13.1第十三章交变电流与电磁波第51课时交变电流的产生与描述讲义人教版高三物理一轮大单元考点题

目录TOC\o"13"\h\z\u第51课时交变电流的产生与描述 1考点一交变电流的产生与变化规律 1题型1：正弦交流电的产生 3题型2：正弦交流电的变化规律 4考点二交变电流有效值的计算 6题型1：正弦交流电的有效值 7题型2：非正弦交流电的有效值 8题型3：组合波形的有效值 8考点三交流电的四值比较 11题型1：四值的应用 12题型2：四值的有关计算 13巩固训练·提升能力 15考点一交变电流的产生与变化规律必备知识·回顾梳理1．交变电流(1)定义：大小和方向随时间做周期性变化的电流叫作交变电流，简称交流。(2)图像：用以描述交变电流随时间变化的规律，图a、b、c、d所示电流都属于交变电流，其中按正弦规律变化的交变电流叫作正弦式交变电流，简称正弦式电流，如图a所示。2．正弦式交变电流的产生和变化规律(1)产生：在匀强磁场中，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动产生的电流是正弦式交变电流。(2)中性面①中性面：与磁感线垂直的平面称为中性面。②中性面的特点以及与峰值面(中性面的垂面)的比较中性面峰值面含义与磁场方向垂直的平面与磁场方向平行的平面穿过线圈的磁通量最大(BS)0磁通量的变化率0最大感应电动势0最大(NBSω)电流方向发生改变不变(3)电流方向的改变：线圈通过中性面时，电流方向发生改变，一个周期内线圈两次通过中性面，因此电流的方向改变两次。(4)正弦式交流电的图像：如果从线圈位于中性面位置时开始计时，其图像为正弦曲线。如图甲、乙、丙所示。(5)正弦式交变电流的函数表达式(线圈在中性面位置时开始计时)①电动势e随时间变化的规律：e＝Emsinωt，其中ω表示线圈转动的角速度，Em＝NBSω。②负载两端的电压u随时间变化的规律：u＝Umsinωt。③电流i随时间变化的规律：i＝Imsinωt。3．周期和频率(1)周期(T)：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间。单位是秒(s)。公式为T＝eq\f(2π,ω)。(2)频率(f)：交变电流完成周期性变化的次数与所用时间之比。单位是赫兹(Hz)。(3)周期和频率的关系：T＝eq\f(1,f)或f＝eq\f(1,T)。4．交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值(1)瞬时值：交变电流的电动势、电流或电压在某一时刻的值，是时间的函数。(2)峰值：交变电流的电动势、电流或电压所能达到的最大值。(3)有效值：①定义：让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量相等，就把这个恒定电流的电流I、电压U叫作这一交变电流的有效值。②正弦式交流电有效值和峰值的关系：E＝eq\f(Em,\r(2))，U＝eq\f(Um,\r(2))，I＝eq\f(Im,\r(2))。(4)平均值：交变电流图像中图线与时间轴所围面积跟对应时间的比值。关键能力·规律方法1.正弦式交变电流产生过程中的两个特殊位置图示位置中性面位置与中性面垂直的位置特点B⊥SB∥SΦ＝BS，最大Φ＝0，最小e＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝0，最小e＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝nBSω，最大感应电流为零，方向改变感应电流最大，方向不变2.正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置时开始计时)瞬时值表达式图像磁通量Φ＝Φmcosωt＝BScosωt电动势e＝Emsinωt＝NBSωsinωt路端电压u＝Umsinωt＝eq\f(REm,R＋r)sinωt电流i＝Imsinωt＝eq\f(Em,R＋r)sinωt3.书写交变电流瞬时值表达式的基本思路(1)求出角速度ω，ω＝eq\f(2π,T)＝2πf。(2)根据已知图像读出或由公式Em＝NBSω求出相应峰值。(3)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式。①线圈从中性面位置开始转动，则i－t图像为正弦函数图像，电流的瞬时值表达式为i＝Imsinωt。②线圈从垂直中性面位置开始转动，则i－t图像为余弦函数图像，电流的瞬时值表达式为i＝Imcosωt。4.解决交变电流图像问题的四点注意(1)只有当线圈从中性面位置开始计时，电流的瞬时值表达式才是正弦函数形式，其变化规律与线圈的形状及转动轴处于线圈平面内的位置无关。(2)注意峰值公式Em＝NBSω中的S为线圈在中性面位置处于磁场中的有效面积。(3)在解决有关交变电流的图像问题时，应先把交变电流的图像与线圈的转动位置对应起来，再根据特殊位置求解。(4)根据法拉第电磁感应定律E＝neq\f(ΔΦ,Δt)，若Φ按余弦规律变化，则e必按正弦规律变化；若Φ按正弦规律变化，则e必按余弦规律变化，即Φ＝Φmsinωt，e＝nωΦmcosωt，这种情况下Φ增大时，e必减小；Φ最大时，e最小。例题分析·考点题型题型1：正弦交流电的产生1.(单选)如图所示，三角形金属线框置于匀强磁场中，绕固定轴匀速转动，当线框平面与磁场方向垂直时，下列说法正确的是(

)A.穿过线框的磁通量为0 B.线框中的感应电流为0C.线框中的感应电动势最大 D.线框所受安培力最大【答案】B

【解析】A.此时磁场与线圈平面垂直，穿过线框的磁通量最大，故A错误；B.此时线圈处于中性面位置，感应电流为0，故B正确；C.线圈中感应电动势最小，故C错误；D.线框此时不受安培力，故D错误。题型2：正弦交流电的变化规律2.(单选)在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图1所示，产生的交变电动势的图像如图2所示，则(

)A.t=0.005s时线框的磁通量变化率为零 B.t=0.01s时线框平面与中性面重合C.线框产生的交变电动势有效值为300V D.线框产生的交变电动势频率为100Hz【答案】B

【解析】解：A、由图2知：t=0.005s时，感应电动势最大，由法拉第电磁感应定律E=nΔΦΔt可知，磁通量的变化率最大，但线圈与磁场平行，磁通量为零，故B、由图2可知t=0.01s时刻，e=0，说明此时线圈正经过中性面，故B正确。C、D、由图2可知：该交变电流的周期为T=0.02s，电动势最大值为Em根据正弦式交变电流有效值和峰值的关系可得，该交变电流的有效值为E=据周期和频率的关系可得，该交变电流的频率为：f=1T=故选：B。变式训练·举一反三3.(多选)有“海上充电宝”之称的南鲲号是一个利用海浪发电的大型海上电站，其发电原理是海浪带动浪板上下摆动，从而驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。若转子带动线圈如下图逆时针转动，并向外输出电流，则下列说法正确的是(

)A.线圈转动到如图所示位置时穿过线圈的磁通量最大B.线圈转动到如图所示位置时a端电势低于b端电势C.线圈转动到如图所示位置时其靠近N极的导线框受到的安培力方向向上D.该发电机单位时间内能输出的最大电能与浪板面积的大小有关【答案】CD

【解答】A、线圈转动到如图所示位置时，线圈平面与磁感线平行，穿过线圈的磁通量为零，故A错误;B、根据右手定则可知此时线圈内部电流从b到a，则线圈转动到如图所示位置时a端电势高于b端电势，故B错误；C、线圈转动到如图所示位置时，其靠近N极的导线框的电流流向a端，则根据左手定则可知，线圈转动到如图所示位置时其靠近N极的导线框受到的安培力方向向上，故C正确；D、浪板面积影响浪板转动角速度，所以该发电机单位时间内能输出的最大电能与浪板面积的大小有关，故D正确。故选CD。4.(单选)某发电机的结构简化如图，N、S是永磁铁的磁极，M是圆柱形铁芯，磁极与铁芯之间的缝隙形成沿半径方向的磁场.铁芯外套有一矩形线圈，线圈绕M中心的固定转轴匀速转动.若从图示位置开始计时，取此时线圈中的电动势为正值，在一个周期内感应电动势e随时间t变化的图像是(

)【答案】A

【解析】CD、由磁场分布特点知：线圈在每一位置的切割情况相同，故感应电动势大小是相同的，故CD错误；AB、当线圈转动14T时，磁场方向相反，则感应电动势方向变为负值，故A正确，故选A。考点二交变电流有效值的计算必备知识·回顾梳理1．有效值的理解(1)交流电流表、交流电压表的示数是指有效值。(2)用电器铭牌上标的值(如额定电压、额定功率等)指的均是有效值。(3)计算热量、电功率及保险丝的熔断电流指的是有效值。(4)没有特别加以说明的，是指有效值。(5)“交变电流的最大值是有效值的eq\r(2)倍”仅适用于正(余)弦式交变电流。2．交变电流有效值的计算(1)计算有效值时要根据电流的热效应，抓住“三同”：“相同时间”内“相同电阻”上产生“相同热量”列式求解。(2)分段计算热量求和得出一个周期内产生的总热量。(3)利用两个公式Q＝I2Rt和Q＝eq\f(U2,R)t可分别求得电流有效值和电压有效值。(4)若图像部分是正(余)弦式交变电流，其中的eq\f(1,4)周期(必须是从零至最大值或从最大值至零)和eq\f(1,2)周期部分可直接应用正弦式交变电流有效值与最大值间的关系I＝eq\f(Im,\r(2))、U＝eq\f(Um,\r(2))求解。关键能力·规律方法几种典型的电流及其有效值名称电流(电压)图像有效值正弦式交变电流I＝eq\f(Im,\r(2))U＝eq\f(Um,\r(2))正弦半波电流I＝eq\f(Im,2)U＝eq\f(Um,2)正弦单向脉动电流I＝eq\f(Im,\r(2))U＝eq\f(Um,\r(2))矩形脉动电流I＝eq\r(\f(t1,T))I1U＝eq\r(\f(t1,T))U1非对称性交变电流I＝eq\r(\f(1,2)（Ieq\o\al(2,1)＋Ieq\o\al(2,2)）)U＝eq\r(\f(1,2)（Ueq\o\al(2,1)＋Ueq\o\al(2,2)）)例题分析·考点题型题型1：正弦交流电的有效值5.(单选)无线充电技术己经在新能源汽车领域得到应用.如图甲，与蓄电池相连的受电线圈置于地面供电线圈正上方，供电线圈输入如图乙的正弦式交变电流，下列说法正确的是(

)A.供电线圈中电流的有效值为20B.受电线圈中的电流方向每秒钟改变50次C.t=0.01s时受电线圈的感应电流最小D.t=0.01s时两线圈之间的相互作用力最大【答案】C

【解答】AB、结合图乙知，供电线圈中电流的有效值为I=2022A=20A，交流电的周期T=0.02s，其频率CD、由图乙知，t=0.01s时供电线圈中电流最大，磁通量变化率最小，为0，则感应电动势最小，为0，感应电流最小为0，此时两线圈之间的相互作用力最小，故C正确，D错误。题后反思(1)高中阶段可以定量求解有效值的只有正弦式交变电流(或其特定部分)、方波式电流及其组合。(2)交变电流一个周期内的图像为完整的或eq\f(1,2)周期正弦(余弦)函数图像，或者瞬时值从0或峰值开始的eq\f(1,4)周期的正弦(余弦)函数图像，则该交变电流的有效值，可根据交变电流有效值的定义及正弦式交变电流有效值的大小进行对比求解，例如正弦半波电流及正弦单向脉动电流有效值的求解。(3)正弦半波、矩形脉动等电流只能利用电流的热效应计算有效值。(4)其他情况的有效值一般不能进行定量计算，但有的可以与正弦式交变电流的有效值定性比较。如图1交变电流与如图2正弦式交变电流比较，可知其有效值小于eq\f(\r(2),2)Im。题型2：非正弦交流电的有效值6.(单选)通过某定值电阻的电流随时间变化的图像如图所示，其周期为0.8 s。则电流的有效值为(

)A.102A B.1020A【答案】A

【解析】根据电流的热效应有，I1可得电流的有效值为I=102A，故题型3：组合波形的有效值7.(单选)在图乙的电路中，电源输出如图甲所示的交变电流(不计内阻)。电阻R的阻值为10Ω，电表均为理想电表。下列判断正确的是(

)A.电压表的示数为10VB.电流表的示数为2AC.若将电阻R替换为一个电容，欲使电路安全运行，其耐压值最少为10VD.电阻R在任意三分之一个周期内产生的热量一定等于0.1J【答案】A

【解析】A.根据题意可知，电压表的示数为有效值为U，则有U2R·T=(10B.由欧姆定律可知，电流表的示数为I=UR=C.由于交流电的峰值为Um=102V>10V，因此，若将电阻RD.根据题意可知，电阻R在任意三分之一个周期内的电流有效值不一定是1A，所以电阻R在任意三分之一个周期内产生的热量不能用Q=I2RT=故选A。变式训练·举一反三8.(单选)闭合回路中的交变电流在1个周期内的i-t图像如图所示，其中图线的ab段和bc段均为正弦曲线的四分之一，则该交变电流的有效值为(

)A.233A B.426

A C.【答案】A

【解析】根据有效值的定义可知，令该交变电流的有效值为I，则有I2RT=(2)9.(单选)一交变电流的电压随时间变化的规律如图所示，周期为T，其电压的有效值(

)A.2V B.22V 【答案】C

【解析】交流电的有效值是根据等效思想确定的，若同一阻值为

R

的电阻接在恒压稳流的直流电路中在交流电的一个周期内产生的热量与接在交流电路中在一个周期内产生的热量相同，则认为该直流电的电压

U

为交流电电压的有效值，该直流电路中通过电阻

R

的电流

I

为交流电电流的有效值，则根据等效思想有U解得U=故选C。10.(多选)如图所示，边长为L、绕线N匝、总电阻为r的正方形线圈abcd处于磁感应强度为B、水平向右的匀强磁场中，线圈以角速度ω绕轴OO'匀速转动，外接电阻值为R，则下列说法正确的是(

)A.图示状态时理想电压表的示数RB.从图示位置转过90∘时理想电压表的示数为C.从图示位置转过90∘时理想电压表的示数为D.线圈从图示位置转过90∘的过程中，通过电阻R的电荷量为【答案】BD

【解析】ABC.线圈产生感应电动势的峰值为Em=NBL2ω，电动势的有效值为E=EmD.线圈从图示位置转过90∘的过程中，通过电阻R的电荷量为q=I·Δt=故选BD。考点三交流电的四值比较关键能力·规律方法交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较物理量物理含义重要关系适用情况及说明瞬时值交变电流某一时刻的值e＝Emsinωtu＝Umsinωti＝Imsinωt(适用于正弦式交变电流)计算线圈某时刻的受力情况峰值最大的瞬时值Em＝NBSω(适用于正弦式交变电流)Um＝eq\f(REm,R＋r)Im＝eq\f(Em,R＋r)讨论电容器的击穿电压有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值E＝eq\f(Em,\r(2))U＝eq\f(Um,\r(2))I＝eq\f(Im,\r(2))(适用于正弦式交变电流)(1)计算与电流的热效应有关的量(如电功、电功率、电热等)；(2)电器设备“铭牌”上所标的额定电流、额定电压一般是指有效值；(3)保险丝的熔断电流为有效值；(4)交流电压表和电流表的读数为有效值平均值交变电流图像中图线与时间轴所围的面积与时间的比值eq\o(E,\s\up6(－))＝Bleq\o(v,\s\up6(－))eq\o(E,\s\up6(－))＝neq\f(ΔΦ,Δt)eq\o(U,\s\up6(－))＝eq\f(R\o(E,\s\up6(－)),R＋r)eq\o(I,\s\up6(－))＝eq\f(\o(E,\s\up6(－)),R＋r)计算通过电路导线横截面的电荷量例题分析·考点题型题型1：四值的应用11.(多选)图甲中理想变压器原、副线圈的匝数比为3︰1，输入电压U随时间t的变化规律如图乙所示(图像为正弦图像的一部分)，电阻R1、R2和R3的阻值分别为5A.输入电压U的有效值为10B.若开关S断开，电流表的示数为0.2 C.若将开关S由断开变为闭合，电流表的示数变小D.若仅增大副线圈负载的电阻，副线圈两端电压变化量与电流变化量的绝对值之比不变【答案】BD

【解析】A、根据热效应相同，有：U有2RT=(B、等效电阻R'=(n因此I=U有R1+RC、闭合开关S后，负载电阻变小，等效电阻变小，因此电流表的示数变大，故C错误；D、U2n2联立得U2所以ΔU2ΔI12.(多选)图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，矩形线圈ABCD绕垂直于磁场方向的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动，t=0A.线圈的转速为5B.传感器显示的交流电压表达式为uC.线圈两端电压的有效值为6D.该交变电流可以直接加在击穿电压为6【答案】BC

【解答】A、由乙图可以看出交流电的周期T=0.4s，则线圈转速n=1T=B、线圈角速度ω=2πT=2π0.4C、正弦式交变电流电压的有效值为其最大值的12，电压最大值为12V，所以其有效值为6D、电容器被击穿是因为两端的电压超出最大承受电压(击穿电压)，该交变电流电压的最大值为12V，大于击穿电压为62V故选：BC。题型2：四值的有关计算13.(多选)图甲中，单匝闭合线圈abcd在匀强磁场中绕垂直磁场的轴转动。当线圈以某一角速度转动时，穿过线圈的磁通量随时间(φ-t)按图乙中的正弦曲线Ⅰ变化；改变线圈转动的角速度，φ-tA.t=0时，曲线Ⅰ、ⅡB.t=0.1 s时，曲线C.曲线Ⅰ对应的线圈中交变电流的有效值为30D.曲线Ⅰ、Ⅱ对应的线圈转速之比为5:4【答案】BC

【解析】A.在t=0时，图线Ⅰ、Ⅱ磁通量为0，对应的线圈平面平行于磁感线，故A错误；B.t=0.1s时，曲线Ⅱ对应的线圈中，磁通量为0，磁通量变化率最大，产生的感应电动势达最大值，故B正确；C.由乙可知：T2=0.2s，32T1=0.2s，则T1=215sD.曲线Ⅰ、Ⅱ对应的线圈转速之比n1n2故选BC。变式训练·举一反三14.(单选)如图甲为某实验小组自制的手摇发电机。以一定的频率摇动手柄时，可使与其串联的灯泡恰好正常发光。已知灯泡上标有“9V，4.5WA.通过灯泡的电压的峰值为9B.该交变电流每秒电流方向改变5次C.一个周期内通过灯泡的电流的平均值为0.5D.通过该灯泡的电流表达式为i【答案】D

【解析】A.灯泡上标示的电压为有效值，故A选项错误；B.由图像知其周期T= 0.2s，1s有5个周期，每个周期电流方向改变两次，故每秒电流方向改变10次，故B选项错误；C.在一个周期内穿过线圈的总磁通量的变化为零，所以由法拉第电磁感应定律可知，一个周期内的平均电动势为零，则平均电流也等于零，故C选项错误；D.已知额定电压为9V，额定功率为4.5W，灯泡恰好正常发光，则流过灯泡电流的有效值为I=PU=0.5A，则流过灯泡的电流最大值为Ii=22故选D。15.(多选)如图所示为交流发电机的模型示意图，矩形线框abcd在匀强磁场中绕OO'逆时针匀速转动，从图示位置开始转过90°的过程中，下列说法正确的是(

)A.电流方向由c到b，大小逐渐减小

B.电流方向由b到c，大小逐渐增大C.电流的有效值与平均值的比值为D.电流的有效值与平均值的比值为【答案】BD

【解析】AB.根据楞次定律，电流方向为abcda，从中性面开始计时，转过90°的过程中，电流逐渐增大。A错误，B正确；CD.电流的有效值为：I=电流的平均值为：I二者之比为2π4。C故选：BD。巩固训练·提升能力一、单选题。1.下列各情况中，线圈都以角速度ω绕图中的转动轴匀速转动，磁场均为匀强磁场，其中不能产生正(余)弦式交变电流的是(

)A. B.C. D.【答案】A

【解析】A.线框从图中位置转到线框完全在磁场中过程中产生的感应电流大小恒定不变，框完全在磁场中转到图中位置过程中，电流方向相反，但大小恒定不变，产生的不是正(余)弦交变电流，故A符合题意；B.图中能产生余弦式交变电流，故B不符合题意。C.图中能产生正弦式交变电流，故C不符合题意；D.图中能产生正弦式交变电流，故D不符合题意．故选A。2.如图所示，矩形线圈在磁极间的匀强磁场中匀速转动，外接交流电压表和定值电阻，图示位置线圈平面与磁感线平行.此时(

)A.穿过线圈的磁通量最大 B.通过线圈的电流最大C.电压表的示数为零 D.流经电阻的电流方向改变【答案】B

【解析】由图可知，此时，线圈处于垂直中性面位置，线圏中的磁通量最小，感应电动势最大，故通过线圈的电流最大，压表示数不为零，电流方向不改变，ACD均错误，B正确；故选B。3.在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，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。设线圈总电阻为2Ω，则(

)A.t=0时，线圈平面垂直于磁感线 B.t=1s时，线圈中的电流改变方向C.t=1.5s时，线圈中磁通量的变化率最大 D.t=2s时，线圈中的感应电流最大【答案】D

【解答】A.根据图像可知，在t=0时穿过线圈平面的磁通量为零，所以线圈平面平行于磁感线，故A错误；B.每经过中性面一次电流方向改变一次，故1s时，磁通量为0，故此时电流方向没有改变，故B错误；C.t=1.5s时，线圈中磁通量最大，磁通量的变化率为零，故C错误；D.t=2s时，线圈磁通量为零，磁通量的变化率最大，则此时线圈中的感应电流最大，故D正确。4.某矩形闭合金属线圈在匀强磁场中匀速转动，穿过该线圈的磁通量Φ随时间t按下图所示正弦规律变化。则t=0.5s时刻(

)A.穿过该线圈的磁通量最小 B.穿过该线圈的磁通量最大C.该线圈中的电流最大 D.该线圈中的电流不为零【答案】B

【解析】由Φ-t图像易知，t=0.5s时刻穿过该线圈的磁通量最大，此时线圈中的电流为零，选项B正确，故选B。5.现在市场上的调光台灯、调速风扇是用可控硅电子元件来实现调节的。如图为一个经过元件调节后加在电灯上的电压，在正弦式交流电的每半个周期中都截去了前面的四分之一。现在加在电灯上的电压是(

)A.Um B.Um2 C.【答案】D

【解析】使该交流电与一恒定电流分别通过相同电阻R，设该恒定电流的电压为U，交流电在一个周期内产生的热量为：Q1=

Um22R

·

T2

，恒定电流在一个周期内产生的热量为：Q2故选：D。6.图甲为交流发电机的示意图，磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动，电阻R=10Ω，其余电阻均忽略不计。从图示位置开始计时，电阻R两端电压随时间变化的图像如图乙所示，则下列说法正确的是(

)A.发电机工作原理是电流的磁效应B.t=0时，电路中电流的大小为1AC.电阻R中的电流方向每秒钟变化50次D.线圈中产生的电动势瞬时值表达式为e=10【答案】D

【解析】A.交流发电机的工作原理是电磁感应，故A错误;B.t= 0时，线圈产生的感应电动势瞬时值u=102V，感应电流的瞬时值i=uC.交流电的周期T=0.02 s，一个周期内电流方向改变2次，则每秒钟电流方向变化100次，故C错误;D.线圈从此位置开始计时，产生的交流电电动势e=Emcos7.如图甲所示为某款按压式发电的手电筒，当按照一定的频率按压时，内置发电机线圈转动，穿过线圈的磁通量按照正弦规律变化(如图乙所示)。已知线圈的匝数为100匝，下列说法正确的是(

)A.交流电的频率为0.2HzB.t=0.2s时，发电机线圈中的电流为零C.发电机的电动势的有效值为πVD.若电路总电阻为5Ω，则发电机的功率为π【答案】D

【解析】A、由磁通量随时间的变化情况，可知周期T=0.2s，由周期与频率的关系，可知交流电的频率为：f=1T，解得：f=5Hz，故C、由正弦交流电的峰值Em=NΦmω，可得到电动势的有效值为：EB、电流表示数为有效值，与时刻无关，由电动势的有效值不为零，可知电流不为零，故B错误；D、由功率的公式P=E有2R，可知功率为：故选：D。8.如图所示，交流发电机的矩形线框共有N=100匝，总电阻r=1.0Ω，BC=AD=AB=DC=0.1m。绕垂直于磁场方向的对称轴OO'以ω=400rad/s的转速匀速转动，给R=7.0Ω的电阻供电。线框所在匀强磁场的磁感应强度B=0.1T，当其处于中性面时开始计时，则(    )

A.电阻R两端的最大电压为40VB.通过R的电流方向在0∼π200sC.在0∼π200D.在0∼π1200【答案】D

【解析】A.线圈产生感应电动势的最大值为Em=NBSω=100×0.1×0.1×0.1×400V=40V，根据闭合电路欧姆定律可知电阻R两端的最大电压为UmB.交变电流的周期为T=2πω=2π400s=π200s，通过RC.线圈产生感应电动势的有效值为E=Em2=40D.依题意，可得t=π1200s=T