第二节 描述交变电流的物理量（分层作业）物理粤教版选择性必修第二册

第二节 描述交变电流的物理量 目录 【攻核心·技能提升】 1 考点一、周期和频率 1 考点二、峰值、有效值、瞬时值及其应用 3 考点三、用图像描述交变电流 6 考点四、电感器、电容器对交流电的影响 8 【拓思维·重难突破】 11 【链高考·精准破局】 13 考点一、周期和频率 1．如图所示为流过电阻R=10Ω的正弦交变电流的i-t图像，下列说法正确的是（　　） A．该交变电流的频率为 100 Hz B．该交变电流的有效电流值为2 A C．该电阻的发热功率为 40 W D．1min 内该电阻产生的电热为 1 800 J 【答案】D 【详解】A．交变电流的频率为，故A错误； B．设交变电流有效电流值为,则 解得，故B错误； C．电阻的发热功率为，故C错误； D．内电阻产生的电热为，故D正确。 故选D。 2．如图所示，交流发电机中的线圈ABCD沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律为。下列说法正确的是（   ） A．该交流电的频率为100Hz B．线圈转到图示位置时，产生的电动势为0 C．线圈转到图示位置时，磁通量变化率最大 D．仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为 【答案】C 【详解】A．根据题意可知，该交流电的频率为，故A错误； BC．线圈转到图示位置时，磁场与线圈平面平行，磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大，故B错误，C正确； D．题意可知电动势最大值，根据电动势的最大值 可知仅线圈转速n加倍，电动势的最大值变为原来的2倍，为，故D错误。 故选C。 3．图甲是风力发电原理示意图，当风轮机的叶片转动时，叶片的转轴连接一个升速齿轮箱，齿轮箱中连接叶片的齿轮与连接发电机的转子的转轴相互啮合，如图乙所示。当风轮机的叶片转动时，发电机就可以进行发电了。某物理学习小组按照以上原理制作了一个小型发电机模型，已知叶片的转速为n，传动齿轮升速比（输入与输出转速比）达到，与升速齿轮箱相连的发电原理图如图丙所示，线圈匝数为N，面积为S，内部匀强磁场的磁感应强度大小为B，在一段时间内叶片稳定转动，忽略其他因素的影响，线圈电阻不计，则下列说法错误的是（　　） A．线圈的转速为20n B．线圈电动势的峰值为40πnNBS C．负载的电阻为R时，发电机的输出功率与成正比 D．发电机输出的交流电的频率为40n 【答案】D 【详解】A．因为升速比为，传动齿轮转速为20n，线圈的转速与传动齿轮转速相同，所以为20n，故A正确； B．由于 其中 所以，故B正确； C．发电机的输出功率 其中 代入得 所以发电机的输出功率与成正比，故C正确； D．发电机输出的交流电的频率为，故D错误。 故选D。 4．如图甲，在重大的节日，很多家庭都会采用彩灯装点，烘托节日气氛。在端午节中，小明准备了50个彩灯，接入交流电源，每个彩灯两端的电压随时间变化规律如图乙所示。已知彩灯瞬时电压高于1V就会发光，则一分钟内每个彩灯的发光时间为（　　） A．36s B．40s C．44s D．48s 【答案】B 【详解】由题可知，每个灯泡两端的最大电压为2V，交流电周期，图乙可知瞬时电压表达式 当瞬时电压为1V时，彩灯开始发光，可得 解得 一个周期内彩灯发光时间为 一分钟对应的交流电的周期个数为 个 可知一分仲内每个彩灯的发光时间 故选B。 5．（多选）如图所示，交流发电机中的线圈ABCD沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律为。下列说法正确的是（    ） A．该交流电的频率为50Hz B．线圈转到图示位置时，产生的电动势为0 C．线圈转到图示位置时，AB边受到的安培力方向向上 D．仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为 【答案】AC 【详解】A．根据题意可知，该交流电的频率为，故选A； B．线圈转到图示位置时，磁场与线圈平面平行，磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大，故B错误； C．根据题意，由右手定则可知，线圈转到图示位置时，电流由，由左手定则可知，边受到的安培力方向向上，故C正确； D．根据题意，由公式可知，仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为原来的2倍，为，故D错误。 故选AC。 6．（多选）某交变电流的电压随时间变化的规律如图所示，图像的弯曲部分均为正弦函数的四分之一周期。若将该交变电流加在启辉电压（达到或超过启辉电压后氖管会发光）为200 V的氖管上，氖管未被击穿。下列说法正确的是（　　） A．该交变电流的周期为2s B．将该交变电流加在交流电压表两端时，电压表读数为 C．氖管1秒钟内发光次数为100次 D．氖管1秒钟内的发光时间为0.625s 【答案】BCD 【详解】A．由图像可知，该交变电流的周期为0.02s，故A错误； B．根据电流的热效应计算电压的有效值，则有 解得 交流电压表读数为交变电流电压的有效值，所以电压表读数为，故B正确； CD．只有当交流电压大于或等于启辉电压200V时，氖管才能发光，由图像可知，一个周期发光两次，则1秒内发光100次，在前周期内，交变电流电压的表达式为 将电压200V代入上式可解得发光时刻为 前半个周期内发光时间 后半个周期内发光时间 一个周期内发光时间 1s内发光时间 故CD正确。 故选BCD。 7．如图所示，竖直平面内匝数n=200的正方形线圈PQMN边长L=0.1m，在磁感应强度大小为B=0.01T、水平方向的匀强磁场中，绕其中心轴OO′以ω=100rad/s的角速度匀速转动。已知发光二极管具有单向导电性，其两端加正向电压不低于时才能发光，加反向电压不发光，不计线圈直流电阻。求： (1)线圈中产生的感应电动势瞬时值表达式； (2)10min内，发光二极管的发光时间。 【答案】(1)2cos100t（V） (2)100s 【详解】（1）线圈中产生的感应电动势的最大值 代入数据解得 线圈转动的周期 解得 因为 从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为 （2）当二极管两端的电压为时，有 解得， 在一个周期内二极管发光的时间 所以Δt=10min=600s内，发光二极管的发光时间 考点二、峰值、有效值、瞬时值及其应用 8．如图，一台线圈匝数为10匝、内阻为1Ω的小型发电机外接理想交流电压表和电阻为10Ω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bc边中的电流方向由b→c B．线圈位于图示位置时，电压表的示数为20V C．穿过线圈的磁通量变化率的最大值为2.2Wb/s D．0~0.01s内，通过线圈某一横截面的电荷量为 【答案】C 【详解】A．图示位置时bc边中的电流方向应由c→b，故A错误； B．交流电压表显示的是交流电压的有效值，故B错误； C．小灯泡两端的电压峰值 线圈产生的电动势峰值 瞬时电动势为 可知 故所求，故C正确； D．由，， 联立解得 0~0.01s内，磁通量的变化量为 而Em = nBSω，可得 联立有，故D错误。 故选C。 9．如图所示，先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电。第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化，如图甲所示，第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示。若图甲、乙中的U0、T所表示的电压、周期值是相同的，则以下说法正确的是（　　） A．第一次灯泡两端的电压有效值是U0 B．第二次灯泡两端的电压有效值是 C．第一次灯泡两端的电压有效值是 D．第二次灯泡两端的电压有效值是 【答案】D 【详解】AC．第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化，灯泡两端的电压有效值是，故A错误，C错误； BD．根据有效值定义可得 解得，故B错误，D正确； 故选D。 10．如图甲所示是一台小型发电机的结构示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势e随时间t变化的正弦规律图像如图乙所示。发电机线圈的内电阻，外接灯泡的电阻为9Ω且不变，电压表为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．图乙为线圈与中性面垂直时开始计时 B．电压表的示数为 C．灯泡消耗的电功率为9W D．一个周期内消耗的总电能为0.1J 【答案】C 【详解】A．初始时，电动势为0，则图乙为线圈与中性面重合时开始计时，故A错误； B．根据图乙可知 根据闭合电路欧姆定律有，故B错误； C．由电功率公式 解得，故C正确； D．一个周期内消耗的总电能为，故D错误。 故选C。 11．将一定值电阻分别接到如图1和图2所示的两种交流电源上，在一个周期内该电阻产生的焦耳热分别为和，则等于（　　） A．2∶1 B．1∶2 C． D． 【答案】A 【详解】根据题意可知，接通图1中交流电，在一个周期内该电阻产生的焦耳热 接通图2中交流电，在一个周期内该电阻产生的焦耳热 则有。 故选A。 12．某科技公司研发的新型家用光伏储能系统中，太阳能电池板输出的正弦式交变电流经转换器处理后，其电流随时间变化的图像如图所示。下列关于该交变电流“四值”的说法正确的是（　　） A．该交变电流的瞬时值表达式为 B．该交变电流的有效值为 C．该交变电流在时间内的平均值为0 D．若将一个阻值为的定值电阻接入该电路，电阻在1分钟内产生的热量为 【答案】C 【详解】A．正弦式交变电流瞬时值表达式为 角频率 峰值 故瞬时值表达式应为，A错误； B．正弦式交变电流有效值，代入得，B错误； C．频率，代入，解得 图像中图线与横轴围成的面积表示电荷量，该正弦式交变电流在时间内正负半轴对称，通过某一横截面的净电荷量为0，根据平均值定义，可知该交变电流在时间内的平均值为0，C正确； D．电阻在1分钟内产生的热量用有效值计算，，D错误。 故选C。 13．（多选）如图甲所示，匝数为5的矩形金属线框绕垂直于磁感线的轴在匀强磁场中匀速转动，穿过金属线框的磁通量随时间变化的关系如图乙所示，金属线框的总电阻为，下列说法正确的是（　　） A．时，金属线框处于中性面位置，产生的感应电动势最小 B．金属线框中产生的感应电动势的最大值为 C．金属线框中产生的感应电流的有效值为 D．时间内，通过金属线框某横截面的电荷量为 【答案】AB 【详解】A．由图乙可知，时，穿过金属线框平面的磁通量最大，则金属线框处于中性面位置，产生的感应电动势最小，故A正确； B．金属线框中产生的感应电动势的最大值为，故B正确； C．金属线框中产生的感应电动势的有效值为 金属线框中产生的感应电流的有效值为，故C错误； D．时间内，通过金属线框某横截面的电荷量为，故D错误。 故选AB。 14．某手摇式发电机的原理示意图如图所示。一半径的半圆形单匝金属线圈处在磁感应强度，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，摇动手柄使线圈以角速度绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，金属线圈电阻，外电路连接的电阻，电压表和电流表均为理想交流电表。求 (1)从图示位置开始计时，时刻感应电动势瞬时值的表达式； (2)转动过程中，交流电压表的示数； (3)从图示位置转过过程中，平均感应电动势和通过电阻的电量。 【答案】(1) (2) (3)， 【详解】（1）半圆形单匝金属线圈产生的感应电动势最大值为 图示位置线圈处于中性面位置，所以从图示位置开始计时，感应电动势瞬时值的表达式为 （2）电动势有效值为 交流电压表的示数等于定值电阻两端电压有效值，则有 （3）从图示位置转过过程中，根据法拉第电磁感应定律可得 其中， 解得 平均电流为 则通过电阻的电量为 考点三、用图像描述交变电流 15．如图甲所示，在匀强磁场中一匝数的矩形金属线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势随时间的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．时，线圈平面与磁场方向垂直 B．时，线圈平面和中性面重合 C．时，线圈中磁通量变化率为零 D．穿过线圈磁通量的最大值为 【答案】C 【详解】A．由图乙可知，时，线圈产生的电动势为最大值，此时线圈平面和磁场方向平行，故A错误； B．时，感应电动势最大，线圈平面和中性面垂直，故B错误； C．时，电动势为0，线圈平面和中性面重合，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为0，故C正确； D．该交流电的周期，则线圈转动的角速度为，由可得，故D错误。 故选C。 16．如图所示，一矩形线圈垂直匀强磁场放置，MN边与磁场边界重合，从图示位置开始计时，线圈绕MN边以角速度ω绕图示方向匀速转动，下列图像能反映线圈中电流的变化情况的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】线圈每次转到题图示位置时，穿过线圈的磁通量最大，但变化率为零，瞬时电流为零，电流按正弦规律变化，转过圈到圈之间磁通量为零，没有感应电流，之后又按照正弦规律产生感应电流。 故选B。 17．匝数为、总电阻为的闭合线圈，绕匀强磁场中固定的轴转动，产生正弦交流电的最大值，磁通量与时间的关系图像如图，则交流电的周期为（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由图像可知 因为、 联立解得 故选B。 18．如图1为小型交流发电机的示意图，两磁极、间的磁场可视为水平方向的匀强磁场。线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向以角速度匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图2所示，下列结论正确的是（　　） A．线圈从图1所示位置转过时的时刻是图2的计时0点 B．线圈每经过图1所示位置1次，电流方向就改变1次 C．若线圈的匝数为20，则电动势的最大值是 D．若增大线圈转动的角速度，则磁通量变化率的最大值增大 【答案】D 【详解】A．线圈从图1所示位置转过时，穿过线圈的磁通量最大，对应图2中的这一时刻，故A错误； B．线圈每经过中性面一次，电流方向改变一次，而图1所示位置为线圈的峰值面，与线圈的中性面垂直，电流方向不变，故B错误； C．由图2可知该交流电的周期为，根据法拉第电磁感应定律，可得线圈产生感应电动势的最大值为，故C错误； D．根据法拉第电磁感应定律 可得磁通量变化率的最大值 所以若增大线圈转动的角速度，则磁通量变化率的最大值增大，故D正确。 故选D。 19．如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图像如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是（　　） A．交流电a的电压瞬时值为 B．线圈先后两次转速之比为2：3 C．在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量为零 D．交流电b电压的最大值为 【答案】D 【详解】A．由题可知，图线a对于交流电的周期 电压的最大值 则对于线圈的角速度 交流电a的电压瞬时值为，故A错误； B．由图可知，交流电b的周期为 则两次对应线圈的转速之比为，故B错误； C．t=0时刻u=0，根据法拉第定律，磁通量变化率为零，而磁通量最大，故C错误； D．瞬时电压的最大值 则有 结合上述分析可知，， 联立解得，故D正确。 故选D。 20．（多选）按压式发电手电筒曾经风靡一时，当以一定的频率按压该手电筒的手柄时，手电筒内置发电机线圈匀速转动，手电筒灯泡发光。穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t变化的关系如图所示，图像为正弦函数，线圈的匝数为n，下列说法正确的是（　　） A．在t=时，通过灯泡的电流最大 B．线圈转动一周，通过灯泡的电流方向改变两次 C．在t=时，线圈产生的感应电动势最大 D．线圈中感应电动势的最大值为nΦmT 【答案】BC 【详解】AC．在时，穿过每匝线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，线圈产生的感应电动势等于零，通过灯泡的电流最小，在时，穿过每匝线圈的磁通量等于零，磁通量的变化率却最大，线圈产生的感应电动势最大，故A错误，C正确； B．穿过每匝线圈的磁通量最大时，线圈位于中性面，线圈每转动一周，经过两次中性面，电流方向改变两次，故B正确； D．线圈中感应电动势的最大值 其中， 联立得 故D错误。 故选BC。 考点四、电感器、电容器对交流电的影响 21．如图，甲、乙两图为与匀强磁场垂直放置的两个金属框架，乙图除了一个直流电阻为零、自感系数为L的线圈外，其他部分与甲图都相同，导体AB以相同速度向右做匀速直线运动。若位移相同，则（　　） A．甲图中外力做功多 B．两图中外力做功相同 C．乙图中外力做功多 D．无法判断 【答案】B 【详解】在图乙中，导体AB向右做匀速直线运动，根据，电动势大小不变； 根据，电流大小方向不变，所以线圈L相当于导线； 根据平衡条件得 外力做的功为 解得 两个电路的磁感应强度B、导体的长度l、导体的运动速度v、导体的位移x、导体的电阻r、外电阻R均相同，所以外力做的功W也相同。 故选B。 22．如图所示，一交流发电机的电刷与理想变压器原线圈相连，变压器原、副线圈的匝数之比为，副线圈接有三盏相同的灯泡，灯泡、、分别与定值电阻R、线圈L和电容器C串联，当发电机的矩形导线框ABCD绕垂直于匀强磁场的轴以角速度匀速转动时，三盏灯泡亮度恰好相同，现让导线框ABCD转动的角速度增加一倍，副线圈的匝数减半，下列说法正确的是（　　） A．灯泡最亮 B．灯泡最暗 C．灯泡亮度不变 D．三盏灯泡的亮度仍然相同 【答案】B 【详解】导线框转动的角速度增加一倍，交流电的最大值和有效值都变为原来的2倍，若副线圈匝数减半，则副线圈电压有效值不变，而产生的交流电的频率变大，电阻R不变，线圈的感抗变大，电容器的容抗变小，所以灯泡最暗，灯泡最亮。 故选B。 23．四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。 24．如图所示的电路中，如果交变电流的频率增大，1、2和3灯的亮度变化情况是（　　） A．1灯变暗，2灯变亮，3灯亮度不变 B．1灯变亮，2、3两灯均变暗 C．1、2灯均变暗，3灯亮度不变 D．1、2两灯均变亮，3灯变暗 【答案】A 【详解】线圈的感抗为 电容器的容抗为 当频率f增大时，感抗变大，容抗变小。感抗变大，对交流电的阻碍作用变大，所以1变暗。容抗变小，对交流电的阻碍作用变小，所以2变亮。电阻器的对交流电的阻碍作用不随频率改变，所以3亮度不变。所以1变暗、2变亮、3不变。 故选A。 25．电感器具有通直流阻交流的作用，电容器具有通交流隔直流的作用。如图，含有直流、交流信号的音频信号通过电路后，扬声器发出的信号中（　　） A．主要是直流信号 B．主要是交流信号 C．直流和交流信号一样强 D．直流和交流信号都没有 【答案】B 【详解】电感器L具有通直流阻交流的作用，直流信号通过L；电容器C具有通交流隔直流的作用，交流信号通过C，直流信号不能通过C，所以扬声器发出的信号中主要是交流信号； 故选B。 26．（多选）下列有关物理现象及其原理，说法正确的是（　　） A．图甲显示高压输电线上方还有两条导线，它们与大地相连，使高压输电线免遭雷击 B．图乙的雷达是利用超声波遇到障碍物要发生反射的这个特性工作的 C．图丙中的扼流圈是电工技术和电子技术常用的元件，利用了电感器对交流电的阻碍作用 D．图丁中光在有机玻璃棒内沿着锯齿形路线全反射是因为内芯材料的折射率小于外套材料的折射率 【答案】AC 【详解】A．图甲显示高压输电线上方还有两条导线，它们与大地相连，当雷电击中时，电流会通过避雷线导入大地，从而使高压输电线免遭雷击，故A正确； B．图乙的雷达是利用电磁波遇到障碍物要发生反射的这个特性工作的，故B错误； C．图丙中的扼流圈是电工技术和电子技术常用的元件，利用了电感器对交流电的阻碍作用来工作的，故C正确； D．图丁中光在有机玻璃棒内沿着锯齿形路线全反射是因为内芯材料的折射率大于外套材料的折射率，这样才满足全反射的条件之一，故D错误。 故选AC。 27．（多选）如图所示电路中，L为电感线圈，R为灯泡，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交流电源的电压，若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100Hz，下列说法正确的是（　　） A．电流表示数增大 B．电压表示数增大 C．灯泡变暗 D．灯泡变亮 【答案】BC 【详解】AB．根据已知条件，由可知，电源原来的频率为 当电源频率由原来的50Hz增为100Hz时，线圈的感抗增大，即相当于它由一个小电阻变成了一个大电阻。在总电压的有效值不变的情况下，电路中的电流减小，电流表示数减小；线圈两端电压有效值增大，电压表示数增大，故A错误、B正确； CD．由于灯泡的电阻R是一定的，当电源频率改为100Hz时，电流减小，实际消耗的电功率减小，灯泡变暗，故C正确、D错误。 故选BC。 28．如图所示为发电机简化模型，匝数为N的矩形线圈在水平匀强磁场中，以角速度ω绕垂直于磁场的水平转轴OO'匀速转动产生交流电。已知N匝线圈产生的感应电动势的最大值为Em。下列说法正确的是（　　） A．当线圈转到图示位置时电流的方向发生改变 B．当线圈转到图示位置时电流表的示数为零 C．当线圈转到图示位置时磁通量的变化率最大 D．穿过线圈的最大磁通量为 【答案】A 【详解】AC．当线圈转到图示位置时，磁通量最大，磁通量的变化率为零，电流为零，电流的方向发生改变，故A正确，C错误； B．电流表的示数为有效值，所以不为零，故B错误； D．根据 穿过线圈的最大磁通量为，故D错误。 故选A。 29．如图所示，是一个竖直的矩形导线框，全部处于磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中，线框面积为S，边水平，线框绕某一竖直固定轴以角速度匀速转动（按俯视的顺时针方向）。在边与磁场方向的夹角到达30°的时刻（图示位置），导线框中产生的瞬时电动势（    ） A．大小为 B．大小为 C．大小为 D．方向沿 【答案】B 【详解】MN边与磁场方向成30°时，感应电动势为 由右手定则可知电流方向为KLMNK。 故选B。 30．某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示。如果其他条件不变，仅使线圈的转速减半，则交流电动势的最大值和周期分别为（　　） A．50V，0.02s B．200V，0.02s C．50V，0.08s D．200V，0.08s 【答案】C 【详解】由图读出原来交流电动势的最大值 周期 根据感应电动势最大值的表达式得知，Em与成正比，则线圈的转速变为原来的一半，感应电动势最大值变为原来的一半，为 由公式分析可知，线圈的转速变为原来的一半，周期为原来的两倍，即 故选C。 31．四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。 32．（多选）如图所示，一边长为L、阻值为R的等边三角形单匝金属线圈，绕轴EF以角速度ω逆时针匀速转动，EF的左侧有方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，则（　　） A．图示位置线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小 B．从图示位置转出磁场的过程中，线圈中产生逆时针方向的感应电流 C．线圈中产生的感应电动势的有效值为 D．转动一周，外力做功的功率为 【答案】AD 【详解】A．根据中性面的性质可知，图示位置线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小，故A正确； B．从图示位置转出磁场的过程中，线圈的磁通量向里减小，根据楞次定律可知线圈中产生顺时针方向的感应电流，故B错误； C．线圈中产生的感应电动势的最大值为 线圈中产生的感应电动势的有效值为 故C错误； D．线圈在转动一个周期的过程中，只有半个周期产生感应电流，根据能量守恒定律有 解得 故D正确。 故选AD。 33．如图为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，转动周期为，线圈的匝数、电阻，面积，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻，与R并联的交流电压表为理想电表。磁场的磁感应强度为0.2T（取3.14），求： （1）交流发电机产生的电动势的最大值； （2）写出从图示位置开始计时，通过R的电流瞬时表达式； （3）线圈转动1分钟电阻R上产生的热量。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）电动势的最大值 （2）由于从垂直于中性面位置开始转动，因此电动势的瞬时值表达式 从图示位置开始计时，通过R的电流瞬时表达式 （3）电流有效值为 1分钟电阻R上产生的热 34．（2025·北京·高考真题）如图所示，线圈自感系数为L，电容器电容为C，电源电动势为和是三个相同的小灯泡。开始时，开关S处于断开状态。忽略线圈电阻和电源内阻，将开关S闭合，下列说法正确的是（　　） A．闭合瞬间，与同时亮起 B．闭合后，亮起后亮度不变 C．稳定后，与亮度一样 D．稳定后，电容器的电荷量是 【答案】C 【详解】A．闭合开关瞬间，电容器C相当于通路，线圈L相当于断路，所以瞬间亮起，逐渐变亮，A错误； B．闭合开关后，电容器充电，充电完成后相当于断路，所以亮一下后熄灭，B错误； C．稳定后，电容器相当于断路，线圈相当于短路，所以、串联，所以一样亮，C正确； D．稳定后，电容器与并联，两端电压等于两端电压，由于线圈电阻和电源内阻忽略不计，且、串联，两端电压为，根据，可得电容器的电荷量等于，D错误。 故选C。 35．（2025·北京·高考真题）如图所示，交流发电机中的线圈沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律为。下列说法正确的是（　　） A．该交流电的频率为 B．线圈转到图示位置时，产生的电动势为0 C．线圈转到图示位置时，边受到的安培力方向向上 D．仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为 【答案】C 【详解】A．根据题意可知，该交流电的频率为 故A错误； B．线圈转到图示位置时，磁场与线圈平面平行，磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大，故B错误； C．根据题意，由右手定则可知，线圈转到图示位置时，电流由，由左手定则可知，边受到的安培力方向向上，故C正确； D．根据题意，由公式可知，仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为原来的2倍，为，故D错误。 故选C。 36．（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。 37．（多选）（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。 38．（2025·江苏·高考真题）圆筒式磁力耦合器由内转子、外转子两部分组成。工作原理如图甲所示。内、外转子可绕中心轴转动。外转子半径为，由四个相同的单匝线圈紧密围成，每个线圈的电阻均为R，直边的长度均为L，与轴线平行。内转子半径为，由四个形状相同的永磁体组成，磁体产生径向磁场，线圈处的磁感应强度大小均为B。外转子始终以角速度匀速转动，某时刻线圈abcd的直边ab与cd处的磁场方向如图乙所示。 (1)若内转子固定，求ab边产生感应电动势的大小E； (2)若内转子固定，求外转子转动一周，线圈abcd产生的焦耳热Q； (3)若内转子不固定，外转子带动内转子匀速转动，此时线圈中感应电流为I，求线圈abcd中电流的周期T。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据题意可知，转动时的线速度为 则ab产生的感应电动势 （2）根据题意，由图可知，若内转子固定，外转子转动过程中，、均切割磁感线，且产生的感应电流方向相反，则转动过程中感应电动势为 感应电流为 转子转动的周期为 则abcd转一圈产生的热量 （3）结合图可知，转子转动电流方向改变，大小不变，若内转子不固定，跟着外转子一起转，且abcd中的电流为I，则感应电动势为 又有 则电流改变方向的时间为 则电流的周期为 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节 描述交变电流的物理量 目录 【攻核心·技能提升】 1 考点一、周期和频率 1 考点二、峰值、有效值、瞬时值及其应用 3 考点三、用图像描述交变电流 6 考点四、电感器、电容器对交流电的影响 8 【拓思维·重难突破】 11 【链高考·精准破局】 13 考点一、周期和频率 1. D 2. C 3. D 4. B 5. AC 6. BCD 7.【答案】(1)2cos100t（V） (2)100s 【详解】（1）线圈中产生的感应电动势的最大值 代入数据解得 线圈转动的周期 解得 因为 从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为 （2）当二极管两端的电压为时，有 解得， 在一个周期内二极管发光的时间 所以Δt=10min=600s内，发光二极管的发光时间 考点二、峰值、有效值、瞬时值及其应用 8.C 9.D 10.C 11.A 12.C 13.AB 14.【答案】(1) (2) (3)， 【详解】（1）半圆形单匝金属线圈产生的感应电动势最大值为 图示位置线圈处于中性面位置，所以从图示位置开始计时，感应电动势瞬时值的表达式为 （2）电动势有效值为 交流电压表的示数等于定值电阻两端电压有效值，则有 （3）从图示位置转过过程中，根据法拉第电磁感应定律可得 其中， 解得 平均电流为 则通过电阻的电量为 考点三、用图像描述交变电流 15.C 16.B 17.B 18.D 19.D 20.BC 考点四、电感器、电容器对交流电的影响 21.B 22.B 23.D 24.A 25.B 26.AC 27.BC 28.A 29.B 30.C 31.D 32.AD 33.【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）电动势的最大值 （2）由于从垂直于中性面位置开始转动，因此电动势的瞬时值表达式 从图示位置开始计时，通过R的电流瞬时表达式 （3）电流有效值为 1分钟电阻R上产生的热 34. C 35. C 36. D 37. AB 38.【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据题意可知，转动时的线速度为 则ab产生的感应电动势 （2）根据题意，由图可知，若内转子固定，外转子转动过程中，、均切割磁感线，且产生的感应电流方向相反，则转动过程中感应电动势为 感应电流为 转子转动的周期为 则abcd转一圈产生的热量 （3）结合图可知，转子转动电流方向改变，大小不变，若内转子不固定，跟着外转子一起转，且abcd中的电流为I，则感应电动势为 又有 则电流改变方向的时间为 则电流的周期为 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节 描述交变电流的物理量 目录 【攻核心·技能提升】 1 考点一、周期和频率 1 考点二、峰值、有效值、瞬时值及其应用 3 考点三、用图像描述交变电流 6 考点四、电感器、电容器对交流电的影响 8 【拓思维·重难突破】 11 【链高考·精准破局】 13 考点一、周期和频率 1．如图所示为流过电阻R=10Ω的正弦交变电流的i-t图像，下列说法正确的是（　　） A．该交变电流的频率为 100 Hz B．该交变电流的有效电流值为2 A C．该电阻的发热功率为 40 W D．1min 内该电阻产生的电热为 1 800 J 2．如图所示，交流发电机中的线圈ABCD沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律为。下列说法正确的是（   ） A．该交流电的频率为100Hz B．线圈转到图示位置时，产生的电动势为0 C．线圈转到图示位置时，磁通量变化率最大 D．仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为 3．图甲是风力发电原理示意图，当风轮机的叶片转动时，叶片的转轴连接一个升速齿轮箱，齿轮箱中连接叶片的齿轮与连接发电机的转子的转轴相互啮合，如图乙所示。当风轮机的叶片转动时，发电机就可以进行发电了。某物理学习小组按照以上原理制作了一个小型发电机模型，已知叶片的转速为n，传动齿轮升速比（输入与输出转速比）达到，与升速齿轮箱相连的发电原理图如图丙所示，线圈匝数为N，面积为S，内部匀强磁场的磁感应强度大小为B，在一段时间内叶片稳定转动，忽略其他因素的影响，线圈电阻不计，则下列说法错误的是（　　） A．线圈的转速为20n B．线圈电动势的峰值为40πnNBS C．负载的电阻为R时，发电机的输出功率与成正比 D．发电机输出的交流电的频率为40n 4．如图甲，在重大的节日，很多家庭都会采用彩灯装点，烘托节日气氛。在端午节中，小明准备了50个彩灯，接入交流电源，每个彩灯两端的电压随时间变化规律如图乙所示。已知彩灯瞬时电压高于1V就会发光，则一分钟内每个彩灯的发光时间为（　　） A．36s B．40s C．44s D．48s 5．（多选）如图所示，交流发电机中的线圈ABCD沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律为。下列说法正确的是（    ） A．该交流电的频率为50Hz B．线圈转到图示位置时，产生的电动势为0 C．线圈转到图示位置时，AB边受到的安培力方向向上 D．仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为 6．（多选）某交变电流的电压随时间变化的规律如图所示，图像的弯曲部分均为正弦函数的四分之一周期。若将该交变电流加在启辉电压（达到或超过启辉电压后氖管会发光）为200 V的氖管上，氖管未被击穿。下列说法正确的是（　　） A．该交变电流的周期为2s B．将该交变电流加在交流电压表两端时，电压表读数为 C．氖管1秒钟内发光次数为100次 D．氖管1秒钟内的发光时间为0.625s 7．如图所示，竖直平面内匝数n=200的正方形线圈PQMN边长L=0.1m，在磁感应强度大小为B=0.01T、水平方向的匀强磁场中，绕其中心轴OO′以ω=100rad/s的角速度匀速转动。已知发光二极管具有单向导电性，其两端加正向电压不低于时才能发光，加反向电压不发光，不计线圈直流电阻。求： (1)线圈中产生的感应电动势瞬时值表达式； (2)10min内，发光二极管的发光时间。 考点二、峰值、有效值、瞬时值及其应用 8．如图，一台线圈匝数为10匝、内阻为1Ω的小型发电机外接理想交流电压表和电阻为10Ω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bc边中的电流方向由b→c B．线圈位于图示位置时，电压表的示数为20V C．穿过线圈的磁通量变化率的最大值为2.2Wb/s D．0~0.01s内，通过线圈某一横截面的电荷量为 9．如图所示，先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电。第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化，如图甲所示，第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示。若图甲、乙中的U0、T所表示的电压、周期值是相同的，则以下说法正确的是（　　） A．第一次灯泡两端的电压有效值是U0 B．第二次灯泡两端的电压有效值是 C．第一次灯泡两端的电压有效值是 D．第二次灯泡两端的电压有效值是 10．如图甲所示是一台小型发电机的结构示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势e随时间t变化的正弦规律图像如图乙所示。发电机线圈的内电阻，外接灯泡的电阻为9Ω且不变，电压表为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．图乙为线圈与中性面垂直时开始计时 B．电压表的示数为 C．灯泡消耗的电功率为9W D．一个周期内消耗的总电能为0.1J 11．将一定值电阻分别接到如图1和图2所示的两种交流电源上，在一个周期内该电阻产生的焦耳热分别为和，则等于（　　） A．2∶1 B．1∶2 C． D． 12．某科技公司研发的新型家用光伏储能系统中，太阳能电池板输出的正弦式交变电流经转换器处理后，其电流随时间变化的图像如图所示。下列关于该交变电流“四值”的说法正确的是（　　） A．该交变电流的瞬时值表达式为 B．该交变电流的有效值为 C．该交变电流在时间内的平均值为0 D．若将一个阻值为的定值电阻接入该电路，电阻在1分钟内产生的热量为 13．（多选）如图甲所示，匝数为5的矩形金属线框绕垂直于磁感线的轴在匀强磁场中匀速转动，穿过金属线框的磁通量随时间变化的关系如图乙所示，金属线框的总电阻为，下列说法正确的是（　　） A．时，金属线框处于中性面位置，产生的感应电动势最小 B．金属线框中产生的感应电动势的最大值为 C．金属线框中产生的感应电流的有效值为 D．时间内，通过金属线框某横截面的电荷量为 14．某手摇式发电机的原理示意图如图所示。一半径的半圆形单匝金属线圈处在磁感应强度，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，摇动手柄使线圈以角速度绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，金属线圈电阻，外电路连接的电阻，电压表和电流表均为理想交流电表。求 (1)从图示位置开始计时，时刻感应电动势瞬时值的表达式； (2)转动过程中，交流电压表的示数； (3)从图示位置转过过程中，平均感应电动势和通过电阻的电量。 考点三、用图像描述交变电流 15．如图甲所示，在匀强磁场中一匝数的矩形金属线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势随时间的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．时，线圈平面与磁场方向垂直 B．时，线圈平面和中性面重合 C．时，线圈中磁通量变化率为零 D．穿过线圈磁通量的最大值为 16．如图所示，一矩形线圈垂直匀强磁场放置，MN边与磁场边界重合，从图示位置开始计时，线圈绕MN边以角速度ω绕图示方向匀速转动，下列图像能反映线圈中电流的变化情况的是（　　） A． B． C． D． 17．匝数为、总电阻为的闭合线圈，绕匀强磁场中固定的轴转动，产生正弦交流电的最大值，磁通量与时间的关系图像如图，则交流电的周期为（    ） A． B． C． D． 18．如图1为小型交流发电机的示意图，两磁极、间的磁场可视为水平方向的匀强磁场。线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向以角速度匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图2所示，下列结论正确的是（　　） A．线圈从图1所示位置转过时的时刻是图2的计时0点 B．线圈每经过图1所示位置1次，电流方向就改变1次 C．若线圈的匝数为20，则电动势的最大值是 D．若增大线圈转动的角速度，则磁通量变化率的最大值增大 19．如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图像如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是（　　） A．交流电a的电压瞬时值为 B．线圈先后两次转速之比为2：3 C．在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量为零 D．交流电b电压的最大值为 20．（多选）按压式发电手电筒曾经风靡一时，当以一定的频率按压该手电筒的手柄时，手电筒内置发电机线圈匀速转动，手电筒灯泡发光。穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t变化的关系如图所示，图像为正弦函数，线圈的匝数为n，下列说法正确的是（　　） A．在t=时，通过灯泡的电流最大 B．线圈转动一周，通过灯泡的电流方向改变两次 C．在t=时，线圈产生的感应电动势最大 D．线圈中感应电动势的最大值为nΦmT 考点四、电感器、电容器对交流电的影响 21．如图，甲、乙两图为与匀强磁场垂直放置的两个金属框架，乙图除了一个直流电阻为零、自感系数为L的线圈外，其他部分与甲图都相同，导体AB以相同速度向右做匀速直线运动。若位移相同，则（　　） A．甲图中外力做功多 B．两图中外力做功相同 C．乙图中外力做功多 D．无法判断 22．如图所示，一交流发电机的电刷与理想变压器原线圈相连，变压器原、副线圈的匝数之比为，副线圈接有三盏相同的灯泡，灯泡、、分别与定值电阻R、线圈L和电容器C串联，当发电机的矩形导线框ABCD绕垂直于匀强磁场的轴以角速度匀速转动时，三盏灯泡亮度恰好相同，现让导线框ABCD转动的角速度增加一倍，副线圈的匝数减半，下列说法正确的是（　　） A．灯泡最亮 B．灯泡最暗 C．灯泡亮度不变 D．三盏灯泡的亮度仍然相同 23．四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 24．如图所示的电路中，如果交变电流的频率增大，1、2和3灯的亮度变化情况是（　　） A．1灯变暗，2灯变亮，3灯亮度不变 B．1灯变亮，2、3两灯均变暗 C．1、2灯均变暗，3灯亮度不变 D．1、2两灯均变亮，3灯变暗 25．电感器具有通直流阻交流的作用，电容器具有通交流隔直流的作用。如图，含有直流、交流信号的音频信号通过电路后，扬声器发出的信号中（　　） A．主要是直流信号 B．主要是交流信号 C．直流和交流信号一样强 D．直流和交流信号都没有 26．（多选）下列有关物理现象及其原理，说法正确的是（　　） A．图甲显示高压输电线上方还有两条导线，它们与大地相连，使高压输电线免遭雷击 B．图乙的雷达是利用超声波遇到障碍物要发生反射的这个特性工作的 C．图丙中的扼流圈是电工技术和电子技术常用的元件，利用了电感器对交流电的阻碍作用 D．图丁中光在有机玻璃棒内沿着锯齿形路线全反射是因为内芯材料的折射率小于外套材料的折射率 27．（多选）如图所示电路中，L为电感线圈，R为灯泡，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交流电源的电压，若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100Hz，下列说法正确的是（　　） A．电流表示数增大 B．电压表示数增大 C．灯泡变暗 D．灯泡变亮 28．如图所示为发电机简化模型，匝数为N的矩形线圈在水平匀强磁场中，以角速度ω绕垂直于磁场的水平转轴OO'匀速转动产生交流电。已知N匝线圈产生的感应电动势的最大值为Em。下列说法正确的是（　　） A．当线圈转到图示位置时电流的方向发生改变 B．当线圈转到图示位置时电流表的示数为零 C．当线圈转到图示位置时磁通量的变化率最大 D．穿过线圈的最大磁通量为 29．如图所示，是一个竖直的矩形导线框，全部处于磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中，线框面积为S，边水平，线框绕某一竖直固定轴以角速度匀速转动（按俯视的顺时针方向）。在边与磁场方向的夹角到达30°的时刻（图示位置），导线框中产生的瞬时电动势（    ） A．大小为 B．大小为 C．大小为 D．方向沿 30．某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示。如果其他条件不变，仅使线圈的转速减半，则交流电动势的最大值和周期分别为（　　） A．50V，0.02s B．200V，0.02s C．50V，0.08s D．200V，0.08s 31．四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 32．（多选）如图所示，一边长为L、阻值为R的等边三角形单匝金属线圈，绕轴EF以角速度ω逆时针匀速转动，EF的左侧有方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，则（　　） A．图示位置线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小 B．从图示位置转出磁场的过程中，线圈中产生逆时针方向的感应电流 C．线圈中产生的感应电动势的有效值为 D．转动一周，外力做功的功率为 33．如图为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，转动周期为，线圈的匝数、电阻，面积，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻，与R并联的交流电压表为理想电表。磁场的磁感应强度为0.2T（取3.14），求： （1）交流发电机产生的电动势的最大值； （2）写出从图示位置开始计时，通过R的电流瞬时表达式； （3）线圈转动1分钟电阻R上产生的热量。 34．（2025·北京·高考真题）如图所示，线圈自感系数为L，电容器电容为C，电源电动势为和是三个相同的小灯泡。开始时，开关S处于断开状态。忽略线圈电阻和电源内阻，将开关S闭合，下列说法正确的是（　　） A．闭合瞬间，与同时亮起 B．闭合后，亮起后亮度不变 C．稳定后，与亮度一样 D．稳定后，电容器的电荷量是 35．（2025·北京·高考真题）如图所示，交流发电机中的线圈沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律为。下列说法正确的是（　　） A．该交流电的频率为 B．线圈转到图示位置时，产生的电动势为0 C．线圈转到图示位置时，边受到的安培力方向向上 D．仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为 36．（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． 37．（多选）（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 38．（2025·江苏·高考真题）圆筒式磁力耦合器由内转子、外转子两部分组成。工作原理如图甲所示。内、外转子可绕中心轴转动。外转子半径为，由四个相同的单匝线圈紧密围成，每个线圈的电阻均为R，直边的长度均为L，与轴线平行。内转子半径为，由四个形状相同的永磁体组成，磁体产生径向磁场，线圈处的磁感应强度大小均为B。外转子始终以角速度匀速转动，某时刻线圈abcd的直边ab与cd处的磁场方向如图乙所示。 (1)若内转子固定，求ab边产生感应电动势的大小E； (2)若内转子固定，求外转子转动一周，线圈abcd产生的焦耳热Q； (3)若内转子不固定，外转子带动内转子匀速转动，此时线圈中感应电流为I，求线圈abcd中电流的周期T。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $