交变电流的产生及描述
1．(2024·资阳模拟)如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO′匀速转动，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示。若外接电阻的阻值R＝9 Ω，线圈的电阻r＝1 Ω，则下列说法正确的是( )
甲 乙
A．线圈转速为100 π rad/s B．0.01 s末穿过线圈的磁通量最大 C．通过线圈的最大电流为10 A D．电压表的示数为90 V
2．一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时产生正弦式交变电流，其电动势的变化规律如图甲所示，若把某个物理量变为原来的2倍，其产生的电动势的变化规律变为如图乙所示，则变化的这个物理量是( )
甲 乙
A．线圈的匝数 C．线圈的角速度
B．线圈的面积 D．线圈的周期
3．交变电流电压的有效值为6 V，它和电阻R1，R2及电容器C、电压表一起连接成如图所示的电路，图中电压表的读数为U1，为了保证电容器C不被击穿，电容器的耐压值为U2，电容器在电路中正常工作，则( )
A．U1＝62 V U2＝6 V C．U1＝62 V U2≥6 V
B．U1＝6 V U2＝32 V D．U1＝6 V U2≥62 V
4．(2024·广西桂林市、贺州市期末联考)一台小型发电机与计算机相连接，计算机能将发电机产生的电动势随时间变化的图象记录下来，如图甲所示，让线圈在匀强磁场中以不同的转速匀速转动，计算机记录了两次不同转速所产生正弦交流电的图象如图乙所示。则关于发电机先后两次的转速之比na∶nb，交流电b的最大值正确的是( )
甲 乙
102
A．3∶2， V
3102
C．2∶3， V
3
20
B．3∶2， V
320
D．2∶3， V
3
5．如图所示，一半径为L的导体圆环位于纸面内，O为圆心。环内两个圆心角为90°且关于O中心对称的扇形区域内分布有匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为B、方向相反且均与纸面垂直。导体杆OM可绕O转动，M端通过滑动触点与圆环良好接触，在圆心和圆环间连有电阻R，不计圆环和导体杆的电阻，当杆OM以恒定角速度
ω逆时针转动时，理想电流表A的示数为( )
2BLωBLω2BLωBLωA． B． C． D．
4R4R2R2R6．小型交流发电机的矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间的关系是正弦函数。将发电机与一个标有“6 V 6 W”的小灯泡连接形成闭合回路，不计电路的其他电阻。当线圈的转速为n＝5 r/s时，小灯泡恰好正常发光，则电路中电流的瞬时值表达式为( )
A．i＝sin 5t(A) C．i＝1.41sin 5t(A)
B．i＝sin 10πt(A) D．i＝1.41sin 10πt(A)
2
2
2
2
7．目前磁卡已有广泛的应用，如图甲所示，当记录磁性信息的磁卡以速度v在刷卡器插槽里匀速运动时，穿过刷卡器内线圈的磁通量按Φ＝Φ0sin kvt的规律变化，刷卡器内的等效电路如图乙所示，已知线圈的匝数为n，π
电阻为r，外接电路的等效电阻为R。则在任意一段Δt＝的时间内，通过等效电阻R的电荷量的最大值为( )
2kv
甲 乙
2nΦ0
A．qm＝
R＋rB．qm＝nΦ0
R＋r
C．qm＝
2nΦ0
R＋rD．无法求解
2
8.(多选)(2024·河北省衡水金卷模拟一)如图所示，线圈ABCD匝数n＝10，面积S＝0.4 m，边界MN(与线圈2
的AB边重合)右侧存在磁感应强度B＝ T的匀强磁场，若线圈从图示位置开始绕AB边以ω＝10π rad/s的角速
π度匀速转动。则以下说法正确的是( )
A．线圈产生的是正弦交流电
B．线圈在转动过程中产生的最大感应电动势为80 V 1
C．线圈转动 s时瞬时感应电动势为403 V
60D．线圈产生的感应电动势的有效值为40 V
9.(多选)如图所示，边长为L的正方形单匝线圈abcd，电阻为r，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B，若线圈从图示位置开始，以角速度ω绕OO′轴匀速转动，则以下判断正确的是( )
A．图示位置线圈中的感应电动势最大为Em＝BLω
12
B．从图示位置开始计时，闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为e＝BLωsin ωt
22BLC．线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R的电荷量为q＝
R＋rπBωLRD．线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量为Q＝2
4?R＋r?
10.(多选)如图所示，空间中有范围足够大的匀强磁场，磁场方向竖直向下，在其间竖直放置两彼此正对的相同金属圆环，两环相距L，用导线将环与外电阻相连。现用外力使金属杆沿两环做匀速圆周运动。若已知磁感应强度大小为B，圆环半径为R，杆转动角速度为ω，金属杆和电阻的阻值均为r，其他电阻不计，则( )
2
4
2
2
A．当金属杆从圆环最高点向最低点转动过程中，流过外电阻的电流先变大后变小 B．当金属杆从圆环最高点向最低点转动过程中，流过外电阻的电流先变小后变大 C．流过外电阻电流的有效值为
2BLωR 4r2
2πBωRD．流过外电阻电流的有效值为
4r11．(多选)(2024·天津高考)单匝闭合矩形线框电阻为R，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图象如图所示。下列说法正确的是( )
A．时刻线框平面与中性面垂直 2B．线框的感应电动势有效值为
2πΦm
TT2πΦm
C．线框转一周外力所做的功为
22
RTTπΦmD．从t＝0到t＝过程中线框的平均感应电动势为
4T12．(多选)(2024·石家庄模拟)如图所示的正方形线框abcd边长为L，每边电阻均为r，在垂直于纸面向里，磁感应强度为B的匀强磁场中绕cd轴以角速度ω匀速转动，c、d两点与一阻值为r的电阻相连，各表均可视为理想表，导线电阻不计，则下列说法中正确的是( )
A．线框abcd产生的电流为交变电流 B．当S断开时，电压表的示数为零 C．当S断开时，电压表的示数为2
BωL2 8
2
2BωLD．当S闭合时，电流表的示数为
14r13．(多选) 如图所示，电阻为r的单匝矩形线圈面积为S，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度ω匀速转动。匀强磁场的磁感应强度为B，t＝0时刻线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表，则( )
A．滑片P下滑时，电压表的读数不变 B．图示位置线圈中的感应电动势最大
C．线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R的电荷量为D．1 s内流过R的电流方向改变次
π
14．(多选)如图甲所示，将阻值为R＝5 Ω的电阻接到内阻不计的正弦交变电源上，电流随时间变化的规律如图乙所示，理想交流电流表串联在电路中测量电流的大小。对此，下列说法正确的是( )
2BS R＋rω
甲 乙
丙 丁
A．电阻R两端电压变化规律的函数表达式为u＝2.5sin (200πt) V B．电阻R消耗的电功率为1.25 W
C．如图丙所示，若此交变电流由一矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生，当线圈的转速提升一倍时，电流表的示数为1 A
D．这一交变电流与图丁所示电流比较，其有效值之比为1∶2
2024届高三高考物理复习知识点复习卷：交变电流的产生及描述
