01 交变电流——2025-2026学年度高二物理下学期期末复习专题

2025-2026学年度高二物理下学期期末复习专题 01交变电流 知识梳理 温故知新 一、交变电流的产生和图像 1．交变电流的定义 ①_  _  _  _  _  _  _  _  都随时间做周期性变化的电流。（注意：方向随时间做周期性变化是交变电流最重要的特征） 【答案】大小和方向 2．正弦式交变电流 （1） 定义：按②_  _  _  _  _  _  _  _  变化的交变电流叫正弦式交变电流，简称正弦式电流。 （2）产生： （3） 正弦式交变电流的函数表达式（线圈在中性面位置开始计时） a.电动势随时间变化的规律：③_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 其中 等于线圈转动的④_  _  _  _  _  _  ，⑤_  _  _  _  _  _  。 b.负载两端的电压随时间变化的规律：。 c.电流随时间变化的规律：⑥_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （4）图像：中性面位置开始计时 二、正弦式交流电的描述 1．周期和频率 （1） 周期：交变电流完成⑦_  _  _  _  _  _  _  _  变化（线圈转一周）所需的时间，单位是秒，公式。 （2） 频率：交变电流在单位时间内完成周期性变化的⑧_  _  ，单位是赫兹。 （3）周期和频率的关系： 或。 2．交变电流的“四值” （1）瞬时值：交变电流某一时刻的值。 （2）峰值：交变电流（电压或电动势）所能达到的最大值，也叫最大值。 （3）有效值：跟交变电流一个周期内的热效应等效的恒定电流的值叫作交变电流的有效值。对正弦式电流，其有效值和峰值的关系为：，，。 （4）平均值:用⑨_  _  _  _  _  _  _  _  来计算。 【答案】 三、电感和电容对交流电的影响 1．电感对交变电流的阻碍作用的大小用⑩_  _  来表示；电容对交变电流的阻碍作用的大小用⑪_  _  来表示。 【答案】感抗； 容抗 2.线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高，感抗越大；电容器的电容越大，交变电流的频率越高，容抗越小。 3．在电路中电感对电路的作用是：⑫_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  ；电容对电路的作用是：⑬_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 【答案】通直流、阻交流，通低频、阻高频； 通交流、隔直流，通高频、阻低频 题型速练 一题一思，查漏补缺 一、单选题 1．下列不属于交流电的图像的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】交流电的定义是：方向随时间发生周期性变化的电流，方向不变的电流属于直流电，大小变化只要方向不变仍不属于交流电。 ABC．图中的电流都存在正负交替，即电流方向随时间周期性改变，都属于交流电，ABC错误； D．图中电流始终为正，方向一直没有发生变化，仅大小随时间周期性变化，属于脉动直流电，不属于交流电，D正确。 故选D。 2．下列四个线框面积相等，磁场强度、转动的角速度也都相等，请问哪一个线框产生的交流电大小与其他的不同（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】当一个面积为的闭合线框在磁感应强度为的匀强磁场中，以角速度绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，会产生正弦式交变电动势，其最大值（峰值）为，ACD项中线框均绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，而B项中转轴与磁场方向不垂直，故B项中线框产生的交流电大小与其他的不同，故B正确。 故选B。 3．如图所示，一矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的OO′轴以角速度ω匀速转动。下列说法正确的是（　　） A．线圈位于图示位置时电流方向为abcd B．线圈位于图示位置时产生的感应电动势最大 C．线圈从图示位置转过90°时，电流方向发生改变 D．仅增大角速度ω，线圈所受外力做的功越多 【答案】D 【详解】A．由题意可知，磁场垂直纸面向里，图示位置线圈平面与磁场方向垂直，因此图示位置是中性面，中性面的感应电动势为零，感应电流为零，不存在确定的电流方向，故A错误； B．中性面磁通量最大，感应电动势为零，故B错误； C．线圈转动过程中，只有经过中性面时电流方向才会发生改变。图示位置是中性面，转过后线圈平面与磁场平行，不是中性面，电流方向不改变，故C错误； D．线圈匀速转动时，外力做功等于线圈电路产生的焦耳热。感应电动势最大值 有效值 电功率 相同时间内做功 可得越大，相同时间内外力做功越多，故D正确。 故选D。 4．如图为某种发电机的横截面图，闭合矩形线圈匝数为n，垂直纸面的长边长度为L，短边在纸面内且长度为d，矩形线圈放在均匀辐射状磁场中（磁场方向均沿半径方向），转轴在中心O，线圈两条长边经过的位置的磁感应强度大小均为B，方向始终与两边的运动方向垂直，磁场分布在磁极与铁芯之间的左右两个圆心角均为θ＝120°区域内。现让线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动时，下列说法正确的是（　　） A．线圈在匀速转动过程中产生的是正弦式交变电流 B．线圈在匀速转动过程中产生的是直流电 C．线圈在磁场中匀速转动时，产生的电动势大小始终不变 D．线圈在磁场中匀速转动时，产生的电动势大小是2nBLdω 【答案】C 【详解】A．正弦式交变电流的电动势大小随时间按正弦规律变化。辐射状磁场的磁感应强度始终与长边运动方向垂直，当线圈在磁场区域内时，感应电动势大小恒定。且线圈在匀速转动过程中，两长边会同时经过无磁场区域，不产生感应电流，整个过程产生的不可能是正弦交变电流，故A错误； B．线圈匀速转动一周的过程中，在两个磁场区域运动方向发生改变，由右手定则可知，感应电动势的方向会随之反向，因此产生的是交变电流，不是直流电，故B错误； CD．线圈在磁场中匀速转动时，两条长边均垂直切割磁感线。产生的感应电动势大小为 其中 代入得 由于，，，，均为定值，所以在磁场中转动时，产生的电动势大小是，始终不变，故C正确，D错误。 故选C。 5．如图甲所示，交流发电机的矩形线圈在匀强磁场中逆时针匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间变化的规律如图乙所示。已知线圈匝数为匝，电路的总电阻为。下列说法正确的是（　　） A．图甲时刻，流经电阻上电流方向为由到 B．由图乙可知，时线圈中的感应电流改变方向 C．由图乙可知，内通过电阻的电荷量为 D．由图乙可知，线圈中产生的感应电动势瞬时值表达式为 【答案】C 【详解】A．图甲中线圈平面与磁场平行，线圈逆时针转动，磁场方向由N指向S，根据右手定则，可判断流经电阻的电流方向为，故A错误； B．时磁通量为零，感应电流最大，感应电流方向没有改变，故B错误； C．通过电阻的电荷量公式为 ，磁通量变化量的大小 代入得 ，故C正确； D．由图乙得周期，角速度 由图乙得磁通量表达式 求导得瞬时电动势 ，故D错误。 故选C。 6．如图甲所示，在匀强磁场中，闭合线框绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。线框产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．该交变电流可将熔断电流为3A的保险丝熔断 B．交变电流的周期为0.03s C．在s时穿过线框的磁通量为零 D．线框匀速转动的角速度为rad/s 【答案】D 【详解】A．根据图乙可知，交流电流的最大值为 可得有效值为 可知该交变电流不可将熔断电流为3A的保险丝熔断，故A错误； B．根据图乙可知交流电的周期，故B错误； C．根据图乙可知时，产生的感应电流为零，此时线框位于中性面位置，穿过线框的磁通量最大，故C错误； D．角速度，故D正确。 故选D。 7．为了研究交流电的产生过程，小齐进行了如下实验：第一次将单匝矩形线圈放在匀强磁场中，线圈绕转轴按图示方向匀速转动（过、的中点），并从图甲所示位置开始计时，产生的感应电流图像如图乙所示。第二次仅将转轴右侧的磁场去掉，则第二次线框内产生的感应电流图像为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】第一次实验中，线圈两条边（ 和 ）都切割磁感线，感应电动势最大值，电流最大值 第二次实验仅去掉右侧磁场，线圈转动过程中，始终只有一条边（ 或 ）在左侧磁场中切割磁感线，另一条边在无磁场区，故感应电动势最大值变为，电流最大值变为 ，第二次实验产生的感应电流仍为正弦式交变电流，从中性面开始，表达式为 故选D。 8．如图所示，图线a、b是两个完全相同的线圈在同一匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦式电流的图像，以下关于这两个正弦式电流的说法正确的是（　　） A．两个线圈的转速之比 B．正弦式电流b的最大值为 C．图线a中内通过线圈的电量为 D．图线a中内通过线圈的电量为 【答案】D 【详解】A．从图像可得的周期，的周期， 转速 因此转速之比 ，故A错误； B．感应电动势最大值，电流最大值 又，因此 可得 已知，解得，故B错误； CD．是的半个周期，时线圈在中性面，初始磁通量，末磁通量，磁通量变化量 由，得 其中 代入得 代入电量公式，故C错误，D正确。 故选D。 9．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示。产生的电动势随时间变化的图像如图乙所示，则（　　） A．时，穿过线框的磁通量为0 B．时，线框的磁通量的变化率为零 C．线框从中性面位置开始转过时产生的电动势为220V D．线框每转动1秒电流方向就改变50次 【答案】C 【详解】A．时，感应电动势，说明线框处于中性面，此时穿过线框的磁通量最大，不为0，故A错误； B．时，感应电动势绝对值最大，根据法拉第电磁感应定律 此时磁通量的变化率最大，不为零，故B错误； C．线框转过时，代入瞬时公式得 故C正确。 D．周期，1s内包含50个周期，线框每转1个周期电流方向改变2次，因此1s内电流方向改变次，故D错误。 故选C。 10．一个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甲图所示，则以下说法中正确的是（　　） A．时刻，交变电流的电动势达到最大 B．时刻，交变电流的电动势为零 C．时刻，线圈平面位于中性面 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】A 【详解】由图甲可得，和时，，线圈平面与中性面垂直，此时交变电流的电动势e达到最大，而图乙中，和时，交变电流的电动势e为0，故选A。 11．某种电器要求接到交变电压是的电源上使用，交变电压是由矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的。对于交变电压u，下列说法正确的是（     ） A．用电压表测该电压，示数为 B．将该电压加在220Ω的电阻两端，则该电阻消耗的电功率为220W C．电流方向每秒改变50次 D．交流电的频率为50Hz，当时 【答案】B 【详解】A．由于正弦交变电压的最大值为，电压表显示的应该是有效值，有效值的大小为，故A错误； B．将该电压加在220Ω的电阻两端，则该电阻消耗的电功率为，故B正确； C．矩形线圈在匀强磁场中每转一圈电流方向改变两次，根据题干可知频率为 所以电流方向每秒改变100次，故C错误； D．根据题干可知 根据电压的表达式可知时，，故D错误。 故选B。 12．如图所示，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ω匀速转动，外电路电阻为R，电压表电流表均为理想电表，在线圈由图示位置转过90°的过程中，下列说法正确的是（    ） A．图示位置处电流和电压的方向即将改变 B．此过程全电路产生的焦耳热为 C．电流表的示数为 D．电压表示数NBSω 【答案】A 【详解】A．图示位置线圈平面与磁场垂直，是中性面。线圈每经过一次中性面，感应电流、电压的方向就改变一次，因此该位置处电流电压方向即将改变，故A正确； B．线圈转动产生感应电动势的最大值 有效值 转过的时间 全电路焦耳热需要用有效值计算，故B错误； C．电流表测量的是电路电流的有效值，总电阻为，因此有效值，故C错误； D．电压表测量外电路的路端电压有效值，故D错误。 故选A。 13．如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的OO'轴以角速度ω匀速转动。下列说法正确的是（　　） A．线圈位于图示位置时不受安培力 B．线圈位于图示位置时产生的感应电动势最大 C．线圈从图示位置转过半个周期，通过线圈某横截面的电荷量为0 D．仅增大角速度ω，线圈在一个周期内产生的热量减少 【答案】A 【详解】A．线圈位于图示位置时，线圈与磁感应强度方向平行，不受安培力，故A正确； B．线圈位于图示位置时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为零，此时感应电动势为零，故B错误； C．线圈从图示位置转过半个周期，磁通量的变化量 通过线圈某横截面的电荷量，故C错误； D．感应电动势的最大值 感应电动势的有效值 线圈在一个周期内产生的热量 联立可得 可知仅增大角速度ω，线圈在一个周期内产生的热量增加，故D错误。 故选A。 14．如图所示，在正弦交流电源的两端接上电容、电感和光敏电阻，稳定后，电路中三个相同的灯泡均发光，且亮度相同。已知光敏电阻的阻值随着光照强度增加而减少，若仅增大交流电源的频率，则（　　） A．变亮 B．变亮 C．变暗 D．若增大照射在光敏电阻上的光强，则变暗 【答案】B 【详解】ABC．若增大交流电的频率，电容器容抗减小，电感器感抗增大，使得通过灯泡的电流变大，灯泡变亮；的电流变小，灯泡的变暗；对电阻无影响，所以灯泡L3亮度不变，故AC错误，B正确； D．若增大照射在光敏电阻上的光强，光敏电阻的阻值减小，通过的电流变大，变亮，故D错误。 故选B。 二、解答题 15．如图，某同学使用一小型交流发电机给一个额定电压为、额定功率为 的小灯泡供电，匝数为、面积为的线圈ABCD处于磁感应强度大小为的匀强磁场中，线圈ABCD的电阻为，以角速度绕垂直于磁场的轴匀速转动。线圈ABCD通过滑环与小灯泡相接，小灯泡正常发光，电表均为理想交流电表，从线圈ABCD转至中性面位置开始计时。 (1)求线圈ABCD绕轴匀速转动的角速度； (2)写出感应电动势随时间变化的关系式； (3)求线圈ABCD旋转一周电路中产生的总电能。 【答案】(1) (2) (3)3J 【详解】（1）小灯泡正常发光，则小灯泡的电压，小灯泡的电流为 由闭合回路欧姆定律有 线圈ABCD中感应电动势的最大值为 感应电动势的有效值为 解得 （2）从线圈ABCD转至中性面位置开始计时，则 代入数据得 （3）线圈ABCD旋转一周的时间为 故产生的总电能为 解得 16．潍坊某动力设备有限公司主要从事5—3000kW各种型号发电机的研发与生产，其中一小型发电机简化原理图如图所示，发电机的矩形线圈长、宽，匝数10匝，放置在磁感应强度大小的匀强磁场中，已知发电机线圈总阻值，外接电阻的阻值，发电机线圈转动的周期，电表为理想电表，导线电阻不计。求： (1)求发电机线圈产生的最大感应电动势； (2)从中性面开始计时，写出电阻两端电压瞬时值表达式； (3)电流表示数。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由题意可知 矩形线圈产生的交变电流最大值为 （2）电阻R两端电压的最大值 从中性面开始计时，电阻R两端电压瞬时值表达式为 解得 （3）由（2）得 根据欧姆定律 则电流表示数 17．如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图。其矩形单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，电阻，线圈两端的电流环与电阻R连接，电阻，与R并联的电压表为理想电压表。在时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图乙所示正弦规律变化。，求： (1)交流发电机产生的感应电动势的最大值； (2)电压表的示数（结果保留两位有效数字）； (3)线框从图示位置转过过程中，通过电阻R的电荷量。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律有 由图像可知 ， 解得交流发电机产生的感应电动势的最大值 （2）电压表的示数 其中 联立解得 （3）线框从图示位置转过过程中，通过电阻R的电荷量 其中 又 联立解得 18．如图所示，正方形线圈绕对称轴在匀强磁场中匀速转动，转速为，已知，匝数，磁感应强度，图示位置线圈平面与磁感线平行.闭合回路中线圈的电阻，外电阻。求： (1)从图示位置开始计时，写出感应电流的瞬时值表达式； (2)从图示位置转过过程中外力对发电机所做的功； (3)从图示位置转过过程中通过线圈横截面的电荷量。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）角速度为 线圈面积为 产生的感应电动势最大值为 感应电流的最大值为 从图示位置开始计时，感应电流的瞬时值表达式为 （2）从图示位置转过用时 电流有效值为 外力对发电机所做的功 （3）通过线圈横截面的电荷量为 试卷第2页，共17页 试卷第1页，共17页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年度高二物理下学期期末复习专题 01交变电流 知识梳理 温故知新 一、交变电流的产生和图像 1．交变电流的定义 ①_  _  _  _  _  _  _  _  都随时间做周期性变化的电流。（注意：方向随时间做周期性变化是交变电流最重要的特征） 2．正弦式交变电流 （1） 定义：按②_  _  _  _  _  _  _  _  变化的交变电流叫正弦式交变电流，简称正弦式电流。 （2）产生： （3） 正弦式交变电流的函数表达式（线圈在中性面位置开始计时） a.电动势随时间变化的规律：③_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 其中 等于线圈转动的④_  _  _  _  _  _  ，⑤_  _  _  _  _  _  。 b.负载两端的电压随时间变化的规律：。 c.电流随时间变化的规律：⑥_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 （4）图像：中性面位置开始计时 二、正弦式交流电的描述 1．周期和频率 （1） 周期：交变电流完成⑦_  _  _  _  _  _  _  _  变化（线圈转一周）所需的时间，单位是秒，公式。 （2） 频率：交变电流在单位时间内完成周期性变化的⑧_  _  ，单位是赫兹。 （3）周期和频率的关系： 或。 2．交变电流的“四值” （1）瞬时值：交变电流某一时刻的值。 （2）峰值：交变电流（电压或电动势）所能达到的最大值，也叫最大值。 （3）有效值：跟交变电流一个周期内的热效应等效的恒定电流的值叫作交变电流的有效值。对正弦式电流，其有效值和峰值的关系为：，，。 （4）平均值:用⑨_  _  _  _  _  _  _  _  来计算。 三、电感和电容对交流电的影响 1．电感对交变电流的阻碍作用的大小用⑩_  _  来表示；电容对交变电流的阻碍作用的大小用⑪_  _  来表示。 2.线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高，感抗越大；电容器的电容越大，交变电流的频率越高，容抗越小。 3．在电路中电感对电路的作用是：⑫_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  ；电容对电路的作用是：⑬_  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  。 题型速练 一题一思，查漏补缺 一、单选题 1．下列不属于交流电的图像的是（　　） A． B． C． D． 2．下列四个线框面积相等，磁场强度、转动的角速度也都相等，请问哪一个线框产生的交流电大小与其他的不同（　　） A． B． C． D． 3．如图所示，一矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的OO′轴以角速度ω匀速转动。下列说法正确的是（　　） A．线圈位于图示位置时电流方向为abcd B．线圈位于图示位置时产生的感应电动势最大 C．线圈从图示位置转过90°时，电流方向发生改变 D．仅增大角速度ω，线圈所受外力做的功越多 4．如图为某种发电机的横截面图，闭合矩形线圈匝数为n，垂直纸面的长边长度为L，短边在纸面内且长度为d，矩形线圈放在均匀辐射状磁场中（磁场方向均沿半径方向），转轴在中心O，线圈两条长边经过的位置的磁感应强度大小均为B，方向始终与两边的运动方向垂直，磁场分布在磁极与铁芯之间的左右两个圆心角均为θ＝120°区域内。现让线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动时，下列说法正确的是（　　） A．线圈在匀速转动过程中产生的是正弦式交变电流 B．线圈在匀速转动过程中产生的是直流电 C．线圈在磁场中匀速转动时，产生的电动势大小始终不变 D．线圈在磁场中匀速转动时，产生的电动势大小是2nBLdω 5．如图甲所示，交流发电机的矩形线圈在匀强磁场中逆时针匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间变化的规律如图乙所示。已知线圈匝数为匝，电路的总电阻为。下列说法正确的是（　　） A．图甲时刻，流经电阻上电流方向为由到 B．由图乙可知，时线圈中的感应电流改变方向 C．由图乙可知，内通过电阻的电荷量为 D．由图乙可知，线圈中产生的感应电动势瞬时值表达式为 6．如图甲所示，在匀强磁场中，闭合线框绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。线框产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．该交变电流可将熔断电流为3A的保险丝熔断 B．交变电流的周期为0.03s C．在s时穿过线框的磁通量为零 D．线框匀速转动的角速度为rad/s 7．为了研究交流电的产生过程，小齐进行了如下实验：第一次将单匝矩形线圈放在匀强磁场中，线圈绕转轴按图示方向匀速转动（过、的中点），并从图甲所示位置开始计时，产生的感应电流图像如图乙所示。第二次仅将转轴右侧的磁场去掉，则第二次线框内产生的感应电流图像为（　　） A． B． C． D． 8．如图所示，图线a、b是两个完全相同的线圈在同一匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦式电流的图像，以下关于这两个正弦式电流的说法正确的是（　　） A．两个线圈的转速之比 B．正弦式电流b的最大值为 C．图线a中内通过线圈的电量为 D．图线a中内通过线圈的电量为 9．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示。产生的电动势随时间变化的图像如图乙所示，则（　　） A．时，穿过线框的磁通量为0 B．时，线框的磁通量的变化率为零 C．线框从中性面位置开始转过时产生的电动势为220V D．线框每转动1秒电流方向就改变50次 10．一个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甲图所示，则以下说法中正确的是（　　） A．时刻，交变电流的电动势达到最大 B．时刻，交变电流的电动势为零 C．时刻，线圈平面位于中性面 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 11．某种电器要求接到交变电压是的电源上使用，交变电压是由矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的。对于交变电压u，下列说法正确的是（     ） A．用电压表测该电压，示数为 B．将该电压加在220Ω的电阻两端，则该电阻消耗的电功率为220W C．电流方向每秒改变50次 D．交流电的频率为50Hz，当时 12．如图所示，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ω匀速转动，外电路电阻为R，电压表电流表均为理想电表，在线圈由图示位置转过90°的过程中，下列说法正确的是（    ） A．图示位置处电流和电压的方向即将改变 B．此过程全电路产生的焦耳热为 C．电流表的示数为 D．电压表示数NBSω 13．如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的OO'轴以角速度ω匀速转动。下列说法正确的是（　　） A．线圈位于图示位置时不受安培力 B．线圈位于图示位置时产生的感应电动势最大 C．线圈从图示位置转过半个周期，通过线圈某横截面的电荷量为0 D．仅增大角速度ω，线圈在一个周期内产生的热量减少 14．如图所示，在正弦交流电源的两端接上电容、电感和光敏电阻，稳定后，电路中三个相同的灯泡均发光，且亮度相同。已知光敏电阻的阻值随着光照强度增加而减少，若仅增大交流电源的频率，则（　　） A．变亮 B．变亮 C．变暗 D．若增大照射在光敏电阻上的光强，则变暗 二、解答题 15．如图，某同学使用一小型交流发电机给一个额定电压为、额定功率为 的小灯泡供电，匝数为、面积为的线圈ABCD处于磁感应强度大小为的匀强磁场中，线圈ABCD的电阻为，以角速度绕垂直于磁场的轴匀速转动。线圈ABCD通过滑环与小灯泡相接，小灯泡正常发光，电表均为理想交流电表，从线圈ABCD转至中性面位置开始计时。 (1)求线圈ABCD绕轴匀速转动的角速度； (2)写出感应电动势随时间变化的关系式； (3)求线圈ABCD旋转一周电路中产生的总电能。 16．潍坊某动力设备有限公司主要从事5—3000kW各种型号发电机的研发与生产，其中一小型发电机简化原理图如图所示，发电机的矩形线圈长、宽，匝数10匝，放置在磁感应强度大小的匀强磁场中，已知发电机线圈总阻值，外接电阻的阻值，发电机线圈转动的周期，电表为理想电表，导线电阻不计。求： (1)求发电机线圈产生的最大感应电动势； (2)从中性面开始计时，写出电阻两端电压瞬时值表达式； (3)电流表示数。 17．如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图。其矩形单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，电阻，线圈两端的电流环与电阻R连接，电阻，与R并联的电压表为理想电压表。在时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图乙所示正弦规律变化。，求： (1)交流发电机产生的感应电动势的最大值； (2)电压表的示数（结果保留两位有效数字）； (3)线框从图示位置转过过程中，通过电阻R的电荷量。 18．如图所示，正方形线圈绕对称轴在匀强磁场中匀速转动，转速为，已知，匝数，磁感应强度，图示位置线圈平面与磁感线平行.闭合回路中线圈的电阻，外电阻。求： (1)从图示位置开始计时，写出感应电流的瞬时值表达式； (2)从图示位置转过过程中外力对发电机所做的功； (3)从图示位置转过过程中通过线圈横截面的电荷量。 试卷第2页，共17页 试卷第1页，共17页 学科网（北京）股份有限公司 $