2026年高考物理一輪復習：交變電流的產生和描述（練習）學生版+解析

第64講交變電流的產生和描述

真題演練

1.（2025?黑吉遼蒙卷?高考真題）如圖，形導線框置于磁感應強度大小為夙水平向右的

勻強磁場中。線框相鄰兩邊均互相垂直，各邊長均為線框繞尻e所在直線以角速度“順時

針勻速轉動，曲與磁場方向垂直。，=0時，曲爐與水平面平行，則（）

A./=0時，電流方向為abcdefa

B.，=0時，感應電動勢為

7F

C.，=一時，感應電動勢為0

co

7T

D.，=0到/二一過程中，感應電動勢平均值為0

（0

2.C2024?新疆河南?高考真題）電動汽車制動時可利用車輪轉動將其動能轉換成電能儲存起來。

車輪轉動時帶動磁極繞固定的線圈旋轉，在線圈中產生電流。磁極勻速轉動的某瞬間，磁場方

向恰與線圈平面垂直，如圖所示。將兩磁極間的磁場視為勻強磁場，則磁極再轉過90。時，線

圈中（）

A.電流最小B.電流最大

C.電流方向由P指向QD.電流方向由。指向尸

3.（2025?北京.高考真題）如圖所示，交流發電機中的線圈A3CD沿逆時針方向勻速轉動，產

生的電動勢隨時間變化的規律為e=10sin（100/r/）V。下列說法正確的是（)

O

A.該交流電的頻率為100Hz

B.線圈轉到圖示位置時，產生的電動勢為0

C.線圈轉到圖示位置時，A8邊受到的安培力方向向上

D.僅線圈轉速加倍，電動勢的最大值變為1O0V

4.（2025?山東?高考真題）如圖為一種交流發電裝置的示意圖，長度為2L、間距為L的兩平行

金屬電極固定在同一水平面內，兩電極之間的區域I和區域H有豎直方向的磁場，磁感應強度

大小均為8、方向相反，區域I邊界是邊長為L的正方形，區域H邊界是長為￡、寬為0.5L的

矩形。傳送帶從兩電極之間以速度口勻速通過，傳送帶上每隔2L固定一根垂直運動方向、長

度為L的導體棒，導體棒通過磁場區域過程中與電極接觸良好。該裝置產生電動勢的有效值為

金屬電極

A.BLvB.正處C.弛D,亞處

224

5.（2025?浙江?高考真題）如圖1所示，在平面內存在一以。為圓心、半徑為一的圓形區域，

其中存在一方向垂直平面的勻強磁場，磁感應強度8隨時間變化如圖2所示，周期為3/。。變

化的磁場在空間產生感生電場，電場線為一系列以。為圓心的同心圓，在同一電場線上，電

場強度大小相同。在同一平面內，有以。為圓心的半徑為2「的導電圓環L與磁場邊界相切

的半徑為0.5r的導電圓環II,電阻均為R,圓心。對圓環II上P、Q兩點的張角8=30。；另

有一可視為無限長的直導線CO。導電圓環間絕緣，且不計相互影響，則（）

D

圖】圖2

A.圓環I中電流的有效值為CE-B。

R，o

B.1=1.5;）時刻直導線CD電動勢為"產生

,0

f=O.5r時刻圓環II中電流為?萼

C.o

12私

12B。

D.t=05。時刻圓環II上PQ間電動勢為不〃廠

"’0

模擬沖關

6.（24-25高三上?廣東?階段練習）如圖甲所示為某款按壓式發電的手電筒，當按照一定的頻率

按壓時，內置發電機線圈轉動，穿過每匝線圈的磁通量按照正弦規律變化（如圖乙所示）。已

知線圈的匝數為100匝，下列說法正確的是（）

甲

A.交流電的頻率為0.2HzB.發電機的電動勢的有效值為幾V

C.r=0.2s時，發電機線圈中的電流為零D.若電路總電阻為50,則發電機的功率約

為1W

7.（2024.浙江金華.一模）如圖是一款高空風車及其發電模塊原理圖。在發電期間，發電機線

圈在某一時刻轉至圖示位置。則（）

ah

A.發電的工作原理是電流的磁效應

B.該時刻線圈〃端電勢高于々端電勢

C.該時刻線圈磁通量為零，感應電動勢也為零

D.風力增大，線圈m的感應電動勢不變

8.（2024.廣東湛江?模擬預測）某同學制作了一款風力發電機，由扇葉帶動線圈在固定的磁極

中轉動并切割磁感線，其原理簡圖如圖所示，測得發電機的電動勢隨時間變化的規律為

e=5sin（107ir）Vo現在“、〃兩端接上阻值R=5C的小燈泡，線圈內阻可忽略,下列說法正

A.電流變化的周期為0.5s

B.風力增大，則線圈產生的交流電頻率增大

C.如圖位置時，線圈磁通量為零，感應電動勢也為零

D.小燈泡的功率為5W

9.（2024.湖北.一模）如圖甲所示，矩形線圈時〃在勻強磁場中勻速轉動可以產生交變電流,

其電動勢e隨時間/變化的圖像如圖乙所示，線圈電阻〃=1。，電阻R=3O,則入列說法正

A.圖示位置產生的感應電動勢最大B.l=0.01s時,電流表的示數為0

C.電阻R兩端電壓為7.5VD.矩形線圈的轉速為50r/s

10.（2024?河南安陽?一模）如圖1所示，必以為1（）0匝的正方形閉合金屬線圈，邊長為3線

圈整體處于磁感應強度大小為8的勻強磁場中，繞著與磁場垂直且與線圈共面的羯OO'勻速

轉動。圖2是在勻速轉動過程中穿過該線圈的磁通量隨時間按正弦規律變化的圖像，則下列說

法正確的是（）

B.若線圈邊長L=0.1m,則磁感應強度大小為0.5T

C.f=0.5s時感應電動勢最小

D.，二ls時線圈中的電流改變方向

11.（2025?安徽?模擬預測）市場上有一款按壓式發電的手電筒，當按照一定頻率按壓時，內置

的微型發電機線圈轉動。已知線圈的匝數為M閉合回路的總電阻為R穿過線圈的磁通量隨

時間按照圖示正弦規律變化，下列說法正確的是（）

B.線圈中電流的最大值為叵弛t

RT

C.在一個周期內克服安培力做功為①;

RT

4N6

D.在一個周期內通過線圈的總電荷量為m

R

12.（2025?四川攀枝花?三模）對同一個純電阻發熱原理的取暖器，先后通以圖甲和圖乙所示的

交變電流，則先后兩次取暖器的發熱功率之比為（）

13.（2025?江蘇?模擬預測）如圖甲所示，半徑為〃的圓形單匝線圈中央有半徑為4的有界勻

強磁場，磁感應強度大小B隨時間變化規律如圖乙所示，磁場正方向為垂直于紙面向里。線圈

⑴寫出穿過線圈磁通量①隨時間變化的表達式，并求出線圈中感應電動勢的最大值

13

⑵求丁丁丁時間內通過線圈截面的電荷量心及線圈中產生的焦耳熱Q。

44

14.（2025?河南開封?模擬預測）如圖，一臺線圈匝數為2（）匝、內阻為0.5C的小型發電機外接

理想交流電壓表和電阻為11.5。的燈泡。圖示位置線圈平面與勻強磁場的磁感線平行，從該位

置開始計時，燈泡兩端的電壓隨時間的變化關系為w=23cos200萬/（V）。下列說法正確的是

A.圖示位置時cd邊中的電流方向由"—>4

B.線圈位于圖示位置時，電壓表的示數為23V

C.穿過線圈的磁通量變化率的最大值為1.15Wb/s

D.0?2.5xl（T3s內，通過線圈某一橫截面的電荷量為占C

100%

15.（2025?全國?模擬預測）某小型交流發電機產生的交流電壓〃隨時間/變化的圖像如圖所示,

B.頻率為50Hz

C.有效值為20匹V

D.1s內電流方向改變50次

16.（2025?陜西漢中?模擬預測）如圖，N匝邊長為L的正三角形金屬線框連接定值電阻R,

在垂直于紙面的勻強磁場中以轉速〃繞轉軸OO'轉動，已知勻強磁場的磁感應強度大小為B,

金屬線框單位長度的電阻為五，定值阻值寵=雙2,則電流的有效值為（）

屈兀NBI}口瓜mB2「也兀NBI}卜&nB?

A.---------B.--------C?---------D.---------

4(3￡+1);4(3L+1)%2(3L+1)“)2(3L+1)^

17.（2025?廣東茂名?模擬預測）某款電熱毯內部簡化電路結構如圖甲所示，其中電熱絲的電阻

R=484C,電壓表為理想交流電壓表，交流電壓〃的變化規律如圖乙所示，下列說法正確的

A.交流電壓〃的變化頻率為0.5Hz

B.圖甲中交流電壓表的讀數為2200V

C.電熱毯工作時的電流為身

D.電熱毯工作時的功率為200W

18.（2025?甘肅白銀?模擬預測）如圖所示，將一匝數N=100,半徑為20cm的圓形線圈放置

在一變化的磁場中，磁場與線圈中軸線平行，磁場的磁感應強度隨時間的變化關系為

/?=3x1O-2sin（1O（WT,已知定值電阻R的阻值為10DQ,其余電阻忽略不計，取M=io,

下列說法正確的是（）

A.電流表的讀數約為1.2A

B.流過定值電阻R的電流方向在1s內變化50次

C.定值電阻R上一分鐘內產生的熱量約為4320J

D.穿過線圈的最大磁通量為0.12%Wb

19.（2025?山東?一模）如圖甲所示，兩足夠長的光滑平行金屬導軌固定在水平面內，處于磁感

應強度為綜，方向豎直向上的勻強磁場中，導軌間距為L,左端連接一定值電阻R和理想交

流電流表A,一質量為〃？、電阻為R的金屬棒垂直導軌放置，與導軌始終接觸良好。現對金

屬棒施加一個平行于導軌的拉力，使得金屬棒運動的速度u隨時間f按如圖乙所示的正弦規律

變叱。其中%、7已知，不計導軌的電阻。下列說法正確的是（）

電流表A的示數/二回必

A.

4R

B.在0~之7的過程中，拉力所做的功W+3琮"匕"

42°16H

C.05的過程中流過線圈的電量為4;今祟

D.0-；的過程中流過線圈的電量為夕=今祟

20.（2025?河北?模擬預測）圖示為交流發電機模型的示意圖。位于磁感應強度為B的勻強磁場

中的矩形導線框。板4可繞過其對稱軸的軸線（圖中虛線）轉動。在，=0時刻，線框的平面與

磁場方向垂直（即圖示位置），并從此位置開始以恒定的角速度。繞轉軸沿逆時針方向轉動。

已知線圈的匝數為〃，線圈的長寬分別為。、b,線圈的電阻為^間所接電阻的阻值為R,

若規定通過電阻的電流從/到e為正。下列說法中正確的是（）

A.交變電流的周期為烏B.回路中電流的表達式為西遜sin初

2不R+r

C.1=0時電流表的示數為0D.發電機的效率為Ox100%

r

21.（2025?湖南?一模）如圖（a）所示的智能機器人廣泛應用于酒店、醫院等場所。機器人內

電池的容量為25000mA?h,負載10kg時正常工作電流約為5A,電池容量低于20%時不能正常

工作，此時需要用充電器對其進行充電，充電器的輸入電壓如圖（b）所示。下列說法正確的

是（)

(a)

A.充電器的輸入電流頻率為100Hz

B.充電器的輸入電壓瞬時表達式為〃=220及sin100R（V）

C.機器人充滿電后電池的電量為25c

D.機器人充滿電后，負載10kg時大約可以持續正常工作5h

22.（2025?山東?二模）如圖所示，圖線。是線圈在勻強磁場中勻速轉動時所產生的正弦交流電

的圖像，當調整線圈轉速后，所產生的正弦交流電的圖像如圖線人所示，以下關于這兩個正弦

交流電的說法中正確的是（）

A.在圖中，=0時刻線圈平面平行于勻強磁場

B.線圈先后兩次轉速之比為2:3

QA

C.交流電b的電壓有效值為5V

D.交流電b在1=0.2s時，穿過線圈的磁通量是最大值的一半

23.（2025?青海西寧?模擬預測）交流發電機的示意圖如圖所示，單匝矩形線圈在勻強磁場中繞

垂直于磁場的軸OO'勻速轉動，發電機的電動勢隨時間變化的規律為e=10sinl00R（V）。已

知整個回路的總電阻為10。，下列說法正確的是（）

A.當線圈平面轉到圖示位置時感應電動勢最大

B.當線圈平面轉到平行于磁場的位置時磁通量的變化率為0

C.發電機產生電動勢的有效值為10V

D.發電機轉子轉動一圈克服安培力做的功為0.1J

24.（2025.廣東深圳.二模）如圖所示，在勻強磁場中一矩形金屬線框繞與磁場方向垂直的軸勻

速轉動，產生的交變電動勢為e=10及sin（50忒）Vo則（）

A.交變電動勢的周期為0.02s

B./=0.04s時，線框內磁通量變化率最小

C./=0.08s時，線框所處平面與中性面垂直

D.若線框轉速增加一倍，電動勢有效值為10百丫

25.（2025?北京西城?二模）交流發電機的示意圖如圖1所示,兩磁極間的磁場可視為勻強磁場，

矩形線圈繞垂直于磁場的軸0。沿逆時針方向勻速轉動，發電機的電動勢隨時間按正弦

函數的規律變化，如圖2所示。發電機線圈電阻為5C,外電路接R=95。的定值電阻。下列

說法正確的是（）

A.理想電流表的示數為2.2A

B.電動勢瞬時值的表達式為e=220sin（50加）V

C.線圈經過圖示位置時，電流方向為A8CD4

D.線圈經過圖示位置時，產生的電動勢為220V

26.（2025?江蘇南京?二模）如圖，發電機的矩形線框處在豎直向下的勻強磁場中，繞對稱軸OO'

以角速度/勻速轉動.取通過電阻R向右的電流為正，從圖示位置計時，則R中的電流，?隨時

27.（2025?北京海淀?二模）將阻值為50Q的電阻接在正弦式交流電源上，通過電阻的電流，

A.交變電流在一個周期內電流方向改變一次

B.交變電流的表達式為i=2cos（10m）A

C.電阻消耗的電功率為100W

D.電阻兩端的電壓峰值為50夜V

28.（2025?新疆烏魯木齊?三模）某款家用洗衣機的一個電容器的電容為10四，耐壓值為450Vo

洗衣機工作時，該電容器兩端電壓為我國家庭電路的電壓，則該電容器所帶電荷量的最大值約

為（）

A.2.2x10-3CB.3.1xl()-3c

C.4.5X10-3cD.6.3X10-3c

29.（2025?山東棗莊?三模）某實驗小組研究互感現象的裝置如圖甲所示，M為送電線圈，接正

弦式交變電流，N為匝數〃=10的受電線圈，其磁通量①隨時間，變化的規律如圖乙所示。下

列說法正確的是（）

A.穿過線圈N的最大磁通量為0.002Wb

B.線圈N產生的感應電動勢的最大值為4V

C.在1==xl0一3s時，線圈N中交變電流的方向不發生變化

D.線圈N產生的感應電動勢的瞬時值表達式為e=4sin2000?V）

30.（2025?廣西?三模）有兩個電熱器，電熱器A通入圖甲所示的方波交變電流，電熱器B通

入圖乙所示的正弦式交變電流，圖甲、圖乙中電流的最大值均為/。，周期均為7。則通過A、

B的電流有效值之比為（）

C.2:卡D.75:2

第64講交變電流的產生和描述

真題演練

1.（2025.黑吉遼蒙卷.高考真題）如圖，形導線框置于磁感應強度大小為B、水平向右的

勻強磁場中。線框相鄰兩邊均互相垂直，各邊長均為線框繞Ae所在直線以加速度切順時

針勻速轉動，慶與磁場方向垂直。，=o時，。/切.與水平面平行，則（）

-----------------?B

B.，=0時，感應電動勢為8尸0

7T

C.1=一時，感應電動勢為（）

（0

7T

D.，=0到/=—過程中，感應電動勢平均值為0

（0

【答案】AB

【詳解】AB.線框旋轉切割磁場產生電動勢的兩條邊為cd和4,，=0時刻cd邊速度與展場

方向平行，不產生電動勢，因此此時4邊切割產生電動勢，由右手定則可知電流方向為

abcdefa,電動勢為E=Blv=Blcol=Bl2co，AB正確；

7T

c.1=一時，線框旋轉180。，此時依舊是4邊切割磁場產生電動勢，感應電動勢不為零，C

0）

錯誤；

D.，=0到/=上7T時，線框的磁通量變化量為零，線框bcde的磁通量變化量為

co

△①=2BS=2B12

由法拉第電磁感應定律可得平均電動勢為七=絲=竺尤，D錯誤。

△lK

故選ABo

2.（2024.新疆河南.高考真題）電動汽車制動時可利用車輪轉動將其動能轉換成電能儲存起來。

車輪轉動時帶動磁極繞固定的線圈旋轉，在線圈中產生電流。磁極勻速轉動的某瞬間，磁場方

向恰與線圈平面垂直，如圖所示。將兩磁極間的磁場視為勻強磁場，則磁極再轉過9（）。時，線

圈中（）

A.電流最小B.電流最大

C.電流方向由P指向。D.電流方向由Q指向P

【答案】BD

【詳解】如圖開始線圈處于中性面位置，當磁極再轉過90。時，此時穿過線圈的磁通量為0,

故可知電流最大；在磁極轉動的過程中，穿過線圈的磁通量在減小，根據楞次定律可知，此時

感應電流方向由。指向凡

故選BDo

3.（2025.北京?高考真題）如圖所示，交流發電機中的線圈48C。沿逆時針方向勻速轉動，產

生的電動勢隨時間變化的規律為e=10sin（1009）V。下列說法正確的是（）

O

A.該交流電的頻率為100Hz

B.線圈轉到圖示位置時，產生的電動勢為0

C.線圈轉到圖示位置時，A5邊受到的安培力方向向上

D.僅線圈轉速加倍，電動勢的最大值變為1O0V

【答案】C

【詳解】A.根據題意可知，該交流電的頻率為/=*=50Hz

24

故A錯誤；

B.線圈轉到圖示位置時，磁場與線圈平面平行，磁通量最小，磁通量變化率最大，感應電動

勢最大，故B錯誤；

C.根據題意，由右手定則可知，線圈轉到圖示位置時，電流由3fA,由左手定則可知，AB

邊受到的安培力方向向上，故C正確；

D.根據題意，由公式扁=入35。可知，僅線圈轉速加倍，電動勢的最大值變為原來的2倍,

為20V,故D錯誤。

故選Co

4.（2025?山東?高考真題）如圖為一種交流發電裝置的示意圖，長度為2￡、間距為L的兩平行

金屬電極固定在同一水平面內，兩電極之間的區域I和區域H有豎直方向的磁場，磁感應強度

大小均為夙方向相反，區域I邊界是邊長為L的正方形，區域H邊界是長為￡、寬為0.5L的

矩形。傳送帶從兩電極之間以速度以勻速通過，傳送帶上每隔2L固定一根垂直運動方向、長

度為L的導體棒，導體棒通過磁場區域過程中與電極接觸良好。該裝置產生電動勢的有效值為

A.BLvB.NC.幽D,巫處

224

【答案】D

97

【詳解】由題意可知導體棒通過磁場區域過程需要的時間，即周期為r=一士

V

導體棒通過區域I時，產生的電動勢大小為4=8LU,經過的時間為

v

導體棒通過區域H時，產生的電動勢大小為馬=3x0.經過的時間為』2=工

"2"2五2

根據有效值的定義有

R'R2R

帶入數據可得后有二折?

故選D。

5.（2025?浙江?高考真題）如圖1所示，在平面內存在一以O為圓心、半徑為，?的圓形區域,

其中存在一方向垂直平面的勻強磁場，磁感應強度8隨時間變化如圖2所示，周期為3%。變

化的磁場在空間產生感生電場，電場線為一系列以。為圓心的同心圓，在同一電場線上，電

場強度大小相同。在同一平面內，有以。為圓心的半徑為2〃的導電圓環I，與磁場邊界相切

的半徑為0.5r的導電圓環1【，電阻均為心圓心O對圓環II上P、。兩點的張角8=30。；另

有一可視為無限長的直導線c。。導電圓環間絕緣，且不計相互影響，則（）

C

圖1圖2

圓環I中電流的有效值為"

A.

Rt。

B.t=1.5%時刻直導線CD電動勢為乃尸—

,0

t=（）.5/。時刻圓環II中電流為￡萼

C.

12Bo

D.t=0.5/（）時刻圓環II上PQ間電動勢為不萬廣

"*o

【答案】BD

【詳解】A.由題圖可知，在。內和2,o~3/o內圓環I中的電流大小均為，=三獸

R%

在％~2%）內圓環I中的電流大小為/,=W--

Rto

設圓環I中電流的有效值為I，根據有效值定義可得廣心50=I；R2°+11Rt.

聯立解得7=立竺A

跖

故A錯誤；

B.設右側乂一無限長的直導線C。對稱的無限長的直導線CD與C。構成回路，見/=1.5/0時

刻，CD、C'。'回路產生的總電動勢為后總=萬產?平

*0

根據對稱性可知t=1.5r0時刻直導線CD電動勢為〃/—,故B正確；

%

c.由于圓環n處于磁場外部，通過圓環n的磁通量一直為（），所以圓環i【不會產生感應電流，

則r=o.5f。時刻圓環H中電流為0,故c錯誤；

D.以O點為圓心，過程P、Q兩點圓軌道，在，=0.5"時刻產生的電動勢為E=

*0

廠，30。「1，5）

則P、Q兩點間圓弧的電動勢為七二司而七二不萬廠皆

由于P、。兩點間圓弧與圓環II上PQ構成回路不會產生感應電流，則圓環H上P。間電動勢

為不■乃，皆，故D正確。

故選BDo

模擬沖關

6.（24-25高三上?廣東?階段練習）如圖甲所示為某款按壓式發電的手電筒，當按照一定的頻率

按壓時，內置發電機線圈轉動，穿過每匝線圈的磁通量按照正弦規律變化（如圖乙所示）。已

知線圈的匝數為100匝，下列說法正確的是（）

0/(xlO3Wb)

甲乙

A.交流電的頻率為0.2HzB.發電機的電動勢的布?效值為兀V

c.，=（）.2s時，發電機線圈中的電流為零D.若電路總電阻為5Q,則發電機的功率約

為1W

【答案】D

【詳解】A.由圖乙可知，交流電的周期為

7=0.2s

頻率為

/=-=5Hz

T

故A錯誤；

B.發電機線圈轉動的角速度為

27r

co=—=10兀rad/s

T

根據

En^a）

亞m=方m

解得發電機的電動勢的有效值為

亞

故B錯誤；

C，=0.2s時，線圈中的磁通量為零，磁通量的變化率最大，所以電動勢和電流最大，故C

錯誤；

D.根據

可得

P?1W

故D正確。

故選Da

7.（2024.浙江金華?一模）如圖是一款高空風車及其發電模塊原理圖。在發電期間，發電機線

圈時在某一時刻轉至圖示位置。則（）

A.發電的工作原理是電流的磁效應

B.該時刻線圈〃端電勢高于々端電勢

C.該時刻線圈磁通量為零，感應電動勢也為零

D.風力增大，線圈m的感應電動勢不變

【答案】B

【詳解】A.高空風車發電的工作原理是電磁感應，故A錯誤；

B.根據右手定則可知，電流方向沿順時針方向，則該時刻線圈8端電勢高于。端電勢，故B

正確；

C.該時刻線圈磁通量為0,感應電動勢最大，故C錯誤；

D.風力越大，風車轉動的越快，線圈岫轉動的角速度越大，根據

Em=NBSco

則感應電動勢變大，故D錯誤；

故選Bo

8.（2024?廣東湛江?模擬預測）某同學制作了一款風力發電機，由扇葉帶動線圈在固定的磁極

中轉動并切割磁感線，其原理簡圖如圖所示，測得發電機的電動勢隨時間變化的規律為

e=5sin（10*V。現在。、〃兩端接上阻值R=5O的小燈泡，線圈內阻可忽略，下列說法正

A.電流變化的周期為0.5s

B.風力增大，則線圈產生的交流電頻率增大

C.如圖位置時，線圈磁通量為零，感應電動勢也為零

D.小燈泡的功率為5W

【答案】B

【詳解】A.由電動勢的表達式可知

〃)=10兀rad/s

故

T=—=0.2s

CD

故A錯誤;

B.風力增大，線圈轉動的角速度增大，因

1_co

T2萬

則線圈產生的交流電頻率增大，故B正確;

C.線圈在圖示位置時，穿過線圈的磁通量為零,磁通量的變化率最大，產生的甩動勢最大,

故C錯誤;

D.電動勢有效值為

耳〃5

E=V

V2-V2

由于線圈內阻可忽略，小燈泡的功率

E2

P=——=2.5W

R

故D錯誤。

故選Bo

9.（2024.湖北.一模）如圖甲所示，矩形線圈Med在勻強磁場中勻速轉動可以產生交變電流,

其電動勢e隨時間/變化的圖像如圖乙所示，線圈電阻r=1。，電阻R=3Q,則不列說法正

A.圖示位置產生的感應電動勢最大B.l=0.01s時，電流表的示數為0

C.電阻R兩端電壓為7.5VD.矩形線圈的轉速為50r/s

【答案】CD

【詳解】A.圖示位置，穿過線圈的磁通量最大，但磁通量變化率為（），則產生的感應電動勢

為（）,故A錯誤；

B.電流表的示數為電流有效值，所以，=0.01s時，電流表的示數不為0,故B錯誤；

C.由圖乙可知，電動勢有效值為

E=I2^V=IOV

V2

則電阻R兩端電壓為

R

U=------/?=7.5Y

R+r

故C正確；

D.由圖乙可知，周期為

7=0.02s

則矩形線圈的轉速為

n=—=50r/s

T

故D正確。

故選CDo

10.（2024.河南安陽.一模）如圖1所示，而4為100匝的正方形閉合金屬線圈，邊長為線

圈整體處于磁感應強度大小為8的勻強磁場中，繞著與磁場垂直且與線圈共面的羯OO'勻速

轉動。圖2是在勻速轉動過程中穿過該線圈的磁通量隨時間按正弦規律變化的圖像，則下列說

法正確的是（）

O

A.線圈產生的最大電動勢為0.057TV

B.若線圈邊長L=O.lm,則磁感應強度大小為0.5T

C.，=0.5s時感應電動勢最小

D.f=ls時線圈中的電流改變方向

【答窠】C

【詳解】A.線圈產生的最大電動勢為

Em=NBS①=5兀V

故A錯誤；

B.若線圈邊長L=0.1m,則由

BS=0.05Wb

解得

B=5T

故B錯誤；

C.l=0.5s時磁通量變化率最小，所以感應電動勢最小。故C正確；

D.1=1.0s時圖像斜率正負值不變，所以線圈中的電流不改變方向。故D錯誤。

故選C。

11.（2025.安徽.模擬預測）市場上有一款按壓式發電的手電筒，當按照一定頻率按壓時，內置

的微型發電機線圈轉動。已知線圈的匝數為M閉合回路的總電阻為R,穿過線圈的磁通量隨

時間按照圖示正弦規律變化，下列說法正確的是（）

B.線圈中電流的最大值為叵弛t

RT

C.在一個周期內克服安培力做功為2N-in

RT

4N6

D.在一個周期內通過線圈的總電荷量為m

R

【答案】C

【詳解】A.磁通量隨時間變化圖像的斜率表示磁通量的變化率，在/=工時穿過線圈的磁通

4

量最大，但磁通量的變化率為0,根據法拉第電磁感應定律知，線圈中感應電動勢為零，故A

錯誤；

B.感應電動勢的最大值為Em=NBS①二吟①=N0]

所以線圈中電流的最大值為。=也旺，故B錯誤;

RT

C.一個周期內克服安培力做功為2儲/中；

RT

故C正確;

D.由于在一個周期內，通過線圈的感應電動勢的平均值為左=%空

Ar

由圖知△6=0,故感應電動勢的平均值為0,感應電流的平均值為零，根據夕=方

所以通過線圈的總電荷量為零，故D錯誤。

故選Co

12.（2025?四川攀枝花?三模）對同一個純電阻發熱原理的取暖器，先后通以圖甲和圖乙所示的

交變電流，則先后兩次取暖器的發熱功率之比為（）

【答案】D

【詳解】根據有效值的定義，對甲圖有（O.5/O『RXO.25TX2+/；RXO.257X2=/2RT

解得/哈

乙圖為余弦交流電，電流有效值為/'=金

根據功率公式P=/2R

可得先后兩次取暖器的發熱功率之比為P：尸'=/：/，2=5：4

故選Do

13.（2025?江蘇?模擬預測）如圖甲所示，半徑為〃的圓形單匝線圈中央有半徑為乙的有界勻

強磁場，磁感應強度大小區隨時間變化規律如圖乙所示，磁場正方向為垂直于紙面向里。線圈

電阻為心

；

\7-B°_____\_/

\、、XXX//0

\"____1/

甲乙

（1）寫出穿過線圈磁通量①隨時間變化的表達式，并求出線圈中感應電動勢的最大值￡.；

13

⑵求二7二7時間內通過線圈截面的電荷量小及線圈中產生的焦耳熱。。

44

?2c>?2

【答案】（1）①=兀］屁聲也學r,一；）2

°R，RT

【詳解】（1）由圖乙得磁感應強度B隨時間變化的表達式8=B。sin

穿過線圈磁通量為①=BS=Bxn；

2TT

解得中=nr；耳）sin—t

27r

線圈中感應電動勢的最大值說=兀匕B°X—

即石=2還應

1m1

-△①

⑵由法拉第電磁感應定律得％1r

-F

由閉合電路歐姆定律得/=2

R

13-

-T^7時間內通過線圈截面的電荷量夕=It

2B°S_27片線

解得q=

E

感應電動勢的有效值E二企

13ET

-T17時間內線圈中產生的焦耳熱Q=q_x]

即。=

RT

14.(2025?河南開封?模擬預測)如圖，一臺線圈匝數為20匝、內阻為0.5。的小型發電機外接

理想交流電壓表和電阻為11.5。的燈泡。圖示位置線圈平面與勻強磁場的磁感線平行，從該位

置開始計時，燈泡兩端的電壓隨時間的變化關系為〃=23COS200R(V)。下列說法正確的是

A.圖示位置時〃/邊中的電流方向由

B.線圈位于圖示位置時，電壓表的示數為23V

C.穿過線圈的磁通量變化率的最大值為1.15Wb/s

D.0?2.5xl(y3s內，通過線圈某一橫截面的電荷量為/C

100萬

【答案】D

【詳解】A.根據右手定則判斷可知，圖示位置時Qd邊中的電流方向由Qfd,故A錯誤;

B.交流電壓表測量的是電壓的有效值，不是瞬時值，燈泡兩端電壓的有效值為

23

16.3V

故B錯誤;

C.燈泡兩端電壓的最大值Um=23V

u23

感應電動勢的最大值Em=Um+3r=23V+—X0.5V=24V

R11.5

△a

由感應電動勢表達式Em=〃

、△’7in

可得，穿過線圈的磁通量變化率的最大值丁=1.2Wb/s

kZ)m

故C錯誤；

—△①

D.根據法拉第電磁感應定律有E二〃一

Ar

根據閉合電路歐姆定律有心二7

電荷量夕=7△/

△①

可得q=n

R+r

BS

在0?2.5x10-3內，通過線圈某一橫截面的電荷量0=〃

R+，

又Em=nBSco

聯”.解得q.co(/?+r)-200^(11.5+0.5)C-100萬。

故D正確。

故選D。

15.（2025.全國.模擬預測）某小型交流發電機產生的交流電壓〃隨時間f變化的圖像如圖所示,

B.頻率為50Hz

C.有效值為20gv

D.Is內電流方向改變50次

【答案】B

【洋解】AB.從圖像可知，該交流電周期為0.02s,則頻率為/=3=5OHz,故A錯誤，B

正確；

C.該交流電的有效值為=q合V=20V,故C錯誤；

D.一個周期內電流方向改變2次，故1s內電流方向改變100次，故D錯誤。

故選Bo

16.（2025?陜西漢中?模擬預測）如圖，N匝邊長為上的正三角形金屬線框連接定值電阻R,

在垂直于紙面的勻強磁場中以轉速建繞轉軸OO,轉動，已知勻強磁場的磁感應強度大小為B,

金屬線框單位長度的電阻為石，定值阻值寵=義％,則電流的有效值為（）

瓜兀NBEd瓜兀nBl}「UTINBI}門&兀nBl}

B.C.D.---------------

4(3￡+1)石-----4(3L+1)6------------2(3L+1)石---------2(3L+1)%

【答案】B

【詳解】正三角形金屬線框轉動的角速度為0=24〃

產生的電動勢最大值為Ein=NBSco=NB@1}.27m=

m42

則電動勢有效值為八卷二叵泮

E二瓜7mB￡

電流的有效值為I=

N?3L3—N為一4(3L+1)為

故選Bo

17.（2025?廣東茂名?模擬預測）某款電熱毯內部簡化電路結構如圖甲所示，其中電熱絲的電阻

R=484C,電壓表為理想交流電壓表，交流電壓〃的變化規律如圖乙所示，下列說法正確的

甲乙

A.交流電壓〃的變化頻率為0.5Hz

B.圖甲中交流電壓表的讀數為2200V

C.電熱毯工作時的電流為小

D.電熱毯工作時的功率為200W

【答案】C

【詳解】A.由題圖可知，交流電壓”的周期為7=0.02s,則頻率為/="=50Hz,故A錯

誤；

BCD.電壓表的讀數為有效值，即U=維=22呼v=220V

V272

U2205

電熱毯I：作時的電流為/=上=，A=±A

R48411

電熱毯工作時的功率為2=。=100亞，故BD錯誤，C正確。

故選c。

18.(2025?甘肅白銀?模擬預測)如圖所示，將一匝數N=100,半徑為2()cm的圓形線圈放置

在一變化的磁場中，磁場與線圈中軸線平行，磁場的磁感應強度隨時間的變化關系為

B=3xl0-2sin(100^)To己知定值電阻H的阻值為100。,其余電阻忽略不計，取病二10,

B.流過定值電阻R的電流方向在1s內變化50次

C.定值電阻R上一分鐘內產生的熱量約為4320J

D.穿過線圈的最大磁通量為0.12乃Wb

【答案】C

【詳解】D.由題可知穿過線圈的最大磁通量①m=3mS=3x10"x^xO贅Wb=0.00124Wb,

D項錯誤；

A.線圈中產生的感應電動勢e=NBmSGCOsa=120cos(100m)V

電動勢最大值為120V,電流最大值為1.2A,而電流表測的是有效值，則讀數

/有=UA=O.60A,A項錯誤；

B.一個周期內電流方向變化兩次，該交流電的周期為0.02s,則Is內電流方向變化100次，

B項錯誤；

C.由焦耳定律可算出定值電阻A上?分鐘內產生的焦耳熱。心=4320J,C項正確。

故選Co

19.(2025?山東?一模)如圖甲所示，兩足夠長的光滑平行金屬導軌固定在水平面內，處于磁感

應強度為線，方向豎直向上的勻強磁場中，導軌間距為L,左端連接一定值電阻區和理想交

流電流表A,一質量為加、電阻為R的金屬棒垂直導軌放置，與導軌始終接觸良好。現對金

屬棒施加一個平行于導軌的拉力，使得金屬棒運動的速度V隨時間，按如圖乙所示的正弦規律

變叱。其中%、丁已知，不計導軌的電阻。下列說法正確的是()

電流表A的示數/=拉孫）

A.

4R

B.在0~之7的過程中，拉力所做的功W=L+3琮、-7

42016/?

C.的過程中流過線圈的電量為〃=今祟

T*DT7^

D.0I的過程中流過線圈的電量為9=甫盛一

【答案】ABD

【詳解】A.圖乙可知u=%sin沫I

故棒產生的電動勢E=B°Lv=B0L%sin黃

Em

則電流表示數7=近

聯立解得/=立空也

4H

故A正確；

331

B.在0~-7的過程中，由能量守恒有W=/2x2Rx—7+—優叱

442

聯立解得卬=?%說,3麻兒用

16R

故B正確;

]_△①

CD.0?上下的過程中流過線圈的電量為7A>后不△①B°S

4q=/AZ=-------=------=-----=------

2R\t2R\t2R2R

因為Em=緯50=為七％,

聯立解得夕=芻第

4兀R

故C錯誤，D正確。

故選ABDo

20.（2025?河北?模擬預測）圖示為交流發電機模型的示意圖。位于磁感應強度為8的勻強磁場

中的矩形導線框必〃可繞過其對稱軸的軸線（圖中虛線）轉動。在，=（）時刻，線框的平面與

磁場方向垂直（即圖示位置），并從此位置開始以恒定的角速度。繞轉軸沿逆時針方向轉動。

已知線圈的匝數為〃，線圈的長寬分別為。、b,線圈的電阻為^間所接電阻的阻值為R,

若規定通過電阻的電流從/到e為正。下列說法中正確的是（）

rn?、inBcibco.

A.交變電流的周期為色B.回路中電流的表達式為------sinw

2〃

C.，=0時電流表的示數為0D.發電機的效率為0