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交变电流的产生和描述
　　时间：45分钟　　　总分值：100分
一、选择题(此题共10小题，每题7分，共70分。其中1～6为单项选择，7～10为多项选择)
1．以下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．该线圈产生的交流电动势峰值为50 V
B．该线圈产生的交流电动势有效值为25 V
C．电容器的耐压值至少为50 V
D．电容器的电容C变大时，电流表的示数变小
答案　B
解析　该线圈产生的交流电动势峰值Em＝NBSω＝50 V，A项错误；因为该线圈产生的交流电不是完整的正弦式交流电，只有一半，所以根据有效值的定义·＝T，E＝，联立解得电动势有效值E′＝25 V，B项正确；电容器的耐压值至少为50 V，C项错误；由于i＝＝，所以电容器的电容C变大时，电容器的充放电电流增大，D项错误。
7．[2022·河北联考]如下图，有一矩形线圈，面积为S，匝数为N，内阻为r，在匀强磁场中绕垂直磁感线的对称轴OO′以角速度ω匀速转动，磁场强度大小为B，外接电阻阻值为R，从图示位置转过90°的过程中，以下说法正确的选项是(　　)
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A．通过电阻R的电荷量Q＝
B．通过电阻R的电荷量Q＝
C．外力做功的平均功率P＝
D．从图示位置开始计时，那么感应电动势随时间变化的规律为e＝NBSωsinωt
答案　BC
解析　从图示位置转过90°的过程中，磁通量的变化量ΔΦ＝BS，通过电阻R的电荷量Q＝Δt＝Δt＝N＝，A错误，B正确；矩形线圈绕垂直磁感线的对称轴OO′以角速度ω匀速转动，产生的感应电动势最大值为Em＝NBSω，感应电流有效值为I＝，外力做功的功率P＝I2(R＋r)＝，故C正确；从图示位置开始计时，感应电动势随时间变化的规律为e＝NBSωcosωt，故D错误。
8．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，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。以下判断正确的选项是(　　)
A．电流表的示数为10 A
B．线圈转动的角速度为50π rad/s
C． s时线圈平面与磁场方向平行
D． s时电阻R中电流的方向自右向左
答案　AC
解析　电流表示数显示的是交流电的有效值，正弦交流电的电流有效值I＝，电流表的示数为10 A，选项A正确；根据图乙可知，交流电的周期为
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T＝2×10－2 s，那么线圈转动的角速度为ω＝＝100π rad/s，选项B错误；0时刻线圈平面与磁场平行，t＝ s＝，t时间内线圈转过π弧度，线圈平面与磁场方向平行，选项C正确； s时的情况与0时刻的情况相同，根据右手定那么可以判定，此时通过电阻R的电流方向自左向右，选项D错误。
9．如下图，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。以下说法正确的选项是(　　)
A．交流电流表的示数I＝NBS
B．一个周期内通过R的电荷量q＝
C．R两端电压的有效值U＝NBS
D．图示位置电流表的示数为0
答案　AB
解析　由图示位置开始计时，电动势的瞬时值e＝NBSω·sinωt，由于二极管具有单向导电性，那么电阻R的电压随时间变化的图象如图，所以有效值＝T，U＝，C选项是错误的，由欧姆定律得I＝＝，A选项是正确的。电流表显示的是有效值，所以不为0，D选项错误。q＝＝，B选项正确。
10．[2022·四川一模] 如下图，正方形线圈abcd的边长l＝ m，直线OO′与ad边相距
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，过OO′且垂直纸面的竖直平面右侧有磁感应强度B＝1 T的匀强磁场，方向垂直纸面向里，线圈在转动时通过两个电刷和两个滑环与外电路连接。线圈以OO′为轴匀速转动，角速度ω＝20 rad/s，图示位置为计时起点。那么(　　)
A．线圈输出交流电的周期为 s
B．流过ab边的电流方向保持不变
C．t＝ s时， Wb
D．从t＝0到t＝ s， Wb
答案　CD
解析　线圈输出交流电的周期为T＝＝ s＝ s，A错误。每个周期内电流方向改变两次，B错误。t＝ s时，线圈转过180°，adO′O在磁场中，垂直于磁场，故穿过线圈的磁通量Φ＝Bl2＝ Wb，C正确。从t＝0到t＝ s，线圈转过90°，此时线圈与磁场方向平行，磁通量为零，故