专题14.1　交变电流的产生和描述【练】——2023年高考物理一轮复习讲练测（人教）（解析版）.docx

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
【答案】 D
【解析】A．此交流电的频率为
选项A错误；
B．此发电机电动势的有效值为
选项B错误；
C．由右手定则可知，当线圈平面转到图示位置时产生的电流方向为ADCBA，选项C错误；
D．当线圈平面转到图示位置时磁通量为零，但是磁通量的变化率最大，选项D正确。
故选D。
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
【答案】 A
【解析】设甲、乙两种交流电的有效值分别为I甲、I乙，根据交流电有效值的定义与图中的数据对于甲交流电有
22 × R × 0.5 + 42 × R × 0.5 = I甲2 × R × 1
对于乙交流电有
解得
，
比较可得
故选A。
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
【答案】 C
【解析】A．时刻，回路磁通量为零，则线框平面与中性面垂直，故A正确；
B．角速度
感应电动势最大值
感应电流
有效值
故B正确；
C．到过程中，磁通量变化不是零，则平均感应电动势不为零，故C错误；
D．线框转动一周，线框中产生的热量为
故D正确。
本题选错误的，故选C。
4、（2022·北京·高三专题练****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
【答案】 B
【解析】A．曲线a表示的交变电动势有效值为
故A错误；
B．曲线a表示的交变电动势的周期为0.04s，则频率为
故B正确；
C．曲线b表示的交变电动势的周期为0.06s，根据可知转速与周期成反比，故转速之比为，故C错误；
D．时刻曲线a、b的电动势瞬时值都为零，线圈处于中性面，穿过线圈的磁通量最大，故D错误。
故选B。
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
【答案】 D
【解析】A．依题意，可得线圈转动产生感应电动势的最大值为
所以电流的最大值为
电流表读数为有效值，不等于最大值，故A错误；
B．一个周期电流方向改变两次，线圈每秒钟转n圈，则电流方向改变2n次，故B错误；
C．由题图知，计时起点时线圈所处位置与中性面垂直，产生的是余弦交流电，感应电动势为
故C错误；
D．线圈转动一周的过程中电阻R上产生的焦耳热为
故D正确。
故选D。
6、（2022·山西省翼城中学校高三阶段练****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．
【答案】 A
【解析】设甲乙两图的交流电有效值分别为、，根据交流电有效值的定义与图中的条件可得
解得
解得
则有
A正确，BCD错误。
故选A。
7、（多选）（2022·广西桂林·高三开