四川省成都市2025-2026学年高二物理下册第3单元小测卷交流电含解析

第三章

第3单元小测卷

交流电

考查范围：交变电流、正弦交变电流的描述

一、选择题：本题共12小题，每小题5分，V，那么该线圈由图示位置（线圈平面与磁场

共60分。方向平行）转过30°时，线圈中的感应电动势

1.以下四种情景中产生正弦式交变电流的是大小为()

()

A.50VB.25V

C.D.10V

3.如图甲所示，由交流发电机、定值电阻R、

交流电流表A组成的闭合回路，线圈ABCD

沿逆时针方向转动，图甲所示位置磁感线与

线圈平面平行，从此刻开始计时，穿过线圈

A.图甲中矩形线圈绕与匀强磁场方向垂直的的磁通量随时间变化的图像如图乙所示，则

中心轴沿顺时针方向转动()

B.图乙中矩形线圈的一半放在具有理想边界

的匀强磁场中，线圈按图示方向绕轴线

匀速转动

C.图丙中圆柱形铁芯上沿轴线方向绕有矩形

线圈abcd，铁芯绕轴线以角速度ω转动

D.图丁中矩形线圈绕与匀强磁场方向平行的

A.时刻线圈中感应电动势最小

中心轴转动

B.时刻线圈中感应电流的方向改变

2.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴

匀速转动时，产生的感应电动势最大值为50C.线圈转到图甲所示位置时，线圈中磁通量变

化率为零B.当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过

D.线圈转动到图甲所示位置时，线圈中感应线圈的磁通量最小

电流方向为C.当线圈平面转到中性面的瞬间，线圈中的感

4.如图甲所示是目前市面上流行的手摇手机应电流最大

充电器.若某人摇动手柄给手机充电时，其内D.当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，线

部线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀圈中的感应电动势最小速转动，当线圈转到图乙所示

位置时，下列6.如图1所示，两直径为d的圆形区域相切于

说法正确的是()O点，内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感

应强度大小为B.一长为d的金属棒绕一端O

在纸面内做匀速圆周运动，角速度大小为ω.

图2是金属棒中的感应电动势随时间变化的

关系图像，通过计算发现，其可看成是恒定

电压源（图3）与正弦交流电源（图4）叠加A.线

圈中无电流

形成的.将图2电动势连入电路后一段时间内B.

电流方向将发生改变

产生的焦耳热等于这段时间内（图3）恒定电C.线

圈中的电流最大

压源和（图4）正弦交流电源分别连入电路产D.穿

过线圈的磁通量的变化率为零

生焦耳热的代数和，则金属棒中感应电动势

5.如图所示为交流发电机示意图，线圈的AB

的有效值为()

边连在金属滑环K上，CD边连在滑环L上，

两个电刷E、F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.下列说法正确的是()

A.当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈

的磁通量的变化率最大

A.B.

A.B.

C.D.

C.D.

7.如图所示，边长为a、电阻为R的正方形导

体框水平放置，磁感应强度为B的匀强磁场

9.如图所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波与水

平面夹角为斜向下，导体框可分

和方波的交变电流随时间的变化关系.若使这别绕

mn和ef轴以相同角速度ω匀速转动.下列

两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则1说法

正确的是()

min内两电阻消耗的电功之比为()

A.导体框从图示位置绕ef轴顺时针转过90°

A.B.1:2

与绕mn轴转过90°导体框的磁通量变化量相

同C.1:3D.1:6

B.导体框从图示位置绕ef轴顺时针转过90°10.如图所示，交流电源的输出电压为u，频

比绕mn轴转过90°的磁通量变化量大率为f，A、B、C三灯的亮度相同.下列说法

C.导体框绕ef轴转动比绕mn轴转动时的发热正确的是()

功率小

D.导体框绕ef轴转动与绕mn轴转动时的发热

功率一样大

8.一电阻的单匝闭合线框处于变化

的磁场中，在一个周期内穿过

A.拔出电感线圈L中的铁芯后，B灯将变暗

线框的磁通量Φ随时间t的变化情况如图所示，

B.在电容器中插入电介质后，C灯将变暗

已知图中的曲线部分按正弦规律变化，取

C.将交流电源的频率提高为2f时，A灯亮度

，则线框中电流的有效值为()

不变，B灯变暗，C灯变亮

D.改接输出电压为u的直流电源，电路稳定

后，A灯将变亮，B灯将变暗，C灯将熄灭

11.（多选）如图所示，面积均为S的单匝线

圈（A、C、D均绕其虚线所示对称轴，B绕

中心轴）在匀强磁场中以角速度ω匀速转动，

D.经过时间，线框中产生的焦耳热为

能产生正弦式交变电动势的是()

二、非选择题：本题共2小题，共40分。

A.B.

13.（20分）利用海洋波浪发电的原理示意图

如图甲所示，浮桶内的磁体通过支柱固定在

暗礁上，浮桶截面图如图乙所示.浮桶内置线

圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动，且始终

C.D.

处于磁场中，线圈与灯泡相连，线圈匝数为n

，半径为r，电阻为R，线圈所在处辐射磁场

的磁感应强度大小均为B.若灯泡的电阻也为

12.（多选）如图所示，坐标系xOy所在平面

R，线圈中感应电流随时间变化的规律为

为光滑水平面，现有一长为d、宽为L的线框

.求：

MNPQ在外力F作用下，沿x轴正方向以速

度v做匀速直线运动，空间存在竖直方向的

磁场，磁感应强度，规定竖直

向下为磁感应强度的正方向，线框电阻为R，

在时刻MN边恰好在y轴上，则下列说

法正确的是()

（1）灯泡的电功率P；

（2）浮桶随波浪上下运动的速度v随时间t

变化的表达式.

A.外力F是沿x轴负方向的恒力

B.在时刻，外力大小为

C.通过线框的瞬时电流为

14.（20分）如图所示为一交流发电机和外接

负载的示意图，发电机电枢线圈为匝

的正方形线圈，边长为，绕轴

在磁感应强度大小为的磁场中以角

速度转动（不计一切摩擦），线

圈电阻为，外接负载电阻为.求：

（1）由图示位置（线圈平面与磁感线平行）

转动过程中感应电动势瞬时值的表达式；

（2）由图示位置转过60°时的感应电动势；

（3）由图示位置转过60°的过程中产生的平

均感应电动势（结果保留两位有效数字）；

（4）由图示位置转过60°的过程中流过电阻R

的电荷量（结果保留两位有效数字）.

1.答案：B

参考答案

解析：A（×）图甲中只有一个电刷，线圈在匀强磁场中转动，得到的是直流电。

B（√）图乙中虽然只有一半线圈处于磁场中，但线圈转动得到的是正弦式交变电流。

C（×）图丙为辐向磁场，无论线圈转到何位置，感应电动势大小不变，得到的不是正弦式交

变电流。

D（×）图丁中矩形线圈转轴平行于磁场方向，线圈转动过程不切割磁感线，感应电动势为0，

感应电流为0。

2.答案：C

解析：线圈绕垂直于磁感线的轴匀速转动，从垂直中性面的位置开始计时，感应电动势的瞬时

值表达式为，故当时，感应电动势的瞬时值为

，故选C.

3.答案：B

解析：根据题图乙，结合交流发电机工作原理可知，在时刻，穿过线圈的磁通量为零，

但磁通量变化率最大，则线圈中产生的感应电动势最大，故A错误；由题图乙可知，在时

刻，穿过线圈的磁通量最大，线圈位于中性面，线圈中感应电流的方向改变，故B正确；线

圈转到题图甲所示位置时，穿过线圈的磁通量为零，但磁通量变化率最大，故C错误；线圈

ABCD沿逆时针方向转动，根据右手定则判断可知，当线圈转动到题图甲所示位置时，线圈中

感应电流方向为，故D错误.

4.答案：C

解析：当线圈绕垂直于磁感线的轴匀速转动时，产生正弦式交流电，当线圈转到题图乙所示位

置时，穿过线圈的磁通量为零，但穿过线圈的磁通量的变化率最大，线圈中的电流最大，A、

D错误，C正确；线圈转到中性面位置，即与题图乙线圈位置垂直时，电流方向发生改变，B

错误.

5.答案：B

解析：线圈平面与磁场垂直时位于中性面，此时磁通量最大，磁通量的变化率最小，感应电流

最小，为0，A、C错误；当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，线圈与磁场平行，磁通量最

小，为0，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，B正确，D错误.

6.答案：D

解析：金属棒切割磁感线的有效长度.感应电动势

，最大值，由题图3和题图4可知，恒定电

压，正弦交流电压最大值，有效值，

则金属棒中感应电动势的有效值满足，解得，故选D.

7.答案：B

解析：导体框从图示位置绕ef轴顺时针转过90°，磁通量变化量

，绕mn轴转过90°，磁通量变化量

，可知从图示位置导体框绕ef轴顺时针转过90°比绕mn轴转过

90°导体框的磁通量变化量大，故A错误，B正确；导体框绕ef轴转动时，感应电动势最大值

为，导体框绕mn轴转动时，感应电动势最大值，由

可知，导体框绕ef轴转动比绕mn轴转动时发热功率大，故C、D错误.

8.答案：A

解析：由于图像曲线部分按正弦规律变化，有

，由数学求导可得，直线部分

的斜率的绝对值不变，即感应电动势大小不变，则有，设产生的感应电动势

的有效值为U，则有，解得，则线框中电流的有效

值为，故选A.

9.答案：C

解析：题图甲交变电流在一个周期内根据电流的热效应有，解得电流的

有效值；题图乙所示交变电流在一个周期内根据电流的热效应有

，解得电流的有效值；根据得，在1min内两电阻消

耗的电功之比，故C正确.

10.答案：C

解析：拔出电感线圈中的铁芯后，电感线圈的感抗变小，则B灯将变亮，故A错误；在电容

器中插入电介质后，电容器的容抗变小，C灯将变亮，故B错误；将交流电源的频率提

高为2f时，电阻R不变，电感线圈L的感抗变大，电容器的容抗变小，故A灯亮度不变，

B灯变暗，C灯变亮，故C正确；改接输出电压为u的直流电源，电路稳定后，电阻R不变，

电感线圈L的感抗减小到零，直流电流不能通过电容器，故A灯亮度不变，B灯将变亮，C

灯将熄灭，故D错误.

11.答案：AC

解析：A图中线圈切割磁感线，穿过线圈的磁通量变化，从而产生正弦式交变电动势，B、D

图中线圈转动时穿过线圈的磁通量均没有变化，不产生感应电动势，C图中线圈从垂直于中性

面位置开始匀速转动，产生的是正弦式交变电动势.A、C正确.

12.答案：BD

解析：由于磁场是变化的，线框切割磁感线产生的感应电动势也在变化，安培力大小变化，故

要使线框保持匀速运动，外力F不可能为恒力，故A错误；时刻，MN、PQ两边所在处

的磁感应强度均为，方向相反，则产生的感应电动势，线框做匀速