模塊一 知識掌握
知識點(diǎn)一 周期和頻率
【情境導(dǎo)入】
如圖為我國照明電路的u－t圖像．
(1)計(jì)算其周期和頻率，每秒電流改變多少次方向？
(2)交變電流的周期和頻率跟發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角速度ω或轉(zhuǎn)速n有什么關(guān)系？試寫出其關(guān)系式．
答案 (1)我國照明電路的周期為0.02 s，頻率為50 Hz，每秒電流方向改變100次．
(2)交變電流的周期和頻率跟發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角速度ω或轉(zhuǎn)速n有關(guān)，ω(n)越大，周期越短，頻率越高，其關(guān)系為T＝eq \f(2π,ω)，ω＝eq \f(2π,T)＝2πf＝2πn.
【知識梳理】
1．周期(T)：
交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間．
2．頻率(f)：
交變電流完成周期性變化的次數(shù)與所用時(shí)間之比叫作頻率，數(shù)值等于交變電流在單位時(shí)間內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)．
3．周期和頻率的關(guān)系：T＝eq \f(1,f)或f＝eq \f(1,T).
4．角速度與周期、頻率的關(guān)系：ω＝eq \f(2π,T)＝2πf.
（2021秋?丹東期末）某交流發(fā)電機(jī)的線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，磁通量Φ隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖所示，則下列說法正確的是（ ）
A．1s內(nèi)線圈中電流方向改變50次
B．t＝0時(shí)，線圈平面與中性面重合
C．t＝0.01s時(shí)，磁通量變化率的絕對值為40πWb/s
D．t＝0.015s時(shí)，線圈中的感應(yīng)電流最大
【解答】解：A、交變電流的周期為0.02s，頻率為50Hz，每個(gè)周期電流方向變化兩次，1s內(nèi)線圈中電流方向改變100次，A錯(cuò)誤；
B、t＝0時(shí)，磁通量等于零，線圈平面與磁感線平行，與中性面垂直，B錯(cuò)誤；
C、由圖可知，t＝0.01s時(shí)，穿過線圈的磁通量為零，則磁通量變化率的絕對值最大，此時(shí)電路中的瞬時(shí)電流達(dá)到最大值，根據(jù)交流電最大值的表達(dá)式，則：Em＝nBSω
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：Em＝n
其中：，Φm＝BS
解得40πWb/s，故C正確；
D、由圖可知t＝0.015s時(shí)，磁通量最大，線圈與磁感線垂直，線圈中的感應(yīng)電流等于零，故D錯(cuò)誤。
故選：C。
知識點(diǎn)二 峰值和有效值
【情境導(dǎo)入】
1.如圖是通過一個(gè)R＝1 Ω的電阻的電流i隨時(shí)間t變化的圖像．
(1)試計(jì)算0～1 s內(nèi)電阻R中產(chǎn)生的熱量．
(2)如果有一個(gè)大小、方向都不變的恒定電流通過這個(gè)電阻R，也能在1 s內(nèi)產(chǎn)生同樣的熱量，這個(gè)電流是多大？
答案 (1)Q＝I12Rt1＋I(xiàn)22Rt2＝42×1×0.5 J＋22×1×0.5 J＝10 J.
(2)根據(jù)交變電流有效值的定義可得：I2Rt＝Q，解得I＝eq \r(10) A.
2．某交流電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式u＝6eq \r(2)sin (100πt) V，把標(biāo)有“6 V 2 W”的小燈泡接在此電源上會不會被燒壞？把標(biāo)有6 V的電容器接在此電源上會不會被擊穿？
答案 小燈泡不會被燒壞．交流電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式u＝6eq \r(2)sin (100πt) V中6eq \r(2) V是最大值，其有效值為6 V，而標(biāo)有“6 V 2 W”的小燈泡中的6 V是有效值，所以小燈泡不會被燒壞．電容器所能承受的電壓的最大值為6 V，小于交流電壓的最大值，電容器會被擊穿．
【知識梳理】
1．峰值：交變電流的電壓、電流能達(dá)到的最大數(shù)值叫峰值．電容器所能承受的電壓要高于交流電壓的峰值，否則電容器就可能被擊穿．
2．有效值：讓交變電流與恒定電流分別通過大小相同的電阻，如果在交變電流的一個(gè)周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，則此恒定電流的電流與電壓叫作交變電流的有效值．
3．正弦式交變電流的峰值與有效值之間的關(guān)系
E＝eq \f(Em,\r(2))＝0.707Em，U＝eq \f(Um,\r(2))＝0.707Um，I＝eq \f(Im,\r(2))＝0.707Im
【重難詮釋】
1．峰值：交變電流的電壓、電流能達(dá)到的最大數(shù)值叫峰值．
(1)若將交流電接入純電阻電路中，則電路中的電流及外電阻兩端的電壓的最大值分別為Im＝eq \f(Em,R＋r)，Um＝ImR.
(2)電容器耐壓值要高于交流電壓的峰值才不會被擊穿．
2．有效值：確定交變電流有效值的依據(jù)是電流的熱效應(yīng)．
讓交變電流與恒定電流分別通過大小相同的電阻，如果在交變電流的一個(gè)周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，則此恒定電流的電流和電壓叫作交變電流的有效值．
(1)在正弦式交變電流中，最大值與有效值之間的關(guān)系為：E＝eq \f(Em,\r(2))＝0.707Em，U＝eq \f(Um,\r(2))＝0.707Um，I＝eq \f(Im,\r(2))＝0.707Im.
(2)當(dāng)電流是非正弦式交變電流時(shí)，必須根據(jù)有效值的定義求解．先計(jì)算交變電流在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q，再將熱量Q用相應(yīng)的物理量的有效值表示，即Q＝I2RT或Q＝eq \f(U2,R)T，最后代入數(shù)據(jù)求解有效值．
說明 (1)E＝eq \f(Em,\r(2))、I＝eq \f(Im,\r(2))、U＝eq \f(Um,\r(2))只適用于正弦式交變電流，對于按其他規(guī)律變化的交變電流，上述關(guān)系式一般不再適用．
(2)對于非正弦式交變電流有效值的計(jì)算，時(shí)間一般選取一個(gè)周期．
(3)凡涉及能量、電功以及電功率等物理量時(shí)均用有效值，在確定保險(xiǎn)絲的熔斷電流時(shí)也用有效值．
（2023春?南開區(qū)期中）如圖1所示，交流發(fā)電機(jī)的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，穿過該線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖2所示。已知線圈匝數(shù)為20匝，則下列說法正確的是（ ）
A．線圈轉(zhuǎn)動的角速度為2rad/s
B．1.5s時(shí)，線圈所在平面與中性面垂直
C．100s內(nèi)，線圈中電流方向改變50次
D．感應(yīng)電動勢的最大值為4π（V）
【解答】解：A、由圖乙可得交流電的周期T＝2s，故線圈轉(zhuǎn)動的角速度ω，故A錯(cuò)誤；
B、1.5s時(shí)，穿過線圈的磁通量最大，此時(shí)線圈位于中性面位置，故B錯(cuò)誤；
C、一個(gè)周期內(nèi)電流的方向改變2次，100s內(nèi)含50個(gè)周期，故電流方向改變次數(shù)為2×50次＝100次，故C錯(cuò)誤；
D、感應(yīng)電動勢的最大值Em＝NBSω＝NΦmω＝20×0.2×πV＝4πV，故D正確；
故選：D。
（2023春?揚(yáng)州期中）如圖是某無線充電接收端電流經(jīng)電路初步處理后的i﹣t圖像，則該交變電流的有效值為（ ）
A．B．5AC．6AD．
【解答】解：由圖可知，該交流電的周期為3s，設(shè)該交流電的有效值為I有，根據(jù)有效值的定義有

代入數(shù)據(jù)，有
解得：，故A正確，BCD錯(cuò)誤。
故選：A。
（2023春?滁州期中）如圖是一交變電流的i﹣t圖像，則該交變電流的有效值為（ ）
A．3AB．4AC．D．
【解答】解：設(shè)交流電電流的有效值為I，周期為T＝3×10﹣2s，電阻為R，則有：I2RT＝（）2RI2mR，
代入數(shù)據(jù)解得：I，故ABC錯(cuò)誤，D正確；
故選：D。
（2023春?寧波期末）如圖甲所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，有一匝數(shù)為n、面積為S、總電阻為r的矩形線圈abcd繞軸′做角速度為ω的勻速轉(zhuǎn)動，矩形線圈在轉(zhuǎn)動中可以保持和外電路電阻R形成閉合電路，回路中接有一理想交流電流表。圖乙是線圈轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e隨時(shí)間t變化的圖像，下列說法中正確的是（ ）
A．從t1到t3這段時(shí)間穿過線圈磁通量的變化量為2nBS
B．t3時(shí)刻穿過線圈的磁通量變化率為nBSω
C．從t3到t4這段時(shí)間通過電阻R的電荷量為
D．電流表的示數(shù)為
【解答】解：A、t1時(shí)刻和t3時(shí)刻，線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，穿過線框的磁通量為零，則從t1到t3這段時(shí)間內(nèi)，穿過線圈磁通量的變化量為0，故A錯(cuò)誤；
B、t3時(shí)刻線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，為Em＝nBSω＝n
則磁通量的變化率為BSω
故B錯(cuò)誤；
C、從t3到t4這段時(shí)間平均感應(yīng)電動勢為nn
由閉合電路歐姆定律得：
通過電阻R的電荷量為qt
聯(lián)立解得：q
故C錯(cuò)誤；
D、電流表的示數(shù)為有效值，為I
故D正確。
故選：D。
知識點(diǎn)三 正弦式交變流的公式和圖像
【知識梳理】
1．正弦式交變電流的公式和圖像可以詳細(xì)描述交變電流的情況．若線圈通過中性面時(shí)開始計(jì)時(shí)，交變電流的圖像是正弦曲線．
2．若已知電壓、電流最大值分別是Um、Im，周期為T，則正弦式交變電流電壓、電流表達(dá)式分別為u＝Umsin eq \f(2π,Τ)t，i＝Imsin eq \f(2π,T)t.
3．正弦式交變電壓的圖像如圖所示
（2023春?荔灣區(qū)期末）一臺小型發(fā)電機(jī)與電壓表V、小燈泡按圖甲所示電路連接，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示。發(fā)電機(jī)線圈電阻不能忽略，則?（ ）
A．在t＝0.02s時(shí)，線圈磁通量為0
B．電壓表V的示數(shù)為36V
C．發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的表達(dá)式為e＝36sin100πt（V）
D．1s內(nèi)流過小燈泡的電流方向改變50次
【解答】解：A、由圖像得，t＝0.02s時(shí)，感應(yīng)電動勢為零，穿過線圈的磁通量最大，故A錯(cuò)誤；
B、由圖像得，感應(yīng)電動勢峰值為Em＝36V
電動勢的有效值為EV＝36V
電壓表的示數(shù)為UE＝36V
故B錯(cuò)誤；
C、線圈轉(zhuǎn)動的角速度為ω50πrad/s
則發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的表達(dá)式為e＝Emsinωt＝36sin100πt（V）
故C錯(cuò)誤；
D、交流電的頻率為fHz＝25Hz
一個(gè)周期內(nèi)電流方向變化兩次，則1s內(nèi)電流方向完成周期性變化的次數(shù)為50次，故D正確。
故選：D。
（2022秋?葫蘆島期末）如圖甲所示，100匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的中心軸OO'勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e隨時(shí)間t的變化曲線如圖乙所示，若外接電阻的阻值R＝9Ω，線圈的電阻r＝1Ω，則下列說法正確的是（ ）
A．t＝0.02s時(shí)通過線圈的磁通量為零
B．t＝0.02s時(shí)線圈恰好垂直中性面
C．電壓表的示數(shù)為
D．線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢表達(dá)式e＝100sin40πt（V）
【解答】解：AB．根據(jù)乙圖知t＝0.02s時(shí)感應(yīng)電動勢為0，此時(shí)線圈處于中性面位置，通過線圈的磁通量最大，故AB錯(cuò)誤；
C．由圖可知電動勢的最大值為100V，則感應(yīng)電動勢的有效值為，電壓表測的是電阻R兩端電壓，有，故C正確；
D．根據(jù)乙圖可知，線圈的轉(zhuǎn)動周期為T＝4×10﹣2s，可得線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢表達(dá)式為，故D錯(cuò)誤。
故選：C。
（2023春?安徽期中）圖甲為交流發(fā)電機(jī)示意圖，線圈abcd在勻強(qiáng)磁場中繞固定軸OO'沿順時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動。已知線圈的匝數(shù)為N，線圈的電阻為r，定值電阻為R，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙。若電表均為理想交流電表，下列說法中正確的是（ ）
A．1s內(nèi)線圈通過中性面次
B．穿過線圈的磁通量最大為
C．電壓表的讀數(shù)為
D．一個(gè)周期內(nèi)通過電流表的電量為
【解答】解：A、由圖可知，交變電動勢的最大值為E0，周期為2t0。一個(gè)周期內(nèi)矩形線圈通過兩次中性面，所以1s內(nèi)線圈通過中性面次，故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)感應(yīng)電動勢的最大值E0＝NBSω＝NΦmω
其中
可得穿過線圈的磁通量最大為Φm，故B正確；
C、電壓表的讀數(shù)是路端電壓的有效值，所以，故C錯(cuò)誤；
D、根據(jù)，在一個(gè)周期內(nèi)，磁通量的變化為0，所以通過電流表的電量為0，故D錯(cuò)誤。
故選：B。
知識點(diǎn)四 電感和電容對交變電流的影響
1.電感器對交變電流的阻礙作用
(1)感抗：電感器對交變電流阻礙作用的大小.
(2)影響因素：線圈的自感系數(shù)越大，交流的頻率越高，感抗越大.
(3)感抗的應(yīng)用
2.電容器對交變電流的阻礙作用
(1)容抗：電容器對交變電流阻礙作用的大小.
(2)影響因素：電容器的電容越大，交流的頻率越高，容抗越小.
(3)作用：“通交流，隔直流；通高頻，阻低頻”.
（2023春?閻良區(qū)期末）如圖所示，甲、乙是規(guī)格相同的燈泡，A、B兩端加直流電壓時(shí)，甲燈正常發(fā)光，乙燈完全不亮；當(dāng)A、B兩端加上有效值和直流電壓相等的交流電壓時(shí)，甲燈發(fā)出微弱的光，乙燈能正常發(fā)光。下列說法正確的是（ ）
A．與甲燈串聯(lián)的元件X是電容器
B．與乙燈串聯(lián)的元件Y是電阻
C．與甲燈串聯(lián)的元件X是電感線圈
D．與乙燈串聯(lián)的元件Y是電感線圈
【解答】解：當(dāng)A、B兩端加直流電壓時(shí)，甲燈正常發(fā)光，乙燈完全不亮，說明乙支路為開路，根據(jù)電容器的特性可知乙燈串聯(lián)的元件Y可能是電容器；
當(dāng)A、B兩端加上有效值和直流電壓相等的交流電壓時(shí)，甲燈發(fā)出微弱的光，根據(jù)電感線圈的特性可知與甲燈串聯(lián)的元件X是電感線圈；
當(dāng)A、B兩端加上有效值和直流電壓相等的交流電壓時(shí)，乙燈能正常發(fā)光，根據(jù)電容器的特性可知與乙燈串聯(lián)的元件Y是電容器；
綜上分析可知，故C正確，ABD錯(cuò)誤。
故選：C。
（2023春?湟中區(qū)校級期末）如圖所示，把電阻R、電感線圈L、電容器C分別串聯(lián)一個(gè)燈泡后，并聯(lián)接在交流電源的兩端，三盞燈亮度相同。要使燈泡L1變亮、燈泡L2變暗，下列措施中可行的是（ ）
A．只減小交流電的電壓B．只增大交流電的電壓u
C．只減小交流電的頻率D．只增大交流電的頻率
【解答】解：與燈泡L1串聯(lián)的是電感線圈，根據(jù)感抗公式XL＝2πfL，要使燈泡L1變亮，應(yīng)減小感抗，即減小f或L，或同時(shí)減小f或L；
與燈泡L2串聯(lián)的是電容器，根據(jù)容抗公式，要使燈泡L2變暗，應(yīng)增大容抗，即減小f或C，或同時(shí)減小f和C；
增大交流電的電壓，燈泡L1、燈泡L2、燈泡L3都變亮。
綜上分析，故ABD錯(cuò)誤，C正確。
故選：C。
（2023?皇姑區(qū)校級模擬）在如圖所示的電路中，L是直流電阻可以忽略的電感線圈，電流計(jì)G可視為理想電表，先將開關(guān)S置于a處，待電路穩(wěn)定后將開關(guān)S移至b處同時(shí)開始計(jì)時(shí)，電感線圈L和電容器C組成振蕩電路，其振蕩周期為T。下列說法正確的是（ ）
A．開關(guān)S剛移至b處，電流計(jì)G中將有從左向右的電流經(jīng)過
B．過程中，電容器C放電，電容減小
C．時(shí)刻，電感線圈L中磁場能最大
D．過程中，電流計(jì)G的讀數(shù)逐漸變大
【解答】解：A．開關(guān)S置于a處時(shí)，電容器C上極板接電源正極，開關(guān)S移至b處瞬間，電容器C開始放電，電流計(jì)G中將有從右向左的電流經(jīng)過，故A錯(cuò)誤；
B．過程中，電容器C放電，帶電量q減小，電容器的電容與兩板間的絕緣物質(zhì)、兩極板的正對面積、兩板之間的距離有關(guān)，所以其電容不會發(fā)生變化，故B錯(cuò)誤；
C．時(shí)刻，電容器放電完畢，電容器極板上沒有電荷，電場能全部轉(zhuǎn)化為磁場能，所以此時(shí)電感線圈L中磁場能最大，故C正確；
D．過程是電容器充電過程，此時(shí)電路中的電流逐漸變小，所以電流計(jì)G的讀數(shù)逐漸變小，故D錯(cuò)誤。
故選：C。
模塊二 鞏固提高
（2023春?西城區(qū)校級期末）交流發(fā)電機(jī)在t＝0時(shí)刻的示意圖如圖所示，其中滑環(huán)K與線圈AB邊相連，滑環(huán)L與線圈CD邊相連，流過電阻的電流瞬時(shí)值表達(dá)式為i＝20sin（100πt）（A）。下列說法正確的是（ ）
A．t＝0時(shí)刻通過線圈的磁通量為零
B．t＝0時(shí)刻線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為零
C．t＝0時(shí)刻交流電流表的示數(shù)為零
D．線圈的轉(zhuǎn)速為100r/s
【解答】解：AB、t＝0時(shí)刻線圈與磁場方向垂直，通過線圈的磁通量最大，磁通量變化率為零，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為零，故A錯(cuò)誤、B正確；
C、交流電流表的示數(shù)為有效值，則t＝0時(shí)刻交流電流表的示數(shù)不為零，故C錯(cuò)誤；
D、由i＝20sin（100πt）（A）得，線圈轉(zhuǎn)動的角速度ω＝100πrad/s
則線圈的轉(zhuǎn)速nr/s＝50r/s
故D錯(cuò)誤。
故選：B。
（2023春?揚(yáng)州期中）一個(gè)矩形線框在勻強(qiáng)磁場中繞軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的正弦式交流電電動勢隨時(shí)間變化的圖像如圖所示，下列說法正確的是（ ）
A．線框繞軸轉(zhuǎn)動的角速度為10rad/s
B．該圖像是從線框處于中性面時(shí)開始計(jì)時(shí)的
C．0～0.1s內(nèi)，該交變電流的平均值為5V
D．一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變1次
【解答】解：A、由題圖可知，電動勢的變化周期T＝0.2s，則線框繞軸轉(zhuǎn)動的角速度為ωrad/s＝10πrad/s，故A錯(cuò)誤；
B、t＝0時(shí)刻電動勢的瞬時(shí)值為零，線框的磁通量最大，可知該圖像是從線框處于中性面時(shí)開始計(jì)時(shí)的，故B正確；
C、由題意可得電動勢最大值Em＝10V，則有Em＝BSω＝10V
0﹣0.1s內(nèi)，該交變電流的電動勢平均值為
聯(lián)立解得：，故C錯(cuò)誤；
D、線圈每次通過中性面時(shí)電流要改變一次，一個(gè)周期內(nèi)線圈通過中性面2次，則一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變2次，故D錯(cuò)誤。
故選：B。
（2023春?如皋市校級月考）通過某交流電流表的電流i隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖所示，該電流表的示數(shù)是（ ）
A．AB．AC．AD．5A
【解答】解：交流電流表的示數(shù)為電流的有效值。設(shè)該交流電電流有效值為I，周期為T。
根據(jù)有效值的定義得
I2RT＝（4）2R?（3）2R?
解得：I＝5A
則該電流表的示數(shù)為5A，故ABC錯(cuò)誤，D正確。
故選：D。
（2023春?成都期末）圖（a）為某研究小組的自制交流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖。某次實(shí)驗(yàn)中線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，利用示波器測出其產(chǎn)生的正弦交流電電壓u隨時(shí)間t變化關(guān)系如圖（b）所示，線圈及導(dǎo)線電阻不計(jì)，若想用此發(fā)電機(jī)產(chǎn)生“220V、50Hz”的交流電，下列操作正確的是（ ）
A．僅調(diào)節(jié)線圈的匝數(shù)為原來2倍
B．僅調(diào)節(jié)線圈的面積為原來倍
C．僅調(diào)節(jié)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為原來倍
D．僅調(diào)節(jié)線圈勻速轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速為原來2倍
【解答】解：由圖像得，交流電電動勢的峰值為Um＝110V
周期為T＝0.02s
則頻率為fHz＝50Hz
交流電的峰值公式為Um＝NBSω
“220V、50Hz”的交流電的峰值為Um′＝220V
A、若僅調(diào)節(jié)線圈的匝數(shù)為原來2倍，則交流電的峰值變?yōu)樵瓉淼膬杀叮礊?20V，交流電的頻率不變，為50Hz，可以產(chǎn)生“220V、50Hz”的交流電，故A正確；
B、若僅調(diào)節(jié)線圈的面積為原來倍，則交流電的峰值變?yōu)樵瓉淼谋?，即?20V，交流電的頻率不變，為50Hz，不能產(chǎn)生“220V、50Hz”的交流電，故B錯(cuò)誤；
C、若僅調(diào)節(jié)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為原來倍，則交流電的峰值變?yōu)樵瓉淼谋叮礊?40V，交流電的頻率不變，為50Hz，不能產(chǎn)生“220V、50Hz”的交流電，故C錯(cuò)誤；
D、若僅調(diào)節(jié)線圈勻速轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速為原來2倍，由ω＝2πn得，線圈轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)樵瓉淼膬杀?，則交流電的峰值變?yōu)樵瓉淼膬杀叮礊?20V，由f得，交流電的頻率變?yōu)樵瓉淼膬杀?，?00Hz，不能產(chǎn)生“220V、50Hz”的交流電，故D錯(cuò)誤。
故選：A。
（2023春?番禺區(qū)期末）某小組用圖a的風(fēng)速儀研究交流電，風(fēng)杯在風(fēng)力作用下帶動與其連在一起的永磁鐵轉(zhuǎn)動；某一風(fēng)速時(shí)，線圈中產(chǎn)生的交變電流如圖b所示，則（ ）
A．該交變電流的周期為t0
B．該交變電流的頻率為2t0
C．該交變電流的有效值為
D．該交變電流的峰值為
【解答】解：A、由圖像得，該交變電流的周期為2t0，故A錯(cuò)誤；
B、該交變電流的頻率為f
故B錯(cuò)誤；
CD、由圖像得，該交變電流的峰值為Im，則該交變電流的有效值為IIm
故C正確，D錯(cuò)誤。
故選：C。
（2023春?重慶期末）如圖所示，單匝矩形閉合線框abcd的bc邊位于豎直虛線OO′處，整個(gè)空間有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場，該線框可繞虛線OO′在水平面內(nèi)以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動。該線框電阻為R，長度bc＝2ab＝2l，則該線框的電功率為（ ）
A．B．C．D．
【解答】解：線框繞虛線OO′在水平面內(nèi)以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，該線框的電動勢最大值
有效值
該線框的電功率為
聯(lián)立解得
故C正確，ABD錯(cuò)誤。
故選：C。
（2023?滄州一模）如圖所示，面積為S、電阻為R的單匝矩形閉合導(dǎo)線框abcd處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中（cd邊右側(cè)沒有磁場）。若線框從圖示位置開始繞與cd邊重合的豎直固定軸以角速度ω開始勻速轉(zhuǎn)動，則線框旋轉(zhuǎn)一周的過程中，下列說法正確的是（ ）
A．線框中感應(yīng)電動勢的最大值為
B．線框中感應(yīng)電動勢的有效值為
C．線框中感應(yīng)電流的有效值為
D．從圖示位置開始轉(zhuǎn)過的過程中，通過導(dǎo)線某橫截面的電荷量為
【解答】解：A．線框中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值Em＝BSω
故A錯(cuò)誤；
BC．由有效值的定義得
可得，
故B正確，C錯(cuò)誤；
D．線框轉(zhuǎn)過后，此時(shí)線框的有效面積為
根據(jù)
可得通過某橫截面的電荷量為
故D錯(cuò)誤。
故選：B。
（2023?龍鳳區(qū)校級模擬）為發(fā)展新能源，某科研小組制作了一個(gè)小型波浪發(fā)電機(jī)，磁鐵固定在水中，S極上套有一個(gè)浮筒，浮筒上繞有線圈，其截面示意圖如圖甲所示，浮筒可隨波浪上下往復(fù)運(yùn)動切割磁感線而產(chǎn)生電動勢，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，如圖乙所示，線圈電阻r＝2Ω，匝數(shù)為100匝，線圈處磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.1T，線圈的直徑，把線圈與阻值R＝8Ω的小燈泡串聯(lián)，小燈泡恰好正常發(fā)光，下列說法不正確的是（ ）
A．浮筒在豎直方向上下振動的頻率為2.5Hz
B．發(fā)電機(jī)的輸出功率為1.28W
C．小燈泡的額定電壓為4V
D．浮筒在豎直方向上下運(yùn)動的最大速度為
【解答】解：A、由圖乙可知交變電流的周期為T＝0.4s，則交變電流的頻率為

浮筒在豎直方向上下振動的頻率與交變電流的頻率相同，即浮筒在豎直方向上下振動的頻率為2.5Hz，故A正確；
BC、由乙圖可知，感應(yīng)電動勢最大值為Em＝4V，感應(yīng)電動勢有效值為

根據(jù)閉合電路的歐姆定律，線圈中的電流有效值為

由此時(shí)小燈泡正好正常發(fā)光，小燈泡的額定電壓為
U＝IR＝0.4×8V＝3.2V
發(fā)電機(jī)輸出功率為
P＝UI＝0.4×3.2W＝1.28W，故B正確，C錯(cuò)誤；
D、由Em＝NBLvm，解得浮筒在豎直方向上下運(yùn)動的最大速度為
，故D正確。
故選：C。
（2023春?南崗區(qū)校級月考）甲、乙、丙三圖中各段曲線均為正弦曲線的一部分，關(guān)于四圖，下列說法正確的是（ ）
A．圖甲中電流的峰值為2A，有效值為A，周期為5s
B．圖乙中電流的峰值為5A，有效值為A
C．圖丙中電流的峰值為2A，有效值為A
D．圖丁中電流的最大值為4A，有效值為A，周期為2s
【解答】答：A、圖甲中電流的峰值為2A，有效值為I1A，周期為4s，故A錯(cuò)誤；
B、乙中電流的峰值為5A，有效值為I2，故B正確；
C、丙中電流的峰值為2A，設(shè)有效值為I3，由有效值定義：，解得：I3＝1A，故C錯(cuò)誤；
D、丁中電流的最大值為4A，設(shè)有效值為I4，由有效值定義：4，解得：I4，故D錯(cuò)誤。
故選：B。
（2023春?和平區(qū)校級月考）圖為發(fā)電機(jī)的原理圖。邊長為L的n匝正方形線圈，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，繞垂直于磁場的中心軸做勻速轉(zhuǎn)動，角速度為ω，線圈電阻不計(jì)，外接電阻R和電壓表，下列說法正確的是（ ）
A．從圖示位置開始計(jì)時(shí)，線框中的感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝nBL2ωsinωt
B．若將電阻R換成電容器，電容器的耐壓值可以為
C．從圖示位置轉(zhuǎn)過90°流過R中的電量
D．線框轉(zhuǎn)一周，外力所做的功為
【解答】解：A．圖示位置為垂直中性面位置，從圖示位置開始計(jì)時(shí)，線框中的感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝nBL2ωcsωt，故A錯(cuò)誤；
B．電容器的耐壓值為其交流電的最大值，必須保證線圈轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動勢小于耐壓值，線圈轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值為nBL2ω，故B錯(cuò)誤；
C．從圖示位置轉(zhuǎn)過90°流過R中的電量，故C錯(cuò)誤；
D．線框轉(zhuǎn)一周，外力所做的功就是回路產(chǎn)生的焦耳熱，則，故D正確。?
故選：D。
（2023春?迎澤區(qū)校級月考）如圖所示，矩形線圈abcd的匝數(shù)為N＝30匝，線圈ab的邊長為l1＝0.1m，bc的邊長為l2＝0.2m，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝0.5T的勻強(qiáng)磁場中，繞垂直于磁感線且通過線圈中線的OO′軸勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的角速度ω＝100rad/s，若線圈自身電阻為r＝1Ω，線圈兩端外接R＝9Ω的電阻。試求：
（1）線圈在圖示位置（線圈平面與磁感線平行）時(shí)，感應(yīng)電動勢e的大小。
（2）電阻R上消耗的電功率及R兩端的電壓。
（3）從圖示位置開始計(jì)時(shí)，當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動30°過程中流過電阻R的電荷量。
【解答】解：（1）線圈在圖示位置時(shí)電動勢最大，最大值為Em＝NBSω＝NBl1l2ω＝30×0.5×0.1×0.2×100V＝30V
（2）電動勢的有效值為EV＝30V
根據(jù)閉合電路歐姆定律得，R兩端的電壓UR9V＝27V
電阻R上消耗的電功率PW＝81W
（3）從圖示位置開始計(jì)時(shí)，當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動30°過程中，流過R的電荷量為qtttC＝0.015C
答：（1）線圈在圖示位置（線圈平面與磁感線平行）時(shí)，感應(yīng)電動勢的大小為30V；
（2）電阻R上消耗的電功率為81W，R兩端的電壓為27V；
（3）從圖示位置開始計(jì)時(shí)，當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動30°過程中流過電阻R的電荷量為0.015C。
（2023春?東城區(qū)校級期中）圖為一個(gè)小型交流發(fā)電機(jī)的原理示意圖，其矩形線圈的面積為S，共有n匝，線圈總電阻為r，可繞與磁場方向垂直的固定對稱軸OO'轉(zhuǎn)動．線圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，線圈在轉(zhuǎn)動時(shí)可以通過滑環(huán)和電刷保持與外電路電阻R的連接．在外力作用下線圈以恒定的角速度ω繞軸OO'勻速轉(zhuǎn)動，（不計(jì)轉(zhuǎn)動軸及滑環(huán)與電刷的摩擦）從圖示位置開始計(jì)時(shí)，求：
（1）請寫出線圈產(chǎn)生的電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式；
（2）求線圈勻速轉(zhuǎn)動過程中交流電壓表的示數(shù)；
（3）不計(jì)摩擦，經(jīng)過時(shí)間t，求外界驅(qū)動線圈做的功．
【解答】解：（1）線圈轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值為：Em＝nBSω
線圈從與中性面垂直開始計(jì)時(shí)，則有：e＝NBSωcsωt
（2）產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的有效值為：E
故電壓表的示數(shù)為：U
（3）ts內(nèi)產(chǎn)生的熱量為：Q
外界驅(qū)動線圈做的功為：W＝Q
答：（1）請寫出線圈產(chǎn)生的電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝NBSωcsωt；
（2）求線圈勻速轉(zhuǎn)動過程中交流電壓表的示數(shù)為；
（3）不計(jì)摩擦，經(jīng)過時(shí)間t，外界驅(qū)動線圈做的功為
類型
區(qū)別
低頻扼流圈
高頻扼流圈
自感系數(shù)
較大
較小
感抗大小
較大
較小
作用
通直流、阻交流
通直流、通低頻、阻高頻

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