新人教版选修1-1《3.3 交变电流》2015年单元测试卷（湖南省株洲市醴陵市青云学校）（解析版）

新人教版选修1-1《3.3 交变电流》2015年单元测试卷（湖南省株洲市醴陵市青云学校）
　
一、选择题（本题包括15小题，每小题4分，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共60分）
1 交变电流是（　　）
　 A． 矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动时产生的电流
　 B． 按正弦规律变化的电流
　 C． 按余弦规律变化的电流
　 D． 大小、方向随时间做周期性变化的电流
　
2 如图中表示交变电流的是（　　）
　 A． B． C． D．
　
3．关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，以下说法中正确的是（　　）
　 A． 线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变
　 B． 线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次
　 C． 线圈平面每经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次
　 D． 线圈转动一周，感应电动势和感应电流方向都要改变一次
　
分）一矩形线圈，在匀强磁场中绕垂直于磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势随时间t的变化规律如图所示，由图象可知（　　）
　 A． t1和t3时刻穿过线圈的磁通量为零
　 B． t1和t3时刻穿过线圈的磁通量变化率为零
　 C． 是从线圈平面与磁场方向平行的时刻开始计时的
　 D． 每当感应电动势u变换方向时，穿过线圈的磁通量都最大
　
分）下列说法中正确的是（　　）
　 A． 正弦式交变电流在一个周期内电流方向改变两次
　 B． 交变电流的有效值总是最大值的
　 C． 因为有效值表示交流产生的平均效果，所以有效值与平均值相同
　 D． 若正弦交变电流的最大值是10 A，则它的最小值是﹣10 A
　
6．一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势e=220sin100πt V，则（　　）
　 A． 交流电的频率是100π Hz B． t=0时，线圈位于中性面
　 C． 交流电的周期是0.02s D． t=0.05 s时，e有最大值
　
7．交流发电机在工作时电动势为e=Emsinωt，若将发电机的转速提高一倍，同时将线圈所围面积减少一半，其它条件不变，则电动势为（　　）
　 A． e=Emsin B． e=2Emsin C． e=Emsin2ωt D． e=
　
分）以下说法正确的是（　　）
　 A． 交变电流的有效值就是它的平均值
　 B． 任何交变电流的有效值都是它最大值的
　 C． 如果交变电流接在电阻R上产生的热量为Q，那么该交变电流的有效值为
　 D． 以上说法均不正确
　
9．以下说法正确的是（　　）
　 A． 发电机、电动机铭牌上所标数值为有效值
　 B． 电容器的击穿电压为所加交变电压的有效值
　 C． 交流电压表所测数值为瞬时值
　 D． 保险丝的数值为最大值
　
1分）下列关于交变电流的说法中，不正确的是（　　）
　 A． 若交变电流最大值为5A，则它的最小值为﹣5A
　 B． 用交流电流表测交变电流时，指针来回摆动
　 C． 我国工农业生产和生活用的交变电流，频率为50Hz，故电流方向每秒改变100次
　 D． 正弦交变电流i=220sin100πtA的最大值为311A，频率为100Hz
　
11．一个电热器接在10V的直流电源上，在时间t内产生的热量为Q，今将该电热器接在一个交流电源上，它在2t内产生的热量为Q，则这一交流电源的交流电压的最大值和有效值分别是（　　）
　 A． 最大值是10V，有效值是10 V
　 B． 最大值是10 V，有效值是5V
　 C． 最大值是5V，有效值是5 V
　 D． 最大值是20 V，有效值是10V
　
1分）在图中，将电灯与电容器串联接入交变电流的电路中，灯泡发光，则（　　）
　 A． 自由电荷通过了电容器两板间的绝缘电介质
　 B． 自由电荷没有通过电容器两板间的绝缘电介质
　 C． 接入交变电源使电容器两极板间的绝缘电介质变成了导体
　 D． 电容器交替进行充放电，电路中就有电流，表现为交变电流“通过”了电容器
　
13．如图所示为电热毯的电路图，电热丝接在u=311sin100πt V的电源上．电热毯被加热到一定温度后，通过装置P使输入电压变为图（b）所示波形，从而进入保温状态．若电热丝电阻保持不变，此时交流电压表的读数是（　　）
　 A． 110 V B． 156 V C． 220 V D． 311 V
　
14．正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照图1所示的方式连接，R=10Ω，交流电压表的示数是10V．图2是交变电源输出电压u随时间t变化的图象．则（　　）
　 A． 通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR=cos100πt（A）
　 B． 通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR=cos50πt（V）
　 C． R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR=5cos100πt（V）
　 D． R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR=5cos50πt（V）
　
15．如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时（　　）
　 A． 线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流
　 B． 线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势
　 C． 线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是a→b→c→d
　 D． 线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力
　
　
二、填空题（本题共3小题，每小题4分，共12分.请将正确的答案填到横线上）
1分）如图所示，当电源接直流电时，灯泡　　　　　　，接交变电流时，灯泡　　　　　　（填“亮”或“不亮”）．
　
1分）完全相同的两个电热器，分别通以如图所示的正弦交变电流和方波交变电流，其电流的最大值都相同，则这两个电热器的电功率之比P1：P2=　　　　　　．
　
18．正弦交流电是由闭合线圈在匀强磁场中匀速转动产生的．线圈中感应电动势随时间变化的规律如图所示，则此感应电动势的有效值为　　　　　　V，频率为　　　　　　Hz．
　
　
三、计算题（本题共3小题，共28分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
1分）一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为311V，线圈在磁场中转动的角速度100πrad/s．
（1）写出感应电动势的瞬时值表达式．
（2）若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路，电路的总电阻为100Ω，试写出通过负载的电流强度的瞬时表达式，在t=s时电流强度的瞬时值为多少？
　
20．一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n=100．穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化，如图所示，发电机内阻r=5.0Ω，外电路电阻R=95Ω．已知感应电动势的最大值Em=nωΦm，其中Φm为穿过每匝线圈磁通量的最大值．求串联在外电路中的交流电流表（内阻不计）的读数．
　
20分）如图所示，矩形线框匝数n=250匝，ab=12cm，ad=10cm，线框置于磁感应强度B=（）T的匀强磁场中绕垂直于磁场的固定轴以4π rad/s的角速度匀速转动．线框通过滑环与外电路连接．外电路接有R=12Ω的电阻及一只发光电压和熄灭电压都为12V的氖泡L．求：
（1）当S接e时，交流电流表读数为多少？R的热功率为多大？10min内外力对线框做功为多少？
（2）当S接f时，氖泡闪光频率为多大？（线框电阻不计）
　
　

新人教版选修1-1《3.3 交变电流》2015年单元测试卷（湖南省株洲市醴陵市青云学校）
参考答案与试题解析
　
一、选择题（本题包括15小题，每小题4分，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共60分）
分）交变电流是（　　）
　 A． 矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动时产生的电流
　 B． 按正弦规律变化的电流
　 C． 按余弦规律变化的电流
　 D． 大小、方向随时间做周期性变化的电流
考点： 交变电流．
分析： 根据交变电流的性质：大小和方向均随时间做周期性变化解答．
解答： 解：A、矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动时产生的电流，产生的正弦式交流电，故A错误；
BC、矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动时，若从中性面计时，则产生按正弦规律变化的电流，若从垂直中性面计时，则按余弦规律变化的电流，都是交流电，但交流电不一定是正余弦规律变化的，故BC错误；
D、交变电流的大小和方向都随时间做周期性变化，故D正确；
故选：D．
点评： 交流电的性质在于其方向的变化上，要注意明确只有大小和方向都变化的电流才是交变电流，注意交流电与正弦式交流电的不同．
　
分）如图中表示交变电流的是（　　）
　 A． B． C． D．
考点： 交变电流．
分析： 交变电流的是大小和方向都随时间做周期性变化的电流，根据交变电流的定义去判断．
解答： 解：AB、电流的大小和方向都随时间做周期性变化，是交变电流，故AB正确；
C、此电流均为正值，说明电流的方向不随时间而变化，则此电流不是交变电流．故C错误．
D、电流大小与方向均变化，属于交流电．故D正确．
故选：ABD．
点评： 本题只要掌握交变电流的定义就能进行选择．C项电流是单向直流电，容易出错．
　
3．关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，以下说法中正确的是（　　）
　 A． 线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变
　 B． 线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次
　 C． 线圈平面每经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次
　 D． 线圈转动一周，感应电动势和感应电流方向都要改变一次
考点： 正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率；正弦式电流的图象和三角函数表达式．
专题： 交流电专题．
分析： 感应电动势方向即为感应电流方向．当线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流时，线圈平面每经过中性面一次，感应电流与感应电动势方向均改变一次，转动一周，感应电流方向改变两次．
解答： 解：当线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流时，线圈平面每经过中性面一次，感应电流与感应电动势方向均改变一次，转动一周，感应电流方向改变两次．
故选C
点评： 本题考查中性面特点：线圈平面每经过中性面一次，感应电流与感应电动势方向均改变一次，转动一周，感应电流方向改变两次．
　
分）一矩形线圈，在匀强磁场中绕垂直于磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势随时间t的变化规律如图所示，由图象可知（　　）
　 A． t1和t3时刻穿过线圈的磁通量为零
　 B． t1和t3时刻穿过线圈的磁通量变化率为零
　 C． 是从线圈平面与磁场方向平行的时刻开始计时的
　 D． 每当感应电动势u变换方向时，穿过线圈的磁通量都最大
考点： 正弦式电流的图象和三角函数表达式．
专题： 交流电专题．
分析： 矩形线圈中产生正弦式电流，当线圈通过中性面时，磁通量最大，感应电动势为零，电动势方向发生改变．而当线圈与磁场平行时，磁通量为零，感应电动势最大，磁通量的变化率最大．
解答： 解：A、t1和t3时刻感应电动势为零，说明这两个时刻穿过线圈的磁通量的变化率为零，即线圈平面与磁场方向垂直，穿过线圈的磁通量最大，故A错误，B正确；
C、开始时感应电动势有最大值，说明穿过线圈的磁通量的变化率最大，即线圈平面与磁场平行，故C正确；
D、每当e转换方向时，线圈与磁场垂直，线圈通过中性面时，磁通量最大．故D正确．
故选：BCD．
点评： 本题考查交变电流产生过程中，感应电动势与磁通量、磁通量变化率的关系，关键抓住两个特殊位置：线圈与磁场垂直位置，及线圈与磁场平行位置．
　
分）下列说法中正确的是（　　）
　 A． 正弦式交变电流在一个周期内电流方向改变两次
　 B． 交变电流的有效值总是最大值的
　 C． 因为有效值表示交流产生的平均效果，所以有效值与平均值相同
　 D． 若正弦交变电流的最大值是10 A，则它的最小值是﹣10 A
考点： 正弦式电流的图象和三角函数表达式．
专题： 交流电专题．
分析： 交变电流在一个周期内电流方向改变两次，正弦交流电的峰值与有效值是倍关系，其它交流电不是，交流电的正负号仅表示电流的方向，不表示大小．
解答： 解：A、交变电流在一个周期内电流方向改变两次，故A正确；
B、正弦交变电流的有效值总是最大值的，故B正确
C、有效值表示交变电流产生的平均效果，有效值与平均值不相同，平均值根据求解，有效值根据电流的热效应求解，故C错误；
D、交流电的正负号仅表示电流的方向，不表示大小，故D错误；
故选：AB
点评： 掌握正弦交流电的峰值与有效值的关系，会计算交流电的有效值和平均值．
　
6．一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势e=220sin100πt V，则（　　）
　 A． 交流电的频率是100π Hz B． t=0时，线圈位于中性面
　 C． 交流电的周期是0.02s D． t=0.05 s时，e有最大值
考点： 交流发电机及其产生正弦式电流的原理；正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．
专题： 交流电专题．
分析： 由感应电动势的表达式可知交流电的最大值及角速度；则可求得交流电的频率及周期．
解答： 解：A、由公式可知，交流电的角速度ω=100π=2πf；则可求得交流电的频率f=50Hz；故A错误；
B、t=0时，线圈中电动势为零，则此时线圈处于中性面上；故B正确；
C、交流电的频率为50Hz，则周期T==0.02s；故C正确；
D、当t=0.05s时，e=220sin5π=0，故D错误；
故选：BC．
点评： 本题考查对交变电流的公式的理解，要注意掌握由公式确定最大值及角速度的方法．
　
7．交流发电机在工作时电动势为e=Emsinωt，若将发电机的转速提高一倍，同时将线圈所围面积减少一半，其它条件不变，则电动势为（　　）
　 A． e=Emsin B． e=2Emsin C． e=Emsin2ωt D． e=
考点： 正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．
专题： 交流电专题．
分析： 感应电动势的瞬时值表达式为e=Emsinωt，其中Em=nBSω，当将其电枢的转速提高一倍时，Em和ω都增加一倍，线圈所围面积减少一半，Em为原来的一半，再进行选择．
解答： 解：感应电动势的瞬时值表达式为e=Emsinωt，当将其电枢的转速提高一倍时，Em和ω都增加一倍，同时将线圈所围面积减少一半，Em减少一半，故最大电动势不变；
所以其表达式变为
e′=Emsin2ωt．
故选C
点评： 本题考查考虑问题的全面性，e=Emsinωt式中Em和ω都与转速成正比，难度不大，属于基础题．
　
分）以下说法正确的是（　　）
　 A． 交变电流的有效值就是它的平均值
　 B． 任何交变电流的有效值都是它最大值的
　 C． 如果交变电流接在电阻R上产生的热量为Q，那么该交变电流的有效值为
　 D． 以上说法均不正确
考点： 交流发电机及其产生正弦式电流的原理．
专题： 交流电专题．
分析： 正弦式交流电的有效值与峰值的关系为E=；让直流和交流分别通过相同的电阻，若相同周期内产生相同的热量，则直流电电流、电压值为交流电的有效值．
解答： 解：A、交流电的有效值与平均值是两个不同的概念，故A错误．
B、正弦式交流电的有效值是它最大值的 倍，故B错误．
C、如果交变电流接在电阻R上产生的热量为Q，根据Q=I2Rt知，有效值I=，故C错误．
D、由上分析．故D正确．
故选：D．
点评： 解决本题的关键知道峰值、有效值、瞬时值、平均值的区别，知道它们的联系，基础题．
　
9．以下说法正确的是（　　）
　 A． 发电机、电动机铭牌上所标数值为有效值
　 B． 电容器的击穿电压为所加交变电压的有效值
　 C． 交流电压表所测数值为瞬时值
　 D． 保险丝的数值为最大值
考点： 交流的峰值、有效值以及它们的关系．
专题： 交流电专题．
分析： 只有正余弦交流电压的最大值与有效值之间才是倍的关系．
交流电通过电阻性负载时，如果所产生的热量与直流电在相同时间内通过同一负载所产生的热量相等时，这一直流电的大小就等效为交流电的有效值．平时所说的电压、电流的数值以及电气仪表所测量的数值都是指有效值．
解答： 解：A、机器铭牌上所标注的值、生活中通常所说的值都是指有效值，“照明电压220V、动力电压380V”指的都是有效值，故A正确；
B、电容器的击穿电压为所加交变电压的瞬时值，所以B错误．
C、交流电压表和交流电流表，测的是交流电的有效值．所以C错误．
D、保险丝的数值为有效值，所以D错误．
故选：A．
点评： 要知道交流电的电压、电流的最大值、有效值、瞬时值的含义，以及有效值与最大值之间的关系．
　
1分）下列关于交变电流的说法中，不正确的是（　　）
　 A． 若交变电流最大值为5A，则它的最小值为﹣5A
　 B． 用交流电流表测交变电流时，指针来回摆动
　 C． 我国工农业生产和生活用的交变电流，频率为50Hz，故电流方向每秒改变100次
　 D． 正弦交变电流i=220sin100πtA的最大值为311A，频率为100Hz
考点： 交变电流．
专题： 交流电专题．
分析： 电流的有效值是按照电流的热效应定义的，交流电流表和电压表测量的都是有效值；一周期内交流电的方向改变两次．
解答： 解：A、5A与﹣5A是等大、反向的电流，故A错误；
B、用交流电压表测量电压时，指针指示的是有效值，恒定不变，通常用电器上所标电压值是交流电的有效值，故B错误；
C、经过一个周期，电流相同；一周期内交流电的方向改变两次，因此电流方向每秒改变100次，故C正确；
D、正弦交变电流i=220sin 100πtA的最大值为311A，频率为50Hz；故D错误；
本题选择错误的，故选：ABD．
点评： 本题关键明确交流电流表测量的是交流电流的有效值，电流的正负表示电流的方向，不表示电流的大小．
　
11．一个电热器接在10V的直流电源上，在时间t内产生的热量为Q，今将该电热器接在一个交流电源上，它在2t内产生的热量为Q，则这一交流电源的交流电压的最大值和有效值分别是（　　）
　 A． 最大值是10V，有效值是10 V
　 B． 最大值是10 V，有效值是5V
　 C． 最大值是5V，有效值是5 V
　 D． 最大值是20 V，有效值是10V
考点： 交流的峰值、有效值以及它们的关系．
专题： 交流电专题．
分析： 将交流电在一个周期内产生热量与将恒定电流在相同时间内产生的热量相等，则恒定电流的值就是交流电的有效值．
解答： 解：一个电热器接在10V的直流电源上，在时间t内产生的热量为Q，根据Q=知，若产生相同的热量，在2t时间应该接在V的直流电源上，由有效值的定义可知，交流电源的交流电压有效值为，最大值．故B正确，A、C、D错误．
故选：B．
点评： 解决本题的关键知道有效值的定义，掌握有效值和峰值的关系，基础题．
　
1分）在图中，将电灯与电容器串联接入交变电流的电路中，灯泡发光，则（　　）
　 A． 自由电荷通过了电容器两板间的绝缘电介质
　 B． 自由电荷没有通过电容器两板间的绝缘电介质
　 C． 接入交变电源使电容器两极板间的绝缘电介质变成了导体
　 D． 电容器交替进行充放电，电路中就有电流，表现为交变电流“通过”了电容器
考点： 电容器和电感器对交变电流的导通和阻碍作用．
分析： 交流电是通过对电容器的充电与放电，使得电荷做定向移动，从而形成电流．
解答： 解：由题意可知，当电容器接到交流电源上时，电容器交替进行充电和放电，导致电荷定向移动，从而使电路中有交变电流，并不是自由电荷通过了电容器两板间的绝缘电介质，也不是绝缘电介质变成了导体，故BD正确，AC错误；
故选：BD．
点评： 考查交流电为何能通过电容器的原理，及理解电容器的充电与放电，注意恒定电流不能通过电容器．
　
13．如图所示为电热毯的电路图，电热丝接在u=311sin100πt V的电源上．电热毯被加热到一定温度后，通过装置P使输入电压变为图（b）所示波形，从而进入保温状态．若电热丝电阻保持不变，此时交流电压表的读数是（　　）
　 A． 110 V B． 156 V C． 220 V D． 311 V
考点： 正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．
专题： 交流电专题．
分析： 电压表读数为有效值，根据正弦式交变电流峰值和有效值之间的关系以及电流的热效应便可求得有效值
解答： 解：由图象可知该交变电流的周期T=2×10﹣2s
可分两段0﹣0.01s和0.01﹣0.02S
根据有效值的定义可得
+0=?T
解得：U=
故选B
点评： 本题考察有关交变电流有效值的计算问题，难度不大，属于基础题．
　
14．正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照图1所示的方式连接，R=10Ω，交流电压表的示数是10V．图2是交变电源输出电压u随时间t变化的图象．则（　　）
　 A． 通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR=cos100πt（A）
　 B． 通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR=cos50πt（V）
　 C． R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR=5cos100πt（V）
　 D． R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR=5cos50πt（V）
考点： 正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率；正弦式电流的图象和三角函数表达式．
专题： 交流电专题．
分析： 根据有效值求出该交流电的最大值，然后结合图象即可求出电阻的电流、电压随时间的变化规律．
解答： 解：由题可知流过电阻的电流：，所以电阻两端电压的最大值为，因此iR随时间t变化的规律是iR=cos100πt（A），故A正确，B错误；
同理电阻两端的电压最大值为：，故R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR=10cos100πt（V），故CD错误．
故选A．
点评： 本题考查了交流电的描述，要明确交流电正余弦两种描述方法，以及公式中各个物理量的含义．
　
15．如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时（　　）
　 A． 线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流
　 B． 线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势
　 C． 线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是a→b→c→d
　 D． 线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力
考点： 交流发电机及其产生正弦式电流的原理；安培力；导体切割磁感线时的感应电动势．
分析： 相同的线框在匀强磁场中以不同的转轴转动会产生交流电，由于它们的角速度相同，线框面积相同，则它们的产生的最大值相同，所以它们的有效值也相同．再由安培力公式借助于电流来比较大小．
解答： 解：A、由于它们的角速度相同，线框面积相同，则它们的产生的最大值相同，所以它们的有效值也相同，因此线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流，故A正确；
B、由于它们的角速度相同，线框面积相同，则它们的产生的最大值相同，所以它们的有效值也相同，因此线圈绕P1转动时的电动势等于绕P2转动时的电动势，故B错误；
C、相同的线框在匀强磁场中以不同的转轴转动会产生交流电，所以它们的方向变化的，故C错误；
D、由于它们的角速度相同，线框面积相同，则它们的产生的最大值相同，所以它们的有效值也相同，因此线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流，而安培力F=BIL，则有线圈绕P1转动时dc边受到的安培力等于绕P2转动时dc边受到的，故D错误；
故选：A
点评： 相同的线框虽然转轴不同，但它们的最大值、有效值、平均值及周期、频率、角速度均相同，因此线框的转动与转轴无关．
　
二、填空题（本题共3小题，每小题4分，共12分.请将正确的答案填到横线上）
1分）如图所示，当电源接直流电时，灯泡　不亮　，接交变电流时，灯泡　亮　（填“亮”或“不亮”）．
考点： 电容器和电感器对交变电流的导通和阻碍作用．
分析： 电容器的作用是：通交流、隔直流、通高频、阻低频；
电容器的容抗与电容值和交流电频率有关：
①固定频率下，电容越大，容抗越低；电容越小，容抗越大．
②当电容容量固定的情况下，交流电频率越高，容抗越小，交流电频率越低，电容容抗越大．
解答： 解：电容器的作用是：通交流、隔直流、通高频、阻低频；
当接通稳恒直流电时，电路不通，电容器相当于断路，灯泡不亮；
接交变电流时，灯泡亮，电容容量固定的情况下，交流电频率越高，容抗越小，故灯泡越亮；
故答案为：不亮，亮．
点评： 本题关键明确电容器对交流电的阻碍作用与电容器的电容和交流电的频率有关，容抗表达式为：xC=；同是明确对于直流电路，电容器相当于断路．
　
1分）完全相同的两个电热器，分别通以如图所示的正弦交变电流和方波交变电流，其电流的最大值都相同，则这两个电热器的电功率之比P1：P2=　1：2　．
考点： 交流的峰值、有效值以及它们的关系．
专题： 交流电专题．
分析： 方波的电流有效值I乙=Im，正弦交流电的有效值I甲=．根据功率公式P=I2R，由电流的有效值求解功率，再算出比值
解答： 解：方波的电流有效值I乙=Im，正弦交流电的有效值I甲=．根据功率公式P=I2R得到
P1：P2=I甲2：I乙2=：Im2：=1：2
故答案为：1：2
点评： 对于交变电流求解热量、热功率、电功等都应用有效值，求解电量用平均值，知道方波和正弦交流电有效值与最大值的关系，难度不大，属于基础题．
　
18．正弦交流电是由闭合线圈在匀强磁场中匀速转动产生的．线圈中感应电动势随时间变化的规律如图所示，则此感应电动势的有效值为　220（或）　V，频率为　50　Hz．
考点： 正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．
专题： 交流电专题．
分析： 根据最大值与有效值的以及周期和频率关系可正确求解．
解答： 解：由图可知，有效值为：，频率为：．
故答案为：220（或），50．
点评： 要熟练掌握交流电最大值与有效值以及周期频率之间关系．
　
三、计算题（本题共3小题，共28分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
1分）一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为311V，线圈在磁场中转动的角速度100πrad/s．
（1）写出感应电动势的瞬时值表达式．
（2）若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路，电路的总电阻为100Ω，试写出通过负载的电流强度的瞬时表达式，在t=s时电流强度的瞬时值为多少？
考点： 正弦式电流的图象和三角函数表达式．
专题： 交流电专题．
分析： （1）从中性面开始计算时，线圈中产生正弦式交变电流，表达式为e=Emsinωt，其中感应电动势的最大值Em，角频率ω．
（2）根据闭合电路欧姆定律求出瞬时电流的表达式，再把t=s带入瞬时表达式即可求解电流强度的瞬时值．
解答： 解：（1）由交流电的变化规律可推知，从中性面开始计算时，线圈中电动势的瞬时表达式为：
e=311sinl00πt（V）．
（2）根据闭合电路欧姆定律可知，Im=
电流的瞬时表达式i=Imsinωt=3.11sinl00πt（A），
在t=s时线圈中感应电动势的瞬时值为：i=3.11×sin=3.11×=1.555A
答：（1）感应电动势的瞬时值表达式为e=311sinl00πt（V）．
（2）通过负载的电流强度的瞬时值表达式为i=3.11sinl00πt（A），在t=s时电流强度的瞬时值为1.555A．
点评： 本题关键记住瞬时值公式e=Emsinωt，注意线圈是从中性面计时，还是垂直中性面计时是解题的关键．
　
20．一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n=100．穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化，如图所示，发电机内阻r=5.0Ω，外电路电阻R=95Ω．已知感应电动势的最大值Em=nωΦm，其中Φm为穿过每匝线圈磁通量的最大值．求串联在外电路中的交流电流表（内阻不计）的读数．
考点： 正弦式电流的图象和三角函数表达式；正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．
专题： 交流电专题．
分析： 由题可知，线圈中产生正弦交变电流．交流电流表测量的是电流的有效值．由图读出磁通量的最大值和周期，求出感应电流的最大值Im，再由I=0.707Im，求出电流的有效值．
解答： 解：从Φ﹣t图象可以读出：Φm=1.0×10﹣2 Wb，T=3.14×10﹣2 s
感应电动势最大值Em=nBSω=nωΦm，又ω=，得到Em=nΦm
故电路中电流最大值
Im===A=2 A．
交流电流表读数I=0.707Im≈1.4 A．
答：串联在外电路中的交流电流表的读数是1.4 A．
点评： 对于正弦交变电流的最大值Em=nBSω=nωΦm，要在理解的基础上加强记忆．交流电流表和电压表测量的是有效值．
　
20分）如图所示，矩形线框匝数n=250匝，ab=12cm，ad=10cm，线框置于磁感应强度B=（）T的匀强磁场中绕垂直于磁场的固定轴以4π rad/s的角速度匀速转动．线框通过滑环与外电路连接．外电路接有R=12Ω的电阻及一只发光电压和熄灭电压都为12V的氖泡L．求：
（1）当S接e时，交流电流表读数为多少？R的热功率为多大？10min内外力对线框做功为多少？
（2）当S接f时，氖泡闪光频率为多大？（线框电阻不计）
考点： 交流的峰值、有效值以及它们的关系．
专题： 交流电专题．
分析： （1）当S接e时，根据闭合电路欧姆定律求解最大电流，再根据最大电流和有效值的关系求解电流的有效值，根据P=I2R求解功率，根据W=Pt求解电流做的功，而线框做匀速转动，外力做的功等于电流做的功；
（2）一个周期内氖泡闪光2次，求出交流电的周期即可求解．
解答： 解：（1）当S接e时，有
I=
R的功率P=
10min内外力对线框做功为W=Pt=24×10×60=14400J
（2）当S接f时，根据正弦曲线变化规律可知，在交变电流的一个周期T内，氖泡闪光2次，每次闪光时间为，
因为T=s，所以氖泡的闪光频率为4Hz．
答：（1）当S接e时，交流电流表读数为A，R的热功率为24W，10min内外力对线框做功为14400J；
（2）当S接f时，氖泡闪光频率为4Hz．
点评： 由于线框电阻不计，电源成为理想电源，外力维持线框做匀速转动，可根据能量的转化和守恒来求外力对线框所做的功，难度适中．