1、一、单项选择题1.(2015高考四川卷)小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO，线圈绕OO匀速转动，如图所示矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压()A峰值是e0B峰值是2e0C有效值是Ne0 D有效值是Ne0解析：选D.因每匝矩形线圈ab边和cd边产生的电动势的最大值都是e0，每匝矩形线圈中ab和cd串联，故每匝线圈产生的电动势的最大值为2e0.N匝线圈串联，整个线圈中感应电动势的最大值为2Ne0，因线圈中产生的是正弦交流电，则发电机输出电压的有效值ENe0，故选项D正确2通过
2、一阻值R100 的电阻的交变电流如图所示，其周期为1 s电阻两端电压的有效值为()A12 V B4 VC15 V D8 V解析：选B.由电流的热效应可得1 s(0.1 A)2R0.4 s2(0.2 A)2R0.1 s2，其中R100 ，可得U4 V，B正确3(2016北京房山区一模)在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的轴匀速转动，如图甲所示，产生的感应电动势如图乙所示，则下列说法正确的是()At0.015 s时线框的磁通量变化率为零Bt0.01 s时线框平面与中性面重合C线框产生的交变电动势有效值为311 VD线框产生的交变电动势频率为100 Hz解析：选B.由题图乙可知t0.015
3、s时感应电动势最大，根据En知磁通量变化率最大，选项A错误t0.01 s时感应电动势为零，磁通量变化率为零，但通过线框的磁通量最大，即线框平面与中性面重合，选项B正确正弦交流电的有效值E220 V，选项C错误根据题图乙知交流电周期T0.02 s，所以频率f50 Hz，选项D错误4图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与电阻R10 连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电表，示数是10 V图乙是穿过矩形线圈磁通量随时间t变化的图象则下列说法正确的是()A电阻R上的电功率为20 WB0.02 s时
4、R两端的电压瞬时值为零CR两端的电压随时间变化的规律是u14.1cos 100t(V)D通过R的电流随时间变化的规律是icos 50t(A)解析：选C.电阻R上的电功率为P10 W，选项A错误；0.02 s时穿过线圈的磁通量变化率最大，R两端的电压瞬时值最大，选项B错误；R两端的电压u随时间t变化的规律是u14.1cos 100t(V)；通过R的电流随时间变化的规律i1.41cos 100t(A)，选项C正确，D错误5.(2016福建福州质检)某交流电源电动势随时间变化的规律如图所示，现用该电源对标称值为“5 V10 W”的电动机供电，电源内阻不计，下列说法正确的是()A电动机的内阻为2.5
5、B电动机的发热功率为10 WC通过电动机的电流为2 AD通过电动机的电流为2 A解析：选C.由图知该电源电动势最大值为Em5 V，则有效值E5 V，通过电动机的电流I A2 A，电动机是非纯电阻元件，电动机内阻r 2.5 ，电动机的发热功率P热I2rT)，两线圈产生的热量相同D从图示位置时刻起，经时间，流过两线圈横截面的电荷量相同解析：选ACD.图甲中通过线圈的磁通量变化规律为甲B0Scos t，图乙中通过线圈的磁通量变化规律为乙B0Scos t.由于两线圈的磁通量变化规律相同，则两线圈中感应电动势的变化规律相同，达到最大值的时刻也相同，有效值E也相同又因两线圈电阻相同，所以经过相同的时间t，
6、Qt也相同经过时间，流过两线圈横截面的电荷量q也相同，故选项A、C、D正确10.(2016忻州联考)如图所示，一个“U”形线框处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，OO为磁场的边界现使线框以角速度绕轴OO匀速转动，线框通过金属转轴和电刷与阻值为R的外电阻相连已知线框各边的长均为L，总电阻为r，不计转轴与电刷的电阻，则()A图示时刻线框产生的感应电动势为BL2B线框产生的感应电动势的最大值为BL2C电路中电阻R两端电压的有效值为D电路中电流的有效值为解析：选BD.由法拉第电磁感应定律知，图示时刻，磁通量最大，感应电动势为零，A项错误；由交变电流电动势最大值表达式EmBSBL2可知B项正确；根据闭合
7、电路欧姆定律可知，C项中表达式为R两端电压的最大值，C项错误；由图可知，线框转动一圈的过程中，只有半个周期为正弦交变电流，另半个周期电流为零，由有效值定义有T，解得E，由欧姆定律可知，D项正确三、非选择题11电压u120sin t V、频率为50 Hz的交变电流，把它加在激发电压和熄灭电压均为u060 V的霓虹灯的两端(1)求在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长？(2)试分析为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象.解析：(1)如图所示，画出一个周期内交变电流的ut图象，其中阴影部分对应的时间t1表示霓虹灯不能发光的时间，根据对称性，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t1当uu060 V时，由u12
8、0sin t V求得：t1 s再由对称性知一个周期内能发光的时间为：tT4t1 s4 s s再由比例关系求得一个小时内霓虹灯发光的时间为：t s2 400 s.(2)很明显霓虹灯在工作过程中是忽明忽暗的，而熄灭的时间只有 s(如图中t2t3那段时间)，由于人的眼睛具有视觉暂留现象，而这个视觉暂留时间约为 s远大于 s，因此经过灯光刺激的人眼不会因为短暂的熄灭而有所感觉答案：(1)2 400 s(2)见解析12.(2016开封模拟)如图所示，一个半径为r的半圆形线圈，以直径ab为轴匀速转动，转速为n，ab的左侧有垂直于纸面向里(与ab垂直)的匀强磁场，磁感应强度为B.M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，求：(1)感应电动势的最大值；(2)从图示位置起转过转的时间内负载电阻R上产生的热量；(3)从图示位置起转过转的时间内通过负载电阻R的电荷量，并求出电流表的示数解析：(1)线圈绕轴匀速转动时，在电路中产生如图所示的交变电流此交变电动势的最大值为EmBSB2n2Bnr2.(2)在线圈从图示位置转过转的时间内，电动势的有效值为E电阻R上产生的热量QR.(3)在线圈从图示位置转过转的时间内，电动势的平均值为E通过R的电荷量qItt.设此交变电动势在一个周期内的有效值为E，由有效值的定义得T，解得E故电流表的示数为I.答案：(1)2Bnr2(2)(3)