101交變電流傳感器

1、AA 弟十早 I THE TENTH CH交變電流傳感器考點(diǎn)內(nèi)容要求說明考綱解讀交變電流；描述交變電流I1高考對(duì)本章的考查多集中在變壓器的原的物理量和圖象理及其應(yīng)用、交流電的有效值、平均值和正弦交變電流的函數(shù)表I遠(yuǎn)距離輸電等知識(shí)的理解和應(yīng)用上題型達(dá)式多為選擇題由于變壓器與電能的輸送密電感和電容對(duì)交變電流I切相關(guān)，貼近生活實(shí)際，觸及能源利用的的影響社會(huì)熱點(diǎn)，符合貼近現(xiàn)實(shí)突出能力的命題限于單相趨勢(shì)，仍不失為備考的重點(diǎn).理想變壓器n理想變壓2.預(yù)計(jì)咼考中，對(duì)交變電流的考查仍集中器在上述知識(shí)點(diǎn)上，但是交變電流的有關(guān)知電能的輸送I識(shí)與其他知識(shí)有很多的結(jié)合點(diǎn)，如電路結(jié)構(gòu)分析、電路的動(dòng)態(tài)分析、電功、電功率的

2、計(jì)算、帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)等，傳感器I所以在今后的考查中可能在大綜合題中體現(xiàn)對(duì)交變電流的考查第1課時(shí)交變電流的產(chǎn)生和描述【考綱解讀丨1能掌握交變電流的產(chǎn)生和描述，會(huì)寫出交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式2能認(rèn)識(shí)交變電流的圖象和進(jìn)行有效值、最大值的計(jì)算.題組扣點(diǎn)深度思考注題箭點(diǎn)球人理解獄詹規(guī)律基礎(chǔ)知識(shí)題組1. 交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律關(guān)于線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的交變電流，下列說法中正確的是（）A .線圈平面每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電流的方向就改變一次，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向不變B 線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流的方向改變一次C .線圈平面每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的方向都改變一次D 線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感

3、應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的方向都改變一次答案 C解析 依據(jù)交流電的變化規(guī)律可知，如果從中性面開始計(jì)時(shí)，有e= Emsin cot和 i = Imsinw t如果從垂直于中性面的位置開始計(jì)時(shí)，有e= Emcos cot和 i = Imcos o環(huán)難看出：線圈平面每經(jīng)過中性面一次， 感應(yīng)電流的方向就改變一次，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向也改變一次;線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流的方向和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向都改變兩次.故正確答案為C.描述交變電流的物理量小型交流發(fā)電機(jī)中，矩形金屬線圈在勻圖1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1所示此線圈與一個(gè) R= 10 Q的電阻構(gòu)成閉合電路，不計(jì) 電路的其他電阻，下

4、列說法正確的是（A .交變電流的周期為 0.125 sB .交變電流的頻率為8 HzC.交變電流的有效值為?2 AD .交變電流的最大值為4A答案 C解析 由題圖可知，交變電流的周期為 0.250 s,頻率為4 Hz,交變電流的最大值為202=2 A，有效值為 五 A =V2 A，所以應(yīng)選C.Q.有效值的計(jì)算電阻R1、R2與交流電源按照如圖 2甲所示方式連接，R1= 10 Q、R2= 20合上開關(guān)S后，通過電阻R2的正弦交變電流i隨時(shí)間t變化的情況如圖乙所示. 則（圖2B . Ri兩端的電壓有效值是 6 VC .通過R2的電流的有效值是1.2： 2 AD . R2兩端的電壓有效值是6 2 V處

5、相同，貝y Iim= 0.6.2 A，電流的有效值Ii =I 1m2=0.6 A，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由Ui= I1R1答案B解析由題圖知流過R2交流電電流的最大值l2m= 0.2 A，有效值12 =0.6 A，故V2選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由U2m= |2mR2= 12 ,2 V知，U2= 12 V，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；因串聯(lián)電路電流處=6 V，故選項(xiàng)B正確.【考點(diǎn)梳理】一、交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律1 .交變電流大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流.如圖3(a)、(b)、(c)、(d)所示都屬于交變電流.其中按正弦規(guī)律變化的交變電流叫正弦式交變電流，簡(jiǎn)稱正弦式電流，如圖(a)所示.J| in1 Lt；打r1S_J1A

6、亠 / r V 11圖32. 正弦交流電的產(chǎn)生和圖象(1) 產(chǎn)生：在勻強(qiáng)磁場(chǎng)里，線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng).(2) 中性面 定義：與磁場(chǎng)方向垂直的平面. 特點(diǎn)a. 線圈位于中性面時(shí)，穿過線圈的磁通量最大， 磁通量的變化率為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零b. 線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，兩次經(jīng)過中性面線圈每經(jīng)過中性面一次，電流的方向就改變一次.(3) 圖象：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 為正弦函數(shù)曲線.二、正弦交變電流的函數(shù)表達(dá)式、峰值和有效值1 .周期和頻率(1) 周期(T):交變電流完成一一(線圈轉(zhuǎn)一周)所需的時(shí)間，單位是秒(s),公式2 nT =.(2) 頻率(f):交

7、變電流在1 s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù).單位是赫茲(Hz).1 1周期和頻率的關(guān)系：T= f或f=.2 .正弦式交變電流的函數(shù)表達(dá)式(線圈在中性面位置開始計(jì)時(shí))(1) 電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間變化的規(guī)律：e= Emsin_ .t(2) 負(fù)載兩端的電壓 u隨時(shí)間變化的規(guī)律：u = Umsint(3) 電流i隨時(shí)間變化的規(guī)律：i = Ims in 3淇中3等于線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，Em = nBS。3. 交變電流的瞬時(shí)值、峰值、有效值(1) 瞬時(shí)值：交變電流某一時(shí)刻的值，是時(shí)間的函數(shù).峰值：交變電流的電流或電壓所能達(dá)到的最大值，也叫最大值.(3) 有效值：跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流的值叫做交變電流的有效值.

8、對(duì)正弦交流電，其有效值和峰值的關(guān)系為:EmUmI mE = E，U =靈*平均值：是交變電流圖象中波形與橫軸所圍面積跟時(shí)間的比值.規(guī)律方法題組瞬時(shí)值表達(dá)式的書寫如圖4所示，圖線a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 .在圖中t= 0時(shí)刻穿過線圈的磁通量均為零B .線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為3 : 2C .交流電a的瞬時(shí)值表達(dá)式為u = 10sin 5 n (V)D .交流電b的最大值為5 V答案 BC解析 t= 0時(shí)刻穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零，故電壓為零，A錯(cuò).讀圖

9、得兩次周期之比為 2 : 3,由轉(zhuǎn)速n =3= 1得轉(zhuǎn)速與周期成反比， 故B正確.讀圖得a2 n I的最大值為10 V , 3= 5冗rad/s,由交流電感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式 e= Emsin 3t(V)(從 線圈在中性面位置開始計(jì)時(shí) )得，u= 10sin 5 n (V)，故C正確.交流電的最大值 Em= nBS3,2 20所以根據(jù)兩次轉(zhuǎn)速的比值可得，交流電b的最大值為3X 10 V = 20 V，故D錯(cuò).【方法提煉丨書寫交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式的基本思路1 .確定正弦交變電流的峰值，根據(jù)已知圖象讀出或由公式Em= nBS3求出相應(yīng)峰值.2.明確線圈的初始位置，找出對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式.如：線圈

10、從中性面位置開始轉(zhuǎn)動(dòng)，則 i t圖象為正弦函數(shù)圖象，函數(shù)式為 i = Imsin wt線圈從垂直中性面位置開始轉(zhuǎn)動(dòng)， 則i t圖象為余弦函數(shù)圖象， 函數(shù)式為i = Imcos 3 t考點(diǎn)一交變電流的變化規(guī)律1.課堂探究考點(diǎn)突破先做后聽共同牡丸規(guī)律方浩2.兩個(gè)特殊位置的特點(diǎn)(1)線圈平面與中性面重合時(shí),S丄B,最大，云=0, 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, Q= 0,r盤最大,曰 . 曰 .e最大，i最大,電流方向不改變.規(guī)律物理量、函數(shù)圖象磁誦量0= mCOS 3t=BScos 3t*、電動(dòng)勢(shì)e= Emsin 3t=nBS 3in 3to電壓

11、u = U msi n 3tREm .=sin 3tR+ rUt%O*r電流i = Imsi n 3tEm=sin 3tR+ rr正弦式交變電流的變化規(guī)律(線圈在中性面位置開始計(jì)時(shí) )特別提醒1.只要線圈平面在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，就產(chǎn)生正弦式交流電，其變化規(guī)律與線圈的形狀、轉(zhuǎn)動(dòng)軸處于線圈平面內(nèi)的位置無關(guān).2.一t圖象與對(duì)應(yīng)的e t圖象是互余的.【例1 如圖5甲所示，一矩形線圈 abed放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并繞過 ab、cd中點(diǎn)的軸00以角速度3逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng).若以線圈平面與磁場(chǎng)夾角0= 45寸(如圖乙)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)檎齽t下列四幅圖中正確的是( )

12、nri = 一 I mCOS (4 + 3 )，則是永久磁鐵的兩個(gè)磁極，它們的表面呈半圓柱面形狀.rMj/A 1(1H 仃皐 it ttiiAvdf 22J審題指導(dǎo)解答本題應(yīng)注意以下三點(diǎn):(1) 確定t = 0時(shí)刻感應(yīng)電流的方向.(2) 利用t = 0時(shí)刻的速度確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小.(3) 判定t = 0時(shí)刻后短時(shí)間內(nèi)電流的變化趨勢(shì).解析 該題考查交變電流的產(chǎn)生過程.t = 0時(shí)刻，根據(jù)題圖乙表示的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，由右手定則知，此時(shí)ad中電流方向由a到d，線圈中電流方向?yàn)閐a，與規(guī)定的電流正方向相反，電流為負(fù)值又因?yàn)榇藭r(shí)ad、bc兩邊的切割速度方向與磁場(chǎng)方向成 45夾角，由E = 2Blv丄，可得E

13、= 2X右2Blv=Em,即此時(shí)電流是最大值的 今倍，由圖乙 還能觀察到，線圈在接下來 45 的轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，ad、bc兩邊的切割速度 v丄越來越小，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)應(yīng)減小，感應(yīng)電流應(yīng)減小，故瞬時(shí)電流的表達(dá)式為圖象為D圖象所描述，故 D項(xiàng)正確.答案 D 【突破訓(xùn)練1如圖6所示是一臺(tái)發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中柱形鐵芯，它與磁極的柱面共軸，鐵芯上有一矩形線框，可繞與鐵芯 M共軸的固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn).磁極與鐵芯之間的縫隙中形圖6成方向沿半徑、大小近似均勻的磁場(chǎng)若從圖示位置開始計(jì)時(shí)，當(dāng)線框繞固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，下列圖象中能正確反映線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t變化規(guī)律的是（）OL/r-2LL-V/一戶;1JABE

14、lifH11i|11f9PT T11H1cD答案 DN解析因發(fā)電機(jī)的兩個(gè)磁極 N、S呈半圓柱面形狀，磁極間的磁感線如圖所示，即呈輻向分布磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不變，僅方向發(fā)生改變，故線框在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)垂直切 害憶感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小不變，線框越過空隙段后，由于線框切割磁感線方 向發(fā)生變化，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向發(fā)生變化，綜上所述， D正確.【突破訓(xùn)練2 實(shí)驗(yàn)室里的交流發(fā)電機(jī)可簡(jiǎn)化為如圖7所示的模型，正方形線圈在水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直于磁感線的00 軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)今在發(fā)電機(jī)的輸出端接一個(gè)電阻R和理想電壓表，并讓線圈每秒轉(zhuǎn)25圈，讀出電壓表的示數(shù)為 10 V .已知R= 10 Q,線圈電阻忽略不

15、計(jì)， 下列說法正確的是（）圖7i = , 2sin 50 nAA 線圈平面與磁場(chǎng)平行時(shí)，線圈中的瞬時(shí)電流為零B .從線圈平面與磁場(chǎng)平行開始計(jì)時(shí)，線圈中感應(yīng)電流瞬時(shí)值表達(dá)式為C .流過電阻R的電流每秒鐘方向改變 25次D .電阻R上的熱功率等于10 W答案 D解析 線圈平面與磁場(chǎng)平行時(shí)，瞬時(shí)感應(yīng)電流最大，A錯(cuò).從線圈平面與磁場(chǎng)平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，Em= 10 .2 V, f= 25 Hz, i= J2C0S 50 nA , B錯(cuò).電流方向每秒改變 50次,U2C 錯(cuò).Pr = 10 W, D 正確.R考點(diǎn)二交流電有效值的求解有效值是交流電中最重要的物理量，必須會(huì)求解，特別是正弦交流電的有效值，應(yīng)記住

16、公式.求交變電流有效值的方法有：利用1=第,U =, e =子計(jì)算，只適用于正（余）弦式交流電.（2）非正弦式交流電有效值的求解根據(jù)電流的熱效應(yīng)進(jìn)行計(jì)算，其中，交變電流的有效值 是根據(jù)電流通過電阻時(shí)產(chǎn)生的熱效應(yīng)定義的，即讓交變電流和直流電流通過相同的電阻,在相同的時(shí)間里若產(chǎn)生的熱量相同，則交變電流（電壓）的有效值就等于這個(gè)直流電流 （電壓）的值，即求解交變電流有效值問題必須在相同電阻、相同時(shí)間、相同熱量的“三同”原則下求解.【例2 如圖8所示，圖甲和圖乙分別表示正弦脈沖波和方波的交變電流與時(shí)間的變化關(guān)系.使這兩種電流分別通過兩個(gè)完全相同的電阻，則經(jīng)過1 min的時(shí)間，兩電阻消耗的電功之比W甲：

17、W乙為C. 1 : 3A . 1 : .2解析電功的計(jì)算中,I要用有效值計(jì)算，圖甲中，由有效值的定義得(g)2RX 2X 10_2+ 0 + (12)xj32RX 2X 10-2= I2RX 6X 10-2,得 11 =虧 A ;圖乙中，I 的值不變，12 = 1 A ,由 W= UIt = I2Rt可以得到 W甲：W乙=1 : 3.答案 C【突破訓(xùn)練3】如圖9甲所示，為一種調(diào)光臺(tái)燈電路示意圖，它通過雙向可控硅電子器件 實(shí)現(xiàn)了無級(jí)調(diào)節(jié)亮度給該臺(tái)燈接220 V的正弦交流電后加在燈管兩端的電壓如圖乙所示，則此時(shí)交流電壓表的示數(shù)為（）答案 B220 解析 本題考查電壓的有效值的計(jì)算.設(shè)電壓的有效值為

18、 U,根據(jù)有效值定義有容R 2=UrT，解得U = 110 V，貝y B項(xiàng)正確.考點(diǎn)三交變電流的“四值”的比較與理解1.交變電流的瞬時(shí)值、峰值、有效值和平均值的比較物理量物理含義重要關(guān)系適用情況及說明e= Emsi n wt計(jì)算線圈某時(shí)刻的受瞬時(shí)值交變電流某一時(shí)刻的值i = Imsin wt力情況Em= n BSw討論電容器的擊穿電峰值取大的瞬時(shí)值EmI m=R+ r壓(1)計(jì)算與電流的熱效EmE=花應(yīng)有關(guān)的量(如電功、UmU = J2電功率、電熱等)跟交變電流的熱效應(yīng)等效2電氣設(shè)備“銘牌”有效值的恒定電流的值I m =逼上所標(biāo)的一般是有效值適用于正(余)弦式交變電流(3)保險(xiǎn)絲的熔斷電流為有

19、效值交變電流圖象中圖線與時(shí)計(jì)算通過電路截面的平均值間軸所夾的面積與時(shí)間的E = Bl v電荷量比值 E = nK_EI R+ r2. 交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式的求法 先求電動(dòng)勢(shì)的最大值 Em = n BSs；、2 n求出角速度w, w=;明確從哪一位置開始計(jì)時(shí)，從而確定是正弦函數(shù)還是余弦函數(shù);(4) 寫出瞬時(shí)值的表達(dá)式.圖10【例3 如圖10所示，線圈abed的面積是0.05 m2，共100匝，線圈電阻1為1 Q,外接電阻R= 9 Q,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=- T,當(dāng)線圈n以300 r/min的轉(zhuǎn)速勻速旋轉(zhuǎn)時(shí).問:(1)若從線圈處于中性面開始計(jì)時(shí)，寫出線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式;1(2)線圈

20、轉(zhuǎn)過30 S時(shí)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值多大?(3) 電路中，電壓表和電流表的示數(shù)各是多少?1從中性面開始計(jì)時(shí)，經(jīng)30 s通過電阻R的電荷量是多少?解析 （1）e= Emsin w t nBS fsin （2 ft）1300300=100 HX 0.05 X 2nX 藥sin （2 nX 藥t）V=50sin 10 nV1 1（2） 當(dāng) t= 30 S 時(shí)，e= 50sin （10 nX 拓）V 衣43.3 V .Em 50電動(dòng)勢(shì)的有效值為 E =靈=J! V疋35.4 V,F 35 4電流表示數(shù)I = A = 3.54 A,R+r 9+1電壓表示數(shù) U = IR = 3.54 X 9 V = 31.86

21、 V.AQ QQA30 s內(nèi)線圈轉(zhuǎn)過的角度 =w t云嚴(yán)2nX = n該過程中，1=BS BScos 0= BS,tER+ rn 7T1100X -x 0.05 n nBSn得 q=R+ r 2 R+ r 2x 9+1C=4n C.答案 (1)e= 50sin 10nt V (2)43.3 V1(3)31.86 V 3.54 A (4) C4 n【例4 一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1 : n2= 11 : 5，原線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓u如圖11所示副線圈僅接入一個(gè)10 Q的電阻貝U()A .流過電阻的電流是 20 AB 與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是100 .2 VC .經(jīng)過1分鐘電阻

22、發(fā)出的熱量是6X 103 JD .變壓器的輸入功率是1X 103 W解析 原線圈中電壓的有效值是220 V 由變壓比知副線圈中電壓為100 V，流過電阻的電流是10 A ;與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是 100 V;經(jīng)過1分鐘電阻發(fā)出的熱量是 6X 104J；U2P入=P出=R100210V = 1X 103 W.只有D項(xiàng)正確.答案 D【突破訓(xùn)練4 一正弦交流電的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖12所示.由圖可知A .該交流電的電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u= 100sin (25t) VB .該交流電的頻率為25 HzC .該交流電的電壓的有效值為1002 V答案 BD解析 從題圖中可知，交流電周期T= 4X

23、10-2 s,峰值電壓Um= 100 V，故交流電的頻1u率f= t = 25 Hz ,有效值U = 2 = 50f2 V .將該交流電壓加在 R= 100 Q的電阻兩端時(shí)， .22電阻消耗的熱功率 P= U = 50 W，電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式u = Umsin 甘=100sin （50 nt） V ,RI故正確選項(xiàng)為 B、D.高考模擬-提能訓(xùn)練走近商*檢斜課囊效陀提升孵聶能力【高考題組】1 . （2012北京理綜15）一個(gè)小型電熱器若接在輸出電壓為10 V的直流電源上，消耗電功率P為P;若把它接在某個(gè)正弦式交流電源上，其消耗的電功率為P.如果電熱器電阻不變,則此交流電源輸出電壓的最大值為A .

24、 5 V B . 5 2 VC . 10 VD . 10.2 V答案 C解析P = ，所以正弦式交流U2102根據(jù)P = R，對(duì)直流電有 P = -R，對(duì)正弦式交流電有電的有效值為U=故交流電源輸出電壓的最大值V，故選項(xiàng)C正確，選項(xiàng) A、B、D錯(cuò)誤.2. （2012廣東理綜19）某小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)為e= 50sin 100 n（V）.對(duì)此電動(dòng)勢(shì),下列表述正確的有（）A .最大值是 50,；2 VB .頻率是100 HzC .有效值是 25 .；2 VD .周期是0.02 s答案 CD解析 交變電動(dòng)勢(shì)e= Emsin cot或 e= EmCOS co t其中Em為電動(dòng)勢(shì)的最大值，3為角

25、速度,有效值E =Em.22 n1,周期 T =，頻率 f=.由 e= 50sin 100 n(V)知,3IEm = 50 V, E = V =QQAA25 -2 V，T=0=后扌 s= 0.02 s, f = T=蚯 Hz = 50 Hz，所以選項(xiàng) C、D 正確.3. （2011四川理綜20）如圖13所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的矩形線圈的11Jo.11r_1二h二nn1111Oi周期為T,轉(zhuǎn)軸O1O2垂直于磁場(chǎng)方向，線圈電阻為2 Q從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，線圈轉(zhuǎn)過60時(shí)的感應(yīng)電流為1 A 那么（ ）A .線圈消耗的電功率為 4WB 線圈中感應(yīng)電流的有效值為2 A圖132 nC .

26、任意時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e= 4costD .任意時(shí)刻穿過線圈的磁通量為二nsin 2jnt答案 AC解析從線圈平面平行于磁感線開始計(jì)時(shí)，交變電流的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為e=Emcos w t則感應(yīng)電流i = R = -Rmcos 0,由題給條件有：1 =號(hào)X 2，解得Em = 4 V，貝y Im=2 A , I有效=.2 A，線圈消耗的電功率 P= I有效R= 4 W，所以A正確，B錯(cuò)誤.e=2 n2 n2T4cos 3= 4cost，故C正確.由Em = BSw= Qm得 m =，故任意時(shí)刻 二IInsin罕，故D錯(cuò)誤.【模擬題組】4. 一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖象

27、如圖14甲所示.電路組成如圖乙所示，已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為 5.0 Q,外接燈泡阻值為 95.0 Q,燈泡正常發(fā)光，則（）T乙圖14A .電壓表&的示數(shù)為220 VB .電路中的電流方向每秒鐘改變50次C .燈泡消耗的功率為 509 WD .發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為24.2 J答案 D解析 電壓表的示數(shù)應(yīng)為有效值，U =歲 = 209 V , A項(xiàng)錯(cuò)；電路中的電流方向寸2 R+ rU2每秒鐘改變100次，B項(xiàng)錯(cuò)；P燈=R = 459.8 W , C項(xiàng)錯(cuò)；發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻的發(fā)熱功率為 p，= I2r =（U）2r = 24.2 W，每秒生熱 24.2 J, D 項(xiàng)對(duì).5. 在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一

28、矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖15甲所示，金屬線框的總電阻為 R,金屬線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的圖象如圖乙所示，則（）甲15A . t = 0.005 s時(shí)線框的磁通量變化率為零B . t = 0.01 s時(shí)線框平面與中性面重合3112C .線框中產(chǎn)生的電功率為P =箱D .線框中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)頻率為50 Hz答案 BCD解析由題圖乙可知在 0.005 s時(shí)，電動(dòng)勢(shì)最大，那么線框的磁通量的變化率應(yīng)為最大，A項(xiàng)錯(cuò).在0.01 s時(shí)，e= 0,線框位于中性面位置，線框中的電功率為1 1C項(xiàng)正確；e的頻率f=002 Hz = 50 Hz, D項(xiàng)正確.P= U2 =廠Rm)2心 3112

29、B、練岀高分（限時(shí)：45分鐘）?題組1對(duì)交變電流的產(chǎn)生及圖象的考查1.如圖1甲所示，矩形線圈abed在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的交變電流如圖乙所示，設(shè)沿 abeda方向?yàn)殡娏髡较?，則（）圖1A .乙圖中Oa時(shí)間段對(duì)應(yīng)甲圖中 A至B圖的過程B .乙圖中e時(shí)刻對(duì)應(yīng)甲圖中的 C圖C .若乙圖中d等于0.02 s,則1 s內(nèi)電流的方向改變了 50次D .若乙圖中b等于0.02 s,則交流電的頻率為50 Hz答案 A解析由交變電流的產(chǎn)生原理可知，甲圖中的A、C兩圖中線圈所在的平面為中性面,線圈在中性面時(shí)電流為零，再經(jīng)過1/4個(gè)周期電流達(dá)到最大值，再由楞次定律判斷出電流的方向，因此甲圖中

30、A至B圖的過程電流為正，且從零逐漸增大到最大值，A對(duì)；甲圖中的C圖對(duì)應(yīng)的電流為零，B錯(cuò)；每經(jīng)過中性面一次線圈中的電流方向就要改變一次，所以一個(gè)周期內(nèi)電流方向要改變兩次，所以在乙圖中對(duì)應(yīng)Od段等于交變電流的一個(gè)周期，若已知d等于0.02 s,則頻率為50 Hz , 1 s內(nèi)電流的方向?qū)⒏淖?00次，C錯(cuò)；若乙圖中b等于0.02 s,則交流電的頻率應(yīng)該為 25 Hz , D錯(cuò).2.如圖2所示，矩形線圈abed在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,場(chǎng)方向的軸 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

31、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ctd圖2D .線圈繞P1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)de邊受到的安培力大于繞 P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)de邊受到的安培力答案 A解析 產(chǎn)生正弦交流電的條件是軸和磁感線垂直，與軸的位置和線圈形狀無關(guān)，兩種情況下轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E具有最大值Em= nBS3,由歐姆定律1=亙可知此R總時(shí)I相等，A正確，B錯(cuò)誤；由右手定則可知電流方向?yàn)閏tb，故C錯(cuò)誤；兩種情況下de邊受的安培力均為 F = Blcdl，故D錯(cuò)誤.3. 如圖所示，面積均為S的單匝線圈繞其對(duì)稱軸或中心軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng),B中以角速度3勻速（ ）答案解析線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸（軸在線圈所在平面內(nèi)）勻

32、速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生能產(chǎn)生正弦交變電動(dòng)勢(shì)e= BSwsin t勺圖是的正弦交變電動(dòng)勢(shì)為 e= BS cdsin w t由這一原理可判斷，A圖中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 e= BS wsinB圖中的轉(zhuǎn)動(dòng)軸不在線圈所在平面內(nèi)；C、D圖轉(zhuǎn)動(dòng)軸與磁場(chǎng)方向平行，而不是垂直.4. 矩形線框繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)且沿線框平面的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生了交變電流，下列說法正確的是（）A 當(dāng)線框位于中性面時(shí)，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大B 當(dāng)穿過線框的磁通量為零時(shí)，線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也為零C 每當(dāng)線框經(jīng)過中性面時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或感應(yīng)電流方向就改變一次D .線框經(jīng)過中性面時(shí)，各邊不切割磁感線答案 CD解析 線框位于中性面時(shí)，線框平面與磁感線垂直，穿過線框的

33、磁通量最大，但此時(shí)切割磁感線的兩邊速度方向與磁感線平行，不切割磁感線，穿過線框的磁通量的變化率等 于零，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或感應(yīng)電流的方向在此時(shí)刻改變垂直于中 性面時(shí)，穿過線框的磁通量為零，切割磁感線的兩邊的速度與磁感線垂直，有效切割速度最大，此時(shí)穿過線框的磁通量的變化率最大，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大故 ?題組2對(duì)交變電流“四值”的考查5. 如圖3所示，垂直于紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)以虛線為界，虛線左側(cè)磁場(chǎng)范圍足夠大，單匝矩形線圈中的軸線與磁場(chǎng)邊界重合，線 圈以恒定的角速度3繞中軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈所圍面積為S,線圈導(dǎo)線的總電阻為R.t= 0時(shí)刻線圈平面與紙面重合，以下說法正確的是

34、（）B .線圈中電流的有效值C .線圈中電流的有效值V 2BSw2RD .線圈消耗的電功率P=BS3 2RC、D正確.X :A .時(shí)刻t線圈中電流的瞬時(shí)值 i = BRcos 3t答案 BDQA解析 電動(dòng)勢(shì)的最大值應(yīng)為 Em =2, t= 0時(shí)，e= 0，因此瞬時(shí)值表達(dá)式應(yīng)為 e=尹S3BS3sin 3 t i = _2Rsin 3 t A項(xiàng)錯(cuò)；電流的有效值:2BS4R ，B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤;線圈消耗的電功率應(yīng)為P= |2r=BS38R2-,D項(xiàng)錯(cuò)，因此正確選項(xiàng)為B.6.如圖4所示，矩形線圈abed繞軸00勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生交流電，在圖示 位置開始計(jì)時(shí)，則下列說法正確的是（）A . t=0時(shí)穿過線圈

35、的磁通量最大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大B . t = t（T為周期）時(shí)感應(yīng)電流沿abcda方向C .若轉(zhuǎn)速增大為原來的 2倍，則交變電流的頻率是原來的2倍D .若轉(zhuǎn)速增大為原來的 2倍，則產(chǎn)生的電流有效值為原來的4倍答案 BC解析 圖示時(shí)刻，ab、cd邊切割磁感線的有效速率為零，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，A錯(cuò)誤；根據(jù)線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，確定t時(shí)線圈的位置，用右手定則可以確定線圈中的感應(yīng)電流方向沿abcda方向，B正確；根據(jù)轉(zhuǎn)速和頻率的定義可知C正確；根據(jù) 3= 2 n, Em=nBS 3I =旦可知電流有效值變?yōu)樵瓉淼腞總2倍，D錯(cuò)誤.7. 如圖5,交流發(fā)電機(jī)的矩形線圈邊長(zhǎng)ab= cd= 0.4 m, ad= bc= 0.2 m,線圈匝數(shù)N = 100,電阻r = 1 Q,線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度 B= 0.2 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁 場(chǎng)的軸以3= 100n rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，外接電阻R= 9 Q,以圖示時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，則()A .電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值為 160 n sini00 n) VB . t=0時(shí)線圈中磁通量變化率最大圖51C. t=2 s時(shí)線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最