2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第二册3.2 交变电流的描述 同步练习
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第二册3.2 交变电流的描述 同步练习 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 600.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-12-20 15:41:42 | ||
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文档简介
3.2 交变电流的描述
一、单选题
1．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。产生的电动势的图像如图乙所示，则（ ）
A．线框产生的电动势的有效值为 B．时线框平面与中性面重合
C．线框产生的电动势的频率为 D．时穿过线框的磁通量变化率为零
2．如图所示，家庭电路上接有保险丝、交流电压表、“”的电饭锅及“”的抽油烟机，现接入的交流电，电饭锅和抽油烟机均正常工作，下列说法正确的是（ ）
A．交流电压表的示数为
B．内流过保险丝的电流方向改变100次
C．电饭锅的热功率是抽油烟机的热功率的2.3倍
D．为保障电路正常工作，保险丝的额定电流不能小于
3．如图所示为一电流通过一电子元件后的波形图（曲线部分为正弦交流电的一部分），则下列说法正确的是（ ）
这是一种交变电流
B．电流的变化周期为
C．电流通过电阻时，电功率为
D．电流通过的电阻时，一个周期内流经电阻的电荷量大于
4．如图所示是一交变电流的图象，则该交流电电流的有效值为（ ）
A． B． C． D．
5．如图所示，一矩形线圈的面积为S，匝数为N，电阻为r，处于磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中，绕垂直磁场的水平轴OO′以角速度ω匀速运动。线圈通过滑环与定值电阻R及理想电流表组成闭合回路。已知理想电压表的示数为U，从线圈平面与磁感线平行的位置开始计时，则（ ）
A．R两端电压瞬时值的表达式为
B．理想电流表的示数为
C．从到的时间内，穿过线圈平面磁通量的变化量为零
D．若ω=100π rad/s，通过R的电流每秒钟方向改变50次
6．将交变电流加在阻值为10Ω的电阻两端，电路中电流的图象如图所示，由图可知（ ）
A．用电流表测该电流其示数为10A
B．用电流表测该电流其示数为7.07A
C．电阻消耗的电功率为1000W
D．该交变电流的瞬时值表达式为i＝10sin200πt（A）
7．一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示。电路组成如图乙所示，已知发电机线圈内阻为5.0Ω，外接灯泡阻值为95.0Ω，灯泡正常发光，则（ ）
A．电压表V的示数为220V
B．电路中的电流方向每秒钟改变50次
C．灯泡消耗的功率为459.8W
D．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为48.4J
8．如图所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角θ＝45°时为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正，则下列四幅图像中可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
9．如图所示，N匝正方形闭合金属线圈abcd边长为L，总电阻为R，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以角速度匀速转动，ab边距转轴。下列说法正确的是（ ）
A．线圈中感应电动势有效值为
B．如图转过过程中，通过线圈的电量为
C．如图转过时，此时磁通量最大，线圈中感应电流也最大
D．如图开始转动一周的过程中，线圈的发热量是
10．多数同学家里都有调光台灯、调速电风扇。过去是用变压器来实现上述调节的，缺点是成本高、体积大、效率低，且不能任意调节灯的亮度或电风扇转速。现在的调光台灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现调节的。如图所示为一个经过双向可控硅电子元件调节后加在电灯上的电压，即在正弦交流电的每一个周期中，前面的被截去，调节台灯上旋钮可以控制截去多少，从而改变电灯上的电压。则现在电灯上的电压为（ ）
A．Um B． C． D．
二、多选题
11．如图所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波式的交变电流与时间的变化关系。若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，经过1 min的时间，则( )
A．图甲所示交变电流的有效值为A
B．图乙所示交变电流的有效值为A
C．两电阻消耗的电功之比为1：3
D．两电阻消耗的电功之比为3：1
12．如图所示，矩形线圈abcd放在匀强磁场中，ad=bc=l1，ab=cd=l2。从图示位置起该线圈以角速度ω绕不同转轴匀速转动，则（ ）
A．以OO′为转轴时，感应电动势e=Bl1l2ωsinωt
B．以O1O1′为转轴时，感应电动势e=Bl1l2ωsinωt
C．以OO′为转轴时，感应电动势e=Bl1l2ωcosωt
D．以OO′为转轴跟以ab为转轴一样，感应电动势e=Bl1l2ωcosωt
13．如图所示，边长为L的正方形单匝线圈abcd，电阻为r，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线恰好位于匀强磁场的边界线OO′上，磁场的磁感应强度为B，若线圈从图示位置开始以角速度ω绕OO′轴匀速转动，则以下判断正确的是（ ）
A．图示位置线圈中的感应电动势最大，为Em＝BL2ω
B．从图示位置开始计时，闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为e＝BL2ωsin ωt
C．线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R的电荷量为q＝
D．线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量为
14．如图所示，一半径为r的半圆形单匝线圈放在具有理想边界的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B.线圈以直径ab为轴匀速转动，转速为n，ab的左侧有垂直于纸面向里（与ab垂直）的匀强磁场，M和N是两个滑环，负载电阻为R.线圈、电流表和连接导线的电阻都不计，下列说法正确的是（ ）
A．转动过程中电流表的示数为
B．从图示位置起转过 圈的时间内产生的平均感应电动势为2πnBr2
C．从图示位置起转过圈的时间内通过负载电阻R的电荷量为
D．转动过程中交变电流的最大值为
15．矩形线圈的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示．下列结论正确的是（ ）
A．在t＝0.1 s和t＝0.3 s时，电动势为零
B．在t＝0.2 s和t＝0.4 s时，电动势改变方向
C．电动势的最大值是157 V
D．在t＝0.4 s时，磁通量变化率最大，其值为3.14 Wb/s
16．如图所示，交流发电机的矩形线圈边长ab＝cd＝0.4 m，ad＝bc＝0.2 m，线圈匝数N＝100 匝，线圈电阻r＝1 Ω，线圈在磁感应强度B＝0.2 T的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以ω＝100π rad/s的角速度匀速转动，外接电阻R＝9 Ω，从图示时刻开始计时，则（ ）
A．该发电机产生的电动势瞬时值为e＝160πsin （100πt）V
B．从图示位置转过30°的过程中，通过电阻R的电荷量为0.08 C
C．t＝s时线圈中感应电动势最大
D．交变电流的有效值是8π A
三、解答题
17．如图所示，一个小型旋转电枢式交流发电机，其矩形线圈的长度为a，宽度为b，共有n匝，总电阻为r，与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R的定值电阻，线圈以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO′匀速转动，沿转轴OO′方向看去，线圈转动沿逆时针方向，t=0时刻线圈平面如图所示．
（1）求线圈从t=0位置开始到转过60°时的瞬时电流；
（2）求线圈从t=0位置开始到转过90°的过程中的流过电阻R的电量；
（3）线圈转动一周的过程中电阻R上产生的热量。
18．如图甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场。已知线圈的匝数n=100匝，电阻r=1.0 Ω，所围成的矩形的面积S=0.040 m2，小灯泡的电阻R=9.0 Ω，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为，其中Bm为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期。不计灯丝电阻值随温度的变化，求：
（1）线圈中产生感应电动势的最大值；
（2）小灯泡消耗的电功率；
（3）在磁感应强度变化的时间内，通过小灯泡的电荷量。
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．B
【详解】
A．由图乙可知
根据正弦式交变电流有效值和峰值的关系可得，该交变电流的有效值为
故A错误；
B．当，感应电动势为零，由法拉第电磁感应定律
可知，磁通量的变化率是零，线框平面与中性面重合，故B正确；
C．据周期和频率的关系可得，该交变电流的频率为
故C错误；
D．当，感应电动势最大，则此时穿过线框回路的磁通量变化率最大，故D错误。
故选B。
2．B
【详解】
A．由
知电压最大值
电压有效值为
而交流电压表示数为有效电压，故A错误；
B．由
可知
一个周期内电流方向变化两次，所以1s内电流方向改变100次，故B正确；
C．电饭锅的功率为抽油烟机功率的倍，但抽油烟机不是纯电阻元件，其热功率小于200W，故C错误；
D．电路正常工作时的总功率
有
为保障电路正常工作，保险丝的额定电流不能小于3A，故D错误。
故选B。
3．D
【详解】
A．交变电流是指大小和方向随时间做周期变化的电流，图中电流方向未变，是直流，故A错误；
B．电流的变化周期为，故B错误；
C．电流通过电阻时，电功率为
故C错误；
D．根据i-t图像与t轴所围面积表示电荷量可知，电流通过的电阻时，一个周期内流经电阻的电荷量大于，故D正确。
故选D。
4．B
【详解】
根据有效值的定义得
解得
故B正确，ACD错误。
故选B。
5．B
【详解】
A．R两端电压的最大值为
t=0时R两端的电压为最大值，所以瞬时值的表达式为
故A错误；
B．线圈产生感应电动势的最大值为
有效值为
根据闭合电路欧姆定律可知理想电流表的示数为
故B正确；
C．从到的时间内，线框平面从与磁感线垂直旋转半个周期再次与磁感线垂直，穿过线圈平面磁通量的变化量为2BS，故C错误；
D．若ω=100π rad/s，则产生交流电的周期为
通过R的电流每0.02秒方向改变2次，所以每秒钟方向改变100次，故D错误。
故选B。
6．B
【详解】
AB．由图象可知交流电的电流最大值为10A，因此其有效值为
电流表的示数为有效值，即7.07A，故A错误，B正确；
C．电阻消耗的电功率为
故C错误；
D．由图得
所以该交流电流瞬时值表达式为
故D错误。
故选B。
7．C
【详解】
A．发电机产生的电动势有效值为
根据闭合电路欧姆定律可得电压表V的示数为
故A错误；
B．由题图可知电路中的电流方向0.02s内变化2次，则每秒钟改变100次，故B错误；
C．灯泡消耗的功率为
故C正确；
D．根据焦耳定律，发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为
故D错误。
故选C。
8．C
【详解】
以线圈平面与磁场夹角θ＝45°时为计时起点，由楞次定律可判断，初始时刻电流方向为b到a，为负值，且线圈远离中性面，Φ减小，电流增大。
故选C。
9．D
【详解】
A．依题意，可判断知线圈在磁场中转动产生的交流电为正弦或余弦交流电，感应电动势的最大值为
则有效值为
故A错误。
B．线圈转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量
故B错误。
C．线圈转过90°时，此时磁通量最大，但磁通量变化率为0，由法拉第电磁感应定律知此时感应电动势最小，所以感应电流最小，故C错误。
D．在线圈转过一周的时间内电阻R上产生的热量
故D正确。
故选D。
10．C
【详解】
设交变电流的有效值为U，将交变电流与直流电分别通过相同电阻R，分析一个周期内热量：交变电流为
直流电为
由
Q1=Q2
得
ABD错误，C正确。
故选C。
11．AC
【详解】
A．甲图中，在一个周期内，电阻发热的时间是、内，根据电流的热效应有
代入数据，解得
A正确；
B．乙图中，在一个周期内，电阻发热的时间是，根据电流的热效应有
代入数据，可得
CD．根据公式
可知，在相同时间内消耗的电功之比等于1：3，D错误，C正确。
故选AC。
12．CD
【详解】
AC．以OO′为转轴时，感应电动势的最大值为
t=0时刻，线圈中感应电动势最大，所以e随t按余弦规律变化，即
e=Bl1l2ωcosωt
故A错误，C正确；
B．以O1O1′为转轴时，穿过线圈的磁通量不变，感应电动势始终为零，故B错误；
D．以ab为转轴时，只有cd边切割磁感线，但cd边的线速度变为以OO′为转轴时的2倍，因此以OO′为转轴跟以ab为转轴一样，感应电动势为
e=Bl1l2ωcosωt
故D正确。
故选CD。
13．BD
【详解】
A．题图所示位置，线圈中通过的磁通量最大，但感应电动势为零，A错误；
B．线圈所围成的闭合电路中产生的感应电动势最大值为
Em＝ BL2ω
故对应的瞬时值表达式为
e＝ BL2ωsin ωt
B正确；
C．由公式
q＝
可得线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R的电荷量为
q＝
C错误；
D．电阻R上产生的热量应利用有效值求解，即转动一周的过程中产生的热量为
Q＝
D正确。
故选BD。
14．ABD
【详解】
AD．转速为n，则
最大感应电动势
线圈转动过程中产生的交变电流的最大值为
因为只有一半区域存在磁场，由有效值的计算公式可得
解得
所以转动过程中电流表的示数为， AD正确；
B．从题图所示位置起转过 圈的时间内磁通量的变化量为
所用时间
所以线圈产生的平均感应电动势
B正确；
C．从题图所示位置起转过 圈的时间内通过负载电阻R的电荷量为
C错误。
故选ABD。
15．ACD
【详解】
A．在t=0.1 s和t=0.3 s时，磁通量最大，线圈位于中性面位置，感应电动势为零，故A正确；
B．在t=0.2 s和t=0.4 s时，磁通量为零，线圈垂直于中性面，感应电动势最大，电动势不改变方向，故B错误；
C．根据Φ-t图象可得
Φm=BS=0.2Wb
周期为
T=0.4s
所以电动势的最大值
故C正确；
D．在t=0.4 s时，磁通量为零，线圈垂直于中性面，感应电动势最大，故磁通量变化率最大，根据
可得
故D正确。
故选ACD。
16．BCD
【详解】
A．该发电机产生的电动势的瞬时值
A错误；
B．从题图所示位置转过30°的过程中，通过电阻R的电荷量为
B正确；
C．由题意可知
则当 时，线圈恰好转过25圈，线圈处于平行于磁感线的位置，此时线圈产生的感应电动势最大，C正确；
D．交变电流的有效值是
D正确。
故选BCD。
17．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）线圈从t=0位置开始到转过60°时的瞬时感应电动势为
瞬时电流为
（2）线圈从t=0位置开始到转过90°的过程中的流过电阻R的电量为
（3）通过电阻R的电流有效值为
线圈转动的周期为
线圈转动一周的过程中电阻R上产生的热量为
18．（1）8 V；（2）2.88 W；（3）0.004 C
【详解】
（1）由瞬时值表达式可知线圈中感应电动势的最大值
（2）产生的交流电的电流有效值
小灯泡消耗的电功率
P=I2R=2.88 W
（3）0～时间内电流的平均值
通过小灯泡的电荷量
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．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。产生的电动势的图像如图乙所示，则（ ）
A．线框产生的电动势的有效值为 B．时线框平面与中性面重合
C．线框产生的电动势的频率为 D．时穿过线框的磁通量变化率为零
2．如图所示，家庭电路上接有保险丝、交流电压表、“”的电饭锅及“”的抽油烟机，现接入的交流电，电饭锅和抽油烟机均正常工作，下列说法正确的是（ ）
A．交流电压表的示数为
B．内流过保险丝的电流方向改变100次
C．电饭锅的热功率是抽油烟机的热功率的2.3倍
D．为保障电路正常工作，保险丝的额定电流不能小于
3．如图所示为一电流通过一电子元件后的波形图（曲线部分为正弦交流电的一部分），则下列说法正确的是（ ）
这是一种交变电流
B．电流的变化周期为
C．电流通过电阻时，电功率为
D．电流通过的电阻时，一个周期内流经电阻的电荷量大于
4．如图所示是一交变电流的图象，则该交流电电流的有效值为（ ）
A． B． C． D．
5．如图所示，一矩形线圈的面积为S，匝数为N，电阻为r，处于磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中，绕垂直磁场的水平轴OO′以角速度ω匀速运动。线圈通过滑环与定值电阻R及理想电流表组成闭合回路。已知理想电压表的示数为U，从线圈平面与磁感线平行的位置开始计时，则（ ）
A．R两端电压瞬时值的表达式为
B．理想电流表的示数为
C．从到的时间内，穿过线圈平面磁通量的变化量为零
D．若ω=100π rad/s，通过R的电流每秒钟方向改变50次
6．将交变电流加在阻值为10Ω的电阻两端，电路中电流的图象如图所示，由图可知（ ）
A．用电流表测该电流其示数为10A
B．用电流表测该电流其示数为7.07A
C．电阻消耗的电功率为1000W
D．该交变电流的瞬时值表达式为i＝10sin200πt（A）
7．一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示。电路组成如图乙所示，已知发电机线圈内阻为5.0Ω，外接灯泡阻值为95.0Ω，灯泡正常发光，则（ ）
A．电压表V的示数为220V
B．电路中的电流方向每秒钟改变50次
C．灯泡消耗的功率为459.8W
D．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为48.4J
8．如图所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角θ＝45°时为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正，则下列四幅图像中可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
9．如图所示，N匝正方形闭合金属线圈abcd边长为L，总电阻为R，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以角速度匀速转动，ab边距转轴。下列说法正确的是（ ）
A．线圈中感应电动势有效值为
B．如图转过过程中，通过线圈的电量为
C．如图转过时，此时磁通量最大，线圈中感应电流也最大
D．如图开始转动一周的过程中，线圈的发热量是
10．多数同学家里都有调光台灯、调速电风扇。过去是用变压器来实现上述调节的，缺点是成本高、体积大、效率低，且不能任意调节灯的亮度或电风扇转速。现在的调光台灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现调节的。如图所示为一个经过双向可控硅电子元件调节后加在电灯上的电压，即在正弦交流电的每一个周期中，前面的被截去，调节台灯上旋钮可以控制截去多少，从而改变电灯上的电压。则现在电灯上的电压为（ ）
A．Um B． C． D．
二、多选题
11．如图所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波式的交变电流与时间的变化关系。若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，经过1 min的时间，则( )
A．图甲所示交变电流的有效值为A
B．图乙所示交变电流的有效值为A
C．两电阻消耗的电功之比为1：3
D．两电阻消耗的电功之比为3：1
12．如图所示，矩形线圈abcd放在匀强磁场中，ad=bc=l1，ab=cd=l2。从图示位置起该线圈以角速度ω绕不同转轴匀速转动，则（ ）
A．以OO′为转轴时，感应电动势e=Bl1l2ωsinωt
B．以O1O1′为转轴时，感应电动势e=Bl1l2ωsinωt
C．以OO′为转轴时，感应电动势e=Bl1l2ωcosωt
D．以OO′为转轴跟以ab为转轴一样，感应电动势e=Bl1l2ωcosωt
13．如图所示，边长为L的正方形单匝线圈abcd，电阻为r，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线恰好位于匀强磁场的边界线OO′上，磁场的磁感应强度为B，若线圈从图示位置开始以角速度ω绕OO′轴匀速转动，则以下判断正确的是（ ）
A．图示位置线圈中的感应电动势最大，为Em＝BL2ω
B．从图示位置开始计时，闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为e＝BL2ωsin ωt
C．线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R的电荷量为q＝
D．线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量为
14．如图所示，一半径为r的半圆形单匝线圈放在具有理想边界的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B.线圈以直径ab为轴匀速转动，转速为n，ab的左侧有垂直于纸面向里（与ab垂直）的匀强磁场，M和N是两个滑环，负载电阻为R.线圈、电流表和连接导线的电阻都不计，下列说法正确的是（ ）
A．转动过程中电流表的示数为
B．从图示位置起转过 圈的时间内产生的平均感应电动势为2πnBr2
C．从图示位置起转过圈的时间内通过负载电阻R的电荷量为
D．转动过程中交变电流的最大值为
15．矩形线圈的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示．下列结论正确的是（ ）
A．在t＝0.1 s和t＝0.3 s时，电动势为零
B．在t＝0.2 s和t＝0.4 s时，电动势改变方向
C．电动势的最大值是157 V
D．在t＝0.4 s时，磁通量变化率最大，其值为3.14 Wb/s
16．如图所示，交流发电机的矩形线圈边长ab＝cd＝0.4 m，ad＝bc＝0.2 m，线圈匝数N＝100 匝，线圈电阻r＝1 Ω，线圈在磁感应强度B＝0.2 T的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以ω＝100π rad/s的角速度匀速转动，外接电阻R＝9 Ω，从图示时刻开始计时，则（ ）
A．该发电机产生的电动势瞬时值为e＝160πsin （100πt）V
B．从图示位置转过30°的过程中，通过电阻R的电荷量为0.08 C
C．t＝s时线圈中感应电动势最大
D．交变电流的有效值是8π A
三、解答题
17．如图所示，一个小型旋转电枢式交流发电机，其矩形线圈的长度为a，宽度为b，共有n匝，总电阻为r，与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R的定值电阻，线圈以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO′匀速转动，沿转轴OO′方向看去，线圈转动沿逆时针方向，t=0时刻线圈平面如图所示．
（1）求线圈从t=0位置开始到转过60°时的瞬时电流；
（2）求线圈从t=0位置开始到转过90°的过程中的流过电阻R的电量；
（3）线圈转动一周的过程中电阻R上产生的热量。
18．如图甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场。已知线圈的匝数n=100匝，电阻r=1.0 Ω，所围成的矩形的面积S=0.040 m2，小灯泡的电阻R=9.0 Ω，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为，其中Bm为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期。不计灯丝电阻值随温度的变化，求：
（1）线圈中产生感应电动势的最大值；
（2）小灯泡消耗的电功率；
（3）在磁感应强度变化的时间内，通过小灯泡的电荷量。
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．B
【详解】
A．由图乙可知
根据正弦式交变电流有效值和峰值的关系可得，该交变电流的有效值为
故A错误；
B．当，感应电动势为零，由法拉第电磁感应定律
可知，磁通量的变化率是零，线框平面与中性面重合，故B正确；
C．据周期和频率的关系可得，该交变电流的频率为
故C错误；
D．当，感应电动势最大，则此时穿过线框回路的磁通量变化率最大，故D错误。
故选B。
2．B
【详解】
A．由
知电压最大值
电压有效值为
而交流电压表示数为有效电压，故A错误；
B．由
可知
一个周期内电流方向变化两次，所以1s内电流方向改变100次，故B正确；
C．电饭锅的功率为抽油烟机功率的倍，但抽油烟机不是纯电阻元件，其热功率小于200W，故C错误；
D．电路正常工作时的总功率
有
为保障电路正常工作，保险丝的额定电流不能小于3A，故D错误。
故选B。
3．D
【详解】
A．交变电流是指大小和方向随时间做周期变化的电流，图中电流方向未变，是直流，故A错误；
B．电流的变化周期为，故B错误；
C．电流通过电阻时，电功率为
故C错误；
D．根据i-t图像与t轴所围面积表示电荷量可知，电流通过的电阻时，一个周期内流经电阻的电荷量大于，故D正确。
故选D。
4．B
【详解】
根据有效值的定义得
解得
故B正确，ACD错误。
故选B。
5．B
【详解】
A．R两端电压的最大值为
t=0时R两端的电压为最大值，所以瞬时值的表达式为
故A错误；
B．线圈产生感应电动势的最大值为
有效值为
根据闭合电路欧姆定律可知理想电流表的示数为
故B正确；
C．从到的时间内，线框平面从与磁感线垂直旋转半个周期再次与磁感线垂直，穿过线圈平面磁通量的变化量为2BS，故C错误；
D．若ω=100π rad/s，则产生交流电的周期为
通过R的电流每0.02秒方向改变2次，所以每秒钟方向改变100次，故D错误。
故选B。
6．B
【详解】
AB．由图象可知交流电的电流最大值为10A，因此其有效值为
电流表的示数为有效值，即7.07A，故A错误，B正确；
C．电阻消耗的电功率为
故C错误；
D．由图得
所以该交流电流瞬时值表达式为
故D错误。
故选B。
7．C
【详解】
A．发电机产生的电动势有效值为
根据闭合电路欧姆定律可得电压表V的示数为
故A错误；
B．由题图可知电路中的电流方向0.02s内变化2次，则每秒钟改变100次，故B错误；
C．灯泡消耗的功率为
故C正确；
D．根据焦耳定律，发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为
故D错误。
故选C。
8．C
【详解】
以线圈平面与磁场夹角θ＝45°时为计时起点，由楞次定律可判断，初始时刻电流方向为b到a，为负值，且线圈远离中性面，Φ减小，电流增大。
故选C。
9．D
【详解】
A．依题意，可判断知线圈在磁场中转动产生的交流电为正弦或余弦交流电，感应电动势的最大值为
则有效值为
故A错误。
B．线圈转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量
故B错误。
C．线圈转过90°时，此时磁通量最大，但磁通量变化率为0，由法拉第电磁感应定律知此时感应电动势最小，所以感应电流最小，故C错误。
D．在线圈转过一周的时间内电阻R上产生的热量
故D正确。
故选D。
10．C
【详解】
设交变电流的有效值为U，将交变电流与直流电分别通过相同电阻R，分析一个周期内热量：交变电流为
直流电为
由
Q1=Q2
得
ABD错误，C正确。
故选C。
11．AC
【详解】
A．甲图中，在一个周期内，电阻发热的时间是、内，根据电流的热效应有
代入数据，解得
A正确；
B．乙图中，在一个周期内，电阻发热的时间是，根据电流的热效应有
代入数据，可得
CD．根据公式
可知，在相同时间内消耗的电功之比等于1：3，D错误，C正确。
故选AC。
12．CD
【详解】
AC．以OO′为转轴时，感应电动势的最大值为
t=0时刻，线圈中感应电动势最大，所以e随t按余弦规律变化，即
e=Bl1l2ωcosωt
故A错误，C正确；
B．以O1O1′为转轴时，穿过线圈的磁通量不变，感应电动势始终为零，故B错误；
D．以ab为转轴时，只有cd边切割磁感线，但cd边的线速度变为以OO′为转轴时的2倍，因此以OO′为转轴跟以ab为转轴一样，感应电动势为
e=Bl1l2ωcosωt
故D正确。
故选CD。
13．BD
【详解】
A．题图所示位置，线圈中通过的磁通量最大，但感应电动势为零，A错误；
B．线圈所围成的闭合电路中产生的感应电动势最大值为
Em＝ BL2ω
故对应的瞬时值表达式为
e＝ BL2ωsin ωt
B正确；
C．由公式
q＝
可得线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R的电荷量为
q＝
C错误；
D．电阻R上产生的热量应利用有效值求解，即转动一周的过程中产生的热量为
Q＝
D正确。
故选BD。
14．ABD
【详解】
AD．转速为n，则
最大感应电动势
线圈转动过程中产生的交变电流的最大值为
因为只有一半区域存在磁场，由有效值的计算公式可得
解得
所以转动过程中电流表的示数为， AD正确；
B．从题图所示位置起转过 圈的时间内磁通量的变化量为
所用时间
所以线圈产生的平均感应电动势
B正确；
C．从题图所示位置起转过 圈的时间内通过负载电阻R的电荷量为
C错误。
故选ABD。
15．ACD
【详解】
A．在t=0.1 s和t=0.3 s时，磁通量最大，线圈位于中性面位置，感应电动势为零，故A正确；
B．在t=0.2 s和t=0.4 s时，磁通量为零，线圈垂直于中性面，感应电动势最大，电动势不改变方向，故B错误；
C．根据Φ-t图象可得
Φm=BS=0.2Wb
周期为
T=0.4s
所以电动势的最大值
故C正确；
D．在t=0.4 s时，磁通量为零，线圈垂直于中性面，感应电动势最大，故磁通量变化率最大，根据
可得
故D正确。
故选ACD。
16．BCD
【详解】
A．该发电机产生的电动势的瞬时值
A错误；
B．从题图所示位置转过30°的过程中，通过电阻R的电荷量为
B正确；
C．由题意可知
则当 时，线圈恰好转过25圈，线圈处于平行于磁感线的位置，此时线圈产生的感应电动势最大，C正确；
D．交变电流的有效值是
D正确。
故选BCD。
17．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）线圈从t=0位置开始到转过60°时的瞬时感应电动势为
瞬时电流为
（2）线圈从t=0位置开始到转过90°的过程中的流过电阻R的电量为
（3）通过电阻R的电流有效值为
线圈转动的周期为
线圈转动一周的过程中电阻R上产生的热量为
18．（1）8 V；（2）2.88 W；（3）0.004 C
【详解】
（1）由瞬时值表达式可知线圈中感应电动势的最大值
（2）产生的交流电的电流有效值
小灯泡消耗的电功率
P=I2R=2.88 W
（3）0～时间内电流的平均值
通过小灯泡的电荷量
答案第1页，共2页
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