2025年高考物理復(fù)習(xí)新題速遞之交變電流（2024年9月）

第1頁（共1頁）2025年高考物理復(fù)習(xí)新題速遞之交變電流（2024年9月）一．選擇題（共10小題）1．（2024?青羊區(qū)校級開學(xué)）如圖所示，電阻為r的單匝金屬直角線框abcd放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，a、d兩點(diǎn)連線與磁場垂直，ab、cd長均為l，bc長為2l，定值電阻阻值為R，線框繞ad連線以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置開始計(jì)時(shí)，則（）A．線框每轉(zhuǎn)一圈，回路電流方向改變一次 B．回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢有效值為2BC．a(chǎn)、d兩點(diǎn)間的電壓為2BD．14周期內(nèi)通過R的電荷量為2．（2024?浙江二模）在勻強(qiáng)磁場中有一不計(jì)電阻的矩形線圈，繞垂直磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生如圖甲所示的正弦交流電，把該交流電接在圖乙中理想變壓器的A、B兩端，電壓表和電流表均為理想電表，Rt為熱敏電阻（溫度升高時(shí)其電阻減?。?，R為定值電阻．下列說法正確的是（）A．在t＝0.01s，穿過該矩形線圈的磁通量為零 B．變壓器原線圈兩端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝36sin50πt（V） C．Rt處溫度升高時(shí)，電壓表V1、V2示數(shù)的比值不變 D．Rt處溫度升高時(shí)，電流表的示數(shù)變大，變壓器輸入功率變大3．（2024春?龍巖期末）如圖甲所示為家庭電路中的漏電保護(hù)器，其原理簡圖如圖乙所示，變壓器原線圈采用雙線繞法，由火線和零線并繞而成，副線圈接有控制器，當(dāng)副線圈兩端有電壓時(shí)，控制器會控制脫扣開關(guān)斷開，從而起保護(hù)作用。關(guān)于漏電保護(hù)器，下列說法正確的是（）A．當(dāng)無漏電時(shí)，副線圈內(nèi)的磁通量不為零 B．當(dāng)無漏電時(shí)，通過副線圈的磁通量隨原線圈中電流的增加而增加 C．當(dāng)站在地面的人誤觸火線時(shí)，脫扣開關(guān)會斷開 D．當(dāng)站在絕緣凳上的人雙手同時(shí)誤觸火線和零線時(shí)，脫扣開關(guān)會斷開4．（2024春?濱州期末）隨著科技的發(fā)展進(jìn)步，手機(jī)、智能手表的無線充電方式開始流行。如圖，是手機(jī)無線充電器原理圖，通過充電器的發(fā)射線圈和手機(jī)上的接收線圈傳遞能量。在發(fā)射線圈接上220V、50Hz的正弦交變電流，手機(jī)的接收線圈就會產(chǎn)生交變電流，該電流經(jīng)過整流電路轉(zhuǎn)化為直流電給手機(jī)充電。兩線圈均可看作理想線圈，且無漏磁，接收線圈兩端電壓的峰值為102V，手機(jī)充電功率為A．發(fā)射線圈中電流的有效值為111B．接收線圈中電流的有效值為2AC．發(fā)射線圈與接收線圈的匝數(shù)比為112D．接收線圈中的電流方向每秒變化50次5．（2024?內(nèi)江模擬）目前市面上流行一種手搖手機(jī)充電器。當(dāng)人搖動手柄給手機(jī)充電時(shí)，其內(nèi)部線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，如圖所示。下列說法正確的是（）A．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)，電流方向?qū)l(fā)生改變 B．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)，穿過線圈磁通量的變化率最大 C．若從圖示位置開始計(jì)時(shí)，線圈中的電流瞬時(shí)值表達(dá)式為i＝Imsinωt D．圖示位置在中性面，穿過線圈磁通量為最大6．（2024?內(nèi)江模擬）如圖，用理想變壓器給負(fù)載供電，變壓器輸入電壓不變，變壓器降壓后用總電阻為R的輸電線對用電器供電，設(shè)兩盞燈泡L1、L2的電阻相同，且都在發(fā)光。若將滑動變阻器的觸頭P向M端滑動，會出現(xiàn)的現(xiàn)象是（）A．A的示數(shù)變大，燈泡L1、L2均變暗 B．A的示數(shù)變小，燈泡L1、L2均變暗 C．A的示數(shù)變大，燈泡L1變亮、L2變暗 D．A的示數(shù)變小，燈泡L1變暗、L2變亮7．（2023秋?黃岡期末）如圖所示，圖線a是線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動時(shí)所產(chǎn)生正弦交流電的圖象，當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后，所產(chǎn)生正弦交流電的圖象如圖線b所示，以下關(guān)于這兩個(gè)正弦交流電的說法正確的是（）A．線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為2：3 B．兩種情況在0.3s內(nèi)通過線圈的磁通量變化之比為1：1 C．兩種情況在相等時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱之比Qa：Qb＝3：2 D．兩種情況在相等時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱之比Qa：Qb＝9：48．（2024?襄城區(qū)校級開學(xué)）如圖所示，理想變壓器a、b兩端接入一內(nèi)阻不計(jì)的穩(wěn)壓電源，電阻r＝4Ω，R＝25Ω，電壓表、電流表均為理想電表，原線圈匝數(shù)n1＝800匝，副線圈匝數(shù)n2通過滑動觸頭P可調(diào)。當(dāng)P向上滑動時(shí)，電壓表示數(shù)變化量的絕對值為ΔU，電流表示數(shù)變化量的絕對值為ΔI，下列說法正確的是（）A．電流表示數(shù)減小 B．ΔUΔI變大C．電阻R上消耗的功率一定變大 D．當(dāng)n2＝2000匝時(shí)，變壓器的輸出功率最大9．（2024?江西開學(xué)）某小區(qū)地下車庫電動汽車充電站理想變壓器的輸入電壓為10kV，輸出電壓為220V，每個(gè)充電樁的輸入電流為15A，輸入正弦交流電的頻率為50Hz。下列說法正確的是（）A．充電樁兩端電壓的最大值為220V B．變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為11：500 C．通過變壓器副線圈的電流的頻率為1.1Hz D．若10臺充電樁同時(shí)使用，則通過變壓器原線圈的電流為3.3A10．（2024春?西城區(qū)校級期末）如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1：n2＝10：1，R1＝R2＝20Ω，C為電容器。已知加在原線圈兩端的正弦式交變電流的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，則（）A．副線圈交流電的頻率為100Hz B．副線圈中交流電壓表的示數(shù)為20V C．通過電阻R1的電流為2AD．電阻R1的電壓小于20V二．多選題（共5小題）（多選）11．（2024春?廈門期末）如圖所示為某發(fā)電廠遠(yuǎn)距離輸電的簡化電路圖，升壓變壓器與降壓變壓器視為理想變壓器，電表均為理想電表，發(fā)電廠的輸出電壓U和輸電線的電阻R均不變，隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，則（）A．?示數(shù)變大 B．?示數(shù)變大 C．輸電線上損失的功率增大 D．用戶得到的電壓增大（多選）12．（2024春?大通縣期末）如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為4：1，電壓表和電流表均為理想電表，原線圈接如圖乙所示的正弦交流電，圖甲中R1為NTC型熱敏電阻（阻值隨溫度的升高而減小），R1為定值電阻，下列說法正確的是（）A．圖乙交變電壓u的表達(dá)式u=182B．R1處溫度升高時(shí)，電壓表示數(shù)不變，電流表示數(shù)變大 C．原、副線圈中交變電流的變化頻率之比為4：1 D．R1處溫度升高時(shí)，變壓器原線圈的輸入功率變大（多選）13．（2024春?河?xùn)|區(qū)期末）如圖所示的理想變壓器，原、副線圈的匝數(shù)分別為8和5，且原線圈兩端的輸入電壓U0不變，所接的電表均為理想交流電表，兩個(gè)定值電阻的阻值均為R0，滑動變阻器的最大阻值為R0，兩個(gè)端點(diǎn)分別是M、N，滑片為P，下列說法正確的是（）A．滑片P由M向N移動的過程中，電壓表的示數(shù)會逐漸減小 B．滑片P由M向N移動的過程中，電流表A1、A2的示數(shù)均逐漸增大 C．滑片P由M向N移動的過程中，流過滑動變阻器的電流會增大 D．當(dāng)滑片P位于M點(diǎn)時(shí)，電源輸出的功率為25（多選）14．（2024春?安徽期末）風(fēng)能是一種可再生能源，風(fēng)力發(fā)電具有清潔環(huán)保、運(yùn)營成本低、節(jié)省空間、能源獨(dú)立和減少用水量等優(yōu)點(diǎn)。如圖所示為某風(fēng)力發(fā)電廠向用戶供電的線路圖，T1、T2分別為升壓變壓器和降壓變壓器。已知發(fā)電廠的輸出電壓保持240V不變，用戶端電壓為220V、功率為11kW，輸電線總電阻R＝40Ω，降變壓器原、副線圈匝數(shù)比n3：n4＝10：1，變壓器均為理想變壓器，下列說法正確的是（）A．輸電線上損耗的功率為100W B．升壓變壓器的匝數(shù)比n1：n2＝1：10 C．發(fā)電廠的輸出功率為12kW D．若用戶端的用電器變多，則輸電線上損失的功率增大（多選）15．（2024春?東營期末）如圖所示，理想變壓器原線圈接u=1002sin(100πt)V的交流電，原、副線圈匝數(shù)比n1：n2＝2：5。已知定值電阻r＝16Ω、R0＝10Ω，RA．當(dāng)滑動變阻器滑片向下滑動，電壓表示數(shù)增大 B．R＝90Ω時(shí)，理想變壓器的輸出功率最大 C．R＝6Ω時(shí)，理想變壓器的輸出功率最大 D．理想變壓器的輸出功率最大時(shí)，電流表的示數(shù)為1A三．解答題（共5小題）16．（2024春?青秀區(qū)校級期末）固定的“三葉式”線圈處于垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示，線圈六段圓弧的圓心角均為60°圓心均在O點(diǎn)，其中小圓弧半徑均為r、大圓弧半徑均為2r?，F(xiàn)有長為2r、電阻R的均勻?qū)w棒OA可繞O點(diǎn)在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，從圓弧邊緣和圓心用細(xì)導(dǎo)線連接足夠長的兩平行金屬導(dǎo)軌PQ、MN，導(dǎo)軌與水平面夾角為α，導(dǎo)軌空間存在垂直導(dǎo)軌平面向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場，質(zhì)量為m的金屬棒ab靜止在導(dǎo)軌上且垂直導(dǎo)軌。導(dǎo)軌寬度和金屬棒ab長度均為L，金屬棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為μ（μ＞tanα），ab棒電阻也為R其余電阻不計(jì)，重力加速度為g。（1）若OA棒在大圓弧區(qū)域以角速度ω順時(shí)針（俯視）勻速轉(zhuǎn)動，ab棒保持靜止，求流過OA棒的電流方向和ab棒兩端的電壓；（2）若OA棒以角速度順時(shí)針（俯視）勻速轉(zhuǎn)動一周過程中，ab棒始終保持靜止，求此過程通過ab棒的電流的宥效值；（3）若OA棒在小圓弧區(qū)域逆時(shí)針（俯視）勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，要使ab棒與導(dǎo)軌保持相對靜止，求OA棒轉(zhuǎn)動的角速度應(yīng)滿足的條件。17．（2024春?番禺區(qū)校級期中）如圖所示，線圈面積S＝0.05m2，匝數(shù)N＝200，線圈總電阻r＝2Ω，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)與R＝8Ω的電阻連接，交流電流表、交流電壓表均為理想電表。線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2πT的勻強(qiáng)磁場中繞OO′軸以轉(zhuǎn)速n（1）電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式；（2）交流電流表、交流電壓表的示數(shù)；（3）線圈勻速轉(zhuǎn)動一周外力所做的功。18．（2024春?東營期末）如圖所示，處于勻強(qiáng)磁場中的正方形線圈abcd，邊長L＝0.2m，共100匝，線圈的總電阻r＝2Ω，外接電阻R＝8Ω，線圈以角速度ω＝100πrad/s繞ab邊勻速轉(zhuǎn)動，理想電壓表的示數(shù)為40V。求：（1）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大?。唬?）線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過30°的過程中，通過電阻R的電荷量。19．（2024春?重慶期末）某小型水電站發(fā)電機(jī)的輸出功率為100kW，發(fā)電機(jī)的輸出電壓為350V。水電站到用戶要進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，兩地間輸電線的總電阻為8Ω，輸電線上損失的功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的5%，用戶所需電壓為220V。（1）求輸電線上的電流大小；（2）遠(yuǎn)距離輸電所采用的變壓器為理想變壓器，求升壓、降壓變壓器各自的原、副線圈匝數(shù)之比。20．（2024春?西安期末）如圖所示，正方形線圈abcd繞對稱軸OO′在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)數(shù)n＝60r/min。若已知ab＝bc＝10cm，匝數(shù)N＝100，線圈總電阻r＝2Ω，外接電阻R＝8Ω，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1π（1）線圈轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生電動勢的有效值；（2）線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)表達(dá)式；（3）線圈轉(zhuǎn)一圈電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。

2025年高考物理復(fù)習(xí)新題速遞之交變電流（2024年9月）參考答案與試題解析一．選擇題（共10小題）1．（2024?青羊區(qū)校級開學(xué)）如圖所示，電阻為r的單匝金屬直角線框abcd放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，a、d兩點(diǎn)連線與磁場垂直，ab、cd長均為l，bc長為2l，定值電阻阻值為R，線框繞ad連線以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置開始計(jì)時(shí)，則（）A．線框每轉(zhuǎn)一圈，回路電流方向改變一次 B．回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢有效值為2BC．a(chǎn)、d兩點(diǎn)間的電壓為2BD．14周期內(nèi)通過R的電荷量為【考點(diǎn)】正弦式交變電流的有效值；計(jì)算線圈轉(zhuǎn)動過程中的電荷量．【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理能力．【答案】B【分析】根據(jù)正弦式交流電的特點(diǎn)，判斷在一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變兩次；先求出電動勢的有效值，再求出路端電壓的有效值；根據(jù)歐姆定律計(jì)算電壓的大??；根據(jù)電荷量的表達(dá)式，結(jié)合題意求出半個(gè)周期內(nèi)通過R的電荷量。【解答】解：A、線圈產(chǎn)生的是正弦交流電，正弦交流電在一個(gè)周期內(nèi)方向改變2次，故A錯(cuò)誤；BC、回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值為Em＝BSω＝Bl?2lω＝2Bl2ω所以感應(yīng)電動勢的有效值為E=Ea、d兩點(diǎn)間的電壓為路端電壓為U=R故B正確，C錯(cuò)誤；C、14個(gè)q=I故D錯(cuò)誤。故選：B?！军c(diǎn)評】在交流電的學(xué)習(xí)中，要注意電表的示數(shù)指的是電壓或電流的有效值，另外要注意正弦式交流電的峰值和有效值滿足的關(guān)系。2．（2024?浙江二模）在勻強(qiáng)磁場中有一不計(jì)電阻的矩形線圈，繞垂直磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生如圖甲所示的正弦交流電，把該交流電接在圖乙中理想變壓器的A、B兩端，電壓表和電流表均為理想電表，Rt為熱敏電阻（溫度升高時(shí)其電阻減?。琑為定值電阻．下列說法正確的是（）A．在t＝0.01s，穿過該矩形線圈的磁通量為零 B．變壓器原線圈兩端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝36sin50πt（V） C．Rt處溫度升高時(shí)，電壓表V1、V2示數(shù)的比值不變 D．Rt處溫度升高時(shí)，電流表的示數(shù)變大，變壓器輸入功率變大【考點(diǎn)】變壓器的構(gòu)造與原理；交變電流的u﹣t圖像和i﹣t圖像．【專題】交流電專題．【答案】D【分析】由圖甲可知交流電壓最大值，周期，可由周期求出角速度的值，則可得交流電壓u的表達(dá)式u＝Umsinωt（V），由圖乙可知交流電壓有效值，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比知副線圈電壓，原、副線圈的交流電的功率相等，R1處溫度升高時(shí)，阻值減小，根據(jù)負(fù)載電阻的變化，可知電流、電壓變化．【解答】解：AB、原線圈接的圖乙所示的正弦交流電，由圖知最大電壓362V，周期0.02s，故角速度是ω＝100π，u＝362sin100πt（V），當(dāng)t＝0.01s時(shí)，u＝0，此時(shí)穿過該線圈的磁通量最大，故AB錯(cuò)誤；C、R1處溫度升高時(shí)，原副線圈電壓比不變，但是V2不是測量副線圈電壓，R1溫度升高時(shí)，阻值減小，電流增大，則R2電壓增大，所以V2示數(shù)減小，則電壓表V1、V2示數(shù)的比值增大，故C錯(cuò)誤；D、R1溫度升高時(shí)，阻值減小，電流增大，而輸出電壓不變，所以變壓器輸出功率增大，而輸入功率等于輸出功率，所以輸入功率增大，故D正確；故選：D。【點(diǎn)評】根據(jù)圖象準(zhǔn)確找出已知量，是對學(xué)生認(rèn)圖的基本要求，準(zhǔn)確掌握理想變壓器的特點(diǎn)及電壓、電流比與匝數(shù)比的關(guān)系，是解決本題的關(guān)鍵．3．（2024春?龍巖期末）如圖甲所示為家庭電路中的漏電保護(hù)器，其原理簡圖如圖乙所示，變壓器原線圈采用雙線繞法，由火線和零線并繞而成，副線圈接有控制器，當(dāng)副線圈兩端有電壓時(shí)，控制器會控制脫扣開關(guān)斷開，從而起保護(hù)作用。關(guān)于漏電保護(hù)器，下列說法正確的是（）A．當(dāng)無漏電時(shí)，副線圈內(nèi)的磁通量不為零 B．當(dāng)無漏電時(shí)，通過副線圈的磁通量隨原線圈中電流的增加而增加 C．當(dāng)站在地面的人誤觸火線時(shí)，脫扣開關(guān)會斷開 D．當(dāng)站在絕緣凳上的人雙手同時(shí)誤觸火線和零線時(shí)，脫扣開關(guān)會斷開【考點(diǎn)】變壓器的構(gòu)造與原理．【專題】定性思想；歸納法；電磁感應(yīng)與電路結(jié)合；推理能力．【答案】C【分析】火線和零線中的電流等大反向，這樣在鐵芯中產(chǎn)生的磁場方向也始終是相反的，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，在鐵芯中的磁場完全抵消，如果火線和零線中的電流不同時(shí)，穿過線圈的磁通量會發(fā)生變化，從而發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生感應(yīng)電流?！窘獯稹拷猓篈B．控制器中線圈內(nèi)的磁通量，是由火線和零線中的電流產(chǎn)生的，當(dāng)無漏電時(shí)，火線和零線中的電流等大反向，這樣在鐵芯中產(chǎn)生的磁場方向也始終是相反的，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，在鐵芯中的磁場完全抵消，所以在副線圈內(nèi)的磁通量始終為零，故AB錯(cuò)誤；C．當(dāng)站在地面的人誤觸火線時(shí)，有一部分的電流會通過人體流入大地，火線和零線中的電流不相等，發(fā)生漏電現(xiàn)象，則此時(shí)線圈中的磁通量不為零，則在次級產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，通過控制器，則脫扣開關(guān)會自動斷開，故C正確；D．當(dāng)站在絕緣凳上的人雙手同時(shí)誤觸火線和零線時(shí)，人相當(dāng)于一個(gè)用電器，火線與零線的電流同時(shí)增大，但是電流仍相等，穿過鐵芯中的磁通量始終為零，脫扣開關(guān)不會斷開，故D錯(cuò)誤。故選：C?！军c(diǎn)評】能夠看懂漏電保護(hù)器的工作原理是解題的基礎(chǔ)。4．（2024春?濱州期末）隨著科技的發(fā)展進(jìn)步，手機(jī)、智能手表的無線充電方式開始流行。如圖，是手機(jī)無線充電器原理圖，通過充電器的發(fā)射線圈和手機(jī)上的接收線圈傳遞能量。在發(fā)射線圈接上220V、50Hz的正弦交變電流，手機(jī)的接收線圈就會產(chǎn)生交變電流，該電流經(jīng)過整流電路轉(zhuǎn)化為直流電給手機(jī)充電。兩線圈均可看作理想線圈，且無漏磁，接收線圈兩端電壓的峰值為102V，手機(jī)充電功率為A．發(fā)射線圈中電流的有效值為111B．接收線圈中電流的有效值為2AC．發(fā)射線圈與接收線圈的匝數(shù)比為112D．接收線圈中的電流方向每秒變化50次【考點(diǎn)】理想變壓器兩端的頻率關(guān)系；正弦式交變電流的有效值；理想變壓器兩端電壓與匝數(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；推理能力．【答案】A【分析】先計(jì)算出電壓的有效值然后根據(jù)功率公式，變壓規(guī)律和變流規(guī)律列方程計(jì)算；根據(jù)正弦式交變電流的方向每個(gè)周期變化兩次來計(jì)算?！窘獯稹拷猓篈BC．接收線圈中電壓的有效值為U2根據(jù)功率公式可得接收線圈中電流的有效值為I2根據(jù)變壓器的變壓規(guī)律可得發(fā)射線圈與接收線圈的匝數(shù)比為n1根據(jù)變壓器的變流規(guī)律可得n1可得發(fā)射線圈中電流的有效值為I1故A正確，BC錯(cuò)誤；D．正弦式交變電流的方向每個(gè)周期變化兩次，由于電流的頻率為50Hz，所以接收線圈中的電流方向每秒變化100次，故D錯(cuò)誤。故選：A。【點(diǎn)評】掌握變壓器的變壓規(guī)律和變流規(guī)律是解題的基礎(chǔ)，知道正弦式交變電流的方向每個(gè)周期變化兩次。5．（2024?內(nèi)江模擬）目前市面上流行一種手搖手機(jī)充電器。當(dāng)人搖動手柄給手機(jī)充電時(shí)，其內(nèi)部線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，如圖所示。下列說法正確的是（）A．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)，電流方向?qū)l(fā)生改變 B．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)，穿過線圈磁通量的變化率最大 C．若從圖示位置開始計(jì)時(shí)，線圈中的電流瞬時(shí)值表達(dá)式為i＝Imsinωt D．圖示位置在中性面，穿過線圈磁通量為最大【考點(diǎn)】交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生交變電流的原理；中性面及其性質(zhì)；磁通量的概念和計(jì)算公式的定性分析．【專題】定性思想；推理法；電磁感應(yīng)與電路結(jié)合；推理能力．【答案】B【分析】磁場與線圈平行，穿過線圈磁通量為0；電流方向應(yīng)該在中性面的位置發(fā)生改變；從電流最大位置開始計(jì)時(shí)，電流為余弦表達(dá)式。【解答】解：ABD．圖示位置磁場與線圈平行，穿過線圈磁通量為0，穿過線圈磁通量的變化率最大，電流方向應(yīng)該在中性面的位置發(fā)生改變，在此時(shí)不發(fā)生改變，故AD錯(cuò)誤，B正確；C．若從圖示位置開始計(jì)時(shí)，穿過線圈磁通量的變化率最大，此時(shí)電流的瞬時(shí)值為最大值，線圈中的電流瞬時(shí)值表達(dá)式為i＝Imcosωt，故C錯(cuò)誤；故選：B?！军c(diǎn)評】本題解題關(guān)鍵是掌握中性面電流方向改變，電流最小，轉(zhuǎn)動90°后，電流最大。6．（2024?內(nèi)江模擬）如圖，用理想變壓器給負(fù)載供電，變壓器輸入電壓不變，變壓器降壓后用總電阻為R的輸電線對用電器供電，設(shè)兩盞燈泡L1、L2的電阻相同，且都在發(fā)光。若將滑動變阻器的觸頭P向M端滑動，會出現(xiàn)的現(xiàn)象是（）A．A的示數(shù)變大，燈泡L1、L2均變暗 B．A的示數(shù)變小，燈泡L1、L2均變暗 C．A的示數(shù)變大，燈泡L1變亮、L2變暗 D．A的示數(shù)變小，燈泡L1變暗、L2變亮【考點(diǎn)】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；實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ敬鸢浮緿【分析】本題類似于閉合電路中的動態(tài)分析問題，可以根據(jù)變阻器電路電路電阻的變化，確定出總電路的電阻的變化，進(jìn)而可以確定總電路的電流的變化的情況，再根據(jù)電壓不變，來分析其他的元件的電流和電壓的變化的情況?！窘獯稹拷猓阂李}意，變壓器輸入電壓不變，則輸出電壓也不變，將滑動變阻器的觸頭P向M端滑動，則燈泡L1所在支路電阻增大，導(dǎo)致兩燈泡并聯(lián)電路阻值增大，根據(jù)閉合電路歐姆定律：I可知，變壓器副線圈電流減小，由變壓器變流規(guī)律I1在副線圈電路中，由分壓原理可知，并聯(lián)部分電路的電壓增大，即燈泡L2變亮，根據(jù)分流原理可知，燈泡L1所在支路電流減小，燈泡L1變暗，故ABC錯(cuò)誤，D正確。故選：D?！军c(diǎn)評】電路的動態(tài)變化的分析，總的原則就是由部分電路的變化確定總電路的變化的情況，再確定其他的電路的變化的情況，即先部分后整體再部分的方法。7．（2023秋?黃岡期末）如圖所示，圖線a是線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動時(shí)所產(chǎn)生正弦交流電的圖象，當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后，所產(chǎn)生正弦交流電的圖象如圖線b所示，以下關(guān)于這兩個(gè)正弦交流電的說法正確的是（）A．線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為2：3 B．兩種情況在0.3s內(nèi)通過線圈的磁通量變化之比為1：1 C．兩種情況在相等時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱之比Qa：Qb＝3：2 D．兩種情況在相等時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱之比Qa：Qb＝9：4【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】交流電專題．【答案】D【分析】由圖讀出a電壓最大值Um，周期T，由ω=2πT求出ω，寫出交流電a的瞬時(shí)值表達(dá)式．由周期關(guān)系求出轉(zhuǎn)速關(guān)系．由周期關(guān)系求出轉(zhuǎn)速關(guān)系．t＝0.3S時(shí)刻b電壓為零，【解答】解：A、由圖讀出兩電流周期之比為Ta：Tb＝0.4s：0.6s＝2：3，而T=1n，則線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為3：2．故B、t＝0時(shí)刻U＝0，根據(jù)法拉第定律，磁通量變化率為零，而磁通量最大。t＝0.3s時(shí)刻b電壓為零，磁通量反向最大，a電壓最大，磁通量為零。在0.3s內(nèi)a的磁通量的變化量是BS，b的磁通量的變化量是2BS，所以兩種情況在0.3s內(nèi)通過線圈的磁通量的變化量之比為1：2，故B錯(cuò)誤。C、由電動勢的最大值Em＝NBSω，則兩個(gè)電壓最大之值比Uma：Umb＝ωa：ωb＝3：2，所以兩個(gè)電壓有效值之比是3：2，根據(jù)Q=U2Rt得所以兩種情況在相等時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱之比Qa：Qb＝9：4，故C故選：D。【點(diǎn)評】本題考查對正弦式電流圖象的理解能力．對于正弦式電流的感應(yīng)電動勢與磁通量的關(guān)系、電動勢最大值公式Em＝nBSω能理解掌握，就能正確解答．8．（2024?襄城區(qū)校級開學(xué)）如圖所示，理想變壓器a、b兩端接入一內(nèi)阻不計(jì)的穩(wěn)壓電源，電阻r＝4Ω，R＝25Ω，電壓表、電流表均為理想電表，原線圈匝數(shù)n1＝800匝，副線圈匝數(shù)n2通過滑動觸頭P可調(diào)。當(dāng)P向上滑動時(shí)，電壓表示數(shù)變化量的絕對值為ΔU，電流表示數(shù)變化量的絕對值為ΔI，下列說法正確的是（）A．電流表示數(shù)減小 B．ΔUΔI變大C．電阻R上消耗的功率一定變大 D．當(dāng)n2＝2000匝時(shí)，變壓器的輸出功率最大【考點(diǎn)】變壓器的動態(tài)分析——原線圈有負(fù)載．【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理能力．【答案】D【分析】根據(jù)理想變壓器中原副線圈的電流、電壓與匝數(shù)比之間關(guān)系可以直接求解，注意利用動態(tài)電路的分析方法及最大電功率的特點(diǎn)逐項(xiàng)分析。【解答】解：A．a(chǎn)b兩端的輸入電壓為U，設(shè)變壓器原線圈兩端的電壓為U1，電流為I1，副線圈兩端的電壓為U2，電流為I2，則有U1＝U﹣I1r根據(jù)電壓與線圈匝數(shù)關(guān)系有U1根據(jù)電流與線圈匝數(shù)關(guān)系有I解得I2=U則當(dāng)n1時(shí)，此時(shí)電流表示數(shù)最大，故P向上滑動時(shí)，副線圈匝數(shù)增加，電流表不一定變小，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)歐姆定律U2＝I2R可得ΔUΔI故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)電功率的計(jì)算公式可知P=UP向上滑動時(shí)，副線圈匝數(shù)增加，P不一定變大，故C錯(cuò)誤；D．將變壓器與負(fù)載等效為一個(gè)電阻，則等效電阻的阻值為Rx將電阻r與a、b兩端電源等效為一個(gè)新的電源，r為等效電源的內(nèi)阻，則變壓器的輸出功率為該等效電源的輸出功率，則有P=(當(dāng)Rx＝r時(shí)，功率最大，則n2＝2000故D正確，故選：D?！军c(diǎn)評】要根據(jù)理想變壓器中電流、電壓與匝數(shù)比之間的關(guān)系進(jìn)行有關(guān)問題的解答，注意最大電功率的特點(diǎn)。9．（2024?江西開學(xué)）某小區(qū)地下車庫電動汽車充電站理想變壓器的輸入電壓為10kV，輸出電壓為220V，每個(gè)充電樁的輸入電流為15A，輸入正弦交流電的頻率為50Hz。下列說法正確的是（）A．充電樁兩端電壓的最大值為220V B．變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為11：500 C．通過變壓器副線圈的電流的頻率為1.1Hz D．若10臺充電樁同時(shí)使用，則通過變壓器原線圈的電流為3.3A【考點(diǎn)】變壓器的構(gòu)造與原理；理想變壓器兩端電壓與匝數(shù)的關(guān)系；理想變壓器兩端電流與匝數(shù)的關(guān)系；理想變壓器兩端的頻率關(guān)系．【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理能力．【答案】D【分析】根據(jù)正弦式交流電最大值和有效值的關(guān)系求解；原、副線圈的頻率相同，根據(jù)匝數(shù)比和電流比的關(guān)系計(jì)算解答?！窘獯稹拷猓篈、充電樁兩端電壓的最大值為2202V，故B、變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1n2C、變壓器不改變交變電流的頻率，通過變壓器副線圈電流的頻率為50Hz，故C錯(cuò)誤；D、若10臺充電樁同時(shí)使用，則通過變壓器副線圈的電流I2＝10×15A＝150A，設(shè)此時(shí)通過變壓器原線圈的電流為I1，有I1I2=n2n1故選：D?！军c(diǎn)評】考查正弦交流電和變壓器的相關(guān)問題，會根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確的分析和解答。10．（2024春?西城區(qū)校級期末）如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1：n2＝10：1，R1＝R2＝20Ω，C為電容器。已知加在原線圈兩端的正弦式交變電流的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，則（）A．副線圈交流電的頻率為100Hz B．副線圈中交流電壓表的示數(shù)為20V C．通過電阻R1的電流為2AD．電阻R1的電壓小于20V【考點(diǎn)】結(jié)合圖像解決變壓器問題；電容器或電感器及其對交變電流的作用；理想變壓器兩端電壓與匝數(shù)的關(guān)系；理想變壓器兩端的頻率關(guān)系．【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理能力．【答案】B【分析】A、根據(jù)圖乙可得交流電周期，根據(jù)周期和頻率成倒數(shù)關(guān)系可得頻率大小；B、利用U1CD、電阻R1兩端電壓等于電壓表示數(shù)，根據(jù)歐姆定律可得電阻R1中電流大小?！窘獯稹拷猓篈、由圖乙可知，交流電的周期T＝0.02s，可知頻率f=1T=B、原線圈的電壓U1＝220V，由U1U2=n1n2，可得副線圈兩端電壓UCD、電阻R1與電壓表并聯(lián)，所以電阻R1兩端的電壓等于20V，則電阻R1的電流I=U2R故選：B?！军c(diǎn)評】本題考查了交流電的圖像、變壓器的原理，解題的關(guān)鍵是知道電壓表測得是電壓的有效值，不是瞬時(shí)值。二．多選題（共5小題）（多選）11．（2024春?廈門期末）如圖所示為某發(fā)電廠遠(yuǎn)距離輸電的簡化電路圖，升壓變壓器與降壓變壓器視為理想變壓器，電表均為理想電表，發(fā)電廠的輸出電壓U和輸電線的電阻R均不變，隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，則（）A．?示數(shù)變大 B．?示數(shù)變大 C．輸電線上損失的功率增大 D．用戶得到的電壓增大【考點(diǎn)】遠(yuǎn)距離輸電的相關(guān)計(jì)算．【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理能力．【答案】BC【分析】A、輸電電壓不變，變壓器匝數(shù)比不變，利用U1BC、發(fā)電廠輸出功率增大，利用P＝UI可知輸電線電流增大，利用P＝I2R可知輸電線上損耗功率變化特點(diǎn)，根據(jù)I3D、根據(jù)升壓變壓器副線圈電壓等于輸電線上電壓與降壓變壓器原線圈電壓之和，可知降壓變壓器原線圈電壓變化特點(diǎn)，根據(jù)U3【解答】解：A、發(fā)電廠的輸出電壓U不變，升壓變壓器原副線圈的匝數(shù)不變，由U1U2=n1BC、發(fā)電廠輸出功率P增大，U2不變，由P＝U2I2可知輸電線電流I2增大，輸電線的電阻R不變，由P損降壓變壓器原線圈中電流I3＝I2，變壓器匝數(shù)不變，由I3I4=n4D、由ΔU＝I2R可知輸電線上的電壓ΔU增大，U2不變，由U2＝ΔU+U3，可知降壓變壓器原線圈電壓U3減小，由U3U4=n3故選：BC?！军c(diǎn)評】本題考查了遠(yuǎn)距離輸電，解題的關(guān)鍵是知道升壓變壓器副線圈電壓等于輸電線上電壓與降壓變壓器原線圈電壓之和。（多選）12．（2024春?大通縣期末）如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為4：1，電壓表和電流表均為理想電表，原線圈接如圖乙所示的正弦交流電，圖甲中R1為NTC型熱敏電阻（阻值隨溫度的升高而減?。?，R1為定值電阻，下列說法正確的是（）A．圖乙交變電壓u的表達(dá)式u=182B．R1處溫度升高時(shí)，電壓表示數(shù)不變，電流表示數(shù)變大 C．原、副線圈中交變電流的變化頻率之比為4：1 D．R1處溫度升高時(shí)，變壓器原線圈的輸入功率變大【考點(diǎn)】變壓器的構(gòu)造與原理；交變電流的u﹣t圖像和i﹣t圖像．【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理能力．【答案】ABD【分析】根據(jù)乙圖可得電壓最大值和周期，從而求得ω，根據(jù)R1處溫度升高時(shí)，其阻值減小，副線圈中電流變大，以及原、副線圈電流的頻率相同分析求解?！窘獯稹拷猓篈.由題圖乙可知交變電壓的最大值Um＝182V，周期T＝0.02s，則ω=2πT=2π0.02則可得交變電壓u的表達(dá)式u＝182sin100πt（V）故A正確，BD.R1處溫度升高時(shí)，其阻值減小，副線圈中電流變大，電流表的示數(shù)變大，原線圈中電流變大，電壓表的示數(shù)不變，故變壓器輸入功率變大，故BD正確；C.原、副線圈電流的頻率相同，故C錯(cuò)誤。故選：ABD。【點(diǎn)評】本題考查了變壓器相關(guān)知識，理解原、副線圈電流的頻率相同，掌握變壓器兩端的電壓、電流變化是解決此類問題的關(guān)鍵。（多選）13．（2024春?河?xùn)|區(qū)期末）如圖所示的理想變壓器，原、副線圈的匝數(shù)分別為8和5，且原線圈兩端的輸入電壓U0不變，所接的電表均為理想交流電表，兩個(gè)定值電阻的阻值均為R0，滑動變阻器的最大阻值為R0，兩個(gè)端點(diǎn)分別是M、N，滑片為P，下列說法正確的是（）A．滑片P由M向N移動的過程中，電壓表的示數(shù)會逐漸減小 B．滑片P由M向N移動的過程中，電流表A1、A2的示數(shù)均逐漸增大 C．滑片P由M向N移動的過程中，流過滑動變阻器的電流會增大 D．當(dāng)滑片P位于M點(diǎn)時(shí)，電源輸出的功率為25【考點(diǎn)】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；分析綜合能力．【答案】CD【分析】根據(jù)U1U2=n1n根據(jù)滑片的移動方向判斷滑動變阻器接入電路的阻值如何變化，根據(jù)I=ER可判斷電流表A1、A把副線圈看成一個(gè)恒壓電路，根據(jù)歐姆定律及串并聯(lián)的關(guān)系分析通過滑動變阻器中的電流變化；根據(jù)功率的公式、串并聯(lián)電路的關(guān)系求電源的輸出功率?！窘獯稹拷猓篈、根據(jù)U1U2B、當(dāng)滑動變阻器R的滑片P由M端向N端滑動，負(fù)載總電阻減小，根據(jù)I=ER，可知通過副線圈的總電流增大，所以電流表A1的示數(shù)增加，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)和電流的分流特征，可知通過A2的電流將減小，故C、據(jù)上分析，根據(jù)U＝IR，副線圈干路中R0兩端電壓UR0增大，根據(jù)UR＝U2﹣UR0，可知滑動變阻器和與電流表A2串聯(lián)的定值電阻R0的電路兩端電壓減小。由B中選項(xiàng)可知，副線圈干路中的電流增大，但定值電阻R0中的電流減小，即電流表A2的示數(shù)減小，只有滑動變阻器的電流增加得更多，才能使干路的電流增大，故C正確；D、此種情況副線圈的總電阻為R=R0R0R0+R0+R0=32R0，由變壓規(guī)律可知，副線圈兩羰的電壓故選：CD。【點(diǎn)評】本題主要是考查了變壓器的知識；解答本題的關(guān)鍵是知道變壓器的電壓之比等于匝數(shù)之比，在只有一個(gè)副線圈的情況下的電流之比等于匝數(shù)的反比；原線圈的電壓決定副線圈的電壓；輸出功率決定輸出功率；掌握基礎(chǔ)知識即可解題，平時(shí)要注意基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)與積累。（多選）14．（2024春?安徽期末）風(fēng)能是一種可再生能源，風(fēng)力發(fā)電具有清潔環(huán)保、運(yùn)營成本低、節(jié)省空間、能源獨(dú)立和減少用水量等優(yōu)點(diǎn)。如圖所示為某風(fēng)力發(fā)電廠向用戶供電的線路圖，T1、T2分別為升壓變壓器和降壓變壓器。已知發(fā)電廠的輸出電壓保持240V不變，用戶端電壓為220V、功率為11kW，輸電線總電阻R＝40Ω，降變壓器原、副線圈匝數(shù)比n3：n4＝10：1，變壓器均為理想變壓器，下列說法正確的是（）A．輸電線上損耗的功率為100W B．升壓變壓器的匝數(shù)比n1：n2＝1：10 C．發(fā)電廠的輸出功率為12kW D．若用戶端的用電器變多，則輸電線上損失的功率增大【考點(diǎn)】遠(yuǎn)距離輸電的相關(guān)計(jì)算．【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理能力．【答案】BCD【分析】A、根據(jù)用戶功率和電壓，可得降壓變壓器副線圈的電流，根據(jù)變壓器電流之比等于匝數(shù)反比可得輸電線電流大小，由P＝I2R可得輸電線上損耗的功率；B、根據(jù)降壓變壓器電壓之比等于匝數(shù)之比可得降壓變壓器原線圈兩端電壓，根據(jù)升壓變壓器副線圈電壓等于輸電線上電壓與降壓變壓器原線圈電壓之和，可得升壓變壓器副線圈電壓，根據(jù)升壓變壓器電壓之比等于匝數(shù)之比可得升壓變壓器匝數(shù)之比；C、根據(jù)發(fā)電廠的輸出功率等于輸電線損耗功率與用戶功率之和求解；D、根據(jù)題意可知降壓變壓器的輸出功率增大，則可知輸入電流增大，由P＝I2R可得結(jié)論?！窘獯稹拷猓篈、用戶功率P4＝11kW，由P4＝U4I4可得降壓變壓器副線圈的電流為：I4=P4U4=11kW220V=50A，由I3I4=n4n3，可得輸電線上的電流：I3＝B、由U3U4=n3n4得，可得降壓變壓器原線圈兩端電壓：U3＝2200V，則升壓變壓器副線圈兩端電壓U2＝I3R+U3＝5×40V+2200V＝2400V，由U1U2=n1n2，其中UC、根據(jù)能量守恒定律可得，發(fā)電廠的輸出功率P1＝P4+P損＝11kW+1000W＝12kW，故C正確；D、若用戶端的用電器變多，則降壓變壓器的輸出功率增大，輸入電流增大，輸電線上電流增大，損失的功率增大，故D正確。故選：BCD?！军c(diǎn)評】本題考查了遠(yuǎn)距離輸電，解題的關(guān)鍵是知道升壓變壓器副線圈電壓等于輸電線上電壓與降壓變壓器原線圈電壓之和，知道用戶端用電器變多，用戶的功率變大，則用戶的電流增大。（多選）15．（2024春?東營期末）如圖所示，理想變壓器原線圈接u=1002sin(100πt)V的交流電，原、副線圈匝數(shù)比n1：n2＝2：5。已知定值電阻r＝16Ω、R0＝10Ω，A．當(dāng)滑動變阻器滑片向下滑動，電壓表示數(shù)增大 B．R＝90Ω時(shí)，理想變壓器的輸出功率最大 C．R＝6Ω時(shí)，理想變壓器的輸出功率最大 D．理想變壓器的輸出功率最大時(shí)，電流表的示數(shù)為1A【考點(diǎn)】理想變壓器兩端的功率關(guān)系；理想變壓器兩端電壓與匝數(shù)的關(guān)系；理想變壓器兩端電流與匝數(shù)的關(guān)系．【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理能力．【答案】AB【分析】將變壓器與負(fù)載等效為一個(gè)電阻，根據(jù)歐姆定律推導(dǎo)表達(dá)式分析判斷；根據(jù)最大值與有效值的關(guān)系計(jì)算電源電動勢的有效值，依據(jù)功率公式推導(dǎo)，根據(jù)熟悉知識判斷最大值條件再計(jì)算；根據(jù)歐姆定律和理想變壓器電流與線圈匝數(shù)關(guān)系計(jì)算?！窘獯稹拷猓篈．將變壓器與負(fù)載等效為一個(gè)電阻，根據(jù)歐姆定律有Rx當(dāng)滑動變阻器滑片向下滑動時(shí)，接入電阻增大，則等效電阻增大，可知，變壓器原線圈通過的電流減小，定值電阻r兩端電壓減小，變壓器原線圈兩端電壓增大，根據(jù)電壓匝數(shù)關(guān)系可知，變壓器副線圈兩端電壓增大，即電壓表示數(shù)增大，故A正確；BC．根據(jù)原線圈兩端瞬時(shí)電壓表達(dá)式可知電源電動勢的有效值為U0根據(jù)功率公式可知理想變壓器的輸出功率P=(當(dāng)有Rx＝r理想變壓器輸出功率最大，結(jié)合上述解得R＝90Ω故B正確，C錯(cuò)誤；D．結(jié)合上述可知，變壓器輸出功率最大時(shí)，原線圈電流I1根據(jù)理想變壓器原副線圈電流與匝數(shù)關(guān)系有I1解得I1＝1.25A故D錯(cuò)誤。故選：AB?！军c(diǎn)評】本題關(guān)鍵掌握變壓器電路的等效方法和理想變壓器的規(guī)律。三．解答題（共5小題）16．（2024春?青秀區(qū)校級期末）固定的“三葉式”線圈處于垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示，線圈六段圓弧的圓心角均為60°圓心均在O點(diǎn)，其中小圓弧半徑均為r、大圓弧半徑均為2r。現(xiàn)有長為2r、電阻R的均勻?qū)w棒OA可繞O點(diǎn)在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，從圓弧邊緣和圓心用細(xì)導(dǎo)線連接足夠長的兩平行金屬導(dǎo)軌PQ、MN，導(dǎo)軌與水平面夾角為α，導(dǎo)軌空間存在垂直導(dǎo)軌平面向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場，質(zhì)量為m的金屬棒ab靜止在導(dǎo)軌上且垂直導(dǎo)軌。導(dǎo)軌寬度和金屬棒ab長度均為L，金屬棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為μ（μ＞tanα），ab棒電阻也為R其余電阻不計(jì)，重力加速度為g。（1）若OA棒在大圓弧區(qū)域以角速度ω順時(shí)針（俯視）勻速轉(zhuǎn)動，ab棒保持靜止，求流過OA棒的電流方向和ab棒兩端的電壓；（2）若OA棒以角速度順時(shí)針（俯視）勻速轉(zhuǎn)動一周過程中，ab棒始終保持靜止，求此過程通過ab棒的電流的宥效值；（3）若OA棒在小圓弧區(qū)域逆時(shí)針（俯視）勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，要使ab棒與導(dǎo)軌保持相對靜止，求OA棒轉(zhuǎn)動的角速度應(yīng)滿足的條件。【考點(diǎn)】有效值的定義和一般交變電流的有效值；導(dǎo)體轉(zhuǎn)動切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢；單桿在導(dǎo)軌上無外力作用下切割磁場的運(yùn)動問題．【專題】定量思想；推理法；電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題；分析綜合能力．【答案】（1）若OA棒在大圓弧區(qū)域以角速度ω順時(shí)針（俯視）勻速轉(zhuǎn)動，ab棒保持靜止，流過OA棒的電流方向?yàn)殡娏饔蒓流向A，ab棒兩端的電壓為Bω0r2；（2）若OA棒以角速度順時(shí)針（俯視）勻速轉(zhuǎn)動一周過程中，ab棒始終保持靜止，此過程通過ab棒的電流的宥效值為5B（3）若OA棒在小圓弧區(qū)域逆時(shí)針（俯視）勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，要使ab棒與導(dǎo)軌保持相對靜止，OA棒轉(zhuǎn)動的角速度應(yīng)滿足的條件為ω≤3R(μmgcosα-mgsinα)【分析】（1）根據(jù)右手定則判斷方向，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律計(jì)算電勢差；（2）根據(jù)轉(zhuǎn)動切割產(chǎn)生的電動勢公式計(jì)算，根據(jù)電流的熱效應(yīng)計(jì)算有效值；（3）根據(jù)歐姆定律得出金屬棒受到的安培力，結(jié)合平衡條件計(jì)算角速度的范圍?！窘獯稹拷猓海?）由右手定則判斷可知，電流由O流向A，對金屬棒ab，由法拉第電磁感應(yīng)定律有E1I1Uab＝I1R解得Uab（2）若OA棒以ω0在小圓弧區(qū)域順時(shí)針（俯視）勻速時(shí)E2I2設(shè)通過ab棒的電流的有效值為I，則有I12I=5（3）若OA棒在小圓弧區(qū)域逆時(shí)針（俯視）勻速轉(zhuǎn)動時(shí)E3I3金屬棒ab剛好沒滑動時(shí)，有μmgcosα＝F安+mgsinαF安＝BI3Lω=3R(μmgcosα-mgsinα)要金屬棒ab保持靜止，則角速度應(yīng)滿足：逆時(shí)針轉(zhuǎn)動時(shí)ω≤答：（1）若OA棒在大圓弧區(qū)域以角速度ω順時(shí)針（俯視）勻速轉(zhuǎn)動，ab棒保持靜止，流過OA棒的電流方向?yàn)殡娏饔蒓流向A，ab棒兩端的電壓為Bω（2）若OA棒以角速度順時(shí)針（俯視）勻速轉(zhuǎn)動一周過程中，ab棒始終保持靜止，此過程通過ab棒的電流的宥效值為5B（3）若OA棒在小圓弧區(qū)域逆時(shí)針（俯視）勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，要使ab棒與導(dǎo)軌保持相對靜止，OA棒轉(zhuǎn)動的角速度應(yīng)滿足的條件為ω≤【點(diǎn)評】熟練掌握法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、轉(zhuǎn)動切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢公式以及能正確對金屬棒受力分析是解題的基礎(chǔ)。17．（2024春?番禺區(qū)校級期中）如圖所示，線圈面積S＝0.05m2，匝數(shù)N＝200，線圈總電阻r＝2Ω，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)與R＝8Ω的電阻連接，交流電流表、交流電壓表均為理想電表。線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2πT的勻強(qiáng)磁場中繞OO′軸以轉(zhuǎn)速n（1）電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式；（2）交流電流表、交流電壓表的示數(shù)；（3）線圈勻速轉(zhuǎn)動一周外力所做的功。【考點(diǎn)】正弦式交變電流的函數(shù)表達(dá)式及推導(dǎo)；交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生交變電流的原理．【專題】計(jì)算題；學(xué)科綜合題；定量思想；方程法；交流電專題；推理能力．【答案】（1）電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝100sin（10πt）V；（2）交流電流表、交流電壓表的示數(shù)為402（3）線圈勻速轉(zhuǎn)動一周外力所做的功為200J?！痉治觥浚?）交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電動勢的最大值為Em＝NBSω，根據(jù)交變電流的產(chǎn)生規(guī)律書寫電動勢的瞬時(shí)值；（2）交流電表顯示的是有效值，根據(jù)交變電流最大值和有效值關(guān)系分析；（3）線圈勻速轉(zhuǎn)動，外力克服電流做的功轉(zhuǎn)化為電能，由此分析。【解答】解：（1）分析可知，線圈轉(zhuǎn)速為n＝150r/min＝2.5r/s角速度為ω＝2πn＝5πrad/s電動勢的最大值為Em＝NBSω代入數(shù)據(jù)解得Em＝100V從線圈處于中性面開始計(jì)時(shí)，則e＝Emsinωt即e＝100sin（5πt）V（2）電動勢的有效值為E=電流表的示數(shù)I=代入數(shù)據(jù)解得I=5電壓表的示數(shù)UR＝IR=52×8V＝40（3）線圈勻速轉(zhuǎn)動一周，外力做功與電流做功相等，即W代入數(shù)據(jù)解得WF＝200J答：（1）電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝100sin（10πt）V；（2）交流電流表、交流電壓表的示數(shù)為402（3）線圈勻速轉(zhuǎn)動一周外力所做的功為200J?！军c(diǎn)評】此題考查了交變電流的產(chǎn)生規(guī)律，明確交流電的峰值和有效值的關(guān)系，求電量用電動勢的平均值，求熱量用有效值。18．（2024春?東營期末）如圖所示，處于勻強(qiáng)磁場中的正方形線圈abcd，邊長L＝0.2m，共100匝，線圈的總電阻r＝2Ω，外接電阻R＝8Ω，線圈以角速度ω＝100πrad/s繞ab邊勻速轉(zhuǎn)動，理想電壓表的示數(shù)為40V。求：（1）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大??；（2）線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過30°的過程中，通過電阻R的電荷量。【考點(diǎn)】計(jì)算線圈轉(zhuǎn)動過程中的電荷量；交變電流峰值的計(jì)算和影響因素；正弦式交變電流的有效值．【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理能力．【答案】（1）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為28π（2）線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過30°的過程中，通過電阻R的電荷量為240π【分析】（1）先根據(jù)閉合電路的歐姆定律計(jì)算出電動勢的有效值，然后根據(jù)最大值公式計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度大??；（2）根據(jù)平均電動勢計(jì)算平均電流，根據(jù)平均電流計(jì)算電荷量?！窘獯稹拷猓海?）設(shè)電動勢的有效值為E，則有U=R根據(jù)正弦交流電最大值與有效值的關(guān)系E=2解得Em線圈中感應(yīng)電動勢的最大值Em＝NBSω解得B=2（2）線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過300，線圈的磁通量變化大小ΔΦ=BL通過電阻R的電荷量q=I又E=NΔΦΔt解得q=2答：（1）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為28π（2）線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過30°的過程中，通過電阻R的電荷量為240π【點(diǎn)評】掌握最大感應(yīng)電動勢的計(jì)算公式，和閉合電路的歐姆定律，最大值和有效值的關(guān)系，知道計(jì)算電荷量時(shí)要用平均電流計(jì)算。19．（2024春?重慶期末）某小型水電站發(fā)電機(jī)的輸出功率為100kW，發(fā)電機(jī)的輸出電壓為350V。水電站到用戶要進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，兩地間輸電線的總電阻為8Ω，輸電線上損失的功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的5%，用戶所需電壓為220V。（1）求輸電線上的電流大?。唬?）遠(yuǎn)距離輸電所采用的變壓器為理想變壓器，求升壓、降壓變壓器各自的原、副線圈匝數(shù)之比?！究键c(diǎn)】遠(yuǎn)距離輸電的相關(guān)計(jì)算．【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理能力．【答案】（1）輸電線上的電流大小為25A；（2）遠(yuǎn)距離輸電所采用的變壓器為理想變壓器，升壓、降壓變壓器各自的原、副線圈匝數(shù)之比分別為780、190【分析】（1）根據(jù)題意可得輸電線上損失的功率，根據(jù)P損（2）根據(jù)變壓器輸出功率和輸電電流可得升壓變壓器副線圈兩端電壓，根據(jù)輸電線上損失電壓可得降壓變壓器原線圈電壓，利用變壓器匝數(shù)與原副線圈電壓的關(guān)系可得升壓、降壓變壓器各自的原、副線圈匝數(shù)之比?！窘獯稹拷猓海?）由題意可知輸電線上損失的功率：P損＝P×5%＝100kW×5%＝5000W設(shè)輸電線上的電流為I，則P損=I2R代入數(shù)據(jù)可得：I＝25A（2）設(shè)升壓變壓器原、副線圈的電壓分別為U1，U2，則U1＝350V理想變壓器輸入功率等于輸出功率，則有：P＝U2I，可得U則升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比：n降壓變壓器原線圈的電壓：U3＝U2﹣IR＝4000V﹣25A×8Ω＝3800V降壓變壓器副線圈的電壓：U3＝220V則降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比：n答：（1）輸電線上的電流大小為25A；（2）遠(yuǎn)距離輸電所采用的變壓器為理想變壓器，升壓、降壓變壓器各自的原、副線圈匝數(shù)之比分別為780、190【點(diǎn)評】本題考查了遠(yuǎn)距離輸電，解題的關(guān)鍵是知道理想變壓器輸入功率等于輸出功率，輸電線上損失的功率即為輸電線電阻消耗的功率。20．（2024春?西安期末）如圖所示，正方形線圈abcd繞對稱軸OO′在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)數(shù)n＝60r/min。若已知ab＝bc＝10cm，匝數(shù)N＝100，線圈總電阻r＝2Ω，外接電阻R＝8Ω，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1π（1）線圈轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生電動勢的有效值；（2）線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)表達(dá)式；（3）線圈轉(zhuǎn)一圈電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱?！究键c(diǎn)】正弦式交變電流的函數(shù)表達(dá)式及推導(dǎo)；電功和電功率的計(jì)算．【專題】計(jì)算題；定量思想；推理法；交流電專題．【答案】見試題解答內(nèi)容【分析】（1）線圈平面與磁場平行時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，由公式Em＝NBSω求解；（2）根據(jù)圖示位置寫出瞬時(shí)值的關(guān)系式；（3）由歐姆定律結(jié)合焦耳定律可求得電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱?！窘獯稹拷猓海?）轉(zhuǎn)數(shù)n＝60r/min＝1r/s頻率f＝n＝1Hz轉(zhuǎn)動的角速度為：ω＝2πf＝2π產(chǎn)生的最大電動勢為：Em＝NBSω＝2V電動勢的有效值為：E=E（2）感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值為：e＝Emsinωt＝2sin2πt（3）根據(jù)焦耳定律得電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為：Q=(解得：Q＝0.16J答：（1）線圈轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生電動勢的有效值是2V；（2）線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)表達(dá)式e＝2sin2πt；（3）線圈轉(zhuǎn)一圈電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱是0.16J?！军c(diǎn)評】本題關(guān)鍵要掌握正弦交變電流的規(guī)律，要知道由圖示位置開始計(jì)時(shí)時(shí)，電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝Emsinωt。

考點(diǎn)卡片1．電功和電功率的計(jì)算【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.電功的計(jì)算公式：W＝qU＝UIt2.電功率的計(jì)算公式：P=W3.如果是純電阻電路，電流做的功完全用來發(fā)熱，則有W＝qU＝UIt＝I2Rt=UP＝UI＝I2R=U【解題思路點(diǎn)撥】四個(gè)定值電阻連成如圖所示的電路。RA、RC的規(guī)格為“6V6W”，RB、RD的規(guī)格為“6V12W”。將該電路接在輸出電壓U＝11V的恒壓電源上，則（）A、RA的功率最大，為6WB、RB的功率最小，為0.67WC、RC的功率最小，為1.33WD、RD的功率最大，為12W分析：根據(jù)P=U2R求出每個(gè)電阻值，根據(jù)歐姆定律求出電路總電流，進(jìn)而求出每個(gè)并聯(lián)電阻兩端的電壓，根據(jù)P＝I2R和解答：由P=U2R知，RA＝RC=U12P1=626Ω＝6電阻B和C并聯(lián)的電阻RBC=RBRC則電路的總電流I=UR=則并聯(lián)電阻兩端電壓UBC＝IRBC＝1×2V＝2V則RA的功率為PA＝I2RA＝12×6W＝6WRB的功率為PB=UBC2RC的功率為PC=UBC2RD的功率為PD＝I2RD＝12×3W＝3W由此可知：RA的功率最大，為6WRC的功率最小，為0.67W故A正確，BCD錯(cuò)誤；故選：A。點(diǎn)評：本題考查閉合電路的歐姆定律以及電阻功率的求法。注意并聯(lián)電阻的求解，以及求功率時(shí)，串聯(lián)電路常用P＝I2R而并聯(lián)電路常用P=U【解題思路點(diǎn)撥】根據(jù)具體的電路，電功和電功率的計(jì)算有很多公式可選，要先具體分析電路條件，選擇出合適的公式，進(jìn)而計(jì)算電功或電功率。2．磁通量的概念和計(jì)算公式的定性分析【知識點(diǎn)的認(rèn)識】一、磁通量1．概念：勻強(qiáng)磁場中磁感應(yīng)強(qiáng)度和與磁場方向垂直的平面面積S的乘積。即Φ＝BS。2.拓展：磁場與平面不垂直時(shí)，這個(gè)面在垂直于磁場方向的投影面積S'與磁感應(yīng)強(qiáng)度的乘積表示磁通量。即Φ＝BSsinθ＝BS'。θ表示面與磁場的夾角。3.單位：韋伯（Wb），1Wb＝1T?m2．4.標(biāo)矢性：標(biāo)量，但有正負(fù)，正負(fù)表示從不同的方向穿過某個(gè)平面。5．磁通量的計(jì)算公式（1）公式：Φ＝BS．（2）適用條件：①勻強(qiáng)磁場；②S是垂直磁場并在磁場中的有效面積．6.引申：B=Φ7.磁通量的影響因素：根據(jù)公式Φ＝BS可知磁通量的大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度和垂直于磁場的面積有關(guān)?！久}方向】關(guān)于磁通量的概念，以下說法中正確的是（）A、磁通量發(fā)生變化，一定是磁場發(fā)生變化引起的B、磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，穿過閉合回路的磁通量也越大C、磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，線圈面積越大，則磁通量也越大D、線圈的磁通量為零，但該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零分析：由磁通量公式Φ＝BSsinθ可知，磁通量發(fā)生變化，不一定是磁場發(fā)生變化引起的．磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，穿過閉合回路的磁通量也不一定越大．磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，線圈面積越大，磁通量也不一定越大．線圈的磁通量為零，但該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零．解答：A、由磁通量公式Φ＝BSsinθ可知，可能是由磁感應(yīng)強(qiáng)度B變化，或由面積S變化，或由角度θ變化引起的。故A錯(cuò)誤。B、磁通量大小取決于B、S、θ三個(gè)因素，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，穿過閉合回路的磁通量也不一定越大。故B錯(cuò)誤。C、當(dāng)線圈與磁場平行時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度再大，磁通量為零。則磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，線圈面積越大，磁通量也不一定越大。故C錯(cuò)誤。D、磁通量為零，磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為零；也可能線圈與磁場平行時(shí)，但磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零。故D正確。故選：D。點(diǎn)評：本題考查磁通量的概念，要抓住兩種特殊情況：當(dāng)線圈與磁場平行時(shí)，Φ＝0；當(dāng)線圈與磁場垂直時(shí)，Φ＝BS．【解題方法點(diǎn)撥】對磁通量的理解（1）線圈平面與磁場方向垂直時(shí)磁通量最大，線圈轉(zhuǎn)動后穿過線圈的磁感線條數(shù)減少，磁通量減小。（2）在勻強(qiáng)磁場中才能應(yīng)用公式Φ＝BSsinθ（θ表示面與磁場的夾角）計(jì)算磁通量。應(yīng)用公式時(shí)還需要明確公式中各物理量的含義3．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(shí)，因?yàn)榘羯细魈幩俣炔辉傧嗟?，動生電動勢的?jì)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(jì)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(shí)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(gè)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(shí)針方向轉(zhuǎn)動，若俯視，則葉片逆時(shí)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=12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=1【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(jì)算，要正確計(jì)算導(dǎo)體棒的平均速度。4．單桿在導(dǎo)軌上無外力作用下切割磁場的運(yùn)動問題【知識點(diǎn)的認(rèn)識】本考點(diǎn)旨在針對單桿在導(dǎo)軌上無外力作用下切割磁場的運(yùn)動問題。模型比較復(fù)雜，可能需要綜合電磁感應(yīng)定律、電磁感應(yīng)與電路問題的結(jié)合、電磁感應(yīng)與動力學(xué)的結(jié)合、電磁感應(yīng)與能量問題的結(jié)合、電磁感應(yīng)與動量問題的結(jié)合等考點(diǎn)進(jìn)行綜合分析?！久}方向】如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2T、方向與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場中，有水平放置的兩平行導(dǎo)軌ab、cd，其間距L＝50cm，a、c間接有電阻R．現(xiàn)有一電阻為r的導(dǎo)體棒MN跨放在兩導(dǎo)軌間，并以v＝10m/s的恒定速度向右運(yùn)動，a、c間電壓為0.8V，且a點(diǎn)電勢高．其余電阻忽略不計(jì)．問：（1）導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是多大？（2）通過導(dǎo)體棒電流方向如何？磁場的方向是指向紙里，還是指向紙外？（3）R與r的比值是多少？分析：（1）MN棒垂直切割磁感線，根據(jù)公式E＝BLv求出導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢．（2）由題，a、c間電壓為0.8V，且a點(diǎn)電勢高，確定電流方向，由右手定則判斷磁場方向．（3）根據(jù)歐姆定律求解R與r的比值．解答：（1）導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是E＝Blv＝0.2×0.5×10V＝1V（2）由題，a點(diǎn)電勢高，M點(diǎn)相當(dāng)于電源的正極，則電流方向N→M；根據(jù)右手定則可知，磁場方向指向紙里（3）根據(jù)歐姆定律得，I=解得，R點(diǎn)評：本題是電磁感應(yīng)與電路知識的綜合，確定電源與外電路是基本功，有時(shí)要畫出等效電路．【解題思路點(diǎn)撥】導(dǎo)軌滑桿問題是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的綜合應(yīng)用，涉及動力學(xué)、電路、能量、動量等問題，難度較大，要認(rèn)真進(jìn)行分析。5．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(gè)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(shí)線圈剛好轉(zhuǎn)到中性面，此時(shí)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(shí)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(shí)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(shí)，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?yàn)锳→BC、從圖示位置開始經(jīng)過T4D、從圖示位置計(jì)時(shí)，線圈中電流i隨時(shí)間t變化的關(guān)系式為i=分析：線圈平面與磁場垂直時(shí)，線圈位于中性面位置，此時(shí)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(jì)時(shí)線圈中電流i隨時(shí)間t變化的關(guān)系式為i=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(cuò)誤；D、從圖示位置計(jì)時(shí)，線圈中電流i隨時(shí)間t變化的關(guān)系式為i=Imsin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(shí)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?！窘忸}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.6．中性面及其性質(zhì)【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.跟磁場方向垂直的平面叫作中性面．線圈每經(jīng)過一次中性面，電動勢（電流）的方向改變一次，轉(zhuǎn)動一周，電動勢（電流）的方向改變兩次.2.中性面的特點(diǎn)是：中心面與磁場垂直，電路中電流為0、電動勢為0、通過線圈的磁通量最大、磁通量的變化率為0。3.與中心面垂直的位置的特點(diǎn)是：電路中電流最大、電動勢最大、通過線圈的磁通量為0、磁通量的變化率最大?！久}方向】矩形線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場的對稱軸做勻速轉(zhuǎn)動，經(jīng)過中性面時(shí)，以下說法不正確的是（）A、線圈平面與磁感線方向垂直B、線圈中感應(yīng)電流的方向?qū)l(fā)生改變C、通過線圈平面的磁通量最大D、通過線圈的感應(yīng)電流最大分析：矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，線圈中產(chǎn)生正弦式電流．在中性面時(shí)，線圈與磁場垂直，磁通量最大，感應(yīng)電動勢為零．線圈每通過中性面一次，電流方向改變一次．解答：A、中性面，就是磁場方向與線圈平面垂直的位置。故A正確。B、中性面時(shí)，電流減為零，經(jīng)過中性面電流方向?qū)l(fā)生改變，大小增大。故B正確。C、經(jīng)過中性面時(shí)，磁場垂直于線圈平面，此時(shí)磁通量最大。故C正確。D、經(jīng)過中性面時(shí)，當(dāng)線圈平面與磁場方向垂直，左右兩邊不切割磁感線，不產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，感應(yīng)電流為零。故D錯(cuò)誤。本題選錯(cuò)誤的，故選：D。點(diǎn)評：本題考查正弦式電流產(chǎn)生原理的理解能力，抓住兩個(gè)特殊位置的特點(diǎn)：線圈與磁場垂直時(shí)，磁通量最大，感應(yīng)電動勢為零；線圈與磁場平行時(shí)，磁通量為零，感應(yīng)電動勢最大．【解題思路點(diǎn)撥】兩個(gè)特殊位置的比較位置線圈平面與磁場方向垂直（中性面）線圈平面與磁場方向平行磁通量最大0磁通量變化率0最大感應(yīng)電動勢0最大感應(yīng)電流0最大電流方向改變不變7．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(shí)間變化的規(guī)律，如果線圈從中性面位置開始計(jì)時(shí)，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(shí)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(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動．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．電流表的示數(shù)為10AB．線圈轉(zhuǎn)動的角速度為50πrad/sC．0.01s時(shí)線圈平面與磁場方向平行D．0.02s時(shí)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(shí)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=100πrad/sC、0.01s時(shí)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(xiàng)C正確；D、由楞次定律可判斷出0.02s時(shí)流過電阻的電流方向自左向右，選項(xiàng)D錯(cuò)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(jì)時(shí)，電流的瞬時(shí)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(shí)，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．8．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(shí)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(shí)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(gè)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＝2202sin100πtVA、頻率是50HzB、當(dāng)t＝0時(shí)，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=50HzB、當(dāng)t＝0時(shí)e＝0，此時(shí)線圈處在中性面上，故B錯(cuò)誤。C、當(dāng)t=1200s時(shí)，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(gè)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(shí)值的表達(dá)式9．交變電流峰值的計(jì)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(shí)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(jì)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(shí)，指的是交變電流的最大值7.推論：因?yàn)锽S＝Φ（磁通量），所以Em＝NωΦm。【命題方向】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(gè)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(jì)時(shí)，寫出通過電流瞬時(shí)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(jì)算；（2）根據(jù)閉合電路的歐姆定律計(jì)算出最大電流，然后寫出瞬時(shí)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(shí)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(jì)時(shí)，寫出通過電流瞬時(shí)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(jì)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(jì)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)。10．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(gè)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(gè)周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，而這個(gè)恒定電流與電壓分別是I、U，我們就把Ⅰ、U叫作這個(gè)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(jì)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(jì)算其有效值4.應(yīng)用環(huán)境：當(dāng)計(jì)算某時(shí)間內(nèi)的功率，產(chǎn)生的熱量.電流做的功等問題時(shí)需使用有效值【命題方向】如圖表示一交變電流的電流隨時(shí)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(gè)周期時(shí)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(gè)周期內(nèi)通過同一個(gè)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(jì)算。（3）有效值的應(yīng)用計(jì)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。11．正弦式交變電流的有效值【知識點(diǎn)的認(rèn)識】對于正弦式交變電流，有效值與峰值之間的關(guān)系為：I=Im2【命題方向】家庭電路中電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝2202sin314t（v），則交流電壓的有效值是（）A、220VB、2202VC、110VD、1102V分析：根據(jù)交流電的表達(dá)式可讀出該交流電的最大值，再根據(jù)最大值與有效值的關(guān)系可直接求解有效值。解答：由瞬時(shí)表達(dá)式可知，最大值Um＝2202V，則有效值U=Um2=22022V故選：A。點(diǎn)評：本題考查對交流電最大值和有效值的認(rèn)識，要明確二者的關(guān)系，掌握有效值的計(jì)算方法?！窘忸}思路點(diǎn)撥】對有效值的理解：在一個(gè)周期內(nèi)通過同一個(gè)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(jì)算。（3）有效值的應(yīng)用計(jì)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。12．計(jì)算線圈轉(zhuǎn)動過程中的電荷量【知識點(diǎn)的認(rèn)識】交流電路的電荷量也可以用電流的定義式計(jì)算（1）如果已知平均電流和時(shí)間，則q=（2）根據(jù)法拉第電磁