备考2020年高考物理一轮复习：42 交变电流的产生和描述
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一、单选题（共12小题）
1、由交变电流瞬时表达式i＝10sin500t（A）可知，从开始计时起，第一次出现电流峰值所需要的时间是（ ）
A . 2 ms
B . 1 ms
C . 6.28 ms
D . 3.14 ms
2、图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是（ ）
A . 电流表的示数为 
A
B . 线圈转动的角速度为50π rad/s
C . 0.01 s时线圈平面与磁场方向平行
D . 0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左
A
B . 线圈转动的角速度为50π rad/s
C . 0.01 s时线圈平面与磁场方向平行
D . 0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左
3、一交流电压为u＝100 
sin (100πt)V，由此表达式可知（ ）
sin (100πt)V，由此表达式可知（ ）
A . 用电压表测该电压其示数为50 V
B . 将该电压加在“100 V 100 W”的灯泡两端，灯泡的实际功率小于100 W
C . 该交流电压的周期为0.02 s
D . t＝ 
s时，该交流电压的瞬时值为50 V
s时，该交流电压的瞬时值为50 V
4、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。则该正弦交变电流与方波交变电流的有效值之比为（ ）
A . 1：3
B . 1：2
C . 1： 
D . 1： 
D . 1：
5、图甲是小型交流发电机的示意图，在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁场方向垂直的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示．发电机线圈内阻为10Ω，外接一只电阻为90Ω的灯泡，不计电路的其他电阻，则（ ）
A . t=0时刻线圈平面与中性面平行
B . 每秒钟内电流方向改变100次
C . 灯泡两端的电压为22V
D . 0～0.01s时间内通过灯泡的电量为0
6、如图甲所示，标有“220V 40W”的灯泡和标有“20μF 300V”的电容器并联到交流电源上，V为理想交流电压表，交流电源的输出电压如图乙所示，闭合开关，下列判断正确的是（ ）
A . 
时刻，V的示数为零
B . 断开开关时灯泡恰好正常发光
C . 闭合开关时电容器不可能被击穿
D . V的示数保持110 
V不变
时刻，V的示数为零
B . 断开开关时灯泡恰好正常发光
C . 闭合开关时电容器不可能被击穿
D . V的示数保持110 V不变
7、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，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图(乙)所示.若外接电阻的阻值R=9Ω，线圈的电阻r=1Ω，则下列说法正确的是（ ）
A . 线圈转动频率为50Hz
B . 0.01末穿过线圈的磁通量最大
C . 通过线圈的电流最大值为10 A
D . 伏特表的示数为90V
8、实际的交流电发电装置中，线圈固定（定子），匀强磁场发生装置匀速转动（转子）。如图所示，矩形线圈固定放置在磁感应强度大小恒为B的旋转磁场中，磁场方向垂直于线框的对称轴OO′，磁场绕OO′以恒定角速度按图示方向匀速转动，磁场转动周期是 
，产生的感应电动势的最大值为Em。从图示位置开始计时，则（ ）
，产生的感应电动势的最大值为Em。从图示位置开始计时，则（ ） 
A . 
时刻，电动势大小是 
，电流方向是abcda
B . 
时刻，电动势大小是 
，电流方向是abcda
C . 
时刻，电动势大小是 
，电流方向是abcda
D . 
时刻，电动势大小是 
，电流方向是abcda
时刻，电动势大小是 ，电流方向是abcda
B . 时刻，电动势大小是 ，电流方向是abcda
C . 时刻，电动势大小是 ，电流方向是abcda
D . 时刻，电动势大小是 ，电流方向是abcda
9、矩形金属线圈共10匝，在匀强磁场中绕垂直磁场方向的转轴匀速转动，线圈中产生的电动势e随时间t的变化情况如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A . 此交流电的频率是50 Hz
B . 0.015 s时线圈平面与磁场垂直
C . 此交流电的电动势有效值是 
V
D . 穿过线圈的磁通量最大值为 
Wb
V
D . 穿过线圈的磁通量最大值为 Wb
10、如图所示是一交变电流的电流随时间变化的图象，正半轴是正弦曲线的一个部分，则该交变电流的有效值为（ ）
A . 2A
B . 
A
C . 
A
D . 
A
A
C . A
D . A
11、一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交流电的图象如图所示，由图可知（ ）
A . 0.01 s时刻线圈处于中性面位置
B . 0.01 s时刻穿过线圈的磁通量为零
C . 该交流电流的有效值为2 A
D . 该交流电流的频率为50 Hz
12、图甲为小型发电机的结构简图，线圈在两磁极间的勻强磁场中匀速转动给小灯泡供电，已知小灯泡获得 的交变电压如图乙所示。则下列说法正确的是（ ）
A . 甲图中电压表的示数为6 
V
B . 乙图中的0时刻，线圈在甲图所示位置
C . 乙图中0.5×10-2时刻，穿过甲图中线圈的磁通量为0
D . 乙图中1.0×10-2时刻，穿过甲图中线圈的磁通量为0
V
B . 乙图中的0时刻，线圈在甲图所示位置
C . 乙图中0.5×10-2时刻，穿过甲图中线圈的磁通量为0
D . 乙图中1.0×10-2时刻，穿过甲图中线圈的磁通量为0
二、多选题（共3小题）
1、如图所示，（a）→（b）→（c）→（d）→（e）过程是交流发电机发电的示意图，线圈的ab边连在金属滑环K上，cd边连在金属滑环L上，用导体制成的两个电刷分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接。下列说法正确的是（ ）
A . 图（a）中，线圈平面与磁感线垂直，磁通量变化率最大
B . 从图（b）开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关系是i=Imcosωt
C . 当线圈转到图（c）位置时，感应电流最小，且感应电流方向改变
D . 当线圈转到图（d）位置时，感应电动势最大，ab边感应电流方向为a→b
2、一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示。
由图可知（ ）
A . 该交流电的电压瞬时值的表达式为u=100 sin（25t） V
B . 该交流电的频率为25 Hz
C . 该交流电的电压的有效值为100
V
D . 若将该交流电压加在阻值为R=100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是50 W
V
D . 若将该交流电压加在阻值为R=100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是50 W
3、如图甲所示，将阻值为R＝5 Ω的电阻接到内阻不计的正弦式交变电源上，电流随时间变化的规律如图乙所示，电流表串联在电路中测量电流的大小，电流表内阻不计，下列说法正确的是（ ）
A . 电阻R消耗的电功率为1.25 W
B . 电阻R两端电压的函数表达式为u＝2.5sin200πt(V)
C . 若此交变电流由一矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生，如图丙所示，当线圈的转速提升一倍时，电流表的示数为1 A
D . 这一交变电流与如图丁所示电流比较，其有效值之比为1： 
三、综合题（共5小题）
1、如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.5 T，边长L=10 cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r=1 Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，角速度ω=2π rad/s，外电路电阻R=4 Ω.求：(最终π取3.14)
(1)转动过程中感应电动势的最大值；
(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°角时的瞬时感应电动势；
2、如图所示，线圈abcd的面积是0.05m2 ， 共100匝，线圈电阻为1Ω，外接电阻R=9Ω，匀强磁场的磁感应强度为 
，当线圈以300r/min的转速匀速转动时，求：
，当线圈以300r/min的转速匀速转动时，求： 
(1)转动中感应电动势的最大值。
(2)图示位置开始计时的电流的瞬时值表达式。
(3)电路中交流电压表和电流表的示数。
3、如图所示为一台小型发电机的示意图，单匝线圈逆时针转动。若从中性面开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示。已知外接灯泡的电阻为18Ω，其余电阻不计。
(1)写出灯泡两端的瞬时电压的表达式；
(2)求转动过程中穿过线圈的最大磁通量；
(3)求线圈匀速转动一周的过程中，外力所做的功W.
4、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴转动，线圈共100
匝，转速为 
r/min，在转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为0.03
Wb，
r/min，在转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为0.03
Wb，
(1)则线圈平面转到与磁感线平行时，感应电动势为多少？
(2)当线圈平面与中性面夹角为 
时，感应电动势为多少？
时，感应电动势为多少？
5、一理想变压器原、副线圈匝数比 
： 
： 
原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图所示，副线圈仅接入一个 
的电阻。则
： ： 原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图所示，副线圈仅接入一个 的电阻。则 
(1)该交变电压的周期是 ；
(2)副线圈输出电压的有效值为 ；
(3)流过电阻的最大电流为 。