第68頁（共68頁）2021-2025年高考物理真題知識點(diǎn)分類匯編之交變電流（一）一．選擇題（共14小題）1．（2025?北京）如圖所示，交流發(fā)電機(jī)中的線圈ABCD沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的規(guī)律為e＝10sin（100πt）V。下列說法正確的是（）A．該交流電的頻率為100Hz B．線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時，產(chǎn)生的電動勢為0 C．線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時，AB邊受到的安培力方向向上 D．僅線圈轉(zhuǎn)速加倍，電動勢的最大值變?yōu)?02．（2025?山東）如圖為一種交流發(fā)電裝置的示意圖，長度為2L、間距為L的兩平行金屬電極固定在同一水平面內(nèi)，兩電極之間的區(qū)域Ⅰ和區(qū)域Ⅱ有豎直方向的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向相反，區(qū)域Ⅰ邊界是邊長為L的正方形，區(qū)域Ⅱ邊界是長為L、寬為0.5L的矩形。傳送帶從兩電極之間以速度v勻速通過，傳送帶上每隔2L固定一根垂直運(yùn)動方向、長度為L的導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒通過磁場區(qū)域過程中與電極接觸良好。該裝置產(chǎn)生電動勢的有效值為（）A．BLv B．2BLv2 C．3BLv23．（2025?廣西）某變壓器輸入正弦交流電的電壓有效值為220V。輸出電壓最大值為112A．20：2 B．202：1 C．20：1 4．（2025?江蘇）用圖示可拆變壓器進(jìn)行探究實驗，當(dāng)變壓器左側(cè)的輸入電壓為2V時，若右側(cè)接線柱選取“0”和“4”，右側(cè)獲得4V輸出電壓。則左側(cè)接線柱選取的是（）A．“0”和“2” B．“2”和“8” C．“2”和“14” D．“8”和“14”5．（2025?廣東）如圖所示，某光伏電站輸出功率1000kW、電壓400V的交流電，經(jīng)理想變壓器升壓至10kV后，通過輸電線輸送到變電站，輸電線的等效電阻R為5Ω。下列說法正確的是（）A．變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1：100 B．輸電線上由R造成的電壓損失為500V C．變壓器原線圈中的電流為100A D．變壓器原、副線圈中電流的頻率不同6．（2025?湖南）如圖，某小組設(shè)計了燈泡亮度可調(diào)的電路，a、b、c為固定的三個觸點(diǎn)，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為k，燈泡L和三個電阻的阻值均恒為R，交變電源輸出電壓的有效值恒為U。開關(guān)S與不同觸點(diǎn)相連，下列說法正確的是（）A．S與a相連，燈泡的電功率最大 B．S與a相連，燈泡兩端的電壓為kUkC．S與b相連，流過燈泡的電流為U(D．S與c相連，燈泡的電功率為U7．（2025?河北）2024年底，世界裝機(jī)容量最大的抽水蓄能電站——河北豐寧抽水蓄能電站全面投產(chǎn)發(fā)電。如圖，若該電站通過理想變壓器調(diào)節(jié)輸出電壓U2時，輸入電壓U1保持不變。已知副線圈總匝數(shù)為n，分接頭1、2間和2、3間的線圈匝數(shù)n12=n23=n10，開關(guān)S接3時輸出電壓的瞬時值u2＝Umsinωt，則S接A． B． C． D．8．（2025?安徽）某理想變壓器的實驗電路如圖所示，原、副線圈總匝數(shù)之比n1：n2＝1：3，A為理想交流電流表。初始時，輸入端a、b間接入電壓u=122sin(100πt)V的正弦式交流電，變壓器的滑動觸頭P位于副線圈的正中間，電阻箱A．電阻箱R的阻值調(diào)為18Ω B．副線圈接入電路的匝數(shù)調(diào)為其總匝數(shù)的13C．輸入端電壓調(diào)為u=12D．輸入端電壓調(diào)為u9．（2025?福建）某理想變壓器如圖甲，原副線圈匝數(shù)比4：1，輸入電壓隨時間的變化圖像如圖乙，R1的阻值為R2的2倍，則（）A．交流電的周期為2.5s B．電壓表示數(shù)為12V C．副線圈干路的電流為R1電流的2倍 D．原副線圈功率之比為4：110．（2024?河北）R1、R2為兩個完全相同的定值電阻，R1兩端的電壓隨時間周期性變化的規(guī)律如圖1所示（三角形脈沖交流電壓的峰值是有效值的3倍），R2兩端的電壓隨時間按正弦規(guī)律變化如圖2所示，則兩電阻在一個周期T內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比Q1：Q2為（）A．2：3 B．4：3 C．2：3 D．511．（2024?北京）如圖甲所示，理想變壓器原線圈接在正弦式交流電源上，輸入電壓u隨時間t變化的圖像如圖乙所示，副線圈接規(guī)格為“6V，3W”的燈泡。若燈泡正常發(fā)光，下列說法正確的是（）A．原線圈兩端電壓的有效值為242B．副線圈中電流的有效值為0.5A C．原、副線圈匝數(shù)之比為1：4 D．原線圈的輸入功率為12W12．（2024?廣東）將阻值為50Ω的電阻接在正弦式交流電源上。電阻兩端電壓隨時間的變化規(guī)律如圖所示，下列說法正確的是（）A．該交流電的頻率為100Hz B．通過電阻電流的峰值為0.2A C．電阻在1秒內(nèi)消耗的電能為1J D．電阻兩端電壓表達(dá)式為u13．（2024?湖南）根據(jù)國家能源局統(tǒng)計，截止到2023年9月，我國風(fēng)電裝機(jī)4億千瓦，連續(xù)13年居世界第一位，湖南在國內(nèi)風(fēng)電設(shè)備制造領(lǐng)域居于領(lǐng)先地位。某實驗小組模擬風(fēng)力發(fā)電廠輸電網(wǎng)絡(luò)供電的裝置如圖所示。已知發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，升、降壓變壓器均為理想變壓器，輸電線路上的總電阻可簡化為一個定值電阻R0。當(dāng)用戶端接一個定值電阻R時，R0上消耗的功率為P。不計其余電阻，下列說法正確的是（）A．風(fēng)速增加，若轉(zhuǎn)子角速度增加一倍，則R0上消耗的功率為4P B．輸電線路距離增加，若R0阻值增加一倍，則R0上消耗的功率為4P C．若升壓變壓器的副線圈匝數(shù)增加一倍，則R0上消耗的功率為8P D．若在用戶端再并聯(lián)一個完全相同的電阻R，則R0上消耗的功率為6P14．（2024?浙江）如圖所示，邊長為1m、電阻為0.04Ω的剛性正方形線框abcd放在勻強(qiáng)磁場中，線框平面與磁場垂直。若線框固定不動，磁感應(yīng)強(qiáng)度以ΔBΔt=0.1T/s均勻增大時，線框的發(fā)熱功率為P；若磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為0.2T，線框以某一角速度繞其中心軸OOA．12N B．22N C．1N D．二．多選題（共4小題）（多選）15．（2025?重慶）2025年1月“疆電入渝”工程重慶段全線貫通，助力重慶形成特高壓輸電新格局，該工程計劃將輸電站提供的1.6×106V直流電由新疆輸送至重慶，多次轉(zhuǎn)換后變?yōu)?.0×104V的交流電，再經(jīng)配電房中的變壓器（視為理想變壓器）降為2202sin(100πt)V的家用交流電，若輸電線路輸送功率為8.0×A．直流輸電導(dǎo)線中的電流為250A B．直流輸電導(dǎo)線總阻值不超過16Ω C．家用交流電的電壓最大值為220V，頻率為50Hz D．配電房中變壓器原、副線圈中電流比為11：500（多選）16．（2025?湖北）在如圖所示的輸電線路中，交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓一定，兩變壓器均為理想變壓器，左側(cè)升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，兩變壓器間輸電線路電阻為r。下列說法正確的是（）A．僅增加用戶數(shù)，r消耗的功率增大 B．僅增加用戶數(shù)，用戶端的電壓增大 C．僅適當(dāng)增加n2，用戶端的電壓增大 D．僅適當(dāng)增加n2，整個電路消耗的電功率減?。ǘ噙x）17．（2025?云南）電動汽車充電樁的供電變壓器（視為理想變壓器）示意圖如圖所示。變壓器原線圈的匝數(shù)為n1，輸入電壓U1＝1.1kV；兩副線圈的匝數(shù)分別為n2和n3，輸出電壓U2＝U3＝220V。當(dāng)Ⅰ、Ⅱ區(qū)充電樁同時工作時，兩副線圈的輸出功率分別為7.0kW和3.5kW，下列說法正確的是（）A．n1：n2＝5：1 B．n1：n3＝1：5 C．變壓器的輸入功率為10.5kW D．兩副線圈輸出電壓最大值均為220V（多選）18．（2025?選擇性）如圖，“”形導(dǎo)線框置于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、水平向右的勻強(qiáng)磁場中。線框相鄰兩邊均互相垂直，各邊長均為l。線框繞b、e所在直線以角速度ω順時針勻速轉(zhuǎn)動，be與磁場方向垂直。t＝0時，abef與水平面平行，則（）A．t＝0時，電流方向為abcdefa B．t＝0時，感應(yīng)電動勢為Bl2ω C．t=πωD．t＝0到t=π三．實驗題（共1小題）19．（2025?山東）某實驗小組為探究遠(yuǎn)距離高壓輸電的節(jié)能優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計了如下實驗。所用實驗器材為：學(xué)生電源；可調(diào)變壓器T1、T2；電阻箱R；燈泡L（額定電壓為6V）；交流電流表A1、A2、A3，交流電壓表V1、V2；開關(guān)S1、S2，導(dǎo)線若干。部分實驗步驟如下：（1）模擬低壓輸電。按圖甲連接電路，選擇學(xué)生電源交流擋，使輸出電壓為12V，閉合S1，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使V1示數(shù)為6.00V，此時A1（量程為250mA）示數(shù)如圖乙所示，為mA，學(xué)生電源的輸出功率為W。（2）模擬高壓輸電。保持學(xué)生電源輸出電壓和電阻箱阻值不變，按圖丙連接電路后閉合S2。調(diào)節(jié)T1、T2，使V2示數(shù)為6.00V，此時A2示數(shù)為20mA，則低壓輸電時電阻箱消耗的功率為高壓輸電時的倍。（3）A3示數(shù)為125mA，高壓輸電時學(xué)生電源的輸出功率比低壓輸電時減少了W。四．解答題（共1小題）20．（2025?江蘇）圓筒式磁力耦合器由內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子兩部分組成。工作原理如圖甲所示。內(nèi)、外轉(zhuǎn)子可繞中心軸OO′轉(zhuǎn)動。外轉(zhuǎn)子半徑為r1，由四個相同的單匝線圈緊密圍成，每個線圈的電阻均為R，直邊的長度均為L，與軸線平行。內(nèi)轉(zhuǎn)子半徑為r2，由四個形狀相同的永磁體組成，磁體產(chǎn)生徑向磁場，線圈處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。外轉(zhuǎn)子始終以角速度ω0勻速轉(zhuǎn)動，某時刻線圈abcd的直邊ab與cd處的磁場方向如圖乙所示。（1）若內(nèi)轉(zhuǎn)子固定，求ab邊產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的大小E；（2）若內(nèi)轉(zhuǎn)子固定，求外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動一周，線圈abcd產(chǎn)生的焦耳熱Q；（3）若內(nèi)轉(zhuǎn)子不固定，外轉(zhuǎn)子帶動內(nèi)轉(zhuǎn)子勻速轉(zhuǎn)動，此時線圈中感應(yīng)電流為I，求線圈abcd中電流的周期T。

2021-2025年高考物理真題知識點(diǎn)分類匯編之交變電流（一）參考答案與試題解析一．選擇題（共14小題）題號1234567891011答案CDCABBDBBBB題號121314答案DAC二．多選題（共4小題）題號15161718答案BDACACAB一．選擇題（共14小題）1．（2025?北京）如圖所示，交流發(fā)電機(jī)中的線圈ABCD沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的規(guī)律為e＝10sin（100πt）V。下列說法正確的是（）A．該交流電的頻率為100Hz B．線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時，產(chǎn)生的電動勢為0 C．線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時，AB邊受到的安培力方向向上 D．僅線圈轉(zhuǎn)速加倍，電動勢的最大值變?yōu)?0【考點(diǎn)】交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生交變電流的原理．【專題】比較思想；推理法；交流電專題；理解能力．【答案】C【分析】根據(jù)電動勢隨時間變化的規(guī)律求解該交流電的頻率；磁通量為零的位置感應(yīng)電動勢最大；根據(jù)右手定則可知圖示位置電流方向，根據(jù)左手定則判斷AB邊受到的安培力方向；根據(jù)感應(yīng)電動勢的最大值表達(dá)式進(jìn)行分析?！窘獯稹拷猓篈、電動勢隨時間變化的規(guī)律為e＝10sin（100πt）V，則ω＝2πf＝100π，解得該交流電的頻率為：f＝50Hz，故A錯誤；B、圖示位置為磁通量為零的位置，此位置磁通量變化率最大，感應(yīng)電動勢最大，故B錯誤；C、根據(jù)右手定則可知圖示位置電流方向為D→C→B→A，根據(jù)左手定則可知，線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時，AB邊受到的安培力方向向上，故C正確；D、根據(jù)電動勢隨時間變化規(guī)律可知，感應(yīng)電動勢的最大值為：Em＝NBSω＝10V，僅線圈轉(zhuǎn)速加倍，即角速度加倍，電動勢的最大值變?yōu)?0V，故D錯誤。故選：C。【點(diǎn)評】本題考查交變電流產(chǎn)生，關(guān)鍵是掌握正弦交流電的產(chǎn)生原理，知道感應(yīng)電動勢最大值的表達(dá)式。2．（2025?山東）如圖為一種交流發(fā)電裝置的示意圖，長度為2L、間距為L的兩平行金屬電極固定在同一水平面內(nèi)，兩電極之間的區(qū)域Ⅰ和區(qū)域Ⅱ有豎直方向的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向相反，區(qū)域Ⅰ邊界是邊長為L的正方形，區(qū)域Ⅱ邊界是長為L、寬為0.5L的矩形。傳送帶從兩電極之間以速度v勻速通過，傳送帶上每隔2L固定一根垂直運(yùn)動方向、長度為L的導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒通過磁場區(qū)域過程中與電極接觸良好。該裝置產(chǎn)生電動勢的有效值為（）A．BLv B．2BLv2 C．3BLv2【考點(diǎn)】有效值的定義和一般交變電流的有效值；法拉第電磁感應(yīng)定律的基本計算．【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力．【答案】D【分析】根據(jù)題意分段計算感應(yīng)電動勢，再結(jié)合電動勢有效值的定義列式求解?！窘獯稹拷猓河深}意可知導(dǎo)體棒通過磁場區(qū)域過程需要的時間，即周期為T=2Lv，同一個導(dǎo)體棒先通過區(qū)域Ⅱ，后通過區(qū)域Ⅰ，導(dǎo)體棒通過區(qū)域Ⅰ時，根據(jù)導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢公式，產(chǎn)生的電動勢大小為E1＝BLv，經(jīng)過的時間為t1=Lv，同理，導(dǎo)體棒通過區(qū)域Ⅱ時，產(chǎn)生的電動勢大小為E2＝B×0.5Lv，經(jīng)過的時間為t2故選：D?！军c(diǎn)評】考查交變電流有效值的運(yùn)算，會根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確的分析解答。3．（2025?廣西）某變壓器輸入正弦交流電的電壓有效值為220V。輸出電壓最大值為112A．20：2 B．202：1 C．20：1 【考點(diǎn)】理想變壓器兩端的電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系．【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力．【答案】C【分析】根據(jù)理想變壓器的變壓比列式求解?！窘獯稹拷猓河深}意，對應(yīng)正弦式交流電，變壓器次級線圈的電壓有效值為U2=1122V=11故選：C?！军c(diǎn)評】考查理想變壓器的特點(diǎn)，會根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確分析解答。4．（2025?江蘇）用圖示可拆變壓器進(jìn)行探究實驗，當(dāng)變壓器左側(cè)的輸入電壓為2V時，若右側(cè)接線柱選取“0”和“4”，右側(cè)獲得4V輸出電壓。則左側(cè)接線柱選取的是（）A．“0”和“2” B．“2”和“8” C．“2”和“14” D．“8”和“14”【考點(diǎn)】理想變壓器兩端的電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系．【專題】定量思想；推理法；電磁感應(yīng)與電路結(jié)合；推理論證能力．【答案】A【分析】根據(jù)變壓器電壓與匝數(shù)比關(guān)系求解原線圈匝數(shù)即可?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)可拆式變壓器電壓比與匝數(shù)比關(guān)系得：U1U2其中U1＝2V，U2＝4V解得：n1＝2故原線圈接入的匝數(shù)是2匝，即左側(cè)接線柱線圈選取的是“0”和“2”，故A正確，BCD錯誤。故選：A?！军c(diǎn)評】本題主要考查了變壓器的相關(guān)應(yīng)用，根據(jù)實驗原理掌握正確的實驗操作，掌握變壓器電壓與匝數(shù)比，電流與匝數(shù)比的關(guān)系。5．（2025?廣東）如圖所示，某光伏電站輸出功率1000kW、電壓400V的交流電，經(jīng)理想變壓器升壓至10kV后，通過輸電線輸送到變電站，輸電線的等效電阻R為5Ω。下列說法正確的是（）A．變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1：100 B．輸電線上由R造成的電壓損失為500V C．變壓器原線圈中的電流為100A D．變壓器原、副線圈中電流的頻率不同【考點(diǎn)】理想變壓器兩端的頻率關(guān)系；用焦耳定律計算電熱；理想變壓器兩端的電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系．【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力．【答案】B【分析】根據(jù)理想變壓器的特點(diǎn)，電功率和電流關(guān)系式，電壓損失等知識進(jìn)行分析解答?！窘獯稹拷猓篈.根據(jù)n1n2=U1B.輸電線上的電流為I2=PU2=1000×10310×103A＝100A，故R造成的電壓損失ΔU損＝I2C.變壓器原線圈中的電流為I1=PU1=1000×10D.變壓器不能改變交流電的頻率，故D錯誤。故選：B?！军c(diǎn)評】考查理想變壓器的相關(guān)問題，功率計算等，會根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確分析解答。6．（2025?湖南）如圖，某小組設(shè)計了燈泡亮度可調(diào)的電路，a、b、c為固定的三個觸點(diǎn)，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為k，燈泡L和三個電阻的阻值均恒為R，交變電源輸出電壓的有效值恒為U。開關(guān)S與不同觸點(diǎn)相連，下列說法正確的是（）A．S與a相連，燈泡的電功率最大 B．S與a相連，燈泡兩端的電壓為kUkC．S與b相連，流過燈泡的電流為U(D．S與c相連，燈泡的電功率為U【考點(diǎn)】理想變壓器兩端的功率關(guān)系；變壓器的構(gòu)造與原理；理想變壓器兩端的電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系．【專題】定量思想；方程法；交流電專題；分析綜合能力．【答案】B【分析】根據(jù)等效電阻的思想畫出等效電路圖，根據(jù)S與各點(diǎn)連接情況分析電路的電阻、電流大小，結(jié)合電功率的計算公式進(jìn)行解答?！窘獯稹拷猓涸O(shè)變壓器原、副線圈的電壓分別為U1、U2，對應(yīng)的電流為I1、I2，燈泡L的阻值為R，根據(jù)等效電阻的思想可知原線圈兩端的等效電阻：R燈泡L的阻值R由理想變壓器原理，電壓關(guān)系可得：U根據(jù)電流關(guān)系可得：I聯(lián)立解得：R等A．當(dāng)S與c相連時，R等兩端電壓最大，燈泡的電功率最大，故A錯誤；B．S與a相連，變壓器原線圈電壓：U燈泡兩端的電壓為：U2=UC．S與b相連，變壓器原線圈電路接入兩個電阻，變壓器原線圈的電流：I流過燈泡的電流：I2=kD．S與c相連，變壓器原線圈電路接入一個電阻，變壓器原線圈的電流：I燈泡的電功率為：PL=I故選：B?！军c(diǎn)評】本題主要是考查了變壓器的知識；解答本題的關(guān)鍵是知道理想變壓器的電壓之比等于匝數(shù)之比，在只有一個副線圈的情況下的電流之比等于匝數(shù)的反比。7．（2025?河北）2024年底，世界裝機(jī)容量最大的抽水蓄能電站——河北豐寧抽水蓄能電站全面投產(chǎn)發(fā)電。如圖，若該電站通過理想變壓器調(diào)節(jié)輸出電壓U2時，輸入電壓U1保持不變。已知副線圈總匝數(shù)為n，分接頭1、2間和2、3間的線圈匝數(shù)n12=n23=n10，開關(guān)S接3時輸出電壓的瞬時值u2＝Umsinωt，則S接A． B． C． D．【考點(diǎn)】交變電流的u﹣t圖像和i﹣t圖像；變壓器的構(gòu)造與原理．【專題】定量思想；方程法；交流電專題；理解能力．【答案】D【分析】求出開關(guān)S接3、開關(guān)S接2時的匝數(shù)，根據(jù)電壓之比等于匝數(shù)之比求解電壓，再根據(jù)變壓器變壓不變頻進(jìn)行解答?！窘獯稹拷猓洪_關(guān)S接3時輸出電壓的瞬時值u2＝Umsinωt，則有效值：U3=Um2，匝數(shù)：n3＝n開關(guān)S接2時，匝數(shù)：n2＝n-n則有：U2U3=n2則：U2m=變壓器變壓不變頻，所以周期不變，u2﹣t的圖像為D，故D正確、ABC錯誤。故選：D?！军c(diǎn)評】本題主要是考查了變壓器的知識；解答本題的關(guān)鍵是知道理想變壓器的電壓之比等于匝數(shù)之比，在只有一個副線圈的情況下的電流之比等于匝數(shù)的反比；知道理想變壓器在改變電壓和電流的同時，不改變功率和頻率。8．（2025?安徽）某理想變壓器的實驗電路如圖所示，原、副線圈總匝數(shù)之比n1：n2＝1：3，A為理想交流電流表。初始時，輸入端a、b間接入電壓u=122sin(100πt)V的正弦式交流電，變壓器的滑動觸頭P位于副線圈的正中間，電阻箱A．電阻箱R的阻值調(diào)為18Ω B．副線圈接入電路的匝數(shù)調(diào)為其總匝數(shù)的13C．輸入端電壓調(diào)為u=12D．輸入端電壓調(diào)為u【考點(diǎn)】自耦變壓器；變壓器的構(gòu)造與原理．【專題】定量思想；推理法；交流電專題．【答案】B【分析】先根據(jù)初始條件，用變壓比和歐姆定律算出原、副線圈電壓、電流初始值。再針對每個選項，結(jié)合變壓比、歐姆定律或交流電有效值特點(diǎn)，分析操作后電流是否符合要求。【解答】解：A、輸入電壓峰值為Um=122V，則輸入電壓有效值為U1=Um2=12B、若將副線圈匝數(shù)調(diào)為總匝數(shù)的13，根據(jù)變壓比可知，輸出電壓U2'=13n2C、輸入端電壓調(diào)為u=122sin(50πt)D、將輸入電壓峰值減小一半，則輸入電壓有效值變?yōu)閁1″=12Um2=12故選：B。【點(diǎn)評】本題考查理想變壓器的動態(tài)分析，將變壓器變壓比、交流電有效值、歐姆定律融合，考查知識綜合運(yùn)用能力，能區(qū)分學(xué)生對變壓器原理及電路基本規(guī)律的掌握程度。9．（2025?福建）某理想變壓器如圖甲，原副線圈匝數(shù)比4：1，輸入電壓隨時間的變化圖像如圖乙，R1的阻值為R2的2倍，則（）A．交流電的周期為2.5s B．電壓表示數(shù)為12V C．副線圈干路的電流為R1電流的2倍 D．原副線圈功率之比為4：1【考點(diǎn)】理想變壓器兩端的功率關(guān)系；變壓器的構(gòu)造與原理；理想變壓器兩端的電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系．【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力．【答案】B【分析】根據(jù)u﹣t圖像求解周期；根據(jù)正弦式交變電流峰值與有效值的關(guān)系求解有效值，根據(jù)理想變壓器原副線圈電壓比等于匝數(shù)比求解電壓表示數(shù)；根據(jù)并聯(lián)分流規(guī)律分析電流的大??；理想變壓器輸入功率等于輸出功率。【解答】解：A、由圖乙可知，交流電的周期T＝2.5s﹣0.25s＝2.25s故A錯誤；B、由圖乙可知，輸入電壓的峰值Um＝482V有效值U1=Um2變壓器原副線圈電壓比等于匝數(shù)比：U1代入數(shù)據(jù)解得：U2＝12V故B正確；C、由題意可知，R1的阻值為R2的2倍，則通過兩電阻的電流比值為I1：I2＝1：2副線圈干路的電流為R1電流的3倍，故C錯誤；D、理想變壓器輸入功率等于輸出功率，故D錯誤；故選：B?！军c(diǎn)評】本題考查正弦式交變電流和理想變壓器，掌握峰值與有效值的關(guān)系、理想變壓器原副線圈電壓關(guān)系、功率關(guān)系即可求解。10．（2024?河北）R1、R2為兩個完全相同的定值電阻，R1兩端的電壓隨時間周期性變化的規(guī)律如圖1所示（三角形脈沖交流電壓的峰值是有效值的3倍），R2兩端的電壓隨時間按正弦規(guī)律變化如圖2所示，則兩電阻在一個周期T內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比Q1：Q2為（）A．2：3 B．4：3 C．2：3 D．5【考點(diǎn)】正弦式交變電流的函數(shù)表達(dá)式及推導(dǎo)；焦耳定律的內(nèi)容及表達(dá)式；交變電流的u﹣t圖像和i﹣t圖像．【專題】定量思想；控制變量法；交流電專題；理解能力．【答案】B【分析】對于正弦式電流的有效值U=Um2，由甲圖讀出電壓的最大值，求出有效值．對于乙圖，根據(jù)有效值的定義，求出有效值．熱量的公式【解答】解：對圖1，根據(jù)有效值定義求解得U12R解得U1=對圖2，正弦交流電有效值為U2=兩電阻在一個周期T內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比Q1：Q2=U12：U22=（23U0）故B正確，ACD錯誤。故選：B?！军c(diǎn)評】只有正弦交變電流最大值與有效值才是2倍的關(guān)系，其他交變電流要根據(jù)有效值的定義，從熱效應(yīng)角度去求有效值．11．（2024?北京）如圖甲所示，理想變壓器原線圈接在正弦式交流電源上，輸入電壓u隨時間t變化的圖像如圖乙所示，副線圈接規(guī)格為“6V，3W”的燈泡。若燈泡正常發(fā)光，下列說法正確的是（）A．原線圈兩端電壓的有效值為242B．副線圈中電流的有效值為0.5A C．原、副線圈匝數(shù)之比為1：4 D．原線圈的輸入功率為12W【考點(diǎn)】理想變壓器兩端的功率關(guān)系；理想變壓器兩端的電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系．【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力．【答案】B【分析】A.根據(jù)圖像中電壓最大值和有效值的關(guān)系列式求解有效值；B.根據(jù)功率公式求解電流；C.根據(jù)變壓器的變壓比進(jìn)行計算；D.根據(jù)理想變壓器的功率關(guān)系列式計算?！窘獯稹拷猓篈.由圖乙知，原線圈電壓最大值為Um=242V，根據(jù)正弦交流電最大值和有效值的關(guān)系，則有效值為U1=B.燈泡正常發(fā)光，由P＝UI得，副線圈中電流有效值為I=P1C.由理想變壓器電壓與匝數(shù)關(guān)系可知n1n2D.理想變壓器沒有能量損失，原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，則原線圈的輸入功率P1＝P2＝3W，故D錯誤。故選：B?！军c(diǎn)評】考查交流的最大值、有效值、功率等問題，會根據(jù)題意求解變壓比等物理量。12．（2024?廣東）將阻值為50Ω的電阻接在正弦式交流電源上。電阻兩端電壓隨時間的變化規(guī)律如圖所示，下列說法正確的是（）A．該交流電的頻率為100Hz B．通過電阻電流的峰值為0.2A C．電阻在1秒內(nèi)消耗的電能為1J D．電阻兩端電壓表達(dá)式為u【考點(diǎn)】正弦式交變電流的函數(shù)表達(dá)式及推導(dǎo)；交變電流的u﹣t圖像和i﹣t圖像．【專題】定量思想；圖析法；交流電專題；推理論證能力．【答案】D【分析】根據(jù)圖像得出交流電的周期，結(jié)合周期和頻率的關(guān)系得出頻率的大小；根據(jù)歐姆定律代入數(shù)據(jù)得出通過電阻的電流的峰值；根據(jù)正弦式交流電的特點(diǎn)得出電壓和電流的有效值，結(jié)合電能的計算公式完成分析；根據(jù)數(shù)學(xué)知識得出ω的大小，從而得出電壓的表達(dá)式?！窘獯稹拷猓篈、根據(jù)圖像可知，該交流電的周期為0.02s，則頻率為f=1TB、根據(jù)歐姆定律可知，通過電阻電流的峰值為：Imax=uC、根據(jù)題意可知，電路中的電流有效值為：I=電阻兩端的電壓有效值為：U=則電阻在1s內(nèi)消耗的電能為：W＝UIt＝0.2×10×1J＝2J，故C錯誤；D、根據(jù)數(shù)學(xué)知識可知，ω＝2πf＝100π則電阻兩端電壓表達(dá)式為u=102sin故選：D?！军c(diǎn)評】本題主要考查了交流電的相關(guān)應(yīng)用，熟悉交流電的特點(diǎn)，結(jié)合圖像的物理意義和歐姆定律即可完成分析。13．（2024?湖南）根據(jù)國家能源局統(tǒng)計，截止到2023年9月，我國風(fēng)電裝機(jī)4億千瓦，連續(xù)13年居世界第一位，湖南在國內(nèi)風(fēng)電設(shè)備制造領(lǐng)域居于領(lǐng)先地位。某實驗小組模擬風(fēng)力發(fā)電廠輸電網(wǎng)絡(luò)供電的裝置如圖所示。已知發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，升、降壓變壓器均為理想變壓器，輸電線路上的總電阻可簡化為一個定值電阻R0。當(dāng)用戶端接一個定值電阻R時，R0上消耗的功率為P。不計其余電阻，下列說法正確的是（）A．風(fēng)速增加，若轉(zhuǎn)子角速度增加一倍，則R0上消耗的功率為4P B．輸電線路距離增加，若R0阻值增加一倍，則R0上消耗的功率為4P C．若升壓變壓器的副線圈匝數(shù)增加一倍，則R0上消耗的功率為8P D．若在用戶端再并聯(lián)一個完全相同的電阻R，則R0上消耗的功率為6P【考點(diǎn)】遠(yuǎn)距離輸電的相關(guān)計算；電功和電功率的概念及影響因素；變壓器的動態(tài)分析——原線圈無負(fù)載．【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力．【答案】A【分析】將降壓變壓器部分的電路等效為一個定值電阻，將電路簡化處理。當(dāng)轉(zhuǎn)子角速度ω增加一倍時，或升壓變壓器的副線圈匝數(shù)增加一倍時，均會使升壓變壓器副線圈兩端電壓都為原來的2倍。根據(jù)等效電路得到輸電線路上的電流的變化情況，根據(jù)電功率計算公式判斷R0上消耗的功率變化情況；若R2阻值增加一倍變?yōu)?R0，同理根據(jù)輸電線路上的電流的變化情況，根據(jù)電功率計算公式判斷；若在用戶端并聯(lián)一個完全相同的電阻R，用戶端總電阻為R2【解答】解：將降壓變壓器部分的電路等效為一個定值電阻R等，等效電路圖如下圖所示：設(shè)降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為k，輸電線路中的電流為I2，降壓變壓器副線圈中的電流為I4，由等效部分的功率相同可得：I42R=I22R等A、轉(zhuǎn)子在磁場中轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的電動勢最大值Em＝NBSω，當(dāng)轉(zhuǎn)子角速度ω增加一倍時，電動勢的最大值與有效值均變?yōu)樵瓉淼?倍，則升壓變壓器的原、副線圈兩端電壓都為原來的2倍。根據(jù)等效電路可得輸電線路上的電流為：I2=U2R0+k2R，可知輸電線路上的電流變?yōu)樵瓉淼?倍，根據(jù)P=B、若R0阻值增加一倍，變?yōu)?R0，輸電線路上的電流為I2'=U22R0+k2R，R0消耗的功率變?yōu)镻′＝IC、當(dāng)升壓變壓器的副線圈匝數(shù)增加一倍時，副線圈兩端電壓增加一倍，與選項A的情況相同，可知R0上消耗的功率變?yōu)?P，故C錯誤；D、若在用戶端并聯(lián)一個完全相同的電阻R，用戶端總電阻為R2，等效電阻變?yōu)閗2則輸電線上的電流變?yōu)椋篒2″=R0消耗的功率變?yōu)镻″＝I2″2×R0≠6P，故D錯誤。故選：A?！军c(diǎn)評】本題考查了遠(yuǎn)距離輸電模型，考查了變壓器的動態(tài)分析。掌握解答中應(yīng)用等效處理方法，當(dāng)變壓器副線圈的電路是純電阻電路時，可將變壓器與副線圈的電路等效為一個定值電阻。14．（2024?浙江）如圖所示，邊長為1m、電阻為0.04Ω的剛性正方形線框abcd放在勻強(qiáng)磁場中，線框平面與磁場垂直。若線框固定不動，磁感應(yīng)強(qiáng)度以ΔBΔt=0.1T/s均勻增大時，線框的發(fā)熱功率為P；若磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為0.2T，線框以某一角速度繞其中心軸OOA．12N B．22N C．1N D．【考點(diǎn)】用有效值計算交流電路的電功、電功率和焦耳熱；熱功率的計算；安培力的計算公式及簡單應(yīng)用；法拉第電磁感應(yīng)定律的基本計算；交變電流峰值的計算和影響因素．【專題】定量思想；推理法；交流電專題；電磁感應(yīng)與電路結(jié)合；磁場磁場對電流的作用；推理論證能力．【答案】C【分析】線框不動時，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，閉合電路歐姆定律，電功率計算公式求得發(fā)熱功率P。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度恒定，線框勻速轉(zhuǎn)動時，線框中產(chǎn)生正弦式交變電流，根據(jù)電功率計算公式，峰值與有效值的關(guān)系求得電流的最大值，根據(jù)安培力計算公式求解ab邊所受最大的安培力。【解答】解：線框不動時，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得感應(yīng)電動勢為：E感應(yīng)電流為：I發(fā)熱功率P為：P＝I2R＝2.52×0.04W＝0.25W當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為B＝0.2T，線框以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時，線框中產(chǎn)生正弦式交變電流，設(shè)電流的有效值為I有，由題意可得：2P=I設(shè)電流的最大值為Im，則有：Im=2I有當(dāng)ab邊的線速度方向與磁感線垂直時，線框中的電流為最大值，此時ab邊所受安培力最大，可得ab邊所受最大的安培力為：Fm＝BImL＝0.2×5×1N＝1N，故ABD錯誤，C正確。故選：C?！军c(diǎn)評】本題考查了法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用，涉及到了感生電動勢與交流電的問題。掌握產(chǎn)生正弦交流電的條件，以及正弦交流電的變化規(guī)律。二．多選題（共4小題）（多選）15．（2025?重慶）2025年1月“疆電入渝”工程重慶段全線貫通，助力重慶形成特高壓輸電新格局，該工程計劃將輸電站提供的1.6×106V直流電由新疆輸送至重慶，多次轉(zhuǎn)換后變?yōu)?.0×104V的交流電，再經(jīng)配電房中的變壓器（視為理想變壓器）降為2202sin(100πt)V的家用交流電，若輸電線路輸送功率為8.0×10A．直流輸電導(dǎo)線中的電流為250A B．直流輸電導(dǎo)線總阻值不超過16Ω C．家用交流電的電壓最大值為220V，頻率為50Hz D．配電房中變壓器原、副線圈中電流比為11：500【考點(diǎn)】遠(yuǎn)距離輸電的相關(guān)計算；理想變壓器兩端的電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系．【專題】定量思想；控制變量法；交流電專題；推理論證能力．【答案】BD【分析】根據(jù)輸電站提供的電壓和輸電線路輸送功率求解輸電電流；根據(jù)損失的電功率計算公式求解直流輸電導(dǎo)線總阻值最大值；根據(jù)正弦交流電表達(dá)式求解最大值和頻率；根據(jù)理想變壓器電功率相等求解配電房中變壓器原、副線圈中電流比?！窘獯稹拷猓篈、輸電站提供的電壓為：U1＝1.6×106V，輸電線路輸送功率為：P＝8.0×109W，根據(jù)P＝U1I1可得輸電電流為：I1＝5000A，故A錯誤；B、已知直流輸電過程中導(dǎo)線電阻產(chǎn)生的電功率損耗不超過輸送功率的5%，即：P損＝P×5%=I12R可知，R＝16Ω，則直流輸電導(dǎo)線總阻值不超過16ΩC、對于正弦式交流電u=2202sin(100πt)V的家用交流電，其電壓最大值：Um＝2202V根據(jù)ω＝2πf＝100πrad/s可知，頻率為50Hz，故C錯誤；D、多次轉(zhuǎn)換后變?yōu)椋篣2＝1.0×104V的交流電，再經(jīng)配電房中的變壓器變?yōu)閁＝220V家用交流電，設(shè)配電房中變壓器原、副線圈中電流分別為I2、I，根據(jù)U2I2＝UI可知，配電房中變壓器原、副線圈中電流比為I2：I＝U：U2＝220：1.0×104＝11：500，故D正確。故選：BD。【點(diǎn)評】本題主要是考查遠(yuǎn)距離高壓輸電，關(guān)鍵是掌握高壓輸電的原理，知道電功率的計算公式。（多選）16．（2025?湖北）在如圖所示的輸電線路中，交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓一定，兩變壓器均為理想變壓器，左側(cè)升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，兩變壓器間輸電線路電阻為r。下列說法正確的是（）A．僅增加用戶數(shù)，r消耗的功率增大 B．僅增加用戶數(shù)，用戶端的電壓增大 C．僅適當(dāng)增加n2，用戶端的電壓增大 D．僅適當(dāng)增加n2，整個電路消耗的電功率減小【考點(diǎn)】遠(yuǎn)距離輸電的相關(guān)計算．【專題】定量思想；方程法；電磁感應(yīng)與電路結(jié)合；推理論證能力．【答案】AC【分析】把用戶的總電阻等效到輸電線的末端，然后結(jié)合閉合電路的歐姆定律分析即可?！窘獯稹拷猓涸O(shè)降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)分別是n3和n4，電壓分別是U3和U4，電流分別是I3和I4，用戶端的總電阻為R，根據(jù)閉合電路的歐姆定律，則I根據(jù)變壓器原副線圈的電流關(guān)系可得I設(shè)用戶的最大值相當(dāng)于原線圈的電阻值為R等，則I聯(lián)立可得R對于輸電線路的部分，降壓變壓器流過的電流等于輸送的電流，即I3＝I2由閉合電路的歐姆定律可得輸電線路中的電流IA、僅增加用戶數(shù)，用戶端的總電阻為R減小，等效電阻也減小，則輸電線路的部分的電流增大，由P損=I22B、僅增加用戶數(shù)，輸電線路的部分的電流增大，由U損＝I2r可知輸電線損壞的電壓增大，則達(dá)到降壓變壓器原線圈兩端的電壓減小，由U4U3C、僅適當(dāng)增加n2，由U2U1D、整個電路消耗的功率為P=U22r+故選：AC?！军c(diǎn)評】理想變壓器輸出電壓由輸入電壓決定，輸入電流由輸出電流決定，輸入功率由輸出功率決定。（多選）17．（2025?云南）電動汽車充電樁的供電變壓器（視為理想變壓器）示意圖如圖所示。變壓器原線圈的匝數(shù)為n1，輸入電壓U1＝1.1kV；兩副線圈的匝數(shù)分別為n2和n3，輸出電壓U2＝U3＝220V。當(dāng)Ⅰ、Ⅱ區(qū)充電樁同時工作時，兩副線圈的輸出功率分別為7.0kW和3.5kW，下列說法正確的是（）A．n1：n2＝5：1 B．n1：n3＝1：5 C．變壓器的輸入功率為10.5kW D．兩副線圈輸出電壓最大值均為220V【考點(diǎn)】理想變壓器兩端的功率關(guān)系；理想變壓器兩端的電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系．【專題】信息給予題；定量思想；推理法；交流電專題；分析綜合能力．【答案】AC【分析】AB.根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)比的關(guān)系求解作答；C.根據(jù)理想變壓器的功率關(guān)系求解作答；D.根據(jù)正弦交變電流有效值與最大值的關(guān)系求解作答?！窘獯稹拷猓篈B.根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)比的關(guān)系nn1n3=UC.根據(jù)理想變壓器的功率關(guān)系，輸入功率P1＝P2+P3＝7.0kW+3.5kW＝10.5kW，故C正確；D.根據(jù)正弦交變電流電壓的有效值與最大值的關(guān)系Um=2U可知，兩副線圈輸出電壓最大值均為故選：AC。【點(diǎn)評】本題主要考查了理想變壓器電壓與匝數(shù)比的關(guān)系、功率關(guān)系以及有效值與最大值的關(guān)系，基礎(chǔ)題。（多選）18．（2025?選擇性）如圖，“”形導(dǎo)線框置于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、水平向右的勻強(qiáng)磁場中。線框相鄰兩邊均互相垂直，各邊長均為l。線框繞b、e所在直線以角速度ω順時針勻速轉(zhuǎn)動，be與磁場方向垂直。t＝0時，abef與水平面平行，則（）A．t＝0時，電流方向為abcdefa B．t＝0時，感應(yīng)電動勢為Bl2ω C．t=πωD．t＝0到t=πω【考點(diǎn)】計算線圈轉(zhuǎn)動過程中電動勢和電流的平均值；右手定則；法拉第電磁感應(yīng)定律的基本計算．【專題】定量思想；推理法；交流電專題；電磁感應(yīng)與電路結(jié)合；推理論證能力．【答案】AB【分析】t＝0時刻cd邊的速度方向與磁感線平行，只有af切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求解感應(yīng)電動勢；根據(jù)右手定則判斷此時感應(yīng)電流方向；t=πω時導(dǎo)線框轉(zhuǎn)動了半周，此時cd邊的速度方向仍與磁感線平行，af邊切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢；由t＝0到【解答】解：AB、由題可知，t＝0時刻cd邊的速度方向與磁感線平行，只有af切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，此時af邊的速度大小為v＝ωl，方向與磁感線垂直向下，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得感應(yīng)電動勢為E＝Blv＝Bl2ω。根據(jù)右手定則判斷此時感應(yīng)電流方向為abcdefa，故AB正確；C、易知t=πω時導(dǎo)線框轉(zhuǎn)動了半周，此時cd邊的速度方向水平向左，仍與磁感線平行，af邊的速度方向與磁感線垂直向上，只有af切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，故此時感應(yīng)電動勢不為零，故D、由t＝0到t=πω的過程，導(dǎo)線框轉(zhuǎn)動了半周，導(dǎo)線框的abef部分初末均與磁場方向平行，其磁通量變化量為零。導(dǎo)線框的bcde部分初末均與磁場方向垂直，其磁通量變化量為ΔΦ＝Bl2﹣（﹣Bl2）＝2Bl2故選：AB?！军c(diǎn)評】本題考查了法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用，掌握感應(yīng)電流方向判斷，確定磁通量的變化量的方法，掌握動生電動勢的計算公式。三．實驗題（共1小題）19．（2025?山東）某實驗小組為探究遠(yuǎn)距離高壓輸電的節(jié)能優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計了如下實驗。所用實驗器材為：學(xué)生電源；可調(diào)變壓器T1、T2；電阻箱R；燈泡L（額定電壓為6V）；交流電流表A1、A2、A3，交流電壓表V1、V2；開關(guān)S1、S2，導(dǎo)線若干。部分實驗步驟如下：（1）模擬低壓輸電。按圖甲連接電路，選擇學(xué)生電源交流擋，使輸出電壓為12V，閉合S1，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使V1示數(shù)為6.00V，此時A1（量程為250mA）示數(shù)如圖乙所示，為200mA，學(xué)生電源的輸出功率為2.4W。（2）模擬高壓輸電。保持學(xué)生電源輸出電壓和電阻箱阻值不變，按圖丙連接電路后閉合S2。調(diào)節(jié)T1、T2，使V2示數(shù)為6.00V，此時A2示數(shù)為20mA，則低壓輸電時電阻箱消耗的功率為高壓輸電時的100倍。（3）A3示數(shù)為125mA，高壓輸電時學(xué)生電源的輸出功率比低壓輸電時減少了0.9W?！究键c(diǎn)】遠(yuǎn)距離輸電的相關(guān)計算．【專題】實驗題；實驗探究題；定量思想；實驗分析法；交流電專題；實驗探究能力．【答案】（1）200；2.4；（2）100；（3）0.9?！痉治觥浚?）電流表A1的量程為250mA，分度值為5mA，根據(jù)電流表的讀數(shù)規(guī)則讀數(shù)；根據(jù)功率公式求解學(xué)生電源的輸出功率；（2）根據(jù)電壓關(guān)系求解電阻箱兩端電壓，根據(jù)功率公式求解電阻箱消耗的功率；根據(jù)歐姆定律求解電阻箱的接入電阻；高壓輸電時，根據(jù)功率公式求解電阻箱消耗的功率，再求倍數(shù)關(guān)系；（3）根據(jù)功率公式求解高壓輸電時學(xué)生電源的輸出功率，再求學(xué)生電源輸出功率的減小量?！窘獯稹拷猓海?）電流表A1的量程為250mA，分度值為5mA，讀數(shù)為I1＝200mA根據(jù)功率公式，學(xué)生電源的輸出功率P1（2）根據(jù)電壓關(guān)系，電阻箱兩端電壓UR＝U0﹣U1＝12V﹣6V＝6V低壓輸電時電阻箱消耗的功率為P根據(jù)歐姆定律，電阻箱的接入的電阻為R高壓輸電時，電流I2＝20mA＝0.02A電阻箱消耗的功率為P可得P即低壓輸電時電阻箱消耗的功率為高壓輸電時的100倍；（3）A3示數(shù)為I3＝125mA＝0.125A時學(xué)生電源的輸出功率P4＝U0I4＝12×0.125W＝1.5W高壓輸電時學(xué)生電源的輸出功率比低壓輸電時減少了ΔP＝P1﹣P4＝2.4W﹣1.5W＝0.9W。故答案為：（1）200；2.4；（2）100；（3）0.9。【點(diǎn)評】本題主要考查了遠(yuǎn)距離輸電問題，要明確實驗原理，掌握歐姆定律、功率公式的運(yùn)用。四．解答題（共1小題）20．（2025?江蘇）圓筒式磁力耦合器由內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子兩部分組成。工作原理如圖甲所示。內(nèi)、外轉(zhuǎn)子可繞中心軸OO′轉(zhuǎn)動。外轉(zhuǎn)子半徑為r1，由四個相同的單匝線圈緊密圍成，每個線圈的電阻均為R，直邊的長度均為L，與軸線平行。內(nèi)轉(zhuǎn)子半徑為r2，由四個形狀相同的永磁體組成，磁體產(chǎn)生徑向磁場，線圈處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。外轉(zhuǎn)子始終以角速度ω0勻速轉(zhuǎn)動，某時刻線圈abcd的直邊ab與cd處的磁場方向如圖乙所示。（1）若內(nèi)轉(zhuǎn)子固定，求ab邊產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的大小E；（2）若內(nèi)轉(zhuǎn)子固定，求外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動一周，線圈abcd產(chǎn)生的焦耳熱Q；（3）若內(nèi)轉(zhuǎn)子不固定，外轉(zhuǎn)子帶動內(nèi)轉(zhuǎn)子勻速轉(zhuǎn)動，此時線圈中感應(yīng)電流為I，求線圈abcd中電流的周期T。【考點(diǎn)】用有效值計算交流電路的電功、電功率和焦耳熱；導(dǎo)體轉(zhuǎn)動切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢．【專題】定量思想；推理法；電磁感應(yīng)與電路結(jié)合；推理論證能力．【答案】（1）ab邊產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的大小為BLω0r1；（2）外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動一周，線圈abcd產(chǎn)生的焦耳熱為8π（3）線圈abcd中電流的周期為2πBL【分析】（1）根據(jù)v＝ωr求速度，再根據(jù)E＝BLv，求切割電動勢；（2）根據(jù)切割電動勢，求轉(zhuǎn)動過程中感應(yīng)電動勢，根據(jù)歐姆定律，求電流，結(jié)合轉(zhuǎn)子周期和焦耳定律，求熱量；（3）內(nèi)轉(zhuǎn)子不固定，跟著外轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)，根據(jù)歐姆定律求電動勢，結(jié)合切割電動勢，求切割速度差，再求電流改變方向的時間，確定電流的周期。【解答】解：（1）根據(jù)題意可知，ab轉(zhuǎn)動時的線速度為v＝ω0r1則ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E1＝BLv＝BLω0r1（2）根據(jù)題意，由圖可知，若內(nèi)轉(zhuǎn)子固定，外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動過程中，ab、cd均切割磁感線，且產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反，則轉(zhuǎn)動過程中感應(yīng)電動勢為E2＝2BLv＝2BLω0r1感應(yīng)電流為I轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的周期為T則abcd轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生的熱量Q（3）結(jié)合圖可知，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動14T電流方向改變，大小不變，若內(nèi)轉(zhuǎn)子不固定，跟著外轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)，且abcd中的電流為I，則感應(yīng)電動勢為E又有E′＝2BLΔv解得Δv則電流改變方向的時間為t則電流的周期為T答：（1）ab邊產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的大小為BLω0r1；（2）外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動一周，線圈abcd產(chǎn)生的焦耳熱為8π（3）線圈abcd中電流的周期為2πBL【點(diǎn)評】本題解題關(guān)鍵是掌握切割電動勢公式、歐姆定律、焦耳定律，還需要分析出內(nèi)外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動對應(yīng)的速度差決定電流改變的時間，確定周期。

考點(diǎn)卡片1．電功和電功率的概念及影響因素【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1．電功（1）電功：電路中電場力移動電荷做的功．（2）公式：W＝qU＝IUt．（3）實質(zhì)：電能轉(zhuǎn)化成其他形式能的過程．2．電功率（1）定義：單位時間內(nèi)電流做的功，表示電流做功的快慢．（2）公式：P=Wt【命題方向】本考點(diǎn)主要考查電功和電功率的定義類問題下列關(guān)于電功率的說法中正確的是（）A、電功率是表示電流做功多少的物理量B、電功率是表示電流做功效率高低的物理量C、電功率是反映電流做功快慢程度的物理量D、功率為100W的用電器正常工作10h耗電1Kw/h分析：電功率是描述做功快慢的物理量，由W＝Pt計算電流做的功．解答：A、電功率是描述做功快慢的物理量，與電流做功的多少無關(guān)。故A錯誤；B、電功率是描述做功快慢的物理量，與電流做功效率高低無關(guān)。故C錯誤；C、電功率是描述做功快慢的物理量。故C正確；D、功率為100W的用電器正常工作10h耗電：W＝Pt＝100W×1h＝1000W?h＝1Kw/h。故D正確故選：CD。點(diǎn)評：電流做功的過程是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程，電功率反映的電流做功的快慢．【解題思路點(diǎn)撥】1.電功的計算公式W＝qU＝UIt；電功率的計算公式P=Wt2.電功和電功率的計算公式都是針對所有電路都成立的。2．焦耳定律的內(nèi)容及表達(dá)式【知識點(diǎn)的認(rèn)識】焦耳定律1．電功率和熱功率電流做功的過程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的過程．電動機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；電解槽把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；電熱器把電能轉(zhuǎn)化為熱能．在真空中，電場力對電荷做正功時，減少的電勢能轉(zhuǎn)化為電荷的動能；在金屬導(dǎo)體中，在電場力作用下做加速運(yùn)動的自由電子頻繁地與離子碰撞，把定向移動的功能傳給離子，使離子熱運(yùn)動加劇，將電能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．2．焦耳定律定義：電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量Q等于電流I的二次方、導(dǎo)體的電阻R和通電時間t三者的乘積．即：Q＝I2Rt注意：焦耳定律適用于純電阻電路，也適用于非純電阻電路．①純電阻電路：只含有電阻的電路、如電爐、電烙鐵等電熱器件組成的電路，白熾燈及轉(zhuǎn)子被卡住的電動機(jī)也是純電阻器件．②非純電阻電路：電路中含有電動機(jī)在轉(zhuǎn)動或有電解槽在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的電路．3．熱功率：定義：單位時間內(nèi)導(dǎo)體的發(fā)熱功率叫做熱功率．熱功率等于通電導(dǎo)體中電流I的二次方與導(dǎo)體電阻R的乘積．即：P【命題方向】（1）第一類?？碱}型：類型一純電阻電路中的功率分配及計算兩只燈泡A和B額定電壓都是110V，A的額定功率為60W，B的額定功率為100W，為了把它們接在220V電路上都能正常發(fā)光，并要電路中消耗的電功率最小，應(yīng)采用下面的哪種接法？（）A．B．C．D．分析：由題可知，燈泡的電壓相等，但是燈泡的功率不同，由此可以知道兩種燈泡的電阻的大小不同，在由電路的串并聯(lián)的知識先逐個分析燈泡能否正常的發(fā)光，再判斷消耗的功率最小的電路．解：A、由于額定電壓都是110V，額定功率PA＝60W、PB＝100W，由此可知RA＞RB，把燈泡B與電阻并聯(lián)的話，會使并聯(lián)的部分的電阻更小，所以AB的電壓不會平分，AB不會同時正常發(fā)光，故A錯誤；B、由于燈泡要滿足110V的額定電壓，所以當(dāng)A燈泡與電阻串聯(lián)以后，再與B燈泡并聯(lián)，而B燈泡的電壓高于額定110V的電壓，不能正常工作，故B錯誤；C、由于額定電壓都是110V，額定功率PA＝60W、PB＝100W，由此可知RA＞RB，把燈泡A與電阻并聯(lián)的話，可以使并聯(lián)部分的電阻減小，可能使A與并聯(lián)部分的電阻相同，所以AB能同時正常發(fā)光，并且電路消耗的功率與B燈泡的功率相同，所以總功率的大小為200W；D、把AB并聯(lián)之后與電阻串連接入電路的話，當(dāng)電阻的阻值與AB并聯(lián)的總的電阻相等時，AB就可以正常發(fā)光，此時電阻消耗的功率為AB燈泡功率的和，所以電路消耗的總的功率的大小為320W；由CD的分析可知，正常發(fā)光并且消耗的功率最小的為C，故C正確．故選C．點(diǎn)評：解答本題是一定要注意題目要同時滿足兩個條件即燈泡能夠正常發(fā)光并且消耗的功率還要最小．（2）第二類?？碱}型：類型二：非純電阻電路中的功率分配及計算有一個直流電動機(jī)，當(dāng)加在它兩端的電壓為0.2V時，電動機(jī)不轉(zhuǎn)，測得流過電動機(jī)的電流是0.5A；若把電動機(jī)接入2.0V的電壓的電路中，電動機(jī)正常工作，工作電流是1.0A．求：（1）電動機(jī)正常工作時輸出功率多大？（2）如果在電動機(jī)正常工作時，轉(zhuǎn)子突然被卡住，此時電動機(jī)的發(fā)熱功率是多大？分析：（1）電動機(jī)不轉(zhuǎn)，由歐姆定律求出其內(nèi)阻．電動機(jī)正常工作時輸出功率等于電功率與內(nèi)部發(fā)熱功率之差．（2）在電動機(jī)正常工作時，轉(zhuǎn)子突然被卡住，根據(jù)P=U解：（1）當(dāng)電動機(jī)不轉(zhuǎn)時，電動機(jī)的內(nèi)阻為r=U1I1=0.20.5Ω=0.4Ω，電動機(jī)正常工作時輸出功率為P出＝U2I（2）卡住后熱功率：P熱=U22答：（1）電動機(jī)正常工作時輸出功率是1.6W．（2）如果在電動機(jī)正常工作時，轉(zhuǎn)子突然被卡住，此時電動機(jī)的發(fā)熱功率是10W．點(diǎn)評：對于電動機(jī)電路，正常工作時其電路是非純電阻電路，歐姆定律不成立；當(dāng)電動機(jī)被卡住時，其電路是純電阻電路，歐姆定律成立．【解題方法點(diǎn)撥】電功率與熱功率的區(qū)別與聯(lián)系（1）區(qū)別：電功率是指某段電路的全部電功率，或這段電路上消耗的全部電功率，決定于這段電路兩端電壓和通過的電流強(qiáng)度的乘積；熱功率是指在這段電路上因發(fā)熱而消耗的功率．決定于通過這段電路電流強(qiáng)度的平方和這段電路電阻的乘積．（2）聯(lián)系：對純電阻電路，電功率等于熱功率；對非純電阻電路，電功率等于熱功率與轉(zhuǎn)化為除熱能外其他形式的功率之和．3．用焦耳定律計算電熱【知識點(diǎn)的認(rèn)識】焦耳定律的表達(dá)式Q＝I2Rt，由此可以計算電流產(chǎn)生的焦耳熱?！久}方向】電動汽車成為未來汽車發(fā)展的方向．若汽車所用電動機(jī)兩端的電壓為380V，電動機(jī)線圈的電阻為2Ω，通過電動機(jī)的電流為10A，則電動機(jī)工作10min消耗的電能為多少焦？產(chǎn)生的熱量是多少焦？分析：通過W＝UIt去求消耗的電能，通過Q＝I2Rt去求產(chǎn)生的熱量．消耗的電能與產(chǎn)生的熱量不等．解答：由W＝UIt，得：W＝380×10×600J＝2.28×106J故電動機(jī)工作10min消耗的電能為2.28×106J．產(chǎn)生的熱量Q＝I2Rt＝102×2×600＝1.2×105J故產(chǎn)生的熱量是1.2×105J點(diǎn)評：注意消耗的電能與產(chǎn)生的熱量不等，因為該電路不是純電阻電路，消耗的電能一部分轉(zhuǎn)化為熱量，還有一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．【解題思路點(diǎn)撥】一、電功率與熱功率的區(qū)別與聯(lián)系（1）區(qū)別：電功率是指某段電路的全部電功率，或這段電路上消耗的全部電功率，決定于這段電路兩端電壓和通過的電流強(qiáng)度的乘積；熱功率是指在這段電路上因發(fā)熱而消耗的功率．決定于通過這段電路電流強(qiáng)度的平方和這段電路電阻的乘積．（2）聯(lián)系：對純電阻電路，電功率等于熱功率；對非純電阻電路，電功率等于熱功率與轉(zhuǎn)化為除熱能外其他形式的功率之和．二、焦耳定律的使用范圍無論在何種電路中，焦耳定律Q＝I2Rt都是成立的。4．熱功率的計算【知識點(diǎn)的認(rèn)識】根據(jù)功與功率的關(guān)系P=Qt=所以電流發(fā)熱的功率為P＝I2R【命題方向】在電路中，定值電阻的阻值為R＝100Ω，通過它的電流為I＝3A，求（1）它的熱功率P是多少瓦特，（2）如果通電10分鐘，求產(chǎn)生的熱量Q是多少焦耳．分析：由焦耳定律可直接求得熱功率與熱量．解答：（1）熱功率：P＝I2R＝（3A）2×100Ω＝900W（2）產(chǎn)生的熱量Q＝Pt＝900W×10×60s＝5.4×105J答：1）它的熱功率P是900瓦特，（2）如果通電10分鐘，產(chǎn)生的熱量Q是5.4×105焦耳點(diǎn)評：考查焦耳定律的基本表達(dá)式，注意計算要準(zhǔn)確．【解題思路點(diǎn)撥】一、電功率與熱功率的區(qū)別與聯(lián)系（1）區(qū)別：電功率是指某段電路的全部電功率，或這段電路上消耗的全部電功率，決定于這段電路兩端電壓和通過的電流強(qiáng)度的乘積；熱功率是指在這段電路上因發(fā)熱而消耗的功率．決定于通過這段電路電流強(qiáng)度的平方和這段電路電阻的乘積．（2）聯(lián)系：對純電阻電路，電功率等于熱功率；對非純電阻電路，電功率等于熱功率與轉(zhuǎn)化為除熱能外其他形式的功率之和．二、熱功率表達(dá)式P＝I2R的適用范圍公式P＝I2R對任何電路都是成立的。5．安培力的計算公式及簡單應(yīng)用【知識點(diǎn)的認(rèn)識】如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，垂直磁場放置的長度為l的導(dǎo)體，所通電流為I，導(dǎo)體所受的安培力大小為F＝BIl；若將導(dǎo)體轉(zhuǎn)過90°，即電流與磁場平行，此時導(dǎo)體所受的安培力的大小為F＝0.2.如圖所示，當(dāng)電流方向與磁場方向夾角為θ時，安培力的大小為F＝BIlsinθ【命題方向】一根長0.20m、通有2.0A電流的通電直導(dǎo)線，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.50T的勻強(qiáng)磁場中，受到的最大安培力是多少？分析：當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場垂直時，導(dǎo)線所受的磁場力最大；根據(jù)安培力的公式計算安培力的大?。獯穑寒?dāng)通電導(dǎo)線與磁場垂直時，導(dǎo)線所受的磁場力最大，為：Fmax＝BIL＝0.50×2.0×0.20N＝0.2N答：受到的最大安培力是0.2N．點(diǎn)評：本題只要掌握安培力大小的計算公式F＝BILsinα，就能正確解答，基本題．【解題思路點(diǎn)撥】1、電流方向與磁場方向平行時，導(dǎo)線不受安培力的作用。2、電流方向與磁場方向垂直時，導(dǎo)線受到安培力的大小為F＝BIl。3、電流方向與磁場方向夾角為θ時，導(dǎo)線受到安培力的大小為F＝BIlsinθ。6．右手定則【知識點(diǎn)的認(rèn)識】右手定則伸開右手，讓大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿過掌心，大拇指指向?qū)w的運(yùn)動方向，其余四指所指的方向，就是感應(yīng)電流的方向．【命題方向】題型一：楞次定律、右手定則、左手定則、安培定則的綜合應(yīng)用如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒PQ、MN，當(dāng)PQ在外力作用下運(yùn)動時，MN在磁場力作用下向右運(yùn)動．則PQ所做的運(yùn)動可能是（）A．向右勻加速運(yùn)動B．向左勻加速運(yùn)動C．向右勻減速運(yùn)動D．向左勻減速運(yùn)動分析：MN在磁場力作用下向右運(yùn)動，說明MN受到的磁場力向右，由左手定則可知電流由M指向N，由楞次定律可知，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁場應(yīng)該是向上減小，或向下增加；根據(jù)右手螺旋定則，與楞次定律可知PQ的運(yùn)動情況．解：MN在磁場力作用下向右運(yùn)動，說明MN受到的磁場力向右，由左手定則可知電流由M指向N，由楞次定律可知，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁場應(yīng)該是向上減小，或向下增加；再由右手螺旋定則與楞次定律可知，PQ可能是向左加速運(yùn)動或向右減速運(yùn)動．故BC正確，AD錯誤．故選：BC．點(diǎn)評：本題關(guān)鍵是分析好引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，進(jìn)而才能分析產(chǎn)生電流的磁通量是由什么樣的運(yùn)動產(chǎn)生的．【解題方法點(diǎn)撥】1．右手定則適用于部分導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動時感應(yīng)電流的方向判定，而楞次定律適用于一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象，是判斷感應(yīng)電流方向的基本方法，對于由于磁通量變化而引起的感應(yīng)電流，運(yùn)用楞次定律判斷其方向更方便．2．安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的比較及應(yīng)用．（1）規(guī)律比較基本現(xiàn)象應(yīng)用的定則或定律運(yùn)動電荷、電流產(chǎn)生磁場安培定則磁場對運(yùn)動電荷、電流有作用力左手定則電磁感應(yīng)部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動右手定則閉合回路磁通量變化楞次定律（2）應(yīng)用區(qū)別關(guān)鍵是抓住因果關(guān)系：①因電而生磁（I→B）→安培定則；②因動而生電（v、B→I安）→右手定則；③因電而受力（I、B→F安）→左手定則．7．法拉第電磁感應(yīng)定律的基本計算【知識點(diǎn)的認(rèn)識】法拉第電磁感應(yīng)定律（1）內(nèi)容：閉合電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。（2）公式：E＝nΔΦΔt【命題方向】一個100匝的線圈，在0.4s內(nèi)穿過它的磁通量從0.02Wb均勻增加到0.08Wb，則線圈中總的感應(yīng)電動勢V．若線圈電阻為10Ω，則線圈中產(chǎn)生的電流強(qiáng)度I＝A．分析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=n解答：感應(yīng)電動勢E=感應(yīng)電流的大小I=E故本題答案為：15，1.5．點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵掌握法拉第電磁感應(yīng)定律E=n【解題方法點(diǎn)撥】1．對法拉第電磁感應(yīng)定律的理解2．計算感應(yīng)電動勢的公式有兩個：一個是E＝n△?△t，一個是E＝Blvsinθ，計算時要能正確選用公式，一般求平均電動勢選用E＝n△?△t，求瞬時電動勢選用E＝3．電磁感應(yīng)現(xiàn)象中通過導(dǎo)體橫截面的電量的計算：由q＝I?△t，I=ER總，E＝n△?△t，可導(dǎo)出電荷量8．導(dǎo)體轉(zhuǎn)動切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢【知識點(diǎn)的認(rèn)識】如果導(dǎo)體棒繞平行于磁場的軸轉(zhuǎn)動時，因為棒上各處速度不再相等，動生電動勢的計算公式E＝Blv就不再適用。如下圖所示，導(dǎo)體棒在磁場中旋轉(zhuǎn)，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢：雖然導(dǎo)體棒各處速度不同，但是根據(jù)圓周運(yùn)動線速度與角速度的關(guān)系可知各處速度大小呈線性變化，所以可以用中點(diǎn)處的線速度表示平均速度從而計算感應(yīng)電動勢，即E＝Blv=Bl①如果轉(zhuǎn)軸繞棒的一端旋轉(zhuǎn)，vmin＝0，vmax＝ωl，則E=12Bωω是棒轉(zhuǎn)動的角速度②如果以棒上一點(diǎn)為圓心旋轉(zhuǎn)，E=12Bω（l12-l22），l③如果以棒外一點(diǎn)Wie圓心旋轉(zhuǎn)，E=12Bω（l12-l22），l【命題方向】一直升飛機(jī)停在南半球的地磁極上空。該處地磁場的方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．直升飛機(jī)螺旋槳葉片的長度為l，螺旋槳轉(zhuǎn)動的頻率為f，順著地磁場的方向看螺旋槳，螺旋槳按順時針方向轉(zhuǎn)動。螺旋槳葉片的近軸端為a，遠(yuǎn)軸端為b，如圖所示。如果忽略a到轉(zhuǎn)軸中心線的距離，用ε表示每個葉片中的感應(yīng)電動勢，則（）A、ε＝πfl2B，且a點(diǎn)電勢低于b點(diǎn)電勢B、ε＝2πfl2B，且a點(diǎn)電勢低于b點(diǎn)電勢C、ε＝πfl2B，且a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢D、ε＝2πfl2B，且a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢分析：轉(zhuǎn)動切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢根據(jù)E=12BLv求出大小，根據(jù)右手定則判斷出電動勢的方向，從而判斷出a解答：順著地磁場的方向看螺旋槳，螺旋槳按順時針方向轉(zhuǎn)動，若俯視，則葉片逆時針轉(zhuǎn)動切割磁感線，根據(jù)右手定則，b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn)電勢；v＝lω＝2πl(wèi)f，所以電動勢為E=12Blv=故選：A。點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵掌握轉(zhuǎn)動切割產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的表達(dá)式E=12【解題思路點(diǎn)撥】對于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，要先確認(rèn)轉(zhuǎn)動的圓心，然后根據(jù)E＝Blv進(jìn)行計算，要正確計算導(dǎo)體棒的平均速度。9．交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生交變電流的原理【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.產(chǎn)生裝置將閉合線圈置于勻強(qiáng)磁場，并繞垂直于磁場方向的軸做勻速轉(zhuǎn)動，線圈中將產(chǎn)生按正（余）弦規(guī)律變化的交流電。2.兩個特殊位置及特點(diǎn)①中性面上圖甲和丙所處的位置特點(diǎn)：穿過線圈的磁通量Φ最大，磁通量的變化率ΔΦΔt=0，所以感應(yīng)電動勢E＝0，該應(yīng)電流I＝②與中性面垂直的位置上圖乙和丁所處的位置特點(diǎn)：穿過線圈的磁通量Φ＝0，磁通量的變化率ΔΦΔt最大，所以感應(yīng)電動勢E最大，該應(yīng)電流I3.交變電流的變化規(guī)律對于如圖所示的發(fā)電機(jī)，設(shè)t＝0時線圈剛好轉(zhuǎn)到中性面，此時導(dǎo)線AB的速度方向剛好與磁感線平行，因此感應(yīng)電動勢為0。設(shè)線圈旋轉(zhuǎn)的角速度為ω，AB和CD的長度為l，AD和BC的長度為d，則經(jīng)過時間t，線框轉(zhuǎn)過的角度θ＝ωt。線框旋轉(zhuǎn)過程中AB和CD的速度v＝ωd2，與磁感線垂直的速度為vsinθ，即ωd2sinωe＝2Blvsinθ＝ωBldsinωt＝ωBSsinωt其中，S表示線框的面積。設(shè)Em＝ωBS，可知線框的電動勢是隨時間按正弦函數(shù)規(guī)律變化的，為e＝Emsinωt式中Em是常數(shù)，表示電動勢可能達(dá)到的最大值。對于單匝線圈，Em＝ωBS；如果線圈匝數(shù)為N，則Em＝NωBS。同理如果線圈從平行于磁場方向開始轉(zhuǎn)動：e＝Emcosωt?！久}方向】交流發(fā)電機(jī)的示意圖如圖所示，當(dāng)線圈ABCD繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸OO'勻速轉(zhuǎn)動時，電路中產(chǎn)生的最大電流為Im，已知線圈轉(zhuǎn)動的周期為T，下列說法正確的是（）A、圖示位置磁通量最大，磁通量的變化率最大B、圖示位置電流最大，方向為A→BC、從圖示位置開始經(jīng)過T4D、從圖示位置計時，線圈中電流i隨時間t變化的關(guān)系式為i分析：線圈平面與磁場垂直時，線圈位于中性面位置，此時磁通量最大，磁通量的變化率最小，電流最小，每經(jīng)過一次圖示位置的中性面，電流方向就改變一次，從中性面開始計時線圈中電流i隨時間t變化的關(guān)系式為i=解答：ABC、圖示位置為中性面，磁通量最大，磁通量的變化率最小，電流最小，每經(jīng)過一次圖示位置的中性面，電流方向就改變一次，故ABC錯誤；D、從圖示位置計時，線圈中電流i隨時間t變化的關(guān)系式為i=Im故選：D。點(diǎn)評：本題主要考查了中性面，明確線圈位于中性面位置，此時磁通量最大，磁通量的變化率最小，電流最小，每經(jīng)過一次圖示位置的中性面，電流方向就改變一次。【解題思路點(diǎn)撥】正弦交變電流產(chǎn)生的原理矩形線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動的過程中，與軸平行的兩條邊（導(dǎo)線）切割磁感線，因而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，線圈上就有了電流．交流發(fā)電機(jī)的工作過程是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能和回路中內(nèi)能的過程，符合能量守恒定律.10．交變電流的u-t圖像和i-t圖像【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.用以描述交流電隨時間變化的規(guī)律，如果線圈從中性面位置開始計時，其圖象為正弦曲線．如圖（e）、（f）所示．2.可以直接或間接從圖像上讀取的物理量有：任意時刻的電壓或電流、交變電壓或電流的最大值、交變電壓或電流的周期、可以求出交變電流或電壓的角頻率（線圈轉(zhuǎn)動的角速度）、交變電壓或電流的表達(dá)式、交變電壓或電流的有效值等。【命題方向】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，A為交流電流表．線圈繞垂直于磁場方向的水平軸OO′沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動．從圖示位置開始計時，產(chǎn)生的交變電流隨時間變化的圖象如圖乙所示．以下判斷正確的是（）A．電流表的示數(shù)為10AB．線圈轉(zhuǎn)動的角速度為50πrad/sC．0.01s時線圈平面與磁場方向平行D．0.02s時電阻R中電流的方向自右向左分析：由題圖乙可知交流電電流的最大值、周期，電流表的示數(shù)為有效值，感應(yīng)電動勢最大，則穿過線圈的磁通量變化最快，由楞次定律可判斷出0.02s時流過電阻的電流方向．解答：A、由題圖乙可知交流電電流的最大值是Im=102A，周期T＝0.02s，由于電流表的示數(shù)為有效值，故示數(shù)I=IB、角速度=2πT=100πC、0.01s時線圈中的感應(yīng)電流達(dá)到最大，感應(yīng)電動勢最大，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，選項C正確；D、由楞次定律可判斷出0.02s時流過電阻的電流方向自左向右，選項D錯誤．故選AC．點(diǎn)評：本題是2013年的高考題，考查的知識點(diǎn)較多，難度不大．【解題方法點(diǎn)撥】解決交變電流圖象問題的三點(diǎn)注意（1）只有當(dāng)線圈從中性面位置開始計時，電流的瞬時值表達(dá)式才是正弦形式，其變化規(guī)律與線圈的形狀及轉(zhuǎn)動軸處于線圈平面內(nèi)的位置無關(guān)．（2）注意峰值公式Em＝nBSω中的S為有效面積．（3）在解決有關(guān)交變電流的圖象問題時，應(yīng)先把交變電流的圖象與線圈的轉(zhuǎn)動位置對應(yīng)起來，再根據(jù)特殊位置求特征解．11．正弦式交變電流的函數(shù)表達(dá)式及推導(dǎo)【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.正弦式電流的函數(shù)表達(dá)式為i＝Imsinωt，u＝Umsinωt，式中Im、Um分別表示電流和電壓的峰值。i和u表示電流和電壓的瞬時值。ω表示線圈轉(zhuǎn)動的角速度。（1）此表達(dá)式代表的是線圈從中線面開始轉(zhuǎn)動的情況。（2）式子中Um＝NBSω。2.表達(dá)式的推導(dǎo)：若矩形線圈在磁場中從中性面開始以角速度o勻速轉(zhuǎn)動，如圖所示，則經(jīng)時間t：（1）線圈轉(zhuǎn)過的角度為θ＝ωt。（2）ab邊的線速度跟磁感線方向的夾角θ＝ωt。（3）ab邊轉(zhuǎn)動的線速度大小v＝ωl（4）ab邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢eab＝Blabvsinθ=BSω2?sinω（5）整個線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e＝2eab＝BSωsinωt，若線圈為n匝，則e＝nBSωsinωt?！久}方向】矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生e＝2202sin100A、頻率是50HzB、當(dāng)t＝0時，線圈平面恰好與中性面垂直C、當(dāng)t=1200sD、有效值為220V分析：根據(jù)交流電的表達(dá)式，可以知道其最大值，以及線圈轉(zhuǎn)動的角速度等物理量，然后進(jìn)一步求出其它物理量，如有效值、周期、頻率等．解答：A、線圈的角速度為100πrad/s，故其頻率為：f=ω2π=B、當(dāng)t＝0時e＝0，此時線圈處在中性面上，故B錯誤。C、當(dāng)t=1200s時，sin100πt＝1，所以e有最大值，故D、有效值為：22022=220V故選：ACD。點(diǎn)評：對于交流電的產(chǎn)生和描述要正確理解，要會推導(dǎo)交流電的表達(dá)式，明確交流電表達(dá)式中各個物理量的含義．【解題思路點(diǎn)撥】1.交變電壓的表達(dá)式u＝Umsinωt，根據(jù)歐姆定律即可得出電路中電流的i=u2.正弦式交變電流瞬時值的表達(dá)式12．交變電流峰值的計算和影響因素【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.定義：交變電流的峰值是指最大的瞬時值。2.意義：表征交變電流的變化范圍。3.符號：用Em、Im、Um分別表示電動勢、電流、電壓的峰值。4.計算方法：Em＝NBSω由閉合電路的歐姆定律：Im=5.影響因素：交變電流的峰值由線圈匝數(shù)、磁感應(yīng)強(qiáng)度、線圈面積和角速度決定，與線圈的形狀無關(guān)。6.應(yīng)用環(huán)境：當(dāng)考慮某些電學(xué)元件（電容器、晶體管等）的擊穿電壓（耐壓值）時，指的是交變電流的最大值7.推論：因為BS＝Φ（磁通量），所以Em＝NωΦm?！久}方向】圖示為一臺小型發(fā)電機(jī)示意圖，矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動，磁場方向與轉(zhuǎn)軸垂直。矩形線圈的面積為S＝2.0×10﹣2m2，匝數(shù)N＝40匝，線圈電阻r＝1.0Ω，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.20T。線圈繞OO′軸以ω＝100rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動。線圈兩端外接阻值為R＝9.0Ω的定值電阻和一個理想交流電壓表。求：（1）線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值；（2）從圖示位置開始計時，寫出通過電流瞬時值的表達(dá)式；（3）交流電壓表的讀數(shù)。分析：（1）根據(jù)Em＝NBSω計算；（2）根據(jù)閉合電路的歐姆定律計算出最大電流，然后寫出瞬時值表達(dá)式；（3）根據(jù)最大值得到交流電的有效值，進(jìn)而得到電壓表的示數(shù)。解答：（1）線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值為Em＝NBSω＝40×0.20×2.0×10﹣2×100V＝16V（2）回路中的最大電流為Im圖示位置與中性面垂直，故通過電流瞬時值的表達(dá)式為i＝Imcosωt＝1.6cos100t（A）（3）電流的有效值為I有效交流電壓表的讀數(shù)為U＝I有效?R=0.82答：（1）線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值為16V；（2）從圖示位置開始計時，寫出通過電流瞬時值的表達(dá)式為i＝1.6cos100t（A）；（3）交流電壓表的讀數(shù)為10V。點(diǎn)評：掌握感應(yīng)電動勢最大值的計算公式，閉合電路的歐姆定律，知道交流電表的讀數(shù)指的是有效值。【解題思路點(diǎn)撥】1.交變電流電動勢的峰值與線圈的形狀無關(guān)，計算公式為Em＝NBSω。2.峰值常見的應(yīng)用與電容器的擊穿電壓有關(guān)。13．有效值的定義和一般交變電流的有效值【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.定義：有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)定義的一個等效概念。讓交變電流與恒定電流分別通過大小相同的電阻，如果在交流的一個周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，而這個恒定電流與電壓分別是I、U，我們就把Ⅰ、U叫作這個交變電流的有效值。2.符號：用E、I、U分別表示電動勢、電流、電壓的有效值。3.計算方法：（1）對于正弦式交變電流：I=Im2，（2）對于非正弦交變電流，可利用有效值的定義來計算其有效值4.應(yīng)用環(huán)境：當(dāng)計算某時間內(nèi)的功率，產(chǎn)生的熱量.電流做的功等問題時需使用有效值【命題方向】如圖表示一交變電流的電流隨時間而變化的圖象，此交變電流的有效值為（）A、52AB、5AC、25AD、3.5A分析：根據(jù)有效值的定義求解．取一個周期時間，將交流與直流分別通過相同的電阻，若產(chǎn)生的熱量相同，直流的電流值，即為此交流的有效值．解答：將交流與直流通過阻值都為R的電阻，設(shè)直流電流為I，則根據(jù)有效值的定義有(42)2R?T2+（22解得：I＝25A故選：C。點(diǎn)評：對于非正弦式電流可根據(jù)有效值的定義求解有效值．常見題型，要熟練掌握．【解題思路點(diǎn)撥】對有效值的理解：在一個周期內(nèi)通過同一個電阻，跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流值、電壓值。（1）正弦式交變電流的有效值Ⅰ、U與峰值Im、Um的關(guān)系為：I=Im2，（2）非正弦式交變電流的有效值只能根據(jù)電流的熱效應(yīng)計算。（3）有效值的應(yīng)用計算與電流熱效應(yīng)有關(guān)的量、交流電表的測量值、電氣設(shè)備標(biāo)注的額定電壓和額定電流以及通常提到的交流的數(shù)值都指有效值。14．用有效值計算交流電路的電功、電功率和焦耳熱【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.計算交流電路中的電功、電功率和焦耳熱時，需要用有效值進(jìn)行計算。2.交變電流的計算方法：（1）對于正弦式交變電流：I=Im2，（2）對于非正弦交變電流，可利用有效值的定義來計算