3.1交变电流(1)-2024-2025学年高二物理同步培优练（人教版2019选择性必修第二册）

3.1 交变电流 一、交流电及简单计算 1．（2024高二下·全国·专题练习）一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴线匀速转动时产生正弦式交变电流，其电动势的变化规律如图甲中的图线所示，用此线圈给图乙中电路供电，发现三个完全相同的灯泡亮度均相同。当调整线圈转速后，电动势的变化规律如图甲中的图线所示，下列说法正确的是（　　） A．时刻，线圈平面恰好与磁场方向平行 B．图线所表示的电动势的瞬时值表达式为 C．线圈先后两次转速之比为 D．转速调整后，三个灯泡的亮度仍然相同 【答案】BC 【详解】A．由题图甲可知，时刻电动势是0，故线圈平面恰好与磁场方向垂直，A错误； B．由题图甲可知，调整转速前线圈的角速度 电动势最大值为，调整转速后线圈的角速度为 由可知调整后电动势的最大值为，图线所表示的电动势的瞬时值表达式为 B正确； C．由可知，线圈先后两次转速之比为，C正确； D．转速调整后交流电的频率变小，由和可知，电感器对交流电的阻碍减小、电容器对交流电的阻碍增大，三个灯泡的亮度各不相同，D错误。 故选BC。 2．（2024·河南安阳·一模）如图1所示，abcd为100匝的正方形闭合金属线圈，边长为L，线圈整体处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，绕着与磁场垂直且与线圈共面的轴匀速转动。图2是在匀速转动过程中穿过该线圈的磁通量随时间按正弦规律变化的图像，则下列说法正确的是（　　） A．线圈产生的最大电动势为 B．若线圈边长，则磁感应强度大小为 C．时感应电动势最小 D．时线圈中的电流改变方向 【答案】C 【详解】A．线圈产生的最大电动势为 故A错误； B．若线圈边长，则由 解得 故B错误； C．时磁通量变化率最小，所以感应电动势最小。故C正确； D．时图像斜率正负值不变，所以线圈中的电流不改变方向。故D错误。 故选C。 3．电动车制动能量再生技术对提升纯电动车能量回收利用率、增加纯电动车的续驶里程有着重大意义。行驶过程中电能驱动车轮，再生制动时车轮带动线圈转动给电池充电，完成能量的回收。某品牌的纯电动车工作在再生制动状态下的电路如图所示，R是能量回收电路中的等效电阻。若电动机驱动匀速行驶时，单位时间内消耗的电能（单位为J/s）与汽车功率P成线性关系，即（c、d为未知常数），汽车行驶时所受阻力为f=kv。单位行程内耗电为（单位J/m），线圈的电阻忽略不计，下列说法正确的是（　　） A．再生制动能有效缩短刹车距离 B．制动速度越大，发电机线圈转动一周经过R的电荷量更多 C．单位时间内消耗的电能与速度大小v成线性关系 D．当时，单位行程耗电量最小 【答案】AD 【详解】A．由于制动时带动线圈转动，产生的安培力阻碍线圈转动，从而起到制动的作用，加快车辆停止运动，有效缩短刹车距离，故A正确； B．发电机线圈转动一周经过R的电荷量为 与制动速度无关，故B错误； C．汽车功率为 P=Fv 匀速行驶时单位时间内消耗的电能与速度关系为 则单位时间内消耗的电能与力F成线性关系，若不匀速，由于F大小不定，则无法判定单位时间内消耗的电能与速度大小v是否成线性关系，故C错误； D．匀速行驶时单位行程内耗电为 单位时间t取1s，则 匀速行驶时牵引力等于摩擦力，则 则当时，单位行程耗电量最小，故D正确。 故选AD。 4．如图所示在空间直角坐标系O-xyz中有一等腰直角三角形线框，其中一条直角边与z轴重合，另一条直角边在xOy平面内，线框总电阻为r，直角边长为l，当线框在外力作用下绕着z轴以角速度ω匀速转动时，线框上的P点先后经过x轴和y轴，整个装置处于沿y轴方向的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，则下列判断正确的是（　　） A．当线框经过x轴时，OP两点间的电势差 B．当线框经过y轴时，P、Q两点电势差为 C．线框由x轴位置转到y轴位置的过程中，通过线框截面的电量为量 D．线框在转动一圈的过程中电流方向改变一次 【答案】BC 【详解】A．当线框经过x轴时，此时线框平面与磁场垂直，属于中性面，中性面的电压为零，故A错误； B．当线框经过y轴时，线框的有效切割长度为l，此时产生的感应电动势 根据几何关系可知PQ的长度为，由右手定律可知PQ切割磁感线， P点的电势高于Q点的电势，P、Q两点电势差为路端电势差 故B正确； C．线框由x轴位置转到y轴位置的过程中，线框中磁通量的变化量为 联立解得 故C正确； D．每经过一次中性面，电流方向改变一次，线框在转动一圈的过程中，经过两次中性面，所以电流方向改变两次，故D错误。 故选BC。 5．（23-24高二下·四川遂宁·阶段练习）如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中有一个长和宽分别为L1、L2的矩形线圈，其中匝数为N。现该线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′以角速度ω匀速转动。 (1)穿过线框平面磁通量的变化率何时最大？最大值为多少？ (2)当线框由图示位置转过60°的过程中，平均感应电动势为多大。 (3)线框由图示位置转到60°时瞬时感应电动势为多大。 【答案】(1)磁场与矩形线圈平行时， (2) (3) 【详解】（1）根据题意可知，当磁场与矩形线圈平行时，变化率最大，最大值为 （2）根据题意，由法拉第电磁感应定律可得，当线框由图示位置转过60°的过程中，平均感应电动势为 （3）根据题意可知，线框由图示位置转到60°时瞬时感应电动势为 二、中性面及性质 6．一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴匀速转动，产生的正弦式交变电压的波形图如图所示，下列说法正确的是（　　） A．交变电压的最大值是220V B．线圈转动的周期是1s C．第2s末通过线圈的磁通量绝对值最大 D．第2s末通过线圈的磁通量变化率绝对值最大 【答案】D 【详解】A．由题图可知，交变电压的最大值为311V，故A错误； B．由题图可知，线圈转动的周期为2s，故B错误； CD．第2s末瞬时电压值为最大值，根据交变电流的特点可知，此时线圈平面与中性面垂直，即线圈平面与磁场平行，所以此时通过线圈的磁通量为0，通过线圈的磁通量变化率绝对值最大，故C错误，D正确。 故选D。 7．（24-25高二上·全国·课后作业）如图甲所示，由交流发电机、定值电阻、交流电流表A组成的闭合回路，线圈沿逆时针方向转动，图甲所示位置磁感线与线圈平面平行，从此刻开始计时，穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图乙所示，则（　　） A．时刻线圈中感应电动势最小 B．时刻线圈中感应电流的方向改变 C．线圈转到图甲所示位置时，线圈中磁通量变化率为零 D．线圈转动到图甲所示位置时，线圈中感应电流方向为 【答案】B 【详解】A．根据题图乙，结合交流发电机工作原理可知，在时刻，穿过线圈的磁通量为零，但磁通量变化率最大，则线圈中产生的感应电动势最大，故A错误； B．由题图乙可知，在时刻，穿过线圈的磁通量最大，线圈位于中性面，线圈中感应电流的方向改变，故B正确； C．线圈转到题图甲所示位置时，穿过线圈的磁通量为零，但磁通量变化率最大，故C错误； D．线圈沿逆时针方向转动，根据右手定则判断可知，当线圈转动到题图甲所示位置时，线圈中感应电流方向为，故D错误。 故选B。 8．如图所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，正确的说法是（   ） A．图示位置为中性面，线圆中无感应电流 B．图示位置ab边的感应电流方向为b→a C．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零 D．线圈每转动一周，指针左右摆动一次 【答案】D 【详解】AC．线圈平面与磁场方向平行时，ab、cd边垂直切割磁感线，线圈产生的电动势最大，也可以这样认为，线圈平面与磁场方向平行时，磁通量为零，但磁通量的变化率最大，AC错误； B．线圈处于图示位置时，ab边向右运动，由右手定则，ab边的感应电流方向为a→b，B错误； D．线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生呈周期性变化的交变电流，线圈经过中性面时电流改变方向，线圈每转动一周，有两次通过中性面，电流方向改变两次，指针左右摆动一次，D正确。 故选D。 9．（24-25高二下·全国·单元测试）如图所示，矩形线圈的匝数，，，匀强磁场的磁感应强度，线圈绕垂直磁场的轴从图示位置（线圈平面与磁感线平行）开始匀速转动，角速度，则： (1)穿过线圈的磁通量的最大值为多大？ (2)线圈产生的感应电动势的最大值为多大？ (3)从图示位置开始匀速转动时，线圈中产生的感应电动势为多大？ 【答案】(1)0.048Wb (2) (3) 【详解】（1）当线圈转至与磁感线垂直时，穿过线圈的磁通量有最大值 （2）线圈平面与磁感线平行时，感应电动势有最大值，为 （3）从题图所示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为 从题图所示位置开始匀速转动，即 则此时线圈中产生的感应电动势 三、交流电U-t及I-t图像 10．（24-25高二上·河南新乡·阶段练习）交流发电机的线圈匀速转动时产生正弦式交变电流，其电动势随时间变化的图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．时，穿过线圈的磁通量的变化率最大 B．时，线圈位于中性面 C．时，穿过线圈的磁通量为零 D．发电机线圈转动的角速度为 【答案】C 【详解】A．由图可知，时，电动势为零，线圈位于中性面，穿过线圈的磁通量变化率为零，A错误； BC．时，电动势最大，平面与磁场方向平行，穿过线圈的磁通量为零，C正确，B错误； D．由图可知，周期，发电机线圈转动的角速度 D错误。 故选C。 11．（24-25高二下·全国·课后作业）如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图像分别如图乙中曲线a，b所示，则（    ） A．两次时刻穿过线圈的磁通量变化率均最大 B．曲线a表示的交变电动势的最大值为25V C．曲线b表示的交变电动势的有效值为15V D．曲线a、b对应的线圈转速之比为3∶2 【答案】D 【详解】A．两次时刻线圈产生的感应电动势均为零，可知此时穿过线圈的磁通量均最大，磁通量的变化率均为零，故A错误； B．曲线a表示的交变电动势的最大值为30V，故B错误； D．由乙图可知，曲线a的周期为0.02s，曲线b的周期为0.03s，因转速n的单位为时，数值上就等于频率，即有 ， 故两者的转速之比为 故D正确； C．线圈在磁场中转动，感应电动势的瞬时值为 电动势的最大值 则有 曲线a表示的交变电动势的最大值，解得 则曲线b表示的交变电动势的有效值为 故C错误。 故选D。 12．（24-25高三上·天津南开·期末）电动汽车制动时可利用车轮转动将其动能转换成电能储存起来。制动时车轮转动带动磁极绕固定的线圈旋转，在线圈中产生交变电流。若时磁场方向恰与线圈平面垂直，磁极位置如图甲所示，磁极匀速转动，线圈中的电动势随时间变化的关系如图乙所示。将两磁极间的磁场近似视为匀强磁场，下列说法正确的是（　　） A．时线圈中磁通量为0，磁通量变化率最大 B．时线圈中电流方向由P指向Q C．过程，线圈中的平均感应电动势大小为 D．线圈中的电动势瞬时值表达式为 【答案】C 【详解】A．时线圈中磁通量最大，磁通量变化率为零，选项A错误； B．根据右手定则，时线圈中电流方向由Q指向P，选项B错误； C．过程，线圈中的平均感应电动势大小为 选项C正确； D．线圈中的电动势瞬时值表达式为 选项D错误。 故选C。 四、正弦交流电的有效值及峰值 13．单匝闭合矩形线框电阻为R，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量与时间t的关系图象如图所示，下列说法正确的是（　　） A．时刻线框的感应电动势为零 B．线框的感应电动势最大值为 C．线框转一周外力所做的功为 D．时间内线框的平均感应电动势为 【答案】C 【详解】A．由图象可知，时刻线框的磁通量为0，此时线框感应电动势最大，故A错误； B．由图可知交流电的周期为T，则 由交流电的电动势的最大值为 故B错误； C．线圈转一周所做的功为转动一周的发热量 故C正确； D．时间内线框的平均感应电动势为 故D错误。 故选C。 14．（2023·江苏南京·模拟预测）如图所示，交流发电机的矩形线框共有匝，总电阻，。绕垂直于磁场方向的对称轴以的转速匀速转动，给的电阻供电。线框所在匀强磁场的磁感应强度，其处于中性面时开始计时，则（　　） A．电阻R两端的最大电压为40V B．通过R的电流方向在内改变1次 C．在内外力至少对系统做功πJ D．在内通过线框导线横截面的电荷量为 【答案】D 【详解】A．线圈产生感应电动势的最大值为 根据闭合电路欧姆定律可知电阻R两端的最大电压为 故A错误； B．交变电流的周期为 可知通过R的电流方向在内改变2次。故B错误； C．线圈产生感应电动势的有效值为 在内外力对系统做功的最小值为整个电路消耗的电能，即 故C错误； D．依题意，可得 此时线圈平面与中性面夹角为60°，则在内通过线框导线横截面的电荷量为 故D正确。 故选D。 15．（23-24高二下·湖南张家界·期末）如图所示，一个边长为、匝数为的正方形线框垂直放在磁感应强度为、范围足够大的匀强磁场中，当线框以角速度在磁场中匀速转动时，下列说法正确的是（    ） A．当线框以为轴转动时，感应电动势的最大值是 B．当线框以为轴转动时，感应电动势的有效值是 C．从图示位置开始计时，当线框以为轴转动时，感应电动势的瞬时值表达式是 D．从图示位置开始，当线框以为轴转动的过程中感应电动势的平均值大小是 【答案】AD 【详解】A．当线框以为轴转动时，感应电动势的最大值是 选项A正确； B．当线框以为轴转动时，感应电动势的最大值仍为 有效值是 选项B错误； C．从图示位置开始计时，当线框以为轴转动时，感应电动势的最大值仍为 感应电动势的瞬时值表达式是 选项C错误； D．从图示位置开始，当线框以为轴转动的过程中感应电动势的平均值大小是 选项D正确。 故选AD。 16．（24-25高三上·湖北武汉·开学考试）图甲为某种桥式整流器的电路图，它是利用二极管单向导通性进行整流的常用电路。已知交流电源的输出电压如图乙所示，灯泡L的额定电压为10V，假设四个二极管正向电阻为0，反向电阻无穷大，电压表V为理想电压表，下列说法正确的是（　　） A．t＝0.01s时，电压表示数为0 B．电压表的示数始终为5V C．每个周期内通过灯泡的电流方向变化两次 D．每个周期内通过灯泡的电流方向始终不变 【答案】D 【详解】CD．由图甲电路可知，电流从整流电路上端流入经右上二极管、灯泡、左下二极管形成回路，电流从整流电路下端流入经右下二极管、灯泡、左上二极管形成回路，即每个周期内通过灯泡的电流方向始终不变。故C错误；D正确； AB．由CD选项分析可知，经整流电路后，流经灯泡的电流方向不再改变，电流大小仍按正弦规律变化，所以电压表示数即交流电源的输出电压有效值为 故AB错误。 故选D。 17．（2024·浙江温州·一模）如图为手动发电式手电筒的原理图，固定在圆盘边缘处的小圆柱随圆盘绕轴心O，按顺时针方向匀速转动，小圆柱通过竖槽带动T形绝缘支架运动，从而驱动导体棒在光滑的水平导轨上运动。已知导体棒运动的速度随时间变化的关系为，导轨间距，导轨间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度，定值电阻。导体棒与轨道接触良好，且不计导体棒和轨道的电阻，电压表为理想交流电表，D为理想二极管，则（　　） A．圆盘转动的转速为 B．电压表的示数为 C．小圆柱圆周运动的半径为 D．电阻和的总功率为 【答案】D 【详解】A．根据题中数据可得 可得 故A错误； B．导体棒切割磁感线，最大的电压为 电压表的电压为交流电的有效值，则电压表的示数为 故B错误； C．根据题意可知转盘的线速度为0.2m/s，角速度为2，则小圆柱圆周运动的半径 D．根据功率的定义式 故D正确。 故选D。 18．下图为正弦电流和方波电流随时间的变化关系图像，关于甲、乙、丙、丁四幅图下列说法正确的是（　　） A．图甲中电流的最大值为，有效值为，周期为 B．图乙中电流的最大值为，有效值为，周期为 C．图丙中电流的最大值为，有效值为，周期为 D．图丁中电流的最大值为，有效值为，周期为 【答案】C 【详解】A．图甲中电流的最大值为，周期为，有效值为 故A错误； B．图乙中电流的最大值为，周期为，有效值为 故B错误； C．图丙中电流的最大值为，周期为，有效值为 解得 故C正确； D．图丁中电流的最大值为，周期为，有效值为 解得 故D错误。 故选C。 19．如图所示，线圈的面积是，共1000匝，线圈的总电阻，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度，当线圈以的转速匀速旋转时，问： (1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式； (2)线圈转过时电动势的瞬时值多大； (3)电路中，电压表和电流表的示数各是多少。 【答案】(1)e=500sin(10πt)V (2)250V (3)35.4A，318.6V 【详解】（1）根据题意，转速为 故频率 角速度为 rad/s 感应电动势的最大值为 V 因为从中性面开始计时，所以感应电动势按正弦规律变化，有 V （2）当 s时，代入表达式得 250V （3）电动势的有效值为 电流表示数 联立解得，电压表示数 五、交流电的电功率及热量 20．（2024·天津蓟州·三模）如图所示，在匀强磁场中匀速转动的单匝矩形线圈的周期为T，转轴垂直于磁场方向，线圈电阻为2Ω。从线圈平而与磁场方向平行时开始计时，线圈转过时的感应电流为1A，则下列说法正确的是（　　） A．线圈消耗的电功率为2W B．线圈中感应电流的最大值为2A C．任意时刻线圈中的感应电动势为 D．任意时刻穿过线圈的磁通量为 【答案】BC 【详解】AB．从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过时的感应电流为1A，由感应电流的瞬时表达式可得 解得线圈中感应电流的最大值为 线圈中感应电流的有效值为 线圈消耗的电功率为 故A错误，B正确； C．线圈中的最大感应电动势为 从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，任意时刻线圈中的感应电动势为 故C正确； D．从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，任意时刻穿过线圈的磁通量为 故D错误。 故选BC。 21．（2024·浙江·一模）两个形状不同但所围面积和电阻均相同的单匝闭合线圈，分别放在如图甲、乙所示的磁场中。甲图中是磁感应强度为B0的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T绕OO′轴匀速转动；乙图中磁场变化规律为，从图示位置开始计时。比较两个线圈，下列说法正确的是（　　） A．磁通量的变化规律相同 B．电流方向变化的频率不同 C．相同的时间内产生的焦耳热不同 D．产生的电动势有效值不同 【答案】A 【详解】A．甲中磁通量变化规律 乙中磁通量的变化规律 即磁通量的变化规律相同，选项A正确； B．感应电流变化的周期均为T，则电流方向变化的频率均为0.5T，相同，选项B错误； CD．因感应电动势的最大值相同，根据 则有效值相同，根据 可知，相同的时间内产生的焦耳热相同，选项CD错误； 故选A。 22．（23-24高一下·福建龙岩·期中）如图所示，边长的正方形线圈abcd，其匝数，总电阻，外电路的电阻，ab边的中点和cd边的中点的连线OO'恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度，若线圈从图示位置开始计时，以角速度绕OO'轴匀速转动。求： （1）时线圈中磁通量的变化率； （2）从时刻到时刻，通过电阻R的电荷量； （3）若忽略其他阻力，线圈匀速转动一周外力对线圈做的功。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）线圈的周期为 在时刻，线圈从图示位置转过，磁场穿过线圈的磁通量最小，线圈中磁通量的变化率最大，感应电动势最大，根据 可得线圈中磁通量的变化率为 （2）从时刻到时刻，线圈从图示位置转过，线圈的磁通量变化大小为 通过电阻R的电荷量为 （3）电动势最大值为 电动势有效值为 电流有效值为 则忽略其他阻力，线圈匀速转动一周外力对线圈做的功为 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 3.1 交变电流 一、交流电及简单计算 1．（2024高二下·全国·专题练习）一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴线匀速转动时产生正弦式交变电流，其电动势的变化规律如图甲中的图线所示，用此线圈给图乙中电路供电，发现三个完全相同的灯泡亮度均相同。当调整线圈转速后，电动势的变化规律如图甲中的图线所示，下列说法正确的是（　　） A．时刻，线圈平面恰好与磁场方向平行 B．图线所表示的电动势的瞬时值表达式为 C．线圈先后两次转速之比为 D．转速调整后，三个灯泡的亮度仍然相同 2．（2024·河南安阳·一模）如图1所示，abcd为100匝的正方形闭合金属线圈，边长为L，线圈整体处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，绕着与磁场垂直且与线圈共面的轴匀速转动。图2是在匀速转动过程中穿过该线圈的磁通量随时间按正弦规律变化的图像，则下列说法正确的是（　　） A．线圈产生的最大电动势为 B．若线圈边长，则磁感应强度大小为 C．时感应电动势最小 D．时线圈中的电流改变方向 3．电动车制动能量再生技术对提升纯电动车能量回收利用率、增加纯电动车的续驶里程有着重大意义。行驶过程中电能驱动车轮，再生制动时车轮带动线圈转动给电池充电，完成能量的回收。某品牌的纯电动车工作在再生制动状态下的电路如图所示，R是能量回收电路中的等效电阻。若电动机驱动匀速行驶时，单位时间内消耗的电能（单位为J/s）与汽车功率P成线性关系，即（c、d为未知常数），汽车行驶时所受阻力为f=kv。单位行程内耗电为（单位J/m），线圈的电阻忽略不计，下列说法正确的是（　　） A．再生制动能有效缩短刹车距离 B．制动速度越大，发电机线圈转动一周经过R的电荷量更多 C．单位时间内消耗的电能与速度大小v成线性关系 D．当时，单位行程耗电量最小 4．如图所示在空间直角坐标系O-xyz中有一等腰直角三角形线框，其中一条直角边与z轴重合，另一条直角边在xOy平面内，线框总电阻为r，直角边长为l，当线框在外力作用下绕着z轴以角速度ω匀速转动时，线框上的P点先后经过x轴和y轴，整个装置处于沿y轴方向的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，则下列判断正确的是（　　） A．当线框经过x轴时，OP两点间的电势差 B．当线框经过y轴时，P、Q两点电势差为 C．线框由x轴位置转到y轴位置的过程中，通过线框截面的电量为量 D．线框在转动一圈的过程中电流方向改变一次 5．（23-24高二下·四川遂宁·阶段练习）如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中有一个长和宽分别为L1、L2的矩形线圈，其中匝数为N。现该线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′以角速度ω匀速转动。 (1)穿过线框平面磁通量的变化率何时最大？最大值为多少？ (2)当线框由图示位置转过60°的过程中，平均感应电动势为多大。 (3)线框由图示位置转到60°时瞬时感应电动势为多大。 二、中性面及性质 6．一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴匀速转动，产生的正弦式交变电压的波形图如图所示，下列说法正确的是（　　） A．交变电压的最大值是220V B．线圈转动的周期是1s C．第2s末通过线圈的磁通量绝对值最大 D．第2s末通过线圈的磁通量变化率绝对值最大 7．（24-25高二上·全国·课后作业）如图甲所示，由交流发电机、定值电阻、交流电流表A组成的闭合回路，线圈沿逆时针方向转动，图甲所示位置磁感线与线圈平面平行，从此刻开始计时，穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图乙所示，则（　　） A．时刻线圈中感应电动势最小 B．时刻线圈中感应电流的方向改变 C．线圈转到图甲所示位置时，线圈中磁通量变化率为零 D．线圈转动到图甲所示位置时，线圈中感应电流方向为 8．如图所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，正确的说法是（   ） A．图示位置为中性面，线圆中无感应电流 B．图示位置ab边的感应电流方向为b→a C．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零 D．线圈每转动一周，指针左右摆动一次 9．（24-25高二下·全国·单元测试）如图所示，矩形线圈的匝数，，，匀强磁场的磁感应强度，线圈绕垂直磁场的轴从图示位置（线圈平面与磁感线平行）开始匀速转动，角速度，则： (1)穿过线圈的磁通量的最大值为多大？ (2)线圈产生的感应电动势的最大值为多大？ (3)从图示位置开始匀速转动时，线圈中产生的感应电动势为多大？ 三、交流电U-t及I-t图像 10．（24-25高二上·河南新乡·阶段练习）交流发电机的线圈匀速转动时产生正弦式交变电流，其电动势随时间变化的图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．时，穿过线圈的磁通量的变化率最大 B．时，线圈位于中性面 C．时，穿过线圈的磁通量为零 D．发电机线圈转动的角速度为 11．（24-25高二下·全国·课后作业）如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图像分别如图乙中曲线a，b所示，则（    ） A．两次时刻穿过线圈的磁通量变化率均最大 B．曲线a表示的交变电动势的最大值为25V C．曲线b表示的交变电动势的有效值为15V D．曲线a、b对应的线圈转速之比为3∶2 12．（24-25高三上·天津南开·期末）电动汽车制动时可利用车轮转动将其动能转换成电能储存起来。制动时车轮转动带动磁极绕固定的线圈旋转，在线圈中产生交变电流。若时磁场方向恰与线圈平面垂直，磁极位置如图甲所示，磁极匀速转动，线圈中的电动势随时间变化的关系如图乙所示。将两磁极间的磁场近似视为匀强磁场，下列说法正确的是（　　） A．时线圈中磁通量为0，磁通量变化率最大 B．时线圈中电流方向由P指向Q C．过程，线圈中的平均感应电动势大小为 D．线圈中的电动势瞬时值表达式为 四、正弦交流电的有效值及峰值 13．单匝闭合矩形线框电阻为R，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量与时间t的关系图象如图所示，下列说法正确的是（　　） A．时刻线框的感应电动势为零 B．线框的感应电动势最大值为 C．线框转一周外力所做的功为 D．时间内线框的平均感应电动势为 14．（2023·江苏南京·模拟预测）如图所示，交流发电机的矩形线框共有匝，总电阻，。绕垂直于磁场方向的对称轴以的转速匀速转动，给的电阻供电。线框所在匀强磁场的磁感应强度，其处于中性面时开始计时，则（　　） A．电阻R两端的最大电压为40V B．通过R的电流方向在内改变1次 C．在内外力至少对系统做功πJ D．在内通过线框导线横截面的电荷量为 15．（23-24高二下·湖南张家界·期末）如图所示，一个边长为、匝数为的正方形线框垂直放在磁感应强度为、范围足够大的匀强磁场中，当线框以角速度在磁场中匀速转动时，下列说法正确的是（    ） A．当线框以为轴转动时，感应电动势的最大值是 B．当线框以为轴转动时，感应电动势的有效值是 C．从图示位置开始计时，当线框以为轴转动时，感应电动势的瞬时值表达式是 D．从图示位置开始，当线框以为轴转动的过程中感应电动势的平均值大小是 16．（24-25高三上·湖北武汉·开学考试）图甲为某种桥式整流器的电路图，它是利用二极管单向导通性进行整流的常用电路。已知交流电源的输出电压如图乙所示，灯泡L的额定电压为10V，假设四个二极管正向电阻为0，反向电阻无穷大，电压表V为理想电压表，下列说法正确的是（　　） A．t＝0.01s时，电压表示数为0 B．电压表的示数始终为5V C．每个周期内通过灯泡的电流方向变化两次 D．每个周期内通过灯泡的电流方向始终不变 17．（2024·浙江温州·一模）如图为手动发电式手电筒的原理图，固定在圆盘边缘处的小圆柱随圆盘绕轴心O，按顺时针方向匀速转动，小圆柱通过竖槽带动T形绝缘支架运动，从而驱动导体棒在光滑的水平导轨上运动。已知导体棒运动的速度随时间变化的关系为，导轨间距，导轨间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度，定值电阻。导体棒与轨道接触良好，且不计导体棒和轨道的电阻，电压表为理想交流电表，D为理想二极管，则（　　） A．圆盘转动的转速为 B．电压表的示数为 C．小圆柱圆周运动的半径为 D．电阻和的总功率为 18．下图为正弦电流和方波电流随时间的变化关系图像，关于甲、乙、丙、丁四幅图下列说法正确的是（　　） A．图甲中电流的最大值为，有效值为，周期为 B．图乙中电流的最大值为，有效值为，周期为 C．图丙中电流的最大值为，有效值为，周期为 D．图丁中电流的最大值为，有效值为，周期为 19．如图所示，线圈的面积是，共1000匝，线圈的总电阻，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度，当线圈以的转速匀速旋转时，问： (1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式； (2)线圈转过时电动势的瞬时值多大； (3)电路中，电压表和电流表的示数各是多少。 五、交流电的电功率及热量 20．（2024·天津蓟州·三模）如图所示，在匀强磁场中匀速转动的单匝矩形线圈的周期为T，转轴垂直于磁场方向，线圈电阻为2Ω。从线圈平而与磁场方向平行时开始计时，线圈转过时的感应电流为1A，则下列说法正确的是（　　） A．线圈消耗的电功率为2W B．线圈中感应电流的最大值为2A C．任意时刻线圈中的感应电动势为 D．任意时刻穿过线圈的磁通量为 21．（2024·浙江·一模）两个形状不同但所围面积和电阻均相同的单匝闭合线圈，分别放在如图甲、乙所示的磁场中。甲图中是磁感应强度为B0的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T绕OO′轴匀速转动；乙图中磁场变化规律为，从图示位置开始计时。比较两个线圈，下列说法正确的是（　　） A．磁通量的变化规律相同 B．电流方向变化的频率不同 C．相同的时间内产生的焦耳热不同 D．产生的电动势有效值不同 22．（23-24高一下·福建龙岩·期中）如图所示，边长的正方形线圈abcd，其匝数，总电阻，外电路的电阻，ab边的中点和cd边的中点的连线OO'恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度，若线圈从图示位置开始计时，以角速度绕OO'轴匀速转动。求： （1）时线圈中磁通量的变化率； （2）从时刻到时刻，通过电阻R的电荷量； （3）若忽略其他阻力，线圈匀速转动一周外力对线圈做的功。 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $$