高中物理考题精选（64）——表征交变电流的物理量1、如图所示为一交流电压随时间变化的图象．每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定．根据图中数据可得，此交流电压的有效值为 ( )A．7.5V B．8V C．2 V D．3 V答案C2、右图表示一交流电的电流随时间而变化的图象，此交流电流的有效值是（ ）A．A B．5A C．A D．3.5A答案B3、有一种家用电器，图甲是其电路工作原理图，当电阻丝接在u＝311sin100πt(V)的交流电源上后，电阻丝开始加热，当其温度达到某一数值时，自动控温装置P启动，使电阻丝所接电压变为图乙所示波形(部分仍为正弦波)，从而进入保温状态。不计电阻丝阻值的变化，则下列说法正确的是( )A．P启动后，电阻丝的功率变为原来的一半B．P启动后，电阻丝所接交变电压的频率变为原来的一半C．P启动后，电压表的读数大约是原来的0.5倍D．P启动后，电压表的读数大约是原来的0.7倍答案A解析 P启动前电阻丝的功率P1＝＝，P启动后，结合乙图可知电阻丝的功率P2＝，由有效值定义有·＋0＝T，得P2＝·＝·，则知P1＝2P2，A正确；P启动前的交流电的频率f＝-25-\nHz＝50Hz，启动后的交流电的频率f′＝＝Hz＝50Hz，则B错误；电压表在交流电中测有效值，启动前U有＝V，又由启动前后功率关系可知，启动后U有′＝·U有≈0.7U有，则C错误，D正确。4、如图所示电路，电阻R1与电阻R2阻值相同，都为R，和R1并联的D为理想二极管(正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大)，在A、B间加一正弦交流电u＝20sin100πt V，则加在R2上的电压有效值为( )A．10VB．20VC．15VD．5 V答案解析：由有效值定义，·＋·＝T，解得U＝5V，选D.答案：D5、图所示为交变电流产生的示意图，在磁感应强度为B的匀强磁场中线圈绕OO′轴以角速度ω匀速转动，线圈匝数为N，线圈总电阻为r，线圈面积为S，外电路电阻为R.在线圈由图示位置转过90°的过程中，下列说法正确的是( )-25-\nA．磁通量的变化量ΔΦ＝NBSB．平均感应电动势＝C．电阻R产生的焦耳热Q＝D．电阻R产生的焦耳热Q＝ωRπ·答案解析：穿过某个面的磁通量与线圈匝数无关，线圈在题设的条件下，其磁通量的变化量ΔΦ＝BS，选项A错；线圈转过90°的时间Δt＝＝，所以平均电动势＝N＝N＝，选项B正确；线圈产生的感应电动势的有效值为E＝＝.回路中电流的有效值为I＝＝.所以，电阻R上产生的热量为Q＝I2Rt＝2R＝.-25-\n选项D正确，答案为B、D.答案：BD6、如图所示电路中，电源电压u＝311sin100πt(V)，A、B间接有“220V,440W”的电暖宝、“220V,220W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝．下列说法正确的是( )A．交流电压表的示数为311VB．电路要正常工作，保险丝的额定电流不能小于3AC．电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍D．1min抽油烟机消耗的电能为1.32×104 J答案解析：交流电压表的示数表示有效值，即为220V，选项A错误；电路正常工作时，干路电流I＝ A＋ A＝3A，显然，选项B正确；电暖宝几乎将电能全部转化为热能，而抽油烟机主要将电能转化为机械能，显然，电暖宝发热功率远大于抽油烟机发热功率的2倍，选项C错误；1min抽油烟机消耗的电能为W＝Pt＝220W×60s＝1.32×104 J，选项D正确．答案：BD7、在卧室里的电插座上由于装置P的作用，使加在电热丝a、b间的电压波形如图所示。这时a、b间交变电压的有效值为（ ）A．110V B．156V C．220V D．311V答案B8、对于如图所示的电流i随时间t作周期性变化的图象，下列说法中正确的是（）A．电流大小变化，方向不变，是直流电B．电流大小、方向都变化，是交流电C．电流最大值为0.2A，周期为0.01sD．电流大小变化，方向不变，不是直流电，是交流电答案AC9、-25-\n如右图所示，N匝矩形导线框以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO′匀速转动，线框面积为S，线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻R、理想电流表和二极管D。二极管D具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大。下列说法正确的是 （ ）A．图示位置电流为0B．R两端电压的有效值C．交流电流表的示数D．一个周期内通过R的电荷量答案C解析由题图可知，图示位置通过R的电流为最大值，A选项错误；R两端电压的瞬时值可用上图来表示，设电压的有效值为U，在一个周期内有：＝T解得：U＝NBSω，电流的有效值I＝＝，在一个周期内，只有半周期的时间有电流通过R，故：。10、如图所示的电表均为理想的交流电表，保险丝P的熔断电流为2A，电容器C的击穿电压为300V，若在a、b间加正弦交流电压，并适当地调节R0和R接入电路中的阻值，使P恰好不被熔断，C恰好不被击穿，则电流表的读数为________A，电压表的读数为________V.答案解析：电阻R0和R串联接入交流电路中，通过保险丝的电流值与通过电流表的电流值相等，而电容器与电阻R并联，因而其两端的电压与电阻R两端的电压相等，也和电压表两端的电压相同，注意到电压表的读数是电阻R两端电压的有效值，而电容器是否击穿应看加在电容器两端交流电压的最大值，而看保险丝是否被熔断，要看电流的有效值是否超过熔断电流．故电流表的读数为2A，电压表的读数为 V＝212.1V.答案：2 212.111、如图表示一交变电流随时间变化的图象，此交变电流的有效值是多少？-25-\n答案2 A解析：此交变电流的前半个周期为正弦式交变电流，后半个周期为恒定电流，取一个周期，则R·＋(4)2R·＝I2RT解得I＝2 A.12、图中的四幅图是交流电的图象，其中能正确反映我国居民日常生活所用交流电的是( )答案解析：选C.我国居民用电是有效值为U＝220V，频率为50Hz的正弦交流电，故其最大值为Um＝ U＝311V，周期为T＝＝0.02s，选项C正确．13、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1min的时间，两电阻消耗的电功之比W甲∶W乙为( )A．1∶6 B．1∶3C．1∶2 D．1∶-25-\n答案解析：选B.题图乙所示的交变电流大小不变，方向周期性变化，有效值等于瞬时值，为I乙＝1A，题图甲所示交变电流周期为6×10－2 s，根据有效值的定义有：×R×4×10－2＝IR×6×10－2，可以求得I甲＝ A．所以W甲∶W乙＝I∶I＝1∶3，B对．14、如图所示电路中，电源电压u=311sin100t（V），A、B间接有“220V440W”的电暖宝、“220V220W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝。下列说法正确的是（）A．交流电压表的示数为311VB．电路要正常工作，保险丝的额定电流不能小于3AC．电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍D．1min抽油烟机消耗的电能为1.32×104J[答案D解析A、交流电压表的示数为有效值为220V，故A错误；B、由公式P=UI知电路要正常工作，干路中电流为3A，所以保险丝的额定电流不能小于3A，故B错误；C、电暖宝是纯电阻，而抽油烟机是非纯电阻，故C错误；D、1min抽油烟机消耗的电能为，故D正确15、传统的自行车发电机内部电路如图甲所示，驱动轴一端与自行车车轮相连，另一端连接条形永磁铁，车轮转动过程中，驱动轴带动磁铁在铁芯之间匀速转动，发电机线圈两端产生的交变电压波形如图乙所示。已知波形图中正负尖峰电压分别为Um和－Um。两个相邻正负尖峰电压所对应的时间差为Δt，发电机线圈匝数为n。以下判断正确的是( )A．驱动轴转动的角速度ω＝2π/Δt B．线圈电压的有效值U＝Um/2C．穿过线圈磁通量变化率的最大值km＝Um/n D．相邻两个向上尖峰时间内，线圈电压的平均值U＝Um/2答案C 根据题述两个相邻正负尖峰电压所对应的时间差为Δt，可得交变电流周期T＝2Δt，驱动轴转动的角速度ω＝2π/2Δt＝π/Δt，选项A错误。由于产生的交变电流不是按照正弦规律变化，线圈电压的有效值不是U＝-25-\nUm/2，选项B错误。根据法拉第电磁感应定律，感应电动势与磁通量变化率成正比，Um＝nkm，穿过线圈磁通量变化率的最大值km＝Um/n，选项C正确。相邻两个向上尖峰时间内，线圈电压的平均值U＝n，因为线圈转过一个完整的周期，磁通量变化量ΔΦ＝0，所以电压平均值等于零，选项D错误。16、如图所示,图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交变电流的图像,当调整线圈转速后,所产生的正弦交变电流的图像如图线b所示(线圈内阻不计).以下关于这两个正弦交变电流的说法中正确的是( )A.线圈先后两次转速之比为1∶2B.交变电流a的电压瞬时值u=10sin0.4πt(V)C.交变电流b的电压峰值为 VD.在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量为零答案C解析:由题中图像可知产生的正弦交变电流a、b的周期之比为2∶3,所以线圈先后两次转速之比为3∶2,选项A错误;交变电流a的周期为0.4s,交变电流a的电压瞬时值u=Umsin ωt=10sin t(V)=10sin5πt(V),选项B错误;由于Um=Em,而电动势峰值为nBSω,则二者峰值之比为3∶2,交变电流b的电压峰值为 V,选项C正确;在图中t=0时刻线圈处于中性面位置,感应电动势为零,穿过线圈的磁通量最大,选项D错误.17、如图所示是小型交流发电机的示意图，线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO′ 沿逆时针方向匀速转动，线圈的匝数为n、电阻为，外接电阻为R，交流电流表A。线圈从图示位置（线圈平面平行于电场方向）开始转过时的感应电流为。下列说法中正确的有（）A．电流表的读数为B．转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为C．从图示位置开始转过的过程中，通过电阻R的电荷量为-25-\nD．线圈转动一周的过程中，电阻R产生的热量为答案BD18、某研究小组成员设计了一个如图所示的电路，已知定值电阻R．与R并联的是一个理想交流电压表，D是理想二极管（它的导电特点是正向电阻为零，反向电阻为无穷大）。在A、B间加一交流电压，瞬时值的表达式为u＝20sin100πt（V），则交流电压表示数为（）A．10V B．20V C．15V D．14.1V答案D19、正弦交流电甲和方波交流电乙的峰值、频率完全相同，把此两电流分别输入完全相同的两个电阻中，经过相同的时间（足够长）后，两电阻中消耗的电能之比W甲：W乙为（ ）A．1：2 B．1：C．1：1D．1：答案A20、A、B为两个用相同材料、相同横截面积的导线绕制成边长不等的正方形单匝闭合线圈，它们在同一匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动，产生正弦交变电流。电动势e随时间t的变化关系分别如图所示，则（）A．穿过A线圈的磁通量的最大值为B．A、B两线圈转动的边长之比为2:3C．从t＝0到t＝0.06s内， A、B两线圈上产生的热量之比为2:3D．从t＝0到t＝0.06s，A线圈磁通量变化量为0答案BC21、有人设计了一个汽车＂再生能源装置＂原理简图如图甲所示。当汽车减速时，线圈受到辐向磁场的阻尼作用助汽车减速，同时产生电能储存备用。图甲中，线圈匝数为 n,ab长度为L1,bc长度为L2图乙是此装置的侧视图.切割处磁场的磁感应强度大小恒为B，有理想边界的两个扇形磁场区边线夹角都是900。某次测试时，外力使线圈以角速度逆时针匀速转动，线圈中电流i随时间,变化图象如图丙所示(Ｉ为已知量), 取ａｂ边刚开始进入右侧的扇形磁场时刻ｔ＝0.不计线圈转轴处的摩擦，则（）A．线圈在图乙所示位置时.线圈中电流方向为abcdaB．线圈在图乙所示位置时，线圈产生电动势的大小为1/2NBL1L2C．外力做功的平均功率为NBL1L2I/2 D.闭合电路的总电阻为NBL1L2/I-25-\n答案ACD22、一个匝数为100匝，电阻为0.5Ω的闭合线圈处于某一磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，从某时刻起穿过线圈的磁通量按图示规律变化。则线圈中产生交变电流的有效值为（）A．5A B．2A B．6A D．5ª答案B23、如图所示，电阻为r的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度ω=100πrad/s匀速转动。t=0时刻线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表，则（）A．t=0时刻线圈中的感应电动势最大 B．1s内电路中的电流方向改变100次 C．滑片P下滑时，电压表的读数变大 D．开关K处于断开状态和闭合状态时，电流表的读数相同答案BC24、图甲、图乙分别两种电压的波形，其中图甲所示的电压按正弦规律变化，图乙所示的电压是正弦函数的一部分。下列说法正确的是A．图甲、图乙均表示交流电B．图甲所示电压的有效值是V-25-\nC．图乙所示电压的有效值20VD．图乙所示电压的有效值10V答案ABD 25、如图所示，在匀强磁场中有一个矩形单匝线圈ABCD，AB边与磁场垂直，MN边始终与金属滑环K相连，PQ边始终与金属滑环L相连。金属滑环L、交流电流表、定值电阻R、金属滑环K通过导线串联。使矩形线圈以恒定角速度绕过BC、AD中点的轴旋转。下列说法中正确的是（）A．从图示位置开始计时，交流电流表的示数随时间按余弦规律变化B．线圈转动的角速度越大，交流电流表的示数越大C．线圈平面与磁场平行时，流经定值电阻R的电流最大D．图示位置即AB边转向纸外，CD边转向纸内，线圈中电流的方向为逆时针即DCBA答案BC26、一个电阻为r、边长为L的正方形线圈abcd共N匝，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO′以如图所示的角速度ω匀速转动，外电路电阻为R.(1) 线圈平面与磁感线夹角为60°时的感应电动势为多大？(2) 电压表的示数是多少？(3)设发电机由柴油机带动，其他能量损失不计，线圈转一周，柴油机做多少功？(4)从图示位置开始，线圈转过60°的过程中通过R的电量是多少？-25-\n答案(1)Em＝NBSω＝NBωL2 …2分（1）线圈平面与B成60°角时的瞬时感应电动势 e＝Em·cos60°＝NBωL2. …2分（2）(3)电动势的有效值E＝ …1分电流的有效值I＝ …1分柴油机做的功转化为电能，线圈转一周柴油机做的功W＝EIt＝t＝·＝. …2分(4)因为I平均＝＝， …2分故电量q＝I平均·Δt＝＝. …2分27、如右图所示，N匝矩形导线框以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO′匀速转动，线框面积为S，线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻R、理想交流电流表和二极管D。二极管D具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大。下列说法正确的是（）A．图示位置电流表的示数为0 B．R两端电压的有效值-25-\nC．一个周期内通过R的电荷量 D．交流电流表的示数答案D28、电动机的内电阻r=2Ω，与R=8Ω的电阻串连接在线圈上，如图所示．已知线圈面积为m2，共100匝，线圈的电阻为2Ω，线圈在B=T的匀强磁场中绕OO'以转速n=600r/min匀速转动，在合上开关S后电动机正常工作时，电压表的示数为100V．则下列说法正确的是( )A．电路中电流的最大值为5AB．电路中电流的最大值为10AC．电动机正常工作时的输出功率为1000WD．电动机正常工作时的输出功率为800W答案B29、如图所示，有一矩形线圈面积为S，匝数为N，总电阻为r，外电阻为R，接触电阻不计。线圈绕垂直于磁感线的轴OO'以角速度w匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为B。则A．当线圈平面与磁感线平行时，线圈中电流为零B．电流有效值C．电动势的最大值为D．外力做功的平均功率答案D30、如图甲所示，为一种调光台灯电路示意图，它通过双向可控硅电子器件（不分得电压）实现了无级调节亮度．给该台灯接220V的正弦交流电后加在灯管两端的电压如图乙所示，则此时交流电压表的示数为（ ）-25-\nA．220V B．110V C. V D. V答案B 31、如图所示的正方形线框abcd边长为L，每边电阻均为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕cd轴以角速度ω转动，c、d两点与外电路相连，外电路电阻也为r，则下列说法中正确的是( )．A．S断开时，电压表读数为BωL2B．S断开时，电压表读数为BωL2C．S闭合时，电流表读数为BωL2D．S闭合时，线框从图示位置转过过程中流过电流表的电荷量为答案BD解析 电路中产生的感应电动势的最大值为Emax＝BL2ω，有效值为E＝＝BL2ω.当S断开时，电压表读数为Ucd＝×r＝BωL2，A选项错误、B选项正确．S闭合时，电压表的读数为Ucd＝I×＝×＝＝BL2ω，电流表读数为，C选项错误．S闭合时，线框从图示位置转过-25-\n过程中流过电流表的电荷量为Q＝Δt＝Δt＝Δt＝＝，D选项正确．32、如图所示，矩形线圈边长为ab＝20cm，bc＝10cm，匝数N＝100匝，磁场的磁感应强度B＝0.01T．当线圈以n＝50r/s的转速从图示位置开始逆时针匀速转动时，求：(1)线圈中交变电动势瞬时值表达式；(2)从线圈开始转起动，经0.01s时感应电动势的瞬时值．答案【解析】 (1)线圈的角速度为ω＝2πn＝100πrad/s （2分）产生的感应电动势的最大值为Em＝NBSω＝NBω·ab·bc＝6.28V （2分）又刚开始转动时线圈平面与中性面夹角为30°＝π/6 （2分）故线圈中交变电动势的瞬时值表达式为e＝Emsin(ωt＋π/6)＝6.28sin(100πt＋π/6)V （2分）(2)把t＝0.01s代入上式，可得此时感应电动势的瞬时值：e＝－3.14V（2分）33、如图所示，导体棒ab两个端点分别搭接在两个竖直放置、电阻不计、半径相等的金属圆环上，圆环通过电刷与导线c、d相接.c、d两个端点接在匝数比n1:n2=10：1的变压器原线圈两端，变压器副线圈接一滑动变阻器R0.匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下，导体棒ab长为l(电阻不计)，绕与ab 平行的水平轴（也是两圆环的中心轴）OO'以角速度ω匀速转动。如果变阻器的阻值为R时，通过电流表的电流为I，则 （ ）A.变阻器上消耗的功率为P=10I2RB.变压器原线圈两端的电压U1=10IRC.取ab在环的最低端时t=0，则棒ab中感应电流的表达式是D.ab沿环转动过程中受到的最大安培力F=Bil答案 D34、如图所示，在匀强磁场中有一个“-25-\n” 形导线框可绕AB轴转动，已知匀强磁场的磁感强度大小B=T，方向竖直向下；线框的CD边长为20cm、CE、DF长均为10cm，转速为50r/s，若从图示位置开始计时:（1）写出线框中感应电动势随时间变化的瞬时值表达式．（2）若线框电阻r=3；再将AB两端接入一个“6V，12W”的小灯泡，小灯泡能否正常发光？若不能，小灯泡实际消耗功率多大？（设小灯泡的阻值不变） 答案（1）e=10cos100πt（V）;（2）小灯泡不能正常发光，其实际功率是P=8.3（w）（1）注意到图示位置磁感线与线圈平面平行，瞬时值表达式应为余弦函数，先求出角频率和最大值 ω=2πn=100πrad/s E=BSω=×0.2×0.1×100π=10（V） 所以电动势瞬时表达式应为e=10cos100πt（V）．（2）用电器是小灯泡；是纯电阻电路，其电阻为R=首先求出交流电动势有效值E==10（V）由于R=r； 所以 =5v＜6V小于额定电压，所以小灯泡不能正常发光其实际功率是P==8.3（w）35、如图所示是某办公室的电路，A是保险丝，甲图虚线框内的可变电阻R相当于负载的总电阻，乙图相当于甲图中虚线框内负载的连接方式，S是交流电源，交流电源的内电阻和保险丝电阻不计，电源输出电压随时间变化的规律是u＝220 sin100πt （V）。则该电路中电流方向每秒钟改变 次，当电路中电灯达到一定数量时，此时负载总电阻R=110Ω，保险丝恰好熔断，则保险丝熔断电流I0＝ A 。-25-\n答案 100 、 2A 36、如图所示，在磁感应强度B=0.2T的水平匀强磁场中，有一边长为L=10cm，匝数N=100匝，总电阻r=1Ω的正方形线圈绕垂直于磁感线的OO/轴匀速转动，转速 r/s,有一电R=9Ω，通过电刷与两滑环接触，R两端接有一理想电压表，求：(1)写出电动势的最大值．(2)电压表的示数．答案解：（1）（4分）ω＝2πn=200rad/s，Em=NBSω=100×0.2×0.12×200=40V （2）（4分）有效值E=Em/=20V 电压表示数U==9×20/(9+1)=18V37、如图所示，发电机两极分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，现使发电机线圈绕OO'轴以角速度ω=π/2匀速转动，从O往O'看是逆时针转动。 从图示时刻开始计时，此时在平板之间中心静止释放一个电荷量为q的微粒（重力不计），若第1秒内位移大小是S，则以下说法正确的是（）A．第2秒内上极板为正极B．第3秒内上极板为正极C．第2秒末微粒距离原来位置距离为SD．第3秒末两极板之间的电场强度为零答案D38、图9是交流发电机模型示意图。在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的OO'轴匀角速转动，由线圈引出的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕OO'转动的金属圆环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路。电阻R上有交变电流流过，电流的图象如图10所示。设从f经R到e的电流方向为正方向，则当线圈转到图9所示的位置时，与图10对应的时刻为（）A．t1 B．t2 C．t3 D．t4-25-\n答案A39、如图，00'上方有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B。一单匝半圆线圈以角速度ω 绕00'轴匀速转动,半圆面积为S。半圆线圈产生的感应电动势的有效值是（）A.BSω B.C. D答案B40、传统的自行车发电机内部电路如图甲所示，驱动轴一端与自行车车轮相连，另一端连接条形永磁铁，车轮转动过程中，驱动轴带动磁铁在铁芯之间匀速转动，发电机线圈两端产生的交变电压波形如图乙所示。已知波形图中正负尖峰电压分别为Um—Um。两个相邻正负尖峰电压所对应的时间差为△t，发电机线圈匝数为n。以下判断正确的是（） A．驱动轴转动的角速度ω=2π/△t B．线圈电压的有效值U=Um/2 C．穿过线圈磁通量变化率的最大值km=Um/n D．相邻两个向上尖峰时间内，线圈电压的平均值U=Um/2答案-25-\n41、如图所示，矩形线圈abcd与可变电容器C、理想电流表A组成闭合电路。线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，转动的角速度ω=100π rad/s。线圈的匝数N=100，边长ab=0.2m、ad=0.4m，电阻不计。磁场只分布在bc边的左侧，磁感应强度大小B=T。电容器放电时间不计。下列说法正确的是（）A．该线圈产生的交流电动势峰值为50 VB．该线圈产生的交流电动势有效值为50VC．电容器的耐压值至少为50VD．电容器的电容C变大时，电流表的示数变小答案42、矩形线圈abcd的长ab＝20cm，宽bc＝10cm，匝数n＝200，线圈总电阻R＝5Ω，整个线圈位于垂直于线圈平面的磁场内，并保持静止．(1)若磁场的磁感应强度B随时间的变化如图甲所示，求线圈的感应电动势E及t＝0.30s时线圈的ab边所受的安培力．(2)若磁场的磁感应强度B随时间t作正弦变化的规律如图乙所示，则线圈在1min内产生多少热量？-25-\n答案解析 (1)磁感应强度的变化率为＝T/s＝0.50T/s感应电动势E＝n＝nS＝200×0.20×0.10×0.50V＝2Vt＝0.3s时，B＝20×10－2 T所以安培力F＝nBIL＝＝200×0.20×0.20× N＝3.2N.(2)题中线圈不动，磁场变化，可等效于线圈在磁感应强度为Bm的恒定的匀强磁场中匀速转动(转动轴与磁场方向垂直)．周期T＝0.02s，角速度ω＝＝100πrad/s线圈感应电动势的最大值Em＝nωBmS有效值E＝所以线框在1min内产生的热量Q＝＝3.8×105 J.答案 (1)2V 3.2N (2)3.8×105 J43、如图所示，导体棒ab两个端点分别搭接在两个竖直放置、电阻不计、半径相等的金属圆环上，圆环通过电刷与导线c、d相接．c、d两个端点接在匝数比n1∶n2＝10∶1的变压器的原线圈两端，变压器副线圈接一滑动变阻器R0.匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下，导体棒ab长为l(电阻不计)，绕与ab平行的水平轴(也是两圆环的中心轴)OO′以角速度ω匀速转动．如果滑动变阻器的阻值为R时，通过电流表的电流为I，则( )A．滑动变阻器上消耗的功率为P＝10I2RB．变压器原线圈两端的电压U1＝10IRC．取ab在环的最低端时t＝0，则导体棒ab中感应电流的表达式是i＝Isin(ωt)AD．ab沿环转动过程中受到的最大安培力F＝Bil-25-\n 答案解析 由于电流表示数为有效值，由＝可知I2＝10I，故P＝100I2R，A错误；变压器原线圈两端电压为U1＝×10IR＝100IR，B错误；从最低点开始计时，则导体棒中感应电流的瞬时值的表达式为i＝Icos ωt，C错误；导体棒中电流最大值为I，所以F＝BIl，D正确．答案 D44、如图所示电路，电阻R1与电阻R2阻值相同，都为R，和R1并联的D为理想二极管（正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大），在A、B间加一正弦交流电u＝20sin100πt（V），则加在R2上的电压有效值为（）A．10V B．20V C．15V D．5V答案45、如图甲所示为一种调光台灯电路示意图，它通过双向可控硅电子器件实现了无级调节亮度．给该台灯接220V的正弦交流电后，加在台灯两端的电压如图乙所示，则此时交流电压表的示数为( )-25-\nA．220V B．110V C．110 V D．55 V答案C [解析] 交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的．当如图乙所示的电压加在台灯上时，设电压的有效值为U，台灯电阻为R，在一个周期内放出的电热为Q，则有Q＝·＝·T，解得U＝110 V，选项C正确．46、如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1=220sin314t（V），则（ ）A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为 22VB．当t=s时，c、d间的电压瞬时值为110V C．单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小D．当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变小答案A 解析：交流电表读出的数值是有效值，根据变压器的变压比得：。当t=s时，，单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电阻值变大，变压器的输出电压不变，即电压表示数不变，电流表的示数变小。当单刀双掷开关由a扳向b时，变压器的输出电压变大，电压表和电流表的示数均变大。47、交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动。一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S＝0.05m2，线圈转动的频率为50Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度。如果用此发电机带动两个标有“220V11kW”的电机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器，电路如下图。求：-25-\n(1)发电机的输出电压为多少？(2)变压器原副线圈的匝数比为多少？(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多少？答案（1）电动势的最大值为：输出电压为（2）由得： （3）由P=UI得 I=20A48、一个边长为6cm的正方形金属线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场垂直，电阻为0.36Ω。磁感应强度B随时间t的变化关系如图所示，则线框中感应电流的有效值为( )A．8A B．4A C．4A D．2A答案A49、如图所示，匝数为50匝的矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B=T的水平匀强磁场中，线框面积S=0．5m2，线框电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω=100rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈线接入一只“220V，60W”灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10A，下列说法正确的是（） A．在图示位置线框中产生的感应电动势最大 B．线框中产生交变电压的有效值为V C．变压器原、副线圈匝数之比为25︰22 D．允许变压器输出的最大功率为5000W答案C50、如图6中的变压器为理想变压器，原线圈的匝数n1与副线圈的匝数n2之比为10:1。变压器的原线圈接如图7所示的正弦式电流，两个20Ω的定值-25-\n电阻串联接在副线圈两端。电压表V为理想电表。则（）A．原线圈上电压的有效值为100VB．原线圈上电压的有效值约为70.7VC．电压表V的读数为5.0VD．电压表V的读数约为3.5V答案BD51、如图所示，一台模型发电机的电枢是矩形导线框abcd，其ab和bc边长均为0.2m，匝数N=100，它在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中，绕通过线框对称中心且垂直于磁场方向的轴OOˊ匀速转动，并通过滑环和电刷与外电路连接，当S断开时，交流电压表示数为10V，当S闭合时，标有“10V10W”的灯泡恰好正常发光，求：（1）这台发电机的内阻为多少？（2）导线框abcd转动的角速度为多少？答案(1) 10(-1) Ω (2) 25rad/s52、家用电子调光灯的调光原理是用电子线路将输入的正弦交流 电压的波形截去一部分来实现的，由截去部分的多少来调节电压，从而实现灯光的可调，比过去用变压器调压方便且体积小，某电子调光灯经调整后的电压波形如图所示，若用多用电表测灯泡两端的电压，多用电表示数为（）-25-\nA． B. C. D. 答案C53、如上图右所示为电热毯电路示意图，交流电压u=311sinl00πt(v)，当开关S接通时．电热丝的电功率为P0；下列说法正确的是（ ）A．开关接通时，交流电压表的读数为220V B．开关接通时，交流电压表的读数为311VC.开关断开时，交流电压表的读数为311V，电热丝功率为P0/2D．开关断开时，交流电压表的读数为156V，电热丝功率为P0/2答案AD-25-
