2022年度高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十一章 交變電流 傳感器 第1講 交變電流的產(chǎn)生和描述學(xué)案

《2022年度高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十一章 交變電流 傳感器 第1講 交變電流的產(chǎn)生和描述學(xué)案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2022年度高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十一章 交變電流 傳感器 第1講 交變電流的產(chǎn)生和描述學(xué)案（16頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、2022年度高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十一章 交變電流 傳感器 第1講 交變電流的產(chǎn)生和描述學(xué)案一、正弦式交變電流1.產(chǎn)生線圈繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng).2.兩個(gè)特殊位置的特點(diǎn)(1)線圈平面與中性面重合時(shí)，SB，最大，0，e0，i0，電流方向?qū)l(fā)生改變.(2)線圈平面與中性面垂直時(shí)，SB，0，最大，e最大，i最大，電流方向不改變.3.電流方向的改變一個(gè)周期內(nèi)線圈中電流的方向改變兩次.4.交變電動(dòng)勢的最大值EmnBS，與轉(zhuǎn)軸位置無關(guān)，與線圈形狀無關(guān).5.交變電動(dòng)勢隨時(shí)間的變化規(guī)律enBSsin t.自測1(多選)關(guān)于中性面，下列說法正確的是()A.線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)中經(jīng)中性面位置時(shí)，穿過線圈的磁通量最大，磁

2、通量的變化率為零B.線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)中經(jīng)中性面位置時(shí)，穿過線圈的磁通量為零，磁通量的變化率最大C.線圈每經(jīng)過一次中性面，感應(yīng)電流的方向就改變一次D.線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周經(jīng)過中性面一次，所以線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流的方向就改變一次答案AC二、描述交變電流的物理量1.周期和頻率(1)周期T：交變電流完成1次周期性變化所需要的時(shí)間，單位是秒(s).表達(dá)式為T(n為轉(zhuǎn)速).(2)頻率f：交變電流在1 s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)，單位是赫茲(Hz).(3)周期和頻率的關(guān)系：T或f.2.交變電流的瞬時(shí)值、最大值、有效值和平均值(1)瞬時(shí)值：交變電流某一時(shí)刻的值，是時(shí)間的函數(shù).(2)最大值：交變電流或電壓所能達(dá)到的最大的

3、值.(3)有效值：讓恒定電流和交變電流分別通過阻值相等的電阻，如果在交流的一個(gè)周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，就可以把恒定電流的數(shù)值規(guī)定為這個(gè)交變電流的有效值.(4)正弦式交變電流的有效值與最大值之間的關(guān)系I，U，E.(5)交變電流的平均值：n，.自測2(多選)圖1甲為交流發(fā)電機(jī)的原理圖，正方形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，電流表為理想交流電表，線圈中產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)間的變化如圖乙所示，則()圖1A.電流表的示數(shù)為10 AB.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為50 rad/sC.0.01 s時(shí)線圈平面和磁場平行D.0.01 s時(shí)通過線圈的磁通量變化率為0答案AD命題點(diǎn)一交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律1

4、.交變電流的變化規(guī)律(線圈在中性面位置開始計(jì)時(shí))規(guī)律物理量函數(shù)表達(dá)式圖象磁通量mcos tBScos t電動(dòng)勢eEmsin tnBSsin t電壓uUmsin tsin t電流iImsin tsin t2.交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式的書寫(1)確定正弦交變電流的峰值，根據(jù)已知圖象讀出或由公式EmnBS求出相應(yīng)峰值.(2)明確線圈的初始位置，找出對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式.如：線圈從中性面位置開始轉(zhuǎn)動(dòng)，則it圖象為正弦函數(shù)圖象，函數(shù)式為iImsin t.線圈從垂直于中性面的位置開始轉(zhuǎn)動(dòng)，則it圖象為余弦函數(shù)圖象，函數(shù)式為iImcos t.例1(多選)(2016全國卷21)如圖2，M為半圓形導(dǎo)線框，圓心為OM；N

5、是圓心角為直角的扇形導(dǎo)線框，圓心為ON；兩導(dǎo)線框在同一豎直面(紙面)內(nèi)；兩圓弧半徑相等；過直線OMON的水平面上方有一勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于紙面.現(xiàn)使線框M、N在t0時(shí)從圖示位置開始，分別繞垂直于紙面且過OM和ON的軸，以相同的周期T逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則()圖2A.兩導(dǎo)線框中均會產(chǎn)生正弦交流電B.兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的周期都等于TC.在t時(shí)，兩導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢相等D.兩導(dǎo)線框的電阻相等時(shí)，兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的有效值也相等答案BC解析兩導(dǎo)線框進(jìn)入磁場過程中，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的大小不變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；導(dǎo)線框的轉(zhuǎn)動(dòng)周期為T，則感應(yīng)電流的周期也為T，選項(xiàng)B正確；在t時(shí)，切割磁感線的

6、有效長度相同，兩導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢相等，選項(xiàng)C正確；M導(dǎo)線框中一直有感應(yīng)電流，N導(dǎo)線框中只有一半時(shí)間內(nèi)有感應(yīng)電流，所以兩導(dǎo)線框的電阻相等時(shí)，感應(yīng)電流的有效值不相等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.變式1(多選)一只閉合的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過線圈的磁通量隨時(shí)間的變化圖象如圖3所示，則下列說法正確的是()圖3A.t0時(shí)刻線圈平面與中性面重合B.t0.1 s時(shí)刻，穿過線圈平面的磁通量的變化率最大C.t0.2 s時(shí)刻，線圈中有最大感應(yīng)電動(dòng)勢D.若轉(zhuǎn)動(dòng)周期減小一半，則電動(dòng)勢也減小一半答案AB解析矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，若以線圈通過中性面時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，感應(yīng)電動(dòng)勢瞬

7、時(shí)值表達(dá)式為eEmsin t，由題圖可知mcos t，當(dāng)最大時(shí)，0，即e0，線圈平面與中性面重合；當(dāng)0時(shí)，為最大，即eEm，所以A、B正確，C錯(cuò)誤；由EmnBS可知，周期減半時(shí)角速度增大一倍，則電動(dòng)勢就增大一倍，故D錯(cuò)誤.變式2如圖4甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其單匝矩形線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，繞垂直于磁場方向的固定軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與R10 的電阻連接，與電阻R并聯(lián)的交流電壓表為理想電壓表，示數(shù)是10 V.圖乙是矩形線圈中磁通量隨時(shí)間t變化的圖象，則()圖4A.電阻R上的電功率為20 WB.t0.02 s時(shí)，R兩端的電壓瞬時(shí)值為零C.R兩端的電壓u隨

8、時(shí)間t變化的規(guī)律是u14.1cos 100t VD.通過R的電流i隨時(shí)間t變化的規(guī)律是i14.1cos 50t A答案C解析電阻R上的電功率為P10 W，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由題圖乙知t0.02 s時(shí)磁通量變化率最大，R兩端的電壓瞬時(shí)值最大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；R兩端的電壓u隨時(shí)間t變化的規(guī)律是u14.1cos 100t V，選項(xiàng)C正確；通過R的電流i隨時(shí)間t變化的規(guī)律是i1.41cos 100t A，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.命題點(diǎn)二交流電有效值的求解1.交變電流有效值的規(guī)定交變電流、恒定電流I直分別通過同一電阻R，在交流的一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱分別為Q交、Q直，若Q交Q直，則交變電流的有效值II直(直流有效值也可以這樣

9、算).2.對有效值的理解(1)交流電流表、交流電壓表的示數(shù)是指有效值；(2)用電器銘牌上標(biāo)的值(如額定電壓、額定功率等)指的均是有效值；(3)計(jì)算熱量、電功率及保險(xiǎn)絲的熔斷電流指的是有效值；(4)沒有特別加以說明的，是指有效值；(5)“交流的最大值是有效值的倍”僅用于正(余)弦式交變電流.3.計(jì)算交變電流有效值的方法(1)計(jì)算有效值時(shí)要根據(jù)電流的熱效應(yīng)，抓住“三同”：“相同時(shí)間”內(nèi)“相同電阻”上產(chǎn)生“相同熱量”列式求解.(2)分段計(jì)算電熱求和得出一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的總熱量.(3)利用兩個(gè)公式QI2Rt和Qt可分別求得電流有效值和電壓有效值.(4)若圖象部分是正弦(或余弦)式交變電流，其中的周期(必

10、須是從零至最大值或從最大值至零)和周期部分可直接應(yīng)用正弦式交變電流有效值與最大值間的關(guān)系I、U求解.例2(多選)如圖5所示，甲、乙為兩種電壓的波形，其中圖甲所示的電壓按正弦規(guī)律變化，圖乙所示的電壓波形是正弦函數(shù)圖象的一部分.下列說法正確的是()圖5A.圖甲、圖乙均表示交變電流B.圖甲所示電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u20sin 100t(V)C.圖乙所示電壓的有效值為20 VD.圖乙所示電壓的有效值為10 V答案ABD解析根據(jù)交變電流的定義，題圖甲、題圖乙均表示交變電流，選項(xiàng)A正確；題圖甲中電壓的最大值為Um20 V，周期為0.02 s，則電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為uUmsin t20sin 100t(V)

11、，選項(xiàng)B正確；根據(jù)有效值的定義有T，解得題圖乙中電壓的有效值為U10 V，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確.變式3電壓u隨時(shí)間t的變化情況如圖6所示，皆為正弦函數(shù)圖象的一部分，求電壓的有效值.圖6答案55 V解析由有效值的定義式得：T，解得U55 V.變式4(多選)(2017天津理綜6)在勻強(qiáng)磁場中，一個(gè)100匝的閉合矩形金屬線圈，繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過該線圈的磁通量隨時(shí)間按圖7所示正弦規(guī)律變化.設(shè)線圈總電阻為 2 ，則()圖7A.t0時(shí)，線圈平面平行于磁感線B.t1 s時(shí)，線圈中的電流改變方向C.t1.5 s時(shí)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢最大D.一個(gè)周期內(nèi)，線圈產(chǎn)生的熱量為82 J答案AD解析t0時(shí)

12、，穿過線圈的磁通量為零，線圈平面平行于磁感線，故A正確；每經(jīng)過一次中性面(線圈平面垂直于磁感線，磁通量有最大值)電流的方向改變一次，t1 s時(shí)，磁通量為零，線圈平面平行于磁感線，故B錯(cuò)誤；t1.5 s時(shí)，磁通量有最大值，但磁通量的變化率為零，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢為零，故C錯(cuò)誤；感應(yīng)電動(dòng)勢最大值EmNBSNm4 V，有效值E2 V，一個(gè)周期內(nèi)線圈產(chǎn)生的熱量QT82 J，故D正確.拓展點(diǎn)含二極管的交流電有效值的求解例3如圖8所示電路，電阻R1與電阻R2串聯(lián)接在交變電源上，且R1R210 ，正弦交流電的表達(dá)式為u20sin 100t(V)，R1和理想二極管D(正向電阻可看做零

13、，反向電阻可看做無窮大)并聯(lián)，則R2上的電功率為()圖8A.10 W B.15 W C.25 W D.30 W答案C解析由題圖可知，當(dāng)A端輸出電流為正時(shí)，R1被短路，則此時(shí)R2上電壓有效值為：U220 V，當(dāng)B端輸出電流為正時(shí)，R1、R2串聯(lián)，則R2兩端電壓有效值為U210 V，在一個(gè)周期內(nèi)R2兩端的電壓有效值為U，則T，解得：U5 V，則有：P2 W25 W.變式5在如圖9甲所示的電路中，D為理想二極管(正向電阻為零，反向電阻為無窮大).R130 ，R260 ，R310 .在MN間加上如圖乙所示的交變電壓時(shí)，R3兩端電壓表的讀數(shù)大約是()圖9A.3 V B.3.5 V C.4 V D.5 V

14、答案B命題點(diǎn)三交變電流“四值”的理解和計(jì)算交變電流的瞬時(shí)值、峰值、有效值和平均值的比較物理量物理含義重要關(guān)系適用情況及說明瞬時(shí)值交變電流某一時(shí)刻的值eEmsin tiImsin t計(jì)算線圈某時(shí)刻的受力情況峰值最大的瞬時(shí)值EmnBSIm討論電容器的擊穿電壓有效值跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流的值EUI適用于正(余)弦式交變電流(1)計(jì)算與電流的熱效應(yīng)有關(guān)的量(如電功、電功率、電熱等)(2)電氣設(shè)備“銘牌”上所標(biāo)的一般是有效值(3)保險(xiǎn)絲的熔斷電流為有效值平均值交變電流圖象中圖線與時(shí)間軸所夾的面積與時(shí)間的比值Bln計(jì)算通過電路橫截面的電荷量例4如圖10所示，N50匝的矩形線圈abcd，ab邊長l

15、120 cm，ad邊長l225 cm，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.4 T的勻強(qiáng)磁場中，外力使線圈繞垂直于磁感線且通過線圈中線的OO軸以n3 000 r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈電阻r1 ，外電路電阻R9 ，t0時(shí)線圈平面與磁感線平行，ab邊正轉(zhuǎn)出紙外、cd邊轉(zhuǎn)入紙里.求：(3.14)圖10(1)t0時(shí)感應(yīng)電流的方向；(2)感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式；(3)線圈轉(zhuǎn)一圈外力做的功；(4)從圖示位置轉(zhuǎn)過90的過程中流過電阻R的電荷量.答案(1)感應(yīng)電流方向沿adcba(2)e314cos (100t) V(3)98.6 J(4)0.1 C解析(1)根據(jù)右手定則，線圈感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcba.(2)線圈的角速

16、度2n100 rad/s題圖位置的感應(yīng)電動(dòng)勢最大，其大小為EmNBl1l2代入數(shù)據(jù)得Em314 V感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為eEmcos t314cos (100t) V.(3)電動(dòng)勢的有效值E線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的周期T0.02 s線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，外力做功大小等于電功的大小，即WI2(Rr)TT代入數(shù)據(jù)得W98.6 J.(4)從t0時(shí)起線圈轉(zhuǎn)過90的過程中，t內(nèi)流過電阻R的電荷量：qtt代入數(shù)據(jù)得q0.1 C.變式6(多選)如圖11所示，邊長為L的正方形單匝線圈abcd，電阻為r，外電路的電阻為R，ab的中點(diǎn)和cd的中點(diǎn)的連線OO恰好位于勻強(qiáng)磁場的邊界線上，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，若線圈從圖示位置開

17、始，以角速度繞OO軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則以下判斷正確的是()圖11A.圖示位置線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢最大為EmBL2B.閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為eBL2sin tC.線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過180的過程中，流過電阻R的電荷量為qD.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q答案BD解析題圖位置線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢最小，為零，A錯(cuò)誤.若線圈從題圖位置開始轉(zhuǎn)動(dòng)，閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式eBL2sin t，B 正確.線圈從題圖位置轉(zhuǎn)過180的過程中，流過電阻R的電荷量為qt，C錯(cuò)誤.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q2R，D正確.1.(多選)下面關(guān)于交變電流的說法中正確的是()A.交流

18、電器設(shè)備上所標(biāo)的電壓值和電流值是交變電流的峰值B.用交流電流表和電壓表測定的數(shù)值是交變電流的瞬時(shí)值C.給定的交變電流數(shù)值，在沒有特別說明的情況下都是指有效值D.和交變電流有相同熱效應(yīng)的直流電流的數(shù)值是交變電流的有效值答案CD2.一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)線圈通過中性面時(shí)，以下說法錯(cuò)誤的是()A.線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢為零B.線圈平面與磁感線方向垂直C.通過線圈的磁通量達(dá)到最大值D.通過線圈的磁通量變化率達(dá)到最大值答案D解析在中性面時(shí)，線圈與磁場垂直，磁通量最大.通過線圈的磁通量變化率為零，感應(yīng)電動(dòng)勢為零，故A、B、C正確，D錯(cuò)誤.3.(多選)交變電動(dòng)勢瞬時(shí)值表達(dá)式e10s

19、in 4t V，下列說法正確的是()A.此交變電流的頻率是4 HzB.該交變電流的周期是0.5 sC.當(dāng)t0時(shí)，產(chǎn)生此交變電流的線圈與中性面重合D.當(dāng)t0.5 s時(shí)，此交變電動(dòng)勢有最大值答案BC解析由表達(dá)式可知4 rad/s2f，f2 Hz，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由T0.5 s，可知選項(xiàng)B正確；當(dāng)t0時(shí)，由e10sin 4t V0可知此時(shí)線圈與中性面重合，故選項(xiàng)C正確；當(dāng)t0.5 s時(shí)，由e10sin 4t V0可知交變電動(dòng)勢最小，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.4.標(biāo)有“220 V100 W”的一燈泡接在u311sin 314t V的正弦交變電流上，則()A.產(chǎn)生該交變電流的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為每分鐘50轉(zhuǎn)B.與該燈泡串聯(lián)的

20、理想電流表讀數(shù)為0.64 AC.與該燈泡并聯(lián)的理想電壓表讀數(shù)為311 VD.通過該燈泡的電流i0.64sin 314t A答案D解析燈泡接在u311sin 314t V的正弦交變電流上，314 rad/s，由2n知產(chǎn)生該交變電流的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為每秒50轉(zhuǎn)，故A錯(cuò)誤；由交變電流u311sin 314t V可知，電壓的最大值Um311 V，有效值UUm220 V，可以使“220 V100 W”的燈泡正常發(fā)光，電流表的示數(shù)I0.45 A，故B錯(cuò)誤；與燈泡并聯(lián)的理想電壓表讀數(shù)為220 V，故C錯(cuò)誤；燈泡的最大電流為ImI0.64 A，因此通過該燈泡的電流i0.64sin 314t A，故D正確.5.一交

21、流電壓為u100sin (100t)V，由此表達(dá)式可知()A.用電壓表測該電壓其示數(shù)為50 VB.該交流電壓的周期為0.02 sC.將該電壓加在“100 V100 W”的燈泡兩端，燈泡的實(shí)際功率小于100 WD.t s時(shí)，該交流電壓的瞬時(shí)值為50 V答案B解析電壓有效值為100 V，故用電壓表測該電壓其示數(shù)為100 V，A項(xiàng)錯(cuò)誤；100 rad/s，則周期T0.02 s，B項(xiàng)正確；將該電壓加在“100 V100 W”的燈泡兩端，燈泡恰好正常工作，實(shí)際功率等于100 W，C項(xiàng)錯(cuò)；將t s代入瞬時(shí)值表達(dá)式得電壓的瞬時(shí)值為100 V，D項(xiàng)錯(cuò).6.如圖1所示，表示一交流電的電流隨時(shí)間變化的圖象，此交流

22、電的有效值是()圖1A.5 A B.3.5 A C.3.5 A D.5 A答案D7.(2018遼寧大連質(zhì)檢)A、B是兩個(gè)完全相同的電熱器，A通以圖2甲所示的方波交變電流，B通以圖乙所示的正弦式交變電流，則兩電熱器的電功率PAPB等于()圖2A.54 B.32 C.1 D.21答案A解析根據(jù)電流有效值的定義可知I02R()2RIA2RT，解得有效值IAI0，而IB，根據(jù)功率的計(jì)算公式PI2R可得PAPBIA2IB254，故A正確.8.一正弦交變電流的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖3所示，由圖可知()圖3A.該交變電流的電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u100sin 25t(V)B.該交變電流的頻率為4 HzC.該

23、交變電流的電壓的有效值為100 VD.若將該交變電壓加在阻值為R100 的電阻兩端，則電阻消耗的功率是50 W答案D解析由題圖可知，該交變電壓的周期T4102 s，則頻率f25 Hz，電壓的最大值Um100 V，則有效值U50 V，瞬時(shí)值表達(dá)式uUmsin t100sin 50t (V)，選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤；將該交變電壓加在R100 的電阻兩端時(shí)，電阻消耗的功率P50 W，選項(xiàng)D正確.9.(多選)(2017山西五校四聯(lián))如圖4甲所示，一臺線圈內(nèi)阻為2 的小型發(fā)電機(jī)外接一只電阻為10 的燈泡，發(fā)電機(jī)內(nèi)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 T，線圈的面積為0.01 m2，發(fā)電機(jī)正常工作時(shí)燈泡的電流i隨時(shí)間t變化

24、的正弦規(guī)律圖象如圖乙所示.下列說法正確的是()圖4A.t0.05 s時(shí)，穿過線圈的磁通量為零B.t0.05 s時(shí)，理想交流電壓表的示數(shù)為30 VC.發(fā)電機(jī)內(nèi)線圈的匝數(shù)為240D.發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為9 J答案AB解析由題圖乙可知t0.05 s時(shí)，發(fā)電機(jī)的輸出電流為最大值，此時(shí)線圈平面與中性面垂直，穿過線圈的磁通量為零，A項(xiàng)正確.由題圖乙可知電流的有效值I3 A，理想交流電壓表的示數(shù)U310 V30 V，B項(xiàng)正確.電流最大值為3 A，則發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值Em(2 10 )3 A36 VnBS，又B T，S0.01 m2，10 rad/s，解得n360匝，C項(xiàng)錯(cuò)誤.Q32

25、21 J18 J，D項(xiàng)錯(cuò)誤.10.(2018四川成都調(diào)研)如圖5所示，N匝矩形導(dǎo)線框以角速度繞對稱軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線框面積為S，線框電阻、電感均不計(jì)，在OO左側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，外電路接有電阻R和理想電流表，那么可以確定的是()圖5A.從圖示時(shí)刻起，線框產(chǎn)生的瞬時(shí)電動(dòng)勢為eNBSsin tB.電流表的示數(shù)INBSC.R兩端電壓的有效值UNBSD.一個(gè)周期內(nèi)R上產(chǎn)生的熱量Q答案B解析從圖示時(shí)刻起，線框的瞬時(shí)電動(dòng)勢為esin t，A錯(cuò)誤.R兩端電壓的有效值為UNBS，電流表示數(shù)INBS，故C錯(cuò)誤，B正確.QT，D錯(cuò)誤.11.如圖6甲所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比n1n2101，L1和

26、L2是相同型號的白熾燈，L1與電容器C串聯(lián)，L2與帶鐵芯的線圈L串聯(lián)，為交流電壓表.當(dāng)原線圈接有如圖乙所示的正弦交變電壓時(shí)，電路穩(wěn)定后，兩只燈泡的亮度相同，則()圖6A.與副線圈并聯(lián)的電壓表在t1102 s時(shí)的示數(shù)為0B.與副線圈并聯(lián)的電壓表在t0.5102 s時(shí)的示數(shù)為22 VC.當(dāng)原線圈所接正弦交變電壓的頻率變?yōu)?00 Hz時(shí)，燈泡L1變亮，燈泡L2變暗D.當(dāng)原線圈所接正弦交變電壓的頻率變?yōu)?00 Hz時(shí)，燈泡L1變暗，燈泡L2變亮答案C解析與副線圈并聯(lián)的電壓表的示數(shù)為副線圈兩端電壓的有效值，在不改變其他條件時(shí)，其示數(shù)不變，為U22 V，A、B錯(cuò)；正弦交變電壓原頻率為f50 Hz，當(dāng)頻率變

27、為100 Hz時(shí)，容抗XC減小，L1中電流增大，功率增大，燈泡變亮，感抗XL2fL增大，L2中電流減小，功率減小，燈泡變暗，C對，D錯(cuò).12.(多選)(2017遼寧沈陽二中月考)如圖7甲所示，將阻值為R5 的電阻接到內(nèi)阻不計(jì)的正弦交變電源上，電流隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，理想電流表串聯(lián)在電路中測量電流的大小.對此，下列說法正確的是()圖7A.電阻R兩端電壓變化規(guī)律的函數(shù)表達(dá)式為u2.5sin (200t) VB.電阻R消耗的電功率為1.25 WC.如圖丙所示，若此交變電流由一矩形線框在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生，當(dāng)線圈的轉(zhuǎn)速提升一倍時(shí)，電流表的示數(shù)為1 AD.這一交變電流與圖丁所示電流比較，其有

28、效值之比為1答案AD解析題圖乙所示電流的最大值為Im0.5 A，周期為T0.01 s，其角速度為200 rad/s，由歐姆定律得UmImR2.5 V.所以電阻R兩端電壓的表達(dá)式為u2.5sin (200t) V，選項(xiàng)A正確.該電流的有效值為I，電阻R消耗的電功率為PI2R，解得P0.625 W，B選項(xiàng)錯(cuò)誤.電流表的示數(shù)為有效值，若該交變電流由題圖丙所示矩形線框在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生，當(dāng)轉(zhuǎn)速提升一倍時(shí)，電動(dòng)勢的最大值EmnBS變?yōu)樵瓉淼?倍，電路中電流的有效值也是原來的2倍，為2 A1 A，選項(xiàng)C錯(cuò)誤.題圖乙中的正弦交變電流的有效值為 A，題圖丁所示的交變電流雖然方向發(fā)生變化，但大小恒為0.5

29、 A，可知選項(xiàng)D正確.13.(2017甘肅蘭州一中期中)如圖8甲所示，一固定的矩形導(dǎo)體線圈水平放置，線圈的左端接一只小燈泡，線圈所在空間內(nèi)存在著與線圈平面垂直且均勻分布的磁場.已知線圈的匝數(shù)n100匝、總電阻r1.0 、所圍成矩形的面積S0.040 m2，小燈泡的電阻R9.0 ，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按如圖乙所示的規(guī)律變化，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢瞬時(shí)值的表達(dá)式為enBmScos t，其中Bm為磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值，T為磁場變化的周期，不計(jì)燈絲電阻隨溫度的變化.求：圖8(1)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值；(2)小燈泡消耗的電功率；(3)在磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的0時(shí)間內(nèi)，通過小燈泡的電荷量.答案(1)8.0 V(2)2.88 W(3)4.0103 C解析(1)由題圖乙知，線圈中產(chǎn)生的交變電流的周期T102 s，所以EmnBmS8.0 V.(2)電流的最大值Im0.80 A，有效值I A，小燈泡消耗的電功率PI2R2.88 W.(3)在0時(shí)間內(nèi)，電動(dòng)勢的平均值，平均電流，流過燈泡的電荷量Qt4.0103 C.