课后限时作业42 交变电流的产生和描述
时间：45分钟
1．如图所示，矩形线框置于磁场中，该磁场可视为匀强磁场，线框通过导线与电阻R构成闭合回路，线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴逆时针匀速转动．下列说法正确的是( C )
A．线框通过图中位置瞬间，线框中的电流方向为ABCDA
B．线框通过图中位置瞬间，穿过线框的磁通量最大
C．线框通过图中位置瞬间，通过电阻R的电流瞬时值最大
D．若使线框转动的角速度增大一倍，那么通过电阻R的电流的有效值变为原来的
解析：线框通过图中位置瞬间，穿过线框的磁通量为零，感应电动势最大，所以感应电流也最大，通过电阻R的电流瞬时值最大，故选项B错误，选项C正确；AB边和CD边切割磁感线产生感应电流，根据右手定则可知电流方向为ADCBA，故选项A错误；根据E＝NBSω可知，ω增大一倍，E也增大一倍，根据I＝可知，通过电阻R的电流的有效值也增大一倍，故选项D错误．
2．图甲为一台小型发电机示意图，产生的感应电动势随时间的变化规律如图乙所示．已知发电机线圈的匝数为100匝，电阻r＝2 Ω，外电路的小灯泡电阻恒为R＝6 Ω，电压表、电流表均为理想电表．下列说法正确的是( B )
A．电压表的示数为4 V
B．电流表的示数为0.5 A
C．1 s内通过小灯泡的电流方向改变25次
D．线圈在转动过程中，磁通量最大为 Wb
解析：由图象可知，交变电动势的最大值为Em＝4 V，有效值为E＝＝4 V，根据闭合电路的欧姆定律可知U＝R＝×6 V＝3 V，A错误；电流表的示数为I＝＝ A＝0.5 A，B正确；由图象可知，T＝4×10－2 s，f＝＝25 Hz，一个周期内电流方向改变2次，所以1 s内通过小灯泡的电流方向改变50次，C错误；根据Em＝nBSω可知Φm＝BS＝＝ Wb＝ Wb，D错误．
3．(多选)(2017·天津卷)在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图所示正弦规律变化．设线圈总电阻为2 Ω，则( AD )
A．t＝0时，线圈平面平行于磁感线
B．t＝1 s时，线圈中的电流改变方向
C．t＝1.5 s时，线圈中的感应电动势最大
D．一个周期内，线圈产生的热量为8π2 J
解析：t＝0时，磁通量为零，线圈平面平行于磁感线，故A正确；每经过一次中性面(线圈垂直于磁感线，磁通量有最大值)，电流的方向改变一次，t＝1 s时，磁通量为零，线圈平面平行于磁感线，所以线圈中的电流方向不变，故B错误；t＝1.5 s时，磁通量有最大值，但磁通量的变化率为零，根据法拉第电磁感应定律可知线圈中的感应电动势为零，故C错误；感应电动势最大值Em＝NBSω＝N·Φm·＝4π V，有效值E＝＝2π V，一个周期内线圈产生的热量Q＝·T＝8π2 J，故D正确．
