【物理】2019届一轮复习粤教版交变电流的产生和描述学案

【物理】2019届一轮复习粤教版交变电流的产生和描述学案

‎[高考导航]‎ 考点内容 要求 高考(全国卷)三年命题情况对照分析 ‎2015‎ ‎2016‎ ‎2017‎ 交变电流、交变电流的图象 Ⅰ Ⅰ卷·T16：理想变压器基本规律的应用 Ⅰ卷·T16：理想变压器(原线圈中串有电阻)‎ Ⅲ卷·T19：理想变压器(原线圈中串有灯泡)‎ 正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值 Ⅰ 理想变压器 Ⅱ 远距离输电 Ⅰ 实验十二：传感器的简单使用 基础课1　交变电流的产生和描述 知识排查 交变电流、交变电流的图象 图1‎ ‎1.交变电流 大小和方向都随时间做周期性变化的电流。‎ ‎2.正弦式交变电流的产生和图象 ‎(1)产生：在匀强磁场里，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。(如图1所示)‎ ‎(2)图象：线圈从中性面位置开始计时，如图2甲、乙、丙所示。‎ 图2‎ 正弦式交变电流的函数表达式、峰值和有效值 ‎1.周期和频率 ‎(1)周期(T)：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间，单位是秒(s)，公式T＝。‎ ‎(2)频率(f)：交变电流在1 s内完成周期性变化的次数。单位是赫兹(Hz)。‎ ‎(3)周期和频率的关系：T＝或f＝。‎ ‎2.交变电流的瞬时值、峰值和有效值 瞬时值 交变电流某一时刻的值，是时间的函数。如e＝Emsin ωt 峰值 交变电流的电流或电压所能达到的最大值 有效值 让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在一个周期内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值E＝，U＝，I＝ 小题速练 ‎1.思考判断 ‎(1)线圈在转动过程中经中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零。(　　)‎ ‎(2)有效值公式I＝适用于任何交变电流。(　　)‎ ‎(3)交流电气设备上所标的电压和电流值是交变电流的有效值。(　　)‎ ‎(4)交流电压表和电流表测量的是交流电的平均值。(　　)‎ 答案　(1)√　(2)×　(3)√　(4)×‎ ‎2.[粤教版选修3－2·P44·T4改编](多选)如图3所示，线圈abcd的面积是0.05 m2‎ ‎，共100匝；线圈总电阻r＝1 Ω，外接电阻R＝9 Ω，匀强磁场的磁感应强度B＝ T，线圈以300 r/min的转速匀速旋转，若线圈经图示位置时开始计时，则(　　)‎ 图3‎ A.当t＝ s时，i＝2.5 A B.当t＝ s时，i＝5 A C.当t＝ s时，i＝2.5 A D.当t＝ s时，i＝0‎ 答案　ABD ‎3.[粤教版选修3－2·P46·“讨论与交流”改编](多选)将阻值为2 Ω的电阻接在电压随时间按图4所示规律变化的交变电流上，则(　　)‎ 图4‎ A.一个周期内电流的有效值为 A B.一个周期内电流的有效值为2 A C.个周期内电流的有效值为 A D.个周期内电流的有效值为2 A 答案　AC ‎　正弦交变电流的产生及变化规律 ‎1.交流电产生过程中的两个特殊位置 图示 概念 中性面位置 与中性面垂直的位置 特点 B⊥S B∥S Φ＝BS，最大 Φ＝0，最小 e＝n＝0，最小 e＝n＝nBSω，最大 感应电流为零，方向改变 感应电流最大，方向不变 ‎2.正弦式交变电流的变化规律 磁通量：Φ＝Φmcos ωt；电动势：e＝Emsin ωt；电流：i＝Imsin ωt。‎ ‎1.如图5甲所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交变电流如图乙所示，设沿abcda方向为电流正方向，则下列说法正确的是(　　)‎ 图5‎ A.乙图中0～t1时间段对应甲图中①至②图的过程 B.乙图中t3时刻对应甲图中的③图 C.若乙图中t4等于0.02 s，则1 s内电流的方向改变50次 D.若乙图中t2等于0.02 s，则交流电的频率为50 Hz 答案　A ‎2.如图6所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，其转动轴线OO′与磁感线垂直。已知匀强磁场的磁感应强度B＝1 T，线圈所围面积S＝0.1 m2，转速12‎ ‎ r/min。若从中性面开始计时，则线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式应为(　　)‎ 图6‎ A.e＝12πsin 120t(V)‎ B.e＝24πsin 120πt(V)‎ C.e＝0.04πsin 0.4πt(V)‎ D.e＝0.4πcos 2πt(V)‎ 解析　矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，角速度ω＝2πn＝2π× rad/s＝0.4π rad/s，产生感应电动势的最大值为Em＝BSω＝BS·2πn＝1×0.1×0.4π(V)＝0.04π(V)，故其瞬时值表达式为e＝0.04πsin 0.4πt(V)，选项C正确。‎ 答案　C ‎3.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7甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则(　　)‎ 图7‎ 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有效值为311 V D.线框产生的交变电动势频率为100 Hz 解析　线框中感应电动势与磁通量的变化率成正比，而t＝0.005 s时e最大，选项A错误；t＝0.01 s时e＝0，选项B正确；电动势有效值E＝311× V≈220‎ ‎ V，选项C错误；周期T＝0.02 s，频率f＝＝50 Hz，选项D错误。‎ 答案　B ‎4.(2017·天津理综)(多选)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示8正弦规律变化。设线圈总电阻为 2 Ω，则(　　)‎ 图8‎ 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，故选项A正确；每经过一次中性面(线圈平面垂直于磁感线，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，故选项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，故选项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，故选项D正确。‎ 答案　AD 求解正弦式交变电流的三点注意 ‎(1)只有当线圈从中性面位置开始计时，电流的瞬时值表达式才是正弦形式。‎ ‎(2)注意峰值公式Em＝nBSω中的S为有效面积。‎ ‎(3)转轴相对线圈的位置改变，或线圈的形状改变时，电动势仍可由Em＝nBSω计算。　　　　　　‎ ‎　交变电流有效值的求解方法 ‎1.公式法 利用E＝、U＝、I＝计算，只适用于正(余)弦式交变电流。‎ ‎2.有效值的定义计算法(非正弦式电流)‎ 计算时要抓住“三同”：“相同时间”内“相同电阻”上产生“相同热量”，列式求解，注意时间至少取一个周期或为周期的整数倍。‎ ‎3.能量关系法 当有电能和其他形式的能转化时，可利用能的转化和守恒定律来求有效值。‎ ‎1.一个匝数为100匝，电阻为0.5 Ω的闭合线圈处于某一磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，从某时刻起穿过线圈的磁通量按图9所示规律变化。则线圈中产生交变电流的有效值为(　　)‎ 图9‎ A.5 A B.2 A C.6 A D.5 A 解析　0～1 s内线圈中产生的感应电动势E1＝n＝100×0.01 V＝1 V，1～1.2 s内线圈中产生的感应电动势E2＝n＝100× V＝5 V，在一个周期内产生的热量Q＝Q1＋Q2＝t1＋t2＝12 J，根据交变电流有效值的定义Q＝I2Rt＝12 J得I＝2 A，故选项B正确，A、C、D错误。‎ 答案　B ‎2.(2018·南京、盐城一模)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图所示，在相同时间内电阻产生热量最大的是(　　)‎ 解析　选项A、B中交变电流的有效值都为 A，选项C中恒定电流的大小为1.5 A，选项D中交变电流的有效值为2 A，根据热量的表达式Q＝I2Rt得出选项D正确。‎ 答案　D ‎3.某研究小组成员设计了一个如图10所示的电路，已知纯电阻R的阻值不随温度变化。与R并联的是一个理想的交流电压表，D是理想二极管(它的导电特点是正向电阻为零，反向电阻为无穷大)。在A、B间加一交流电压，瞬时值的表达式为u＝20sin 100πt(V)，则交流电压表示数为(　　)‎ 图10‎ A.10 V B.20 V ‎ C.15 V D.14.1 V 解析　二极管具有单向导电性，使得半个周期内R通路，另半个周期内R断路，在正半周内，交流电的有效值为20 V，故一个周期内的电阻发热为Q＝T＝·，解得U＝10 V＝14.1 V，选项D正确。‎ 答案　D ‎　交变电流“四值”的理解与应用 交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较 物理量 重要关系 适用情况及说明 瞬时值 e＝Emsin ωt i＝Imsin ωt 计算线圈某时刻的受力情况 峰值 Em＝nBSω Im＝ 讨论电容器的击穿电压 有效值 E＝　U＝ I＝ ‎(只适用于正弦式交变电流)‎ ‎(1)计算与电流的热效应有关的量(如电功、电功率、电热等)‎ ‎(2)电气设备“铭牌”上所标的值 ‎(3)保险丝的熔断电流 ‎(4)交流电表的读数 平均值 ＝BL　＝n ＝ 计算通过电路截面的电荷量 ‎1.(2015·四川理综，4)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11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(　　)‎ 图11‎ A.峰值是e0 B.峰值是2e0‎ C.有效值是Ne0 D.有效值是Ne0‎ 解析　矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，所以发电机的电动势峰值为2Ne0，选项A、B错误；由于不计线圈的电阻，所以发电机的输出电压峰值为2Ne0，故有效值为＝Ne0，故选项D正确。‎ 答案　D ‎2.(2018·湖南邵阳二中月考)(多选)一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图12所示。由图可知(　　)‎ 图12‎ A.该交流电的电压瞬时值的表达式为u＝100sin 25πt (V)‎ B.该交流电的频率为25 Hz C.该交流电的电压的有效值为100 V D.若将该交流电压加在阻值R＝100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为50 W 解析　从图象中可得该交流电的周期为T＝4×10－2s，所以频率为f＝＝25 Hz，选项B正确；角速度为ω＝2πf＝50π，从图象中可知交流电最大值为Um＝100 V，所以该交流电的电压瞬时值的表达式为u＝100sin 50πt (V)，该交流电的有效电压值为U＝＝50 V，选项A、C错误；若将该交流电压加在阻值R＝100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为P＝＝ W＝50 W，选项D正确。‎ 答案　BD ‎3.(多选)如图13所示，虚线OO′左侧有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，凸形线框abcdefgh以虚线OO′为轴以角速度ω匀速转动，abch为边长为L的正方形，defg为边长为L的正方形，线框的总电阻为R，从图示位置开始计时，则(　　)‎ 图13‎ A.在t＝0时刻，线框中的感应电流最大 B.在转过90°的过程中，线框中感应电流的瞬时值i随时间t变化的规律为i＝ C.线框感应电流的最大值为Imax＝ D.线框转过60°时的瞬时电动势为 解析　从图示位置开始计时，在转过90°的过程中，线框中产生的感应电动势的瞬时值为e＝BL2ωsin ωt，感应电流的瞬时值为i＝＝，故t＝0时刻，I＝0，线框中感应电流的最大值为Imax＝，选项A错误，B、C正确；线框转过60°时的瞬时电动势为e＝BL2ωsin ＝BL2ω，故选项D错误。‎ 答案　BC ‎4.(2018·湖北黄冈中学模拟)(多选)如图14甲所示是一种振动发电装置的示意图，半径为r＝0.1 m、匝数n＝20的线圈位于辐向分布的磁场中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右视图如图乙所示)，线圈所在位置的磁感应强度的大小均为B＝ T，线圈电阻为R1＝0.5 Ω，它的引出线接有R2＝9.5 Ω的小电珠L，外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，线圈运动速度v随时间t变化的规律如图丙所示(摩擦等损耗不计)，则(　　)‎ 图14‎ A.小电珠中电流的峰值为0.16 A B.小电珠中电流的有效值为0.16 A C.电压表的示数约为1.5 V D.t＝0.1 s时外力的大小为0.128 N 解析　由题意及法拉第电磁感应定律知道，线圈在磁场中做往复运动，产生的感应电动势的大小符合正弦曲线变化规律，线圈中的感应电动势的峰值为Em＝‎ nBlv＝nB·2πrvm，故小电珠中电流的峰值为Im＝＝ A＝0.16 A，选项A正确，B错误；电压表示数为U＝·R2≈1.07 V，选项C错误；当t＝0.1 s也就是时，外力的大小为F＝nB·2πrIm＝0.128 N，选项D正确。‎ 答案　AD 活页作业 ‎(时间：30分钟)‎ A级：保分练 ‎1.下列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所用交流电的是(　　)‎ 解析　我国居民日常生活所用的是正弦式交流电，其电压的有效值是220 V，最大值为311 V，周期为0.02 s，所以只有选项C正确。‎ 答案　C ‎2.(多选)如图1所示，面积为S、匝数为N、电阻为r的正方形导线框与阻值为R的电阻构成闭合回路，理想交流电压表并联在电阻R的两端。线框在磁感应强度为B的匀强磁场中，以与电路连接的一边所在直线为轴垂直于磁场以角速度ω匀速转动，不计其他电阻，则下列说法正确的是(　　)‎ 图1‎ A.若从图示位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时表达式为e＝NBSωsin ωt B.线框通过中性面前后，流过电阻R的电流方向将发生改变，1秒钟内流过电阻R的电流方向改变次 C.线框从图示位置转过60°的过程中，通过电阻R的电荷量为 D.电压表的示数跟线框转动的角速度ω大小无关 解析　从图示位置开始计时，即从线框处于中性面位置开始计时，感应电动势瞬时表达式e＝NBSωsin ωt，选项A正确；线框通过中性面前后，流过电阻R的电流方向发生改变，每转1周电流方向改变2次，1秒钟内线框转动圈数为＝，故流过电阻R的电流方向改变2×＝次，选项B正确；线框从图示位置转过60°的过程中，通过电阻R的电荷量Δq＝IΔt＝Δt＝N，而ΔΦ＝BΔS⊥＝BS，故Δq＝，选项C正确；电压表的示数U＝，而E＝，故U∝ω，选项D错误。‎ 答案　ABC ‎3.一交流电压为u＝100sin(100πt)V，由此表达式可知(　　)‎ A.用电压表测该电压其示数为50 V B.该交流电压的周期为0.02 s C.将该电压加在“100 V　100 W”的灯泡两端，灯泡的实际功率小于100 W D.t＝ s时，该交流电压的瞬时值为50 V 解析　由交流电压瞬时值表达式可知电压的有效值为100 V，故用电压表测该电压其示数为100 V，选项A错误；ω＝100π rad/s，则周期T＝＝0.02 s，选项B正确；该电压加在“100 V　100 W”的灯泡两端，灯泡恰好正常工作，选项C错误；t＝ s代入瞬时值表达式得电压的瞬时值为100 V，选项D错误。‎ 答案　B ‎4.(多选)有两支交变电流，其表达式分别是：u1＝110·sin V，u2＝220 sin V。下列关于这两支交变电流的说法正确的是(　　)‎ A.峰值相同 B.周期相同 C.相位差恒定 D.变化步调一致 解析　u1代表的交流电压的峰值为110 V，角速度为ω＝2πf＝100π rad/s，则频率f＝50 Hz，初相位为。u2代表的交流电压的峰值为220 V，角速度为ω＝2πf＝100π rad/s，则频率f＝50 Hz，初相位为。它们的相位差恒为－＝。故本题选项B、C正确。‎ 答案　BC ‎5.如图2甲所示，标有“220 V　40 W”的灯泡和标有“20 μF　300 V”的电容器并联到交流电源上，为交流电压表，交流电源的输出电压如图乙所示，闭合开关。下列判断正确的是(　　)‎ 图2‎ A.t＝时刻，的示数为零 B.灯泡恰好正常发光 C.电容器不可能被击穿 D.的示数保持110 V不变 解析　的示数应是电压的有效值220 V，故选项A、D错误；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，大于电容器的耐压值，故电容器有可能被击穿，选项C错误。‎ 答案　B ‎6.如图3甲所示，一圆形金属线圈放置于匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度为B0。现让线圈绕其一条直径以50 Hz的频率匀速转动，较长时间t内产生的热量为Q；若线圈不动，让磁场以图乙所示规律周期性变化，要在t时间内产生的热量也为Q，乙图中磁场变化的周期T以s为单位，数值应为(　　)‎ 图3‎ A. B. ‎ C. D. 解析　两种情况下，在相同时间内产生的热量相同，说明电压的有效值相同，现让线圈绕其一条直径以50 Hz的频率匀速转动，电压有效值为E＝＝＝；磁场以图乙所示规律周期性变化，电压有效值为E＝＝，解得T＝ s，选项C正确。‎ 答案　C ‎7.(2018·扬州市一模)(多选)电阻为1 Ω的矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动，线圈的电动势随时间变化的图象如图4所示。现把线圈的电动势加在电阻为9 Ω的电热丝上，则下列说法正确的是(　　)‎ 图4‎ A.线圈转动的角速度为31.4 rad/s B.如果线圈转速提高一倍，则电流发生改变 C.电热丝两端的电压U＝100 V D.电热丝的发热功率P＝1 800 W 解析　从图中可知T＝0.02 s，ω＝＝314 rad/s，故选项A错误；其他条件不变，如果线圈转速提高一倍，角速度ω变为原来的两倍，则电动势最大值Em＝NBSω 变为原来的两倍，电压的有效值为原来的两倍，根据欧姆定律可知电流发生改变，故选项B正确；该交流电压的最大值为200 V，所以有效值为100 V，U＝×100 V＝90 V，故选项C错误；根据P＝得P＝ W＝1 800 W，选项D正确。‎ 答案　BD ‎8.图5甲所示电压按正弦规律变化，图乙所示电压是正弦交流电的一部分，则下列说法正确的是(　　)‎ 图5‎ A.图乙所示的电压也是正弦交流电压 B.图甲所示电压的瞬时值表达式为u＝10sin 50πt(V)‎ C.图乙所示电压的周期与图甲所示电压周期相同 D.图甲所示电压的有效值比图乙所示电压的有效值小 解析　图乙所示电压只有一部分按正弦交流电压变化，整个不能称为正弦交流电压，选项A错误；图甲所示电压的瞬时值表达式为u＝10sin 100πt(V)，选项B错误；图乙所示电压的周期为图甲所示电压周期的2倍，选项C错误；图甲所示电压的有效值为5 V，对图乙由·＝T，得电压的有效值为U＝10 V，因此选项D正确。‎ 答案　D ‎9.如图6所示，一半径为L的导体圆环位于纸面内，O为圆心。环内两个圆心角为90°且关于O中心对称的扇形区域内分布有匀强磁场，两磁场的磁感应强 度大小均为B、方向相反且均与纸面垂面。导体杆OM可绕O转动，M端通过滑动触点与圆环良好接触，在圆心和圆环间连有电阻R，不计圆环和导体杆的电阻，当杆OM以恒定角速度ω逆时针转动时，理想电流表A的示数为(　　)‎ 图6‎ A. B. ‎ C. D. 解析　OM切割磁感线产生的电动势E＝，OM切割磁感线时产生的感应电流I＝，设电流的有效值为I有效，则IRT＝2I2R·T，解得I有效＝，选项A正确。‎ 答案　A ‎10.(多选)图7甲为小型交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n＝100、总电阻r＝5 Ω，线圈的两端与阻值为95 Ω的电阻R连接，交流电压表为理想电表。t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图乙所示正弦规律变化。若交流发电机产生的电动势的最大值为Emax，电压表的示数为U，则(　　)‎ 图7‎ A.Emax＝200 V，U＝134 V B.Emax＝134 V，U＝95 V C.通过电阻R的电流每秒内方向改变约50次 D.电阻R实际消耗的功率为190 W 解析　交流发电机产生的电动势的最大值Emax＝nBSω，而Φmax＝BS，由Φ－t图线可知Φmax＝2.0×10－2 Wb，T＝2π×10－2 s，所以ω＝100 rad/s，Emax＝200 V，电动势的有效值E＝＝100 V，由闭合电路的欧姆定律，可知电路中电流的有效值I＝＝ A，电压表的示数为U＝IR＝134 V，故选项A正确，B错误；由题图乙可知，周期T＝2π×10－2 s，频率f＝≈16，故通过电阻R的电流每秒内方向改变约32次，选项C错误；电阻R消耗的功率为P＝I2R＝190 W，故选项D正确。‎ 答案　AD B级：拔高练 ‎11.一个U形金属线框在匀强磁场中绕OO′轴以相同的角速度匀速转动，通过导线给同一电阻R供电，如图8甲、乙所示。其中甲图中OO′轴右侧有磁场，乙图中整个空间均有磁场，两磁场磁感应强度相同。则甲、乙两图中交流电流表的示数之比为 (　　)‎ 图8‎ A.1∶ B.1∶2 ‎ C.1∶4 D.1∶1‎ 解析　题图甲中的磁场只在OO′轴的右侧，所以线框只在半周期内有感应电流产生，如图a，电流表测得是有效值，所以I＝。题图乙中的磁场布满整个空间，线框中产生的感应电流如图b，所以I′＝，则I∶I′＝1∶，即选项A正确。‎ 答案　A ‎12.(2018·南师附中)如图9所示，两根间距为20cm的无限长光滑金属导轨，电阻不计，其左端连接一阻值为10 Ω 的定值电阻，两导轨之间存在着磁感应强度为1 T的匀强磁场，磁场边界虚线为正弦曲线的一部分，一阻值为10 Ω 的光滑导体棒，在外力作用下以10 m/s的速度匀速向右运动(接触电阻不计)，交流电压表和交流电流表均为理想电表，则(　　)‎ 图9‎ A.回路中产生的是正弦式交变电流 B.电压表的示数是2 V C.导体棒运动到图示虚线位置时，电流表示数为零 D.导体棒上消耗的热功率为0.2 W 解析　由磁场边界虚线为正弦曲线的一部分，可知导体棒切割磁感线产生正弦式交变电流，故选项A正确；感应电动势最大值Em＝BLmv＝2 V，电压表测得是有效值，即为U＝E＝1 V，故选项B错误；电流表测得是有效值，所以导体棒运动到图示虚线位置时，电流表示数恒定，不为0，故选项C错误；导体棒上消耗的热功率为P＝＝ W＝0.1 W，故选项D错误。‎ 答案　A ‎13.(2018·黑龙江大庆一模)(多选)如图10所示，N匝矩形导线框在磁感应强度为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、理想电流表A和二极管D。电流表的示数为I，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。下列说法正确的是(　　)‎ 图10‎ A.导线框转动的角速度为 B.导线框转动的角速度为 C.导线框转到图示位置时，导线框中的磁通量最大，瞬时电动势为零 D.导线框转到图示位置时，导线框中的磁通量最大，瞬时电动势最大 解析　线圈产生的最大感应电动势Em＝NBSω，根据二极管的特点可知，在一个周期内有半个周期回路中有电流，根据交变电流的热效应可知·＝I2RT，解得ω＝，故选项A错误，B正确；导线框转到图示位置时，线圈位于中性面处，导线框中的磁通量最大，瞬时电动势为零，故选项C正确，D错误。‎ 答案　BC ‎14.(2016·全国卷Ⅲ，21)(多选)如图11，M为半圆形导线框，圆心为OM；N是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为ON；两导线框在同一竖直面(纸面)内；两圆弧半径相等；过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面。现使线框M、N在t＝0时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过OM和ON的轴，以相同的周期T逆时针匀速转动，则(　　)‎ 图11‎ A.两导线框中均会产生正弦交流电 B.两导线框中感应电流的周期都等于T C.在t＝时，两导线框中产生的感应电动势相等 D.两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等 解析　当线框进入磁场过程中，根据E＝BR2ω 可得，感应电动势恒定，感应电流恒定，不是正弦式交流电，选项A错误，C正确；当线框进入磁场时，根据楞次定律可得，两线框中的感应电流方向为逆时针，当线框穿出磁场时，根据楞次定律可得，线框中产生的感应电流为顺时针，所以感应电流的周期和线框运动周期相等，选项B正确；线框N在完全进入磁场后有时间内穿过线框的磁通量不变化，没有感应电动势产生，即线框N在0～和～内有感应电流，其余时间内没有；而线框M在整个过程中都有感应电流，即便两导线框电阻相等，两者的电流有效值不相等，选项D错误。‎ 答案　BC