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第53 讲 交流电的产生与描述
目录
01 课标达标练....................................................................................................................................................... 1
01 交变电流图像及函数..................................................................................................................................................1
02 有效值的理解与应用..................................................................................................................................................2
03 对交变电流“四值”的比较.....................................................................................................................................3
02 核心突破练....................................................................................................................................................... 7
03 真题溯源练....................................................................................................................................................... 8
01 交变电流图像及函数
1．（2021·辽宁葫芦岛·一模）一手摇交流发电机线圈在匀强磁场中匀速转动，内阻不计。转轴位于线圈平
面内，并与磁场方向垂直。产生的电动势随时间变化的规律如图所示，则（ ）
A．该交变电流频率是0.4Hz
B．计时起点，线圈恰好与中性面重合
C．t＝0.1s 时，穿过线圈平面的磁通量最大
D．该交变电动势瞬时值表达式是e＝
cos5πt（V）
2．（2025·辽宁·一模）如图甲所示，在匀强磁场中，闭合线框绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。线框产生
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的交变电流i 随时间t 变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．该交变电流可将熔断电流为3A 的保险丝熔断
B．交变电流的周期为0.03s
C．在
时穿过线框的磁通量为零
D．线框匀速转动的角速度为
02 有效值的理解与应用
3.（2024·辽宁鞍山·一模）一个正弦式交变电流的电流强度i 随时间t 变化的规律如图所示，此交变电流的
有效值是（ ）
A．5A
B．
C．10A
D．
4．（2024·辽宁辽阳·模拟预测）如图甲所示，虚线MN 左侧空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强
度大小为B0与MN 共面、边长为L 的单匝金属线框abcd 以MN 为对称轴放置在纸面内，以角速度ω1绕轴
匀速转动，再将线框在纸面内向右平移
L，使线框绕MN 以角速度ω2匀速转动，如图乙所示，若甲、乙
两图中线框中热功率相等，则ω1：ω2等于（ ）
2
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A．
：2
B．2：
C．
：2
D．2：
03 对交变电流“四值”的比较
5．（多选）（2022·吉林松原·模拟预测）如图所示，虚线MN 左侧空间存在垂直于纸面向里的匀强磁场，
磁感应强度大小为B。纸面内有一个圆心角为120°的扇形金属线框OCD，半径为r，线框围成的回路电阻
为R，顶角O 在虚线MN 上。当金属线框绕顶角O 在纸面内以角速度
匀速转动时，下列说法正确的是（
）
A．线框转动一圈的过程中，线框中有电流的时间为
B．线框中存在电流时，电流的大小为
C．线框进入磁场过程中，通过线框某截面的电荷量大小为
D．线框持续转动过程中，线框中电流的有效值为
6．（2018·黑龙江大庆·一模）如图，
匝矩形导线恒以角速度
绕对称轴
匀速转动，线圈面积为S，
线框电阻、电感均不计，在
左侧有磁感应强度为
的匀强磁场，外电路接有电阻
理想电流表A，那
3
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么可以确定是（ ）
A．从图示时刻起，线框产生的瞬时电动势为
B．交流电流表的示数
C．
两端电压的有效值
D．一个周期内
的发热量
1．（2021·黑龙江·三模）今年2、3 月份，美国许多地方遭到了暴风雪的袭击，暴风雪造成了德州全州大
停电。居安思危，某同学利用所学知识自制发电机，交流发电机的模型示意图如图所示。磁铁产生的磁场
磁感应强度B=0.5T，自制线圈匝数N=500 匝，面积S=0.04m2，不计线圈内阻，额定电压为220V、20W 的
灯泡正常发光了1 分钟，下列说法正确的是（ ）
4
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A．图示位置感应电流为零
B．线圈的转速n=
r/s
C．电压表的示数为220
V
D．1 分钟内该同学消耗的能量至少为1200J
2．（2020·辽宁·模拟预测）一只电阻先后通有四种不同形式的电流，电流随时间变化的情况如图所示，则
在相同的时间内电阻产生热量最小的是（ ）
A．
B．
C．
D．
3.（2025·辽宁沈阳·模拟预测）无线充电技术在新能源汽车等领域得到应用。地下铺设供电的送电线圈，车
上的受电线圈与蓄电池相连，如图所示。送电线圈和受电线圈匝数比为
：
：1。当送电线圈接上图
中的正弦交流电后，受电线圈中的电流有效值为2A。不考虑线圈的自感，忽略电能传输的损耗，下列说法
正确的是（ ）
A．受电线圈的电流方向每秒改变50 次
B．送电线圈的输入电压为有效值
C．送电线圈的输出电流有效值为8A
D．送电线圈的输入功率为110W
4．（多选）（2025·全国·模拟预测）如图甲所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴
OO′匀速转动，从某时刻开始计时，产生的感应电动势e 随时间t 的变化图像如图乙所示，若外接电阻
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R=20Ω，线圈电阻r=5Ω，则下列说法中正确的是（ ）
A．0.03s 末穿过线圈的磁通量最大
B．矩形线圈转动的角速度为50π rad/s
C．电压表示数为40√2V
D．电阻R 在1 分钟内产生的热量为1.92×104J
5．（2024·辽宁·模拟预测）一单匝闭合矩形线圈
以角速度
绕垂直于磁感线的固定轴
匀速转动，
线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中，线圈电阻为
。通过线圈的磁通量
随时间的变化规律如图乙
所示。下列说法不正确的是（ ）
A．
时刻线圈中感应电流方向改变，线圈平面与磁场方向垂直
B．
时刻通过线圈平面的磁通量变化率最大，线圈中感应电动势最大
C．从
到
的过程，通过线圈某一截面的电荷量为
D．线框转动一周产生的焦耳热为
6.（多选）（2025·辽宁沈阳·三模）我国自主研发的"海能-3 号"波浪发电装置在南海海域成功运行。下图为
时刻沿
轴正方向传播的海水波的图像。圆柱形浮子定位在
处的波面上，随波浪做简谐运动，
此时质点的速率为
，浮子上端固定连接
匝的圆形线圈，线圈半径
，线圈在磁感应强度
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的辐向稳定磁场中垂直切割磁感线运动，发电系统通过匝数比
的理想变压器接入
的纯电阻负载，磁铁、变压器、纯电阻负载等固定，下列判断正确的是（ ）
A．t=0 时刻浮杆正随海水向下振动
B．t=0 时刻发电机产生的电动势为
C．变压器副线圈输出电压的峰值为
D．负载消耗的功率为
7.（多选）（2025·黑龙江哈尔滨·模拟预测）如图甲所示，金属杆垂直导轨放置在两个光滑的平行水平导轨
上，接入导轨间的有效长度为
，金属杆质量为
，磁感应强度大小为
的匀强磁场方向竖直向上，整个
回路的电阻恒为
，现给金属杆施加水平向右的特殊拉力
，使金属棒向右运动的速度－时间关系图像如
图乙所示，图中的
和
已知，曲线是正弦曲线的形状，结合图中所给的相关已知条件，分析下列说法正
确的是（ ）
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A．
时刻，若拉力
的大小为
，则曲线切线的斜率等于
B．
时刻，拉力
的功率为
C．若图乙阴影的面积为
，则
时间内，拉力
的平均值为
D．
时间内，回路中产生的热量为
8.（2025·黑龙江齐齐哈尔·模拟预测）在如图所示的电路图中，a、b 端接入的交流电压为
，电压表和电流表均为理想交流电表，定值电阻的阻值为
，二极管为理想二极
管。闭合开关后，下列说法正确的是（ ）
A．该交流电周期为
B．电压表测得的电压大小为
C．电流表测得的电流大小为
D．定值电阻消耗的电功率为
1．（2024·山东·高考真题）如图甲所示，在-d≤x≤d，-d≤y≤d 的区域中存在垂直Oxy 平面向里、磁感应强度
大小为B 的匀强磁场（用阴影表示磁场的区域），边长为2d 的正方形线圈与磁场边界重合。线圈以y 轴为
转轴匀速转动时，线圈中产生的交变电动势如图乙所示。若仅磁场的区域发生了变化，线圈中产生的电动
势变为图丙所示实线部分，则变化后磁场的区域可能为（ ）
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A．
B．
C．
D．
2．（2024·湖北·高考真题）在如图所示电路中接入正弦交流电，灯泡L1的电阻是灯泡L2的2 倍。假设两个
二极管正向电阻为0、反向电阻无穷大。闭合开关S，灯泡L1、L2的电功率之比P1: P2为（ ）
A．2︰1
B．1︰1
C．1︰2
D．1︰4
3．（2021·辽宁·高考真题）如图所示，N 匝正方形闭合金属线圈abcd 边长为L，线圈处于磁感应强度大小
为B 的匀强磁场中，绕着与磁场垂直且与线圈共面的轴OO′以角速度ω 匀速转动，ab 边距轴
。线圈中感
应电动势的有效值为（ ）
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A．
B．
C．
D．
4．（多选）（2024·新疆河南·高考真题）电动汽车制动时可利用车轮转动将其动能转换成电能储存起来。
车轮转动时带动磁极绕固定的线圈旋转，在线圈中产生电流。磁极匀速转动的某瞬间，磁场方向恰与线圈
平面垂直，如图所示。将两磁极间的磁场视为匀强磁场，则磁极再转过90°时，线圈中（ ）
A．电流最小
B．电流最大
C．电流方向由P 指向Q
D．电流方向由Q 指向P
5．（多选）（2019·天津·高考真题）单匝闭合矩形线框电阻为R，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速
转动，穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图像如图所示．下列说法正确的是（ ）
A．T
2
时刻线框平面与中性面垂直
B．线框的感应电动势有效值为√2πΦm
T
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C．线框转一周外力所做的功为2π
2Φm
2
RT
D．从t =0到t = T
4
过程中线框的平均感应电动势为πΦm
T
6．（多选）（2025·浙江·高考真题）如图1 所示，在平面内存在一以O 为圆心、半径为r 的圆形区域，其
中存在一方向垂直平面的匀强磁场，磁感应强度B 随时间变化如图2 所示，周期为3t0。变化的磁场在空
间产生感生电场，电场线为一系列以O 为圆心的同心圆，在同一电场线上，电场强度大小相同。在同一平
面内，有以O 为圆心的半径为2r的导电圆环I，与磁场边界相切的半径为0.5r的导电圆环Ⅱ，电阻均为
R，圆心O 对圆环Ⅱ上P、Q 两点的张角φ =30°；另有一可视为无限长的直导线CD。导电圆环间绝缘，且
不计相互影响，则（ ）
A．圆环I 中电流的有效值为√3 π r
2B0
Rt0
B．t =1.5t0
时刻直导线CD 电动势为π r
2 B0
t0
C．t =0.5t0
时刻圆环Ⅱ中电流为π r
2B0
12 Rt0
D．t =0.5t0
时刻圆环Ⅱ上PQ 间电动势为1
12 π r
2 B0
t0
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