第1頁/共1頁2023-2025北京高二（上）期末物理匯編交變電流的描述一、單選題1．（2025北京八一學(xué)校高二上期末）將、的電阻串聯(lián)接在正弦交流電路中，通過電阻的電流i隨時間變化的情況如圖所示。則（）A．通過的電流有效值是1.2AB．兩端的電壓有效值是6VC．通過的電流有效值是D．兩端的電壓有效值是2．（2025北京海淀高二上期末）將3A的直流電通過電阻R時，ts內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q．現(xiàn)讓正弦交流電通過電阻R，若2ts內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q，則該交流電流的有效值和最大值分別為（）A．，3A B．3A， C．， D．，6A3．（2024北京通州高二上期末）圖甲是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，在勻強(qiáng)磁場中，一矩形金屬線圈繞與磁場方向垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖像如圖乙所示，發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為，外接一只電阻為的燈泡，不計(jì)電路的其他電阻。下列說法正確的是（）A．時線圈平面與中性面垂直B．每秒內(nèi)電流方向改變100次C．燈泡兩端電壓有效值為D．時間內(nèi)通過燈泡的電荷量為04．（2024北京大興高二上期末）在勻強(qiáng)磁場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，如左圖所示。產(chǎn)生的交變電動勢的圖像如右圖所示，則（）A．時線框的磁通量變化率為零B．時線框平面與磁場方向平行C．線框產(chǎn)生的交變電動勢有效值為311VD．線框產(chǎn)生的交變電動勢頻率為100HZ5．（2023北京海淀高二上期末）圖1和圖2是教材中演示電感器對交變電流的阻礙作用的兩個電路圖。把帶鐵芯的線圈L與小燈泡串聯(lián)起來，先把它們接到直流電源上，如圖1所示，再把它們接到交流電源上，如圖2所示。取直流電源的電壓與交流電壓的有效值相等，觀察比較兩種情況下電路穩(wěn)定時燈泡的亮度。下列敘述正確的是（）A．因?yàn)橹绷麟娫吹碾妷号c交流電壓的有效值相等，所以兩個電路圖中的燈泡一樣亮B．因?yàn)橹绷麟娫吹碾妷盒∮诮涣麟妷旱姆逯担詧D2中的燈泡更亮一些C．對于圖2，調(diào)高電源頻率后，小燈泡將會變暗D．對于圖2，將線圈中的鐵芯拔出后，小燈泡將會變暗二、多選題6．（2024北京理工大附中高二上期末）如圖所示一正方形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的對稱軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，沿著OO′觀察，線圈沿逆時針方向轉(zhuǎn)動。已知勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線圈匝數(shù)為n，邊長為l，電阻為R，轉(zhuǎn)動的角速度為ω。則當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至圖示位置時()A．線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcda B．穿過線圈的磁通量為0C．線圈中的感應(yīng)電流為 D．穿過線圈磁通量的變化率為07．（2023北京海淀高二上期末）如圖所示，圖線a是線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動時所產(chǎn)生的正弦交流電的圖像，當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后，所產(chǎn)生的正弦交流電的圖像如圖線a所示，以下關(guān)于這兩個正弦交流電的說法中正確的是（）A．在圖中t=0時刻線圈平面平行于勻強(qiáng)磁場B．線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為2∶3C．交流a的電壓有效值為D．交流b的電壓最大值為三、解答題8．（2024北京大興高二上期末）如圖所示，交流發(fā)電機(jī)的矩形金屬線圈abcd的邊長ab=cd=50cm，bc=ad=30cm，匝數(shù)n=100，線圈的總電阻r=10Ω，線圈位于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.050T的勻強(qiáng)磁場中，線圈平面與磁場方向平行。線圈的兩個末端分別與兩個彼此絕緣的銅環(huán)E、F（集流環(huán)）焊接在一起，并通過電刷與阻值R=90Ω的定值電阻連接。現(xiàn)使線圈繞過bc和ad邊中點(diǎn)的轉(zhuǎn)軸OOˊ以角速度ω＝400rad/s勻速轉(zhuǎn)動。電路中其他電阻以及線圈的自感系數(shù)均可忽略不計(jì)。求：(1)線圈中感應(yīng)電流的最大值；(2)線圈轉(zhuǎn)動過程中電阻R的熱功率；(3)從線圈經(jīng)過圖示位置開始計(jì)時，經(jīng)過周期通過電阻R的電荷量。9．（2023北京海淀高二上期末）如圖所示，磁極N、S間的磁場可看做勻強(qiáng)磁場，磁感強(qiáng)度為B，矩形線圈N匝，AB=l1，BC=l2，在勻強(qiáng)磁場中以O(shè)O′為轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，角速度為ω，線圈的電阻為r，外接電阻R。從圖所示位置開始計(jì)時：（1）請你說明線圈平面轉(zhuǎn)至何位置時，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大；并推導(dǎo)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值的表達(dá)式（用所需物理量的字母表示）；（2）求線圈轉(zhuǎn)動過程中交變電壓表的示數(shù)；（3）從線圈經(jīng)過圖示位置開始計(jì)時，求經(jīng)過周期時間通過電阻R的電荷量。10．（2023北京海淀高二上期末）如圖所示，一小型發(fā)電機(jī)內(nèi)有匝矩形線圈，線圈面積，線圈電阻。在外力作用下矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中，以恒定的角速度繞垂直于磁場方向的固定軸勻速轉(zhuǎn)動，發(fā)電機(jī)線圈兩端與的電阻構(gòu)成閉合回路，交流電壓表為理想電表。求：（1）從線圈平面通過中性面時開始計(jì)時，寫出時刻線圈中感應(yīng)電動勢的表達(dá)式；（2）從線圈平面通過中性面時開始，線圈轉(zhuǎn)過角的過程中通過電阻橫截面的電荷量；（3）線圈轉(zhuǎn)動過程中，交流電壓表的示數(shù)以及電阻的發(fā)熱功率。

參考答案1．B【詳解】AC．兩電阻串聯(lián)，電流相等，則通過和的電流有效值都是選項(xiàng)AC錯誤；B．兩端的電壓有效值是U1=IR1=6V選項(xiàng)B正確；D．兩端的電壓有效值是U2=IR2=12V選項(xiàng)D錯誤。故選B。2．A【詳解】根據(jù)3A的直流電通過電阻R時，t時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q可知：Q=I12Rt

①當(dāng)讓一交流電通過電阻R，若2t時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q，則有：Q=I有2R?2t②聯(lián)立①②，代入數(shù)據(jù)解得:,則最大值：.故A正確，B、C、D錯誤.故選A.3．B【詳解】A．由乙圖可知，t=0.01s時刻電動勢的瞬時值為零，即線圈平面與中性面重合。故A錯誤；B．由乙圖可知，交變電流的周期為根據(jù)一個周期內(nèi)電流方向改變兩次，可得每秒鐘內(nèi)電流方向改變次數(shù)為故B正確；C．根據(jù)又聯(lián)立，可得故C錯誤；D．根據(jù)又聯(lián)立，可得0~0.01s時間內(nèi)所以0~0.01s時間內(nèi)通過燈泡的電荷量不為0，故D錯誤。故選B。4．A【詳解】A．由題圖可知，在時，其電動勢為零，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，此時線框的磁通量變化率為零，故A項(xiàng)正確；B．由題圖可知，在時，其電動勢為零，由交變電流產(chǎn)生過程可知，此時通過線框的磁通量最大，即線框處于中性面的位置，線框平面與磁場方向垂直，故B項(xiàng)錯誤；C．由正弦式交變電流的峰值和有效值的關(guān)系有故C項(xiàng)錯誤；D．由周期和頻率的關(guān)系有故D項(xiàng)錯誤。故選A。5．C【詳解】ABC．接交流電時，由于電感的阻礙作用，所以圖2中的燈泡更暗，交流電的頻率越大，阻礙作用越大，燈泡更暗，故AB錯誤，C正確；D．對于圖2，將線圈中的鐵芯拔出后，電感線圈的電感減小，阻礙作用減弱，故小燈泡將會變亮，故D錯誤。故選C。6．BC【詳解】BD．圖示位置，線圈平面與磁場平行，所以穿過線圈的磁通量為零，磁通量的變化率最大，B正確，D錯誤;A．此時由右手定則可知電流方向?yàn)閍dcba，A錯誤;C．由峰值表達(dá)式，所以，圖示位置感應(yīng)電流等于峰值，C正確。故選BC。7．CD【詳解】A．時刻，兩個正弦式交變電流的感應(yīng)電動勢的瞬時值均為零，此時線圈都在中性面位置，即線圈與磁場垂直，故A錯誤；B．由圖可得兩個正弦式交變電流的周期為則根據(jù)線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為故B錯誤；C．交流a是正弦式交變電流，電壓的最大值為則交流a的電壓有效值為故C正確；D．根據(jù)則則又因?yàn)樗怨蔇正確。故選CD。8．(1)；(2)；(3)【詳解】(1)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，線圈中感應(yīng)電流的最大值解得(2)通過電阻R的電流的有效值線圈轉(zhuǎn)動過程中電阻R的熱功率，解得(3)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有根據(jù)閉合電路歐姆定律有解得9．（1）見解析；（2）；（3）【詳解】（1）線圈轉(zhuǎn)動到與中性面垂直時，電動勢最大，ab、cd兩邊切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小均為所以電動勢的最大值為（2）線圈轉(zhuǎn)動過程中交變電壓表的示