高二物理第五章 交變電流 第1~2節(jié)人教實(shí)驗(yàn)版知識(shí)精講

1、高二物理第五章 交變電流 第12節(jié)人教實(shí)驗(yàn)版【本講教育信息】一. 教學(xué)內(nèi)容：第五章 交變電流第一節(jié) 交變電流第二節(jié) 描述交變電流的物理量二. 重點(diǎn)、難點(diǎn)解析：1. 理解交變電流的產(chǎn)生原理，知道什么是中性面。2. 掌握交變電流的變化規(guī)律及表示方法。3. 理解交變電流的瞬時(shí)值和最大值的準(zhǔn)確含義。4. 理解什么是交變電流的峰值和有效值，知道它們之間的關(guān)系。5. 理解交變電流的周期、頻率以及它們之間的關(guān)系。知道我國(guó)生產(chǎn)和生活用電的周期（頻率）的大小。三. 知識(shí)內(nèi)容：（一）交變電流定義：大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化電流，叫做交變電流。 1. 交變電流的產(chǎn)生（1）中性面線(xiàn)框平面與磁感線(xiàn)垂直的位置。（2）

2、線(xiàn)圈平面位于中性面位置時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大，磁通量變化率為零。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零。（3）當(dāng)線(xiàn)圈平面垂直于中性面時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為零，線(xiàn)圈平面內(nèi)磁通量變化率最大。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)值最大。（4）線(xiàn)圈越過(guò)中性面，線(xiàn)圈中I感方向要改變。線(xiàn)圈轉(zhuǎn)一周，感應(yīng)電流方向改變兩次。2. 交變電流的變化規(guī)律感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值：Em=NBL1L2=NBS感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式：若從中性面開(kāi)始，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式：（伏）感應(yīng)電流瞬時(shí)值表達(dá)式：（安）3. 交變電流的圖象（1）正弦交流電圖象（2）幾種常見(jiàn)的交變電波形4. 發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)的基本組成：線(xiàn)圈（電樞）、磁極種類(lèi)（二）描述交變電流的物理量1. 周期和頻率交變電流完成

3、一次周期性的變化所用的時(shí)間，叫做交變電流的周期，用T表示。交變電流在1 s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)，叫做交變電流的頻率，用f表示。周期和頻率之間的關(guān)系T= 我國(guó)使用的交變電流頻率f=50 Hz，周期T=0. 02 s。2. 交變電流的峰值交變電流的峰值是交變電流在一個(gè)周期內(nèi)所能達(dá)到的最大數(shù)值，可以用來(lái)表示交變電流的電流或電壓變化幅度。Em= NBS，m=Em/ R3. 有效值讓交變電流和直流電通過(guò)同樣的電阻，如果它們?cè)谙嗤瑫r(shí)間內(nèi)產(chǎn)生熱量相等，把直流電的值叫做交變電流的有效值。通常用大寫(xiě)字母U、I、E表示有效值。正弦交變電流的最大值與有效值有以下關(guān)系：I=0. 707Im，U=0. 707Um（1

4、）各種使用交變電流的電器設(shè)備上所示值為有效值。（2）交變電流表（電壓表或電流表）所測(cè)值為有效值。（3）計(jì)算交變電流的功、功率、熱量等用有效值。4. 峰值、有效值、平均值在應(yīng)用上的區(qū)別峰值是交流變化中的某一瞬時(shí)值。交流的有效值是按熱效應(yīng)來(lái)定義的，對(duì)于一個(gè)確定的交流來(lái)說(shuō)，其有效值是一定的。平均值是由公式確定的，其值大小由某段時(shí)間磁通量的變化量來(lái)決定，在不同的時(shí)間段里是不相同的。在計(jì)算交流通過(guò)電阻產(chǎn)生的熱功率時(shí)，只能用有效值，而不能用平均值。在計(jì)算通過(guò)導(dǎo)體的電量時(shí)，只能用平均值，而不能用有效值。【典型例題】例1 一矩形線(xiàn)圈，繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位于線(xiàn)圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t的

5、變化如圖所示。下面說(shuō)法中正確的是（ ）A. t1時(shí)刻通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為零B. t2時(shí)刻通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量的絕對(duì)值最大C. t3時(shí)刻通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量變化率的絕對(duì)值最大D. 每當(dāng)e轉(zhuǎn)換方向時(shí)，通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量的絕對(duì)值都為最大解析：t1、t3時(shí)刻線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e=0，即為線(xiàn)圈經(jīng)過(guò)中性面的時(shí)刻，此時(shí)線(xiàn)圈的磁通量為最大，但磁通量的變化率卻為零，所以選項(xiàng)A、C不正確。t2時(shí)刻e=-Em，線(xiàn)圈平面轉(zhuǎn)至與磁感線(xiàn)平行，此時(shí)通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為零，磁通量的變化率卻最大，故B也不正確。每當(dāng)e變換方向時(shí)，也就是線(xiàn)圈通過(guò)中性面的時(shí)刻，通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量的絕對(duì)值為最大，故D正確。答案：D。點(diǎn)評(píng)：磁通量、磁通量的變化 及磁通

6、量的變化率屬于有關(guān)聯(lián)但內(nèi)涵完全不同的三個(gè)物理量，必須注意區(qū)分。另外，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知E，E與和沒(méi)有直接的對(duì)應(yīng)關(guān)系。例2 在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一矩形線(xiàn)圈，從中性面開(kāi)始繞垂直于磁感線(xiàn)的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)可以表示為e=Emsint?，F(xiàn)在把線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)速增為原來(lái)的2倍，試分析并寫(xiě)出現(xiàn)在的交變電動(dòng)勢(shì)的峰值、交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式，畫(huà)出與其相對(duì)應(yīng)的交變電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖象。解析：當(dāng)線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)速增為2倍時(shí)，角速度變?yōu)閮杀?，?2，據(jù)交變電動(dòng)勢(shì)的峰值表達(dá)式Em=BS，因B、S不變，此時(shí)最大值 Em=BS2=2Em?，F(xiàn)在的交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為：e=Emsint=2Emsin2t該交變電

7、動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖象如圖所示。點(diǎn)評(píng)：圖象能應(yīng)用數(shù)學(xué)方法表示物理量之間函數(shù)關(guān)系，要畫(huà)出交變電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖象，需要依據(jù)一個(gè)正確的交變電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的數(shù)學(xué)表達(dá)式，要寫(xiě)出正確的交變電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式，需要知道交變電動(dòng)勢(shì)的最大值和角速度，而這兩個(gè)量都與給出的“改變轉(zhuǎn)速”這一條件是相關(guān)的。分析物理圖象的要點(diǎn)：一看：看“軸”、看“線(xiàn)”、看“斜率”、看“點(diǎn)”、看“截距”、看“面積”、看“拐點(diǎn)”，并理解其物理意義。二變：掌握“圖與圖”“圖與式”和“圖與物”之間的變通關(guān)系。三判：在此基礎(chǔ)上進(jìn)行正確的分析和判斷。例3 如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2 T，匝數(shù)n=6的矩形線(xiàn)圈abcd繞中心軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)

8、，角速度=200 rad/s。已知ab=0.1 m，bc=0.2 m，線(xiàn)圈的總電阻R=40，試求：（1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值，感應(yīng)電流的最大值；（2）設(shè)時(shí)間t=0時(shí)線(xiàn)圈平面與磁感線(xiàn)垂直，寫(xiě)出線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式；（3）畫(huà)出感應(yīng)電流的瞬時(shí)值i隨t變化的圖象；（4）當(dāng)t=30時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量和線(xiàn)圈中的電流的瞬時(shí)值各是多大？（5）線(xiàn)圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)的過(guò)程中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值是多大？解析：（1）因?yàn)榫€(xiàn)圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值就出現(xiàn)在圖示位置Em=nBS=620.10.2200 V=48 V感應(yīng)電流最大值Im= A=1.2 A（2）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式：e=Emsint=48si

9、n200t V（3）it圖象如圖所示。（4）當(dāng)線(xiàn)圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)30角時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e分別為：=BL1L2sin30=20.10.2Wb=0.02 Wbe=48sin30V=48V=24 V由歐姆定律可得此時(shí)電流瞬時(shí)值為：i=A=0.6 A（5）線(xiàn)圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)的過(guò)程中，磁通量的變化為=BS線(xiàn)圈轉(zhuǎn)過(guò)所用的時(shí)間t=此過(guò)程中交變電動(dòng)勢(shì)的平均值： =n48 V30.6 V。點(diǎn)評(píng)：本題信息量大，求解內(nèi)容多，（1）（2）（3）問(wèn)的解答抓住最大值、瞬時(shí)表達(dá)式的組成的特點(diǎn)。第（4）問(wèn)中磁通量與匝數(shù)是無(wú)關(guān)的，通過(guò)解第（5）問(wèn)注意，交變電動(dòng)勢(shì)的平均值不等于最大電動(dòng)勢(shì)的一半。例4 表示交變電流

10、隨時(shí)間變化圖象如圖所示，則交變電流有效值為（ ）A. 5AB. 5 A C. 3.5AD. 3.5 A解析：設(shè)交變電流的有效值為I，據(jù)有效值的定義，得I2RT=（4）2R +（3）2R 解得I=5 A 答案：B例5 如圖表示一交流隨時(shí)間變化的圖像，求此交流的有效值。解析：設(shè)交變電流的有效值為I根據(jù)有效值的定義，得IRT=I1R+ I2R 即I=（+（）解得：I=A點(diǎn)評(píng)：此題所給交流正負(fù)半周的最大值不相同，許多同學(xué)對(duì)交流電有效值的意義理解不深，只知道機(jī)械地套用正弦交流電的最大值是有效值的倍的關(guān)系，直接得出有效值，而對(duì)此題由于正負(fù)半周最大值不同，就無(wú)從下手。應(yīng)該注意到在一個(gè)周期內(nèi)前半周期和后半周期

11、的有效值是可求的，再根據(jù)有效值的定義，選擇一個(gè)周期的時(shí)間，利用在相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)相同的電阻所產(chǎn)生的熱量相同，從焦耳定律求得。例6 如圖所示，矩形線(xiàn)圈abcd在磁感強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞軸OO，以角速度=10rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線(xiàn)圈共10匝，ab=0.3m，bc= 0.6m，負(fù)載電阻R= 45。求：（1）電阻R在0. 05s內(nèi)所發(fā)出的熱量；（2）0. 05s內(nèi)流過(guò)的電量（設(shè)線(xiàn)圈從垂直中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)）解析：交流電的有效值是從電流產(chǎn)生焦耳熱相等的角度出發(fā)，使交流電與恒定電流等效；交流電的平均值是從電流通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)橫截面的電量相等的角度出發(fā)，使交流電與恒定電流等效，兩個(gè)概念的出發(fā)點(diǎn)不同。（1）電動(dòng)勢(shì)的最

12、大值為：Em= 2nBLv=nBS=1020.30. 610=113.1（V）電流的有效值所以0. 05s內(nèi)R上發(fā)出的熱量Q=I2Rt=5. 76（J）（2），【模擬試題】（答題時(shí)間：60分鐘）1. 如圖所示各圖線(xiàn)中表示交變流電的是（ ）2. 交流發(fā)電機(jī)的線(xiàn)圈轉(zhuǎn)到線(xiàn)圈平面與中性面重合時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是（ ）A. 電流將改變方向 B. 磁場(chǎng)方向和線(xiàn)圈平面平行C. 線(xiàn)圈的磁通量最大 D. 線(xiàn)圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大3. 矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線(xiàn)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生交變電流，當(dāng)線(xiàn)圈平面與磁感線(xiàn)方向垂直時(shí)穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量與產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e的大小正確的是（ ）A. 最大，e最大 B. 最小，

13、e最小C. 最小，e最大 D. 最大，e最小4. 關(guān)于線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的交變電流，以下說(shuō)法中正確的是（ ）A. 線(xiàn)圈平面每經(jīng)過(guò)中性面一次，感應(yīng)電流方向就改變一次，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向不變B. 線(xiàn)圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流方向就改變一次C. 線(xiàn)圈平面經(jīng)過(guò)中性面一次，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的方向都要改變一次D. 線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流方向都要改變一次5. 一束帶電粒子沿著通有交流電的螺線(xiàn)管中心軸射入管內(nèi)，則粒子在管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是（ ）A. 往復(fù)運(yùn)動(dòng) B. 勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)C. 勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) D. 勻速圓周運(yùn)動(dòng)6. 如圖所示，一個(gè)位于xOy平面內(nèi)的矩形線(xiàn)圈abcd，處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線(xiàn)圈的四個(gè)邊

14、分別與x、y軸平行，當(dāng)線(xiàn)圈繞Ox軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)到與xOy平面重合時(shí)，線(xiàn)圈中感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcda，并且電流最大。那么關(guān)于磁場(chǎng)方向及線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)方向（沿x軸負(fù)方向觀(guān)察），下述說(shuō)法中正確的是（ ）A. 磁場(chǎng)方向沿x軸正方向，線(xiàn)圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)B. 磁場(chǎng)方向沿y軸正方向，線(xiàn)圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C. 磁場(chǎng)方向沿z軸正方向，線(xiàn)圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D. 磁場(chǎng)方向沿y軸正方向，線(xiàn)圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)7. 如圖（a）所示，U形金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌上跨接一金屬棒ab，與導(dǎo)軌構(gòu)成閉合回路，并能在導(dǎo)軌上自由滑動(dòng)，在導(dǎo)軌左側(cè)與ab平行放置的導(dǎo)線(xiàn)cd中通以如圖（b）所示的交流電流，規(guī)定電流方向自c向d為正，則ab棒受到向左的安培力的作用時(shí)間是（ ）A

15、. 0t1 B. t1t2 C. t2t3 D. t3t48. 圖為演示用的手搖發(fā)電機(jī)模型，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B= 0. 5 T，線(xiàn)圈匝數(shù)N=50匝，每匝線(xiàn)圈面積為0. 48 m2，轉(zhuǎn)速為150 r/min，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，從圖示位置線(xiàn)圈轉(zhuǎn)過(guò)90開(kāi)始計(jì)時(shí)。（1）寫(xiě)出交流感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式；（2）畫(huà)出e-t圖線(xiàn)。9. 如圖所示，正方形線(xiàn)圈abcd繞對(duì)稱(chēng)軸OO在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)n=120 min1，若已知ab=bc=20 cm，匝數(shù)=20，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0. 2 T，求：（1）轉(zhuǎn)動(dòng)中最大電動(dòng)勢(shì)位置；（2）從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90過(guò)程中的平均電動(dòng)勢(shì)。10. 下面關(guān)于交變電流的說(shuō)法中正確

16、的是（ ）A. 交流電器設(shè)備上所標(biāo)的電壓和電流值是交流的最大值B. 用交流電流表和電壓表測(cè)定的讀數(shù)值是交流的瞬時(shí)值C. 給定的交流數(shù)值，在沒(méi)有特別說(shuō)明的情況下都是指有效值D. 跟交流有相同的熱效應(yīng)的直流的數(shù)值是交流的有效值11. 一只“220 V，100 W”的燈泡接在u=311sin314t V的交變電源上，則下列判斷正確的是（ ）A. 燈泡能正常發(fā)光B. 與燈泡串聯(lián)的電流表的示數(shù)為0. 45 AC. 與燈泡并聯(lián)的電壓表的示數(shù)為220 VD. 通過(guò)燈泡的電流的表達(dá)式為i=0. 64sin314t A12. 將正弦交流電經(jīng)過(guò)整流器處理后，得到的電流波形剛好去掉半周，如圖所示，它的有效值是（ ）

17、A. 2 AB. A C. AD. 1 A13. 某交變電流表串聯(lián)一電阻構(gòu)成交變電壓表，總電阻R=2 k，然后將改裝的電表接到u=311sin100t V的交流電源上，則（ ）A. 通過(guò)電流表電流的瞬時(shí)值為0. 11sin100t AB. 作為改裝的電壓表，其兩端電壓的瞬時(shí)值為311sin100t VC. 電流表的示數(shù)為0. 11 AD. 作為改裝的電壓表，其示數(shù)應(yīng)為311 V14. 某交變電壓隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖所示，則此交變電流的頻率為_(kāi)Hz。若將此電壓加在10 F的電容器上，則電容器的耐壓值不應(yīng)小于_V；若將該電壓加在一阻值為1 k的電阻器上，該電阻器正好正常工作，為了避免意外事故的發(fā)生

18、，該電路中保險(xiǎn)絲的額定電流不能低于_A。15. 電容器的兩個(gè)極板間的電壓如果太高，絕緣層就會(huì)擊穿，損壞電容器，電容器的耐壓值一般都標(biāo)在外殼上。有些電容器是用在交流電路中的。一個(gè)標(biāo)有耐壓250 V的電容器，能否用在220 V的交流電路中？為什么？16. 小型發(fā)電機(jī)內(nèi)的矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以恒定的角速度繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線(xiàn)圈匝數(shù)n=100，穿過(guò)每匝線(xiàn)圈的磁通量隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，如圖所示，發(fā)電機(jī)內(nèi)阻r=5. 0 ，外電路電阻R=95，已知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em=nm，其中m為穿過(guò)每匝線(xiàn)圈磁通量的最大值，求串聯(lián)在外電路中的交流電流表（內(nèi)阻不計(jì)）的讀數(shù)。17. 有一交變電壓的變化規(guī)律為U

19、=311sin314t V，若將一輝光電壓是220 V的氖管接上此交變電壓，則在1 s內(nèi)氖管發(fā)光的時(shí)間是多少？【試題答案】1. BCD 點(diǎn)評(píng)：交流電的大小和方向作周期性變化 2. AC3. D 點(diǎn)評(píng)：中性面是線(xiàn)圈平面與磁感線(xiàn)垂直4. C 點(diǎn)評(píng)：將線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)一周進(jìn)行判斷5. B 解析：盡管有交流電通過(guò)螺線(xiàn)管導(dǎo)致管內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)弱、方向做周期性變化，但是管內(nèi)的磁感線(xiàn)始終與中心軸平行，因此，帶電粒子在管內(nèi)不受洛倫茲力的作用。點(diǎn)評(píng)：管內(nèi)的磁感線(xiàn)平行于軸線(xiàn)6. B 解析：線(xiàn)圈繞Ox軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，且有最大值出現(xiàn)，故磁感應(yīng)強(qiáng)度B方向必定不是沿x軸方向（若是，無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生）；也不是沿z軸方向（若是，此時(shí)

20、感應(yīng)電流最?。恢荒苁茄貀軸方向，可根據(jù)楞次定律（或右手定則）判定磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)閥軸正方向。7. AC 解析：0t1時(shí)間內(nèi)，電流I由cd且逐漸增大，由安培定則知，穿過(guò)abEF回路的磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直紙面向里，且逐漸增強(qiáng)，因此磁通量增大，由楞次定律判定金屬棒ab中的電流方向由ab；再由左手定則可判定，此過(guò)程中ab棒所受安培力向左，選項(xiàng) A正確。同理，可判定出t1t2時(shí)間、t3t4時(shí)間內(nèi)ab棒所受安培力向右，t2t3時(shí)間內(nèi)ab棒所受安培力向左。點(diǎn)評(píng)：應(yīng)用安培定則、楞次定律、左手定則與交變電流變化規(guī)律的綜合判斷，分析時(shí)從cd中電流的變化規(guī)律出發(fā)，分段就各時(shí)段內(nèi)的電流變化引起的磁通量變化、感應(yīng)電流的產(chǎn)生

21、、電流在磁場(chǎng)中的受力方向逐一作出判斷。8. 解析：從線(xiàn)圈平面經(jīng)過(guò)中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，則線(xiàn)圈在時(shí)間t內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)角度t，于是瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e=Emsint，其中Em=2NBLv=NBS。根據(jù)交流電的方程畫(huà)圖線(xiàn)時(shí)，最大值是正弦圖線(xiàn)的峰值，由縱軸上的刻度值標(biāo)出，交流電的角頻率與正弦圖線(xiàn)的周期相對(duì)應(yīng)，=2/T，而周期由時(shí)間軸上的刻度值標(biāo)出。由題意知：N=50，B=0.5 T，=5rad/sS=0. 48 m2，e=Emsint，Em=NBS=500. 50. 485 V=188 V所以（1）e=188sin5t V （2）T=2/=0. 4 s，et圖線(xiàn)如圖所示點(diǎn)評(píng)：算出最大值Em=NBS，寫(xiě)瞬時(shí)值表達(dá)式時(shí)要注

22、意計(jì)時(shí)時(shí)刻。9. 解析：（1）N匝線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)中的最大電動(dòng)勢(shì)為Em=NBS式中=2f=2 rad/s=4 rad/s 代入各已知數(shù)據(jù)得：Em=200.20.20.24V=2.01 V與最大電動(dòng)勢(shì)所對(duì)應(yīng)的線(xiàn)圈位置如圖中所示，即垂直中性面的位置。（2）圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90過(guò)程中，線(xiàn)圈中發(fā)生的磁通量變化=BS，歷時(shí)t=，由法拉第電磁感應(yīng)定律得平均電動(dòng)勢(shì)=N=4200.20.20. 22 V= 1.28 V。10. CD 點(diǎn)評(píng)：有效值、最大值和瞬時(shí)值的物理意義11. ABCD 解析：從電壓瞬時(shí)值表達(dá)式知電壓有效值為220 V，故“220 V 100 W”燈泡接在此交流電源上能正常發(fā)光，故A正確。通過(guò)燈的電流I=0.45 A，也是與燈串聯(lián)電流表的示數(shù)，故B正確。電壓表與燈并聯(lián)測(cè)得的也是燈的電壓有效值，故示數(shù)為220 V，所以C選項(xiàng)也正確。通過(guò)燈的電流的有效值為0. 45 A，故其最大值Im=0.45 A=0.64 A，故D選項(xiàng)也正確。本題答案為ABCD。12. B 點(diǎn)評(píng)：運(yùn)用有效值的定義進(jìn)行分析13. BC解析：交流電表接入交變電流電路后，其示數(shù)均為有效值，但通過(guò)的電流還是交變電流的瞬時(shí)值，兩端的電壓也是瞬時(shí)值，電壓的最大值是311 V，有效值是220 V；電流最大值是 A=0. 156 A，而有效值為0. 11 A，故選B、C。14. 50；200；0.15解析：