高中物理人教版（2019）选择性必修第二册3.2交变电流的描述

1. 一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流的电动势为 $\text{[math]}$ .关于这个交变电流，下列说法中正确的是（）

A . 电动势的有效值为220V B . 交变电流的频率为100Hz C . 电动势的最大值为220V D . t=0时，线圈平面与中性面垂直

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2. 如图所示的电路中，两只小灯泡的规格相同．在开关S闭合一段时间后，发现两个灯泡的亮度相同．断开开关S后，进行如下操作，下列对小灯泡发光的描述正确的是（）

A . 开关S闭合瞬间，两灯一样亮 B . 开关S闭合后，灯A₂一直比A₁亮 C . 若将电源换成交流电，两灯一样亮 D . 断开开关S时，两灯都逐渐熄灭

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3. 关于生产和生活中的交流电，下列说法正确的是（）

A . 在一个周期内，交流电的方向改变一次 B . 交流用电设备上标出的电压和电流值是有效值 C . 某正弦交流电压的最大值为311V，则该交流电压的最小值为-311V D . 用交流电表测交变电流和电压时，测得的是交变电流和电压的最大值

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4. 如图所示，图线 $\text{[math]}$ 是线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所产生的正弦交流电的图像如图线 $\text{[math]}$ 所示。以下关于这两个正弦交流电的说法中正确的是（）

A . 线圈先后两次转速之比为 $\text{[math]}$ B . 交流电 $\text{[math]}$ 电压的最大值为 $\text{[math]}$ C . 交流电 $\text{[math]}$ 的电压瞬时值表达式 $\text{[math]}$ D . 在图中 $\text{[math]}$ 时刻穿过线圈的磁通量为零

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5. 如图所示为某种周期性交流电的电流与时间关系的图象，其中前半周期为正弦曲线的一部分，后半周期是直线段，则该交流电的有效值为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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6. 两个相同的电阻，分别通以如图甲、乙所示的正弦式交变电流和方波式交变电流，两种交变电流的最大值相等，周期相等．则在一个周期内，正弦式交变电流在电阻上产生的焦耳热Q₁与方波式交变电流在电阻上产生的焦耳热Q₂之比等于( )

A . 3∶1 B . 1∶2 C . 2∶1 D . 4∶3

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7. 如图所示，一个边长L=10 cm，匝数n=100匝的正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO´匀速转动，磁感应强度B=0.50 T，角速度ω=10π rad/s，闭合回路中两只灯泡均能正常发光。下列说法正确的是（）

A . 从图中位置开始计时，感应电动势的瞬时表达式为e =5πcos10πt（V） B . 增大线圈转动角速度ω时，感应电动势的峰值E_m不变 C . 抽去电感器L的铁芯时，灯泡L₂变暗 D . 增大电容器C两极板间的距离时，灯泡L₁变亮

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8. 如图所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系，若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过 $\text{[math]}$ 的时间，两电阻消耗的电功之比 $\text{[math]}$ 为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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9. 图甲为小型交流发电机的原理图，发电机的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO′匀速转动，从t＝0时刻开始，通过矩形线圈的磁通量随时间变化的规律如图乙所示，已知线圈的匝数n＝50，线圈的电阻r＝5 Ω，线圈与外电路连接的定值电阻R＝45 Ω，电压表为理想交流电表.则下列判断正确的是（）

A . 线圈转动的周期为6.28 s B . t＝0时刻线圈平面与磁感线平行 C . 线圈转动过程中产生的最大感应电动势为100 $\text{[math]}$ V D . 电压表的示数为45 $\text{[math]}$ V

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10. 如图所示，某交流发电机的线圈共 $\text{[math]}$ 匝，面积为 $\text{[math]}$ ，内阻为 $\text{[math]}$ ，线圈两端与电阻 $\text{[math]}$ 构成闭合回路。当线圈在磁感应强度为 $\text{[math]}$ 的匀强磁场中，以角速度 $\text{[math]}$ 绕轴 $\text{[math]}$ 匀速转动时，下列说法正确的是（）

A . 线圈产生的感应电动势的有效值 $\text{[math]}$ B . 从图示位置转过 $\text{[math]}$ 的过程中，通过电阻R的电荷量 $\text{[math]}$ C . 线圈经过中性面时，感应电流达到最大值 D . 线圈中的电流每经过时间 $\text{[math]}$ 方向改变一次

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11. 如图所示，坐标系xOy平面为光滑水平面现有一长为d、宽为L的线框MNPQ在外力F作用下，沿x轴正方向以速度υ做匀速直线运动，空间存在竖直方向的磁场，磁场感应强度B=B₀cos $\text{[math]}$ x，规定竖直向下方向为磁感应强度正方向，线框电阻为R，在t=0时刻MN边恰好在y轴处，则下列说法正确的是（）

A . 外力F是沿负x轴方向的恒力 B . 在t=0时，外力大小F= $\text{[math]}$ C . 通过线圈的瞬时电流I= $\text{[math]}$ D . 经过t= $\text{[math]}$ ，线圈中产生的电热Q= $\text{[math]}$

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12. 如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直。线圈匝数N=50，电阻r=1Ω，长l₁=0.05m，宽l₂=0.04m，角速度ω=100πrad/s，磁场的磁感应强度B=0.2T线圈两端外接电阻R=9Ω的用电器和一个交流电流表。求：

（1）由图示位置开始计时线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式；

（2）电流表的读数；

（3）当线圈从图示位置转过60°时，通过电阻R的电荷量是多少？

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13. 有一个电热器，工作时的电阻为50Ω，接在电压u为 $\text{[math]}$ 的交流电源上，其中 $\text{[math]}$ 为311V， $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ 。该电热器消耗的功率是多大？

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14. 如图是一个正弦式交变电流的波形图。根据 $\text{[math]}$ 图像求出它的周期、频率、电流的峰值、电流的有效值。

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15. 在图甲中，直角坐标系0xy的1、3象限内有匀强磁场，第1象限内的磁感应强度大小为2B ，第3象限内的磁感应强度大小为B ，磁感应强度的方向均垂直于纸面向里.现将半径为R ，圆心角为90⁰的扇形导线框OPQ以角速度 $\text{[math]}$ 绕O点在纸面内沿逆时针匀速转动，导线框回路电阻为r.

（1）求导线框中感应电流最大值.

（2）求导线框从图示位置开始转过90⁰的过程中通过导线框横截面的电荷量.

（3）求线框匀速转动一周产生的热量.

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