3.1 交变电流 高二物理精讲与精练高分突破考点专题系列（人教版2019选择性必修第二册）

第三章：交变电流3.1：交变电流一：知识精讲归纳考点一、交变电流定义和产生1．交变电流：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．直流：方向不随时间变化的电流称为直流．3.交流发电机的线圈在磁场中转动时，转轴与磁场方向垂直，用右手定则判断线圈切割磁感线产生的感应电流方向．考点二、交变电流的变化规律1.中性面、中性面的垂直位置的特性比较中性面中性面的垂直位置图示位置线圈平面与磁场垂直线圈平面与磁场平行磁通量最大零磁通量变化率零最大感应电动势零最大感应电流零最大电流方向改变不变2．正弦式交变电流的瞬时值表达式：(1)从中性面位置开始计时e＝Emsinωt，i＝Imsinωt，u＝Umsinωt(2)从与中性面垂直的位置开始计时e＝Emcosωt，i＝Imcosωt，u＝Umcosωt.2．交变电流的峰值Em＝NωBS，Im＝eq\f(NωBS,R＋r)，Um＝eq\f(NωBSR,R＋r).考点三、交变电流的图像如图甲、乙所示，从图像中可以得到以下信息：(1)交变电流的峰值Em、Im.(2)两个特殊值对应的位置：①e＝0(或i＝0)时：线圈位于中性面上，此时eq\f(ΔΦ,Δt)＝0，Φ最大．②e最大(或i最大)时：线圈平行于磁感线，此时eq\f(ΔΦ,Δt)最大，Φ＝0.(3)e、i大小和方向随时间的变化规律．二：考点题型归纳题型一：交变电流的定义1．（2021·新疆·疏勒县实验学校高二期末）下列图像中不属于交流电的有（）A．B．C．D．2．（2021·全国·高二）对于如图所示的电流i随时间t做周期性变化的图象，下列说法中正确的是（）A．电流大小变化，方向不变，是直流电B．电流大小、方向都变化，是交流电C．电流的周期是0.2s，最大值是0.2AD．电流做周期性变化，是交流电3．（2021·全国·高二）下列四个电流的图象中，不属于交变电流的是（）A． B． C． D．题型二：交变电流的产生4．（2021·全国·高二）如图所示为演示交变电流产生过程的装置图，关于这个实验，正确的说法是（）A．线圈从任意位置转180°的过程，穿过线圈的磁通量变化量一定为零B．图示线圈所处位置为中性面，线圈中无感应电流C．图示位置ab边中的感应电流方向为a→bD．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零5．（2021·青海大通·高二期末）如图所示，abcd为一边长为L、匝数为N的正方形闭合线圈，线圈绕对称轴OO′匀速转动的角速度为ω。空间中只有OO′左侧存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。若闭合线圈的总电阻为R，则（）A．线圈中电动势的最大值为NBL2ωB．线圈中电动势的有效值为NBL2ωC．在转动一圈的过程中，线圈中有一半时间没有电流D．穿过线圈的磁通量最大值为6．（2021·广东肇庆·高二期末）如图为交流发电机的示意图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，发电机的电动势随时间的变化规律。下列说法正确的是（）A．此交流电的频率为100HzB．此交流电动势的有效值为311VC．当线圈平面转到图示位置时产生的电动势最大D．当线圈平面转到图示位置时磁通量的变化率为零题型三：交变电流的图像问题7．（2021·黑龙江·大庆市东风中学高二期末）如图甲所示为一小型交流发电机的示意图，A为交流电流表，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，电阻R的阻值为。下列说法正确的是（）A．电流表的示数为14.1AB．0.02s时线圈平面与中性面重合C．线圈转动的角速度为50πrad/sD．电阻R上的热功率为100W8．（2021·全国·高二）一个闭合矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的感应电动势如图所示。下列判断正确的是（）

A．t＝0.01s时刻，线圈平面处于中性面位置B．t＝0.02s时刻，线圈平面与磁感线平行C．t＝0.01s时刻，通过线圈平面的磁通量为零D．1s内电流的方向变化50次9．（2021·内蒙古赤峰·高二期末）一矩形金属线圈在匀强磁场中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所示。下列说法正确的是（）A．时刻，穿过线圈平面的磁通量最大B．时刻，穿过线圈平面的磁通量变化率最小C．线圈在磁场中转动的角速度为D．线圈中感应电动势的表达式为（V）题型四：判断线圈转到不同位置的电流方向（中性面问题）10．（2021·四川·攀枝花市第三高级中学校高二期末）如图是交流发电机的示意图，线圈边连接在金属滑环上，边连接在金属滑环上，左右两个导体电刷分别压在滑环、上，线圈转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。若线圈绕转轴顺时针匀速转动，取从左向右通过电流表为电流正方向，从图示位置开始计时，下列图中能正确表示电流表中电流随时间变化关系的是（）A． B．C． D．11．（2021·江西·新钢中学高二阶段练习）如图甲所示，在匀强磁场中，一个50匝的矩形闭合线框以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的转轴转动，线框产生的电动势的最大值为，从线框平面与磁感线平行时开始计时，穿过线框的磁通量随时间变化的图像如图乙所示。下列说法错误的是（）A．线框的角速度B．线框产生的电动势的最大值C．在时，电流方向改变D．在和时，线框产生的电动势最小12．（2021·海南·三亚华侨学校高二期中）如图所示，一单匝正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，沿着OO′观察，线圈沿逆时针方向转动。已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈边长为L，电阻为R，转动的角速度为ω。当线圈转至图示位置时（）A．线圈中感应电流的方向为adcbaB．线圈中感应电流的大小为C．穿过线圈的磁通量为BL2D．穿过线圈磁通量的变化率为B2L2ω三：课堂过关精练一、单选题13．（2019·河南许昌·高二期末）如图所示为交流发电机示意图，线圈的边连在金属滑环上，边连在滑环上，用导体做的两个电刷、分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。关于其工作原理，下列分析正确的是（）

A．当线圈平面转到中性面时，穿过线圈的磁通量最大B．当线圈平面转到中性面时，线圈中的感应电动势最大C．当线圈平面转到跟中性面垂直时，穿过线圈的磁通量的变化率最小D．当线圈平面转到跟中性面垂直时，线圈中的感应电流最小14．（2021·全国·高二专题练习）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时刻穿过线圈的磁通量最大B．t2时刻穿过线圈的磁通量为0C．t3时刻穿过线圈的磁通量的变化率最大D．每当电流方向变化时，线圈平面就会与中性面垂直15．（2021·贵州·凯里实验高级中学高二阶段练习）关于交变电流，下列说法正确的是（）A．大小不变，方向不改变的电流是交变电流B．大小变化，方向不改变的电流是交变电流C．大小变化，方向改变的电流是交变电流D．大小不变，方向改变的电流不是交变电流16．（2021·陕西莲湖·高二期末）线圈在匀强磁场中转动时产生交变电流，下列说法正确的是（）A．线圈每转动一周，感应电流的方向就改变一次B．线圈每转动一周，感应电动势出现两次最大值C．线圈平面每经过中性面时，穿过线圈的磁通量变化最快D．线圈平面每经过中性面时，穿过线圈的磁通量达到最小值17．（2021·安徽·长丰北城衡安学校高二阶段练习）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18．（2021·宁夏·石嘴山市第三中学高二期中）一矩形线圈ABCD在匀强磁场中绕其中心轴OO′匀速转动时，就会在线圈中形成交变电流。下列说法错误的是（）A．线圈经过甲图位置时，穿过线圈的磁通量最大，产生的电流也最大B．线圈经过乙图位置时，穿过线圈的磁通量为零，产生的电流最大，电流的方向为图中箭头指向C．线圈经过丙图位置时，穿过线圈的磁通量最大，产生的电流最小D．线圈从丙图位置转到丁图位置的过程中，穿过线圈的磁通量减小，产生的电流在增大四：高分突破精练一：单选题19．（2020·甘肃·白银市第十中学高二阶段练习）如图所示线圈匀速转动或匀速直线运动，能产生交变电流的是（）A． B．C． D．20．（2021·四川·什邡中学高二阶段练习）矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是（）A．当线框位于中性面时，线框的磁通量最大，磁通量变化最快B．线框经过中性面时，各边切割磁感线的速度为零C．当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零D．线框绕轴每转动一周，感应电流方向就改变一次21．（2021·云南·丽江市古城区第一中学高二期中）一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈中感生电动势e随时间的变化规律如图，下面说法正确的是（）A．时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大B．时通过线圈的磁通量为零C．时刻通过线圈的磁通量的变化率最大D．每当感应电流的方向改变时，通过线圈的磁通量的绝对值为最大22．（2021·广东·广州市第二中学高二期末）如图所示，（甲）→（乙）→（丙）→（丁）→（甲）过程是交流发电机发电的示意图，线圈的ab边连在金属滑环K上，cd边连在金属滑环L上，用导体制成的两个电刷分别压在两个滑环上，线圈在匀速转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接。已知线圈转动的角速度为ω，转动过程中电路中的最大电流为Im。下列选项正确的是（）A．在图（甲）位置时，线圈中的磁通量最大，感应电流为零B．从图（乙）位置开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关系式为C．在图（丙）位置时，线圈中的磁通量最大，磁通量的变化率也最大D．在图（丁）位置时，感应电动势最大，cd边电流方向为c→d23．（2021·辽宁·辽西育明高级中学高二阶段练习）如图所示，面积均为S的单匝线圈（A、C、D均绕其对称轴，B绕中心轴）在匀强磁场B中以角速度ω匀速转动，能产生正弦式交流电动势的是（）A． B．C． D．24．（2021·宁夏·中宁一中高二阶段练习）图甲是小型交流发电机的示意图，在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁场方向垂直的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示，发电机线圈内阻为，外接一只电阻为的灯泡，不计电路的其他电阻，则（）A．时线圈平面与中性面垂直B．每秒钟内电流方向改变100次C．灯泡两端的电压为D．线圈的转速为25．（2021·贵州·北师大贵安新区附属学校高二阶段练习）如图所示，KLMN是一个竖直的n匝矩形导线框，全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，KL边水平，线框绕某竖直固定轴以角速度匀速转动。此时线框面与磁场方向夹角为（图示位置），则（）A．当线圈从图示位置绕固定轴转动，在此过程中磁通量变化量为BSB．此时线框中的电流方向为N→K→L→M→NC．此时穿过线框的磁通量为D．线框平面转动一圈的过程中，电流方向不变26．（2021·全国·高二单元测试）如图为电动机模型图，左侧为N极，右侧为S极。电动机线框通过换向器连入电路中，线框abcd的面积为S，匝数为n，匀强磁场磁感应强度为B，线框平面与磁场平行。若此时闭合开关，则下列说法正确的是（）A．从正前方看去，该线框将会逆时针转动B．若同时调转电极和磁极方向，则线圈的转动方向改变C．转动过程中线圈中电流方向变化，流过R的电流方向不变D．线框转过时，穿过线框平面的磁通量最大，且为nBS27．（2020·全国·高二）大型发电机几乎都是旋转磁极式发电机，如图所示为其原理简图。竖直平面内闭合线圈abcd固定不动，磁铁绕图中的虚线旋转，线圈中就会产生感应电流。若条形磁铁以的角速度匀速转动，且图示时刻N极正在向里转。现以图示时刻为计时起点，则下列推断正确的是（）A．该发电机产生的交变电流频率是10Hz B．时线圈中的电流方向为abcdaC．时线圈中的电流方向发生变化 D．时线圈中的电流最小28．（2021·甘肃·泾川县第一中学高二阶段练习）如图所示，单匝闭合金属线框abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动，设穿过线框的最大磁通量为Φm，线框中产生的最大感应电动势为Em，从线框平面与磁场平行时刻（图示位置）开始计时，下面说法正确的是A．线框转动的角速度为B．线框中的电流方向在图示位置发生变化C．当穿过线框的磁通量为Φm的时刻，线框中的感应电动势为EmD．若转动周期减小一半，线框中的感应电动势也减小一半二、多选题29．（2021·全国·高二）如图所示，形状或转轴位置不同，但面积均为S的单匝线圈处在同一个磁感应强度为B的匀强磁场中，以相同的角速度匀速转动，从图示位置开始计时，则下列正确的说法是（）A．感应电动势的最大值都相同B．感应电动势的瞬时值不同C．感应电动势的最大值不同D．感应电动势的瞬时值都相同30．（2021·全国·高二专题练习）图中闭合金属线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定轴匀速转动，能产生正弦式交变电流的是（）A． B．C． D．31．（2021·全国·高二课时练习）水力发电站和火力发电站都采用旋转磁极式发电机，但是发电机的结构一般不同。水力发电站常采用图甲所示原理的发电机，、、、均为线圈；火力发电站常采用图乙所示原理的发电机，、、、均为沿轴方向的导线。当图中固定有磁铁的转子顺时针匀速旋转到图示位置时，某同学在两图中标示了电流方向，下列说法正确的是（）

A．图甲中、线圈电流标示方向正确B．图甲中、线圈电流标示方向正确C．图乙中、导线电流标示方向正确D．图乙中、导线电流标示方向正确32．（2021·山东临沂·高二期末）如图所示，空间中分布着磁感应强度大小为B的匀强有界磁场，EF是其左边界，一面积为S的n匝圆形金属线框垂直于磁场放置，圆形线圈的圆心O在EF上，若线框以角速度ω绕EF匀速转动，并从图示位置开始计时，则（）A．t=时，线框中的感应电流最小B．t=时，穿过线框的磁通量最大C．线框中产生的交变电动势的最大值为nBSωD．线框中产生的交变电动势的有效值为nBSω33．（2021·全国·高二课时练习）关于正弦交变电流的产生过程，下列说法正确的是（）A．当线圈平面与中性面垂直时，电流方向发生变化B．线圈平面经中性面时开始计时，周期内，电流一直增大C．线圈平面与中性面垂直开始计时，2个周期内电流方向改变4次D．线圈转动过程中通过线圈的磁通量最大的位置，也是感应电流最大的位置34．（2021·浙江·宁波市北仑中学高二期中）如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，A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。以下判断正确的是（）A．线圈转动的转速为25r/sB．电流表的示数为10AC．1s钟内线圈中电流方向改变了50次D．0.01s时线圈平面与中性面垂直三、填空题35．（2021·海南·东方市东方中学高二期中）如图所示，（a）→（b）→（c）→（d）→（e）过程是交流发电机发电的示意图，线圈的ab边连在金属滑环K上，cd边连在金属滑环L上，用导体制成的两个电刷分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接。（1）图（a）中，线圈平面与磁感线垂直，磁通量___________，磁通量变化率___________（填“最大”或“零”）。（2）从图（b）开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关系是___________（填“i=Imsinωt”填“i=Imcosωt”）。（3）当线圈转到图（c）位置时，感应电流___________（填“最小”或“最大”），且感应电流方向___________（填“改变”或“不改变”）。（4）当线圈转到图（d）位置时，感应电动势___________（填“最小”或“最大”），ab边感应电流方向为___________（填“a→b”或“b→a”）。36．（2019·江苏·盐城市大丰区新丰中学高二期中）如图所示，100匝的线框abcd在图示磁场（匀强磁场）中匀速转动，角速度为ω，其电动势的瞬时值为e=100cos100πtV，那么感应电动势的最大值为________，当从图示位置转过60°角时线圈中的感应电动势为________，此时穿过线圈的磁通量的变化率为________．[参考答案]1．B【详解】交流电的特点是大小、方向随时间做周期性的变化，B图方向没有随时间变化，不属于交流电，B正确。故选B。2．A【详解】ABD．由图象可知，电流的方向不变，而大小作周期性变化，所以不是交流电，而是直流电，但不是恒定直流，故A正确，BD错误；C．电流的周期是0.01s，最大值是0.2A，故C错误。故选A。3．D【详解】只要电流的大小和方向均随时间做周期性变化，则即为交流电，故ABC均为交流；D中电流大小虽然在周期性变化，但方向不变；故D不是交流电；本题选不属于交变电流的，故选D．4．C【详解】A．磁通量是标量，但有正负，若从一个面穿入为正，则从该面穿出为负，线圈从中性面位置转180°的过程，穿过线圈的磁通量变化量不为零，A错误；B．图示位置线圈与磁场平行，磁通量为零，是中性面的垂面位置，线圈中感应电流最大，B错误；C．由右手定则可判断图示位置ab边中的感应电流方向为a→b，C正确；D．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量为零，磁通量变化率最大，D错误。故选C。5．B【详解】AB．图中线圈只有一个边切割磁感线，电动势为原先的一半，所以电动势的最大值为所以电动势的有效值为A错误B正确；C．在转动一圈的过程中，线圈始终有一边做切割磁感线，线圈中始终有电流，C错误；D．当线圈和磁场垂直时，穿过线圈的磁通量最大值为D错误。故选B。6．D【详解】A．此交流电的频率，故A错误；B．此交流电动势的最大值为311V，有效值为，故B错误；C．当线圈平面转到图示位置时通过的磁通量最大，但是磁通量的变化率为零，产生的电动势为零，故C错误；D．当线圈平面转到图示位置时通过的磁通量最大，但是磁通量的变化率为零，故D正确。故选D。7．D【详解】A．电流表示数为A错误；B．0.02s时线圈中的感应电流达到最大，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快，磁通量为0，故线圈平面与中性面垂直，B错误；C．角速度C错误；D．电阻R上的热功率为D正确。故选D。8．A【详解】ABC．由题图可知t＝0.01s和t＝0.02s时，感应电流为零，则感应电动势为零，磁通量最大，线圈平面处于中性面位置，BC错误A正确；D．由于正弦式交变电流在一个周期内电流方向变化两次，而该交变电流的周期为0.02s，则1s内电流的方向变化100次，D错误。故选A。9．A【详解】A．时刻，穿过线圈平面的磁通量最大，选项A正确；B．时刻，感应电动势最大，则穿过线圈平面的磁通量变化率最大，选项B错误；C．线圈在磁场中转动的角速度为选项C错误；D．线圈中感应电动势的表达式为选项D错误。故选A。10．A【详解】图示位置线圈中通过的磁通量最大，线圈平面处于中性面，感应电流为零；线圈顺时针转动，在线圈中产生感应电流的方向是从a到b，通过电流表的电流，从右到左，为负方向，故A正确，BCD错误。故选A。11．C【详解】A．根据角速度公式得A正确，不符合题意；B．根据最大值公式得B正确，不符合题意；C．在时，磁通量变化最快，电动势最大，电流方向不变。C错误，符合题意；D．在和时，磁通量最大，磁通量变化率为零，线框产生的电动势最小。D正确，不符合题意。故选C。12．A【详解】A．图示时刻，ad速度方向向里，bc速度方向向外，根据右手定则判断知ad中感应电流方向为a→d，bc中电流方向为c→b，则线圈中感应电流的方向为adcba，故A正确；B．图示时刻，线圈中的感应电动势为线圈中感应电流的大小为故B错误；C．图示时刻线圈与磁场平行，穿过线圈磁通量为0，故C错误；D．由法拉第电磁感应定律知：穿过线圈磁通量的变化率故D错误。故选A。13．A【详解】A．当线圈平面转到中性面的瞬间，AB和CD边方向与磁感线方向垂直，穿过线圈的磁通量最大，A正确；B．当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零，B错误；CD．当线圈平面转到与中性面垂直的瞬间，根据法拉第电磁感应定律，则线圈中磁通量的变化率最大，则感应电动势最大，感应电流最大，故CD错误。故选A。14．C【详解】A．t1时刻感应电动势最大，线圈通过与中性面垂直的位置，穿过线圈的磁通量最小，A错误；B．t2时刻感应电动势为零，线圈位于中性面位置，穿过线圈的磁通量最大，B错误；C．t3时刻感应电动势最大，穿过线圈的磁通量的变化率最大，C正确；D．每当电流方向变化时，线圈平面与磁场垂直，即线圈转到中性面位置，D错误。故选C。15．C【详解】交变电流是指电流方向随时间作周期性变化的电流，故C正确，ABD错误。故选C。16．B【详解】A．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向改变一次，线圈转动一周的过程中两次经过中性面，故电流方向改变两次，A错误；B．当线圈平面与磁感线平行时，线圈中的磁通量最小，但此时导线切割磁感线的速度最大，线圈中的感应电动势最大，线圈转动一周的过程中两次线圈平面与磁感线平行时，感应电动势出现两次最大值，B正确；C．当线圈与磁感线垂直时，经过中性面，此时穿过线圈的磁通量最大，由于没有任何一边切割磁感线，线圈中没有感应电动势产生，穿过线圈的磁通量变化最慢，CD错误。故选B。17．D【详解】A．根据图像可知，在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，选项A错误；B．图像的斜率为，即表示磁通量的变化率，在之间，“斜率方向“不变，表示的感应电动势方向不变，则电流方向不变，选项B错误；C．图像的斜率为，t＝1.5s时，斜率为零，则线圈中磁通量的变化率为零，选项C错误；D．根据法拉第电磁感应定律可得所以在时，斜率为最大，则感应电动势为最大，感应电流最大，选项D正确。故选D。18．A【详解】A．线圈经过甲图位置(中性面)时，穿过线圈的磁通量最大，产生的电流为零。故A错误，与题意相符；B．线圈经过乙图位置(与中性面垂直)时，穿过线圈的磁通量为零，产生的电流最大，根据楞次定律可知电流的方向为图中箭头指向。故B正确，与题意不符；C．线圈经过丙图位置(中性面)时，穿过线圈的磁通量最大，产生的电流最小为零。故C正确，与题意不符；D．线圈从丙图位置(中性面)转到丁图位置(与中性面垂直)的过程中，根据法拉第电磁感应定律可知，穿过线圈的磁通量减小，产生的电流在增大。故D正确，与题意不符。故选A。19．D【详解】A．转轴与磁场平行，所以线圈中磁通量不会发生变化，故没有感应电流产生，故A错误；B．根据，可知产生的是恒定电流，不会产生交变电流，故B错误；C．回路磁通量不变，没有感应电流，故C错误；D．线圈沿垂直磁场的转轴转动，可以产生正弦式交流电，故D正确。故选D。20．B【详解】AB．线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，产生正弦式交流电；中性面时，磁通量最大，磁通量的变化率为零，各边不切割磁感线，感应电动势为零，感应电流为零；故A错误，B正确；C．当线圈平面与中性面垂直时，线圈平面与磁感线平行，此时磁通量最小为零，而感应电动势最大，故C错误；D．每当线圈经过中性面时，感应电流的方向一定会改变一次；在一个周期内交流电的方向会改变两次，故D错误；故选B。21．D【详解】A．t2时刻线圈的感应电动势最大，通过线圈的磁通量绝对值为零，但变化率最大，故A错误；BC．t3时刻线圈的感应电动势为零，通过线圈的磁通量变化率为零，但磁通量绝对值最大，故BC错误；D．每当感应电流的方向改变时，线圈平面位于中性面，通过线圈的磁通量的绝对值为最大，故D正确。故选D。22．A【详解】A．在图（甲）位置时，线圈中的磁通量最大，感应电流为零，A正确；B．从图（乙）位置开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关系式为，B错误；C．在图（丙）位置时，线圈中的磁通量最大，磁通量的变化率最小，感应电流为0，C错误；D．在图（丁）位置时，感应电动势最大，cd边电流方向为d→c，D错误。故选A。23．A【详解】由题意可知，只有A图在切割磁感线，导致磁通量在变化，从而产生正弦交变电动势e=BSωsinωt，而BCD图均没有导致磁通量变化，故A正确，BCD错误；故选A。24．B【详解】A．由图乙可知，时感应电动势为0，处于中性面上，故A错误；B．由题图乙可知周期T=0.02s，线框每转一周，电流方向改变两次，每秒电流方向改变100次，故B正确；C．由题图乙可知交流电电动势的最大值是，有效值为灯泡两端的电压为故C错误；D．由图象乙可知交流电周期T=0.02s，所以线圈的转速为故D错误。故选B。25．A【详解】AC．线框转动了时，根据磁通量的定义可知，此时穿过线框的磁通量为初态时，磁通量为但两次磁感线贯穿的方向不同，故此过程中，磁通量变化了BS，磁通量与匝数无关，故A正确，C错误；B．导线框中的电流方向根据楞次定律可以判断，是N→M→L→K→N，故B错误；D．线圈在磁场中绕垂直于磁场的轴转动过程中，一周电流方向发生两次改变，故D错误。故选A。26．C【详解】A．根据电源正负极可知，从上往下看，电流为逆时针电流，根据左手安培定则可知，ab导体棒受力向上，cd导体棒受力向下，所以从正面看线框会顺时针转动，A错误。B．同时调转电极和磁极方向，相当于同时改变磁场和电流方向，根据左手安培定则可知，线框受力方向不变，所以转动方向不会发生改变，B错误。C．下面的电路为直流电流，电流的方向不发生改变，C正确。D．根据磁通量的公式可知，在计算磁通量的时候，不应该出现匝数，所以D错误。故选C。27．B【详解】A．条形磁铁以的角速度匀速转动，则该交流电的频率故A错误；B．由题图可知，在时刻穿过线圈的磁通量为0，结合交流电产生的特点可知，时刻该交流电的瞬时值最大，由题图可知下一时刻穿过线圈的磁通量的方向向里，由楞次定律可知，此时线圈中的电流方向为abcda，故B正确；CD．该交流电的周期当时，线圈中的电流方向与开始时的方向相反，电流值仍然为最大值，不会改变方向，故C、D错误。故选B。28．A【详解】A．根据交流电产生的原理可知，线圈匀速转动产生的交流电的电动势峰值，所以结合本题情境可得线框转动的角速度为，A正确B．图示位置感应电动势最大，电流方向的改变在电动势等于0的时刻，B错误C．当穿过线框的磁通量为Φm的时刻，线框的速度与磁感线平行，感应电动势为0，C错误D．根据法拉第电磁感应定律可知，若转动周期减小一半，磁通量变化越快，线框中的感应电动势变为原来2倍，D错误29．AD【详解】图示位置为中性面位置，线圈从图示位置开始计时，产生的感应电动势e＝NBSωsint可知感应电动势的最大值和瞬时值与线圈形状无关，与轴的位置无关，即图中四个线圈产生的感应电动势的最大