第十二章交變電流

自主命題卷全國(guó)卷

2021?廣東卷?T7理想變壓器

2020?全國(guó)卷H-T19遠(yuǎn)距離輸

2021?湖南卷?T6理想變壓器

電

2021?河北卷?T8交變電流的描述、理想變壓器

2020?全國(guó)卷IILT20有效值、

2021?浙江6月選考15有效值

考情分析理想變壓器、交變電流的圖像

2020.江蘇卷?T2電流互感器

2018?全國(guó)卷IILT16有效值、

2020?山東卷15有效值、理想變壓器、交變電

熱量的計(jì)算

流的圖像

2016?全國(guó)卷I-T16變壓器

2020?浙江7月選考1遠(yuǎn)距離輸電

發(fā)電機(jī)、變壓器、遠(yuǎn)距離輸電、無(wú)線充電、家用和工業(yè)電路、家用

生活實(shí)踐類

電器等

試題情境

探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系，探究家用小型發(fā)電機(jī)的

學(xué)習(xí)探究類

原理，探究負(fù)載增加對(duì)供電系統(tǒng)的影響

第1講交變電流的產(chǎn)生和描述

【目標(biāo)要求】1.理解正弦式交變電流的產(chǎn)生過(guò)程，能正確書(shū)寫(xiě)交變電流的函數(shù)表達(dá)式2理解并

掌握交變電流圖像的意義3理解描述交變電流的幾個(gè)物理量，會(huì)計(jì)算交變電流的有效值.4.知

道交流電“四值”在具體情況下的應(yīng)用.

考點(diǎn)一正弦式交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律

■基礎(chǔ)梳理夯實(shí)必備知識(shí)

1.產(chǎn)生

線圈繞垂直壬勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng).

2.兩個(gè)特殊位置的特點(diǎn)

(1)線圈平面轉(zhuǎn)到中性面時(shí)，S±B,。最大，后=。，e=0,i=0,電流方向?qū)l(fā)生改變.

(2)線圈平面與中性面垂直時(shí)，S//B,。=0,等最大,e最大，i最大,電流方向不改變.

3.一個(gè)周期內(nèi)線圈中電流的方向改變兩次.

4.描述交變電流的物理量

(1)最大值

Em=NBSco,與轉(zhuǎn)軸位置無(wú)關(guān),與線圈形狀無(wú)關(guān)(填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”).

(2)周期和頻率

①周期(7)：交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間.單位是秒⑸，公式T=藉.

②頻率⑺：交變電流在單位時(shí)間內(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三或修

5.交變電流的變化規(guī)律(線圈從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí))

函數(shù)表達(dá)式圖像

磁通量coscot=BScascot

111不

e

電動(dòng)勢(shì)e=E@sinst=NBSoy^wcotCk/T7

-Em

-判斷正誤

1.矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，一定會(huì)產(chǎn)生正弦式交變電流.(X)

2.線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中穿過(guò)線圈的磁通量最大時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也最大.(X)

3.線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，感應(yīng)電流方向發(fā)生改變.(V)

4.當(dāng)線圈從垂直中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)按正弦規(guī)律變化，即e=EmSinc〃.(X)

?方法技巧提升關(guān)鍵能力

書(shū)寫(xiě)交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式的技巧

(1)確定正弦交變電流的峰值：根據(jù)已知圖像讀出或由公式Em=NBSco求出相應(yīng)峰值.

(2)明確線圈的初始位置：

①若線圈從中性面位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，貝卜一f圖像為正弦函數(shù)圖像，函數(shù)表達(dá)式為i=/msincM

②若線圈從垂直中性面位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，則i-f圖像為余弦函數(shù)圖像,函數(shù)表達(dá)式為i=/mCOSst.

【例1】一手搖交流發(fā)電機(jī)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)阻不計(jì).轉(zhuǎn)軸位于線圈平面內(nèi)，并

與磁場(chǎng)方向垂直.產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，貝式)

A.該交變電流頻率是0.4Hz

B.計(jì)時(shí)起點(diǎn)，線圈恰好與中性面重合

C.f=0.1s時(shí)，穿過(guò)線圈平面的磁通量最大

D.該交變電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式是e=10、kcos56(V)

答案C

解析由題圖可知電壓隨著時(shí)間變化的周期為T(mén)—OAs,故頻率為/="=六Hz=2.5Hz,故

A錯(cuò)誤；計(jì)時(shí)起點(diǎn)，電動(dòng)勢(shì)最大，所以此時(shí)磁通量為0,線圈和中性面垂直，故B錯(cuò)誤；/

=0.1s時(shí)，電動(dòng)勢(shì)為0,穿過(guò)線圈平面的磁通量最大，故C正確；該交變電動(dòng)勢(shì)最大值為

2冗2冗

Um=10V,。=下=而=5%rad/s,又從垂直中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，所以電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式是e

=￡mcos(ot=lOcos57T/(V),故D錯(cuò)誤.

【例2】為了研究交流電的產(chǎn)生過(guò)程，小張同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)構(gòu)思方案：第一次將單匝矩形

線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈繞轉(zhuǎn)軸OOi按圖示方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)36向紙外，cd向紙內(nèi))，并從圖

甲所示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，此時(shí)產(chǎn)生的交流電如圖乙所示.第二次他僅將轉(zhuǎn)軸移至成邊上，第三

次他僅將轉(zhuǎn)軸右側(cè)的磁場(chǎng)去掉，關(guān)于后兩次的電流圖像，下列說(shuō)法正確的是()

A.第二次是(a)圖B.第二次是(c)圖

C.第三次是(b)圖D.第三次是(d)圖

答案D

解析第二次將轉(zhuǎn)軸移到浦邊上產(chǎn)生的感應(yīng)電流與第一次相同，第三次將。01右側(cè)的磁場(chǎng)

去掉，線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中只有一邊切割磁感線，產(chǎn)生的交變電流的最大值為原來(lái)的/D正確.

【例3】（多選）如圖所示，圖線。是線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生正弦式交變電流的圖

像，當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后，其在同一磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程所產(chǎn)生正弦式交變電流的圖像如圖線

b所示.下列關(guān)于這兩個(gè)正弦式交變電流的說(shuō)法中正確的是（）

A.在圖中r=0時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量均為零

B.線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為3：2

C.交變電流。的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式為e=lOsin（5MV

D.交變電流b的電動(dòng)勢(shì)最大值為2號(hào)0V

答案BCD

解析由題圖可知，=0時(shí)刻線圈均在中性面位置，穿過(guò)線圈的磁通量最大，A錯(cuò)誤；由圖像

可知〃：〃=2：3,故&：儂=3：2,B正確；由圖像可知交變電流。的電動(dòng)勢(shì)最大值為

2兀2,71、

10V,CO=~J;=Q~^rad/s=5兀rad/s,所以交變電流4的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式為e=lOsin（5兀。V,

C正確；交變電流的電動(dòng)勢(shì)最大值為Em=NBS（o,故Ema：Emb=3:2,知扁尸箱廣當(dāng)V,

D正確.

考點(diǎn)二交變電流有效值的求解

■基礎(chǔ)梳理夯實(shí)必備知識(shí)

1.有效值

讓交變電流與恒定電流分別通過(guò)大小相同的電阻，如果在交變電流的一個(gè)周期內(nèi)它們產(chǎn)生的

熱量相等,則這個(gè)恒定電流的電流/與電壓。就是這個(gè)交變電流的有效值.

2.正弦式交變電流的有效值與峰值之間的關(guān)系

TTTUm廠Em

■判斷正誤

y[2、、

1.有效值等于峰值的￥，這一關(guān)系適用于所有交變電流.（X）

2.交變電流的有效值就是一個(gè)周期內(nèi)的平均值.（X）

■方法技巧的尊潮M

有效值的計(jì)算

（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”，先分段計(jì)算熱量，求和得出一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的總熱量，然后根據(jù)Q息=FRT

或?？?至7列式求解.

（2）若圖像部分是正弦（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3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/=專、U=

【例4】如圖所示為一交流電電流隨時(shí)間變化的圖像，此交流電電流的有效值為（

A.7A

C.3.5/AD.3.5A

答案B

解析設(shè)該電流的有效值為I,根據(jù)有效值的定義有：（4wA）2/?X0.02s+（3^2A）27?X0.02s

=/2/?義0.04s,解得/=5A,故選B.

【例51（2022?湖北黃岡市模擬）如圖是某一線圈通過(guò)的交流電的電流一時(shí)間關(guān)系圖像（前半個(gè)

周期為正弦波形的3），則一個(gè)周期內(nèi)該電流的有效值為（）

17s

A3,R罵「招5

A.z/。-2°，2‘°Dn.2/。

答案B

解析設(shè)該電流的有效值為/,由/2RT=（節(jié)2感+（2/0）2礙，解得/=監(jiān)0,故選B.

考點(diǎn)三交變電流“四值”的理解和計(jì)算

■基礎(chǔ)梳理

物理量物理含義重要關(guān)系適用情況及說(shuō)明

交變電流某一時(shí)刻的e=￡msincot計(jì)算線圈某時(shí)刻的受力

瞬時(shí)值

值z(mì)=/msincot情況

Em=NBSco

峰值最大的瞬時(shí)值討論電容器的擊穿電壓

Em

lm~R+r

（1）交流電流表、交流電壓

表的示數(shù)

口—Em（2）電氣設(shè)備“銘牌”上

E"

所標(biāo)的值（如額定電壓、

u—心

u—6額定電流等）

跟交變電流的熱效應(yīng)

有效值（3）計(jì)算與電流的熱效應(yīng)

等效的恒定電流的值［一端

有關(guān)的量（如電功、電功

適用于正（余）弦式率、電熱、保險(xiǎn)絲的熔斷

交變電流電流等）

（4）沒(méi)有特別加以說(shuō)明的

指有效值

卜①

交變電流圖像中圖線

計(jì)算通過(guò)導(dǎo)線橫截面的

平均值與時(shí)間軸所圍的面積

_~E電荷量

與時(shí)間的比值1~R+r

-判斷正誤

1.交流電壓表和電流表測(cè)量的是交流電的峰值.（X）

2.可以用平均值計(jì)算交變電流產(chǎn)生的熱量.（X）

3.求通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量4=億其中的/指的是有效值.（X）

【例6】一個(gè)U形金屬線框在兩勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞。。'軸以相同的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)導(dǎo)線給

同一電阻R供電，如圖甲、乙所示.甲圖中軸右側(cè)有磁場(chǎng)，乙圖中整個(gè)空間均有磁場(chǎng),

兩圖中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同.則甲、乙兩圖中交流電流表的示數(shù)之比為（）

A.1：^2B.1：2C.1：4D.1：1

答案A

解析題圖甲中軸的右側(cè)有磁場(chǎng)，所以線框只在半個(gè)周期內(nèi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，感應(yīng)電

BSco

流隨時(shí)間變化的圖像如圖（a）,交流電流表測(cè)的是有效值，由（二言得1=^^.

題圖乙中整個(gè)空間均有磁場(chǎng)，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖像如圖（b）,所以I'=

【例7】（多選）如圖甲所示，標(biāo)有“220V40W”的燈泡和標(biāo)有“20*320V”的電容器并

聯(lián)接到交流電源上，⑨為交流電壓表，交流電源的輸出電壓如圖乙所示，閉合開(kāi)關(guān).下列

判斷正確的是（）

A.尸彳時(shí)刻，⑦的示數(shù)為零

B.燈泡恰好正常發(fā)光

C.電容器不可能被擊穿

D.⑦的示數(shù)保持V不變

答案BC

解析⑦的示數(shù)應(yīng)是交流電壓的有效值220V,故選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤；交流電壓的有效值恰好

等于燈泡的額定電壓，燈泡正常發(fā)光，選項(xiàng)B正確；交流電壓的峰值Um=22（ApV心311V,

小于電容器的耐壓值，故電容器不可能被擊穿，選項(xiàng)C正確.

【例81（多選）如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形單匝線圈abed,電阻為r,外電路的電阻為R,

ab的中點(diǎn)和cd的中點(diǎn)的連線恰好位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界線00'上，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,

若線圈從圖示位置開(kāi)始以角速度。繞。。'軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則以下判斷正確的是（）

A.圖示位置線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，為Em=Bl7（0

B.從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為

oor2

C.線圈從圖示位置起轉(zhuǎn)過(guò)180。的過(guò)程中，流過(guò)電阻R的電荷量為4=卷

D.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量為。=鬻￥

答案BD

解析題圖位置線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小，為零，A錯(cuò)誤；若線圈從題圖位置開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，閉

合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為eMTg/AosinB正確；線圈從題圖位置轉(zhuǎn)過(guò)180。

_A①or21

的過(guò)程中，流過(guò)電阻R的電荷量為4=7加=封=打-,C錯(cuò)誤；昂=5或2°,線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一

K總K-vr/

周的過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量為.J三D正確.

課時(shí)精練

過(guò)速、備基礎(chǔ)練

1.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，匝數(shù)N=100的矩形線圈繞垂直磁感線的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)

電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化規(guī)律如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是（）

IOTT

00.51\!/2Z/(xl0-2s)

—101T

A.f=0.5Xl（F2s時(shí)，線圈平面與中性面重合

B.f=1X10-2s時(shí)，線圈中磁通量變化率最大

C.穿過(guò)每一匝線圈的最大磁通量為1X10-3Wb

D.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為50兀rad/s

答案C

解析由題圖可知，當(dāng)/=0.5X10一2s時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，線圈平面與中性面垂直，故A

錯(cuò)誤；當(dāng)/=1X1（）-2S時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0,磁通量變化率為0,故B錯(cuò)誤；該交流電的周期

、27r2冗

T=0.02s,則線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度Q=下=正應(yīng)rad/s=IOOTIrad/s,交流電的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

Em="所以外=虛=熟=同舞質(zhì)Wb=lX10-wb,故C正確,D錯(cuò)誤.

2.一只低壓教學(xué)電源輸出的交變電壓為U=10，，sin314《V）,以下說(shuō)法正確的是（）

A.這只電源可以使“10V2W”的燈泡正常發(fā)光

B.這只電源的交變電壓的周期是314s

C.這只電源在t=0.01s時(shí)電壓達(dá)到最大值

D.“10V2*”電容器可以接在這只電源上

答案A

解析這只電源交流電的峰值Um=10、nV,則有效值V=10V,所以這只電源可

2兀

以使“10V2W”的燈泡正常發(fā)光，故A項(xiàng)正確；co=314rad/s,則7=總=0.02s,故B

項(xiàng)錯(cuò)誤；f=0.01s時(shí)，經(jīng)過(guò)半個(gè)周期，電壓為零，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)電容器的耐壓值小于峰值,

電容器被擊穿，iov小于iMv,則“10V2nF”電容器不能接在這只電源上，故D項(xiàng)

錯(cuò)誤.

3.（2021.浙江6月選考?5）如圖所示，虛線是正弦交流電的圖像，實(shí)線是另一交流電的圖像，它

們的周期T和最大值Um相同，則實(shí)線所對(duì)應(yīng)的交流電的有效值。滿足（）

Um

A.U=

2

C.今

答案D

Um-Um

解析因虛線是正弦交流電的圖像,則該交流電的有效值為U

“表一2

由題圖可知，在任意時(shí)刻，實(shí)線所對(duì)應(yīng)的交流電的瞬時(shí)值都不大于虛線表示的正弦交流電的

瞬時(shí)值，則實(shí)線所對(duì)應(yīng)的交流電的有效值小于虛線表示的正弦交流電的有效值，則

故選D.

4.某研究小組成員設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖所示的電路，已知純電阻R的阻值不隨溫度變化.與R并

聯(lián)的是一個(gè)理想的交流電壓表，D是理想二極管（它的導(dǎo)電特點(diǎn)是正向電阻為零，反向電阻為

無(wú)窮大）.在A、8間加一交流電壓，其瞬時(shí)值的表達(dá)式為"=2SEsinl00MV）,則交流電壓

表示數(shù)為（）

A.10VB.20VC.15VD.14.1V

答案D

解析二極管具有單向?qū)щ娦?，使得半個(gè)周期內(nèi)R通路，另外半個(gè)周期內(nèi)R斷路，在正半周

期內(nèi)，交流電壓的有效值為20V,故一個(gè)周期內(nèi)電阻產(chǎn)生的熱量為。=卷7=坦?上耳，解

得U=l（ApV214.1V,選項(xiàng)D正確.

5.（2018?全國(guó)卷m」6）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。方；若該電

阻接到正弦交流電源上，在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為。正.該電阻上電壓的峰值均為劭，周期

均為T(mén),如圖所示.則。

A.1：^2

C.1：2D.2：1

答案D

解析由有效值概念知，一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q

T=；腎T,故。方：。正=2：1.

6.（多選）有一種自行車，它有能向自行車車頭燈泡供電的小型發(fā)電機(jī)，其原理示意圖如圖甲

所示，圖中N、S是一對(duì)固定的磁極，磁極間有一固定在絕緣轉(zhuǎn)軸上的矩形線圈，轉(zhuǎn)軸的一

端有一個(gè)與自行車后輪邊緣接觸的摩擦輪.如圖乙所示，當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因摩擦而帶動(dòng)摩擦

輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生電流給車頭燈泡供電.關(guān)于此裝置，下列說(shuō)法正確

的是（）

甲乙

A.自行車勻速行駛時(shí)線圈中產(chǎn)生的是交流電

B.小燈泡亮度與自行車的行駛速度無(wú)關(guān)

C.知道摩擦輪和后輪的半徑，就可以知道后輪轉(zhuǎn)一周的時(shí)間里摩擦輪轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)

D.線圈匝數(shù)越多，穿過(guò)線圈的磁通量的變化率越大

答案AC

解析自行車勻速行駛時(shí)，摩擦輪帶動(dòng)線圈在磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生交

流電，故A正確；自行車的行駛速度會(huì)影響感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，進(jìn)而影響小燈泡的亮度，故

B錯(cuò)誤；摩擦輪和后輪屬于摩擦傳動(dòng)，具有大小相等的線速度，如果知道了摩擦輪與后輪的

半徑關(guān)系，就能知道角速度關(guān)系，也就能知道轉(zhuǎn)速關(guān)系，故C正確；線圈匝數(shù)不影響穿過(guò)線

圈的磁通量的變化率的大小，故D錯(cuò)誤.

用述2力綜合練

7.(多選汝□圖所示，一個(gè)半徑為r的半圓形線圈，以直徑ab為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n,ab

的左側(cè)有垂直于紙面向里(與ab垂直)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.M和N是兩個(gè)集流環(huán)，

負(fù)載電阻為R,線圈、電流表和連接導(dǎo)線的電阻不計(jì)，若圖示位置為初始時(shí)刻，貝!1()

A.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值是Em=27t2B7〃

B.從圖示位置起轉(zhuǎn)過(guò)已轉(zhuǎn)的時(shí)間內(nèi)，負(fù)載電阻R上產(chǎn)生的熱量

C.從圖示位置起轉(zhuǎn)過(guò)J轉(zhuǎn)的時(shí)間內(nèi)通過(guò)負(fù)載電阻R的電荷量為啜

兀2戶〃§

D.電流表的示數(shù)為缺彩

答案BCD

解析感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em=8S(U=8-苧即戶，A錯(cuò)誤；因線圈只在半個(gè)周期

內(nèi)有電流，因此由有效值的定義得，噂耳=(7,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為￡=與="則

AZAZZ

F1

電流表的示數(shù)為/=萬(wàn)=F,D正確；從圖示位置起轉(zhuǎn)過(guò)彳轉(zhuǎn)的時(shí)間內(nèi)，負(fù)載電阻R上產(chǎn)生

的熱量為°=午4=嘮""><B嗤^B正確；根據(jù)方=警，7=工,q=",

聯(lián)立解得口=等，則從圖示位置起轉(zhuǎn)過(guò)［轉(zhuǎn)的時(shí)間內(nèi)通過(guò)負(fù)載電阻R的電荷量為4=嗡，C

正確.

8.如圖所示為一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)構(gòu)造示意圖，圖示時(shí)刻線圈平面和磁感線平行.線圈匝數(shù)為N,

電阻為r,理想電壓表與外接電阻R并聯(lián).當(dāng)線圈繞。。'軸以角速度。勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電壓

表的示數(shù)為〃.則()

A.穿過(guò)線圈的磁通量的最大值為喘(R+r)

B.從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為喀(R+r)sin研

C.線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90。的過(guò)程中通過(guò)電阻R的電荷量為超2

CDK

D.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，發(fā)電機(jī)提供的電能為強(qiáng)爐干

答案D

解析線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em=NBSo=N0m。，Em=^\R+r),聯(lián)立可得⑦m=

BS=坐烏(R+r),故A錯(cuò)誤；從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為e=EmCoso/="jU(R

INCD1\K

+r)coscot,故B錯(cuò)誤；線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90。的過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為E

E

啜，電流的平均值了=而=%需不=際篝力，通過(guò)電阻R的電荷量為q=lNt=

N^=瞎，故C錯(cuò)誤；線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為E=/(R+r),線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，發(fā)電

2n(RU

機(jī)提供的電能為W=-^T=-￡r--=^\故D正確.

尺十廠R十rcoCOK

9.如圖所示，兩根間距為2即cm的無(wú)限長(zhǎng)光滑金屬導(dǎo)軌，電阻不計(jì)，其左端連接一阻值

為10。的定值電阻，兩導(dǎo)軌之間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)邊界虛線均為正

弦曲線的一部分，一根接入電路中的電阻為10。的光滑導(dǎo)體棒，在外力作用下以10m/s的

速度勻速向右運(yùn)動(dòng)(接觸電阻不計(jì))，交流電壓表和交流電流表均為理想電表，則()

A.回路中產(chǎn)生的是正弦式交變電流

B.電壓表的示數(shù)是2V

C.導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)到圖示虛線位置時(shí)，電流表示數(shù)為零

D.導(dǎo)體棒上消耗的熱功率為0.2W

答案A

解析磁場(chǎng)邊界虛線為正弦曲線的一部分，可知回路中產(chǎn)生的是正弦式交變電流，故A正確；

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值品=80。=2gV,則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值后=求=2V,電壓表測(cè)量R

RF

兩端的電壓，即。=肝；￡=1丫，故B錯(cuò)誤；電流表示數(shù)為有效值，始終為/=后:=0.1A,

故C錯(cuò)誤；導(dǎo)體棒上消耗的熱功率P=/2廠=0.1W,故D錯(cuò)誤.

10.如圖所示，間距為工的光滑平行金屬導(dǎo)軌，水平地放置在豎直方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度為8的勻

強(qiáng)磁場(chǎng)中，一端接阻值為R的電阻.一有效電阻為人質(zhì)量為機(jī)的導(dǎo)體棒放置在導(dǎo)軌上，在

外力尸作用下從f=0時(shí)刻開(kāi)始運(yùn)動(dòng)