3.2交变电流的描述 同步练习 -2026-2027学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

**基本信息** 以“周期频率-峰值有效值-图像公式-功能力学-平均值电荷量”五级递进设计，覆盖交变电流描述全知识点，通过概念辨析、图像分析、综合计算分层巩固物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |备考训练一|周期、频率、峰值、瞬时值表达式|基础填空+选择，巩固ω、T、f关系及e=Eₘsinωt模型| |备考训练二|u-t/i-t图像、周期频率判断|图像辨析题，强化从图像提取周期、峰值及相位信息能力| |备考训练三|有效值计算（含非正弦式）|选择+计算，通过方波、矩形波等情境深化有效值定义应用| |备考训练四|交变电流功、功率、焦耳热|结合风力发电等实际情境，提升电路能量转化分析能力| |备考训练五|平均值、电荷量计算|综合题结合楞次定律，培养科学探究中的证据与推理能力|

779038077———理解为王——物理快乐学 2 / 5 779038077———理解为王——物理快乐学 2 / 5 3.2 交变电流的描述 周期和频率 1．周期和频率的物理意义：描述交变电流____________的物理量。 2．周期：交变电流完成一次_____________所需的时间，用T表示，单位是秒（s）。 3．频率：交变电流完成_____________的次数与所用时间之比，用f表示，单位是______（Hz）。 4．ω、T、f的关系：T＝________或f＝_______ , ω＝_______。 峰值和有效值 5．峰值 （1）意义：用来表示电流的________和电压的______。 （2）应用：电容器所能承受的电压要_________交流电压的峰值。 6．有效值 （1）定义：让交变电流与恒定电流分别通过相同的_________，如果它们在交变电流的一个周期内产生的热量__________，则这个恒定电流的电流I、电压U，叫作这一交变电流的有效值； （2）应用：①交流用电设备上所标的_______电压和________电流；②交流电压表测量的_________； ③无特别说明时提到的___________的数值。 7．正弦式交变电流峰值和有效值的关系：I＝_______，U＝__________。 正弦式交变电流的公式和图像 8．描述交变电流的物理量：交变电流的______和_____描述电流(或电压)的变化快慢，_______描述变化过程中的最大值。 9．如果要详细描述交变电流的情况可以用______和_______两种方式，这两种描述可以全面记录和反映电流(或电压)____________的情况。 （1）图像：以电压u为例，如图所示。 （2） 公式：以电压u为例，如果已知一交变电流的周期T或频率f，又知道它的电压的有效值U或峰值，那么可以对第1节中的电压u＝Umsin ωt作进一步表达，可得u＝Umsin t＝________________。 备考训练一： 1、 正弦式交流的表达式 2、 峰值、瞬时值 1．已知某交变电流的瞬时值表达式为，则（　　） A．交变电流的频率为15Hz B．交流发电机转子转动的角速度为10rad/s C．交变电流的峰值为10A D．若线圈的匝数，则穿过线圈的磁通量的最大值为0.1Wb 2．如图所示为风力发电的简易模型，在风力作用下，风叶带动与其固定在一起的永磁体转动，其转速与风速成正比。某一风速时，线圈中产生的交变电流表达式为i=0.6sin20πt(A)，风速加倍时，产生的交变电流表达式为（　　） A．i=0.6sin20πt(A) B．i=0.6sin40πt(A) C．i=1.2sin20πt(A) D．i=1.2sin40πt(A) 3．如图所示，匝数为5匝的矩形线框在匀强磁场内匀速转动，产生的感应电动势瞬时值表达式为。则图示位置（垂直磁场方向）穿过矩形线框的磁通量大小为（　　） A． B． C． D． 4．交流发电机是现代电力系统的基础，其核心原理是法拉第电磁感应定律。在实验室中，常通过模拟发电机装置测量感应电动势、电流随时间的变化规律，验证相关理论。如图所示，矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，其转动轴线与磁感线垂直。已知匀强磁场的磁感应强度，线圈匝数，线圈的总电阻，线圈所围面积，转速。若从中性面开始计时，则线圈中产生的交变电流的瞬时值表达式为（　　） A． B． C． D． 5．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 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的保险丝熔断 B．交变电流的频率为 C．在时线框所在平面平行于磁场方向 D．该交变电流的表达式为 7．线圈abcd的面积是，共1000匝，线圈电阻为，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以的转速匀速转动时，求： (1)从图示位置开始计时，写出感应电动势e的瞬时值表达式 (2)电路中交流电压表的示数U和交流电流表的示数I 8．如图为某款潮汐发电机的结构简图，两磁体间匀强磁场的磁感应强度大小为，线圈的面积为，匝数500匝，海浪带动线圈以转速逆时针匀速转动。图示位置，线圈平面和磁感线平行，不计线圈电阻。下列说法正确的是（    ） A．若仅增大线圈匀速转动的转速，则线圈产生电动势的峰值不变 B．线圈产生电动势的峰值为 C．图示位置，线圈的磁通量最小，磁通量的变化率也最小 D．图示位置，端的电势高于端的电势 9．将的电阻接在有效值为，输出电压u随时间t如图所示变化的正弦交流电源上，则回路中（     ） A．电流 B．电流 C．电压 D．电压 备考训练二： 1、u-t和i-t图像等 10．如图是某种自由式活塞内燃发电机输出电压随时间变化的图像。下列说法正确的是（     ） A．电压的有效值为 B．电压的最大值为400 V C．电压的频率为50 Hz D．电压的周期为0.01 s 11．一个有N匝的矩形线框，面积为S，以角速度从如图所示的位置开始，在匀强磁场B中匀速转动，则产生的感应电动势随时间变化的图像是（    ） A． B． C． D． 12．一正弦式交变电流的i - t图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A．在t0.4 s时电流改变方向 B．该交变电流的周期为0.5 s C．该交变电流的表达式为 D．该交变电流的有效值为 13．（多选）某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生交变电流的图像如图所示。由图中信息可以判断（　　） A．在A和C时刻线圈处于中性面位置 B．在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零 C．从A到D线圈转过的角度为 D．从B到D穿过线圈的磁通量先减小后增大 14．（多选）如图一所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴转动，产生的正弦式交变电动势在一个周期内的图像如图二所示，则下列说法正确的是（   ）     A．内，穿过线框截面的电量为零 B．内，矩形金属线框的转速逐渐增大 C．交变电流在内方向变化100次 D．时，穿过金属框的磁通量最大 15．（多选）如图甲所示，在磁感应强度为的匀强磁场中，一形状不规则的单匝线圈绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，图乙是线圈中磁通量随时间变化的图像。线圈电阻不计，磁感应强度，、是与线圈连接的两个输出端，下列说法正确的是（　　） A．线圈的转速为 B．、端输出的最大电压为10V C．时，、端输出的瞬时电压值为 D．若将一个定值电阻和一个二极管串联后接在、输出端，则定值电阻两端电压的有效值为10V 16．（多选）一矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴与磁场方向垂直，该线圈内的磁通量随时间为余弦函数变化，线圈中产生的感应电动势峰值为，下列说法正确的有（     ） A．线圈转速为2.5 r/s B．在t=0.2 s时，线圈中产生感应电动势为 C．图示甲位置线圈再转过30°时，线圈中产生的电动势为 D．若转速变为原来的2倍，线圈产生的电动势有效值为 17．（多选）一矩形金属线圈在匀强磁场中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如图所示。下列说法正确的是（　　） A．时刻，穿过线圈平面的磁通量变化率最小 B．时刻，穿过线圈平面的磁通量最大 C．线圈在磁场中转动的角速度为 D．线圈中感应电动势的表达式为（V） 18．如图所示，空间中存在方向与水平面成夹角的匀强磁场，导线框以恒定的角速度绕水平转轴按照图示方向转动，以图中导线框转到水平位置时为时刻，沿方向为电流正方向，则导线框中电流随时间的变化图像正确的是（　　） A．B．C．D． 备考训练三： 1、有效值、最大值 19．矩形波是一种非正弦曲线的波形，其高电平在一个波形周期内占有的时间比值称为占空比，也可理解为电路释放能量的有效释放时间与总时间的比值，占空比为50%的矩形波称之为方波。关于如图所示矩形波，下列说法正确的是（　　） A．若占空比为，输入电压的有效值为 B．若占空比为，输入电压的有效值为 C．若占空比为，输入电压的有效值为 D．若占空比为，输入电压的有效值为 20．交变电流有效值的计算 (1)有效值的规定 让交变电流和恒定电流I直分别通过同一电阻R，在一个周期内产生的焦耳热分别为Q交、Q直，若Q交＝Q直，则交变电流的有效值I＝______（直流有效值也可以这样算）。 (2)有效值的理解 ①交流电流表、交流电压表的______是指有效值。 ②用电器铭牌上标的值（如额定电压、额定电流）指的均是______值。 ③计算热量、电功率及保险丝的______电流指的是有效值。 ④没有特别加以说明的，是指____。 ⑤“交流的最大值是有效值的倍”仅适用于_________电流。 (3)有效值的计算 ①计算有效值时要根据电流的热效应，抓住“三同”：“相同时间”内“相同电阻”上产生“相同热量”，列式求解。 ②分段计算电热求和得出________产生的总热量。 ③利用两个公式Q＝I2Rt和Q＝t可分别求得电流有效值和电压有效值。 ④若图像部分是正弦（或余弦）式交变电流，其中的周期（必须是从0至最大值或从最大值至0）和周期部分可直接应用正弦式交变电流有效值与最大值间的关系I＝、U＝求解。 21．如图所示的交变电流，前五分之二周期按正弦规律变化，后五分之三周期电流恒定，则该交变电流的有效值为（　　） A． B． C． D． 22．在两个相同的定值电阻中分别通以如图甲、乙所示的交变电流（乙为正弦式图像），则在一个相同周期内产生的热量大小之比为（　　） A．5∶4 B．4∶5 C．3∶2 D．2∶3 23．R1、R2为两个完全相同的定值电阻，R1两端的电压随时间周期性变化的规律如图甲所示，R2两端的电压随时间周期性变化的规律如图乙所示，其中每段曲线都是四分之一正弦曲线，则两电阻在一个周期T内产生的热量之比Q1∶Q2为（　　） A．3∶1 B． C． D．4∶3 24．如图所示，N匝正方形闭合金属线圈abcd边长为L，线圈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OO′以角速度ω匀速转动，ab边距轴。线圈中感应电动势的有效值为（　　） A． B． C． D． 25．（多选）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像如图所示．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 26．图甲是某一交流发电机的示意图，两磁极N、S间存在可视为水平向右的匀强磁场，V为理想电压表，电阻R=9Ω，线圈内阻r=1Ω。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，通过线圈的电流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（   ） A．电压表的示数为10V B．线圈转动的角速度为50πrad/s C．t=0.01s时，穿过线圈的磁通量变化率为零 D．0~0.005s时间内，通过电阻R的电荷量为 27．承德坝上的风力发电站配备了一批风力发电机组。图甲展示的是承德坝上的发电风车，图乙为风车的简化发电模型，风车的扇叶带动内部铜质线圈绕垂直于磁场的水平转轴顺时针匀速转动从而产生交流电，图丙呈现的是风车转速为时，线圈输出电流i随时间t变化的关系，基于以上信息，下列说法正确的是（　　） A．当线圈转到图乙所示位置时产生的感应电流方向为 B．线圈转动一周电阻R上通过的电荷量为零 C．当线圈转到图乙所示位置时交流电流表的示数为 D．若风车转速变为2，则线圈输出电流的有效值为 备考训练四： 1、交变电流电路功、能计算 28．某同学将一底面半径为、高为的圆柱形绝缘竹笼改造成仓鼠玩具。如图，在竹笼柱面上平行于轴线固定有一长为的轻质金属棒，其两端通过导线连接一电阻为的小灯泡，竹笼所在区域存在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。若仓鼠在竹笼中奔跑时，竹笼绕水平中轴线以角速度匀速转动，小灯泡电阻视为不变，不计其他电阻，则竹笼转动一圈小灯泡消耗的电能为（　　） A． B． C． D． 29．如图所示，闭合开关后，的电阻两端的交流电压为，电压表和电流表均为理想交流电表，则（　　） A．该交流电周期为 B．电压表的读数为 C．电流表的读数为 D．电阻的电功率为 30．在如图所示电路中接入正弦交流电，灯泡的电阻是灯泡的2倍。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，灯泡、的电功率之比为（　　） A．2︰1 B．1︰1 C．1︰2 D．1︰4 31．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．通过电阻电流的峰值为 C．电阻在1秒内消耗的电能为 D．电阻两端电压表达式为 32．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． 33．一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q方；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为，该电阻上电压的峰值均为u0，周期均为T，如图所示。则Q方∶Q正等于（　　） A．1∶ B．∶1 C．1∶2 D．2∶1 34．（多选）如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T，转轴垂直于磁场方向，线圈电阻为，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，那么（　　） A．线圈消耗的电功率为 B．线圈中感应电流的有效值为 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 35．（多选）发电机的示意图如图甲所示，边长为L的正方形金属框，在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕OO’轴转动，阻值为R的电阻两端的电压如图乙所示。其它电阻不计，图乙中的Um为已知量。则金属框转动一周（　　） A．框内电流方向不变 B．电动势的最大值为Um C．流过电阻的电荷 D．电阻产生的焦耳热 36．（多选）一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示（） A．该交流电的电压瞬时值的表达式为u="100" sin（25t） V B．该交流电的频率为25 Hz C．该交流电的电压的有效值为V D．若将该交流电压加在阻值为R="100" Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是50 W 备考训练五： 1、平均值、电荷量等 37．如图所示，矩形线圈在匀强磁场中以边为轴匀速转动，从上向下看，线圈以逆时针方向转动。已知边长为，边长为，转动角速度为，磁场的磁感应强度为，线圈的电阻为。以下说法正确的是（   ） A．在图示位置时线圈的磁通量为0，感应电动势为0 B．在线圈转动的过程中，、两点的电势差始终为0 C．从图示位置转过的过程中，通过导线某截面的电量为 D．从图示位置开始计时，感应电流的瞬时值表达式为 38．判断下列说法是否正确。 (1)交变电流的有效值就是它的平均值。（　　） (2)正弦式交变电流的有效值是峰值的倍。（　　） (3)计算交变电流通过电阻产生的热量时，必须使用有效值。（　　） (4)计算交变电流通过导体横截面的电荷量时，应使用有效值。（　　） (5)电容器在交变电路中，频率越高，容抗越小。（　　） (6)电感线圈在交变电路中，频率越高，感抗越小。（　　） (7)交变电流的峰值越大，有效值也一定越大。（　　） (8)交变电流的瞬时值随时间变化，峰值和有效值是恒定的。（　　） (9)家用照明电路的电压 220V 指的是峰值电压。（　　） (10)电感线圈具有 “通直流、阻交流，通低频、阻高频” 的特性。（　　） (11)电容器具有 “通交流、隔直流，通高频、阻低频” 的特性。（　　） (12)交变电流的平均值越大，有效值也一定越大。（　　） (13)计算交变电流电路中保险丝的熔断电流时，应使用有效值。（　　） (14)电容器在直流电路中相当于断路，所以直流电路中没有电流通过电容器。（　　） (15)对于同一交变电流，有效值一定小于峰值。（　　） 39．（多选）福建省作为引领绿色转型的清洁能源大省，漳浦六鳌、莆田平海湾、平潭、宁德霞浦等海上风电场正串珠成链。某风力发电站产生的正弦式交变电流的电流i随时间t的变化关系如图所示，则（　　） A．电流的有效值为1000A B．电流的频率为 C．1s内电流方向改变100次 D． 一个周期内电流的平均值为 40．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Φ与时间t的关系图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A．时刻线框平面与中性面垂直 B．线框的感应电动势最大值为 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 41．（多选）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 42．如图所示，一个小型应急交流发电机，内部为匝，边长的正方形线圈，总电阻为，线圈在磁感应强度为的匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴匀速转动。发电机对一电阻为的电灯供电，线路中其它电阻不计，若发电机的转动角速度为时，电灯正常发光，求： (1)线圈中感应电动势的最大值及交流电表的示数； (2)线圈从中性面位置转过的过程中，通过电灯的电荷量。 43．如图所示，正方形线框abcd边长，匝数，总电阻，通过电刷与的外电路电阻构成闭合回路。匀强磁场边界恰好与、边中点重合，磁感应强度，除正方形线框电阻与外电路电阻外不计其他电阻。现让正方形线框从图示位置开始以角速度绕轴匀速转动，则下列判断中正确的是（     ） A．线框转动过程中感应电动势的峰值为40 V B．线框转到图示位置时，电阻两端电压的瞬时值为18 V C．线圈从图示位置转半圈的过程中，通过电阻的电荷量为 D．线圈从图示位置转一圈的过程中，电阻产生的热量为（J） 44．如图，纸面内有一半圆形导体线圈，O为其圆心，置于垂直纸面向里、边界为的匀强磁场中，线圈直径与重合。若线圈以为轴匀速转动，线圈产生的热量为，通过线圈横截面的电荷量为；若线圈以过圆心O，垂直于半圆面的轴在纸面内匀速转动，线圈产生的热量为，通过线圈横截面的电荷量为。已知两次转动角速度相同，则（    ） A．， B．， C．， D．， 45．（多选）如图所示，L形导线框置于磁感应强度大小为B、方向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，线框电阻为R，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。t=0时，abef与水平面平行，则（　　） A．时，电流方向为abcdefa B．感应电动势最大值为BL2 C．线框转动一周产生的热量为 D．到过程中，通过线框横截面的电荷量为 779038077———理解为王——物理快乐学 2 / 5 779038077———理解为王——物理快乐学 2 / 5 每个知识点两个按照2-3-3练习（简、中、难——多为期中、期末、高考真题）——全面掌握 每个知识点两个按照2-3-3练习（简、中、难——多为期中、期末、高考真题）——全面掌握 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 8 9 10 11 答案 C D D C C B D A C A 题号 12 13 14 15 16 17 18 19 21 22 答案 C CD CD ACD AC BC A C C A 题号 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 答案 A B BC D D B C C D B 题号 33 34 35 36 37 39 40 41 43 44 答案 D AC BD BD D AC C AB D D 题号 45 答案 AD 1．C 【详解】B．由交变电流瞬时值表达式 可知转子转动的角速度，故B错误； A．根据公式 可得，故A错误； C．由题意可知，交变电流的峰值为，故C正确； D．电流峰值 因电路总电阻未知，无法求出电动势峰值，而，因此无法求出磁通量的最大值，故D错误。 故选C。 2．D 【详解】风速加倍后永磁体的角速度为ω=2×20πrad/s=40πrad/s 根据感应电动势的最大值表达式Em=NBSω可知，感应电动势变为原来的2倍，根据可知，产生的感应电流的最大值也变为原来的2倍，变为1.2A，所以产生的交变电流的表达式为i=1.2sin40πt（A）。 故选D。 3．D 【详解】如图所示，匝数为5匝的矩形线框在匀强磁场内匀速转动，产生的感应电动势瞬时值表达式为，可知 可得 又角速度，可知 根据可得图示位置（垂直磁场方向）穿过矩形线框的磁通量大小为 故选D。 4．C 【详解】矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，若从中性面开始计时，感应电动势的瞬时表达式为，其中， 则线圈中产生的交变电流，ABD错误，C正确。 故选C。 5．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。 6．B 【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，则交变电流的频率为，故B正确； 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，即线框所在平面垂直于磁场方向，故C错误； D．线框转动的角速度为 则该交变电流的表达式为，故D错误。 故选B。 7．(1) (2)， 【详解】（1）图示位置为中性面，则从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式 其中 则 （2）由第（1）可知电动势有效值为 电路中交流电压表的示数 交流电流表的示数 8．D 【详解】A． 交变电动势峰值满足 ，且 （为转速），若仅增大转速，增大，电动势峰值会增大，A错误； B． 换算转速： ，可得 电动势峰值 ，B错误； C．图示位置线圈平面与磁感线平行，磁通量为0（最小） 感应电动势公式 ​，此时感应电动势最大，因此磁通量的变化率最大，C错误； D． 磁场方向从N极指向S极（水平向右），线圈逆时针匀速转动 根据右手定则可判断：线圈作为电源，内部感应电流流向端，因此端为电源正极，电势高于b端，D正确。 故选D 。 9．A 【详解】题意可知电源电压最大值为 由图可知交变电流周期为0.02s，则电压 则电流 综上可知A选项符合题意。 故选A。 10．C 【详解】AB．由图像可知，电压的最大值为200V，且并不是一直维持200V，则有效值小于200V，故AB错误； CD．从U-t图像可以看出，电压完成一次周期性变化的时间（周期），则频率为，故C正确，D错误。 故选C。 11．A 【详解】图示位置线框处于与中性面垂直的平面，竖直长边垂直切割磁感线，此时产生的感应电动势最大为 根据正弦式交变电流的表达式可知感应电动势随时间的变化关系为 故选A。 12．C 【详解】A．由图可知t0.4 s时电流为正方向最大，电流方向没有发生变化，故A错误； B．由图可知，该交变电流的周期为T=0.4s，故B错误； C．由图可知，电流的最大值为，角速度为 故该交变电流的表达式为 故C正确； D．该交变电流的有效值为 故D错误。 故选C。 13．CD 【详解】A．在和时刻，感应电流达到最大值，根据法拉第电磁感应定律，此时感应电动势最大，磁通量的变化率最大，而磁通量为零，线圈平面与磁感线平行（即垂直于中性面），故A错误； B．在和时刻，感应电流，感应电动势为零，磁通量的变化率为零，此时磁通量最大，线圈处于中性面位置，故B错误； C．由图可知，时刻对应周期，时刻对应个周期。从到经历的时间 线圈匀速转动，转过的角度，故C正确； D．从到经历了半个周期，线圈转过角度。时刻线圈处于中性面，磁通量最大；时刻线圈垂直中性面，磁通量为零；时刻线圈回到中性面，磁通量最大，所以该过程穿过线圈的磁通量先减小后增大，故D正确。 故选CD。 14．CD 【详解】A．时，感应电动势为零，线圈处于中性面，磁通量 时，感应电动势最大，线圈平面与磁场平行，磁通量 根据法拉第电磁感应定律有 穿过线框截面的电量 又 联立可得，故A错误； B．产生正弦式交变电动势，说明线框匀速转动，转速不变，故B错误； C．交变电流在0.02s内电流方向改变两次，则1s内方向变化100次，故C正确； D．时，感应电动势为零，此时金属线框处于中性面，磁通量最大，故D正确。 故选CD。 15．ACD 【详解】A．由乙图可知，线圈转动的周期 转速，故A正确； B．单匝线圈旋转切割磁场产生的感应电动势最大值 其中角速度 磁通量最大值 故可知，故B错误； C．时磁通量为0，线圈处于与中性面垂直的平面上，瞬时电动势表达式为 将代入，解得，故C正确； D．二极管单向导电性，仅半个周期有电流通过定值电阻。根据有效值定义，设电阻两端电压有效值为，一个周期内满足 代入，解得，故D正确。 故选ACD。 16．AC 【详解】A．从图像可得线圈转动周期，转速，故A正确； B．磁通量随时间按余弦变化：，感应电动势（为峰值）。 时，代入得，感应电动势为0，故B错误； C．（图示位置）线圈磁通量最大，处于中性面，感应电动势为0，从中性面开始转过（），则，故C正确； D．转速变为原来的2倍，则角速度，新的感应电动势峰值，有效值，故D错误。 故选AC。 17．BC 【详解】A．时刻，感应电动势最大，则穿过线圈平面的磁通量变化率最大，故A错误； B．时刻，线圈处于中性面，穿过线圈平面的磁通量最大，故B正确； C．线圈在磁场中转动的角速度为，故C正确； D．线圈中感应电动势的表达式为（V），故D错误。 故选 BC。 18．A 【详解】根据楞次定律可知，时刻线圈中的电流方向为，与规定正方向相同，故时刻，线圈中的电流为正值；当线圈由图示位置转过时，即 此时线圈正好处于中性面，其电动势、电流均为零。所以导线框中电流随时间的变化图像正确的是A选项。 故选A。 19．C 【详解】AB．若占空比为，根据有效值的概念可知 解得输入电压的有效值为，AB错误； CD．若占空比为，根据有效值的概念可知 解得输入电压的有效值为，C正确，D错误。 故选C。 20．(1) (2) 示数 有效 熔断 有效值 正弦式交变 (3)一个周期内 【详解】（1）略 （2）略 （3）略 21．C 【详解】设该交流电的有效值为，根据有效值的定义，则一个周期内 求得 故选C。 22．A 【详解】在一个相同周期内产生的热量大小分别为， 则在一个相同周期内产生的热量大小之比为，故选A。 23．A 【详解】根据有效值的定义，设图甲电压的有效值为U1，则有 解得 设图乙电压的有效值为U1，则有 解得 接在阻值大小相等的电阻上，因此有 故选A。 24．B 【详解】交流电的最大值和两条边到转轴的距离无关，为 因此有效值为 故选B。 25．BC 【详解】由图像可知时刻线圈的磁通量最大，因此此时线圈处于中性面位置，因此A错误；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，则有效值为，故B正确，线圈转一周所做的功为转动一周的发热量，，故C正确；从0时刻到时刻的平均感应电动势为，故D错误． 26．D 【详解】A．由图乙可知电路中电流的有效值为 所以电压表的示数为 故A错误； B．由图乙可知交流电的周期为 所以线圈转动的角速度为 故B错误； C．由图乙可知，在t=0.01s时，线圈中的电流最大，所以此时感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化率最大，故C错误； D．线圈产生的感应电动势的最大值为 设线圈匝数为n，则 在0~0.005s时间内，线圈转过周期，穿过线圈磁通量的变化量等于磁通量的最大值。通过电阻R的电荷量为 其中 根据法拉第电磁感应定律有 联立代入数据解得 故D正确。 故选D。 27．D 【详解】A． 图乙位置线圈平面与磁场平行，原磁场方向从左（N极）向右（S极），顺时针转动后，向右穿过线圈的磁通量逐渐增大，根据楞次定律及右手螺旋定则可判断线圈内感应电流方向为，故A错误； B．电荷量指通过电阻横截面的电荷总量，不计电流方向：线圈转动一周，半个周期正向通过电荷量，半个周期反向通过电荷量也为，总电荷量为，故B错误； C． 交流电流表测量的是交流电的有效值，不是峰值，示数始终为，故C错误； D．感应电动势峰值 电流峰值 因此电流峰值与角速度成正比。当转速变为，新的电流峰值，交流电有效值，故D正确。 故选D。 28．B 【详解】根据正弦式交流电产生原理可知，交流电最大值为 电压有效值为 竹笼转动一圈小灯泡消耗的电能为 故选B。 29．C 【详解】A．该交流电的周期 B．电压表的读数为交流电的有效值，即 选项B错误； C．电流表的读数为 选项C正确； D．电阻的电功率为 选项D错误。 故选C。 30．C 【详解】两个二极管正向电阻为0，反向电阻无穷大，二极管导通则短路并联的灯泡，此时另一个灯泡与电源串联，根据电路图可知在一个完整的周期内，两个灯泡有电流通过的时间相等都为半个周期，电压有效值相等，则根据 可知 故选C。 31．D 【详解】A．由图可知交流电的周期为0.02s，则频率为 故A错误； B．根据图像可知电压的峰值为，根据欧姆定律可知电流的峰值 故B错误； C．电流的有效值为 所以电阻在1s内消耗的电能为 故C错误； D．根据图像可知其电压表达式为 故D正确。 故选D。 32．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。 33．D 【详解】由有效值概念知，一个周期内产生的热量 可得 故D正确，ABC错误。 故选D。 34．AC 【详解】B．从垂直中性面开始其瞬时表达式为 则电流的最大值为 则电流的有效值为 故B错误； A．线圈消耗的电功率为 故A正确； C．感应电动势的最大值为 任意时刻线圈中的感应电动势为 故C正确； D．根据最大感应电动势公式有 解得，最大磁通量为 则任意时刻穿过线圈的磁通量为 故D错误。 故选AC。 35．BD 【详解】A．当线框转动时，框内电流方向每经过中性面一次都要变化一次，而线圈和外电路接点处通过换向器，保证电流的方向不发生变化，从而使加在电阻两端的电压方向保持不变，A错误； B．由图乙可知，电动势的最大值为Um ，B正确； C．线圈转过半周，则流过电阻的电荷量为 则金属框转过一周流过电阻的电荷量为 C错误； D．因为 则 金属框转过一周电阻产生的焦耳热 D正确。 故选BD。 36．BD 【详解】试题分析：由图可知，故，，所以其表达式为，故A错误B正确；由图象可知交流电的最大值为100V，因此其有效值为，所以R消耗的功率为，故C错误，D正确； 考点：考查了交流电图像 37．D 【详解】A．图示位置中，线圈平面与磁场方向平行，磁通量为0，但此时cd边垂直切割磁感线，感应电动势最大，故A错误； B．cd边切割磁感线，产生感应电动势，故cd边可视为电源的内阻，其他三边可视为电源的外电阻，根据 可知当感应电流的瞬时值为零时，则、两点的电势差为零；当感应电流的瞬时值不为零时，则、两点的电势差不为零，故B错误； C．根据，，， 联立可得，故C错误； D．图示位置为感应电动势最大值位置，感应电动势瞬时值表达式为 根据闭合电路的欧姆定律，可得感应电流瞬时值为，故D正确。 故选D。 38．(1)错误 (2)正确 (3)正确 (4)错误 (5)正确 (6)错误 (7)错误 (8)正确 (9)错误 (10)正确 (11)正确 (12)错误 (13)正确 (14)错误 (15)错误 【详解】（1）有效值是根据电流热效应定义，平均值是交变电流对时间的平均，二者是完全不同的物理概念，故错误。 （2）正弦式交变电流满足关系：有效值、，即有效值为峰值的倍，故正确。 （3）交变电流的热量是热效应的积累效果，计算产热必须使用有效值，故正确。 （4）计算通过导体横截面的电荷量，需要用平均值，不是有效值，故错误。 （5）容抗公式，频率越高，容抗越小，故正确。 （6）感抗公式，频率越高，感抗越大，故错误。 （7）有效值大小不仅和峰值有关，还和交变电流的波形有关，峰值大的交变电流有效值不一定更大，故错误。 （8）对于确定的交变电流，瞬时值随时间变化，峰值是最大瞬时值，有效值由热效应确定，二者都是恒定值，故正确。 （9）民用照明电压220V是有效值，峰值约为，故错误。 （10）电感对稳恒直流阻碍很小，对交流阻碍作用随频率升高而增大，因此符合“通直流、阻交流，通低频、阻高频”的特性，故正确。 （11）直流稳定后电容器相当于断路，交流通过电容器时会不断充放电，阻碍作用随频率升高而减小，因此符合“通交流、隔直流，通高频、阻低频”的特性，故正确。 （12）平均值和有效值是不同概念，平均值大小与有效值大小无必然联系，故错误。 （13）保险丝熔断由电流热效应决定，因此计算熔断电流需要用有效值，故正确。 （14）直流电路中，电容器充、放电过程存在电流，只有稳定后才相当于断路，故错误。 （15）例如大小不变、方向周期性变化的方波交变电流，有效值等于峰值，因此有效值不一定小于峰值，故错误。 【点睛】 39．AC 【详解】A．由题图可知，该正弦式交变电流的电流最大值为，则电流的有效值为，故A正确； B．该交变电流的周期为，则频率为，故B错误； C．正弦式交变电流一个周期内电流的方向改变两次，由于1s内的周期数为 所以1s内电流方向改变100次，故C正确； D．由于一个周期内穿过线圈的磁通量的变化量为0，则根据法拉第电磁感应定律可知，一个周期内电动势的平均值为0，所以一个周期内电流的平均值也为0，故D错误。 故选AC。 40．C 【详解】A．由图像可知，时刻穿过线圈的磁通量最大，但磁通量变化率为0，线框产生的感应电动势为0，线框处于中性面，故A错误； B．线框的感应电动势最大值为 故B错误； C．线框的感应电动势有效值为 根据功能关系可知，线框转一周外力所做的功为 故C正确； D．从到过程中线框的平均感应电动势为 故D错误。 故选C。 41．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。 42．(1)， (2) 【详解】（1）线圈中感应电动势的最大值为 代入数据可得 电动势有效值为 则交流电表的示数为 （2）线圈从中性面位置转过的过程中，通过电灯的电荷量为 可得 43．D 【详解】A．感应电动势峰值满足为，故A错误； B．图示位置线框平面与磁场（垂直纸面向里）垂直，处于中性面，感应电动势瞬时值为0，因此R两端电压瞬时值为0，故B错误； C．转半圈过程中，磁通量变化量大小为 电荷量为 代入数据解得，故C错误； D．正弦交变电流电动势有效值 转动周期 线圈从图示位置转一圈的过程中，电阻R产生的热量为 代入数据解得，故D正确； 故选D。 44．D 【详解】根据可知两次线圈的磁通量变化量相同，均为 所以两次通过线圈横截面的电荷量相等，即 以MN为轴转动，线圈产生的电流为正弦式交变电流，则，，， 线圈转过过程中产生的热量为 以过圆心垂直于半圆的轴转动，线圈中产生的电流为， 线圈转过过程中产生的热量为 整理可得 故选D。 45．AD 【详解】A．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，故A正确； B．线框旋转过程中，磁通量随时间呈正弦形式变化，其中当时刻，磁通量取极值 因此感应电动势最大值为，故B错误； C．线框旋转过程中，感应电动势的有效值为 线框转动一周产生的热量为，故C错误； D．到过程中，线框的磁通量变化量为零，线框的磁通量变化量为 通过线框横截面的电荷量为，故D正确。 故选AD。 参考答案： 1．变化快慢 【详解】略 2．周期性变化 【详解】周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间，用T表示，单位是秒(s)。 3． 周期性变化 赫兹 【详解】频率：交变电流完成周期性变化的次数与所用时间之比，用f表示，单位是赫兹（Hz）。 4． 【详解】略 5． 最大值 最大值 高于 【详解】略 6． 电阻 相等 额定 额定 数值 交变电流 【详解】略 7． 【详解】略 8． 周期 频率 峰值 【详解】略 9． 公式 图像 每个时刻 【详解】[1][2][3]如果要详细描述交变电流的情况可以用公式和图像两种方式，这两种描述可以全面记录和反映电流（或电压）每个时刻的情况。 [4]由峰值与有效值的关系 可得 故瞬时值的表达式可以表示为 每个知识点两个按照2-3-3练习（简、中、难——多为期中、期末、高考真题）——全面掌握 每个知识点两个按照2-3-3练习（简、中、难——多为期中、期末、高考真题）——全面掌握 学科网（北京）股份有限公司 $