3.2交变电流的描述 同步练习（Word版含解析）
文档属性
| 名称 | 3.2交变电流的描述 同步练习（Word版含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-16 00:42:12 | ||
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文档简介
人教版（2019）选择性必修二 3.2 交变电流的描述
一、单选题
1．有一个如图所示的LC回路，L为电感线圈，C为电容器，R为定值电阻，其中，，，线圈及导线电阻均不计。先闭合开关S，稳定后，再将其断开，并规定此时t=0。下列判断正确的是（ ）
A．经过时间t=0.5s，线圈中的磁场能最大
B．经过时间t=1s，电路中电流最大且沿顺时针方向
C．经过时间t=1s，电流沿顺时针方向，电容器正在充电
D．放电过程中，电荷量减少，振荡周期变小
2．如图所示，用一台发电机给滑动变阻器R供电，发电机产生的交变电流的电动势，发电机线圈的总电阻为，V为理想交流电压表，通过调节滑动变阻器R的阻值使其上消耗的功率最大，则下列说法正确的是（ ）
A．该最大功率为，电压表示数为
B．该最大功率为，电压表示数为
C．该最大功率为，电压表示数为
D．该最大功率为，电压表示数为
3．N匝圆形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的转轴匀速转动，从中性面开始转过180°过程中，感应电动势的有效值和平均值之比为（ ）
A． B． C． D．
4．矩形金属线圈共10匝，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的交流电动势e随时间t变化的情况如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A．此交流电产生时线圈转动的频率为0.2Hz
B．t＝0.1s时，线圈平面与磁场方向平行
C．此交流电动势的有效值为1V
D．线圈在转动过程中穿过线圈的最大磁通量为
5．手摇式发电机是实验室中常用的演示工具，如图甲所示，它可以简化为图乙。一个小型旋转电枢式交流发电机的矩形线圈面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中以矩形线圈中轴线为轴以角速度ω匀速转动，产生的交流电通过E、F与外电路连接，外电路电灯电阻为R，电压表为理想交流电压表。在线圈由平行于磁场方向位置转过90°的过程中，下面说法正确的是（ ）
A．电压表的示数为nBSω
B．通过灯泡的电荷量为
C．电灯中产生的焦耳热为
D．流过线圈的电流的平均值为
6．近年来，手机无线充电功能为人们提供了很大便利。如图甲所示为充电原理示意图：充电板接交流电源，对充电板供电，充电板内的励磁线圈可产生交变磁场，从而使靠近的手机内的感应线圈产生感应电流。当充电板内的励磁线圈通入如图乙所示的交变电流时（电流由a流入时方向为正），下列说法正确的是（ ）
A．感应线圈中产生的是恒定电流
B．t1时刻，感应线圈中电流的瞬时值最大
C．t1~t3时间内，c点电势高于d点电势
D．感应线圈中电流的方向总是与励磁线圈中电流方向相反
7．如图甲所示为一台小型发电机构造示意图。当线圈转动时，产生的电动势随时间变化的图像如图乙所示。发电机线圈的内阻为，外接灯泡的电阻为，则（ ）
A．电压表的示数为
B．电流表的示数一直变化
C．小灯泡的功率为
D．在时刻，穿过线圈的磁通量最大
8．现在市场上的调光台灯、调速风扇是用可控硅电子元件来实现调节的。如图，这是一个经过元件调节后加在电灯上的电压，在正弦交流电的每半个周期中都会截去前面的四分之一、现在加在电灯上的电压是（ ）
A．-Um B． C． D．
9．如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个匝数为N的矩形线圈abcd，线圈面积为S，ab边与磁场垂直，ab边始终与金属滑环K相连，cd边始终与金属滑环L相连，电阻R接在K、L之间。现使矩形线圈以恒定角速度ω，从图示位置绕过ad、bc中点的轴匀速转动，下列说法中正确的是（ ）
A．线圈每转过一圈，线圈所受安培力做功为零
B．线圈转动的角速度越大，通过电阻R的电流越小
C．线圈平面与磁场平行时，瞬时感应电动势最大且Em=NBSω
D．线圈平面与磁场平行时，穿过线圈平面的磁通量最大
10．家庭电路中交流电压随时间变化的规律为，则该电压的（ ）
A．最大值是220V B．有效值是220V
C．周期是100s D．频率是100Hz
11．实验室中手摇发电机的原理如图所示，两磁体间的磁场视为匀强磁场，磁感应强度大小为，发电机的矩形线圈绕轴以角速度匀速转动。已知线圈的匝数为，的边长为，的边长为，线圈的总电阻为，外接小灯泡的电阻为，其余电阻不计，则通过小灯泡的电流为（ ）
A． B． C． D．
12．如图1所示的电路中，阻值为的线框水平放置，线框所在区域内存在垂直线框的磁场（未画出），磁感应强度随时间的变化规律如图2所示，电压表为理想电表，定值电阻的阻值为，将电阻箱的阻值调到，电压表的读数为4V，忽略导线的电阻。则（ ）
A．时刻，线框中产生的感应电动势为0
B．线框中产生的感应电动势的最大值为5V
C．一个周期内定值电阻上产生的热量为0.02J
D．当电阻箱的阻值为2时线框的输出功率最大
二、填空题
13．如图为我国照明用的交变电流的电流随时间变化的图像，则该交流电的周期是______，电压的峰值为________V。
14．从中性面开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时值表达式：e=Emsin ωt，Em叫作电动势的_________，Em=_________。
15．如图为一正弦交流电的图像，该交流电的周期为_____s，电流的峰值为____A。
16．一交流电流的图像如图所示，由图可知，该交变电流周期为______，用电流表测该电流示数为______，若该交流电流通过的电阻时，电阻消耗的电功率为______。
17．如图所示，三个图中的和周期T相同。甲图为正弦式交流电，则电流的有效值为______；乙图正值部分按正弦规律变化，负值部分电流恒定，电流的有效值为______；丙图为方波式交流电，电流的有效值为______；
三、解答题
18．如图所示，一个半径为r的半圆形线圈，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，磁感应强度为B，M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，求：
（1）感应电动势的最大值；
（2）从图示位置起转过周的时间内负载电阻R上产生的热量。
19．一个标有“220V 60W的灯泡能接220V的交流电源上吗 一个耐压值为220V的电容呢 为什么
20．如图所示，在匀强磁场中有一形导线框，可绕轴转动。已知匀强磁场的磁感应强度，线框相邻两边相互垂直，其中边长为，、长均为，转速为。若从图示平面平行磁场位置开始计时。
(1)写出线框中感应电动势的瞬时值表达式；
(2)求出由图示位置转过30°的过程中线框产生的平均电动势；
(3)作出线框中感应电动势随时间变化的图像。
21．如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝T，边长L＝10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈总电阻r＝1Ω，线圈绕垂直于磁感线的轴OO′匀速转动，角速度ω＝2π rad/s，外电路电阻R＝4Ω。求：
（1）转动过程中线圈中感应电动势的最大值；
（2）从图示位置（线圈平面与磁感线平行）开始感应电动势的瞬时值表达式；
（3）由图示位置转过30°角时电路中电流的瞬时值；
（4）线圈从开始计时经s时线圈中的感应电流的瞬时值；
（5）外电路R两端电压的瞬时值表达式。
22．如图所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度，直导轨分别在点和A点接阻值和的定值电阻，导轨的曲线方程为，金属棒长，以速度水平向右匀速运动（端始终在轴上），设金属棒始终与导轨接触良好，摩擦不计，电路中除两定值电阻外，其余电阻均不计。求：
（1）金属棒在导轨上运动时阻值为的定值电阻的最大功率；
（2）金属棒在导轨上运动时，从运动到的过程中，外力做的功。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
A．有LC振荡电路周期公式
所以经过时间t=0.5s时，电容充满电，线圈中的磁场能最小，A错误；
B．经过时间t=1s，电路中电流最大且沿顺时针方向，B正确；
C．经过时间t=1s，电流沿顺时针方向，电容器正在放电，C错误；
D．LC振荡电路的周期不会随着充放电而改变，振幅会逐渐减小，D错误。
故选B。
2．D
【详解】
发电机电动势的有效值为
E=10V
当电源的内阻等于外电阻时，电源的输出功率最大，即当滑动变阻器调到时，使其上消耗的功率最大，此时最大功率
电压表的读数
故选D。
3．C
【详解】
线圈从中性面转动180°过程中，感应电动势的平均值为：
感应电动势的最大值
Em=NBSω
感应电动势的有效值
感应电动势的有效值和平均值之比
故选C。
4．D
【详解】
A．由题图知交流电的周期为0.2s，则交流电的频率，即线圈转动的频率为
故A错误；
B．在t=0.1s时，感应电动势为零，磁通量最大，为中性面位置，即线圈平面与磁场方向垂直，故B错误；
C．由题图知交流电的峰值为1V，故有效值为
故C错误；
D．角速度
由
可知最大磁通量
故D正确。
故选D。
5．C
【详解】
A．线圈转动产生的感应电动势的最大值为
Emax=nBSω
线圈由平行于磁场方向位置转过90°，经过个周期，则此段时间内电动势有效值为
E=
所以电流有效值为
I=
电压表示数为
U=IR=
故A错误；
B．通过灯泡的电荷量为
q=
故B错误；
C．电流的有效值为
I=
这一过程的时间为
t=×
则电灯中产生的焦耳热为
Q=I2Rt=
故C正确；
D．通过灯泡的电荷量等于通过线圈的电荷量，故流过线圈的电流的平均值为
故D错误。
故选C。
6．C
【详解】
A．励磁线圈中通有如图所示的交变电流时，感应线圈中产生的电流也在变化，不是恒定电流，故A错误；
B．t1时刻，励磁线圈中电流图像的斜率为零，所以感应线圈中电流瞬时值也为零，故B错误；
C．t1~t2时间内，由楞次定律可知，此时感应电流产生的磁场方向应与励磁线圈产生的磁场方向相同，所以电流应从d流向c，t2~t3时间内，电流仍然从d流向c，感应线圈是电源，电源内部电流由负极流向正极，所以c点电势高于d点电势，故C正确；
D．感应线圈中的电流方向可以由楞次定律判断，当励磁线圈中电流减小时，感应电流的方向与励磁线圈的电流方向相同，故D错误。
故选C。
7．C
【详解】
A．交流电压表示数为电压的有效值，由乙图知线圈电动势最大值为，则根据正弦式交变电流有效值和最大值的关系可知，其有效值，对整个闭合电路，由闭合电路欧姆定律
解得
I=0.6A，U=5.4V
所以电压表示数为5.4V，故A错误；
B．交流电流表显示的是电流的有效值，为0.6A，保持不变，故B错误；
C．由可解得
P=
故C正确；
D．在时刻，线圈上电动势达到最大值，由法拉第电磁感应定律可知此刻磁通量的变化率最大，磁通量为零，故D错误。
故选C。
8．D
【详解】
设交流电的有效值为U，将交流电与直流电分别通过相同电阻R，分析一个周期内所产生的热量，利用有效值的定义得
解得
U=
ABC错误，D正确。
故选D。
9．C
【详解】
A．线圈转动过程中，安培力做负功使线圈的动能转化为电能，故A错误；
B．根据可知，线圈转动的角速度越大，产生的感应电动势峰值越大，则有效值越大，通过电阻R的电流越大，故B错误；
C．题图所示位置，线圈平面与磁场平行，产生的感应电动势最大，最大值为Em=NBSω，故C正确；
D．线圈平面与磁场平行时，穿过线圈平面的磁通量为零，线圈平面与磁场方向垂直时，穿过线圈平面的磁通量最大，故D错误。
故选C。
10．B
【详解】
AB．根据交流电压随时间变化的表达式 ，可知该电压的最大值为
有效值为
A错误B正确；
CD．根据交流电压随时间变化的表达式可知， ，可得周期为
频率为
CD错误。
故选B。
11．D
【详解】
线圈中感应电动势的最大值为
电动势有效值
电流
故选D。
12．C
【详解】
A．如图2所示，在时刻，磁感应强度变化率最大，所以磁通量变化率最大，则线框中产生的感应电动势最大，故选项A错误。
B．定值电阻的阻值为，将电阻箱的阻值调到，电压表的读数为4V，而线框电阻，因为电流读的是外电压的有效值，根据闭合电路的欧姆定律，感应电动势的有效值有
解得
则感应电动势的最大值为，故选项B错误。
C．因电动势的有效值为5V，根据交变电流的热效应和有效值的定义，一个周期内定值电阻上产生的热量为
故选项C正确。
D．根据闭合电路的欧姆定律可知，当电源的内阻与外电阻相等时，电源的输出功率为最大；所以当电阻箱的阻值为0时，定值电阻与线框电阻同为，此时线框的输出功率最大。故D错误。
故选C。
13． 0.02 311
【详解】
[1]根据交流电周期的定义，由图可得，交流电的周期0.02s
[2] 根据图可得，电压的峰值为311V
14． 峰值 NωBS
略
15． 0.2 5
【详解】
[1][2]该交流电的周期为0.2s，电流的峰值为5A。
16． 0.01 10 1000
【详解】
[1] 交变电流周期为0.01s
[2]电流表示数为
[3] 电阻消耗的电功率为
17．
【详解】
[1]甲图为正弦式交流电，则电流的有效值为；
[2]乙图
解得电流的有效值为
[3]丙图
电流的有效值为
18．（1）π2Bnr2；（2）
【详解】
（1）线圈绕轴匀速转动时，在电路中产生如图所示的交变电流
此交变电动势的最大值为
Em＝BSω＝B··2πn＝π2Bnr2
（2）在线圈从图示位置转过周的时间内，电动势的有效值为：
电阻R上产生的热量为
Q＝
19．见解析
【详解】
一个标有“220V 60W的灯泡，额定电压有效值为220V，则能接220V的交流电源上；因交流电的最大值为311V，则耐压值为220V的电容不能接到该电源上。
20．(1)；(2)；(3)见解析
【详解】
(1)线框转动，开始计时的位置为线框平面与磁感线平行的位置，边长为，、边长为，在t时刻线框转过的角度为，此时有
其中
故
即
(2)在线框由题图所示的位置转过30°的过程中
则平均电动势
(3)由可知，感应电动势的最大值为，周期为
故线框中感应电动势随时间变化的图像如下图所示
21．（1）2V；（2）e＝2cos 2πt （V）；（3）A；（4）A；（5）uR＝cos 2πt（V）
【详解】
（1）设转动过程中线圈中感应电动势的最大值为Em，则
Em＝nBL2ω＝100××0.12×2π V＝2V
（2）从题图所示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为
e＝Emcos ωt＝2cos 2πt （V）
（3）从题图所示位置转过30°角时感应电动势的瞬时值
e′＝cos 30° V＝V
则电路中电流的瞬时值为
i＝＝A
（4）t＝s时，瞬时电动势为
e″＝Emcos ωt＝cos（）＝V
对应的电流的瞬时值
i′＝
（5）外电路R两端电压的最大值为
则外电路R两端电压的瞬时值表达式为
22．（1）；（2）
【详解】
(1)金属棒匀速运动，位移为
金属棒在两导轨间的感应电动势为
当x=1.5m时，感应电动势达到最大，最大值为
阻值为的定值电阻的最大功率为
解得
(2)两电阻的并联值为
外力做功等于回路产生的焦耳热，即
解得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．有一个如图所示的LC回路，L为电感线圈，C为电容器，R为定值电阻，其中，，，线圈及导线电阻均不计。先闭合开关S，稳定后，再将其断开，并规定此时t=0。下列判断正确的是（ ）
A．经过时间t=0.5s，线圈中的磁场能最大
B．经过时间t=1s，电路中电流最大且沿顺时针方向
C．经过时间t=1s，电流沿顺时针方向，电容器正在充电
D．放电过程中，电荷量减少，振荡周期变小
2．如图所示，用一台发电机给滑动变阻器R供电，发电机产生的交变电流的电动势，发电机线圈的总电阻为，V为理想交流电压表，通过调节滑动变阻器R的阻值使其上消耗的功率最大，则下列说法正确的是（ ）
A．该最大功率为，电压表示数为
B．该最大功率为，电压表示数为
C．该最大功率为，电压表示数为
D．该最大功率为，电压表示数为
3．N匝圆形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的转轴匀速转动，从中性面开始转过180°过程中，感应电动势的有效值和平均值之比为（ ）
A． B． C． D．
4．矩形金属线圈共10匝，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的交流电动势e随时间t变化的情况如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A．此交流电产生时线圈转动的频率为0.2Hz
B．t＝0.1s时，线圈平面与磁场方向平行
C．此交流电动势的有效值为1V
D．线圈在转动过程中穿过线圈的最大磁通量为
5．手摇式发电机是实验室中常用的演示工具，如图甲所示，它可以简化为图乙。一个小型旋转电枢式交流发电机的矩形线圈面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中以矩形线圈中轴线为轴以角速度ω匀速转动，产生的交流电通过E、F与外电路连接，外电路电灯电阻为R，电压表为理想交流电压表。在线圈由平行于磁场方向位置转过90°的过程中，下面说法正确的是（ ）
A．电压表的示数为nBSω
B．通过灯泡的电荷量为
C．电灯中产生的焦耳热为
D．流过线圈的电流的平均值为
6．近年来，手机无线充电功能为人们提供了很大便利。如图甲所示为充电原理示意图：充电板接交流电源，对充电板供电，充电板内的励磁线圈可产生交变磁场，从而使靠近的手机内的感应线圈产生感应电流。当充电板内的励磁线圈通入如图乙所示的交变电流时（电流由a流入时方向为正），下列说法正确的是（ ）
A．感应线圈中产生的是恒定电流
B．t1时刻，感应线圈中电流的瞬时值最大
C．t1~t3时间内，c点电势高于d点电势
D．感应线圈中电流的方向总是与励磁线圈中电流方向相反
7．如图甲所示为一台小型发电机构造示意图。当线圈转动时，产生的电动势随时间变化的图像如图乙所示。发电机线圈的内阻为，外接灯泡的电阻为，则（ ）
A．电压表的示数为
B．电流表的示数一直变化
C．小灯泡的功率为
D．在时刻，穿过线圈的磁通量最大
8．现在市场上的调光台灯、调速风扇是用可控硅电子元件来实现调节的。如图，这是一个经过元件调节后加在电灯上的电压，在正弦交流电的每半个周期中都会截去前面的四分之一、现在加在电灯上的电压是（ ）
A．-Um B． C． D．
9．如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个匝数为N的矩形线圈abcd，线圈面积为S，ab边与磁场垂直，ab边始终与金属滑环K相连，cd边始终与金属滑环L相连，电阻R接在K、L之间。现使矩形线圈以恒定角速度ω，从图示位置绕过ad、bc中点的轴匀速转动，下列说法中正确的是（ ）
A．线圈每转过一圈，线圈所受安培力做功为零
B．线圈转动的角速度越大，通过电阻R的电流越小
C．线圈平面与磁场平行时，瞬时感应电动势最大且Em=NBSω
D．线圈平面与磁场平行时，穿过线圈平面的磁通量最大
10．家庭电路中交流电压随时间变化的规律为，则该电压的（ ）
A．最大值是220V B．有效值是220V
C．周期是100s D．频率是100Hz
11．实验室中手摇发电机的原理如图所示，两磁体间的磁场视为匀强磁场，磁感应强度大小为，发电机的矩形线圈绕轴以角速度匀速转动。已知线圈的匝数为，的边长为，的边长为，线圈的总电阻为，外接小灯泡的电阻为，其余电阻不计，则通过小灯泡的电流为（ ）
A． B． C． D．
12．如图1所示的电路中，阻值为的线框水平放置，线框所在区域内存在垂直线框的磁场（未画出），磁感应强度随时间的变化规律如图2所示，电压表为理想电表，定值电阻的阻值为，将电阻箱的阻值调到，电压表的读数为4V，忽略导线的电阻。则（ ）
A．时刻，线框中产生的感应电动势为0
B．线框中产生的感应电动势的最大值为5V
C．一个周期内定值电阻上产生的热量为0.02J
D．当电阻箱的阻值为2时线框的输出功率最大
二、填空题
13．如图为我国照明用的交变电流的电流随时间变化的图像，则该交流电的周期是______，电压的峰值为________V。
14．从中性面开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时值表达式：e=Emsin ωt，Em叫作电动势的_________，Em=_________。
15．如图为一正弦交流电的图像，该交流电的周期为_____s，电流的峰值为____A。
16．一交流电流的图像如图所示，由图可知，该交变电流周期为______，用电流表测该电流示数为______，若该交流电流通过的电阻时，电阻消耗的电功率为______。
17．如图所示，三个图中的和周期T相同。甲图为正弦式交流电，则电流的有效值为______；乙图正值部分按正弦规律变化，负值部分电流恒定，电流的有效值为______；丙图为方波式交流电，电流的有效值为______；
三、解答题
18．如图所示，一个半径为r的半圆形线圈，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，磁感应强度为B，M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，求：
（1）感应电动势的最大值；
（2）从图示位置起转过周的时间内负载电阻R上产生的热量。
19．一个标有“220V 60W的灯泡能接220V的交流电源上吗 一个耐压值为220V的电容呢 为什么
20．如图所示，在匀强磁场中有一形导线框，可绕轴转动。已知匀强磁场的磁感应强度，线框相邻两边相互垂直，其中边长为，、长均为，转速为。若从图示平面平行磁场位置开始计时。
(1)写出线框中感应电动势的瞬时值表达式；
(2)求出由图示位置转过30°的过程中线框产生的平均电动势；
(3)作出线框中感应电动势随时间变化的图像。
21．如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝T，边长L＝10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈总电阻r＝1Ω，线圈绕垂直于磁感线的轴OO′匀速转动，角速度ω＝2π rad/s，外电路电阻R＝4Ω。求：
（1）转动过程中线圈中感应电动势的最大值；
（2）从图示位置（线圈平面与磁感线平行）开始感应电动势的瞬时值表达式；
（3）由图示位置转过30°角时电路中电流的瞬时值；
（4）线圈从开始计时经s时线圈中的感应电流的瞬时值；
（5）外电路R两端电压的瞬时值表达式。
22．如图所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度，直导轨分别在点和A点接阻值和的定值电阻，导轨的曲线方程为，金属棒长，以速度水平向右匀速运动（端始终在轴上），设金属棒始终与导轨接触良好，摩擦不计，电路中除两定值电阻外，其余电阻均不计。求：
（1）金属棒在导轨上运动时阻值为的定值电阻的最大功率；
（2）金属棒在导轨上运动时，从运动到的过程中，外力做的功。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
A．有LC振荡电路周期公式
所以经过时间t=0.5s时，电容充满电，线圈中的磁场能最小，A错误；
B．经过时间t=1s，电路中电流最大且沿顺时针方向，B正确；
C．经过时间t=1s，电流沿顺时针方向，电容器正在放电，C错误；
D．LC振荡电路的周期不会随着充放电而改变，振幅会逐渐减小，D错误。
故选B。
2．D
【详解】
发电机电动势的有效值为
E=10V
当电源的内阻等于外电阻时，电源的输出功率最大，即当滑动变阻器调到时，使其上消耗的功率最大，此时最大功率
电压表的读数
故选D。
3．C
【详解】
线圈从中性面转动180°过程中，感应电动势的平均值为：
感应电动势的最大值
Em=NBSω
感应电动势的有效值
感应电动势的有效值和平均值之比
故选C。
4．D
【详解】
A．由题图知交流电的周期为0.2s，则交流电的频率，即线圈转动的频率为
故A错误；
B．在t=0.1s时，感应电动势为零，磁通量最大，为中性面位置，即线圈平面与磁场方向垂直，故B错误；
C．由题图知交流电的峰值为1V，故有效值为
故C错误；
D．角速度
由
可知最大磁通量
故D正确。
故选D。
5．C
【详解】
A．线圈转动产生的感应电动势的最大值为
Emax=nBSω
线圈由平行于磁场方向位置转过90°，经过个周期，则此段时间内电动势有效值为
E=
所以电流有效值为
I=
电压表示数为
U=IR=
故A错误；
B．通过灯泡的电荷量为
q=
故B错误；
C．电流的有效值为
I=
这一过程的时间为
t=×
则电灯中产生的焦耳热为
Q=I2Rt=
故C正确；
D．通过灯泡的电荷量等于通过线圈的电荷量，故流过线圈的电流的平均值为
故D错误。
故选C。
6．C
【详解】
A．励磁线圈中通有如图所示的交变电流时，感应线圈中产生的电流也在变化，不是恒定电流，故A错误；
B．t1时刻，励磁线圈中电流图像的斜率为零，所以感应线圈中电流瞬时值也为零，故B错误；
C．t1~t2时间内，由楞次定律可知，此时感应电流产生的磁场方向应与励磁线圈产生的磁场方向相同，所以电流应从d流向c，t2~t3时间内，电流仍然从d流向c，感应线圈是电源，电源内部电流由负极流向正极，所以c点电势高于d点电势，故C正确；
D．感应线圈中的电流方向可以由楞次定律判断，当励磁线圈中电流减小时，感应电流的方向与励磁线圈的电流方向相同，故D错误。
故选C。
7．C
【详解】
A．交流电压表示数为电压的有效值，由乙图知线圈电动势最大值为，则根据正弦式交变电流有效值和最大值的关系可知，其有效值，对整个闭合电路，由闭合电路欧姆定律
解得
I=0.6A，U=5.4V
所以电压表示数为5.4V，故A错误；
B．交流电流表显示的是电流的有效值，为0.6A，保持不变，故B错误；
C．由可解得
P=
故C正确；
D．在时刻，线圈上电动势达到最大值，由法拉第电磁感应定律可知此刻磁通量的变化率最大，磁通量为零，故D错误。
故选C。
8．D
【详解】
设交流电的有效值为U，将交流电与直流电分别通过相同电阻R，分析一个周期内所产生的热量，利用有效值的定义得
解得
U=
ABC错误，D正确。
故选D。
9．C
【详解】
A．线圈转动过程中，安培力做负功使线圈的动能转化为电能，故A错误；
B．根据可知，线圈转动的角速度越大，产生的感应电动势峰值越大，则有效值越大，通过电阻R的电流越大，故B错误；
C．题图所示位置，线圈平面与磁场平行，产生的感应电动势最大，最大值为Em=NBSω，故C正确；
D．线圈平面与磁场平行时，穿过线圈平面的磁通量为零，线圈平面与磁场方向垂直时，穿过线圈平面的磁通量最大，故D错误。
故选C。
10．B
【详解】
AB．根据交流电压随时间变化的表达式 ，可知该电压的最大值为
有效值为
A错误B正确；
CD．根据交流电压随时间变化的表达式可知， ，可得周期为
频率为
CD错误。
故选B。
11．D
【详解】
线圈中感应电动势的最大值为
电动势有效值
电流
故选D。
12．C
【详解】
A．如图2所示，在时刻，磁感应强度变化率最大，所以磁通量变化率最大，则线框中产生的感应电动势最大，故选项A错误。
B．定值电阻的阻值为，将电阻箱的阻值调到，电压表的读数为4V，而线框电阻，因为电流读的是外电压的有效值，根据闭合电路的欧姆定律，感应电动势的有效值有
解得
则感应电动势的最大值为，故选项B错误。
C．因电动势的有效值为5V，根据交变电流的热效应和有效值的定义，一个周期内定值电阻上产生的热量为
故选项C正确。
D．根据闭合电路的欧姆定律可知，当电源的内阻与外电阻相等时，电源的输出功率为最大；所以当电阻箱的阻值为0时，定值电阻与线框电阻同为，此时线框的输出功率最大。故D错误。
故选C。
13． 0.02 311
【详解】
[1]根据交流电周期的定义，由图可得，交流电的周期0.02s
[2] 根据图可得，电压的峰值为311V
14． 峰值 NωBS
略
15． 0.2 5
【详解】
[1][2]该交流电的周期为0.2s，电流的峰值为5A。
16． 0.01 10 1000
【详解】
[1] 交变电流周期为0.01s
[2]电流表示数为
[3] 电阻消耗的电功率为
17．
【详解】
[1]甲图为正弦式交流电，则电流的有效值为；
[2]乙图
解得电流的有效值为
[3]丙图
电流的有效值为
18．（1）π2Bnr2；（2）
【详解】
（1）线圈绕轴匀速转动时，在电路中产生如图所示的交变电流
此交变电动势的最大值为
Em＝BSω＝B··2πn＝π2Bnr2
（2）在线圈从图示位置转过周的时间内，电动势的有效值为：
电阻R上产生的热量为
Q＝
19．见解析
【详解】
一个标有“220V 60W的灯泡，额定电压有效值为220V，则能接220V的交流电源上；因交流电的最大值为311V，则耐压值为220V的电容不能接到该电源上。
20．(1)；(2)；(3)见解析
【详解】
(1)线框转动，开始计时的位置为线框平面与磁感线平行的位置，边长为，、边长为，在t时刻线框转过的角度为，此时有
其中
故
即
(2)在线框由题图所示的位置转过30°的过程中
则平均电动势
(3)由可知，感应电动势的最大值为，周期为
故线框中感应电动势随时间变化的图像如下图所示
21．（1）2V；（2）e＝2cos 2πt （V）；（3）A；（4）A；（5）uR＝cos 2πt（V）
【详解】
（1）设转动过程中线圈中感应电动势的最大值为Em，则
Em＝nBL2ω＝100××0.12×2π V＝2V
（2）从题图所示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为
e＝Emcos ωt＝2cos 2πt （V）
（3）从题图所示位置转过30°角时感应电动势的瞬时值
e′＝cos 30° V＝V
则电路中电流的瞬时值为
i＝＝A
（4）t＝s时，瞬时电动势为
e″＝Emcos ωt＝cos（）＝V
对应的电流的瞬时值
i′＝
（5）外电路R两端电压的最大值为
则外电路R两端电压的瞬时值表达式为
22．（1）；（2）
【详解】
(1)金属棒匀速运动，位移为
金属棒在两导轨间的感应电动势为
当x=1.5m时，感应电动势达到最大，最大值为
阻值为的定值电阻的最大功率为
解得
(2)两电阻的并联值为
外力做功等于回路产生的焦耳热，即
解得
答案第1页，共2页
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