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专题 14.1 交变电流的产生和描述【练】
1、（2022·北京丰台·模拟预测）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 逆时针匀速转动，发电机的电动势随时间的变化规律为 。下列说法正确的是（
）
A．此交流电的频率为
B．此发电机电动势的有效值为
C．当线圈平面转到图示位置时产生的电流方向为ABCD
D．当线圈平面转到图示位置时磁通量的变化率最大
2、（2022·安徽省临泉第一中学高三开学考试）如图1、2分别是甲、乙两种交流电的i—t关系图像，则甲、
乙两种交流电的有效值之比为（ ）
A． B． C． D．1：1
3、（2022·江苏·扬州中学模拟预测）如图甲所示，单匝矩形线框在匀强磁场B中，绕与磁场B垂直的轴
OO′匀速转动。已知线框电阻R，转动周期T，穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图，如图乙所示。则下
列说法错误的是（ ）
A． 时刻，线框平面与中性面垂直B．感应电流的有效值为
C． 到 过程中，线框中平均感应电动势为零
D．线框转动一周，线框中产生的热量为
4、（2022·北京·高三专题练习）如图1所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕
与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图2中曲线a、b所示，则（ ）
A．曲线a表示的交变电动势有效值为15V
B．曲线a表示的交变电动势频率为25Hz
C．曲线a、b对应的线圈转速之比为
D． 时刻穿过线圈平面的磁通量均为零
5、（2022·全国·三模）如图所示为交流发电机的示意图，线圈的 AB边和CD边分别连在金属滑环K和L
上，电刷E和F分别压在滑环K和L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。两磁极
之间的磁场视为与强磁场且磁感应强度大小为B，A为理想交流电流表，R为定值电阻，单匝线圈ABCD
的面积为S、电阻为r，其余电阻不计。线圈以OO'轴逆时针匀速转动，每秒钟转n圈。如果以图示位置为
计时起点，则（ ）
A．图示时刻电流表读数为
B．电阻R上的电流方向每秒改变n次
C．线圈产生的感应电动势为
D．线圈转一周的过程中电阻R上产生的焦耳热为6、（2022·山西省翼城中学校高三阶段练习）如图甲乙分别是两种交流电的 、 关系图像，则两种
交流电的有效值之比为（ ）
A．1 B． C． D．
7、（多选）（2022·广西桂林·高三开学考试）在一小型交流发电机中，矩形金属线圈 的面积为 ，匝
数为 ，线圈总电阻为 ，在磁感应强度为 的匀强磁场中，绕轴 （从上往下看逆时针转动）以角速
度 匀速转动，从如图甲所示的位置作为计时的起点，产生的感应电动势随时间的变化关系如图乙所示，
矩形线圈与阻值为 的电阻构成闭合电路，下列说法中正确的是（ ）
A．在 时间内，穿过线圈的磁通量的变化量大小为
B．在 时间内，通过电阻 电流方向先向上然后向下
C． 时刻穿过线圈的磁通量的变化率大小为
D．在 时间内，通过电阻 的电荷量为
8、（多选）（2022·广东·深圳市光明区高级中学模拟预测）如图甲所示，发光竹蜻蜓是一种常见的儿童玩
具。某同学对竹蜻蜓的电路作如下简化：如图乙所示，导电圆环绕垂直于圆环平面、通过圆心 的金属轴
以角速度 逆时针匀速转动（俯视）。圆环上接有三根金属辐条 、 、 ，辐条互成 角。
在圆环左半部分张角也为 角的范围内（两条虚线之间）分布着垂直圆环平面向下磁感应强度为 的匀
强磁场，在转轴 与圆环的边缘之间通过电刷 、 与一个 灯（二极管）相连。除 灯电阻外，
其他电阻不计。下列说法中正确的是（ ）A．若 棒进入磁场中， 点电势小于 点电势
B．金属辐条在磁场中旋转产生的是正弦式交变电流
C．若导电圆环顺时针转动（俯视），也能看到 灯发光
D．角速度比较大时，能看到 灯更亮
9、（2022·江苏省昆山中学模拟预测）某兴趣小组设计了一种发电装置，如图所示，在磁极和圆柱状铁芯
之间形成的两磁场区域的圆心角 均为 ，磁场均沿半径方向，匝数为 N 的矩形线圈 abcd 的边长
、 。线圈以角速度 绕中心轴匀速转动，bc和ad边同时进入磁场，在磁场中，两条
边所经过处的磁感应强度大小均为 B、方向始终与两边的运动方向垂直，线圈的总电阻为 r，外接电阻为
R。求：
（1）线圈切割磁感线时，bc边所受安培力的大小F；
（2）外接电阻上电流的有效值I。
10、（2022·山东潍坊·三模）如图所示为一台教学用手摇式交流发电机，当缓慢摇动大皮带轮手柄时，连
接在发电机上的小灯泡就会一闪一闪地发光。已知大皮带轮半径为R，小皮带轮半径为r，摇动手柄的角速
度为 ，且摇动过程中皮带不打滑，以下判断正确的是（ ）A．发电机产生的交变电流频率为
B．小灯泡闪烁的频率为
C．小灯泡的瞬时功率等于通过小灯泡的电流、电压二者有效值的乘积
D．发电机启动阶段，当手摇转速加倍后，小灯泡的功率变为2倍
11、（2022·重庆一中模拟预测）如图甲所示，一单匝闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动，从图
示位置开始计时，产生的感应电动势如图乙所示。则关于该交流电，下列说法正确的是（ ）
A．该交流电电动势的瞬时表达式为 （V）
B．该交流电电动势的有效值为 V
C．转动过程中磁通量的最大值为 Wb
D．可以将耐压值为110V的电容器直接与该线圈串联
12、（2022·四川·树德中学模拟预测）如图所示，一矩形n匝闭合线圈匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转
轴OO'以恒定的角速度ω转动，线圈电阻为R，从如图位置(线圈平面与磁场方向平行)为t＝0时刻开始计
时，线圈平面转过60°时线圈中的感应电流的大小为I，则下列判断正确的是（ ）
0
A．在0～ 时间内穿过线圈的磁通量一直在增大B．在0～ 时间内线圈中的感应电流先增大后减小
C．一个周期内，线圈上产生的热量为
D．穿过线圈的磁通量最大值为
13、（2022·河北·模拟预测）某周期性变化电流随时间变化的规律如图所示，已知该电流的有效值为 ，
则该交流电的周期为（ ）
A．37.5s B．40s C．42.5s D．45s
14、（2022·湖北·模拟预测）如图所示，单匝闭合矩形导线框abcd电阻为R，ef为线框与磁场边界的交点，
。线框绕过ef的轴以角速度 匀速转动，从图示位置开始计时，若匀
强磁场的磁感应强度为B，下列说法正确的是（ ）
A．t=0时刻，回路中电流
B．回路中电流的最大值
C．回路中感应电动势的有效值
D．前 周期内，回路中平均电动势
15、（多选）（2022·四川·模拟预测）在匀强磁场中，匝数N=100的矩形线圈绕垂直磁感线的转轴匀速转
动，线圈中产生的感应电动势随时间变化规律如图所示，则下列说法正确的是（ ）A．t=0.5×10-2 s时，线圈平面与中性面重合
B．t=1×10-2 s时，线圈中磁通量变化率最大
C．穿过每一匝线圈的最大磁通量为1×10-3 Wb
D．线圈转动的角速度为100π rad/s
16、（多选）（2022·宁夏六盘山高级中学三模）已知如图所示为穿过匝数n=100的线圈的磁通量随时间
t按正弦规律变化的图像，其产生的电压为交变电压（π=3.14）。判断下列选项中的四个交变电压的有效值
与已知的交变电压的有效值相同的是（ ）
A． B．
C． D．
17、（2022·安徽·滁州市第四中学三模）如图 1 所示，单匝矩形导轨的两侧分别接有电阻 和
，矩形导轨中央虚线区域磁场的有效面积 ，磁感应强度B随时间t的变化如图2所示。不
计其他一切电阻，求：
（1）回路中电流的有效值是多少（可用根式表示）；
（2）一个周期内整个回路中产生的热量为多大（可用分式表示）。18、（2022·山西·太原五中二模）如图所示，两根等高光滑的 圆弧轨道，半径为r、间距为L，轨道电阻
忽略不计。在轨道顶端连有一阻值为 R的电阻，整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为
B。现有一根长度稍大于L、质量为m、电阻值为R的金属棒从轨道的顶端ab处由静止开始下滑，到达轨
道底端cd时受到轨道的支持力大小为2mg。整个过程中金属棒与导轨接触良好，求：
（1）金属棒到达最低点时的通过电阻R的电流；
（2）若金属棒在拉力作用下，从cd开始以速度v 向右沿轨道做匀速圆周运动，则在到达ab的过程中拉力
0
做的功为多少？
19、（2022·重庆·高考真题）低压卤素灯在家庭电路中使用时需要变压器降压。若将“ ”的交流
卤素灯直接通过变压器（视为理想变压器）接入电压为 的交流电后能正常工作，则（ ）
A．卤素灯两端的电压有效值为 B．变压器原、副线圈的匝数比为55∶3
C．流过卤素灯的电流为 D．卤素灯的电阻为
20、（2022·河北·高考真题）张家口市坝上地区的风力发电场是北京冬奥会绿色电能的主要供应地之一，
其发电、输电简易模型如图所示，已知风轮机叶片转速为每秒 z转，通过转速比为 的升速齿轮箱带动
发电机线圈高速转动，发电机线圈面积为S，匝数为N，匀强磁场的磁感应强度为B， 时刻，线圈所
在平面与磁场方向垂直，发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后。输出电压为 U。忽略线圈电阻，
下列说法正确的是（ ）A．发电机输出的电压为
B．发电机输出交变电流的频率为
C．变压器原、副线圈的匝数比为
D．发电机产生的瞬时电动势
21、（2021·江苏·高考真题）贯彻新发展理念，我国风力发电发展迅猛，2020年我国风力发电量高达4000
亿千瓦时。某种风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，
已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为 ，线圈的匝数为100、面积为 ，电阻为
，若磁体转动的角速度为 ，线圈中产生的感应电流为 。求：
（1）线圈中感应电动势的有效值E；
（2）线圈的输出功率P。
22、（2020·海南·高考真题）图甲、乙分别表示两种电流的波形，其中图乙所示电流按正弦规律变化，分
别用 和 表示甲和乙两电流的有效值，则（ ）
A． B．
C． D．
