选择性必修第二册《3.2 交变电流的描述》2022年同步练习卷（1）（含答案）
文档属性
| 名称 | 选择性必修第二册《3.2 交变电流的描述》2022年同步练习卷（1）（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 141.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-11-14 14:39:26 | ||
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文档简介
人教版（2019）选择性必修第二册《3.2 交变电流的描述》2022年同步练习卷（1）
一 、单选题（本大题共7小题，共42分）
1.（6分）图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极、间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。以下判断正确的是
A. 电流表的示数为
B. 线圈转动的角速度为
C. 时线圈平面与磁场方向平行
D. 时电阻中电流的方向自右向左
2.（6分）交流发电机在工作时产生电动势为的正弦交流电，若将其电枢即线圈的转速提高倍，其它条件不变，则其电动势变为
A. B.
C. D.
3.（6分）通过一阻值的电阻的交变电流如图所示，其周期为。电阻两端电压的有效值为
A. B. C. D.
4.（6分）如图所示，矩形线圈面积为，匝数为，线圈电阻为，在磁感强度为的匀强磁场中绕轴以角速度匀速转动，外电路电阻为在线圈由图示位置转过的过程中，下列说法正确的是
A. 磁通量的变化量
B. 通过电阻的电量
C. 电阻产生的焦耳热
D. 电阻产生的焦耳热
5.（6分）手摇发电机产生的正弦交流电经变压器给灯泡供电，其电路如图所示，当线圈以角速度匀速转动时，电压表示数为，灯泡正常发光。已知发电机线圈的电阻为，灯泡正常发光时的电阻为，其他电阻可忽略，变压器原线圈与副线圈的匝数比为，变压器可视为理想变压器。则
A. 转动一个周期，通过线圈横截面的电荷量为
B. 减小转速，交流电的频率变小，灯泡仍能正常发光
C. 若仅在负载再并联一个相同的灯泡，则灯泡的亮度不变
D. 副线圈输出电压的有效值为
6.（6分）一边长为的正方形单匝线框绕垂直于匀强磁场的固定轴转动，线框中产生的感应电动势随时间的变化情况如图所示。已知匀强磁场的磁感应强度为，则结合图中所给信息可判定
A. 时刻穿过线框的磁通量为
B. 时刻穿过线框的磁通量为零
C. 时刻穿过线框的磁通量变化率为零
D. 线框转动的角速度为
7.（6分）关于正弦交流电，下列说法正确的是
A. 当线圈平面位于中性面时，线圈平面与磁感线平行
B. 电感对交变电流有阻碍作用，是因为交变电流通过电感线圈时，线圈中产生自感电动势阻碍电流的变化
C. 交变电流能通过电容器，是因为交变电压的最大值大于击穿电压，电容器被击穿了
D. 电容器的电容越大，交流的频率越高，容抗就越大
二 、多选题（本大题共6小题，共36分）
8.（6分）如图所示，小型交流发电机的单匝矩形金属线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动，线圈与一个阻值为的电阻构成闭合电路，线圈的电阻从中性面开始计时，线圈中产生的感应电动势随时间按正弦规律变化如图所示，则下列说法正确的是
A. 线圈的转速为
B. 电压表的示数为
C. 通过线圈的最大磁通量为
D. 从中性面转过通过电阻的电量为
9.（6分）如图，为半圆形导线框，圆心为；是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为；两导线框在同一竖直面纸面内；两圆弧半径相等；过直线的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面。现使线框、在时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过和的轴，以相同的周期逆时针匀速转动，则
A. 两导线框中均会产生正弦交流电
B. 两导线框中感应电流的周期都等于
C. 在时，两导线框中产生的感应电动势相等
D. 两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等
10.（6分）如图所示，在磁感应强度为的匀强磁场中，有一面积为、匝数为、电阻不计的矩形金属线圈，绕轴以角速度匀速转动，外电路电阻为。当线圈由图示位置转过的过程中，下列说法中正确的是
A. 电阻所产生的焦耳热为
B. 电阻所产生的焦耳热为
C. 通过电阻的电荷量大小为
D. 通过电阻的电荷量大小为
11.（6分）面积为的两个完全相同的单匝金属线圈分别放置在如图甲、乙所示的磁场中．甲图中是磁感应强度为的匀强磁场，线圈在磁场中以周期绕轴作匀速转动；乙图中的磁场的变化规律为，从图示时刻时刻起计时，则
A. 两线圈中的磁通量变化规律均为
B. 两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同
C. 两线圈中产生的交流电流的最大值不同
D. 从此刻起，时间内流过线圈截面的电量相同
12.（6分）在一阻值为的定值电阻中通入如图所示的交流电，则
A. 此交流电的频率为
B. 此交流电的有效值为
C. 在内电阻产生的焦耳热为
D. 在内通过该电阻的电荷量为
13.（6分）如图所示，在同一水平面内有两根足够长的光滑水平金属导轨，间距为 ，电阻不计，其左端连接一阻值为的定值电阻，两导轨之间存在着磁感应强度为的匀强磁场，磁场边界虚线由多个正弦曲线的半周期衔接而成，磁场方向如图，一接入电阻阻值为的导体棒在外力作用下以的速度匀速向右运动，交流电压表和交流电流表均为理想电表，则
A. 电流表的示数是
B. 电压表的示数是
C. 导体棒运动到图示虚线位置时，电流表示数为零
D. 导体棒上消耗的热功率为
三 、计算题（本大题共2小题，共24分）
14.（12分）如图所示，匀强磁场的磁感应强度，边长的正方形线圈共匝，匝线圈的总电阻线圈绕垂直于磁感线的对称轴匀速转动，角速度，设外电路电阻
求：①转动过程中感应电动势的最大值；
②由图示位置线圈平面与磁感线平行转过角时的瞬时感应电动势；
③由图示位置转过角的过程中产生的平均感应电动势；
④交流电表的示数；
⑤转动一周外力做的功．
15.（12分）如图所示，一个边长为的单匝正方形线圈以为轴匀速转动，转速为每秒转，的左侧有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场以连线为边界，磁感应强度为，从接出外电路，负载电阻为，线圈电阻为，电流表和连接导线的电阻不计，求：
从图示位置起，线圈转过周时间内负载电阻上产生的热量是多少？
从图示位置起转过周时间内通过电阻的电荷量是多少？
电流表的示数是多少？
答案和解析
1.【答案】C;
【解析】解：、电流表的读数为有效值故错误；
、根据图乙，，角速度，故错误；
、时，电流最大，磁通量为零，线圈平面与磁场方向平行。故正确；
、时，根据右手定则可知，电阻中电流的方向自左向右，故错误；
故选：。
电流表的读数为有效值；根据图乙，，；时，电流最大，磁通量为零，线圈平面与磁场方向平行；时，电流最大，磁通量为零，线框平面与中性面垂直，根据右手定则求得电流方向。
此题主要考查了正弦式电流的图象和三角函数表达式。不同的概念、规律之间往往存在内在的联系，弄清相关概念、规律之间的联系，有助于提升高中物理学习的水平。
2.【答案】D;
【解析】解：感应电动势的瞬时值表达式为，当将其电枢的转速提高一倍时，和都增加一倍，其表达式变为：。
故选：。
感应电动势的瞬时值表达式为，其中，当将其电枢的转速提高一倍时，和都增加一倍，则可得出表达式。
此题主要考查考虑问题要全面，式中和都与转速成正比，不能简单认为表达式是。
3.【答案】B;
【解析】解：由有效值的定义可得：，
代入数据得：，
解得：，故正确，错误。
故选：。
由图象可知交变电流的周期，
一个周期内分为两段，每一段均为恒定电流，
根据焦耳定律即可得一个周期内交变电流产生的热量。
根据交变电流有效值的定义，计算有关交变电流的有效值，注意若是正弦式交流电，则最大值与有效值为倍的关系。
4.【答案】D;
【解析】解：、图示位置磁通量为，转过磁通量为，故错误。
、通过电阻的电量，得到，故错误
、电流的有效值为，，电阻所产生的焦耳热，，
解得，故错误，正确
故选：。
图示位置磁通量为，转过磁通量为，根据法拉第电磁感应定律求解平均感应电动势．根据焦耳定律求解热量，为有效值．根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电流的定义式求解电量．
对于交变电流，求解热量、电功和电功率用有效值，而求解电量要用平均值．注意磁通量与线圈的匝数无关．
5.【答案】D;
【解析】解：一个周期内穿过线圈的磁通量变化为零，有
即通过线圈某一横截面的电荷量为零，故错误；
B.减小转速，频率减小，根据可知电动势也减小，不会正常发光，故错误；
C.由于发电机有内阻，在负载再并联一个相同的灯泡，路端电压减小，灯泡变暗，故错误；
D.变压器可视为理想变压器，电压表示数为，即原线圈有效值为，变压器原线圈与副线圈的匝数比为，副线画输出电压的有效值为，故正确。
故选：。
根据法拉第电磁感应定律可知电荷量的表达式，从而解得电荷量，根据可知电动势变化，根据变压器原副线圈电压与匝数之比可解得副线圈电压。
此题主要考查变压器的原理，解题关键掌握法拉第电磁感应定律，注意变压器原线圈与副线圈的匝数与电压的关系。
6.【答案】D;
【解析】解：、时刻电动势最大，穿过线框的磁通量为，错误；
、时刻电动势为零，穿过线框的磁通量最大为，错误；
、时刻电动势最大，穿过线框的磁通量变化率最大，错误；
、电动势最大值为，所以线框转动的角速度为，正确；
故选：。
电动势最大时，超过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大，电动势为零时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零．
此题主要考查了交流电产生过程中，电动势的大小与磁通量和磁通量变化率的变化关系．
7.【答案】B;
【解析】解：、中性面指线圈平面与磁感线垂直的面，故错误。
、电感对电流的影响是：通直流、阻交流。因为直流通过线圈时不产生感应电动势，对电流没有阻碍作用，而交流通过线圈时，产生感应电动势，对电流有阻碍作用，故正确。
、电容对电流的影响可概括为“隔直流、阻交流“，交变电流能通过电容器，是因为交流电路中的电容器的两极加上交流电压后，两极板上不断的充电和放电，电路中产生电流，表现为交流电流通过了电容器，故错误。
、电容器的电容越大、交流电的频率越高，容抗越小，故错误。
故选：。
中性面指线圈平面与磁感线垂直的面；电感对交变电流有阻碍作用，是因为交变电流通过电感线圈时，线圈中产生自感电动势阻碍电流的变化；交变电流能通过电容器，是因为交流电路中的电容器的两极加上交流电压后，两极板上不断的充电和放电，电路中产生电流，表现为交流电流通过了电容器；电容器的电容越大、交流电的频率越高，容抗越小。
此题主要考查了电阻、电感、电容在交流电路中的作用，注意电感的特性是：通直流、阻交流；通高频、阻低频；电容的特性是：隔直通交、阻低频、通高频。
8.【答案】BC;
【解析】解：、线圈的转速，故A错误；
B、电动势的峰值，其有效值，电压表的示数为，故B正确；
C、电动势峰值表达式，解得：，故C正确；
D、根据电磁感应电荷量的推论公式，故D错误；
故选：。
根据图象可以求出周期，利用可以求出转速；
先求出电动势最大值，再根据可以求出电动势的有效值，根据闭合电路欧姆定律求电压表的示数；
当线圈转过时，根据电荷量的推论公式求解电荷量；
该题考查了交流的峰值、有效值以及电荷量的推论公式，不同的概念、规律之间往往存在内在的联系，弄清相关概念、规律之间的联系，有助于提升高中物理学习的水平。
9.【答案】BC;
【解析】
正确利用法拉第电磁感应定律，在本题中由于导线框匀速转动，因此产生的感应电动势是恒定的，计算有效值根据有效值的定义。
该题考查了法拉第电磁感应定律在转动切割类型中的应用，掌握楞次定律，会判断感应电流的方向。理解有效值的定义，掌握好有效值的定义就可以计算非正弦交变电流的有效值。
A.半径切割磁感线产生的感应电动势：，因为线框匀速转动，感应电动势恒定，线框中电流大小恒定，故A错误；
B.、两线框匀速转动，线框第一个电流方向逆时针，第二个电流顺时针方向；线框，相框转动一圈，只有的时间有感应电流，第一个电流逆时针，第二个电流为第三个电流顺时针方向，第四个没有电流，依次循环。画出、线框中电流随时间变化的关系图线如图所示，所以两线框中感应电流的周期相等，都等于，故B正确；
C.时，两线框均有一条半径在切割磁感线产生感应电动势，感应电动势的大小均为，故C正确；
D.根据电流的热效应，对线框有，线框转动一周只有时间内有感应电流，则有：，联立解得，故D错误。
故选BC。
10.【答案】AD;
【解析】
根据焦耳定律求解热量，其中为有效值。求电荷量，其中是平均值。
此题主要考查了法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电流定义式以及交流电的产生等，根据交流电的产生的有关知识列式求解即可。
线圈转动的最大感应电动势为：，有效值为：，回路中的电流的有效值为：，线圈转过时间为：，则电阻上产生的焦耳热为：联立解得： ，故正确；错误。
通过电阻的电量为：，解得：，故错误，正确。
故选。
11.【答案】AD;
【解析】解：由于甲线圈在磁场中以周期绕轴作匀速转动，所以其角速度为，其磁通量为，乙线圈的磁通量为，
所以量线圈在面积相同的情况下两者的磁通量的变化规律相同，那么两者实际产生的交流电是相同的，因此两线圈中感应电动势达到最大值的时刻、两线圈中产生的交流电流的最大值、时间内流过线圈截面的电量都是相同的，故AD正确，BC错误。
故选：。
先求出甲线圈的角速度，再根据求出其磁通量的表达式，根据求出乙线圈磁通量的表达式，进行比较即可解题．
解决本题的关系是能求出两线圈的磁通量的瞬时表达式，再根据表达式求解，难度适中．
12.【答案】BD;
【解析】解：、由图象可知其周期为，所以频率为，故A错误；
B、根据图象可知，设交流电的有效值为，根据电流的热效应得：，代入数据解得：，故B正确；
C、根据焦耳定律得在内电阻产生的焦耳热为：，故C错误；
D、根据得在内通过该电阻的电荷量为：，故D正确。
故选：。
根据图象可知交流电的最大值以及周期等物理量，然后进一步可求出其瞬时值的表达式以及有效值等。
该题考查了有关交流电描述的基础知识，要根据交流电图象正确求解最大值、有效值、周期、频率、角速度等物理量，基础题
13.【答案】BD;
【解析】解：、回路中产生的感应电动势的最大值为：
则电动势的有效值为：，
电压表测量两端的电压，则有：
电流表的示数为有效值为：，故A错误，B正确；
C、电流表示数为有效值，一直为，故C错误；
D、导体棒上消耗的热功率我：，故D正确．
故选：．
根据公式求解电动势的最大值．交流电压表及交流电流表测量的是有效值，根据有效值的定义求出，根据求解导体棒上消耗的热功率．
本题关键是明确切割的有效长度按照正弦规律变化导致电动势的瞬时值按照正弦规律变化，注意交流电压表及交流电流表测量的是有效值，先求最大值，再根据最大值和有效值的关系求解．
14.【答案】
解：①根据， 可得感应电动势的最大值：
因此感应电动势的瞬时表达式为
②当线圈平面与磁感线平行，即转过角时的瞬时感应电动：；
③根据法拉第电磁感应定律可得： 转角的过程中产生的平均感应电动势大小
④转动过程中，交流电压表的示数为有效值， 电流的最大值：所以
⑤一个周期内，通过的热量 由公式与得：。
答：①转动过程中感应电动势的最大值；
②当线圈平面与磁感线平行，即转过角时的瞬时感应电动势；
③由图示位置转过角的过程中产生的平均感应电动势；
④交流电表的示数；
⑤转动一周外力做的功。;
【解析】
此题主要考查了有关交流电描述的基础知识，要能根据题意写出瞬时值的表达式，知道有效值跟峰值的关系，难度不大，属于基础题．线框在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交变电流．而对于电表读数、求产生的热量均由交变电的有效值来确定，而涉及到耐压值时，则由最大值来确定。
①先根据求出最大值，再根据最大值与有效值的关系求出有效值；
②先写出电动势的瞬时表达式，再带入数据求得瞬时值；
③利用法拉第电磁感应定律，求出平均感应电动势；
④电压表测量的是电阻的电压，根据闭合电路欧姆定律即可求解．
⑤通过最大值求出有效值，再由焦耳定律求出热量，从而可求出转动一周外力做的功；
15.【答案】解：（1）由最大值表达式可知；Em=NBSω=B××2πn=2Bπn；
在线圈从图示位置转过转的时间内，电动势的有效值为E==Bπn；
Q=（）2R =；
（2）在线圈从图示位置转过的时间内，电动势的平均值=；
平均电流=
通过R的电荷量q=△t=；
（3）根据以上分析得出对应的交流电图象如图所示；
设此交变电动势在一周期内的有效值为E′，由有效值的定义得：
E′=；
解得：电流表的示数为：
I==；
答：（1）负载电阻R上产生的热量为；
（2）通过负载电阻R的电荷量为；
（3）电流表的示数为．;
【解析】
根据感应电动势的最大值公式，结合，即可求解最大值；再由交流电的最大值表达式可求得有效值，再由电功公式可求得热量；
由法拉第电磁感应定律可求得平均值，由可求得电荷量；
电流表的示数为有效值，由有效值定义求出有效值，再由电流．
此题主要考查交流电的有效值及交流电的产生，要注意明确电流表示数及求总功及功率时都要用有效值．
一 、单选题（本大题共7小题，共42分）
1.（6分）图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极、间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。以下判断正确的是
A. 电流表的示数为
B. 线圈转动的角速度为
C. 时线圈平面与磁场方向平行
D. 时电阻中电流的方向自右向左
2.（6分）交流发电机在工作时产生电动势为的正弦交流电，若将其电枢即线圈的转速提高倍，其它条件不变，则其电动势变为
A. B.
C. D.
3.（6分）通过一阻值的电阻的交变电流如图所示，其周期为。电阻两端电压的有效值为
A. B. C. D.
4.（6分）如图所示，矩形线圈面积为，匝数为，线圈电阻为，在磁感强度为的匀强磁场中绕轴以角速度匀速转动，外电路电阻为在线圈由图示位置转过的过程中，下列说法正确的是
A. 磁通量的变化量
B. 通过电阻的电量
C. 电阻产生的焦耳热
D. 电阻产生的焦耳热
5.（6分）手摇发电机产生的正弦交流电经变压器给灯泡供电，其电路如图所示，当线圈以角速度匀速转动时，电压表示数为，灯泡正常发光。已知发电机线圈的电阻为，灯泡正常发光时的电阻为，其他电阻可忽略，变压器原线圈与副线圈的匝数比为，变压器可视为理想变压器。则
A. 转动一个周期，通过线圈横截面的电荷量为
B. 减小转速，交流电的频率变小，灯泡仍能正常发光
C. 若仅在负载再并联一个相同的灯泡，则灯泡的亮度不变
D. 副线圈输出电压的有效值为
6.（6分）一边长为的正方形单匝线框绕垂直于匀强磁场的固定轴转动，线框中产生的感应电动势随时间的变化情况如图所示。已知匀强磁场的磁感应强度为，则结合图中所给信息可判定
A. 时刻穿过线框的磁通量为
B. 时刻穿过线框的磁通量为零
C. 时刻穿过线框的磁通量变化率为零
D. 线框转动的角速度为
7.（6分）关于正弦交流电，下列说法正确的是
A. 当线圈平面位于中性面时，线圈平面与磁感线平行
B. 电感对交变电流有阻碍作用，是因为交变电流通过电感线圈时，线圈中产生自感电动势阻碍电流的变化
C. 交变电流能通过电容器，是因为交变电压的最大值大于击穿电压，电容器被击穿了
D. 电容器的电容越大，交流的频率越高，容抗就越大
二 、多选题（本大题共6小题，共36分）
8.（6分）如图所示，小型交流发电机的单匝矩形金属线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动，线圈与一个阻值为的电阻构成闭合电路，线圈的电阻从中性面开始计时，线圈中产生的感应电动势随时间按正弦规律变化如图所示，则下列说法正确的是
A. 线圈的转速为
B. 电压表的示数为
C. 通过线圈的最大磁通量为
D. 从中性面转过通过电阻的电量为
9.（6分）如图，为半圆形导线框，圆心为；是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为；两导线框在同一竖直面纸面内；两圆弧半径相等；过直线的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面。现使线框、在时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过和的轴，以相同的周期逆时针匀速转动，则
A. 两导线框中均会产生正弦交流电
B. 两导线框中感应电流的周期都等于
C. 在时，两导线框中产生的感应电动势相等
D. 两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等
10.（6分）如图所示，在磁感应强度为的匀强磁场中，有一面积为、匝数为、电阻不计的矩形金属线圈，绕轴以角速度匀速转动，外电路电阻为。当线圈由图示位置转过的过程中，下列说法中正确的是
A. 电阻所产生的焦耳热为
B. 电阻所产生的焦耳热为
C. 通过电阻的电荷量大小为
D. 通过电阻的电荷量大小为
11.（6分）面积为的两个完全相同的单匝金属线圈分别放置在如图甲、乙所示的磁场中．甲图中是磁感应强度为的匀强磁场，线圈在磁场中以周期绕轴作匀速转动；乙图中的磁场的变化规律为，从图示时刻时刻起计时，则
A. 两线圈中的磁通量变化规律均为
B. 两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同
C. 两线圈中产生的交流电流的最大值不同
D. 从此刻起，时间内流过线圈截面的电量相同
12.（6分）在一阻值为的定值电阻中通入如图所示的交流电，则
A. 此交流电的频率为
B. 此交流电的有效值为
C. 在内电阻产生的焦耳热为
D. 在内通过该电阻的电荷量为
13.（6分）如图所示，在同一水平面内有两根足够长的光滑水平金属导轨，间距为 ，电阻不计，其左端连接一阻值为的定值电阻，两导轨之间存在着磁感应强度为的匀强磁场，磁场边界虚线由多个正弦曲线的半周期衔接而成，磁场方向如图，一接入电阻阻值为的导体棒在外力作用下以的速度匀速向右运动，交流电压表和交流电流表均为理想电表，则
A. 电流表的示数是
B. 电压表的示数是
C. 导体棒运动到图示虚线位置时，电流表示数为零
D. 导体棒上消耗的热功率为
三 、计算题（本大题共2小题，共24分）
14.（12分）如图所示，匀强磁场的磁感应强度，边长的正方形线圈共匝，匝线圈的总电阻线圈绕垂直于磁感线的对称轴匀速转动，角速度，设外电路电阻
求：①转动过程中感应电动势的最大值；
②由图示位置线圈平面与磁感线平行转过角时的瞬时感应电动势；
③由图示位置转过角的过程中产生的平均感应电动势；
④交流电表的示数；
⑤转动一周外力做的功．
15.（12分）如图所示，一个边长为的单匝正方形线圈以为轴匀速转动，转速为每秒转，的左侧有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场以连线为边界，磁感应强度为，从接出外电路，负载电阻为，线圈电阻为，电流表和连接导线的电阻不计，求：
从图示位置起，线圈转过周时间内负载电阻上产生的热量是多少？
从图示位置起转过周时间内通过电阻的电荷量是多少？
电流表的示数是多少？
答案和解析
1.【答案】C;
【解析】解：、电流表的读数为有效值故错误；
、根据图乙，，角速度，故错误；
、时，电流最大，磁通量为零，线圈平面与磁场方向平行。故正确；
、时，根据右手定则可知，电阻中电流的方向自左向右，故错误；
故选：。
电流表的读数为有效值；根据图乙，，；时，电流最大，磁通量为零，线圈平面与磁场方向平行；时，电流最大，磁通量为零，线框平面与中性面垂直，根据右手定则求得电流方向。
此题主要考查了正弦式电流的图象和三角函数表达式。不同的概念、规律之间往往存在内在的联系，弄清相关概念、规律之间的联系，有助于提升高中物理学习的水平。
2.【答案】D;
【解析】解：感应电动势的瞬时值表达式为，当将其电枢的转速提高一倍时，和都增加一倍，其表达式变为：。
故选：。
感应电动势的瞬时值表达式为，其中，当将其电枢的转速提高一倍时，和都增加一倍，则可得出表达式。
此题主要考查考虑问题要全面，式中和都与转速成正比，不能简单认为表达式是。
3.【答案】B;
【解析】解：由有效值的定义可得：，
代入数据得：，
解得：，故正确，错误。
故选：。
由图象可知交变电流的周期，
一个周期内分为两段，每一段均为恒定电流，
根据焦耳定律即可得一个周期内交变电流产生的热量。
根据交变电流有效值的定义，计算有关交变电流的有效值，注意若是正弦式交流电，则最大值与有效值为倍的关系。
4.【答案】D;
【解析】解：、图示位置磁通量为，转过磁通量为，故错误。
、通过电阻的电量，得到，故错误
、电流的有效值为，，电阻所产生的焦耳热，，
解得，故错误，正确
故选：。
图示位置磁通量为，转过磁通量为，根据法拉第电磁感应定律求解平均感应电动势．根据焦耳定律求解热量，为有效值．根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电流的定义式求解电量．
对于交变电流，求解热量、电功和电功率用有效值，而求解电量要用平均值．注意磁通量与线圈的匝数无关．
5.【答案】D;
【解析】解：一个周期内穿过线圈的磁通量变化为零，有
即通过线圈某一横截面的电荷量为零，故错误；
B.减小转速，频率减小，根据可知电动势也减小，不会正常发光，故错误；
C.由于发电机有内阻，在负载再并联一个相同的灯泡，路端电压减小，灯泡变暗，故错误；
D.变压器可视为理想变压器，电压表示数为，即原线圈有效值为，变压器原线圈与副线圈的匝数比为，副线画输出电压的有效值为，故正确。
故选：。
根据法拉第电磁感应定律可知电荷量的表达式，从而解得电荷量，根据可知电动势变化，根据变压器原副线圈电压与匝数之比可解得副线圈电压。
此题主要考查变压器的原理，解题关键掌握法拉第电磁感应定律，注意变压器原线圈与副线圈的匝数与电压的关系。
6.【答案】D;
【解析】解：、时刻电动势最大，穿过线框的磁通量为，错误；
、时刻电动势为零，穿过线框的磁通量最大为，错误；
、时刻电动势最大，穿过线框的磁通量变化率最大，错误；
、电动势最大值为，所以线框转动的角速度为，正确；
故选：。
电动势最大时，超过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大，电动势为零时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零．
此题主要考查了交流电产生过程中，电动势的大小与磁通量和磁通量变化率的变化关系．
7.【答案】B;
【解析】解：、中性面指线圈平面与磁感线垂直的面，故错误。
、电感对电流的影响是：通直流、阻交流。因为直流通过线圈时不产生感应电动势，对电流没有阻碍作用，而交流通过线圈时，产生感应电动势，对电流有阻碍作用，故正确。
、电容对电流的影响可概括为“隔直流、阻交流“，交变电流能通过电容器，是因为交流电路中的电容器的两极加上交流电压后，两极板上不断的充电和放电，电路中产生电流，表现为交流电流通过了电容器，故错误。
、电容器的电容越大、交流电的频率越高，容抗越小，故错误。
故选：。
中性面指线圈平面与磁感线垂直的面；电感对交变电流有阻碍作用，是因为交变电流通过电感线圈时，线圈中产生自感电动势阻碍电流的变化；交变电流能通过电容器，是因为交流电路中的电容器的两极加上交流电压后，两极板上不断的充电和放电，电路中产生电流，表现为交流电流通过了电容器；电容器的电容越大、交流电的频率越高，容抗越小。
此题主要考查了电阻、电感、电容在交流电路中的作用，注意电感的特性是：通直流、阻交流；通高频、阻低频；电容的特性是：隔直通交、阻低频、通高频。
8.【答案】BC;
【解析】解：、线圈的转速，故A错误；
B、电动势的峰值，其有效值，电压表的示数为，故B正确；
C、电动势峰值表达式，解得：，故C正确；
D、根据电磁感应电荷量的推论公式，故D错误；
故选：。
根据图象可以求出周期，利用可以求出转速；
先求出电动势最大值，再根据可以求出电动势的有效值，根据闭合电路欧姆定律求电压表的示数；
当线圈转过时，根据电荷量的推论公式求解电荷量；
该题考查了交流的峰值、有效值以及电荷量的推论公式，不同的概念、规律之间往往存在内在的联系，弄清相关概念、规律之间的联系，有助于提升高中物理学习的水平。
9.【答案】BC;
【解析】
正确利用法拉第电磁感应定律，在本题中由于导线框匀速转动，因此产生的感应电动势是恒定的，计算有效值根据有效值的定义。
该题考查了法拉第电磁感应定律在转动切割类型中的应用，掌握楞次定律，会判断感应电流的方向。理解有效值的定义，掌握好有效值的定义就可以计算非正弦交变电流的有效值。
A.半径切割磁感线产生的感应电动势：，因为线框匀速转动，感应电动势恒定，线框中电流大小恒定，故A错误；
B.、两线框匀速转动，线框第一个电流方向逆时针，第二个电流顺时针方向；线框，相框转动一圈，只有的时间有感应电流，第一个电流逆时针，第二个电流为第三个电流顺时针方向，第四个没有电流，依次循环。画出、线框中电流随时间变化的关系图线如图所示，所以两线框中感应电流的周期相等，都等于，故B正确；
C.时，两线框均有一条半径在切割磁感线产生感应电动势，感应电动势的大小均为，故C正确；
D.根据电流的热效应，对线框有，线框转动一周只有时间内有感应电流，则有：，联立解得，故D错误。
故选BC。
10.【答案】AD;
【解析】
根据焦耳定律求解热量，其中为有效值。求电荷量，其中是平均值。
此题主要考查了法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电流定义式以及交流电的产生等，根据交流电的产生的有关知识列式求解即可。
线圈转动的最大感应电动势为：，有效值为：，回路中的电流的有效值为：，线圈转过时间为：，则电阻上产生的焦耳热为：联立解得： ，故正确；错误。
通过电阻的电量为：，解得：，故错误，正确。
故选。
11.【答案】AD;
【解析】解：由于甲线圈在磁场中以周期绕轴作匀速转动，所以其角速度为，其磁通量为，乙线圈的磁通量为，
所以量线圈在面积相同的情况下两者的磁通量的变化规律相同，那么两者实际产生的交流电是相同的，因此两线圈中感应电动势达到最大值的时刻、两线圈中产生的交流电流的最大值、时间内流过线圈截面的电量都是相同的，故AD正确，BC错误。
故选：。
先求出甲线圈的角速度，再根据求出其磁通量的表达式，根据求出乙线圈磁通量的表达式，进行比较即可解题．
解决本题的关系是能求出两线圈的磁通量的瞬时表达式，再根据表达式求解，难度适中．
12.【答案】BD;
【解析】解：、由图象可知其周期为，所以频率为，故A错误；
B、根据图象可知，设交流电的有效值为，根据电流的热效应得：，代入数据解得：，故B正确；
C、根据焦耳定律得在内电阻产生的焦耳热为：，故C错误；
D、根据得在内通过该电阻的电荷量为：，故D正确。
故选：。
根据图象可知交流电的最大值以及周期等物理量，然后进一步可求出其瞬时值的表达式以及有效值等。
该题考查了有关交流电描述的基础知识，要根据交流电图象正确求解最大值、有效值、周期、频率、角速度等物理量，基础题
13.【答案】BD;
【解析】解：、回路中产生的感应电动势的最大值为：
则电动势的有效值为：，
电压表测量两端的电压，则有：
电流表的示数为有效值为：，故A错误，B正确；
C、电流表示数为有效值，一直为，故C错误；
D、导体棒上消耗的热功率我：，故D正确．
故选：．
根据公式求解电动势的最大值．交流电压表及交流电流表测量的是有效值，根据有效值的定义求出，根据求解导体棒上消耗的热功率．
本题关键是明确切割的有效长度按照正弦规律变化导致电动势的瞬时值按照正弦规律变化，注意交流电压表及交流电流表测量的是有效值，先求最大值，再根据最大值和有效值的关系求解．
14.【答案】
解：①根据， 可得感应电动势的最大值：
因此感应电动势的瞬时表达式为
②当线圈平面与磁感线平行，即转过角时的瞬时感应电动：；
③根据法拉第电磁感应定律可得： 转角的过程中产生的平均感应电动势大小
④转动过程中，交流电压表的示数为有效值， 电流的最大值：所以
⑤一个周期内，通过的热量 由公式与得：。
答：①转动过程中感应电动势的最大值；
②当线圈平面与磁感线平行，即转过角时的瞬时感应电动势；
③由图示位置转过角的过程中产生的平均感应电动势；
④交流电表的示数；
⑤转动一周外力做的功。;
【解析】
此题主要考查了有关交流电描述的基础知识，要能根据题意写出瞬时值的表达式，知道有效值跟峰值的关系，难度不大，属于基础题．线框在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交变电流．而对于电表读数、求产生的热量均由交变电的有效值来确定，而涉及到耐压值时，则由最大值来确定。
①先根据求出最大值，再根据最大值与有效值的关系求出有效值；
②先写出电动势的瞬时表达式，再带入数据求得瞬时值；
③利用法拉第电磁感应定律，求出平均感应电动势；
④电压表测量的是电阻的电压，根据闭合电路欧姆定律即可求解．
⑤通过最大值求出有效值，再由焦耳定律求出热量，从而可求出转动一周外力做的功；
15.【答案】解：（1）由最大值表达式可知；Em=NBSω=B××2πn=2Bπn；
在线圈从图示位置转过转的时间内，电动势的有效值为E==Bπn；
Q=（）2R =；
（2）在线圈从图示位置转过的时间内，电动势的平均值=；
平均电流=
通过R的电荷量q=△t=；
（3）根据以上分析得出对应的交流电图象如图所示；
设此交变电动势在一周期内的有效值为E′，由有效值的定义得：
E′=；
解得：电流表的示数为：
I==；
答：（1）负载电阻R上产生的热量为；
（2）通过负载电阻R的电荷量为；
（3）电流表的示数为．;
【解析】
根据感应电动势的最大值公式，结合，即可求解最大值；再由交流电的最大值表达式可求得有效值，再由电功公式可求得热量；
由法拉第电磁感应定律可求得平均值，由可求得电荷量；
电流表的示数为有效值，由有效值定义求出有效值，再由电流．
此题主要考查交流电的有效值及交流电的产生，要注意明确电流表示数及求总功及功率时都要用有效值．