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第二节　描述交变电流的物理量
(分值:100分)
选择题1~11题,每小题8分,共88分。
基础对点练
题组一　周期和频率
1.(多选)一个矩形线圈在匀强磁场中转动,产生的感应电动势按正弦规律变化,其瞬时值的表达式为e=220sin 100πt(V),下列说法中正确的是 (　　)
线圈转动的角速度为100 rad/s
交变电流的周期为0.02 s
交变电流的频率为50 Hz
线圈转动的转速为100 r/s
2.(多选)某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示,由图像可知 (　　)
交变电流的频率为4 Hz
1 s内电流方向变化50次
若仅使线圈转速加倍,则周期变为0.02 s
若仅使线圈转速加倍,则感应电动势的最大值变为400 V
题组二　峰值和有效值
3.一个电热器接在220 V直流电路中,功率为1 kW。若把它接在交流电路中,使其功率仍为1 kW,则交流电路的电压峰值为 (　　)
220 V 220 V
V 380 V
4.(2024·重庆高二期末)一正弦式交变电流i=2cos 4πt(A),下列说法正确的是 (　　)
该交变电流的最大值为 A
该交变电流的有效值为2 A
该交变电流的频率为5 Hz
每分钟该交变电流的方向变化240次
5.一只电阻分别通过四种不同形式的电流,电流随时间变化的情况如下列各选项所示,在相同时间内电阻产生热量最大的是 (　　)
A B
C D
6.(2024·广东东莞高二期末)一电阻接到方波交流电源上,在一个周期内产生的热量为Q方;若该电阻接到正弦交流电源上,在一个周期内产生的热量为Q正,该电阻上电压的峰值均为u0,周期均为T,如图所示。则Q方∶Q正等于 (　　)
1∶ ∶1
1∶2 2∶1
7.利用二极管的单向导电性可以将正弦式交变电压的波形截去一半,这种方法称为半波整流。某研究小组的同学通过半波整流得到如图所示的脉动电压图像,由图可知 (　　)
该电压的周期为2 s
该电压的频率为0.02 Hz
电压的有效值为10 V
电压的有效值为20 V
题组三　用图像描述交变电流
8.(2024·广东广州高二期末)某小组用图a的风速仪研究交流电,风杯在风力作用下带动与其连在一起的永磁铁转动;某一风速时,线圈中产生的交变电流如图b所示,则 (　　)
该交变电流的周期为t0
该交变电流的频率为2t0
该交变电流的有效值为Im
该交变电流的峰值为Im
综合提升练
9.一正弦交流电的电流随时间变化规律的图像如图所示,由图可知 (　　)
用电流表测该电流其示数为14.1 A
该交变电流的频率为100 Hz
该交变电流瞬时值表达式为i=10sin 628t
该交变电流通过10 Ω电阻时,电阻消耗的电功率为1 000 W
10.(2024·广东深圳高二期末)在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,如图甲所示。产生的交变电动势的图像如图乙所示,则 (　　)
t=0.005 s时线框的磁通量变化率为零
t=0.01 s时线框平面与中性面重合
线框产生的交变电动势的有效值为311 V
线框产生的交变电动势的频率为100 Hz
11.一个边长为6 cm的单匝正方形金属线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直,电阻为0.36 Ω。磁感应强度B随时间t的变化关系如图所示,则线框中感应电流的有效值为 (　　)
×10-5 A ×10-5 A
×10-5 A ×10-5 A
培优加强练
12.(12分)如图所示,有一单匝矩形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO'以角速度ω匀速转动,边ab、bc的长度分别为L1和L2,轴OO'分别通过ad和bc的中点,线圈的总电阻为r,线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环e、f(集流环)焊接在一起,并通过电刷与阻值为R的定值电阻连接。求:
(1)(4分)线圈转动过程中感应电动势的最大值;
(2)(4分)线圈平面由图示位置开始计时,写出感应电动势瞬时值的表达式;
(3)(4分)电阻R的功率。
第二节　描述交变电流的物理量
1.BC　[瞬时值e＝220sin 100πt(V)，由表达式知角速度为ω＝100π rad/s，周期T＝＝0.02 s，故B正确，A错误；频率f＝＝50 Hz，线圈转动的转速n＝f＝50 r/s，故C正确，D错误。]
2.BC　[由题图可知，交变电流的周期T＝0.04 s，频率f＝＝25 Hz，选项A错误；一个周期内电流方向变化2次，1 s内电流方向变化50次，选项B正确；若仅使线圈转速n加倍，根据T＝可知，周期将变为原来的二分之一，即T′＝0.02 s，选项C正确；若仅使线圈转速n加倍，则角速度ω＝2πn加倍，根据Em＝nBSω可知感应电动势的最大值加倍，最大值为200 V，选项D错误。]
3.B　[根据交流电有效值的定义可知，若交流电和恒定电流在一段时间内产生的热量相同，该直流电的电压即为交流电的有效值，则该交流电的有效值为220 V，正弦式交流电的最大值是有效值的倍，电压的峰值为220 V，故B正确。]
4.D　[根据正弦式交变电流表达式i＝2cos 4πt(A)，可知该交变电流的最大值为I＝2 A，该交变电流的有效值为I＝＝ A，故A、B错误；该交变电流的周期为T＝＝ s＝0.5 s，频率为f＝＝2 Hz，交变电流一个周期内电流方向改变2次，每分钟该交变电流的方向变化的次数为n＝2＝2×＝240，故C错误，D正确。]
5.D　[A、B选项中电流均为正弦式交变电流，最大值均为2 A，有效值均为 A，C选项中电流的有效值为1.5 A，D选项中电流的有效值为2 A。D选项中电流的有效值最大，在R、t相同时，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，D选项中电阻产生的热量最大，故D正确，A、B、C错误。]
6.D　[由有效值概念知，一个周期内产生的热量Q方＝·＋·＝T，Q正＝T＝T＝·T，可得＝，故D正确，A、B、C错误。]
7.C　[由题图可知，该电压的周期为T＝2×10－2 s，频率为f＝＝50 Hz，故A、B错误；设电压的有效值为U，根据电流的热效应，有2·＝2T，可得电压的有效值为U＝10 V，故C正确，D错误。]
8.C　[由图b可知该交变电流的周期为2t0，频率为f＝＝，该交变电流的峰值为Im，有效值为I＝＝Im，故C正确。]
9.D　[电流表测的是有效值，则I＝ A＝10 A，A错误；根据图像，该交变电流的频率为f＝ Hz＝50 Hz，B错误；该交变电流瞬时值表达式为i＝Imsint＝10sin 314t(A)，C错误；计算电功率需要用有效值，则P＝I2R＝102×10 W＝1 000 W，D正确。]
10.B　[由题图乙可知Em＝311 V，根据正弦式交变电流有效值和峰值的关系可得，该交变电动势的有效值为E＝＝ V＝220 V，故C错误，根据周期和频率的关系可得，该交变电动势的频率为f＝＝ Hz＝50 Hz，故D错误；t＝0.01 s时，e＝0，线框平面与中性面重合，故B正确；t＝0.005 s时，e＝311 V，由法拉第电磁感应定律可得磁通量的变化率最大，故A错误。]
11.B　[由法拉第电磁感应定律E＝和闭合电路欧姆定律I＝可得线框中0～3 s内产生的感应电流I1＝2×10－5 A，3～5 s内产生的感应电流I2＝3×10－5 A，且与0～3 s内电流方向相反，于是可作出i随时间t变化的图像如图所示。由有效值的定义得IRt1＋IRt2＝I2RT，代入数据可得电流的有效值I＝×10－5 A，故B正确。]
12.(1)BL1L2ω　(2) e＝BL1L2ωsin ωt
(3)
解析　(1)根据正弦式交变电流的产生规律可知，线圈感应电动势的最大值为
Em＝BL1L2ω。
(2)线圈平面由题图所示位置开始计时，t时刻感应电动势瞬时值的表达式为
e＝Emsin ωt＝BL1L2ωsin ωt。
(3)电动势的有效值为E＝＝
根据闭合电路欧姆定律，电流为
I＝＝
电阻R的功率P＝I2R＝。第二节　描述交变电流的物理量
学习目标　1.建立描述交变电流的物理量——周期、频率、峰值、有效值的概念。2.熟记正弦式交变电流的有效值和峰值之间的关系。3.会用图像描述交变电流。
知识点一　周期和频率
1.周期
交变电流完成一次____________变化的时间称为交变电流的周期，用符号T表示，单位是秒。
2.频率
(1)意义：反映交变电流做周期性变化快慢的物理量。
(2)定义：用交变电流在一段时间内做周期性变化的________与所用________之比来表示，符号是________，单位是赫兹，符号是________。
3.周期和频率的关系
(1)周期和频率都是描述交变电流变化快慢的物理量，周期越短，频率越大，交变电流的变化越快。
(2)周期和频率互为倒数，即T＝__________或f＝________；
线圈的转速决定周期和频率，ω＝＝2πf＝2πn。
【思考】 我们日常生活和生产中所使用的交变电流如下图所示变化
(1)该交变电流频率是多少？该频率的物理意义是什么？
(2)一个周期内电流方向变化几次？1 s内电流方向改变多少次？
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例1 (多选)矩形金属线圈共10匝，绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的感应电动势e随时间t变化的情况如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.此交变电流的周期为0.2 s
B.此交变电流的频率为0.2 Hz
C.线圈转动的角速度为10π rad/s
D.1 s内线圈转10圈
听课笔记　___________________________________________________________
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知识点二　峰值和有效值
1.峰值
交变电流的峰值是指在一个周期内所能达到的________数值。交变电流的电动势、电流和电压的峰值分别用Em、Im和Um表示。
2.有效值
让交变电流和恒定电流分别通过相同阻值的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的________相等，那么这一恒定电流的数值称为交变电流的有效值。
3.正弦式电流的电动势、电流和电压的有效值与峰值之间的关系如下：
E＝＝________Em，I＝＝________Im，
U＝＝________Um。
【思考】 某交变电流电压的瞬时值表达式u＝6·sin 100πt(V)，把标有6 V的小灯泡接到此电源上会不会被烧坏？把标有6 V的电容器接在此电源上会不会被击穿？
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例2 通过某电流表的电流按如图所示的规律变化，则该电流表的读数为(　　)
A.4 A B.4 A
C.5 A D.5 A
听课笔记　___________________________________________________________
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有效值的计算方法
(1)若是正弦式交变电流，可利用交变电流的有效值与峰值间的关系求解，即E＝，I＝，U＝。
(2)当电流是非正弦式交变电流时，必须根据有效值的定义求解。先计算交变电流在一个周期内产生的热量Q，再将热量Q用相应的物理量的有效值表示，即Q＝I2RT或Q＝T，最后代入数据求解有效值。　　
例3 如图甲所示，标有“220 V　40 W”的灯泡和标有“20 μF　300 V”的电容器并联接到交流电源上，为理想交流电压表，交流电源的输出电压如图乙所示，下列判断正确的是(　　)
A.断开开关，t＝时刻，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.断开开关，的示数保持220 V不变
听课笔记　___________________________________________________________
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(1)小灯泡、空调等用电器上标识的额定电压和额定电流均为有效值。
(2)凡涉及能量、电功、电功率的计算时要用有效值，在确保保险丝的熔断电流时，也要与有效值比较。
(3)交流电压表、交流电流表测量读数为有效值。
(4)电容器、二极管是否被击穿要与最大值比较。　　
训练1 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图像，若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过1 min的时间，两电阻消耗的电功之比W甲∶W乙为(　　)
A.1∶ B.1∶2
C.1∶3 D.1∶6
知识点三　用图像描述交变电流
正弦式交变电流相关的图像
物理量 函数表达式 图像
磁通量 Φ＝Φmcos ωt Φm＝BS
电动势 e＝Emsin ωt Em＝nBSω
电压 u＝Umsin ωt Um＝R
电流 i＝Imsin ωt Im＝
例4 (多选)(2024·广东深圳高二期末)如图甲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。已知发电机线圈内阻不计，外接灯泡的电阻为R＝2 Ω，理想电压表与灯泡并联。则下列判断正确的是(　　)
A.t＝0.01 s时，线圈位置与中性面垂直
B.t＝0.005 s时，电压表读数为6 V
C.灯泡的电功率为18 W
D.e随t变化的规律为e＝6sin(50πt)V
听课笔记　___________________________________________________________
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分析交变电流图像的方法
(1)一看：看“轴”、看“线”、看“斜率”、看“点”、看“截距”、看“面积”，并理解其物理意义。一定要把图像与线圈在磁场中的位置对应起来。
(2)二变：掌握“图与图”“图与式”和“图与物”之间的变通关系。例如，可借助磁通量的变化图线与电动势的变化图线的关系来分析问题。　　
训练2 一矩形线圈垂直于匀强磁场放置并绕位于线圈平面内的固定轴匀速转动，线圈中的感应电动势e随时间t变化的规律如图所示，则下列说法正确的是(　　)
A.图像是从线圈平面位于中性面开始计时的
B.t2时刻穿过线圈的磁通量为零
C.t2时刻穿过线圈的磁通量的变化率为零
D.感应电动势e的方向变化时，穿过线圈的磁通量的方向也变化
随堂对点自测
1.(周期和频率)一矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势e＝220sin(100πt)V，则(　　)
A.交变电流的频率是100π Hz
B.t＝0时线圈垂直于中性面
C.交变电流的周期是0.02 s
D.t＝0.05 s时，e有最大值
2.(峰值和有效值)一个电热器接在10 V直流电源上消耗的电功率是P，当把它接到一个正弦交流电压上时消耗的电功率为，则该交流电压的最大值为(　　)
A.5 V B.7.1 V
C.10 V D.12 V
3.(用图像描述交变电流)图甲为一台小型发电机的示意图，单匝线圈绕OO′轴转动，若从某位置开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示，已知发电机线圈内阻为r，外接灯泡的电阻为9r，下列说法正确的是(　　)
A.线圈转动是从垂直中性面位置开始计时的
B.电动势表达式为e＝6sin 50πt(V)
C.电流方向每秒改变50次
D.灯泡两端电压的最大值为5.4 V
第二节　描述交变电流的物理量
知识点一
1.周期性　2.(2)次数　时间　f　Hz　3.(2)　
[思考] 提示　(1)50 Hz　交变电流1 s内完成50次周期性变化
(2)2次　100次
例1 AC　[由题图可知T＝0.2 s，故f＝＝ Hz＝5 Hz，即1 s内完成5个周期，线圈转5圈，故A正确，B、D错误；角速度ω＝2πf＝10π rad/s，C正确。]
知识点二
1.最大　2.热量　3.0.707　0.707　0.707
[思考] 提示　不会被烧坏　会被击穿
例2 C　[根据有效值的定义可得R·＋(3)2R·＝I2RT，解得I＝5 A，故C正确，A、B、D错误。]
例3 B　[的示数应是电压的有效值220 V，选项A、D错误；电源输出电压的有效值恰好等于灯泡的额定电压，灯泡正常发光，选项B正确；电压的峰值Um＝220 V≈311 V，大于电容器的额定电压，故闭合开关时电容器可能被击穿，选项C错误。]
训练1 C　[题图甲中，在一个周期内，根据电流的热效应有2R＝I2RT，代入数据解得电流的有效值I＝ A；题图乙中，在一个周期内，根据电流的热效应有2IR＝I′2RT，代入数据解得电流的有效值I′＝1 A；根据W＝I2Rt知，在相同时间内两电阻消耗的电功之比W甲∶W乙＝∶1＝1∶3，故C正确，A、B、D错误。]
知识点三
例4 BC　[由图乙知，t＝0.01 s时，线圈中产生的电动势的瞬时值为零，此时磁通量变化率为0，磁通量最大，线圈位置与中性面重合，故A错误；感应电动势的最大值Em＝6 V，电压表读数为有效值，由于发电机线圈内阻不计，则电压表读数为电动势的有效值，即U＝E＝＝6 V，故B正确；灯泡的电功率为P＝＝18 W，故C正确；周期T＝0.02 s，角速度ω＝＝100π rad/s，则e随t变化的规律为e＝6sin 100πt(V)，故D错误。]
训练2 B　[由题图可知，t＝0时，感应电动势最大，穿过线圈的磁通量的变化率最大，磁通量为零，即图像是从线圈平面与中性面垂直时开始计时的，选项A错误；t2时刻感应电动势最大，穿过线圈的磁通量的变化率最大，磁通量为零，选项B正确，C错误；感应电动势e的方向变化时，线圈通过中性面，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量方向并不变化，选项D错误。]
随堂对点自测
1.C　[由公式可知，交变电流的角速度ω＝100π rad/s＝2πf；则可求得交变电流的频率f＝50 Hz，故A错误；t＝0时，e＝0，此时磁通量最大，所以线圈处于中性面位置，故B错误；交变电流的频率为50 Hz，则周期T＝＝0.02 s，故C正确；由公式e＝220sin(100πt)V，在t＝0.05 s时，e＝220×sin(100π×0.05)V＝0，故D错误。]
2.A　[由题意可知，当接到直流电源上时，U＝10 V，则电热器的电功率为P＝，当接到交流电时，设交流电压的有效值为U′，有＝，联立解得U′＝ V，则其最大值为Um＝U′＝5 V，故A正确，B、C、D错误。]
3.D　[电动势随时间的变化规律从零开始，说明线圈从中性面开始转动，磁通量最大，瞬时电动势为零，A错误；电动势的最大值为Em＝6 V，而ω＝＝100 π rad/s，则电动势表达式为e＝Emsin ωt＝6sin 100πt(V)，B错误；线圈每转一圈，电流改变方向两次，则电流方向每秒改变了100次，C错误；灯泡两端的电压最大值为Um＝＝5.4 V，D正确。](共50张PPT)
第二节　描述交变电流的物理量
第三章　交变电流
1.建立描述交变电流的物理量——周期、频率、峰值、有效值的概念。
2.熟记正弦式交变电流的有效值和峰值之间的关系。
3.会用图像描述交变电流。
学习目标
目 录
CONTENTS
知识点
01
随堂对点自测
02
课后巩固训练
03
知识点
1
知识点二　峰值和有效值
知识点一　周期和频率
知识点三　用图像描述交变电流
知识点一　周期和频率
1.周期
交变电流完成一次________变化的时间称为交变电流的周期，用符号T表示，单位是秒。
2.频率
(1)意义：反映交变电流做周期性变化快慢的物理量。
(2)定义：用交变电流在一段时间内做周期性变化的______与所用______之比来表示，符号是____，单位是赫兹，符号是______。
周期性
次数
时间
f
Hz
3.周期和频率的关系
(1)周期和频率都是描述交变电流变化快慢的物理量，周期越短，频率越大，交变电流的变化越快。
【思考】 我们日常生活和生产中所使用的交变电流如下图所示变化
(1)该交变电流频率是多少？该频率的物理意义是什么？
(2)一个周期内电流方向变化几次？1 s内电流方向改变多少次？
提示　(1)50 Hz　交变电流1 s内完成50次周期性变化
(2)2次　100次
例1 (多选)矩形金属线圈共10匝，绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的感应电动势e随时间t变化的情况如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.此交变电流的周期为0.2 s
B.此交变电流的频率为0.2 Hz
C.线圈转动的角速度为10π rad/s
D.1 s内线圈转10圈
AC
知识点二　峰值和有效值
1.峰值
交变电流的峰值是指在一个周期内所能达到的______数值。交变电流的电动势、电流和电压的峰值分别用Em、Im和Um表示。
2.有效值
让交变电流和恒定电流分别通过相同阻值的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的______相等，那么这一恒定电流的数值称为交变电流的有效值。
最大
热量
3.正弦式电流的电动势、电流和电压的有效值与峰值之间的关系如下：
0.707
0.707
0.707
提示　不会被烧坏　会被击穿
例2 通过某电流表的电流按如图所示的规律变化，则该电流表的读数为(　　)
C
例3 如图甲所示，标有“220 V　40 W”的灯泡和标有“20 μF　300 V”的电容器并联接到交流电源上， 为理想交流电压表，交流电源的输出电压如图乙所示，下列判断正确的是(　　)
B
(1)小灯泡、空调等用电器上标识的额定电压和额定电流均为有效值。
(2)凡涉及能量、电功、电功率的计算时要用有效值，在确保保险丝的熔断电流时，也要与有效值比较。
(3)交流电压表、交流电流表测量读数为有效值。
(4)电容器、二极管是否被击穿要与最大值比较。　　
C
训练1 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图像，若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过1 min的时间，两电阻消耗的电功之比W甲∶W乙为(　　)
知识点三　用图像描述交变电流
正弦式交变电流相关的图像
BC
例4 (多选)(2024·广东深圳高二期末)如图甲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。已知发电机线圈内阻不计，外接灯泡的电阻为R＝2 Ω，理想电压表与灯泡并联。则下列判断正确的是(　　)
分析交变电流图像的方法
(1)一看：看“轴”、看“线”、看“斜率”、看“点”、看“截距”、看“面积”，并理解其物理意义。一定要把图像与线圈在磁场中的位置对应起来。
(2)二变：掌握“图与图”“图与式”和“图与物”之间的变通关系。例如，可借助磁通量的变化图线与电动势的变化图线的关系来分析问题。　　
训练2 一矩形线圈垂直于匀强磁场放置并绕位于线圈平面内的固定轴匀速转动，线圈中的感应电动势e随时间t变化的规律如图所示，则下列说法正确的是(　　)
A.图像是从线圈平面位于中性面开始计时的
B.t2时刻穿过线圈的磁通量为零
C.t2时刻穿过线圈的磁通量的变化率为零
D.感应电动势e的方向变化时，穿过线圈的磁通量的方向也变化
解析　由题图可知，t＝0时，感应电动势最大，穿过线圈的磁通量的变化率最大，磁通量为零，即图像是从线圈平面与中性面垂直时开始计时的，选项A错误；t2时刻感应电动势最大，穿过线圈的磁通量的变化率最大，磁通量为零，选项B正确，C错误；感应电动势e的方向变化时，线圈通过中性面，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量方向并不变化，选项D错误。
B
随堂对点自测
2
C
A.交变电流的频率是100π Hz B.t＝0时线圈垂直于中性面
C.交变电流的周期是0.02 s D.t＝0.05 s时，e有最大值
A
D
3.(用图像描述交变电流)图甲为一台小型发电机的示意图，单匝线圈绕OO′轴转动，若从某位置开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示，已知发电机线圈内阻为r，外接灯泡的电阻为9r，下列说法正确的是(　　)
A.线圈转动是从垂直中性面位置开始计时的
B.电动势表达式为e＝6sin 50πt(V)
C.电流方向每秒改变50次
D.灯泡两端电压的最大值为5.4 V
课后巩固训练
3
BC
基础对点练
A.线圈转动的角速度为100 rad/s B.交变电流的周期为0.02 s
C.交变电流的频率为50 Hz D.线圈转动的转速为100 r/s
BC
2.(多选)某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示，由图像可知(　　)
A.交变电流的频率为4 Hz
B.1 s内电流方向变化50次
C.若仅使线圈转速加倍，则周期变为0.02 s
D.若仅使线圈转速加倍，则感应电动势的最大值变为400 V
B
题组二　峰值和有效值
3.一个电热器接在220 V直流电路中，功率为1 kW。若把它接在交流电路中，使其功率仍为1 kW，则交流电路的电压峰值为(　　)
D
4.(2024·重庆高二期末)一正弦式交变电流i＝2cos 4πt(A)，下列说法正确的是(　　)
D
5.一只电阻分别通过四种不同形式的电流，电流随时间变化的情况如下列各选项所示，在相同时间内电阻产生热量最大的是(　　)
D
6.(2024·广东东莞高二期末)一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q方；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q正，该电阻上电压的峰值均为u0，周期均为T，如图所示。则Q方∶Q正等于(　　)
C
7.利用二极管的单向导电性可以将正弦式交变电压的波形截去一半，这种方法称为半波整流。某研究小组的同学通过半波整流得到如图所示的脉动电压图像，由图可知(　　)
C
题组三　用图像描述交变电流
8.(2024·广东广州高二期末)某小组用图a的风速仪研究交流电，风杯在风力作用下带动与其连在一起的永磁铁转动；某一风速时，线圈中产生的交变电流如图b所示，则(　　)
D
9.一正弦交流电的电流随时间变化规律的图像如图所示，由图可知(　　)
综合提升练
B
10.(2024·广东深圳高二期末)在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示。产生的交变电动势的图像如图乙所示，则(　　)
A.t＝0.005 s时线框的磁通量变化率为零
B.t＝0.01 s时线框平面与中性面重合
C.线框产生的交变电动势的有效值为311 V
D.线框产生的交变电动势的频率为100 Hz
B
11.一个边长为6 cm的单匝正方形金属线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，电阻为0.36 Ω。磁感应强度B随时间t的变化关系如图所示，则线框中感应电流的有效值为(　　)
12.如图所示，有一单匝矩形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO′以角速度ω匀速转动，边ab、bc的长度分别为L1和L2，轴OO′分别通过ad和bc的中点，线圈的总电阻为r，线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环e、f(集流环)焊接在一起，并通过电刷与阻值为R的定值电阻连接。求：
(1)线圈转动过程中感应电动势的最大值；
(2)线圈平面由图示位置开始计时，写出
感应电动势瞬时值的表达式；
(3)电阻R的功率。
培优加强练
解析　(1)根据正弦式交变电流的产生规律可知，线圈感应电动势的最大值为
Em＝BL1L2ω。
(2)线圈平面由题图所示位置开始计时，t时刻感应电动势瞬时值的表达式为
e＝Emsin ωt＝BL1L2ωsin ωt。
根据闭合电路欧姆定律，电流为

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