2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第12章 交變電流 傳感器 第56講 交變電流的產(chǎn)生和描述學(xué)案（含解析）.doc

第56講 交變電流的產(chǎn)生和描述研讀考綱明方向重讀教材定方法(對(duì)應(yīng)人教版選修32的頁碼及相關(guān)問題)1P32圖5.13，思考：(1)若自線圈從中性面開始計(jì)時(shí)，請(qǐng)寫出電動(dòng)勢瞬時(shí)值表達(dá)式。提示：enBSsint。(2)若自線圈與磁感線平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，請(qǐng)寫出電動(dòng)勢瞬時(shí)值表達(dá)式。提示：enBScost。(3)線圈每轉(zhuǎn)一周，電流方向改變幾次？在什么位置改變？提示：兩次。中性面位置。2P34問題與練習(xí)T5，思考圖示時(shí)刻導(dǎo)線框中的瞬時(shí)電動(dòng)勢大小及電流方向。提示：eBS，NMLKN。3P35圖5.22，該交變電流有效值多大？提示：I A1.7 A。4P36問題與練習(xí)T2，能否把這個(gè)電容器接在交流電壓是10 V的電路兩端？為什么？提示：不能。10 V交流電壓最大值為10 V>10 V，電容器會(huì)被擊穿。5P3637問題與練習(xí)T3：通過燈絲電流的峰值是多少？T5：該電熱器消耗功率為多大？提示：T3：銘牌標(biāo)注的為有效值，ImI A。T5：求功率用有效值，P967.21 W。6P37圖5.31，若提高交流電頻率，燈泡亮度如何變？提示：變暗。7P38圖5.34，若提高交流電頻率，燈泡亮度如何變？提示：變亮。8P40問題與練習(xí)T1，三個(gè)電表讀數(shù)如何變化？提示：A1示數(shù)增大，A2示數(shù)減小，A3示數(shù)不變。9P43閱讀“科學(xué)漫步”。10P44問題與練習(xí)T3：求原線圈匝數(shù)。T4：哪個(gè)線圈應(yīng)該用較粗的導(dǎo)線？為什么？提示：T3：，n1n21600。T4：副線圈。因?yàn)楦本€圈中電流大于原線圈中電流。11P44問題與練習(xí)T5，用戶用電器增加時(shí)，各表讀數(shù)如何變？提示：設(shè)、的示數(shù)分別為U1、U2、U3、I1、I2，則U1、U2不變，R減小，所以I2增大，I1增大，U3U2I2R0，減小。12P45思考與討論如何降低P損更有效？提示：P損I2r。I一定，r變?yōu)樵瓉淼?，則P損變?yōu)樵瓉淼模籸一定，I變?yōu)樵瓉淼?，則P損變?yōu)樵瓉?，所以減小輸電電流對(duì)降低輸電損耗更有效。用戶的P不變，則應(yīng)提高輸電電壓。13P47閱讀“科學(xué)漫步”。14P50問題與練習(xí)T2，思考：這段推導(dǎo)錯(cuò)在哪里？提示：公式(1)P損UI和(2)UIr錯(cuò)誤，U為輸電電壓，而非輸電線上的電壓降。第56講交變電流的產(chǎn)生和描述考點(diǎn)一交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律1交變電流(1)定義：方向隨時(shí)間做周期性變化的電流。(2)圖象：如圖甲、乙、丙、丁所示都屬于交變電流。其中按正弦規(guī)律變化的交變電流叫正弦交變電流，如圖甲所示。2正弦交流電的產(chǎn)生(1)產(chǎn)生：如圖所示，在勻強(qiáng)磁場里，線圈繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可產(chǎn)生正弦式交變電流。(2)兩個(gè)特殊位置3正弦式交變電流的變化規(guī)律(從中性面開始計(jì)時(shí))4正(余)弦式交變電流的注意事項(xiàng)(1)電流方向的改變：線圈通過中性面時(shí)，電流方向發(fā)生改變，一個(gè)周期內(nèi)線圈通過中性面兩次，電流的方向改變兩次。(2)感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值EmnBS，與轉(zhuǎn)軸的位置無關(guān)，與線圈形狀無關(guān)。(3)若自中性面的垂面開始計(jì)時(shí)，則磁通量隨時(shí)間變化的規(guī)律為正弦規(guī)律；電動(dòng)勢、電壓和電流隨時(shí)間變化的規(guī)律為余弦規(guī)律。1. 如圖所示，一矩形閉合線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸OO以恒定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，從圖示位置開始計(jì)時(shí)，則在轉(zhuǎn)過180這段時(shí)間內(nèi)()A線圈中的感應(yīng)電流一直在減小B線圈中的感應(yīng)電流先增大后減小C穿過線圈的磁通量一直在增大D穿過線圈的磁通量的變化率先減小后增大答案D解析在線圈轉(zhuǎn)過180這段時(shí)間，為0T，穿過線圈的磁通量先增大后減小，從圖示位置開始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生余弦式交流電，故線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢先減小后增大，磁通量的變化率先減小后增大，故感應(yīng)電流先減小后增大，A、B、C錯(cuò)誤，D正確。2(2018安徽蚌埠期末)如圖甲是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場，為交流電流表。線圈繞垂直于磁場的水平軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從圖示位置開始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示。以下判斷正確的是()A線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速為25 r/sB電流表的示數(shù)為10 AC1 s鐘內(nèi)線圈中電流方向改變了50次D0.01 s時(shí)線圈平面與中性面重合答案B解析由題圖乙可知周期T0.02 s，則轉(zhuǎn)速n r/s50 r/s，故A錯(cuò)誤；由題圖乙可知交變電流的最大值是Im10 A，由于電流表的示數(shù)為有效值，故示數(shù)I A10 A，故B正確；交流電的周期為0.02 s，每個(gè)周期內(nèi)電流方向改變2次，故1 s鐘內(nèi)線圈中電流方向改變了100次，C錯(cuò)誤；0.01 s時(shí)線圈中的感應(yīng)電流達(dá)到最大，感應(yīng)電動(dòng)勢最大，則穿過線圈的磁通量變化最快，磁通量為0，故線圈平面與磁場方向平行，與中性面垂直，故D錯(cuò)誤。3教材母題(人教版選修32 P34T4)一臺(tái)發(fā)電機(jī)在產(chǎn)生正弦式電流。如果發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢的峰值為Em400 V，線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為314 rad/s，試寫出電動(dòng)勢瞬時(shí)值的表達(dá)式。如果這個(gè)發(fā)電機(jī)的外電路只有電阻元件，總電阻為2 k，電路中電流的峰值為多少？寫出電流瞬時(shí)值的表達(dá)式。變式子題如圖所示，有一閉合的正方形線圈，匝數(shù)N100匝，邊長為10 cm，線圈總電阻為10 ，線圈從圖示位置開始，繞OO軸在B0.5 T的勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，每分鐘轉(zhuǎn)1500轉(zhuǎn)，求：(1)該線圈產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢最大值是多少？(2)寫出感應(yīng)電動(dòng)勢隨時(shí)間變化的表達(dá)式；(3)從圖示位置轉(zhuǎn)過30時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值是多大？答案(1)78.5 V(2)e78.5sin50t(V)(3)39.25 V解析(1)f1500 r/min25 Hz，2f50 rad/s。感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值為：EmNBS1000.50.01503.14 V78.5 V。(2)由題圖可以看出，是從中性面開始計(jì)時(shí)，線圈產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式應(yīng)為eEmsint78.5sin50t(V)。(3)轉(zhuǎn)過30角時(shí)的電動(dòng)勢為E1Emsin3078.5 V39.25 V?？键c(diǎn)二交變電流的有效值1交變電流有效值的規(guī)定設(shè)交變電流i、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算)。2對(duì)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”僅適用于正(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”，據(jù)此列式求解。(2)一般應(yīng)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。如圖所示為一個(gè)經(jīng)雙可控硅調(diào)節(jié)后加在電燈上的電壓，正弦交流電的每一個(gè)二分之一周期中，前面四分之一周期被截去，則現(xiàn)在電燈上電壓的有效值為()AUm B. C. D.解析從Ut圖象上看，每個(gè)周期正弦波形的有效值U1，根據(jù)有效值的定義：T20，解得：U，D正確。答案D方法感悟幾種典型的電流的有效值如圖所示的交變電流由正弦式交變電流的一半和反向脈沖電流組合而成，則這種交變電流的有效值為()A.I0 B.I0 C.I0 DI0答案C解析由it圖象知交變電流的周期T2 s。一個(gè)周期內(nèi)：前半個(gè)周期電流的有效值：I1，后半個(gè)周期電流的有效值：I2I0。設(shè)交變電流的有效值為I，據(jù)交變電流有效值的定義有I2RTIRIR2RIR，解得II0。故C正確?？键c(diǎn)三交變電流“四值”的比較和應(yīng)用交變電流的瞬時(shí)值、峰值、有效值和平均值的比較如圖所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.5 T，邊長L10 cm的正方形線圈abcd共100匝，線圈電阻r1 ，線圈繞垂直于磁感線的對(duì)稱軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度2 rad/s，外電路電阻R4 ，求：(1)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值；(2)由圖示位置(線圈平面與磁感線平行)轉(zhuǎn)過60角時(shí)的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢；(3)由圖示位置轉(zhuǎn)過60角的過程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢；(4)交流電壓表的示數(shù)；(5)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周外力做的功；(6)周期內(nèi)通過電阻R的電荷量為多少。解析(1)感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值EmNBS1000.50.122 V3.14 V。(2)轉(zhuǎn)過60時(shí)的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢eEmcos603.140.5 V1.57 V。(3)轉(zhuǎn)過60角的過程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢ENN V2.6 V。(4)電壓表示數(shù)為外電壓的有效值UEm3.14 V1.78 V。(5)轉(zhuǎn)動(dòng)一周外力所做的功等于電流產(chǎn)生的熱量WQ222 J0.99 J。(6)周期內(nèi)通過電阻R的電荷量q C0.0866 C。答案(1)3.14 V(2)1.57 V(3)2.6 V(4)1.78 V(5)0.99 J(6)0.0866 C方法感悟特別注意有效值和平均值的區(qū)別(1)有效值是從電流熱效應(yīng)角度等效的值；平均值是一個(gè)時(shí)間段內(nèi)對(duì)電流取的平均值。(2)求電功、電熱用有效值，求電荷量用平均值，一般情況兩者大小不同，不能混用。1兩只相同的電阻，分別通以如圖所示的正弦波形的交變電流和方波形的交變電流，兩種交變電流的最大值相等，且周期相等。在交變電流的一個(gè)周期內(nèi)，正弦波形的交變電流在電阻上產(chǎn)生的熱量為Q1，方波形的交變電流在電阻上產(chǎn)生的熱量為Q2，則Q1Q2等于()A11 B21 C12 D43答案C解析正弦式交變電流的有效值I1，而方波形的交變電流的有效值I2Im。因QI2Rt，又Rt相同，所以Q1Q22112。故C正確。2一個(gè)小型電熱器若接在輸出電壓為10 V的直流電源上，消耗電功率為P；若把它接在某個(gè)正弦交流電源上，其消耗的電功率為。如果電熱器電阻不變，則此交流電源輸出電壓的最大值為()A5 V B5 VC10 V D10 V答案C解析設(shè)電熱器電阻為R，正弦交流電源的電壓有效值為U有效，接10 V直流電源時(shí)，P；接交流電源時(shí)，聯(lián)立得U有效5 V，故交流電壓最大值UmU有效10 V，C正確。課后作業(yè) 鞏固強(qiáng)化練1交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為eEmsint，若發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和線圈的匝數(shù)都增加到原來的兩倍，這時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為()Ae2Emsint Be2Emsin2tCe4Emsint De4Emsin2t答案D解析感應(yīng)電動(dòng)勢最大值EmNBS，當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和線圈的匝數(shù)都增加到原來的兩倍時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢最大值為Em4Em，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值為eEmsin2t4Emsin2t，故D正確。2.(多選)如圖所示，圖線a是線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生正弦交變電流的圖象，當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后，所產(chǎn)生正弦交變電流的圖象如圖線b所示，以下關(guān)于這兩個(gè)正弦交變電流的說法正確的是()A交變電流b電壓的有效值為 VB在圖中t0時(shí)刻穿過線圈的磁通量均為零C交變電流a的電壓瞬時(shí)值u10sin5t(V)D線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為32答案ACD解析正弦交變電流a電壓最大值UmnBSnBS10 V，交變電流b的電壓最大值UmnBS，由題圖可知Ta0.4 s，Tb0.6 s，聯(lián)立兩式可得Um V，交變電流b電壓的有效值U V，A正確。在t0時(shí)，交變電流產(chǎn)生的電動(dòng)勢為零，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知此時(shí)穿過線圈的磁通量最大，但磁通量的變化率為零，B錯(cuò)誤。線圈的轉(zhuǎn)速n，則線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為32，D正確。交變電流a的電壓瞬時(shí)值表達(dá)式uUmsint，即u10sin5t(V)，C正確。3如圖所示是一交變電流的it圖象，則該交變電流的有效值為()A4 A B. A C. A D2 A答案B解析設(shè)交變電流的有效值為I，周期為T，電阻為R，則I2RT2R42RT，解得I A，故B正確。4.交流發(fā)電機(jī)線圈電阻r1 ，用電器電阻R9 ，電壓表示數(shù)為9 V，如圖所示，那么該交流發(fā)電機(jī)()A電動(dòng)勢的峰值為10 VB電動(dòng)勢的有效值為9 VC交流發(fā)電機(jī)線圈通過中性面時(shí)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值為10 VD交流發(fā)電機(jī)線圈自中性面轉(zhuǎn)過90的過程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢為 V答案D解析用電器電阻R9 ，電壓表示數(shù)為9 V，則電路中的電流：I A1 A，所以，電路中的電動(dòng)勢：EI(Rr)1(19) V10 V，電壓表的讀數(shù)是交流電的有效值，所以10 V是電路中電動(dòng)勢的有效值，其最大值：EmnBSE10 V，故A、B錯(cuò)誤；由交流電的產(chǎn)生與變化的規(guī)律可知，交流發(fā)電機(jī)線圈通過中性面時(shí)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值為零，故C錯(cuò)誤；線圈自中性面轉(zhuǎn)過90的過程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢為：nn V，故D正確。5如圖所示的區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。電阻為R、半徑為L、圓心角為45的扇形閉合導(dǎo)線框繞垂直于紙面的O軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(O軸位于磁場邊界)。則線框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的有效值為()A. B.C. D.答案D解析線框的轉(zhuǎn)動(dòng)周期為T，而線框轉(zhuǎn)動(dòng)一周只有的時(shí)間內(nèi)有感應(yīng)電流，此時(shí)感應(yīng)電流的大小為：I，根據(jù)電流的熱效應(yīng)有：2RIRT，解得I有，故D正確。6(多選)如圖所示，在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的矩形線圈的周期為T，轉(zhuǎn)軸O1O2垂直于磁場方向，線圈電阻為2 。從線圈平面與磁場方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，線圈轉(zhuǎn)過60時(shí)的感應(yīng)電流為1 A。那么()A線圈消耗的電功率為4 WB線圈中感應(yīng)電流的有效值為2 AC任意時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢為e4costD任意時(shí)刻穿過線圈的磁通量為sint答案AC解析線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，從線圈平面與磁場方向平行開始計(jì)時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)過60時(shí)，電流的瞬時(shí)值表達(dá)式為iImcos601 A，解得Im2 A，則正弦交變電流的有效值為I A，B錯(cuò)誤；線圈消耗的電功率PI2R4 W，A正確；由歐姆定律可知，感應(yīng)電動(dòng)勢最大值為EmImR4 V，所以其瞬時(shí)值表達(dá)式為e4cost，C正確；穿過線圈的磁通量msintmsint，感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值EmBSm，m，聯(lián)立解得 sint，D錯(cuò)誤。7(多選)圖甲為風(fēng)力發(fā)電的簡易模型，在風(fēng)力作用下，風(fēng)葉帶動(dòng)與桿固連的永磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)，磁鐵下方的線圈與電壓傳感器相連，在某一風(fēng)速時(shí)，傳感器顯示如圖乙所示，則()A磁鐵的轉(zhuǎn)速為10 r/sB線圈兩端電壓的有效值為6 VC交流的電壓表達(dá)式為u12sin5t(V)D該交流電可以直接加在擊穿電壓為9 V的電容器上答案BC解析電壓的周期為T0.4 s，故磁鐵的轉(zhuǎn)速為n r/s2.5 r/s，故A錯(cuò)誤；通過乙圖可知電壓的最大值為12 V，故有效值U V6 V，故B正確；周期T0.4 s，故 rad/s5 rad/s，故電壓的表達(dá)式為u12sin5t(V)，故C正確；交流電壓的最大值為12 V，大于電容器的擊穿電壓，故D錯(cuò)誤。8(多選)如圖甲的電路中，電阻R1R2R，和R1并聯(lián)的D是理想二極管(正向電阻可視為零，反向電阻為無窮大)，在A、B之間加一個(gè)如圖乙所示的交變電壓(電壓為正值時(shí)，uAB>0)。由此可知()A在A、B之間所加的交變電壓的周期為2102 sB在A、B之間所加的交變電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u220sin50t(V)C加在R1上電壓的有效值為55 VD加在R1上電壓的有效值為55 V答案AC解析由圖象可得交流電的周期為：T2102 s，故A正確。電壓最大值為：Um220 V，電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為：uUmsint220sint220sin100t(V)，故B錯(cuò)誤。當(dāng)電源電壓為正值時(shí)A點(diǎn)電勢高于B點(diǎn)電勢，二極管導(dǎo)通，即R1被短路；電源電壓為負(fù)值時(shí)B點(diǎn)電勢高于A點(diǎn)電勢，二極管截止，R1，R2串聯(lián)；設(shè)R1上電壓的有效值為U1，根據(jù)有效值的定義得：T，解得：U155 V，故C正確，D錯(cuò)誤。真題模擬練9(2018全國卷)一電阻接到方波交流電源上，在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q方；若該電阻接到正弦交變電源上，在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q正。該電阻上電壓的峰值為u0，周期為T，如圖所示。則Q方Q正等于()A1 B.1 C12 D21答案D解析根據(jù)題述，正弦交變電流的電壓有效值為，而方波交流電的有效值為u0，根據(jù)焦耳定律和歐姆定律，QI2RTT，可知在一個(gè)周期T內(nèi)產(chǎn)生的熱量與電壓有效值的二次方成正比，Q方Q正u221，D正確。10(2017天津高考)(多選)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)間按圖示正弦規(guī)律變化。設(shè)線圈總電阻為2 ，則()At0時(shí)，線圈平面平行于磁感線Bt1 s時(shí)，線圈中的電流改變方向Ct1.5 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)，0，故線圈平面平行于磁感線，A正確；線圈每經(jīng)過一次中性面電流的方向改變一次，線圈經(jīng)過中性面時(shí)，磁通量最大，故在t0.5 s、1.5 s時(shí)線圈中的電流改變方向，在t1 s時(shí)線圈平面平行于磁感線，線圈中的電流方向不變，B錯(cuò)誤；線圈在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)，磁通量最大時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢為0，磁通量為0時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢最大，故t1.5 s時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢為0，C錯(cuò)誤；線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值EmnBSnmnm1000.04 V4 V，有效值E2V，故在一個(gè)周期內(nèi)線圈產(chǎn)生的熱量QT2 J82 J，D正確。11(2018太原一模)(多選)圖1中，單匝矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場中繞垂直磁場的軸轉(zhuǎn)動(dòng)。改變線圈的轉(zhuǎn)速，穿過該線圈的磁通量隨時(shí)間分別按圖線甲、乙的正弦規(guī)律變化。設(shè)線圈的電阻為1.0 ，則()A圖線甲對(duì)應(yīng)線圈在t0時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢最大B圖線甲、乙對(duì)應(yīng)的線圈在t0.2 s時(shí)，線圈平面均平行于磁感線C圖線甲、乙對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為54D圖線甲對(duì)應(yīng)的線圈中交變電流的峰值為2.5 A答案BC解析圖線甲t0時(shí)最大，由E知感應(yīng)電動(dòng)勢為0，A錯(cuò)誤；t0.2 s時(shí)，甲、乙線圈磁通量為0，線圈平面平行于磁感線，B正確；由圖2知兩線圈的周期：T甲0.16 s，T乙0.2 s，則n甲n乙54，C正確；圖甲線圈交變電流的峰值Im5 A，D錯(cuò)誤。12(2018衡水中學(xué)5月沖刺考試)電動(dòng)機(jī)的內(nèi)電阻r2 ，與R8 的電阻串聯(lián)接在線圈上，如圖所示，已知線圈面積為 m2，共100匝，線圈的電阻為2 ，線圈在B T的勻強(qiáng)磁場中繞OO軸以轉(zhuǎn)速n600 r/min勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在合上開關(guān)S后電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電壓表的示數(shù)為100 V，則下列說法正確的是()A電路中電流的最大值為5 AB電路中電流的最大值為10 AC電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率為1000 WD電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率為800 W答案B解析線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度：2n210 rad/s20 rad/s；線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢的最大值為：EmNBS10020 V200 V；有效值為：E200 V；設(shè)線圈的電阻為r，則電路中的電流為：I A10 A；故電流最大值為10 A，A錯(cuò)誤，B正確；電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率為：PUII2r10010 W1022 W800 W，故C、D錯(cuò)誤；故選B。13(2018黃岡中學(xué)月考)如圖所示，匝數(shù)為100匝、面積為0.01 m2的線圈，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B1 T的勻強(qiáng)磁場中。當(dāng)線圈繞O1O2軸以轉(zhuǎn)速n300 r/min勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電壓表、電流表的讀數(shù)分別為7 V、1 A。電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻r1 ，牽引一根原來靜止的、長L1 m、質(zhì)量m0.2 kg的導(dǎo)體棒MN沿軌道上升。導(dǎo)體棒的電阻R1 ，架在傾角為30的框架上，它們處于方向與框架平面垂直、磁感應(yīng)強(qiáng)度B21 T的勻強(qiáng)磁場中。當(dāng)導(dǎo)體棒沿軌道上滑1.6 m時(shí)獲得穩(wěn)定的速度，這一過程中導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的熱量為4 J。不計(jì)框架電阻及一切摩擦，g取10 m/s2。求：(1)若從線圈處于中性面開始計(jì)時(shí)，寫出電動(dòng)勢的瞬時(shí)表達(dá)式；(2)導(dǎo)體棒MN的最大速度；(3)導(dǎo)體棒MN從靜止到達(dá)到最大速度所用的時(shí)間。答案(1)e10sin10t(V)(2)2 m/s(3)1.0 s解析(1)轉(zhuǎn)速n300 r/min5 r/s，2n10 rad/s。線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中電動(dòng)勢的最大值為：EmNB1S1000.0110 V10 V則從線圈處于中性面開始計(jì)時(shí)的電動(dòng)勢瞬時(shí)值表達(dá)式為：eEmsint10sin10t(V)。(2)電動(dòng)機(jī)的電流：I1 A電動(dòng)機(jī)的輸出功率：P出IUI2r，又P出Fv而棒產(chǎn)生的感應(yīng)電流：I速度最大時(shí)棒處于平衡狀態(tài)，故有：Fmgsin30B2IL由以上各式代入數(shù)值，解得棒的最大速度：v2 m/s或v3 m/s(舍去)。(3)由能量守恒定律得：P出tmghmv2Q其中hxsin300.80 m解得：t1.0 s。