第1节 交变电流的特点（分层作业）物理鲁科版选择性必修第二册

1．交变电流的特点 目录 【攻核心·技能提升】 1 一、交变电流的特点 1 二、有效值 5 三、交变电流的四值 9 【拓思维·重难突破】 13 【链高考·精准破局】 16 一、交变电流的特点 1.无线充电技术已经在新能源汽车领域得到应用。如图甲，与蓄电池相连的受电线圈置于地面供电线圈正上方，供电线圈输入如图乙的正弦式交变电流，下列说法正确的是（　　） A．供电线圈中电流的有效值为 B．受电线圈中的电流方向每秒钟改变50次 C．时受电线圈的感应电流最小 D．时两线圈之间的相互作用力最大 【答案】C 【详解】A．根据如图乙可知供电线圈中电流的最大值为 得有效值为 故A错误； B．根据如图乙可知周期为 得频率为 由于交流电流一个周期电流方向改变2次，而受电线圈中的周期和频率与供电线圈周期和频率是相同的，得受电线圈中的电流方向每秒钟改变方向次数为次 故B错误； CD．由如图乙可知时，可知供电线圈电流达到最大值，其变化率最小为零，由楞次定律可知受电线圈中的电流最小为零，两线圈这时的相互作用力最小为零，故C正确，D错误。 故选C。 2.某小型交流发电机产生的交流电压随时间变化的图像如图所示，关于该交流电，下列说法正确的是（　　） A．周期为0.01s B．频率为 C．有效值为 D．内电流方向改变50次 【答案】B 【详解】AB．从图像可知，该交流电周期为0.02s，则频率为，故A错误，B正确； C．该交流电的有效值为，故C错误； D．一个周期内电流方向改变2次，故1s内电流方向改变100次，故D错误。 故选B。 3.如图甲所示，在匀强磁场中有一单匝矩形闭合导线框，边与磁场方向垂直，线框电阻不计。现使线框以恒定角速度绕轴旋转，转动到某一位置开始计时，产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示。小灯泡通过电刷与线框相连，交流电压表可视为理想电压表，下列说法正确的是（　　） A．图甲所示时刻通过小灯泡的电流最小 B．图甲所示时刻通过线框的电流方向为 C．线框1s内转50圈 D．电压表的示数为 【答案】C 【详解】A．图甲所示位置通过线框的磁通量为零，磁通量的变化率最大，产生的感应电动势最大，则通过小灯泡的电流最大，故A错误； B．由右手定则可知图甲所示时刻通过线框的电流方向为，故B错误； C．由图乙知产生的交变电流的周期，则频率 即线框1s内转50圈，故C正确； D．由乙图可知交流电电压的最大值为 则交流电电压的有效值为 电压表的示数为有效值，即为20V，故D错误。 故选C。 4.汽车上的发电机多采用旋转式发电机。如图甲，转子在外力带动下旋转产生磁场，定子线圈产生感应电动势。现简化为如图乙模型，一连有电阻的线圈轴线与条形磁铁中心线在同一平面，条形磁铁（转子）绕其中心在该平面内匀速转动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．条形磁铁在图示位置，线圈中磁通量最大 B．条形磁铁在图示位置，电阻中电流为零 C．条形磁铁从图示位置转动过程中，电阻中电流方向由指向 D．增大条形磁铁的转速，可以增大中的电流 【答案】D 【详解】A．条形磁铁在图示位置，线圈中磁通量最小，为零，故A错误； B．条形磁铁在图示位置，磁通量的变化率最大，感应电流最大，电阻中电流不为零，故B错误； C．条形磁铁从图示位置转动过程中，线圈中向上的磁通量增大，根据楞次定律可得电阻中电流方向由指向，故C错误； D．增大条形磁铁的转速，线圈中磁通量变化率增大，感应电动势增大，中电流增大，故D正确。 故选D。 5.如图甲为按压式发电手电筒。以一定的频率不断按压手柄时，其内置发电机会产生如图乙所示的交变电流，已知与其串联的白炽灯泡额定电压为9V、阻值为。若该灯泡恰好正常发光，则该发电机（　　） A．输出电流的最大值为0.5A B．输出电流的有效值为0.5A C．输出的交流电频率为50Hz D．一个周期内输出电流的平均值为0.5A 【答案】B 【详解】AB．白炽灯泡额定电压为9V、阻值为，灯泡恰好正常发光，则输出电流的有效值为 A=0.5A 图中电流为正弦式交变电流，则输出电流的最大值为 A 故A错误，B正确； C．根据图乙可知，周期为0.2s，则频率为 Hz 故C错误； D、在一个周期内穿过线圈的总磁通量的变化为零，所以由法拉第电磁感应定律可知，一个周期内的平均电动势为零，则平均电流也等于零，故D错误。 故选B。 6.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。 二、有效值 7.某电热器接在交流电源上，其内部电路示意图如图甲所示，当电热丝被加热到一定温度后，装置使电热丝两端的电压变为如图乙所示的波形，此时理想交流电压表的示数为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】理想交流电压表的示数为电热丝两端电压的有效值，设为，根据有效值定义有 解得 故选C。 8.如图1所示，将一根均匀硬质导线拧成两个半径之比为的圆形线圈，并将导线的两端相连。现将线圈垂直放入一匀强磁场中，磁场的磁感应强度B的变化规律如图2所示，以图1中垂直纸面向里为磁场的正方向。已知小线圈的面积为，小线圈的电阻为，则（　　） A．0~1s，大线圈和小线圈内的感应电流方向都为顺时针 B．3s~5s，线圈中的电流为0.06A C．0~5s，回路内电流的有效值为 D．0~1s，大线圈受到的安培力方向沿半径向外，小线圈受到的安培力方向沿半径向里 【答案】C 【详解】A．根据楞次定律，0~1s内，大线圈和小线圈内的感应电流方向都为逆时针，选项A错误； B．根据线圈的连接方式，两线圈中的电动势串联，小线圈，电阻，大线圈，电阻，回路内的电流，选项B错误； C．设0~5s内回路内电流的有效值为，则有，解得，选项C正确； D．0~1s内，大线圈和小线圈内的感应电流方向都为逆时针，故大、小线圈受到的安培力方向都沿半径向外，选项D错误。 故选C。 9.在如图甲所示电路中接入如图乙所示正弦交流电，两个电阻，假设两个二极管正向电阻为0、反向电阻无穷大。闭合开关S，则（　　） A．图乙中正弦交流电电压的有效值为 B．图乙中正弦交流电的周期为 C．电阻消耗的电功率为 D．电阻消耗的电功率为 【答案】C 【详解】AB．由图乙可知，电路中接入 的正弦交流电源，交变电流电压的有效值为 周期 选项AB错误； CD．两个电阻上都是只有半个周期有电流通过，则电阻以及消耗的电功率相等，均为 C正确，D错误。 故选C。 10.对同一个纯电阻发热原理的取暖器，先后通以图甲和图乙所示的交变电流，则先后两次取暖器的发热功率之比为（　　） A．2∶ B．∶2 C．4∶5 D．5∶4 【答案】D 【详解】根据有效值的定义，对甲图有 解得 乙图为余弦交流电，电流有效值为 根据功率公式 可得先后两次取暖器的发热功率之比为 故选D。 11.如图为一交变电流的图像，图中曲线是正弦曲线的一部分，该交变电流电动势的有效值为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】根据交流电的有效值的定义可知 解得 即交变电流电动势的有效值为。 故选D。 12.如图所示，直线左侧存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，半径为、圆心角为的匝扇形闭合线圈垂直于磁场放置，边与重合，线圈的总电阻为。现使线圈以为轴、角速度匀速转动10圈，则该过程中线圈产生的焦耳热为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】扇形线圈的单匝面积为 线圈转动的最大感应电动势为 线圈转动过程中电动势的有效值满足 根据焦耳定律有 故选D。 三、交变电流的四值 13.如图甲所示，小明用两个相同的发光二极管A和B并联制成一个霓虹灯装饰，接在交流电源上。已知交流电源输出的电流随时间的变化关系如图乙所示，发光二极管具有单向导电性，当二极管接正向电压时，二极管导通，接反向电压时不导通，则1000s内通过发光二极管A的电荷量约为（　　） A．3.2C B．3.6C C．4.2C D．5.0C 【答案】A 【详解】二极管具有单向导电性，在一个周期T内只有半个周期有电流通过二极管A，在一个周期内通过二极管A的电荷量为 根据题意 可得 则1000s内通过发光二极管A的电荷量为 故选A。 14.如图所示，N匝矩形线圈abed置于磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，线圈的面积为S，bc边与磁场右边界重合，线圈以bc边为轴逆时针（俯视）匀速转动的周期为T。时刻，线圈从图示位置开始转动，下列说法正确的是（　　） A．0时刻感应电动势为零 B．一个周期内线圈中电流方向不发生变化 C．时刻，穿过线圈的磁通量 D．此线圈产生交变电流电动势的有效值 【答案】AD 【详解】A．在图示位置穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小为零，故0时刻感应电动势为零，故A正确； B．一个周期内线圈中电流方向变化一次，故B错误； C．对应线圈转过的角度为 则此时穿过线圈的磁通量为 故C错误； D．此线圈产生交变电流电动势的最值为 解得 由题分析，可知线圈转一圈，只有半个周期有交变电流，设此线圈产生的交变电流电动势的有效值为，则有 解得此线圈产生交变电流电动势的有效值 故D正确。 故选AD。 15.如图所示，半径为L的圆环放置在光滑水平地面上，圆环上固定、、、四根长均为L，阻值均为r且夹角互为90°的金属棒，以圆环圆心O为原点建立直角坐标系，在第二象限圆环内部存在方向垂直水平面向下的磁场，沿半径各点磁感应强度（θ为与x轴负方向夹角），圆心O与环面分别通过电刷E、F与阻值为r的电阻R相连，其它电阻均不计。在外力作用下，圆环以角速度绕O点沿顺时针方向匀速转动。以进入磁场开始计时，则下列说法正确的是（　　） A．通过电阻R的电流方向始终为 B．当棒转动至时，感应电动势 C．圆环转动一周的过程中，感应电动势有效值为 D．圆环转动一周的过程中，外力做的功 【答案】AD 【详解】A．右手定则可知，通过电阻R的电流方向始终为 N → M，故A正确； B．导体棒产生的电动势，可知当棒转动至时，电动势，故B错误； C．根据，可知圆环转动一周的过程中，感应电动势有效值为 故C错误； D．分析可知，整个电路总电阻为，圆环转动一周的过程中，根据能量守恒可知，外力做的功，联立解得功，故D正确。 故选 AD。 16.如图，矩形线圈面积为S，匝数为n，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO/轴以角速度匀速转动，外电路电阻为R。在线圈由图示位置转过90°的过程中，下列说法正确的是（　　） A．磁通量的变化量 B．平均感应电动势 C．通过电阻R的电量 D．电阻R产生的焦耳热 【答案】D 【详解】A．图示位置磁通量为 转过90°磁通量为，，故A错误； B．根据法拉第电磁感应定律得，平均感应电动势， 解得，故B错误； C．通过电阻R的电量 得到，故C错误； D．该时间内线圈内产生的电动势最大值为 电流的有效值为， 电阻R所产生的焦耳热， 解得，故D正确。 故选D。 17.如图，一台线圈匝数为20匝、内阻为的小型发电机外接理想交流电压表和电阻为11.5的灯泡。图示位置线圈平面与匀强磁场的磁感线平行，从该位置开始计时，灯泡两端的电压随时间的变化关系为。下列说法正确的是（　　） A．图示位置时边中的电流方向由 B．线圈位于图示位置时，电压表的示数为 C．穿过线圈的磁通量变化率的最大值为 D．内，通过线圈某一横截面的电荷量为 【答案】D 【详解】A．根据右手定则判断可知，图示位置时边中的电流方向由，故A错误； B．交流电压表测量的是电压的有效值，不是瞬时值，灯泡两端电压的有效值为 故B错误； C．灯泡两端电压的最大值 感应电动势的最大值 由感应电动势表达式 可得，穿过线圈的磁通量变化率的最大值 故C错误； D．根据法拉第电磁感应定律有 根据闭合电路欧姆定律有 电荷量 可得 在内，通过线圈某一横截面的电荷量 联立解得 故D正确。故选D。 18.四个相同的小灯泡接在如图所示交流电路中均能发光，其中与亮度相同，已知每个小灯泡的电阻均为并保持不变，二极管正向电阻为0，反向电阻看作无穷大。下列说法中正确的是（　　） A．电阻R的阻值为 B．增大交流电频率，小灯泡变亮 C．增大交流电频率，小灯泡两端电压变大 D．增大交流电频率，通过小灯泡电流变大 【答案】D 【详解】A．灯泡、的亮度相同，则通过、的电流相同，通过电流的有效值 通过的电流，由可得，，故A错误； BCD．增大交流电频率时，不影响通过二极管的电流，电容器对交流电的阻碍作用减小，电感对交流电的阻碍作用增大，所以灯亮度不变，变亮，变暗，故BC错误，D正确。 故选D。 19.在如图所示的电路图中，a、b端接入的交流电压为，电压表和电流表均为理想交流电表，定值电阻的阻值为，二极管为理想二极管。闭合开关后，下列说法正确的是（　　） A．该交流电周期为 B．电压表测得的电压大小为 C．电流表测得的电流大小为 D．定值电阻消耗的电功率为 【答案】B 【详解】A．该交流电的周期，A错误； B．a、b端交流电压的有效值为 由于电路中存在二极管，电路中的电压只有半周期存在，设电阻两端电压的有效值为U，由热量相等可知 解得 所以电压表的示数为，B正确； C．电流表测得的电流大小为，C错误； D．电阻消耗的功率为，D错误。 故选B。 20.磁电式电流表的构造如图（a）所示，在蹄形磁铁的两极间有一个可以绕轴转动的线圈，转轴上装有螺旋弹簧和指针。蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如图（b）所示。两侧存在圆心角为20°的无磁场区域。小王同学将其改装为一个手摇式发电机，正负接线柱之间接入负载。图中线框边长Lab=10cm，Lbc=15cm，共有100匝，线框顺时针匀速转动其角速度ω=πrad/s，ad边和bc边所在处的磁感应强度B=2T，线圈内阻不计，线圈从图示位置开始转动。求： (1)线圈转过的过程中通过线圈的磁通量的变化量。 (2)负载两端的电压。 【答案】(1)(2) 【详解】（1）线圈转动过程中导体棒ad和bc的速度时刻与磁感应强度垂直，所以感应电动势的大小为 转过的过程中感应电动势一直没有发生改变，根据法拉第电磁感应定律 其中 联立可得 （2）根据线圈转动过程分析，在线圈转动时一个周期内共有的时间内没有感应电动势，其他时间感应电动势为定值，则有 可得负载两端的电压为 21.（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）如图，“”形导线框置于磁感应强度大小为B、水平向右的匀强磁场中。线框相邻两边均互相垂直，各边长均为l。线框绕b、e所在直线以角速度顺时针匀速转动，be与磁场方向垂直。时，abef与水平面平行，则（　　） A．时，电流方向为abcdefa B．时，感应电动势为 C．时，感应电动势为0 D．到过程中，感应电动势平均值为0 【答案】AB 【详解】AB．线框旋转切割磁场产生电动势的两条边为和，时刻边速度与磁场方向平行，不产生电动势，因此此时边切割产生电动势，由右手定则可知电流方向为，电动势为，AB正确； C．时，线框旋转180°，此时依旧是边切割磁场产生电动势，感应电动势不为零，C错误； D．到时，线框的磁通量变化量为零，线框的磁通量变化量为 由法拉第电磁感应定律可得平均电动势为，D错误。 故选AB。 22.（2025·山东·高考真题）如图为一种交流发电装置的示意图，长度为、间距为L的两平行金属电极固定在同一水平面内，两电极之间的区域I和区域Ⅱ有竖直方向的磁场，磁感应强度大小均为B、方向相反，区域I边界是边长为L的正方形，区域Ⅱ边界是长为L、宽为的矩形。传送带从两电极之间以速度v匀速通过，传送带上每隔固定一根垂直运动方向、长度为L的导体棒，导体棒通过磁场区域过程中与电极接触良好。该装置产生电动势的有效值为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】由题意可知导体棒通过磁场区域过程需要的时间，即周期为 导体棒通过区域I时，产生的电动势大小为，经过的时间为 导体棒通过区域Ⅱ时，产生的电动势大小为，经过的时间为 根据有效值的定义有 带入数据可得 故选D。 23.（2025·浙江·高考真题）如图1所示，在平面内存在一以O为圆心、半径为r的圆形区域，其中存在一方向垂直平面的匀强磁场，磁感应强度B随时间变化如图2所示，周期为。变化的磁场在空间产生感生电场，电场线为一系列以O为圆心的同心圆，在同一电场线上，电场强度大小相同。在同一平面内，有以O为圆心的半径为的导电圆环I，与磁场边界相切的半径为的导电圆环Ⅱ，电阻均为R，圆心O对圆环Ⅱ上P、Q两点的张角；另有一可视为无限长的直导线CD。导电圆环间绝缘，且不计相互影响，则（　　） A．圆环I中电流的有效值为 B．时刻直导线CD电动势为 C．时刻圆环Ⅱ中电流为 D．时刻圆环Ⅱ上PQ间电动势为 【答案】BD 【详解】A．由题图可知，在内和内圆环I中的电流大小均为 在内圆环I中的电流大小为 设圆环I中电流的有效值为，根据有效值定义可得 联立解得 故A错误； B．设右侧又一无限长的直导线对称的无限长的直导线与构成回路，则时刻，、回路产生的总电动势为 根据对称性可知时刻直导线CD电动势为，故B正确； C．由于圆环Ⅱ处于磁场外部，通过圆环Ⅱ的磁通量一直为0，所以圆环Ⅱ不会产生感应电流，则时刻圆环Ⅱ中电流为0，故C错误； D．以O点为圆心，过程P、Q两点圆轨道，在时刻产生的电动势为 则P、Q两点间圆弧的电动势为 由于P、Q两点间圆弧与圆环Ⅱ上PQ构成回路不会产生感应电流，则圆环Ⅱ上PQ间电动势为，故D正确。 故选BD。 24.（2024·新疆河南·高考真题）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。车轮转动时带动磁极绕固定的线圈旋转，在线圈中产生电流。磁极匀速转动的某瞬间，磁场方向恰与线圈平面垂直，如图所示。将两磁极间的磁场视为匀强磁场，则磁极再转过90°时，线圈中（　　） A．电流最小 B．电流最大 C．电流方向由P指向Q D．电流方向由Q指向P 【答案】BD 【详解】如图开始线圈处于中性面位置，当磁极再转过90°时，此时穿过线圈的磁通量为0，故可知电流最大；在磁极转动的过程中，穿过线圈的磁通量在减小，根据楞次定律可知，此时感应电流方向由Q指向P。 故选BD。 25.（2024·河北·高考真题）为两个完全相同的定值电阻，两端的电压随时间周期性变化的规律如图1所示（三角形脉冲交流电压的峰值是有效值的倍），两端的电压随时间按正弦规律变化如图2所示，则两电阻在一个周期T内产生的热量之比为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据有效值的定义可知图1的有效值的计算为 解得 图二的有效值为 接在阻值大小相等的电阻上，因此 故选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 1．交变电流的特点 目录 【攻核心·技能提升】 1 一、交变电流的特点 1 二、有效值 3 三、交变电流的四值 5 【拓思维·重难突破】 7 【链高考·精准破局】 8 一、交变电流的特点 1.无线充电技术已经在新能源汽车领域得到应用。如图甲，与蓄电池相连的受电线圈置于地面供电线圈正上方，供电线圈输入如图乙的正弦式交变电流，下列说法正确的是（　　） A．供电线圈中电流的有效值为 B．受电线圈中的电流方向每秒钟改变50次 C．时受电线圈的感应电流最小 D．时两线圈之间的相互作用力最大 2.某小型交流发电机产生的交流电压随时间变化的图像如图所示，关于该交流电，下列说法正确的是（　　） A．周期为0.01s B．频率为 C．有效值为 D．内电流方向改变50次 3.如图甲所示，在匀强磁场中有一单匝矩形闭合导线框，边与磁场方向垂直，线框电阻不计。现使线框以恒定角速度绕轴旋转，转动到某一位置开始计时，产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示。小灯泡通过电刷与线框相连，交流电压表可视为理想电压表，下列说法正确的是（　　） A．图甲所示时刻通过小灯泡的电流最小 B．图甲所示时刻通过线框的电流方向为 C．线框1s内转50圈 D．电压表的示数为 4.汽车上的发电机多采用旋转式发电机。如图甲，转子在外力带动下旋转产生磁场，定子线圈产生感应电动势。现简化为如图乙模型，一连有电阻的线圈轴线与条形磁铁中心线在同一平面，条形磁铁（转子）绕其中心在该平面内匀速转动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．条形磁铁在图示位置，线圈中磁通量最大 B．条形磁铁在图示位置，电阻中电流为零 C．条形磁铁从图示位置转动过程中，电阻中电流方向由指向 D．增大条形磁铁的转速，可以增大中的电流 5.如图甲为按压式发电手电筒。以一定的频率不断按压手柄时，其内置发电机会产生如图乙所示的交变电流，已知与其串联的白炽灯泡额定电压为9V、阻值为。若该灯泡恰好正常发光，则该发电机（　　） A．输出电流的最大值为0.5A B．输出电流的有效值为0.5A C．输出的交流电频率为50Hz D．一个周期内输出电流的平均值为0.5A 6.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 二、有效值 7.某电热器接在交流电源上，其内部电路示意图如图甲所示，当电热丝被加热到一定温度后，装置使电热丝两端的电压变为如图乙所示的波形，此时理想交流电压表的示数为（　　） A． B． C． D． 8.如图1所示，将一根均匀硬质导线拧成两个半径之比为的圆形线圈，并将导线的两端相连。现将线圈垂直放入一匀强磁场中，磁场的磁感应强度B的变化规律如图2所示，以图1中垂直纸面向里为磁场的正方向。已知小线圈的面积为，小线圈的电阻为，则（　　） A．0~1s，大线圈和小线圈内的感应电流方向都为顺时针 B．3s~5s，线圈中的电流为0.06A C．0~5s，回路内电流的有效值为 D．0~1s，大线圈受到的安培力方向沿半径向外，小线圈受到的安培力方向沿半径向里 9.在如图甲所示电路中接入如图乙所示正弦交流电，两个电阻，假设两个二极管正向电阻为0、反向电阻无穷大。闭合开关S，则（　　） A．图乙中正弦交流电电压的有效值为 B．图乙中正弦交流电的周期为 C．电阻消耗的电功率为 D．电阻消耗的电功率为 10.对同一个纯电阻发热原理的取暖器，先后通以图甲和图乙所示的交变电流，则先后两次取暖器的发热功率之比为（　　） A．2∶ B．∶2 C．4∶5 D．5∶4 11.如图为一交变电流的图像，图中曲线是正弦曲线的一部分，该交变电流电动势的有效值为（　　） A． B． C． D． 12.如图所示，直线左侧存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，半径为、圆心角为的匝扇形闭合线圈垂直于磁场放置，边与重合，线圈的总电阻为。现使线圈以为轴、角速度匀速转动10圈，则该过程中线圈产生的焦耳热为（　　） A． B． C． D． 三、交变电流的四值 13.如图甲所示，小明用两个相同的发光二极管A和B并联制成一个霓虹灯装饰，接在交流电源上。已知交流电源输出的电流随时间的变化关系如图乙所示，发光二极管具有单向导电性，当二极管接正向电压时，二极管导通，接反向电压时不导通，则1000s内通过发光二极管A的电荷量约为（　　） A．3.2C B．3.6C C．4.2C D．5.0C 14.如图所示，N匝矩形线圈abed置于磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，线圈的面积为S，bc边与磁场右边界重合，线圈以bc边为轴逆时针（俯视）匀速转动的周期为T。时刻，线圈从图示位置开始转动，下列说法正确的是（　　） A．0时刻感应电动势为零 B．一个周期内线圈中电流方向不发生变化 C．时刻，穿过线圈的磁通量 D．此线圈产生交变电流电动势的有效值 15.如图所示，半径为L的圆环放置在光滑水平地面上，圆环上固定、、、四根长均为L，阻值均为r且夹角互为90°的金属棒，以圆环圆心O为原点建立直角坐标系，在第二象限圆环内部存在方向垂直水平面向下的磁场，沿半径各点磁感应强度（θ为与x轴负方向夹角），圆心O与环面分别通过电刷E、F与阻值为r的电阻R相连，其它电阻均不计。在外力作用下，圆环以角速度绕O点沿顺时针方向匀速转动。以进入磁场开始计时，则下列说法正确的是（　　） A．通过电阻R的电流方向始终为 B．当棒转动至时，感应电动势 C．圆环转动一周的过程中，感应电动势有效值为 D．圆环转动一周的过程中，外力做的功 16.如图，矩形线圈面积为S，匝数为n，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO/轴以角速度匀速转动，外电路电阻为R。在线圈由图示位置转过90°的过程中，下列说法正确的是（　　） A．磁通量的变化量 B．平均感应电动势 C．通过电阻R的电量 D．电阻R产生的焦耳热 17.如图，一台线圈匝数为20匝、内阻为的小型发电机外接理想交流电压表和电阻为11.5的灯泡。图示位置线圈平面与匀强磁场的磁感线平行，从该位置开始计时，灯泡两端的电压随时间的变化关系为。下列说法正确的是（　　） A．图示位置时边中的电流方向由 B．线圈位于图示位置时，电压表的示数为 C．穿过线圈的磁通量变化率的最大值为 D．内，通过线圈某一横截面的电荷量为 18.四个相同的小灯泡接在如图所示交流电路中均能发光，其中与亮度相同，已知每个小灯泡的电阻均为并保持不变，二极管正向电阻为0，反向电阻看作无穷大。下列说法中正确的是（　　） A．电阻R的阻值为 B．增大交流电频率，小灯泡变亮 C．增大交流电频率，小灯泡两端电压变大 D．增大交流电频率，通过小灯泡电流变大 19.在如图所示的电路图中，a、b端接入的交流电压为，电压表和电流表均为理想交流电表，定值电阻的阻值为，二极管为理想二极管。闭合开关后，下列说法正确的是（　　） A．该交流电周期为 B．电压表测得的电压大小为 C．电流表测得的电流大小为 D．定值电阻消耗的电功率为 20.磁电式电流表的构造如图（a）所示，在蹄形磁铁的两极间有一个可以绕轴转动的线圈，转轴上装有螺旋弹簧和指针。蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如图（b）所示。两侧存在圆心角为20°的无磁场区域。小王同学将其改装为一个手摇式发电机，正负接线柱之间接入负载。图中线框边长Lab=10cm，Lbc=15cm，共有100匝，线框顺时针匀速转动其角速度ω=πrad/s，ad边和bc边所在处的磁感应强度B=2T，线圈内阻不计，线圈从图示位置开始转动。求： (1)线圈转过的过程中通过线圈的磁通量的变化量。 (2)负载两端的电压。 21.（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）如图，“”形导线框置于磁感应强度大小为B、水平向右的匀强磁场中。线框相邻两边均互相垂直，各边长均为l。线框绕b、e所在直线以角速度顺时针匀速转动，be与磁场方向垂直。时，abef与水平面平行，则（　　） A．时，电流方向为abcdefa B．时，感应电动势为 C．时，感应电动势为0 D．到过程中，感应电动势平均值为0 22.（2025·山东·高考真题）如图为一种交流发电装置的示意图，长度为、间距为L的两平行金属电极固定在同一水平面内，两电极之间的区域I和区域Ⅱ有竖直方向的磁场，磁感应强度大小均为B、方向相反，区域I边界是边长为L的正方形，区域Ⅱ边界是长为L、宽为的矩形。传送带从两电极之间以速度v匀速通过，传送带上每隔固定一根垂直运动方向、长度为L的导体棒，导体棒通过磁场区域过程中与电极接触良好。该装置产生电动势的有效值为（　　） A． B． C． D． 23.（2025·浙江·高考真题）如图1所示，在平面内存在一以O为圆心、半径为r的圆形区域，其中存在一方向垂直平面的匀强磁场，磁感应强度B随时间变化如图2所示，周期为。变化的磁场在空间产生感生电场，电场线为一系列以O为圆心的同心圆，在同一电场线上，电场强度大小相同。在同一平面内，有以O为圆心的半径为的导电圆环I，与磁场边界相切的半径为的导电圆环Ⅱ，电阻均为R，圆心O对圆环Ⅱ上P、Q两点的张角；另有一可视为无限长的直导线CD。导电圆环间绝缘，且不计相互影响，则（　　） A．圆环I中电流的有效值为 B．时刻直导线CD电动势为 C．时刻圆环Ⅱ中电流为 D．时刻圆环Ⅱ上PQ间电动势为 24.（2024·新疆河南·高考真题）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。车轮转动时带动磁极绕固定的线圈旋转，在线圈中产生电流。磁极匀速转动的某瞬间，磁场方向恰与线圈平面垂直，如图所示。将两磁极间的磁场视为匀强磁场，则磁极再转过90°时，线圈中（　　） A．电流最小 B．电流最大 C．电流方向由P指向Q D．电流方向由Q指向P 25.（2024·河北·高考真题）为两个完全相同的定值电阻，两端的电压随时间周期性变化的规律如图1所示（三角形脉冲交流电压的峰值是有效值的倍），两端的电压随时间按正弦规律变化如图2所示，则两电阻在一个周期T内产生的热量之比为（　　） A． B． C． D． 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $