3.1交变电流（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 3.1交变电流（Word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 817.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-18 18:21:05 | ||
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文档简介
3.1 交变电流
一、单选题
1．图甲中S、N间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表，V为理想交流电压表，矩形线圈绕垂直于磁场方向的水平轴匀速转动，矩形线圈通过滑环接理想变压器，滑片P上下移动时可改变变压器副线圈的输出电压，副线圈接有可调电阻R，从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的交变电动势随时间变化的图像如图乙所示，忽略线圈，电刷与导线的电阻，下列说法正确的是（ ）
A．时电压表的示数为0V
B．时穿过发电机线圈的磁通量最大
C．保持R的大小不变，P的位置向上移动，电流表读数减小
D．保持R的大小及P的位置不变，发电机线圈转速增大一倍，变压器的输入功率增大到原来的4倍
2．如图所示，矩形线框ABCD以恒定的角速度绕对角线AC转动。AC的左侧存在着垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场，已知AB长为，BC长为，线框电阻为R。时刻线框平面与纸面重合，下列说法正确的是（ ）
A．矩形线框该时刻的电流值最大
B．矩形线框产生的感应电动势有效值为
C．矩形线框转过半圈过程中产生的热量为
D．矩形线框从图示位置转过过程中，通过线框任意横截面电荷量为
3．交流发电机正常工作时产生的电动势 e=Emsinωt，若线圈匝数减为原来的一半，而转速增为原来的2倍，其他条件不变，则产生的电动势的表达式为
A．e=Emsinωt B．e=2Emsinωt
C．e=Emsin2ωt D．e=2Emsin2ωt
4．图甲为一台小型发电机的示意图，单匝线圈绕OO′轴转动，若从某位置开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示，已知发电机线圈内阻为r，外接灯泡的电阻为9r，下列说法正确的是（ ）
A．线圈是从垂直中性面位置开始计时的
B．电动势表达式为e＝6sin100πt（V）
C．电流方向每秒改变50次
D．理想电压表示数为7.6 V
5．线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电流如图所示，由图可知（ ）
A．在t1和t3时刻，线圈处于中性面位置
B．由图可知线圈转动是在中性面开始计时的
C．从t1到t4线圈转过的角度为π弧度
D．若从0时刻到t4时刻经过0.02 s，则在1 s内交变电流的方向改变50次
6．对于如图所示的电流I随时间t作周期性变化的图象，下列说法中正确的是( )
A．电流大小变化，方向不变，是直流电
B．电流大小、方向都变化，是交流电
C．电流最大值为0.2 A，周期为0.01 s
D．电流大小变化，方向不变，不是直流电，是交流电
7．图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图甲所示位置开始计时，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．电流表的示数为20A
B．线圈转动的角速度为50π rad/s
C．t=0.01s时，穿过线圈的磁通量为零
D．t=0.02s时，线圈平面与磁场方向垂直
8．如图所示，某圆形N匝金属线圈放置在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B，线圈的面积为S，电阻不计，线圈可绕OO′自由转动，并通过电刷与外电路相连，定值电阻的阻值为R，电压表为理想交流电表，现使线圈从图示位置匀速转动，周期为T，下列说法正确的是（ ）
A．电容器的耐压值至少为
B．电压表的示数随时间的变化规律为
C．一个周期内，定值电阻上产生的热量为
D．在四分之一周期内通过线圈某一横截面的电荷量为
9．如图所示的空间内存在一有界匀强磁场．其方向垂直于纸面向里，磁场的右边界为，在的右侧有一矩形金属框，边与重合．现使线框以边为轴，按图示方向匀速转动．将、两端连到示波器的输入端．若电流从沿轴到为正．则从示波器上观察到的中电流随时间变化的波形是（）
A． B．
C． D．
10．关于交流电电压、电流的有效值和最大值，下列说法正确的是（ ）
A．用电器铭牌上标明的电压为交流电电压的最大值
B．电容器能否被击穿取决于交流电电压的最大值
C．保险丝的熔断电流为交流电电流的最大值
D．交流电电压的有效值与最大值满足的关系为
二、多选题
11．如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动，产生的交变电流输入理想变压器的原线圈，发电机取两种不同的转速，使其电动势随时间的变化规律如图乙中a、b所示，则下列说法正确的是
A．曲线b表示的交变电流的电动势有效值为10V
B．曲线a、b对应的线圈角速度之比为3：2
C．线圈转速不变，将原线圈滑片P向上滑动时，灯泡变暗
D．P位置不变，滑动变阻器连入电路阻值变大时，变压器的输入功率变大
12．如图甲所示,一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴 OO′以恒定的角速度 ω 转动,从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化,在 t=π/2ω 时刻（ ）
A．线圈中的电流为零 B．穿过线圈的磁通量最大
C．线圈所受的安培力为零 D．穿过线圈磁通量的变化率最大
13．如图一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中做匀速转动下列说法正确的是（ ）
A．t1时刻线圈平面位于中性面位置
B．t2时刻ad的速度方向跟磁感线平行
C．t3时刻线圈平面与中性面重合
D．在甲图位置电流方向改变一次
14．在一小型交流发电机中，矩形金属线圈abcd的面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕轴OO′以角速度匀速转动，产生的感应电动势随时间的变化关系，如图所示，矩形线圈与阻值为R的电阻构成闭合电路，下列说法中正确的是（ ）
A．从t1到t3这段时间内穿过线圈磁通量的变化量为零
B．从t3到t4这段时间通过电阻R的电荷量为
C．t4时刻穿过线圈的磁通量的变化率大小为E0
D．在0~t4时间内电阻R上产生的热量为
15．一个匝数N=100匝的线圈所包围的面积S=0.02 m2，在匀强磁场B=0.5 T中绕垂直于磁感线的轴以角速度ω=100π rad/s匀速转动时，在线圈中产生交流电，若自线圈通过中性面时开始计时，下列能够反映线圈中感应电动势随时间变化的图象可能是（ ）
A． B． C． D．
三、解答题
16．如图所示，一半径为r=10cm的圆形线圈共100匝，在磁感应强度的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的中心轴线OO′以n=600r/min的转速匀速转动，当线圈转至中性面位置(图中位置)时开始计时。
(1)写出线圈内所产生的交变电动势的瞬时值表达式；
(2)求线圈从图示位置开始在s时的电动势的瞬时值；
(3)求线圈从图示位置开始在s时间内的电动势的平均值。
17．如图所示为交流发电机的示意图，匝数为n=100匝矩形线圈，边长分别为10cm和20cm，内阻为5Ω，在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕OO′轴以的角速度匀速转动，线圈和外部电阻R相连接，R=20Ω，求：
（1）若从线圈图示位置开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式
（2）电键S合上时，电压表和电流表示数；
（3）通过电阻R的电流最大值是多少；
（4）电阻R上所消耗的电功率是多少．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
A．根据图乙知交流电电压峰值为，时电压表显示的为有效值
A错误；
B．0.01s时线圈中的感应电流达到最大，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快，磁通量为0，B错误；
C．若P的位置向上移动，匝数比减小，根据
副线圈电压增大，R的大小不变时，副线圈的电流将增大，根据
则原线圈电流表的示数变大，C错误；
D．若P的位置不变，而把发电机线圈的转速增大一倍电压增大为原来的2倍，则变压器的输入电压和输出都增大为原来的2倍，负载消耗的电功率
R的大小不变，则负载消耗的电功率变为4倍，变压器的输入功率增大到原来的4倍，D正确。
故选D。
2．D
【解析】
【详解】
A．矩形线框该时刻磁通量最大，感应电动势最小，则感应电流值最小，A错误；
B．矩形线框产生的感应电动势最大值
有效值为
B错误；
C．矩形线框转过半圈过程中产生的热量为
C错误；
D．矩形线框从图示位置转过过程中，通过线框任意横截面电荷量为
D正确。
故选D。
3．C
【解析】
【详解】
由知若线圈匝数减为原来的一半，而转速增为原来的2倍时，不变，转速变为，电动势的表达式为，故选项C正确，A、B、D错误；
4．B
【解析】
【详解】
A．电动势随时间的变化规律从零开始，说明线圈从中性面开始转动，磁通量最大，瞬时电动势为零，A错误；
B．电动势的最大值为，而
则电动势表达式为
e＝6sin100πt（V）
B正确；
C．线圈每转一圈，电流改变两次方向，则电流方向每秒改变了100次，C错误；
D．理想电压表示数为路端电压的有效值，有
D错误。
故选B。
5．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．t1时刻和t3时刻，感应电动势为最大，线圈垂直中性面，故A错误。
B．t=0时刻，产生的感应电动势为零，线圈转动是在中性面开始计时的，故B正确；
C．由图t1时刻和t4时刻，线圈转过了周，线圈转过的角度为
故C错误；
D．一个周期电流方向改变2次；若从0时刻到t4时刻经过0.02s，即周期为0.02s，则在1s内交变电流的方向改变100次，故D错误。
故选B。
6．A
【解析】
【详解】
由图象可知：电流的大小变化，方向始终不发生变化，所以是直流电，电流最大值为0.2A，周期为0.02s，A正确．
7．C
【解析】
【详解】
A．电流表的示数为
故A错误；
B．由图乙可知，则角速度为
故B错误；
C．由图乙可知t=0.01s时，感应电流最大，则此时穿过线圈的磁通量为0，故C正确；
D．由图乙可知t=0.02s时，感应电流最大，则此时穿过线圈的磁通量为0，故D错误。
故选C。
8．C
【解析】
【详解】
A．电容器的耐压值应为路端电压的最大值，为
选项A错误；
B．交流电压表的示数为一定值，即路端电压的有效值，不随时间变化，选项B错误；
C．一个周期内，外电阻上产生的热量为
选项C正确；
D．前四分之一周期内，通过线圈某一横截面的电量为
选项D错误。
故选C。
9．A
【解析】
【详解】
线圈以ab边为轴按图示方向匀速转动，从cd边刚好进入磁场开始计时，线圈磁通量在变大，则感应电流的磁场会阻碍其变大，所以感应电流方向是adcba，感应电流大小在渐渐变小，电流为正方向；当线圈平面与磁场垂直时感应电流为零；线圈继续转动直到出离磁场时，电流方向为abcda，负方向；然而磁场只有一半，因此只有A选项符合条件．故选A．
【点睛】
本题要分阶段来判断感应电流的方向，对照正方向与图线对比．同时也可以假设磁场没有界，则感应电流变化规律应是余弦曲线，从而可快速确定当一半磁场时的答案．
10．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．用电器铭牌上标明的电压为交流电电压的有效值，A错误；
B．电容器能否被击穿取决于交流电电压的最大值，B正确；
C．保险丝的熔断电流为交流电电流的有效值，C错误；
D．只有在正弦交流电中，交流电电压的有效值与最大值满足的关系才为
D错误。
故选B。
11．BC
【解析】
【详解】
由图乙知a的周期为，b的周期为，则由可知，角速度与周期成反比，故角速度之比为3：2，选项B正确；曲线a表示的交变电动势最大值是15V，根据得曲线b表示的交变电动势最大值是10V，则有效值为，选项A错误；将原线圈滑片P向上滑动时，原线圈匝数变大，根据变压比公式，输出电压减小，灯泡会变暗，选项C正确；P位置不变，副线圈电压不变，滑动变阻器连入电路阻值变大时，输出功率变小，输入功率也变小，选项D错误.
12．ABC
【解析】
【详解】
AC．该交变电流的周期为：，在时刻，即时刻，由线圈中产生的交变电流图象可知，感应电流大小为零，故安培力为零，故A C正确；
BD．在时刻，即时刻，感应电流大小为零，则知感应电动势为零，由法拉第电磁感应定律知磁通量变化率也为零，线圈与磁场垂直，磁通量为最大，故B正确，D错误．
13．AC
【解析】
【详解】
A．时刻磁通量最大，线圈平面垂直于磁感线，处于中性面，故A正确；
B．时刻磁通量为零，线圈平面垂直于中性面，感应电动势最大，故边的速度方向跟磁感线垂直，故B错误；
C．时刻磁通量最大，线圈平面垂直于磁感线，线圈平面与中性面重合，故C正确；
D．每次经过中性面位置时，电流方向发生改变，图甲所示位置垂直中性面，电流方向不改变，故D错误；
故选AC。
14．BD
【解析】
【详解】
A．从t1到t3这段时间穿过线圈磁通量由正向BS变为负向BS，磁通量的变化量为
△Φ=2BS
不为零，故A错误；
B．通过电阻的电荷量
所以t3到t4这段时间通过电阻R的电荷量
又
E0=nBSω
故：
故B正确；
C．t4时刻产生的电动势最大为E0，根据法拉第电磁感应定律：
所以磁通量的变化率为：
故C错误；
D．计算热量应该用有效值，在0~t4时间内电阻R上产生的热量为
故D正确。
故选BD。
15．BD
【解析】
【详解】
根据公式
可得该交流电的最大电压为
该交流电的周期为
在线圈中产生交流电，若自线圈通过中性面时开始计时，则在中性面时，磁通量最大，磁通量变化率最小，产生的感应电动势为零，AC错误，BD正确。
故选BD。
16．(1)e=100sin20πt(V)；(2)86.6V；(3)V
【解析】
【详解】
(1) 交变电动势的瞬时值
E=Emsinωt
Em=NBSω
解得
e=100sin20πt(V)
(2) 线圈从图示位置开始在s时的电动势的瞬时值
(3)在s内线圈转过的角度
由Φ=BScosωt知
线圈从图示位置开始在s时间内的电动势的平均值
17．（1）（2）2A；40V（3）A（4）80W
【解析】
【详解】
【试题分析】根据感应电动势最大值，Em=nBSω，并从垂直于中性面开始计时，则可确定电动势的瞬时表达式；根据交流电的最大值与有效值的关系，结合闭合电路欧姆定律，即可确定电流表与电压表示数．
(1)感应电动势最大值
故交变电流的电动势瞬时值的表达式为：
(2)电键S合上时，由全电路欧姆定律
U=IR=2×20V=40 V
即电流表示数为2 A，电压表示数为 40 V
(3)通过R中电流的最大值 Im=I=2A
(4)电阻R上所消耗的电功率 P=IU=2×40W=80W
【点睛】本题考查了求电压表与电流表示数、求电阻消耗的功率问题，求出感应电动势的最大值、掌握最大值与有效值间的关系、应用欧姆定律即可正确解题．
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．图甲中S、N间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表，V为理想交流电压表，矩形线圈绕垂直于磁场方向的水平轴匀速转动，矩形线圈通过滑环接理想变压器，滑片P上下移动时可改变变压器副线圈的输出电压，副线圈接有可调电阻R，从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的交变电动势随时间变化的图像如图乙所示，忽略线圈，电刷与导线的电阻，下列说法正确的是（ ）
A．时电压表的示数为0V
B．时穿过发电机线圈的磁通量最大
C．保持R的大小不变，P的位置向上移动，电流表读数减小
D．保持R的大小及P的位置不变，发电机线圈转速增大一倍，变压器的输入功率增大到原来的4倍
2．如图所示，矩形线框ABCD以恒定的角速度绕对角线AC转动。AC的左侧存在着垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场，已知AB长为，BC长为，线框电阻为R。时刻线框平面与纸面重合，下列说法正确的是（ ）
A．矩形线框该时刻的电流值最大
B．矩形线框产生的感应电动势有效值为
C．矩形线框转过半圈过程中产生的热量为
D．矩形线框从图示位置转过过程中，通过线框任意横截面电荷量为
3．交流发电机正常工作时产生的电动势 e=Emsinωt，若线圈匝数减为原来的一半，而转速增为原来的2倍，其他条件不变，则产生的电动势的表达式为
A．e=Emsinωt B．e=2Emsinωt
C．e=Emsin2ωt D．e=2Emsin2ωt
4．图甲为一台小型发电机的示意图，单匝线圈绕OO′轴转动，若从某位置开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示，已知发电机线圈内阻为r，外接灯泡的电阻为9r，下列说法正确的是（ ）
A．线圈是从垂直中性面位置开始计时的
B．电动势表达式为e＝6sin100πt（V）
C．电流方向每秒改变50次
D．理想电压表示数为7.6 V
5．线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电流如图所示，由图可知（ ）
A．在t1和t3时刻，线圈处于中性面位置
B．由图可知线圈转动是在中性面开始计时的
C．从t1到t4线圈转过的角度为π弧度
D．若从0时刻到t4时刻经过0.02 s，则在1 s内交变电流的方向改变50次
6．对于如图所示的电流I随时间t作周期性变化的图象，下列说法中正确的是( )
A．电流大小变化，方向不变，是直流电
B．电流大小、方向都变化，是交流电
C．电流最大值为0.2 A，周期为0.01 s
D．电流大小变化，方向不变，不是直流电，是交流电
7．图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图甲所示位置开始计时，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．电流表的示数为20A
B．线圈转动的角速度为50π rad/s
C．t=0.01s时，穿过线圈的磁通量为零
D．t=0.02s时，线圈平面与磁场方向垂直
8．如图所示，某圆形N匝金属线圈放置在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B，线圈的面积为S，电阻不计，线圈可绕OO′自由转动，并通过电刷与外电路相连，定值电阻的阻值为R，电压表为理想交流电表，现使线圈从图示位置匀速转动，周期为T，下列说法正确的是（ ）
A．电容器的耐压值至少为
B．电压表的示数随时间的变化规律为
C．一个周期内，定值电阻上产生的热量为
D．在四分之一周期内通过线圈某一横截面的电荷量为
9．如图所示的空间内存在一有界匀强磁场．其方向垂直于纸面向里，磁场的右边界为，在的右侧有一矩形金属框，边与重合．现使线框以边为轴，按图示方向匀速转动．将、两端连到示波器的输入端．若电流从沿轴到为正．则从示波器上观察到的中电流随时间变化的波形是（）
A． B．
C． D．
10．关于交流电电压、电流的有效值和最大值，下列说法正确的是（ ）
A．用电器铭牌上标明的电压为交流电电压的最大值
B．电容器能否被击穿取决于交流电电压的最大值
C．保险丝的熔断电流为交流电电流的最大值
D．交流电电压的有效值与最大值满足的关系为
二、多选题
11．如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动，产生的交变电流输入理想变压器的原线圈，发电机取两种不同的转速，使其电动势随时间的变化规律如图乙中a、b所示，则下列说法正确的是
A．曲线b表示的交变电流的电动势有效值为10V
B．曲线a、b对应的线圈角速度之比为3：2
C．线圈转速不变，将原线圈滑片P向上滑动时，灯泡变暗
D．P位置不变，滑动变阻器连入电路阻值变大时，变压器的输入功率变大
12．如图甲所示,一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴 OO′以恒定的角速度 ω 转动,从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化,在 t=π/2ω 时刻（ ）
A．线圈中的电流为零 B．穿过线圈的磁通量最大
C．线圈所受的安培力为零 D．穿过线圈磁通量的变化率最大
13．如图一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中做匀速转动下列说法正确的是（ ）
A．t1时刻线圈平面位于中性面位置
B．t2时刻ad的速度方向跟磁感线平行
C．t3时刻线圈平面与中性面重合
D．在甲图位置电流方向改变一次
14．在一小型交流发电机中，矩形金属线圈abcd的面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕轴OO′以角速度匀速转动，产生的感应电动势随时间的变化关系，如图所示，矩形线圈与阻值为R的电阻构成闭合电路，下列说法中正确的是（ ）
A．从t1到t3这段时间内穿过线圈磁通量的变化量为零
B．从t3到t4这段时间通过电阻R的电荷量为
C．t4时刻穿过线圈的磁通量的变化率大小为E0
D．在0~t4时间内电阻R上产生的热量为
15．一个匝数N=100匝的线圈所包围的面积S=0.02 m2，在匀强磁场B=0.5 T中绕垂直于磁感线的轴以角速度ω=100π rad/s匀速转动时，在线圈中产生交流电，若自线圈通过中性面时开始计时，下列能够反映线圈中感应电动势随时间变化的图象可能是（ ）
A． B． C． D．
三、解答题
16．如图所示，一半径为r=10cm的圆形线圈共100匝，在磁感应强度的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的中心轴线OO′以n=600r/min的转速匀速转动，当线圈转至中性面位置(图中位置)时开始计时。
(1)写出线圈内所产生的交变电动势的瞬时值表达式；
(2)求线圈从图示位置开始在s时的电动势的瞬时值；
(3)求线圈从图示位置开始在s时间内的电动势的平均值。
17．如图所示为交流发电机的示意图，匝数为n=100匝矩形线圈，边长分别为10cm和20cm，内阻为5Ω，在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕OO′轴以的角速度匀速转动，线圈和外部电阻R相连接，R=20Ω，求：
（1）若从线圈图示位置开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式
（2）电键S合上时，电压表和电流表示数；
（3）通过电阻R的电流最大值是多少；
（4）电阻R上所消耗的电功率是多少．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
A．根据图乙知交流电电压峰值为，时电压表显示的为有效值
A错误；
B．0.01s时线圈中的感应电流达到最大，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快，磁通量为0，B错误；
C．若P的位置向上移动，匝数比减小，根据
副线圈电压增大，R的大小不变时，副线圈的电流将增大，根据
则原线圈电流表的示数变大，C错误；
D．若P的位置不变，而把发电机线圈的转速增大一倍电压增大为原来的2倍，则变压器的输入电压和输出都增大为原来的2倍，负载消耗的电功率
R的大小不变，则负载消耗的电功率变为4倍，变压器的输入功率增大到原来的4倍，D正确。
故选D。
2．D
【解析】
【详解】
A．矩形线框该时刻磁通量最大，感应电动势最小，则感应电流值最小，A错误；
B．矩形线框产生的感应电动势最大值
有效值为
B错误；
C．矩形线框转过半圈过程中产生的热量为
C错误；
D．矩形线框从图示位置转过过程中，通过线框任意横截面电荷量为
D正确。
故选D。
3．C
【解析】
【详解】
由知若线圈匝数减为原来的一半，而转速增为原来的2倍时，不变，转速变为，电动势的表达式为，故选项C正确，A、B、D错误；
4．B
【解析】
【详解】
A．电动势随时间的变化规律从零开始，说明线圈从中性面开始转动，磁通量最大，瞬时电动势为零，A错误；
B．电动势的最大值为，而
则电动势表达式为
e＝6sin100πt（V）
B正确；
C．线圈每转一圈，电流改变两次方向，则电流方向每秒改变了100次，C错误；
D．理想电压表示数为路端电压的有效值，有
D错误。
故选B。
5．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．t1时刻和t3时刻，感应电动势为最大，线圈垂直中性面，故A错误。
B．t=0时刻，产生的感应电动势为零，线圈转动是在中性面开始计时的，故B正确；
C．由图t1时刻和t4时刻，线圈转过了周，线圈转过的角度为
故C错误；
D．一个周期电流方向改变2次；若从0时刻到t4时刻经过0.02s，即周期为0.02s，则在1s内交变电流的方向改变100次，故D错误。
故选B。
6．A
【解析】
【详解】
由图象可知：电流的大小变化，方向始终不发生变化，所以是直流电，电流最大值为0.2A，周期为0.02s，A正确．
7．C
【解析】
【详解】
A．电流表的示数为
故A错误；
B．由图乙可知，则角速度为
故B错误；
C．由图乙可知t=0.01s时，感应电流最大，则此时穿过线圈的磁通量为0，故C正确；
D．由图乙可知t=0.02s时，感应电流最大，则此时穿过线圈的磁通量为0，故D错误。
故选C。
8．C
【解析】
【详解】
A．电容器的耐压值应为路端电压的最大值，为
选项A错误；
B．交流电压表的示数为一定值，即路端电压的有效值，不随时间变化，选项B错误；
C．一个周期内，外电阻上产生的热量为
选项C正确；
D．前四分之一周期内，通过线圈某一横截面的电量为
选项D错误。
故选C。
9．A
【解析】
【详解】
线圈以ab边为轴按图示方向匀速转动，从cd边刚好进入磁场开始计时，线圈磁通量在变大，则感应电流的磁场会阻碍其变大，所以感应电流方向是adcba，感应电流大小在渐渐变小，电流为正方向；当线圈平面与磁场垂直时感应电流为零；线圈继续转动直到出离磁场时，电流方向为abcda，负方向；然而磁场只有一半，因此只有A选项符合条件．故选A．
【点睛】
本题要分阶段来判断感应电流的方向，对照正方向与图线对比．同时也可以假设磁场没有界，则感应电流变化规律应是余弦曲线，从而可快速确定当一半磁场时的答案．
10．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．用电器铭牌上标明的电压为交流电电压的有效值，A错误；
B．电容器能否被击穿取决于交流电电压的最大值，B正确；
C．保险丝的熔断电流为交流电电流的有效值，C错误；
D．只有在正弦交流电中，交流电电压的有效值与最大值满足的关系才为
D错误。
故选B。
11．BC
【解析】
【详解】
由图乙知a的周期为，b的周期为，则由可知，角速度与周期成反比，故角速度之比为3：2，选项B正确；曲线a表示的交变电动势最大值是15V，根据得曲线b表示的交变电动势最大值是10V，则有效值为，选项A错误；将原线圈滑片P向上滑动时，原线圈匝数变大，根据变压比公式，输出电压减小，灯泡会变暗，选项C正确；P位置不变，副线圈电压不变，滑动变阻器连入电路阻值变大时，输出功率变小，输入功率也变小，选项D错误.
12．ABC
【解析】
【详解】
AC．该交变电流的周期为：，在时刻，即时刻，由线圈中产生的交变电流图象可知，感应电流大小为零，故安培力为零，故A C正确；
BD．在时刻，即时刻，感应电流大小为零，则知感应电动势为零，由法拉第电磁感应定律知磁通量变化率也为零，线圈与磁场垂直，磁通量为最大，故B正确，D错误．
13．AC
【解析】
【详解】
A．时刻磁通量最大，线圈平面垂直于磁感线，处于中性面，故A正确；
B．时刻磁通量为零，线圈平面垂直于中性面，感应电动势最大，故边的速度方向跟磁感线垂直，故B错误；
C．时刻磁通量最大，线圈平面垂直于磁感线，线圈平面与中性面重合，故C正确；
D．每次经过中性面位置时，电流方向发生改变，图甲所示位置垂直中性面，电流方向不改变，故D错误；
故选AC。
14．BD
【解析】
【详解】
A．从t1到t3这段时间穿过线圈磁通量由正向BS变为负向BS，磁通量的变化量为
△Φ=2BS
不为零，故A错误；
B．通过电阻的电荷量
所以t3到t4这段时间通过电阻R的电荷量
又
E0=nBSω
故：
故B正确；
C．t4时刻产生的电动势最大为E0，根据法拉第电磁感应定律：
所以磁通量的变化率为：
故C错误；
D．计算热量应该用有效值，在0~t4时间内电阻R上产生的热量为
故D正确。
故选BD。
15．BD
【解析】
【详解】
根据公式
可得该交流电的最大电压为
该交流电的周期为
在线圈中产生交流电，若自线圈通过中性面时开始计时，则在中性面时，磁通量最大，磁通量变化率最小，产生的感应电动势为零，AC错误，BD正确。
故选BD。
16．(1)e=100sin20πt(V)；(2)86.6V；(3)V
【解析】
【详解】
(1) 交变电动势的瞬时值
E=Emsinωt
Em=NBSω
解得
e=100sin20πt(V)
(2) 线圈从图示位置开始在s时的电动势的瞬时值
(3)在s内线圈转过的角度
由Φ=BScosωt知
线圈从图示位置开始在s时间内的电动势的平均值
17．（1）（2）2A；40V（3）A（4）80W
【解析】
【详解】
【试题分析】根据感应电动势最大值，Em=nBSω，并从垂直于中性面开始计时，则可确定电动势的瞬时表达式；根据交流电的最大值与有效值的关系，结合闭合电路欧姆定律，即可确定电流表与电压表示数．
(1)感应电动势最大值
故交变电流的电动势瞬时值的表达式为：
(2)电键S合上时，由全电路欧姆定律
U=IR=2×20V=40 V
即电流表示数为2 A，电压表示数为 40 V
(3)通过R中电流的最大值 Im=I=2A
(4)电阻R上所消耗的电功率 P=IU=2×40W=80W
【点睛】本题考查了求电压表与电流表示数、求电阻消耗的功率问题，求出感应电动势的最大值、掌握最大值与有效值间的关系、应用欧姆定律即可正确解题．
答案第1页，共2页
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