第58講交變電流的產(chǎn)生和描述（練習(xí)）（解析版）-2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)講練測(cè)（新教材新高考）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

【題型一】交流電的產(chǎn)生
1．如圖甲所示，矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)可以產(chǎn)生交變電流，其電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示，線圈電阻，電阻。則（）
A．時(shí)，線圈與中性面垂直B．內(nèi)，電流的方向改變50次
C．電阻R兩端電壓為D．電阻R在內(nèi)產(chǎn)生的熱量為
【答案】D
【詳解】A．時(shí)，電動(dòng)勢(shì)為零，線圈平面處于中性面處，故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)圖乙可知周期為，一個(gè)周期內(nèi)電流的方向改變兩次，則對(duì)應(yīng)個(gè)周期，電流方向變化100次，故B錯(cuò)誤；
C．交流電電動(dòng)勢(shì)的有效值
根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理可知電阻R兩端電壓
故C錯(cuò)誤；
D．電阻R在內(nèi)產(chǎn)生的熱量
故D正確。
故選D。
2．如圖所示，交流發(fā)電機(jī)的矩形線框共有匝，總電阻，。繞垂直于磁場(chǎng)方向的對(duì)稱軸以的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，給的電阻供電。線框所在勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，其處于中性面時(shí)開始計(jì)時(shí)，則（）
A．電阻R兩端的最大電壓為40V
B．通過R的電流方向在內(nèi)改變1次
C．在內(nèi)外力至少對(duì)系統(tǒng)做功πJ
D．在內(nèi)通過線框?qū)Ь€橫截面的電荷量為
【答案】D
【詳解】A．線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為
根據(jù)閉合電路歐姆定律可知電阻R兩端的最大電壓為
故A錯(cuò)誤；
B．交變電流的周期為
可知通過R的電流方向在內(nèi)改變2次。故B錯(cuò)誤；
C．線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為
在內(nèi)外力對(duì)系統(tǒng)做功的最小值為整個(gè)電路消耗的電能，即
故C錯(cuò)誤；
D．依題意，可得
此時(shí)線圈平面與中性面夾角為60°，則在內(nèi)通過線框?qū)Ь€橫截面的電荷量為
故D正確。
故選D。
3．某矩形閉合金屬線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過該線圈的磁通量隨時(shí)間t按如圖所示正弦規(guī)律變化。則時(shí)刻（）
A．穿過該線圈的磁通量最小B．穿過該線圈的磁通量最大
C．該線圈中的電流最大D．該線圈中的電流不為零
【答案】B
【詳解】AB．由圖像易知，時(shí)刻穿過該線圈的磁通量最大，A錯(cuò)誤B正確；
CD．由圖像易知，時(shí)刻穿過線圈的磁通量變化率為零，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，線圈中的電流為零，CD均錯(cuò)誤。
故選B。
4．圖甲為交流發(fā)電機(jī)的示意圖，磁場(chǎng)可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，線圈繞垂直于磁場(chǎng)的水平軸沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，電阻，線圈電阻，電流表內(nèi)阻不計(jì)。從圖示位置開始計(jì)時(shí)，P、Q間輸出的電壓u隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像如圖乙所示，下列說法正確的是（）
A．電阻R中的電流方向每分鐘變化3000次
B．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為
C．圖示位置為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大的位置
D．電流表示數(shù)為22A
【答案】C
【詳解】A．交流電的周期為T=0.02s，一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變2次，則每秒鐘電流方向變化100次，則電阻R中的電流方向每分鐘變化6000次，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
B．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為
選項(xiàng)B錯(cuò)誤；
C．圖示位置線圈平面與中性面垂直，此時(shí)磁通量為零，磁通量的變化率最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，選項(xiàng)C正確；
D．電流表示數(shù)為
選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
故選C。
5．如圖是一款高空風(fēng)車及其發(fā)電模塊原理簡圖，該裝置利用充氣球?qū)l(fā)電機(jī)帶上高空，通過電電能傳輸?shù)降孛妫蔀榫葹?zāi)場(chǎng)所臨時(shí)供電。在發(fā)電明間。發(fā)電機(jī)線圈ab在某一時(shí)刻轉(zhuǎn)至圖示位置。則下列說法正確的是（）
A．高空風(fēng)車發(fā)電的工作原理是電流的磁效應(yīng)
B．無論風(fēng)力多大，線圈ab的發(fā)電頻率不變
C．該時(shí)刻線圈磁通量為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也為零
D．該時(shí)刻線圈b端電勢(shì)高于a端電勢(shì)
【答案】D
【詳解】A．高空風(fēng)車發(fā)電的工作原理是電磁感應(yīng)，故A錯(cuò)誤；
B．風(fēng)力越大，風(fēng)車轉(zhuǎn)動(dòng)的越快，線圈ab的發(fā)電頻率越大，故B錯(cuò)誤；
C．由圖可知，該時(shí)刻線圈平面與磁場(chǎng)平行，線圈磁通量為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，故C錯(cuò)誤；
D．根據(jù)題意，由右手定則可知，該時(shí)刻線圈中的電流由，則線圈b端電勢(shì)高于a端電勢(shì)，故D正確。
故選D。
6．發(fā)電機(jī)的示意圖如圖所示，發(fā)電機(jī)矩形線框的匝數(shù)為N，面積為S，線框的電阻為r，線框所在位置的磁場(chǎng)可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，定值電阻的阻值為R，采用換向器實(shí)現(xiàn)電流的導(dǎo)出。若線框從圖示位置開始以角速度繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，下列說法正確的是（）
A．圖示位置線框中的電動(dòng)勢(shì)最大，為
B．線框轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，通過電阻R的電流方向改變兩次
C．線框轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，通過電阻R的電荷量為
D．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，克服安培力做功為
【答案】C
【詳解】A．圖示位置穿過線框中的磁通量最大，但磁通量變化率為0，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0，故A錯(cuò)誤；
BC．由于采用換向器實(shí)現(xiàn)電流的導(dǎo)出，由圖可知線框轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，通過電阻R的電流方向不發(fā)生變化，線框轉(zhuǎn)動(dòng)半圈時(shí)，通過電阻R的電荷量為
則線框轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，通過電阻R的電荷量為
故B錯(cuò)誤，C正確；
D．線框中的電動(dòng)勢(shì)最大值為
則電動(dòng)勢(shì)有效值為
根據(jù)能量守恒可知，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，克服安培力做功為
故D錯(cuò)誤。
故選C。
7．如圖所示，三角形金屬線框置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)線框平面與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，下列說法正確的是（）
A．穿過線框的磁通量為0B．線框中的感應(yīng)電流為0
C．線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大D．線框所受安培力最大
【答案】B
【詳解】ABC．當(dāng)線框平面與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，穿過線框的磁通量最大，不為0，穿過線框的磁通量變化率為0，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小，為0，線框中的感應(yīng)電流為0，故AC錯(cuò)誤，B正確；
D．線框中的感應(yīng)電流為0，線框不受安培力的作用，故D錯(cuò)誤。
故選B。
【題型二】交流電的描述
8．如圖甲所示為交流發(fā)電機(jī)的示意圖。一矩形線圈在兩磁極間的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞軸逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈匝數(shù)n=30，線圈電阻r=2Ω，穿過線圈的磁通量隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示，定值電阻R＝8Ω，其余電阻不計(jì)。下列說法正確的是（）
A．t=0時(shí)，線圈位于中性面
B．當(dāng)BC邊與磁場(chǎng)方向的夾角為30°時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值e=15πV
C．該交流電電流的有效值3πA
D．在0~0.1s內(nèi)，通過電阻R的電荷量為0.6C
【答案】D
【詳解】A．線圈位于中性面時(shí)穿過線圈的磁通量最大，t=0時(shí)，穿過線圈的磁通量為零，故A錯(cuò)誤；
B．由圖可知
則
圖示位置BC邊與磁場(chǎng)方向平行，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大
當(dāng)BC邊與磁場(chǎng)方向的夾角為30°時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值
故B錯(cuò)誤；
C．該交流電電動(dòng)勢(shì)的有效值
該交流電電流的有效值
故C錯(cuò)誤；
D．在0~0.1s內(nèi)，通過電阻R的電荷量為
又
，
可得
故D正確。
故選D。
9．圖甲是交流發(fā)電機(jī)的示意圖，兩磁極之間的磁場(chǎng)可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，金屬線圈ABCD繞轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，A為電流傳感器（與計(jì)算機(jī)相連），為定值電阻，線圈電阻為，其余電阻不計(jì)。圖乙為計(jì)算機(jī)上顯示的電流數(shù)據(jù)隨時(shí)間變化的圖像。下列說法中正確的是（）
A．金屬線圈恰好處于圖甲所示的位置時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0，對(duì)應(yīng)圖乙中或時(shí)刻
B．金屬線圈恰好處于圖甲所示的位置時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，對(duì)應(yīng)圖乙中或時(shí)刻
C．、時(shí)刻穿過線圈的磁通量的絕對(duì)值最小，磁通量的變化率最大
D．、時(shí)刻穿過線圈的磁通量的絕對(duì)值最小，磁通量的變化率最大
【答案】D
【詳解】AB．圖甲所示位置線圈平面與磁場(chǎng)垂直，即為中性面，此時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0，回路中的感應(yīng)電流為0，對(duì)應(yīng)圖乙中或時(shí)刻，故AB錯(cuò)誤；
C．結(jié)合上述，、時(shí)刻線圈處于中性面，穿過線圈的磁通量的絕對(duì)值最大，由于此時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0，則此時(shí)的磁通量的變化率最小，故C錯(cuò)誤；
D．根據(jù)圖乙可知，、時(shí)刻的感應(yīng)電流最大，即此時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，則此時(shí)線圈平面與中性面垂直，即線圈平面平行于磁場(chǎng)方向，穿過線圈的磁通量的絕對(duì)值最小，由于此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，則此時(shí)磁通量的變化率最大，故D正確。
故選D。
10．風(fēng)力發(fā)電將成為我國實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要途徑之一，風(fēng)力發(fā)電風(fēng)車通過風(fēng)輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)發(fā)電。圖乙為交流發(fā)電機(jī)示意圖，矩形線圈ABCD繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的軸沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化規(guī)律為，外電路接有阻值的定值電阻，線圈電阻不計(jì)，下列說法正確的是（）
A．電流變化的周期為0.01s
B．線圈在圖示位置時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為30V
C．線圈在圖示位置時(shí)，磁通量最大
D．電流表的示數(shù)為3A
【答案】B
【詳解】A．由可知
解得電流變化的周期為
故A錯(cuò)誤；
BC．線圈在圖示位置時(shí)，穿過線圈的磁通量為0，磁通量的變化率最大，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大，為30V，故B正確，C錯(cuò)誤；
D．電動(dòng)勢(shì)有效值為
則電流表的示數(shù)為
故D錯(cuò)誤。
故選B。
【題型三】有效值的計(jì)算
11．如圖甲所示，一阻值為的電阻與理想交流電流表串聯(lián)后，兩端接入圖乙所示的正弦式交變電流，下列說法正確的是（）
A．該交流電的頻率為100Hz
B．電阻中電流的峰值為2A
C．在時(shí)刻，電流表的讀數(shù)為2A
D．電阻的電功率為880W
【答案】C
【詳解】A．由圖乙可知，交流電的周期為
則交流電的頻率為50Hz，故A錯(cuò)誤；
B．電阻R中電流的峰值為
故B錯(cuò)誤；
C．電流表的讀數(shù)為有效值，則電流表的讀數(shù)為
故C正確；
D．根據(jù)
可知電阻的電功率為440W，故D錯(cuò)誤。
故選C。
12．小草在微風(fēng)中會(huì)左右搖擺，有人受此啟發(fā)設(shè)計(jì)了微風(fēng)搖擺發(fā)電裝置，其原理簡化圖如圖所示?？臻g中存在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，微風(fēng)使導(dǎo)體棒在兩固定的平行金屬導(dǎo)軌之間垂直于磁場(chǎng)方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)導(dǎo)體棒相當(dāng)于電源，可通過金屬導(dǎo)軌對(duì)外供電。將導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)視為簡諧運(yùn)動(dòng)，其速度隨時(shí)間的變化規(guī)律為。已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，兩導(dǎo)軌的間距和導(dǎo)體棒的長度均為L，導(dǎo)體棒的電阻為r，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直，導(dǎo)軌和導(dǎo)線的電阻均不計(jì)。若使其對(duì)阻值為R的電阻供電，則一個(gè)周期內(nèi)電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為（）
A．B．
C．D．
【答案】C
【詳解】導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為
回路中電流的有效值為
一個(gè)周期內(nèi)電阻產(chǎn)生的焦耳熱為
故選C。
13．電流通過阻值為R的電阻時(shí)，圖像如圖所示，下列說法正確的是（）
A．電阻R兩端電壓的最大值為IR
B．該電流一定是交流電
C．時(shí)間內(nèi)電流按余弦規(guī)律變化
D．該電流的有效值
【答案】A
【詳解】A．由圖可知通過電阻R的最大電流為，故電阻R兩端電壓的最大值為IR，故A正確；
B．由圖可知一直大于零，電流方向可能不變，故該電流不一定是交流電，故B錯(cuò)誤；
C．由圖可知時(shí)間內(nèi)，均勻減小，故時(shí)間內(nèi)電流不是按余弦規(guī)律變化，故C錯(cuò)誤；
D．根據(jù)有效值的定義
解得該電流的有效值為
故D錯(cuò)誤。
故選A。
14．如圖為一交變電流的圖像，圖中曲線是正弦曲線的一部分，該交變電流電動(dòng)勢(shì)的有效值為（）
A．B．C．D．
【答案】B
【詳解】根據(jù)交流電的有效值的定義可知
解得
即交變電流電動(dòng)勢(shì)的有效值為，B正確。
故選B。
15．如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與紙面垂直，虛線表示勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界，一半徑為r、圓心角為的扇形單匝線框圓心O在邊界線上。當(dāng)線框圍繞圓心O在紙面內(nèi)以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線框中產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)的有效值為（）
A．B．C．D．
【答案】B
【詳解】設(shè)線框轉(zhuǎn)動(dòng)周期為T，而線框轉(zhuǎn)動(dòng)一周中只有進(jìn)、出磁場(chǎng)過程才產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，因此一周之內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的時(shí)間
此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為，根據(jù)有效值的定義有
所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為
故選B。
16．如圖是某交變電流的圖像，這一交變電流的電流有效值為（）
A．B．3AC．D．
【答案】A
【詳解】設(shè)這一交變電流的電流有效值為，根據(jù)有效值定義可得
解得
故選A。
17．如圖甲所示，兩個(gè)完全相同的正方形線圈，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的同一根軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸位于磁場(chǎng)邊界處。線圈P以一條邊為轉(zhuǎn)軸，線圈Q以中心線為轉(zhuǎn)軸，分別產(chǎn)生的電流隨時(shí)間變化的圖像如圖乙、丙所示，則兩線圈中電流的有效值之比為（）
A．B．C．D．
【答案】B
【詳解】根據(jù)電流的熱效應(yīng)，可得
解得
由丙圖可知
則兩線圈中電流的有效值之比
故選B。
18．如圖為某交流電電流隨時(shí)間變化的圖像，其有效值為（）
A．B．C．D．
【答案】D
【詳解】根據(jù)電流的熱效應(yīng)，可得
解得
故選D。
1．如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的單匝矩形線圈的周期為T，轉(zhuǎn)軸垂直于磁場(chǎng)方向，線圈電阻為2Ω。從線圈平而與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，線圈轉(zhuǎn)過時(shí)的感應(yīng)電流為1A，則下列說法正確的是（）
A．線圈消耗的電功率為2W
B．線圈中感應(yīng)電流的最大值為2A
C．任意時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為
D．任意時(shí)刻穿過線圈的磁通量為
【答案】BC
【詳解】AB．從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，線圈轉(zhuǎn)過時(shí)的感應(yīng)電流為1A，由感應(yīng)電流的瞬時(shí)表達(dá)式可得
解得線圈中感應(yīng)電流的最大值為
線圈中感應(yīng)電流的有效值為
線圈消耗的電功率為
故A錯(cuò)誤，B正確；
C．線圈中的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為
從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，任意時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為
故C正確；
D．從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，任意時(shí)刻穿過線圈的磁通量為
故D錯(cuò)誤。
故選BC。
2．風(fēng)能是一種清潔無公害的可再生能源，我國風(fēng)力發(fā)電發(fā)展迅猛，截至2023年6月底，中國風(fēng)電裝機(jī)容量約3.9億千瓦。某種風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原理如圖所示，發(fā)電機(jī)線圈固定，磁體在葉片的驅(qū)動(dòng)下繞線圈對(duì)稱軸轉(zhuǎn)動(dòng)。兩磁體間的磁場(chǎng)可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圖示時(shí)刻磁場(chǎng)和線圈平行。圖示時(shí)刻（）
A．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小B．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大
C．電流方向由指向D．電流方向由指向
【答案】BD
【詳解】AB．題圖示時(shí)刻磁場(chǎng)和線圈平行。穿過線圈的磁通量為零，磁通量的變化率最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，故A錯(cuò)誤，B正確；
CD．根據(jù)楞次定律可知，圖示時(shí)刻電流方向由指向，故C錯(cuò)誤，D正確。
故選BD。
3．如圖所示，兩條相同的半圓弧形光滑金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平桌面上，半圓弧的直徑為d，間距為L，兩半圓弧面豎直且平行，導(dǎo)軌最高點(diǎn)到水平桌面的距離等于半徑，最低點(diǎn)O、的連線與導(dǎo)軌所在豎直面垂直，整個(gè)空間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，導(dǎo)軌左端連接一阻值為R的電阻?，F(xiàn)使一電阻為r的金屬棒從導(dǎo)軌左端最高點(diǎn)，以恒定的速率沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)到右端最高點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)過程中金屬棒始終與平行且與兩導(dǎo)軌接觸良好，則在金屬棒從左端最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到右端最高點(diǎn)的過程中，下列說法正確的是（）
A．金屬棒中電流方向始終由N到M
B．金屬棒中電流大小始終不變
C．金屬棒所受安培力始終做負(fù)功
D．回路中產(chǎn)生的焦耳熱為
【答案】ACD
【詳解】AC．在金屬棒從左端最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到右端最高點(diǎn)的過程中，根據(jù)右手定則可知，金屬棒中電流方向始終由N到M，金屬棒所受安培力一直水平向左，金屬棒所受安培力始終做負(fù)功，故AC正確；
BD．經(jīng)過時(shí)間，金屬棒在圓弧上轉(zhuǎn)過的角度為
此時(shí)金屬棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為
回路中電流為
可知金屬棒中電流大小發(fā)生變化，根據(jù)正弦式交流電可知，電流的有效值為
則在金屬棒從左端最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到右端最高點(diǎn)的過程中，回路中產(chǎn)生的焦耳熱為
故B錯(cuò)誤，D正確。
故選ACD。
4．家用交流充電樁通過換流模塊，可以無能量損失地將如圖甲所示的交流電轉(zhuǎn)化為直流電。某次充電樁對(duì)一額定儲(chǔ)能為，實(shí)際儲(chǔ)能為的汽車動(dòng)力電池充電，監(jiān)測(cè)到充電電流隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示，忽略充電過程中一切能量損耗，對(duì)此次充電過程，下列說法正確的是（）
A．圖乙所示電流的有效值為
B．交流充電樁對(duì)電動(dòng)汽車充電的功率為
C．一個(gè)交流電周期內(nèi)充電樁向動(dòng)力電池輸入的電荷量為
D．充滿電能需要大概
【答案】AD
【詳解】A．圖乙所示的直流電通過正弦交流電轉(zhuǎn)化而來，其有效值相同，則有
解得
i=
故A正確；
B．根據(jù)電功率的公式可知
故B錯(cuò)誤；
C．根據(jù)電流的定義式有
且
故C錯(cuò)誤；
D．充電時(shí)間
故D正確。
故選AD。
5．電動(dòng)汽車制動(dòng)時(shí)可利用車輪轉(zhuǎn)動(dòng)將其動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能儲(chǔ)存起來。車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)磁極繞固定的線圈旋轉(zhuǎn)，在線圈中產(chǎn)生電流。磁極勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的某瞬間，磁場(chǎng)方向恰與線圈平面垂直，如圖所示。將兩磁極間的磁場(chǎng)視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則磁極再轉(zhuǎn)過90°時(shí)，線圈中（）
A．電流最大B．磁通量最大
C．電流方向由Q指向PD．電流方向由P指向Q
【答案】AC
【詳解】如圖開始線圈處于中性面位置，當(dāng)磁極再轉(zhuǎn)過90°時(shí)，此時(shí)穿過線圈的磁通量為0，故可知電流最大：在磁極轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，穿過線圈的磁通量在減小，根據(jù)楞次定律可知，此時(shí)感應(yīng)電流方向由指向。
故選AC。
6．如圖所示，一個(gè)邊長為、匝數(shù)為的正方形線框垂直放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為、范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)線框以角速度在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是（）
A．當(dāng)線框以為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值是
B．當(dāng)線框以為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值是
C．從圖示位置開始計(jì)時(shí)，當(dāng)線框以為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式是
D．從圖示位置開始，當(dāng)線框以為軸轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值大小是
【答案】AD
【詳解】A．當(dāng)線框以為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值是
選項(xiàng)A正確；
B．當(dāng)線框以為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值仍為
有效值是
選項(xiàng)B錯(cuò)誤；
C．從圖示位置開始計(jì)時(shí)，當(dāng)線框以為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值仍為
感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式是
選項(xiàng)C錯(cuò)誤；
D．從圖示位置開始，當(dāng)線框以為軸轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值大小是
選項(xiàng)D正確。
故選AD。
7．如圖所示為一臺(tái)教學(xué)用手搖式交流發(fā)電機(jī)，當(dāng)緩慢搖動(dòng)大皮帶輪手柄時(shí)，連接在發(fā)電機(jī)上的小燈泡就會(huì)一閃一閃地發(fā)光。若已知大皮帶輪半徑為，小皮帶輪半徑為，搖動(dòng)手柄的角速度為，且搖動(dòng)過程中皮帶不打滑，則下列說法正確的是（）
A．發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流的頻率為
B．小燈泡閃爍的頻率為
C．小燈泡的瞬時(shí)功率等于通過小燈泡的電流、電壓二者有效值的乘積
D．發(fā)電機(jī)啟動(dòng)階段，當(dāng)手柄轉(zhuǎn)速加倍后，小燈泡的功率變?yōu)樵瓉淼?倍
【答案】ABD
【詳解】A．大皮帶輪和小皮帶輪邊沿線速度大小相等，則有
解得小皮帶輪的角速度
再由
可知發(fā)電機(jī)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率
此即為發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流的頻率，故A正確；
B．小燈泡發(fā)光頻率只與電流頻率有關(guān)，它在一個(gè)周期內(nèi)會(huì)閃爍兩次，所以閃爍的頻率
故B正確；
C．小燈泡閃爍，也就是小燈泡亮度時(shí)刻變化，說明小燈泡的瞬時(shí)功率是時(shí)刻變化的，而電流、電壓二者有效值的乘積是定值，故小燈泡的瞬時(shí)功率不一定等于通過小燈泡的電流、電壓二者有效值的乘積，故C錯(cuò)誤；
D．由題意知加倍，由
可知電壓最大值加倍，由
可知小燈泡的功率變?yōu)樵瓉淼?倍，故D正確。
故選ABD。
8．半徑為a、內(nèi)阻為r的單匝圓形導(dǎo)體環(huán)，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中繞著虛線軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為。在導(dǎo)體環(huán)外接一阻值為R的電阻，電阻兩端并聯(lián)一電壓表。若時(shí)刻導(dǎo)體環(huán)處于如圖位置，則下列說法中正確的是（）
A．電路中電壓表示數(shù)為
B．時(shí)，圓形導(dǎo)體環(huán)中電流方向改變
C．穿過導(dǎo)體環(huán)的磁通量瞬時(shí)值表達(dá)式
D．從到的時(shí)間內(nèi)流過電阻的電量
【答案】BD
【詳解】A. 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為
電動(dòng)勢(shì)的有效值為
電路中電壓表示數(shù)為
故A錯(cuò)誤；
B. 時(shí)，圓形導(dǎo)體環(huán)轉(zhuǎn)過，故電流方向改變，故B正確；
C. 穿過導(dǎo)體環(huán)的磁通量瞬時(shí)值表達(dá)式
故C錯(cuò)誤；
D. 從到的時(shí)間內(nèi)流過電阻的電量
故D正確。
故選BD。
9．如圖所示，同種導(dǎo)體材料制成的扇形線圈OAB的半徑為a、圓心角為，電阻為R。MN上方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，現(xiàn)使線圈在時(shí)從圖示位置開始繞垂直于紙面且過O點(diǎn)的軸以角速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，下列說法正確的是（）
A．從開始線圈轉(zhuǎn)過時(shí)，O點(diǎn)電勢(shì)比A點(diǎn)電勢(shì)低
B．從開始線圈轉(zhuǎn)過時(shí)，O點(diǎn)電勢(shì)比A點(diǎn)電勢(shì)高
C．從開始線圈轉(zhuǎn)過的過程中，流經(jīng)線圈的電荷量為
D．轉(zhuǎn)動(dòng)一周，線圈中電流的有效值為
【答案】BC
【詳解】A．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過時(shí)，相當(dāng)于電源，所以點(diǎn)電勢(shì)比點(diǎn)電勢(shì)高，A錯(cuò)誤；
B．線圈轉(zhuǎn)過時(shí)，線圈產(chǎn)生的總感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，OA邊切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)即為OA兩點(diǎn)電壓
則O點(diǎn)電勢(shì)比A點(diǎn)電勢(shì)高，B正確；
C．線圈轉(zhuǎn)過時(shí)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知
根據(jù)閉合電路歐姆定律可知
則流經(jīng)線圈的電荷量為
聯(lián)立解得
C正確；
D．線圈在進(jìn)入和離開磁場(chǎng)區(qū)域過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為
設(shè)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)的周期為，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中只有的時(shí)間產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)電流有效值定義可知
解得
D錯(cuò)誤。
故選BC。
10．在同一電熱器中分別通入如圖所示的甲、乙兩種交變電流，則下列說法正確的是（）
A．甲的有效值為
B．乙的有效值為
C．該電熱器在甲、乙兩種電流下對(duì)應(yīng)的電功率之比為1：8
D．該電熱器在甲、乙兩種電流下對(duì)應(yīng)的電功率之比為5：4
【答案】BD
【詳解】AB．根據(jù)交變電流有效值的計(jì)算方法，對(duì)甲乙分別有
解得甲、乙電流的有效值分別為
，I乙=22I0
故A錯(cuò)誤，B正確；
CD．該電熱器在甲、乙兩種電流下對(duì)應(yīng)的電功率之比為
故C錯(cuò)誤，D正確；
故選。
目錄
01 模擬基礎(chǔ)練
【題型一】交流電的產(chǎn)生
【題型二】交流電的描述
【題型三】有效值的計(jì)算
02 重難創(chuàng)新練

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