周周练07 第三章 交变电流第1～2节物理人教版选择性必修第二册

2025-2026学年高二物理选择性必修第二册周周练 第三章 周练07 交变电流 交变电流的描述(第1-2节) （时间：45分钟 分数：60分） 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1.(2026·福建省·同步练习)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，在线圈中产生交变电流。如图甲所示，时磁场方向恰与线圈平面垂直，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，则(    ) A. 时线圈中磁通量为 B. 时线圈中电流方向由指向 C. 时线圈中磁通量变化率最大 D. 线圈中的电动势瞬时值表达式为 2.(2026·福建省·同步练习)一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动。穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图所示，则以下说法中正确的是(    ) A. 时刻，线圈平面与中性面垂直 B. 时刻，的变化率最大 C. 时刻，交变电流的电动势达到最大 D. 该线圈产生的交变电流的电动势随时间变化的图像如图乙 3.(2026·福建省·同步练习)交流发电机发电示意图如图所示，线圈转动过程中，下列说法正确的是(    ) A. 转到图甲位置时，通过线圈的磁通量变化率最大 B. 转到图乙位置时，线圈中产生的感应电动势为零 C. 转到图丙位置时，线圈中产生的感应电流最大 D. 转到图丁位置时，边中感应电流方向为 4.(2026·福建省·同步练习)两个完全相同的电热器分别通以图甲、乙所示的交变电流。两电热器的电功率之比为(    ) A. ： B. ： C. ： D. ： 5.(2026·河北省·月考试卷)将阻值为的电阻接在正弦式交流电源上，电阻两端电压随时间的变化规律如图所示。下列说法正确的是(    ) A. 该交流电的频率为 B. 通过电阻的电流峰值为 C. 电阻消耗的功率为 D. 通过电阻的电流表达式为 6.(2026·北京市·期末考试)通过某用电器的电流和时间的关系图像如图所示前半个周期为正弦波形的，则该交变电流的有效值为(    ) A. B. C. D. 7.(2026·北京市·期末考试)如图所示，空间中分布着磁感应强度大小为的匀强有界磁场，是其左边界，一面积为的匝圆形金属线框垂直于磁场放置，圆形线圈的圆心在上，线圈电阻为，若线框以角速度绕匀速转动，并从图示位置开始计时，则(    )   A. 时，线框中的感应电流最大 B. 到时间内，通过线框的电量为 C. 线框中产生的交变电动势的最大值为 D. 线框中产生的交变电动势的有效值为 8.(2026·安徽省宿州市·其他类型)如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴匀速转动。沿着从上向下观察，线圈沿逆时针方向转动。已知线圈匝数为，总电阻为，边长为，边长为，线圈转动的角速度为，外电阻阻值为，匀强磁场的磁感应强度为，则下列判断正确的是(    ) A. 在图示位置，边所受的安培力为 B. 线圈从图示位置转过的过程中，通过电阻的电荷量为 C. 在图示位置穿过线圈的磁通量为 D. 在图示位置穿过线圈的磁通量的变化率为 9.(2026·湖北省黄冈市·月考试卷)单匝闭合矩形线框电阻为，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的关系图象如图所示。下列说法正确的是(    ) A. 时刻线框平面与中性面垂直 B. 线框的感应电动势有效值为 C. 线框转一周外力所做的功为 D. 从到过程中线框的平均感应电动势为 10.(2026·山东省淄博市·其他类型)如图甲所示，两足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面内，处于磁感应强度为，方向竖直向上的匀强磁场中，导轨间距为，左端连接一定值电阻和理想交流电流表，一质量为、电阻为的金属棒垂直导轨放置，与导轨始终接触良好。现对金属棒施加一个平行于导轨的拉力，使得金属棒运动的速度随时间按如图乙所示的正弦规律变化。其中、已知，不计导轨的电阻。下列说法正确的是(    ) A. 电流表的示数 B. 在的过程中，拉力所做的功 C. 的过程中流过线圈的电量为 D. 的过程中流过线圈的电量为 二、计算题：本题共2小题，共20分。解析应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 11.（10分）(2025·江苏省·专项测试)如图所示，匝的矩形线圈，边长，边长，放在磁感应强度的匀强磁场中，使线圈绕垂直于磁感线的轴以转速匀速转动，线圈电阻，外电路电阻，时线圈平面与磁感线平行，边正转出纸外、边转入纸里，求： 时感应电流的方向；回答：顺时针或者逆时针 感应电动势的瞬时值表达式； 从图示位置转过的过程中流过电阻的电荷量。 12.（10分）(2025·江苏省无锡市·月考试卷)一种振动发电装置的示意图如图甲所示，半径、匝数的线圈套在永久磁铁槽中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布其右视图如图乙所示，线圈所在位置的磁感应强度大小均为，线圈的电阻，它的引出线接有的灯泡。外力推动线圈框架的端，使线圈的速度随时间变化的规律如图丙所示，已知取向右为正。求： 线圈运动过程中产生的最大感应电动势的大小； 线圈运动一个周期内，线圈中产生的热量。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年高二物理选择性必修第二册周周练 第三章 周练07 交变电流 交变电流的描述(第1-2节) （时间：45分钟 分数：60分） 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1.(2026·福建省·同步练习)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，在线圈中产生交变电流。如图甲所示，时磁场方向恰与线圈平面垂直，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，则(    ) A. 时线圈中磁通量为 B. 时线圈中电流方向由指向 C. 时线圈中磁通量变化率最大 D. 线圈中的电动势瞬时值表达式为 【答案】C  【解析】A.时线圈中感应电动势为零，磁通量最大，选项A错误； B.根据右手定则可知，时线圈中电流方向由指向，选项B错误； C.时线圈中感应电动势最大，则磁通量变化率最大，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。 2.(2026·福建省·同步练习)一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动。穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图所示，则以下说法中正确的是(    ) A. 时刻，线圈平面与中性面垂直 B. 时刻，的变化率最大 C. 时刻，交变电流的电动势达到最大 D. 该线圈产生的交变电流的电动势随时间变化的图像如图乙 【答案】B  【解析】A.时刻，磁通量最大，则线圈平面与中性面平行，A错误； B.时刻，图像斜率最大，则的变化率最大，B正确； C.时刻，磁通量最大，感应电动势为，C错误； D.磁通量最大时，感应电动势为；磁通量为时，磁通量变化率最大，感应电动势最大，图乙不符，D错误。 故选B。 3.(2026·福建省·同步练习)交流发电机发电示意图如图所示，线圈转动过程中，下列说法正确的是(    ) A. 转到图甲位置时，通过线圈的磁通量变化率最大 B. 转到图乙位置时，线圈中产生的感应电动势为零 C. 转到图丙位置时，线圈中产生的感应电流最大 D. 转到图丁位置时，边中感应电流方向为 【答案】D  【解析】转到图甲位置时，线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，但磁通量变化率最小，为零，选项A错误； 转到图乙位置时，线圈平面与磁感线平行，线圈产生的感应电动势最大，选项B错误； 转到图丙位置时，线圈位于中性面位置，此时感应电流最小，且感应电流方向改变，选项C错误； 转到图丁位置时，线圈平面与磁感线平行，切割速度与磁感线垂直，根据右手定则可知，边中感应电流方向为，选项D正确。 4.(2026·福建省·同步练习)两个完全相同的电热器分别通以图甲、乙所示的交变电流。两电热器的电功率之比为(    ) A. ： B. ： C. ： D. ： 【答案】B  【解析】解：根据有效值的定义，则有： 方波： 解得有效值 正弦交流电：电流有效值 根据功率公式得到甲：乙：：，故ACD错误，B正确； 故选：。 5.(2026·河北省·月考试卷)将阻值为的电阻接在正弦式交流电源上，电阻两端电压随时间的变化规律如图所示。下列说法正确的是(    ) A. 该交流电的频率为 B. 通过电阻的电流峰值为 C. 电阻消耗的功率为 D. 通过电阻的电流表达式为 【答案】C  【解析】A、根据图像可知，该交流电的周期为，则频率为，故A错误。 B、根据欧姆定律可知，通过电阻的电流的峰值为，故B错误 C、根据题意可知，电路中的电流有效值为，电阻两端的电压有效值为，则电阻消耗的功率为，故C正确 D、根据数学知识可知，，则电阻两端电流表达式为，故D错误。 故选C。 6.(2026·北京市·期末考试)通过某用电器的电流和时间的关系图像如图所示前半个周期为正弦波形的，则该交变电流的有效值为(    ) A. B. C. D. 【答案】C  【解析】设电流的有效值为  ，根据有效值定义有，解得。 故选C。 7.(2026·北京市·期末考试)如图所示，空间中分布着磁感应强度大小为的匀强有界磁场，是其左边界，一面积为的匝圆形金属线框垂直于磁场放置，圆形线圈的圆心在上，线圈电阻为，若线框以角速度绕匀速转动，并从图示位置开始计时，则(    )   A. 时，线框中的感应电流最大 B. 到时间内，通过线框的电量为 C. 线框中产生的交变电动势的最大值为 D. 线框中产生的交变电动势的有效值为 【答案】D  【解析】A.当时，即时，线框回到图示位置，此时的感应电流最小，磁通量最大， A错误； B.当，即时，线圈转到与图示垂直位置，此时磁通量为零，则到时间内产生的感应电动势的平均值为，则到时间内，通过线框的电量为 B错误； C.线框中产生的交变电动势的最大值为，C错误； D.线框中产生的交变电动势的有效值为，D正确。 故选D。 8.(2026·安徽省宿州市·其他类型)如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴匀速转动。沿着从上向下观察，线圈沿逆时针方向转动。已知线圈匝数为，总电阻为，边长为，边长为，线圈转动的角速度为，外电阻阻值为，匀强磁场的磁感应强度为，则下列判断正确的是(    ) A. 在图示位置，边所受的安培力为 B. 线圈从图示位置转过的过程中，通过电阻的电荷量为 C. 在图示位置穿过线圈的磁通量为 D. 在图示位置穿过线圈的磁通量的变化率为 【答案】C  【解析】A.根据法拉第电磁感应定律，线圈产生的感应电动势为，，根据闭合电路欧姆定律，在图示位置边所受的安培力为，解得  ，A错误； B.根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律得，，，，解得，B错误； C.在图示位置线圈与磁感线平行，穿过线圈的磁通量为，C正确； D.根据法拉第电磁感应定律，解得  ，在图示位置电动势最大，穿过线圈的磁通量的变化率  最大，D错误。 故选C。 9.(2026·湖北省黄冈市·月考试卷)单匝闭合矩形线框电阻为，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的关系图象如图所示。下列说法正确的是(    ) A. 时刻线框平面与中性面垂直 B. 线框的感应电动势有效值为 C. 线框转一周外力所做的功为 D. 从到过程中线框的平均感应电动势为 【答案】BC  【解析】：由图可知在时刻，线框的磁通量最大，所以线框平面处在中性面，故A错误； B.由图可得磁通量的最大值为，周期为，所以角速度为，可知线框感应电动势的最大值为，由于此线框在磁场绕轴转动时产生的电流为正弦交流电，故其电动势的有效值为，故B正确； C.由于线框匀速转动一周，根据能量守恒定律可知外力做的功等于线框产生的焦耳热，则有，故C正确； D.从到的过程中，磁通量减小了，根据可得平均电动势为，故D错误。 10.(2026·山东省淄博市·其他类型)如图甲所示，两足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面内，处于磁感应强度为，方向竖直向上的匀强磁场中，导轨间距为，左端连接一定值电阻和理想交流电流表，一质量为、电阻为的金属棒垂直导轨放置，与导轨始终接触良好。现对金属棒施加一个平行于导轨的拉力，使得金属棒运动的速度随时间按如图乙所示的正弦规律变化。其中、已知，不计导轨的电阻。下列说法正确的是(    ) A. 电流表的示数 B. 在的过程中，拉力所做的功 C. 的过程中流过线圈的电量为 D. 的过程中流过线圈的电量为 【答案】ABD  【解析】A、金属棒产生的电动势的有效值为  回路中的电流  解得电流表的示数 ，故A正确； B、在  时间内，产生的焦耳热为  根据功能关系有  解得 ，故B正确； 、由于感应电动势为  该方式下产生的交变电流与单匝线圈在匀强磁场中转动产生交变电流的方式是相似的，则在单匝线圈在匀强磁场中转动产生交变电流的模型中，的过程中流过线圈的电量为 又有 联立解得，故C错误，D正确。 故选ABD。 二、计算题：本题共2小题，共20分。解析应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 11.（10分）(2025·江苏省·专项测试)如图所示，匝的矩形线圈，边长，边长，放在磁感应强度的匀强磁场中，使线圈绕垂直于磁感线的轴以转速匀速转动，线圈电阻，外电路电阻，时线圈平面与磁感线平行，边正转出纸外、边转入纸里，求： 时感应电流的方向；回答：顺时针或者逆时针 感应电动势的瞬时值表达式； 从图示位置转过的过程中流过电阻的电荷量。 【答案】时感应电流沿顺时针方向； 感应电动势的瞬时值表达式为； 从图示位置转过的过程中流过电阻的电荷量为。 【解析】：根据右手定则可知，时感应电流沿顺时针方向； 转速 角速度 感应电动势的最大值为 感应电动势的瞬时值表达式，即 从图示位置转过的过程中，磁通量变化量为 运动时间 由，， 联立可得从图示位置转过的过程中流过电阻的电荷量。 答：时感应电流沿顺时针方向； 感应电动势的瞬时值表达式为； 从图示位置转过的过程中流过电阻的电荷量为。 12.（10分）(2025·江苏省无锡市·月考试卷)一种振动发电装置的示意图如图甲所示，半径、匝数的线圈套在永久磁铁槽中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布其右视图如图乙所示，线圈所在位置的磁感应强度大小均为，线圈的电阻，它的引出线接有的灯泡。外力推动线圈框架的端，使线圈的速度随时间变化的规律如图丙所示，已知取向右为正。求： 线圈运动过程中产生的最大感应电动势的大小； 线圈运动一个周期内，线圈中产生的热量。 【答案】线圈运动过程中产生的最大感应电动势的大小为； 线圈运动一个周期内，线圈中产生的热量为。 【解析】：由该发电装置的工作原理可知，线圈运动过程中产生的最大感应电动势对应的速度为最大值，由法拉第电磁感应定律可知：， 代入数据可得最大感应电动势的大小； 由该发电装置的工作原理可知，该交流电为正弦式交流电，故电动势有效值 根据闭合电路的欧姆定律可得，回路中电流 线圈中产生的热量 代入数据解得。 答：线圈运动过程中产生的最大感应电动势的大小为； 线圈运动一个周期内，线圈中产生的热量为。  2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $