【期末押題預(yù)測(cè)】交變電流（含解析）2024-2025學(xué)年高中物理教科版

期末押題預(yù)測(cè)交變電流一．選擇題（共5小題）1．（2024秋?慈溪市期末）下列圖像中不屬于交變電流的是（）A． B． C． D．2．（2024?深圳一模）如圖所示，各線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)（從左往右看沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)），從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，設(shè)電流從2流出線圈為正方向，能產(chǎn)生圖甲波形交變電流的是（）A．線圈平面與磁場(chǎng)垂直 B．線圈平面與磁場(chǎng)平行 C．線圈平面與磁場(chǎng)垂直 D．線圈平面與磁場(chǎng)平行3．（2023秋?邢臺(tái)期末）交流發(fā)電機(jī)模型如圖所示，矩形線圈ABCD在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞其中心軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從線圈平面與磁場(chǎng)垂直時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，已知線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω＝2πrad/s，下列說(shuō)法正確的是（）A．線圈中產(chǎn)生余弦變化規(guī)律的交變電流 B．t＝0.25s時(shí)，線圈位于中性面 C．t＝0.5s時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量變化率最大 D．t＝0.75s時(shí)，線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大4．（2023秋?金臺(tái)區(qū)期末）下列情況中，線圈都以角速度ω繞圖中的轉(zhuǎn)軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，不能產(chǎn)生交變電流的是（）A． B． C． D．5．（2020?鹽城二模）在下列四幅u﹣t圖象中，能正確反映我國(guó)居民生活所用交流電的是（）A．B． C． D．二．多選題（共4小題）（多選）6．（2024秋?河西區(qū)期末）如圖所示是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向的水平軸OO′沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，角速度為ω，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，線圈匝數(shù)為N，面積為S，總電阻為r，外接電阻為R，V為理想交流電壓表。在t＝0時(shí)刻，穿過(guò)線圈的磁通量為零。下列說(shuō)法正確的是）（）A．從t＝0時(shí)刻開(kāi)始，電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝NBSωcosωt B．電壓表示數(shù)U=NBSωC．若線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，電阻R的功率也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍 D．從t＝0時(shí)刻開(kāi)始，線圈轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量q=（多選）7．（2023秋?天津期末）如圖甲所示是目前市面上流行的手搖手機(jī)充電器，它體型小，攜帶方便，可以在緊急狀態(tài)下給手機(jī)臨時(shí)充電，其示意圖如圖乙所示。若某人搖動(dòng)手柄給手機(jī)充電時(shí)，其內(nèi)部線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）A．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢程度會(huì)影響回路中的電流大小 B．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖乙所示位置時(shí)，電流方向?qū)l(fā)生改變 C．若從圖乙位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，線圈中的電流瞬時(shí)值表達(dá)式為i＝Imsinωt D．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖乙所示位置時(shí)，穿過(guò)線圈磁通量的變化率最大（多選）8．（2024春?九龍坡區(qū)校級(jí)期末）如圖所示，虛線MN左側(cè)空間存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的單匝金屬線框abcd以MN為對(duì)稱軸放置在紙面內(nèi)，以角速度ω繞軸MN勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生電流的最大值為Im，則下列說(shuō)法正確的是（）A．轉(zhuǎn)一圈，電流方向改變兩次 B．電流的有效值等于12C．b、c兩端電壓的最大值為38D．線圈中的電熱功率為1（多選）9．（2024春?深圳期中）如圖所示，下列線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)或勻速直線運(yùn)動(dòng)，能產(chǎn)生交變電流的是（）A． B． C． D．三．填空題（共3小題）10．（2024春?虹口區(qū)校級(jí)期中）100匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞其垂直于磁場(chǎng)的一邊勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生如圖所示的電動(dòng)勢(shì)．可知線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω＝rad/s．穿過(guò)線圈的磁通量最大值φmax＝Wb，此時(shí)的電動(dòng)勢(shì)值e＝V．11．（2022秋?城廂區(qū)校級(jí)期末）如圖所示，100匝的矩形線圈ABCD，AB＝CD＝0.5m，AD＝BC＝0.2m，將線圈置于B＝2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以O(shè)O′為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為ω＝5rad/s，則線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周電流方向改變次，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為。12．（2021春?涼州區(qū)校級(jí)期末）如圖所示，單匝矩形閉合導(dǎo)線框abcd全部處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框面積為S，電阻為R．線框繞與cd邊重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線框中感應(yīng)電流的峰值Im＝，感應(yīng)電流的有效值I＝。四．解答題（共3小題）13．（2024秋?雁塔區(qū)校級(jí)期末）圖甲是交流發(fā)電機(jī)模型示意圖。在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一矩形線圈abcd可繞線圈平面內(nèi)垂直于磁感線的OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng)，由線圈引出的導(dǎo)線ae和df分別與兩個(gè)跟線圈一起繞OO′轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬圈環(huán)相連接，金屬圓環(huán)又分別與兩個(gè)固定的電刷保持滑動(dòng)接觸，這樣矩形線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)中就可以保持和外電路電阻R形成閉合電路。圖乙是線圈的主視圖，導(dǎo)線ab和cd分別用它們的橫截面來(lái)表示。已知ab長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，bc長(zhǎng)度為L(zhǎng)2，線圈以恒定角速度ω逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（只考慮單匝線圈），線圈電阻為r，其它電阻均不計(jì)。（1）線圈平面處于中性面位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，試推導(dǎo)t時(shí)刻整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e1的表達(dá)式；（2）求線圈從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)T4（3）求線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。14．（2023秋?淮安期末）矩形線圈面積S＝0.02m2匝數(shù)N＝100匝，電阻r＝1Ω，在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.05T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO′軸以角速度ω＝20rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，外電路電阻R＝4Ω，從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)。求：（1）當(dāng)線圈在圖示位置時(shí)，電阻R兩端的電壓U；（2）當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量q。15．（2023秋?海門(mén)區(qū)期末）如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)單匝矩形線圈ABCD。AB長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，BC長(zhǎng)度為L(zhǎng)2，線圈以P1為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為ω。求：（1）如圖所示位置通過(guò)線圈的磁通量及感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；（2）若以P2為軸，從所示位置開(kāi)始仍以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e表達(dá)式。

期末押題預(yù)測(cè)交變電流參考答案與試題解析一．選擇題（共5小題）1．（2024秋?慈溪市期末）下列圖像中不屬于交變電流的是（）A． B． C． D．【考點(diǎn)】交變電流的概念．【專題】定性思想；推理法；交流電專題；推理論證能力．【答案】D【分析】交變電流的典型特點(diǎn)是電流方向變化，其大小可能變，也可能不變，據(jù)此分析?！窘獯稹拷猓褐灰娏鞣较螂S時(shí)間做周期性變化，則即為交流電，故ABC均為交流；C中電流大小雖然在周期性變化，但方向不變，故D不是交流電，故ABC錯(cuò)誤，D正確。故選：D。【點(diǎn)評(píng)】本題考查交流電的性質(zhì)，判斷的主要依據(jù)是交流電的方向在做周期性變化。2．（2024?深圳一模）如圖所示，各線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)（從左往右看沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)），從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，設(shè)電流從2流出線圈為正方向，能產(chǎn)生圖甲波形交變電流的是（）A．線圈平面與磁場(chǎng)垂直 B．線圈平面與磁場(chǎng)平行 C．線圈平面與磁場(chǎng)垂直 D．線圈平面與磁場(chǎng)平行【考點(diǎn)】交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生交變電流的原理．【專題】定性思想；推理法；交流電專題；理解能力．【答案】A【分析】根據(jù)中性面及與中性面垂直的面的特點(diǎn)結(jié)合右手定則分析解答?！窘獯稹拷猓撼跏紩r(shí)刻，感應(yīng)電流為0，則初始時(shí)刻線圈平面與磁場(chǎng)垂直，結(jié)合右手定則可知圖A中電流從2流出線圈為正方向，故A正確，BCD錯(cuò)誤；故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查交變電流的產(chǎn)生，解題關(guān)鍵掌握中性面的特點(diǎn)。3．（2023秋?邢臺(tái)期末）交流發(fā)電機(jī)模型如圖所示，矩形線圈ABCD在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞其中心軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從線圈平面與磁場(chǎng)垂直時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，已知線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω＝2πrad/s，下列說(shuō)法正確的是（）A．線圈中產(chǎn)生余弦變化規(guī)律的交變電流 B．t＝0.25s時(shí)，線圈位于中性面 C．t＝0.5s時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量變化率最大 D．t＝0.75s時(shí)，線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大【考點(diǎn)】交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生交變電流的原理．【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力．【答案】D【分析】根據(jù)圖象得到t＝0時(shí)穿過(guò)線圈平面的磁通量大小，由此確定線圈的位置；再根據(jù)圖象的斜率確定磁通量的變化快慢；根據(jù)變化率確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小?！窘獯稹拷猓篈．根據(jù)題意可知線圈平面與磁場(chǎng)垂直時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，即線圈從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，磁通量最大，磁通量變化率為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，感應(yīng)電流為零，產(chǎn)生正弦變化規(guī)律的交變電流，故A錯(cuò)誤；BCD．已知線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω＝2πrad/s，可得：T=2π代入數(shù)據(jù)得：T＝1s當(dāng)t＝0.25s時(shí)，可得：t=T由此可知線圈從中性面轉(zhuǎn)到線圈平面與磁場(chǎng)平行的位置；當(dāng)t＝0.5s時(shí)，可得：t=T由此可知線圈轉(zhuǎn)到中性面位置，此時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量變化率最??；當(dāng)t＝0.75s時(shí)，可得t=3T由此可知線圈轉(zhuǎn)到與磁場(chǎng)平行的位置，此時(shí)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，故BC錯(cuò)誤，D正確。故選：D。【點(diǎn)評(píng)】本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律以及磁通量的圖象應(yīng)用，要注意明確磁通量的變化快慢對(duì)應(yīng)的是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小。4．（2023秋?金臺(tái)區(qū)期末）下列情況中，線圈都以角速度ω繞圖中的轉(zhuǎn)軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，不能產(chǎn)生交變電流的是（）A． B． C． D．【考點(diǎn)】交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生交變電流的原理；電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)過(guò)程．【專題】參照思想；推理法；電磁感應(yīng)與圖象結(jié)合；理解能力．【答案】A【分析】閉合電路中線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中要產(chǎn)生交變電流，要滿足線圈中的磁通量發(fā)生周期性變化。【解答】解：A、矩形線圈雖然轉(zhuǎn)動(dòng)，但穿過(guò)線圈的磁通量不變，所以沒(méi)有感應(yīng)電流出現(xiàn)，故A正確；BCD、線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中的磁通量發(fā)生周期性變化，線圈中能產(chǎn)生正弦式交變電流，故BCD錯(cuò)誤；故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】考查如何產(chǎn)生正弦式交流電，及通過(guò)類(lèi)比法，掌握變形式題目，注意緊扣穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化．5．（2020?鹽城二模）在下列四幅u﹣t圖象中，能正確反映我國(guó)居民生活所用交流電的是（）A． B． C． D．【考點(diǎn)】交變電流的概念．【專題】定性思想；推理法；交流電專題；理解能力．【答案】C【分析】根據(jù)對(duì)家庭用電（交流電）的了解回答，知道我國(guó)生活用電電壓220V為有效值?！窘獯稹拷猓何覀?nèi)粘Ｉ钪杏玫亩际钦沂浇涣麟姡妷菏?20V，頻率是50Hz．周期為0.02s電壓的最大值為：2202V＝311V，故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選：C。【點(diǎn)評(píng)】本題考查交流電的性質(zhì)，要注意明確我們平常所說(shuō)的電壓為有效值，要知道正弦式交流電最大值是有效值的2倍。二．多選題（共4小題）（多選）6．（2024秋?河西區(qū)期末）如圖所示是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向的水平軸OO′沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，角速度為ω，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，線圈匝數(shù)為N，面積為S，總電阻為r，外接電阻為R，V為理想交流電壓表。在t＝0時(shí)刻，穿過(guò)線圈的磁通量為零。下列說(shuō)法正確的是）（）A．從t＝0時(shí)刻開(kāi)始，電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝NBSωcosωt B．電壓表示數(shù)U=NBSωC．若線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，電阻R的功率也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍 D．從t＝0時(shí)刻開(kāi)始，線圈轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量q=【考點(diǎn)】交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生交變電流的原理；正弦式交變電流的函數(shù)表達(dá)式及推導(dǎo)．【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力．【答案】AD【分析】根據(jù)最大值和開(kāi)始計(jì)時(shí)位置寫(xiě)出瞬時(shí)值表達(dá)式；根據(jù)閉合電路的歐姆定律計(jì)算；根據(jù)電路中電流的變化和功率公式分析；根據(jù)電流的定義式、歐姆定律和法拉第電磁感應(yīng)定律分析計(jì)算?！窘獯稹拷猓篈、線圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em＝NBSω，t＝0時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量為零，磁通量變化率最大，所以從t＝0時(shí)刻開(kāi)始，電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝NBSωcosωt，故A正確；B、電動(dòng)勢(shì)的有效值為E=Em2，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得電壓表示數(shù)為U=C、若線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，根據(jù)Em＝NBSω可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，根據(jù)歐姆定律可知電路中的電流I也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，根據(jù)P＝I2R可知，電阻R的功率變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，故C錯(cuò)誤；D、從t＝0時(shí)刻開(kāi)始，線圈轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中穿過(guò)線圈的磁通量變化量ΔΦ＝BS，通過(guò)電阻R的電荷量為q=IΔt，電流為I=ER+r故選：AD?！军c(diǎn)評(píng)】知道在交流電中的最大值、瞬時(shí)值和有效值、平均值的用法是解題的關(guān)鍵。（多選）7．（2023秋?天津期末）如圖甲所示是目前市面上流行的手搖手機(jī)充電器，它體型小，攜帶方便，可以在緊急狀態(tài)下給手機(jī)臨時(shí)充電，其示意圖如圖乙所示。若某人搖動(dòng)手柄給手機(jī)充電時(shí)，其內(nèi)部線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）A．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢程度會(huì)影響回路中的電流大小 B．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖乙所示位置時(shí)，電流方向?qū)l(fā)生改變 C．若從圖乙位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，線圈中的電流瞬時(shí)值表達(dá)式為i＝Imsinωt D．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖乙所示位置時(shí)，穿過(guò)線圈磁通量的變化率最大【考點(diǎn)】交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生交變電流的原理；交變電流的u﹣t圖像和i﹣t圖像．【專題】定性思想；推理法；交流電專題；理解能力．【答案】AD【分析】根據(jù)電磁感應(yīng)的基本原理和線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的規(guī)律解答AC選項(xiàng)，通過(guò)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)分析電流方向，根據(jù)初始位置得出電流瞬時(shí)值表達(dá)式以及磁通量變化率，從而得知BD選項(xiàng)的正誤。【解答】解：A、線圈轉(zhuǎn)動(dòng)越快，通過(guò)線圈的磁通量變化率越大，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，進(jìn)而導(dǎo)致回路中的電流越大，因此，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢程度確實(shí)會(huì)影響回路中的電流大小，故A正確；B、電流方向的改變發(fā)生在線圈平面與磁感線垂直的位置，即所謂的中性面，圖乙所示位置并不是中性面，因此電流方向不會(huì)在此時(shí)發(fā)生改變，故B錯(cuò)誤；C、從圖乙位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，即線圈處于與磁感線平行的位置，此時(shí)線圈中的電流應(yīng)為最大值，因此正確的電流瞬時(shí)值表達(dá)式應(yīng)為i＝Imcosωt，故C錯(cuò)誤；D、圖乙所示位置是線圈與磁感線平行的位置，此時(shí)線圈中的電流達(dá)到最大值，意味著穿過(guò)線圈的磁通量變化率也達(dá)到最大，故D正確；故選：AD?！军c(diǎn)評(píng)】本題的關(guān)鍵在于理解電磁感應(yīng)的基本原理，特別是線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的特性。正確理解線圈轉(zhuǎn)動(dòng)速度、電流方向、電流瞬時(shí)值表達(dá)式以及磁通量變化率之間的關(guān)系，是解答此類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵。（多選）8．（2024春?九龍坡區(qū)校級(jí)期末）如圖所示，虛線MN左側(cè)空間存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的單匝金屬線框abcd以MN為對(duì)稱軸放置在紙面內(nèi)，以角速度ω繞軸MN勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生電流的最大值為Im，則下列說(shuō)法正確的是（）A．轉(zhuǎn)一圈，電流方向改變兩次 B．電流的有效值等于12C．b、c兩端電壓的最大值為38D．線圈中的電熱功率為1【考點(diǎn)】交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生交變電流的原理；熱功率的計(jì)算．【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力．【答案】AC【分析】線框轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程產(chǎn)生正弦式交變電流，一個(gè)周期內(nèi)，電流方向改變兩次，根據(jù)最大值與有效值的關(guān)系求出電流和電壓的有效值；線框轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程外力做功轉(zhuǎn)化為焦耳熱，應(yīng)用焦耳定律熱功率。【解答】解：A．當(dāng)線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)，電流方向改變，所以一個(gè)周期內(nèi)，電流方向改變兩次，故A正確；B．電流的有效值為I=I故B錯(cuò)誤；C．b、c兩端電壓的最大值為Um故C正確；D．線圈中的電熱功率為P=E故D錯(cuò)誤。故選：AC?！军c(diǎn)評(píng)】線框旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生正弦式交變電流，求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值是解題的前提；磁通量是二向標(biāo)量，應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)，要注意磁通量的變化量，這是易錯(cuò)點(diǎn)。（多選）9．（2024春?深圳期中）如圖所示，下列線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)或勻速直線運(yùn)動(dòng)，能產(chǎn)生交變電流的是（）A． B． C． D．【考點(diǎn)】交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生交變電流的原理．【專題】比較思想；等效替代法；交流電專題；理解能力．【答案】AD【分析】線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生交變電流，結(jié)合公式E＝BLv和感應(yīng)電流產(chǎn)生條件進(jìn)行分析?！窘獯稹拷猓篈D、線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，可以產(chǎn)生交變電流，故AD正確；B、根據(jù)E＝BLv，可知該線圈產(chǎn)生的是恒定電流，不會(huì)產(chǎn)生交變電流，故B錯(cuò)誤；C、穿過(guò)線框的磁通量不變，沒(méi)有感應(yīng)電流，故C錯(cuò)誤。故選：AD。【點(diǎn)評(píng)】本題考查如何產(chǎn)生交流電，要掌握常見(jiàn)的產(chǎn)生交變電流的方法：線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)類(lèi)比法進(jìn)行分析。三．填空題（共3小題）10．（2024春?虹口區(qū)校級(jí)期中）100匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞其垂直于磁場(chǎng)的一邊勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生如圖所示的電動(dòng)勢(shì)．可知線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω＝100πrad/s．穿過(guò)線圈的磁通量最大值φmax＝311π×10?4【考點(diǎn)】交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生交變電流的原理．【專題】交流電專題．【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容【分析】由圖像知交流電的周期可以求角速度ω，由電動(dòng)勢(shì)最大值可以求有效值，電動(dòng)勢(shì)最大時(shí)，磁通量最小．【解答】解：由圖像知交流電的周期為0.02s，所以角速度ω=2π0.02=100πrad/s，電動(dòng)勢(shì)最大值Em＝NBSω，所以φmax故答案為：100π，311π【點(diǎn)評(píng)】本題考查了正弦交流電的原理，要會(huì)從圖像中獲取有用的物理信息；明確周期和角速度之間的關(guān)系．11．（2022秋?城廂區(qū)校級(jí)期末）如圖所示，100匝的矩形線圈ABCD，AB＝CD＝0.5m，AD＝BC＝0.2m，將線圈置于B＝2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以O(shè)O′為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為ω＝5rad/s，則線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周電流方向改變2次，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為100V?！究键c(diǎn)】交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生交變電流的原理．【專題】定量思想；交流電專題；理解能力．【答案】2100V【分析】矩形線圈ABCD圍繞OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生正弦式交流電，每經(jīng)過(guò)中性面一次，電流方向改變一次；根據(jù)Em＝NBSω可求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值?！窘獯稹拷猓海?）當(dāng)線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)，電流方向發(fā)生改變，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周兩次經(jīng)過(guò)中性面，所以電流方向改變2次；（2）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為：Em＝NBSω其中：S＝AB?AD代入數(shù)據(jù)解得：Em＝100V故答案為：2100V【點(diǎn)評(píng)】線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生正弦式交變電流，知道中性面的特點(diǎn)，掌握交流電的變化規(guī)律。12．（2021春?涼州區(qū)校級(jí)期末）如圖所示，單匝矩形閉合導(dǎo)線框abcd全部處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框面積為S，電阻為R．線框繞與cd邊重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線框中感應(yīng)電流的峰值Im＝BSωR，感應(yīng)電流的有效值I＝2BSω【考點(diǎn)】交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生交變電流的原理；交變電流的u﹣t圖像和i﹣t圖像．【專題】交流電專題．【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容【分析】根據(jù)峰值表達(dá)式求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值，結(jié)合歐姆定律求出電流的最大值，從而得出電流的有效值．【解答】解：線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值Em＝BSω，根據(jù)歐姆定律知，電流的峰值Im則感應(yīng)電流的有效值I=I故答案為：BSωR，2【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道峰值的表達(dá)式，知道有效值和峰值的關(guān)系，基礎(chǔ)題．四．解答題（共3小題）13．（2024秋?雁塔區(qū)校級(jí)期末）圖甲是交流發(fā)電機(jī)模型示意圖。在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一矩形線圈abcd可繞線圈平面內(nèi)垂直于磁感線的OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng)，由線圈引出的導(dǎo)線ae和df分別與兩個(gè)跟線圈一起繞OO′轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬圈環(huán)相連接，金屬圓環(huán)又分別與兩個(gè)固定的電刷保持滑動(dòng)接觸，這樣矩形線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)中就可以保持和外電路電阻R形成閉合電路。圖乙是線圈的主視圖，導(dǎo)線ab和cd分別用它們的橫截面來(lái)表示。已知ab長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，bc長(zhǎng)度為L(zhǎng)2，線圈以恒定角速度ω逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（只考慮單匝線圈），線圈電阻為r，其它電阻均不計(jì)。（1）線圈平面處于中性面位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，試推導(dǎo)t時(shí)刻整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e1的表達(dá)式；（2）求線圈從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)T4（3）求線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱?！究键c(diǎn)】交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生交變電流的原理；用焦耳定律計(jì)算電熱；導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力．【答案】（1）線圈平面處于中性面位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e1的表達(dá)式為e1＝BL1L2ωsinωt；（2）線圈從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)T4的過(guò)程中流過(guò)電阻R的電荷量為B（3）線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱πRω(【分析】（1）矩形線圈abcd轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，只有ab和cd切割磁感線，先求出轉(zhuǎn)動(dòng)線速度，根據(jù)E＝BLv，求出導(dǎo)線ab和cd因切割磁感線而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而寫(xiě)出瞬時(shí)表達(dá)式；（2）先求出平均電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)歐姆定律求出平均電流，從而計(jì)算電荷量；（3）根據(jù)Q＝I2RT即可求解?！窘獯稹拷猓海?）矩形線圈abcd轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，只有ab和cd切割磁感線，設(shè)ab和cd的轉(zhuǎn)動(dòng)速度為v，則有v=ωL在t時(shí)刻，導(dǎo)線ab和cd因切割磁感線而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)均為E＝BL1v由圖可知v′＝vsinωt則整個(gè)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e1＝2E＝BL1L2ωsinωt（2）過(guò)程中產(chǎn)生平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=平均電流為I電荷量為q=I流過(guò)電阻R的電荷量q=ΔΦ（3）電動(dòng)勢(shì)的有效值為E=E則線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周在R上產(chǎn)生的焦耳熱為Q＝I2Rt其中I=ER+r，聯(lián)立解得Q=πRω(答：（1）線圈平面處于中性面位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e1的表達(dá)式為e1＝BL1L2ωsinωt；（2）線圈從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)T4的過(guò)程中流過(guò)電阻R的電荷量為B（3）線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱πRω(【點(diǎn)評(píng)】當(dāng)線圈與磁場(chǎng)相平行時(shí)，即線圈邊框正好垂直切割磁感線，此時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大．求電荷量時(shí)，運(yùn)用交流電的平均值，求產(chǎn)生的熱能時(shí)，用交流電的有效值。14．（2023秋?淮安期末）矩形線圈面積S＝0.02m2匝數(shù)N＝100匝，電阻r＝1Ω，在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.05T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO′軸以角速度ω＝20rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，外電路電阻R＝4Ω，從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)。求：（1）當(dāng)線圈在圖示位置時(shí)，電阻R兩端的電壓U；（2）當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量q?！究键c(diǎn)】交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生交變電流的原理；正弦式交變電流的函數(shù)表達(dá)式及推導(dǎo)．【專題】定量思想；方程法；交流電專題；理解能力．【答案】（1）當(dāng)線圈在圖示位置時(shí)，電阻R兩端的電壓為1.6V；（2）當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量為0.02C?！痉治觥浚?）根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算公式和路端電壓計(jì)算公式可求；（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可求電荷量。ΔΦ＝BS﹣0【解答】解：（1）圖示位置線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，即Em＝NBSω，電阻R