暑假作业06 交变电流及其描述（原卷版）-2025版高二物理暑假作业

限时练习：90min完成时间：月日天气：作业06交变电流及其描述一、正弦式交变电流的产生假定线圈绕OO′轴沿逆时针方向匀速转动，如图所示1.两个特殊位置①中性面位置(S⊥B，如图中的甲、丙)线圈平面与磁场垂直的位置，此时Φ最大，eq\f(ΔΦ,Δt)为0，e为0，i为0.线圈经过中性面时，电流方向发生改变，线圈转一圈电流方向改变两次．②垂直中性面位置(S∥B，如图中的乙、丁)此时Φ为0，eq\f(ΔΦ,Δt)最大，e最大，i最大。2．从中性面开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时值表达式：e＝Emsinωt，Em叫作电动势的峰值，Em＝NωBS.3．正弦式交变电流：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．4．正弦式交变电流和电压电流表达式i＝Imsinωt，电压表达式u＝Umsinωt.其中Im、Um分别是电流和电压的最大值，也叫峰值．二、交变电流的周期和频率1．周期(T)：交变电流完成一次周期性变化所需的时间．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叫作频率，数值等于交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数．3．周期和频率的关系：T＝eq\f(1,f)或f＝eq\f(1,T).4．角速度与周期、频率的关系：ω＝eq\f(2π,T)＝2πf.三、峰值和有效值1．峰值：交变电流的电压、电流能达到的最大数值叫峰值．电容器所能承受的电压要高于交流电压的峰值，否则电容器就可能被击穿．2．有效值：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，则此恒定电流的电流与电压叫作交变电流的有效值．3．正弦式交变电流的峰值与有效值之间的关系E＝eq\f(Em,\r(2))＝0.707Em，U＝eq\f(Um,\r(2))＝0.707Um，I＝eq\f(Im,\r(2))＝0.707Im4.当电流是非正弦式交变电流时，必须根据有效值的定义求解．先计算交变电流在一个周期内产生的热量Q，再将热量Q用相应的物理量的有效值表示，即Q＝I2RT或Q＝eq\f(U2,R)T，最后代入数据求解有效值．一、单选题1．图甲为交流发电机示意图，图中两磁极之间的磁场可近似为匀强磁场，A为理想电流表，线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动。从图示位置开始计时，电刷E、F之间的电压随时间变化的图像如图乙所示。已知，下列说法正确的是（

）A．时，穿过线圈平面的磁通量最大B．时，线圈中感应电流的方向为DCBADC．E、F之间电压的瞬时值表达式为D．当线圈从图示位置转过60°时，电流表的示数为0.5A2．一个单匝矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴做匀速转动。通过线圈的磁通量随时间t的变化规律如图所示，则以下说法正确的是（）A．零时刻线圈位于中性面B．时刻电流方向发生改变C．感应电动势的有效值为D．时刻到时刻，感应电动势的平均值为零3．如图为交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴按图示方向匀速转动，转动角速度，线圈的匝数匝、总电阻，线圈围成的面积。线圈两端与阻值的电阻相连，交流电压表可视为理想电表。已知磁场的磁感应强度，图示位置矩形线圈与磁感线平行。则下列说法错误的是（）A．图示位置时，线圈中的电流最大，电流方向为B．电路中交流电压表的示数为90VC．从图示位置开始计时，线圈产生的电动势的瞬时值表达式为D．线圈由图示位置转过的过程中，通过电阻R的电荷量为4．如图甲，风力发电装置呈现风车外形，风轮机带动内部匝数为N的矩形铜质线圈在水平匀强磁场中，以角速度ω绕垂直于磁场的水平转轴，顺时针匀速转动产生交流电，发电模型简化为图乙。已知N匝线圈产生的感应电动势的最大值为Em。则（）A．线圈转动的快慢不会影响回路中电流的大小B．当线圈转到图示位置时产生的感应电流方向为ABCDC．当线圈转到图示位置时磁通量的变化率最小D．穿过线圈的最大磁通量为5．某中学一物理兴趣小组制作了一个简易的风力发电机，如甲图所示，在有风吹动风叶时，风叶通过连杆带动磁铁转动，假设转速与风速成正比。在某一稳定的风速转轴下，线圈中产生的正弦式交变电流如图乙所示，则（

）A．时穿过线圈的磁通量为零B．在的时间内，通过线圈导线某一截面的电荷量为C．风速减半时电流的表达式为D．风速减半时线圈中电流的有效值为6．如图甲所示为一交变电压随时间变化的图像，每个周期内，前二分之一周期电压按正弦规律变化，后二分之一周期电压恒定。若将此交流电连接成如图乙所示的电路，电阻R阻值为50Ω，则（）A．理想电压表读数为45VB．理想电流表读数为0.8AC．电阻R消耗的电功率为45WD．电阻R在50秒内产生的热量为2020J7．如图所示为某一交流电的电压随时间的变化关系图像，已知图像前半周期为峰值是4V的正弦式交流电的四分之一周期图形，后半周期为峰值是2V的另一正弦式交流电的四分之一周期图形，则该交流电的电压有效值为（

）A． B． C． D．8．某种交流电的电流i随时间t变化的图像如图中的实线所示，则这种交流电的有效值为（）A． B． C． D．二、多选题9．一矩形线圈绕垂直于匀强磁场方向、并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化情况如图所示，则下列说法中正确的是（

）A．每当感应电动势e变换方向时，穿过线圈的磁通量的绝对值都为最大B．时刻穿过线圈的磁通量变化率为零C．该图是从线圈平面与磁场方向平行时刻开始计时的D．时刻穿过线圈的磁通量最大10．如图所示，一矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴匀速转动，沿着从上向下观察，线圈沿逆时针方向转动。已知线圈匝数为n，总电阻为r，ab边长为，ad边长为l2，线圈转动的角速度为，外电阻阻值为R，匀强磁场的磁感应强度为B，则下列判断错误的是（）A．在图示位置ab边所受的安培力为B．线圈从图示位置转过的过程中，通过电阻R的电荷量为C．在图示位置穿过线圈的磁通量为0D．在图示位置感应电动势为11．车载手机无线充电是一种方便的充电方式，可以让驾驶者在驾车过程中无须使用充电线连接手机而给手机充电。这种技术利用了电磁感应原理，通过在车内安装一个无线充电器，向放置在充电器上的手机发送电能。整个装置的示意图如图所示，电力输送线圈匝数与接受线圈的匝数之比为22：1，输电线圈的电压。不计充电过程的电能损失。下列说法正确的是（

）

A．若输电线圈的电流为逆时针方向（俯视图）且增大，则接受线圈的电流方向也为逆时针B．无线充电的频率为25HzC．接受线圈两端电压的有效值为5VD．接受线圈两端的最大电压为10V12．如图甲所示，在匀强磁场中，有一匝数为n、总电阻为r的矩形线圈abcd绕轴OO′以角速度ω匀速转动，线圈通过理想交流电流表与阻值为R的电阻相连，图乙是线圈转动过程中产生的感应电动势e随时间t变化的图像，则下列说法中正确的是（）A．t=0时刻，穿过线圈的磁通量为零B．t=t1时刻，穿过线圈的磁通量变化率为C．t3~t4这段时间内通过电阻R的电荷量为D．t=t4时刻，电流表的示数为零一、单选题1．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。图图示时刻线圈平面与磁场方向平行，若转子带动线圈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a端电势低于b端电势B．线圈转动到如图所示位置时电流方向发生变化C．线圈转动到如图所示位置时感应电流最大D．线圈产生的电动势大小与海浪波动的频率无关2．如图所示，从左往右看，各线圈在匀强磁场中绕轴匀速顺时针转动，从图示位置开始计时，设电流从2流出线圈为正方向，能产生图甲所示交变电流的是（）A．线圈平面与磁场垂直B．线圈平面与磁场平行C．线圈平而与磁场垂直D．线圈平面与磁场平行3．如图所示是某一交变电流的图像，曲线部分为正弦函数的一部分，则该交变电流的有效值为（）A． B． C． D．4．一交变电流的电压随时间变化的规律如图所示，周期为T，其电压的有效值为（）A． B． C． D．二、多选题5．如图所示，同种导体材料制成的扇形线圈OAB的半径为a、圆心角为，电阻为R。MN上方有一匀强磁场，磁感应强度为B，现使线圈在时从图示位置开始绕垂直于纸面且过O点的轴以角速度逆时针匀速转动，下列说法正确的是（）A．从开始线圈转过时，O点电势比A点电势低B．从开始线圈转过时，O点电势比A点电势高C．从开始线圈转过的过程中，流经线圈的电荷量为D．转动一周，线圈中电流的有效值为6．自行车上装有车头灯发电机，发电机结构示意图如图甲，自行车车轮通过摩擦带动小轮转动，小轮再动旋转磁极转动产生的电动势e随时间t的变化如图乙所示。已知车轮和小轮的转动角速度分别是和，车轮半径，小轮半径（），车头灯两端电压与车轮转动角速度成正比，假设小轮与车轮间无相对滑动，线圈电阻不计，车头灯电阻为R且看作纯电阻，下列说法正确的是（）A．时刻穿过线圈的磁通量变化率最小B．小轮的角速度与车轮转动的角