专题04 交变电流的产生与物理量（原卷版）-备战期末高二物理

试卷第=page22页，共=sectionpages33页专题04交变电流的产生与物理量一、单选题1．（22-23高二下·黑龙江鸡西·期末）如图所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，其转动轴线与磁感线垂直。已知匀强磁场的磁感应强度，线圈所围面积，转速12r/min。若从中性面开始计时，则线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式应为（）

A． B．C． D．2．（22-23高二下·陕西安康·期末）有两个电容器的电容分别为和，分别加在峰值一定的交流电源上，在下列各种情况下，通过电容器的电流最大的是（

）A．在上所加交变电流的频率为50Hz B．在上所加交变电流的频率为50HzC．在上所加交变电流的频率为100Hz D．在上所加交变电流的频率为100Hz3．（22-23高二下·云南普洱·期末）一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的交变电动势的图像如图所示，则（）

A．当t=0时，穿过线圈的磁通量为0B．当t=0时，线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大C．当t=πs时，e有最大值D．t=πs，e=-10V最小，磁通量变化率最小4．（22-23高二下·北京顺义·期中）如图所示，由交流发电机、定值电阻、交流电流表组成闭合路。线圈逆时针方向转动，下列说法正确的是（）A．线圈转动过程边产生感应电动势B．线圈转动到图中位置时感应电流为C．线圈转动一周，电流方向改变两次D．线圈转动到中性面位置时，电路中的电流最大5．（22-23高二下·宁夏银川·阶段练习）一闭合矩形线圈绕垂直于磁感线的固定轴匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中。通过线圈的磁通量随时间的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（）

A．、时刻通过线圈的磁通量变化率最大B．、时刻线圈中感应电流方向改变C．、时刻线圈中磁通量最大D．、时刻线圈中感应电动势最小6．（22-23高二下·湖北咸宁·期末）如图甲所示，在匀强磁场中，匝数之比为的两个正方形金属线圈绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图像如图乙中曲线所示，则（）

A．时刻，两线圈均处于垂直于中性面的位置B．线圈转速之比为C．线圈在转动过程中最大磁通量之比为D．线圈在转动过程中最大磁通量之比为7．（22-23高二下·四川乐山·期末）某交流电源电压的瞬时值表达式为，下列判断正确的是（）A．该交流电压的频率为50HzB．用交流电压表测量该交流电压时，其示数为10VC．把标有“10V2W”的小灯泡接在此电源上，小灯泡会被烧坏D．把标有“10V1.0F”的电容器接在此电源上，电容器一定不会被击穿多选题8．（22-23高二下·内蒙古赤峰·期末）某正弦式交变电流i随时间t变化的图象如图所示。关于此交变电流，下列说法正确的是（）

A．频率为100Hz B．周期为0.02sC．电流的有效值为14.1A D．电流的最大值为14.1A9．（22-23高二上·黑龙江哈尔滨·期末）在匀强磁场中，一闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化，则（）A．时，线圈平面与磁场方向平行，线圈中的感应电动势为零B．时，线圈平面与磁场方向平行，线圈中的电流改变方向C．时，线圈平面与磁场方向垂直，线圈中的感应电动势为零D．时，线圈平面与磁场方向平行，线圈中的磁通量的变化率最大10．（22-23高二下·天津红桥·期末）如图甲中所示，一矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈所围面积的磁通量随时间t变化的规律如图乙所示，下列论述正确的是（）

A．时刻线圈中感应电动势为零B．时刻导线ad的速度方向跟磁感线垂直C．时刻线圈平面与中性面垂直D．、时刻线圈中感应电流方向相同11．（22-23高二下·福建漳州·期末）图甲是交流发电机的示意图。两磁极之间产生的磁场可近似为匀强磁场。矩形线圈ABCD在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈ABCD通过金属滑环K、L及两个导体电刷E、F与外电路连接。从t＝0时刻开始计时，交流发电机产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。则（）

A．t＝0时刻，线圈位置如图甲所示B．t＝0时刻，电流表示数为22AC．t＝0时刻，穿过线圈的磁通量为零D．线圈中产生交变电流的瞬时值表达式为A12．（22-23高二下·山东威海·期末）图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕着垂直于磁场方向的轴匀速转动。线圈的匝数匝、电阻，线圈的两端与的电阻连接，电流表为理想电表，熔断器电阻忽略不计。从时刻开始计时，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按如图乙所示的规律变化。下列说法正确的是（）

A．时，电流表示数为零B．时，线圈中磁通量的变化率为零C．通过熔断器的电流为D．从到，通过R的电荷量为三、填空题13．（22-23高二下·福建泉州·期末）图甲为小型交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，线圈的匝数、总电阻，线圈的两端与阻值为的电阻连接，交流电压表为理想电表，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图乙所示正弦规律变化，时刻，线圈平面与磁场方向平行，此时交流发电机产生的电动势瞬时值V，交流电压表的读数为V。

14．（22-23高二下·上海杨浦·期末）如图，矩形线框ABCD的匝数为N，面积为S，线框所处磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为B，线框从图示位置（即线框平面与磁感线垂直的位置）开始绕轴以恒定的角速度沿逆时针方向转动，线框通过两个电刷与外电路连接。外电路中理想变压器原、副线圈的匝数比为，定值电阻、的阻值均为R，忽略线框及导线电阻。则矩形线框转动半圈的过程中，通过电阻的电荷量为。矩形线框连续转动时，矩形线框的输出功率为。

15．（22-23高二下·青海西宁·期末）如图所示为一交变电流随时间变化的关系图，其中每个周期的后半周期的图象为半个周期的正弦曲线，则该交流电的有效值为A

16．（22-23高二下·青海西宁·期末）如图所示，线圈的面积是，共100匝；线圈电阻为，外接电阻，匀强磁场的磁感强度为，当线圈以300r/min的转速匀速转动时，则可得：

（1）若线圈经过图示位置时开始计时，那么线圈中感应电动势的瞬时值表达式为V。（2）电路中，电流表的示数是A和电压表的示数是V。（3）线圈从图示位置开始转过过程中，流经R的电荷量是C。四、解答题17．（22-23高二下·河南焦作·期末）如图所示，匝数匝的矩形线圈，线圈总电阻，边长为，。外电路电阻，匀强磁场磁感应强度的大小，线圈绕垂直于磁感线的轴以角速度匀速转动。试求：（1）电路中感应电动势的最大值；（2）从此位置开始转过的过程中，通过电阻的电荷量；（3）在时间内上消耗的电能。（取）

18．（22-23高二下·北京通州·期末）如图所示，在水平方向的匀强磁场中，正方形闭合线圈绕竖直轴匀速转动，线圈通过滑环和电刷与一个电阻R和一个理想交流电压表相连接。已知磁场的磁感应强度。线圈匝数匝，边长，线圈电阻，线圈转动的角速度，电阻，求：（1）线圈转到与磁场平行时，线圈中的电动势E；（2）交流电压表的示数U。

19．（22-23高二下·山东威海·期末）如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图。其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，线圈的匝数，电阻，线圈的两端经集流环与电阻连接，电阻，与并联的交流电压表为理想电表。在时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间按图乙所示正弦规律变化。求：（1）写出交变电流瞬时值表达式；（2）经过周期时，电路中电压表的示数；（3）上的热功率。（4）从计时开始，线圈转过过程中，通过外电阻的电荷量是多少？

一、单选题1．（22-23高二下·安徽滁州·期末）图甲为某交流发电机示意图。装置中两磁极之间产生的磁场可近似为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动。从图示位置开始计时，线圈中产生的交变电流随时间变化的规律如图乙所示。下列判断正确的是（）

A．该交变电流的有效值为B．该交变电流瞬时值表达式为C．时穿过线画磁通量为0D．若线圈转动的角速度增大为原来的2倍，则感应电动势的有效值变为原来的倍2．（22-23高二下·广东广州·期末）一台小型发电机与电压表V、小灯泡按图甲所示电路连接，发电机产生的感应电动势随时间变化的规律如图乙所示。发电机线圈电阻不能忽略，则（）

A．在时，线圈磁通量为0B．电压表V的示数为36VC．发电机产生的感应电动势的表达式为D．1s内流过小灯泡的电流方向改变50次3．（22-23高二下·江苏盐城·期末）交流发电机的示意图如图所示，线圈绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动。在图示位置，下列说法正确的是（

）

A．穿过线圈的磁通量变化率最小 B．线圈中电流方向将发生改变C．线圈中电流最大，方向为 D．穿过线圈的磁通量最大4．（22-23高二下·浙江绍兴·期末）手摇式交流发电机结构如图所示，灯泡L与交流电流表A串联后通过电刷、滑环与矩形线圈相连。摇动手柄，使线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴OO'逆时针匀速转动，从时刻开始，线圈中的磁通量变化如图乙所示，下列说法正确的是（  ）

A．时刻线圈中电流最大 B．时刻通过电流表的电流改变方向C．时刻线圈所在平面和磁场平行 D．线圈转速变快，交流电周期将变大5．（22-23高二下·宁夏银川·期末）单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场。若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则（）

A．线圈中D时刻磁通量的变化率最大B．线圈在0.1s时有最大的感应电动势C．线圈中0时刻与0.1s时刻电流的方向相同D．线圈中0到D时间内平均感应电动势为0.314V6．（22-23高二下·山东泰安·期末）一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定转轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势e随时间t的变化规律如图所示。下列说法中正确的是（）

A．t1时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大B．t2时刻通过线圈的磁通量为0C．t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D．每当电流方向变化时，线圈平面就会与中性面垂直二、多选题7．（22-23高二下·云南文山·期末）如图甲所示的电路，已知电阻R1＝R2＝R，和R1并联的D是理想二极管（正向电阻可视为零，反向电阻为无穷大），在A、B之间加一个如图乙所示的交变电压（电压为正值时，UAB>0），由此可知（）

A．在A、B之间所加交变电压的周期为2sB．在A、B之间所加的交变电压的瞬时值表达式为u＝20sin100πt(V)C．加在R1上电压的有效值为10VD．加在R2上电压的有效值为5V8．（22-23高二下·湖南·期末）如图甲，某型号的发电机产生的电动势e随时间t呈正弦规律变化，发电机线圈电阻为。将一个电阻为的小灯泡接入其中，并且与一个理想电压表并联，如图乙。不考虑小灯泡电阻随温度的变化，下列说法正确的是（）

A．电压表示数为220V B．小灯泡消耗的功率为440WC．电路中的电流方向每秒改变100次 D．发电机线圈每秒产生的焦耳热40J9．（22-23高二下·陕西西安·期末）如图所示，面积为、电阻为的单匝矩形闭合导线框处于磁感应强度为的垂直纸面向里的匀强磁场中（边右侧没有磁场）。若线框从图示位置开始绕与边重合的竖直固定轴以角速度开始匀速转动，则线框旋转一周的过程中，下列说法正确的是（）

A．线框中感应电动势的最大值为B．线框中感应电动势的有效值为C．线框中感应电流的有效值为D．从图示位置开始转过的过程中，通过导线某横截面的电荷量为10．（22-23高二下·江西宜春·期末）如图所示的LC振荡电路中，某时刻电容器上下极板带电情况和线圈L中的磁场方向如图，则此时（

）．

A．磁场能正转化为电场能 B．电容器两端电压正在减小C．线圈中的自感电动势在增大 D．增大电容器的电容，振荡频率将减小三、解答题11．（22-23高二下·山西朔州·期末）一台小型发电机的示意图如图甲所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中绕轴逆时针转动，若从线圈经过中性面位置开始计时，线圈产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示，已知发电机线圈内阻为，外接灯泡的电阻为，求：（1）流经灯泡的瞬时电流的表达式；（2）时间内灯泡消耗的电能；（3）线圈匀速转动一周的过程中，外力所做的功。

12．（22-23高二下·河北唐山·期末）如图所示，在磁感应强度的匀强磁场中，面积为匝数为的矩形线圈abcd绕经过ab边中点和bc边中点连线垂直于磁感线的轴以角速度速转动。已知线圈的电阻，外电路电阻。（1）线圈转动过程中感应电动势的最大值；（2）从图示位置开始计