高三物理交變電流的產(chǎn)生和描述

1、第十一章 交變電流 電磁振蕩與電磁波一、考綱要求內(nèi) 容要 求說(shuō) 明1交變電流、交變電流的圖象2正弦交變電流的函數(shù)表達(dá)式，峰值和有效值3理想變壓器4遠(yuǎn)距離輸電5變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)、變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，電磁波及其傳播6電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射和接收7電磁波譜二、知識(shí)網(wǎng)絡(luò)第1講 交變電流的產(chǎn)生和描述 一、考情直播1.考綱要求考綱內(nèi)容能力要求考向定位1交變電流、交變電流的圖象2正弦交變電流的函數(shù)表達(dá)式，峰值和有效值1知道交變電流的產(chǎn)生及其原理2理解描述交變電流的物理量以及它們之間的關(guān)系、作用3掌握交變電流的變化規(guī)律及表示方法新課標(biāo)考綱對(duì)本講知識(shí)均只做了級(jí)要求，較舊考綱而言降低了要求，原則上應(yīng)該不會(huì)出現(xiàn)難題、

2、偏題舊考綱中“正弦交變電流的圖象”在新考綱中表述為“交變電流的圖象”，則為圖象命題拓展了空間已刪除的考點(diǎn)是“電感器、電容器對(duì)交變電流的影響”2考點(diǎn)整合考點(diǎn)1 交變電流及其產(chǎn)生 描述交變電流的物理量1交變電流： 和 都隨時(shí)間做周期性變化的電流即交變電流2正（余）弦式交流電：交變電流的產(chǎn)生有很多形式常見(jiàn)的正（余）弦式交變電流可由線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞 磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的軸轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生若從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)則產(chǎn)生 交變電流，從峰值面開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)則產(chǎn)生 交變電流3中性面與峰值面：當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)至線圈平面垂直于磁感線位置時(shí)，各邊都不切割磁感線，線圈中沒(méi)有感應(yīng)電流，這個(gè)特定位置叫做 其特點(diǎn)是：與磁場(chǎng)方向垂直，線圈每次經(jīng)過(guò)該面感

3、應(yīng)電流方向均發(fā)生改變峰值面的特點(diǎn)是：磁通量為 ，但電動(dòng)勢(shì) 4描述交變電流的“四值”： 瞬時(shí)值： ，（從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)）峰值： ，平均值： ，有效值：根據(jù)電流的 定義。 ，（正、余弦交流電）5周期和頻率： 周期， 頻率， 轉(zhuǎn)速 特別提醒：1書寫交變電流的表達(dá)式，一定要注意初始平面是中性面還是峰值面若從中性面開(kāi)始，則為正弦函數(shù)，若從峰值面開(kāi)始，則為余弦函數(shù)。2只有正弦式效流電的峰值與有效值才有倍關(guān)系3計(jì)算電量只能用平均值而電容耐壓值對(duì)應(yīng)的是最大值 例1（2008山東濱州）單匝矩形線圈abcd放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，ab=de=l1，ad=bc=l2，從圖示位置起以角速度繞不同轉(zhuǎn)軸做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則（

4、 ）A以O(shè)O為轉(zhuǎn)軸時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)B以O(shè)1O1為轉(zhuǎn)軸時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)C以O(shè)O為轉(zhuǎn)軸時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)D以O(shè)O為轉(zhuǎn)軸或以ab為轉(zhuǎn)軸時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)解析 以O(shè)O為轉(zhuǎn)軸時(shí)，圖示位置相當(dāng)于是峰值面，根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式可知，則C對(duì)A錯(cuò)。再根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系可知D選項(xiàng)正確。若線圈以O(shè)1O1為轉(zhuǎn)軸，則線圈磁通量變化始終為零，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零。【答案】C、D規(guī)律總結(jié) 交變電流的產(chǎn)生與線圈平面初始位置有關(guān)，因此書寫表達(dá)式時(shí)首先要看清初始位置。若線圈平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向平行，則不會(huì)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生。例2 交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子有n匝線圈，每匝線圈所圍面積為S，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為，線圈內(nèi)電阻為r，外電路電

5、阻為R當(dāng)線圈由圖13-1-1中實(shí)線位置第一次勻速轉(zhuǎn)動(dòng)90到達(dá)虛線位置過(guò)程中，求：通過(guò)R的電荷量q為多少？R上產(chǎn)生電熱QR為多少？外力做的功W為多少？解析 由電流的定義，計(jì)算電荷量應(yīng)該用平均值：即，而，故求電熱應(yīng)該用有效值，先求總電熱Q，再按照內(nèi)外電阻之比求R上產(chǎn)生的電熱QR，根據(jù)能量守恒，外力做功的過(guò)程是機(jī)械能向電能轉(zhuǎn)化的過(guò)程，電流通過(guò)電阻，又將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即放出電熱因此【答案】 規(guī)律總結(jié) 要掌握交變電流“四值”的意義：計(jì)算電量只能用平均值計(jì)算電功、電功率、電熱等與熱效應(yīng)有關(guān)的量必須用有效值而電壓表、電流表所能測(cè)量到的也是有效值考點(diǎn)2 交變電流的圖象1根據(jù)圖象的意義，從圖象的縱坐標(biāo)軸上可以

6、直接讀出交變電流的 ，從圖象的橫坐標(biāo)軸上可以直接讀出交變電流的 ，從而可推導(dǎo)角速度及頻率2周期與角速度、頻率的關(guān)系是 。交變電流的頻率與線圈的 相等。3圖象本身則體現(xiàn)了函數(shù)關(guān)系，反映了交變電流的瞬時(shí)變化關(guān)系，故圖線本身是書寫交變電流瞬時(shí)表達(dá)式的依據(jù)。例3 （2009佛山模擬）電阻為1的矩形線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖象如圖所示現(xiàn)把交流電加在電阻為9的電熱絲上，下列判斷正確的是（ ）A線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度100 rad/sB在t0.01s時(shí)刻，穿過(guò)線圈的磁通量最大C電熱絲兩端的電壓D電熱絲此時(shí)的發(fā)熱功率P1800 W解析 由圖可以看出該交變電流的周期

7、，則角速度，A錯(cuò)。t0.01s時(shí)刻，電壓達(dá)到最大，則此時(shí)磁通量變化率最大，磁通量為零，B錯(cuò)。電熱絲兩端電壓為路端電壓，則C錯(cuò)。根據(jù)電功率公式可知D正確?！敬鸢浮緿規(guī)律總結(jié)弄清圖象與瞬時(shí)表達(dá)式的關(guān)系是處理圖象問(wèn)題的要點(diǎn)此外，由圖象直接可以看出周期與峰值。要注意交變電動(dòng)勢(shì)、電流實(shí)際上還是由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的，取決于磁通量的變化率，因此，與磁通量、磁感應(yīng)強(qiáng)度的圖象是互余的關(guān)系。 高考重點(diǎn)熱點(diǎn)題型探究熱點(diǎn)1 交變電流的圖象e/Vt/s202000.1250.250真題1 （2008廣東高考）小型交流發(fā)電機(jī)中，矩形金屬線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與時(shí)間呈正弦函數(shù)關(guān)系，如圖所示，此線圈與一個(gè)R1

8、0的電阻構(gòu)成閉合電路，不計(jì)電路的其他電阻，下列說(shuō)法正確的是（ ）A交變電流的周期為0.125B交變電流的頻率為8HzC交變電流的有效值為AD交變電流的最大值為4A 解析 由et圖像可知，交變電流電流的周期為0.25s，故頻率為4Hz，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤。根據(jù)歐姆定律可知交變電流的最大值為2A，故有效值為A，選項(xiàng)C正確?！敬鸢浮緾名師指引 用交變電流的圖象能夠較全面的考查描述交變電流和各物理量，還可以結(jié)合交變電流的產(chǎn)生、變壓器、電阻定律等命題，因此倍受命題專家的青睞。遇到此類問(wèn)題，考生應(yīng)盡量先寫出交變電流的表達(dá)式，然后才進(jìn)一步作答。新題導(dǎo)練 （2009廣州天河區(qū)模擬）e/Vt/sO1-10.10.2

9、0.3矩形金屬線圈共10匝，繞垂直磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t變化的情況如圖2所示.下列說(shuō)法中正確的是（ ）A.此交流電的頻率為0.2HzB.此交流電動(dòng)勢(shì)的有效值為1V圖2C.t=0.1s時(shí)，線圈平面與磁場(chǎng)方向平行D.線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中穿過(guò)線圈的最大磁通量為Wb搶分頻道限時(shí)基礎(chǔ)訓(xùn)練卷1如圖所示，一單匝閉合線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為e=0.5sin20t(V)，由該表達(dá)式可推知以下哪些物理量？ A勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B線框的面積 C穿過(guò)線框的磁通量的最大值 D線框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度2如圖甲，單匝矩形線

10、圈的一半放在具有理想邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈軸線OO與磁場(chǎng)邊界重合，線圈按圖示方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，t=0時(shí)刻線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，規(guī)定電流方向沿abcda為正方向，則線圈內(nèi)感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象是圖乙中的哪一個(gè)？（ ）3（2009廣州越秀區(qū)）某交流發(fā)電機(jī)中，矩形金屬線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與時(shí)間的關(guān)系如圖所示如果此線圈和一個(gè) R l00 的電阻構(gòu)成閉合電路，不計(jì)電路的其它電阻，下列說(shuō)法中正確的是（ ）A交變電流的周期為0 . 04s B電阻 R 兩端的最大電壓是 l00V C交變電流的有效值為 1A D交變電流的最大值為 1A 4（2008肇慶二模）一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)

11、生的交流電動(dòng)勢(shì)為.關(guān)于這個(gè)交變電流,下列說(shuō)法中正確的是( )A.交變電流的頻率為100HzB.電動(dòng)勢(shì)的有效值為220VC.電動(dòng)勢(shì)的峰值約為311VD.t=0時(shí),線圈平面與中性面垂直5電阻R1、R2交流電源按照?qǐng)D13-1-15甲所示方式連接，R110 ，R220 合上開(kāi)關(guān)后S后，通過(guò)電阻R2的正弦交變電流i隨時(shí)間t變化的情況如圖13-1-15乙所示則( )A通過(guò)R1的電流的有效值是1.2 A BR1兩端的電壓有效值是6 V C通過(guò)R2的電流的有效值是A DR2兩端的電壓有效值是V6.（2009山東煙臺(tái)）把一只電熱器接到100V的直流電源上時(shí)，在時(shí)間t內(nèi)能產(chǎn)生熱量Q，若將它接到u=100sint（

12、V）的交流電源上，仍要產(chǎn)生熱量Q，則所需的時(shí)間為 ( ) A.t B.2t C.t D.4t7長(zhǎng)為a、寬為b的矩形線框有n匝，每匝線圈電阻為R如圖所示，對(duì)稱軸MN的左側(cè)個(gè)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，第一次將線框從磁場(chǎng)中以速度v勻速拉出；第二次讓線框以的角速度轉(zhuǎn)過(guò)90角那么（ ）A通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電量q1：q2=1：nB通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電量q1：q2=1：1C線框發(fā)熱功率P1：P2=2n：1D線框發(fā)熱功率P1：P2=2：18（2009茂名一模）如圖表示一交變電流隨時(shí)間而變化的圖象，則此交變電流的（ ）A電流的最大值為A B電流有效值為5AC周期為0.2sD頻率為50Hz9如圖13-1-11所示

13、為電熱毯電路示意圖，交流電壓u =311sinl00t(v)，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接通時(shí)電熱絲的電功率為P0；下列說(shuō)法正確的是（ ）A開(kāi)關(guān)接通時(shí)，交流電壓表的讀數(shù)為220VB開(kāi)關(guān)接通時(shí)，交流電壓表的讀數(shù)為311VC.開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，交流電壓表的讀數(shù)為311V，電熱絲功率為P0/2D開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，交流電壓表的讀數(shù)為156V，電熱絲功率為P0/210平行板間加如圖4（a）所示周期變化的電壓，重力不計(jì)的帶電粒子靜止在平行板中央，從t=0時(shí)刻開(kāi)始將其釋放，運(yùn)動(dòng)過(guò)程無(wú)碰板情況圖4（b）中，能定性描述粒子運(yùn)動(dòng)的速度圖象正確的是 ( )基礎(chǔ)提升訓(xùn)練1如圖13-1-7所示，矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中可以分別繞垂直于磁場(chǎng)方向的

14、軸P1和P2以相同的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到與磁場(chǎng)方向平行時(shí)（ ）A線圈繞P1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電流等于繞P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電流B線圈繞P1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電動(dòng)勢(shì)小于繞P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電動(dòng)勢(shì)C線圈繞P1和P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電流的方向相同，都是abcdD線圈繞P1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)dc邊受到的安培力大于繞P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)dc邊受到的安培力2處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的矩形線圈abcd，以恒定的角速度繞ab邊轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向平行于紙面并與ab垂直在t0時(shí)刻，線圈平面與紙面重合（如圖），線圈的cd邊離開(kāi)紙面向外運(yùn)動(dòng)若規(guī)定由abcda方向的感應(yīng)電流為正，則能反映線圈中感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖線是（ ）abcdBA B C D 3（2009天津調(diào)研）如圖所示，交

15、流發(fā)電機(jī)線圈的面積為 0.05m2，共100匝，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，電阻R1和R2的阻值均為50，線圈的內(nèi)阻忽略不計(jì)，若從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，則（ ） A線圈中的電動(dòng)勢(shì)為e50sin10t V B電壓表的示數(shù)為V C電流表的示數(shù)為A DR1上消耗的電功率為 50 W4（2008佛山質(zhì)檢）一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的交流電e=220sin100t(V)，那么（ ）A該交流電的頻率是100HzB當(dāng)t=0時(shí)，通過(guò)線圈的磁通量恰好為零C當(dāng)s時(shí)，e有最大值D該交流電電動(dòng)勢(shì)的有效值是V5（2009華師附中）如圖甲所示電路，電阻R的阻值為50，在ab間加上圖乙所示

16、的正弦交流電，則下面說(shuō)法中正確的的是 BCDA產(chǎn)生該交流電的線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為 3.14rad/sB如果產(chǎn)生該交流電的線圈轉(zhuǎn)速提高一倍，則電流表的示數(shù)也增大一倍C交流電壓的有效值為100VD電流表示數(shù)為2A6（2008廣州二模）一交流電壓的圖象如圖所示，將該交流電壓加在一電阻兩端，下列說(shuō)法正確的是（ ）A該交流電壓的頻率為50HzB流過(guò)電阻的電流方向每秒鐘改變50次C并聯(lián)在該電阻兩端的交流電壓表的示數(shù)為110VD該交流電壓的瞬時(shí)表達(dá)式為 (V)6A、C、D由橫坐標(biāo)軸可以看出周期為，則頻率，故A選項(xiàng)正確。電流的方向在每個(gè)周期內(nèi)改變2次，則每秒鐘改變100次，B選項(xiàng)不正確。由縱坐標(biāo)軸可以看

17、出電壓的最大值是，則電壓表的讀數(shù)即電壓的有效值，C選項(xiàng)正確。圖示為正弦式交變電流，可知D選項(xiàng)正確7(2009江蘇鹽城) 阻值為的電阻上通以交變電流，其it關(guān)系如圖，則在01s內(nèi)電阻上產(chǎn)生的熱量為（ ）A1J B15JC2J D28J8如圖13-1-9所示,一臺(tái)模型發(fā)電機(jī)的電樞是矩形導(dǎo)線框abcd，其ab和cd邊長(zhǎng)為L(zhǎng)1=0.4m，ad和bc邊長(zhǎng)L2=0.2m，匝數(shù)為n=100，它在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞通過(guò)線框?qū)ΨQ中心線，且垂直于磁場(chǎng)方向的軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),電壓表的示數(shù)為V開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，外電路上標(biāo)有“10 V、10W”的燈泡恰好正常發(fā)光求：（1）導(dǎo)線框abcd在磁場(chǎng)

18、中轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度?（2）S閉合后,當(dāng)導(dǎo)線框從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)=600過(guò)程中通過(guò)燈泡的電荷量（計(jì)算結(jié)果保留二位有效數(shù)字）8兩導(dǎo)軌和互相平行，相距，固定在水平面內(nèi)，其電阻可忽略不計(jì)， 是一電阻等于的金屬桿，它的兩端分別與和保持良好接觸，又能無(wú)摩擦的滑動(dòng)導(dǎo)軌和金屬桿均處于磁感強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向如圖13-1-16所示導(dǎo)軌左邊與滑動(dòng)變阻器（最大阻值）相連，在時(shí)刻，金屬桿由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，其速度隨時(shí)間t變化的關(guān)系為求：（1）桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的關(guān)系式（2）在1min內(nèi)最多能夠產(chǎn)生多少熱量？10（2008湖南12校聯(lián)考）如圖所示，兩根不計(jì)電阻的傾斜平行導(dǎo)軌與水平面的夾角=37o ，底端接電阻R

19、=1.5.金屬棒a b的質(zhì)量為m=0.2kg.電阻r=0.5，垂直擱在導(dǎo)軌上由靜止開(kāi)始下滑，金屬棒a b與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.25，虛線為一曲線方程y=0.8sin(x)m與x軸所圍空間區(qū)域存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，方向垂直于導(dǎo)軌平面向上（取g=10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8）.求：（1）.當(dāng)金屬棒a b下滑的速度為m/s 時(shí)，電阻R的電功率是多少？（2）當(dāng)金屬棒a b運(yùn)動(dòng)到Xo=6 m處時(shí)，電路中的瞬時(shí)電功率為0.8w，在這一過(guò)程中，安培力對(duì)金屬棒a b做了多少功？能力提高訓(xùn)練1（2008寧夏高考）abcdBOO/abB(c)(d)45ab如圖a

20、所示，一矩形線圈abcd放置在勻 強(qiáng)磁場(chǎng) 中，并繞過(guò)ab、cd中點(diǎn)的軸OO以角速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。若以線圈平面與磁場(chǎng)夾角時(shí)（如圖b）為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，并規(guī)定當(dāng)電流自a流向b時(shí)電流方向?yàn)檎t下列四幅圖中正確的是（ ）i/At/rad222320At/radi/A222320Bt/rad2i/A22230Ci/At/rad222320D2（2009江蘇泰州）如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線圈abcd 其匝數(shù)為n總電阻為r外電路的 電阻為R，ab的中點(diǎn)和cd的中點(diǎn)的連線OO/ 恰好位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界線上，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OO/軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則以下判斷中正確的是（ ）A閉合

21、電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式e = nBL2sintB在t = 時(shí)刻，磁場(chǎng)穿過(guò)線圈的磁通量為零，但此時(shí)磁通量隨時(shí)間變化最快C從t =0 時(shí)刻到t = 時(shí)刻，電阻R上產(chǎn)生的熱量為D從t =0 時(shí)刻到t = 時(shí)刻，通過(guò)R的電荷量q = 3將硬導(dǎo)線中間一段折成不封閉的正方形，每邊長(zhǎng)為l，它在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向如圖13-1-10的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n，導(dǎo)線在a、b兩處通過(guò)電刷與外電路連接，外電路有額定功率為P的小燈泡并正常發(fā)光，電路中除燈泡外，其余部分的電阻不計(jì)，燈泡的電阻應(yīng)為（ ）A. (2l2nB)2/P B.2(l2nB)2/PC.(l2nB)2/2P D.(l2nB)2/P4（200

22、8山東臨沂）讓匝數(shù)為100匝的閉合矩形線圈繞某垂直磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈內(nèi)可產(chǎn)生如圖所示的交流電，由該圖象可計(jì)算出（ ）A該交流電壓的有效值為10V B該交流電變化頻率為25Hz C矩形線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為50rad/sD矩形線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，穿過(guò)線圈平面的最大磁通量為wb5為某型號(hào)電熱毯的電路圖，將電熱絲接在u156sin120t V的電源上，電熱毯被加熱到一定溫度后，由于P的作用使輸入的正弦交流電僅有半個(gè)周期能夠通過(guò)，即電壓變?yōu)閳Db所示波形，從而進(jìn)入保溫狀態(tài).則此時(shí)交流電壓表（ ）A. 測(cè)量的是電壓的最大值,讀數(shù)是156V B測(cè)量的是電壓的有效值,讀數(shù)是110V C測(cè)量的是電

23、壓的有效值,讀數(shù)是78 V D測(cè)量的是電壓的有效值,讀數(shù)是55 V6兩個(gè)相同的環(huán)形金屬線圈A、B靠近且同軸放置，如圖13-1-14甲所示線圈A中通以如圖13-1-14所示的交變電流，則下列說(shuō)法中不正確的是（） A在tlt2時(shí)間內(nèi)兩線圈互相吸引 B在t2t3時(shí)間內(nèi)兩線圈互相排斥C在tl時(shí)刻兩線圈間的作用力為零 D在t2時(shí)刻兩線圈間的作用力最大7用單位長(zhǎng)度電阻為的導(dǎo)線繞制一個(gè)n=100匝、邊長(zhǎng)a=0.20m的正方形線圈，線圈兩端與阻值的電阻連接構(gòu)成閉合回路，如圖13-1-17甲所示線圈處在均勻磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于線圈平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖13-1-17乙所示求：（1）在0s時(shí)

24、間內(nèi)，通過(guò)電阻R的電荷量；（2）1min內(nèi)電流通過(guò)電阻R所產(chǎn)生的熱量；（3）線圈中所產(chǎn)生的感應(yīng)電流的有效值8如下圖甲所示，邊長(zhǎng)為和L的矩形線框、互相垂直，彼此絕緣，可繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，將兩線框的始端并在一起接到滑環(huán)C上，末端并在一起接到滑環(huán)D上，C、D彼此絕緣，外電路通過(guò)電刷跟C、D連接，線框處于磁鐵和圓柱形鐵芯之間的磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)邊緣中心的張角為450，如下圖乙所示(圖中的圓表示圓柱形鐵芯，它使磁鐵和鐵芯之間的磁場(chǎng)沿半徑方向，如圖箭頭方向所示)不論線框轉(zhuǎn)到磁場(chǎng)中的什么位置，磁場(chǎng)的方向總是沿著線框平面磁場(chǎng)中長(zhǎng)為的線框邊所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為B，設(shè)線框和的電阻都是r，兩個(gè)線框以角速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)

25、，電阻R=2r(1)求線框轉(zhuǎn)到如乙圖所示位置時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大??；(2)求轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中電阻R上電壓的最大值；(3)從線框進(jìn)入磁場(chǎng)開(kāi)始計(jì)時(shí)，作出0T(T是線框轉(zhuǎn)動(dòng)周期)的時(shí)間內(nèi)通過(guò)R的電流隨時(shí)間變化的圖象；(4)求在外力驅(qū)動(dòng)下兩線框轉(zhuǎn)動(dòng)一周所做的功9如圖13-1-18甲所示，真空中兩水平放置的平行金屬板C、D，上面分別開(kāi)有正對(duì)的小孔O1和O2，金屬板C、D接在正弦交流電源上，C、D兩板間的電壓UCD隨時(shí)間t變化的圖線如圖13-1-18乙所示t0時(shí)刻開(kāi)始，從C板小孔O1處連續(xù)不斷飄入質(zhì)量為m3.21021kg、電荷量q1.61015C的帶正電的粒子（設(shè)飄入速度很小，可視為零）在D板外側(cè)有以MN為邊界

26、的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，MN與金屬板C相距d10cm，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的大小為B0.1T，方向如圖中所示，粒子的重力及粒子間相互作用力不計(jì)，平行金屬板C、D之間的距離足夠小，粒子在兩板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間可忽略不計(jì)求：（1）帶電粒子經(jīng)小孔O2進(jìn)入磁場(chǎng)后，能飛出磁場(chǎng)邊界MN的最小速度為多大？（2）從0到0.04s末時(shí)間內(nèi)哪些時(shí)刻飄入小孔O1的粒子能穿過(guò)電場(chǎng)并飛出磁場(chǎng)邊界MN？（3）以O(shè)2為原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系，在圖甲中畫出粒子在有界磁場(chǎng)中可能出現(xiàn)的區(qū)域（用斜線標(biāo)出），并標(biāo)出該區(qū)域與磁場(chǎng)邊界交點(diǎn)的坐標(biāo)要求寫出相應(yīng)的計(jì)算過(guò)程10如圖6所示，真空中相距d5cm的兩塊平行金屬板A、B與電源連接（圖中未畫出），其中B板接地（電勢(shì)為零）

27、，A板電勢(shì)變化的規(guī)律如圖所示將一個(gè)質(zhì)量kg，電量q+1.610-19 C的帶電粒子從緊臨B板處釋放，不計(jì)重力求（1）在t0時(shí)刻釋放該帶電粒子，釋放瞬間粒子加速度的大??；（2）若A板電勢(shì)變化周期T1.010-5 s，在t0時(shí)將帶電粒子從緊臨B板處無(wú)初速釋放，粒子達(dá)到A板時(shí)動(dòng)量的大??；（3）A板電勢(shì)變化頻率多大時(shí)，在到時(shí)間內(nèi)從緊臨B板處無(wú)初速釋放該帶電粒子，粒子不能到達(dá)A板參考答案考情直播考點(diǎn)整合考點(diǎn)1交變電流及其產(chǎn)生 描述交變電流的物理量1強(qiáng)弱、方向 2垂直于、正弦式、余弦式 3中性面、零、最大4、熱效應(yīng)、考點(diǎn)2 交變電流的圖象1峰值、周期 2、轉(zhuǎn)速 高考重點(diǎn)熱點(diǎn)題型探究新題導(dǎo)練 D 由圖象查以

28、看出，該交變電流的峰值為1V，則其有效值為，B錯(cuò)。其周期為0.2s，則其頻率為5Hz，A錯(cuò)。t=0.1s時(shí)，電動(dòng)勢(shì)為零，為中性面，線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，C錯(cuò)。搶分頻道限時(shí)基礎(chǔ)訓(xùn)練卷1C、D 由及e=0.5sin20t可知rad/s，Wb 2A 產(chǎn)生余弦式交流電3A、D 最大電壓為100V，交變電流的有效值為/2 A 4B、C 根據(jù)比較判斷 5B 6. B 熱效應(yīng)對(duì)應(yīng)交變電流的有效值 7B、D電量取決于，熱功率取決于有效值8ABC根據(jù)有效值的定義，有9A、D 電表測(cè)量到有效值，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)每個(gè)周期只有一半時(shí)間通電10A 由于交變電流在一個(gè)周期內(nèi)只是電流方向發(fā)生改變而大小未變,故粒子先勻加速運(yùn)動(dòng)、

29、后勻減速運(yùn)動(dòng),周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)方向未發(fā)生改變.基礎(chǔ)提升訓(xùn)練1A圖示為峰值面，由可知電動(dòng)勢(shì)大小與轉(zhuǎn)軸所在位置無(wú)關(guān)，則可判斷 A對(duì)而B(niǎo)、D錯(cuò)再結(jié)合楞次定律知C錯(cuò)2C 圖為峰值面,故得到余弦函數(shù).由楞次定律可知開(kāi)始時(shí)電流方向?yàn)檎?C 4C頻率是50Hz，t=0時(shí)磁通量最大，有效值為220V5C rad/s6D 峰值對(duì)應(yīng)峰值面磁通量為零，而電流為零對(duì)應(yīng)中性面磁通量最大從A到B轉(zhuǎn)過(guò)7D 8（1）=12.5 rad/s (2)Q=5.71O-2 C 要通過(guò)電壓及電流的有效值計(jì)算回路總電阻9（1）（2）滑片觸頭移至最上端時(shí)R2功率最大10（1） PR=0.06w （2）W安 = 3.8 J 能力提高訓(xùn)練1D 從a

30、圖可看出線圈從垂直于中性面開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，由楞次定律可判斷，初始時(shí)刻電流方向?yàn)閎到a，故瞬時(shí)電流的表達(dá)式為i=imcos（+t），則圖像為D圖像所描述。平時(shí)注意線圈繞垂直于磁場(chǎng)的軸旋轉(zhuǎn)時(shí)的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式的理解。2BCD 磁通量的變化與匝數(shù)無(wú)關(guān)，計(jì)算熱量要用有效值，而算電量才用平均值3B 由，可得R=2(l2nB)2/P4ABC 5C取一個(gè)周期計(jì)算有效值,一個(gè)周期包括一段波及一段空6D 根據(jù)楞次定律及電流的相互作用關(guān)系判斷7（1）在0s時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)通過(guò)電阻R的電流 所以在0t1時(shí)間內(nèi)通過(guò)R的電荷量q=I1t1=1.010-2C （2）在一個(gè)周期內(nèi)，電流通過(guò)電阻R產(chǎn)生熱量 在1.0 min內(nèi)電阻R產(chǎn)生的熱量為 （3）設(shè)感應(yīng)電流的有效值為I，則一個(gè)周期內(nèi)電流產(chǎn)