦耳熱為

4（7?+r）

【答案】ACD

【詳解】AC.在金屬棒MN從左端最高點運動到右端最高點的過程中，根據(jù)右手定則可知，金屬棒中

電流方向始終由N到M,金屬棒所受安培力一直水平向左，金屬棒所受安培力始終做負功，故AC

正確；

BD.經(jīng)過t時間，金屬棒在圓弧上轉(zhuǎn)過的角度為

0=cot=-1

d

此時金屬棒MN產(chǎn)生的電動勢為

e=BLv0sin6=BLv0sin(^-r)

d

回路中電流為

E

0

R+rR+r

可知金屬棒MN中電流大小發(fā)生變化，根據(jù)正弦式交流電可知，電流的有效值為

I」_BLv。

y/2&(R+r)

則在金屬棒MN從左端最高點運動到右端最高點的過程中，回路中產(chǎn)生的焦耳熱為

?rdB2l3v

Q=r（R+r）t=----------2---（7?+r）------=0

2（R+ry2v04（R+r）

故B錯誤，D正確。

故選ACD?

4.家用交流充電樁通過換流模塊，可以無能量損失地將如圖甲所示的交流電轉(zhuǎn)化為直流電。某次充電樁對

一額定儲能為84kW?h,實際儲能為OkW-h的汽車動力電池充電，監(jiān)測到充電電流隨時間變化的圖像如圖

乙所示，忽略充電過程中一切能量損耗，對此次充電過程，下列說法正確的是()

A.圖乙所示電流的有效值為竺也A

2

B.交流充電樁對電動汽車充電的功率為9.9kW

C.一個交流電周期(OQ2s)內(nèi)充電樁向動力電池輸入的電荷量為0.45辰

D.充滿電能需要大概12h

【答案】AD

【詳解】A.圖乙所示的直流電通過正弦交流電轉(zhuǎn)化而來，其有效值相同，則有

（主YRT=FRT

解得

2

故A正確；

B.根據(jù)電功率的公式可知

45

P=U/=220xW?7kW

故B錯誤；

C.根據(jù)電流的定義式有

q=It

且

故c錯誤；

D.充電時間

E_84kW-h

=12h

~P~7kW

故D正確。

故選ADo

5.電動汽車制動時可利用車輪轉(zhuǎn)動將其動能轉(zhuǎn)換成電能儲存起來。車輪轉(zhuǎn)動時帶動磁極繞固定的線圈旋轉(zhuǎn),

在線圈中產(chǎn)生電流。磁極勻速轉(zhuǎn)動的某瞬間，磁場方向恰與線圈平面垂直，如圖所示。將兩磁極間的磁場

視為勻強磁場，則磁極再轉(zhuǎn)過90。時，線圈中（）

A.電流最大B.磁通量最大

C.電流方向由。指向尸D.電流方向由尸指向。

【答案】AC

【詳解】如圖開始線圈處于中性面位置,當磁極再轉(zhuǎn)過90。時，此時穿過線圈的磁通量為0,故可知電流最

大：在磁極轉(zhuǎn)動的過程中，穿過線圈的磁通量在減小，根據(jù)楞次定律可知，此時感應電流方向由。指向P。

故選AC?

6.如圖所示，一個邊長為￡、匝數(shù)為N的正方形線框垂直放在磁感應強度為3、范圍足夠大的勻強磁場中,

當線框以角速度。在磁場中勻速轉(zhuǎn)動時，下列說法正確的是（）

A.當線框以。。為軸轉(zhuǎn)動時，感應電動勢的最大值是

B.當線框以PQ為軸轉(zhuǎn)動時，感應電動勢的有效值是

C.從圖示位置開始計時，當線框以PN為軸轉(zhuǎn)動時，感應電動勢的瞬時值表達式是NBZ30cos訓

D.從圖示位置開始，當線框以PN為軸轉(zhuǎn)動90。的過程中感應電動勢的平均值大小是*

【答案】AD

【詳解】A.當線框以為軸轉(zhuǎn)動時，感應電動勢的最大值是

Em=NBl3a>

選項A正確；

B.當線框以PQ為軸轉(zhuǎn)動時，感應電動勢的最大值仍為

Em=NBl3a>

有效值是

E=^=—NBl：a>

y/22

選項B錯誤；

C.從圖示位置開始計時，當線框以PN為軸轉(zhuǎn)動時，感應電動勢的最大值仍為

Em=NBLrm

感應電動勢的瞬時值表達式是

e=Emsina>t=NBl3a>sincot

選項C錯誤；

D.從圖示位置開始，當線框以PN為軸轉(zhuǎn)動90。的過程中感應電動勢的平均值大小是

~..A?BL'2

E=N=N-----=—NBL2

A/71

2a）

選項D正確。

故選ADo

7.如圖所示為一臺教學用手搖式交流發(fā)電機，當緩慢搖動大皮帶輪手柄時，連接在發(fā)電機上的小燈泡就會

一閃一閃地發(fā)光。若己知大皮帶輪半徑為R,小皮帶輪半徑為「，搖動手柄的角速度為。，且搖動過程中皮

帶不打滑，則下列說法正確的是（）

A.發(fā)電機產(chǎn)生的交變電流的頻率為「

B.小燈泡閃爍的頻率為迎

71Y

C.小燈泡的瞬時功率等于通過小燈泡的電流、電壓二者有效值的乘積

D.發(fā)電機啟動階段，當手柄轉(zhuǎn)速加倍后，小燈泡的功率變?yōu)樵瓉淼?倍

【答案】ABD

【詳解】A.大皮帶輪和小皮帶輪邊沿線速度大小相等，則有

v=air=coR

解得小皮帶輪的角速度

，a>R

a>=----

r

再由

a>=2兀于

可知發(fā)電機線圈轉(zhuǎn)動的頻率

a>R

J=~2—7廠

此即為發(fā)電機產(chǎn)生的交變電流的頻率，故A正確；

B.小燈泡發(fā)光頻率只與電流頻率有關(guān)，它在一個周期內(nèi)會閃爍兩次，所以閃爍的頻率

尸=2/=處

7ir

故B正確；

C.小燈泡閃爍，也就是小燈泡亮度時刻變化，說明小燈泡的瞬時功率是時刻變化的，而電流、電壓二者有

效值的乘積是定值，故小燈泡的瞬時功率不一定等于通過小燈泡的電流、電壓二者有效值的乘積，故C錯

誤；

D.由題意知勿加倍，由

Em=nBSa>'

可知電壓最大值加倍，由

可知小燈泡的功率變?yōu)樵瓉淼?倍，故D正確。

故選ABDo

8.半徑為。、內(nèi)阻為r的單匝圓形導體環(huán)，在磁感應強度為B的磁場中繞著虛線軸勻速轉(zhuǎn)動，角速度為。。

在導體環(huán)外接一阻值為R的電阻，電阻兩端并聯(lián)一電壓表。若才=0時刻導體環(huán)處于如圖位置，則下列說法

中正確的是（）

XX.XX

A.電路中電壓表示數(shù)為正珈〃2/

2

B./二2JT時，圓形導體環(huán)中電流方向改變

CD

C.穿過導體環(huán)的磁通量瞬時值表達式（p=Bna2sincot

D.從，=0至卜=巴的時間內(nèi)流過電阻的電量g=竺竺匚

CDR+廠

【答案】BD

【詳解】A.感應電動勢為

e=BSa>sincot=B%a%sinat

電動勢的有效值為

F_*母B兀/①

F一一2一

電路中電壓表示數(shù)為

U=―^-x^-B7ia2a>

R+r2

故A錯誤;

TT

B.f=一時，圓形導體環(huán)轉(zhuǎn)過180。，故電流方向改變，故B正確;

co

C.穿過導體環(huán)的磁通量瞬時值表達式

（p=Bna2coscot

故C錯誤；

71

D.從"0到”上的時間內(nèi)流過電阻的電