2020屆高三物理二輪專題復(fù)習(xí)-交變流電_第1頁
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文檔簡介

第=page22頁,共=sectionpages22頁第=page11頁,共=sectionpages11頁2020屆高三物理二輪專題復(fù)習(xí)——交變流電一、單選題(本大題共8小題,共32分)如圖所示,線圈L的自感系數(shù)很大,且其電阻可以忽略不計(jì),L1、L2是兩個(gè)完全相同的小燈泡,在開關(guān)S閉合和斷開的過程中,L1、L2的亮度變化情況是(燈絲不會(huì)斷A.S閉合,L1亮度不變,L2亮度逐漸變亮,最后兩燈一樣亮;S斷開,L2立即不亮,L1逐漸變亮

B.S閉合,L1亮度不變,L2很亮;S斷開,L1、L2立即不亮

C.S閉合,L1、L2同時(shí)亮,而后L1逐漸熄滅,L2亮度不變;S斷開,L2立即不亮,L1亮一下才逐漸熄滅

D.S閉合,如圖所示,理想變壓器MN原線圈接一交流電源,副線圈回路中有一定值電阻R0和兩個(gè)小燈泡L1、L2,電表為理想電表.最初電鍵S是斷開的,現(xiàn)閉合電鍵S,則A.副線圈兩端電壓變大 B.燈泡L1變亮

C.電流表A1示數(shù)變大 D.電阻線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生交流電的圖象如圖所示,由圖可知(????)A.在A和C時(shí)刻線圈處于中性面位置

B.在B和D時(shí)刻穿過線圈的磁通量為零

C.從A時(shí)刻起到D時(shí)刻,線圈轉(zhuǎn)過的角度為π弧度

D.在A和C時(shí)刻磁通量變化率的絕對(duì)值最大如圖甲所示,R=10Ω的電阻中有圖乙所示的電流通過,則電壓表的示數(shù)為(????)A.22V B.102V C.20如圖所示,電源輸入電壓不變,要使電路中電流表示數(shù)變大,可采用的方法有(????)A.增加電源頻率

B.將R上的滑片向下移動(dòng)

C.將電鍵S擲向1

D.將電鍵S擲向2

如圖所示,一理想變壓器的原線圈接入電壓u=2202sin

(100πt)V的交變電流,原線圈匝數(shù)n1=1100匝,副線圈匝數(shù)n2=60匝,副線圈并聯(lián)兩個(gè)一模一樣的燈泡A、B,開始時(shí)開關(guān)斷開,燈泡A.該交變電流的頻率為100Hz B.該燈泡的額定電壓為6V

C.開關(guān)閉合后,燈泡A的亮度變亮 D.開關(guān)閉合后,電流表的示數(shù)變大如圖所示,一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為4:1,原線圈兩端接入一正弦交流電源,副線圈電路中R為負(fù)載電阻,交流電壓表和交流電流表都是理想電表.下列結(jié)論正確的是(????)A.若電壓表讀數(shù)為8

V,則輸入電壓的最大值為32V

B.若輸入電壓不變,負(fù)載電阻的阻值增加到原來的2倍,則輸入功率減小到原來的1/2倍

C.若輸入電壓不變,副線圈匝數(shù)增加到原來的2倍,則電流表的讀數(shù)減小到原來的一半

D.若保持負(fù)載電阻的阻值不變,輸入電壓增加到原來的2倍,則輸出功率增加到原來的2倍一個(gè)按正弦規(guī)律變化的交變電流的i?t圖象如圖所示.根據(jù)圖象可以斷定(????)A.交變電流的頻率

f=0.2

Hz

B.交變電流的有效值I=202A

C.交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式

i=20sin0.02t

A

D.在二、多選題(本大題共5小題,共20分)一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電流瞬時(shí)值表達(dá)式為:i=102sin(100πt)A,則A.此交流的頻率為50Hz

B.此交流的峰值為10A

C.用交流電流表測(cè)此電流,示數(shù)為10A

D.用交流電流表測(cè)此電流,示數(shù)為10在如圖所示的電路中,L1、L2、L3是三盞相同的燈泡。當(dāng)a、b兩端接交流6V時(shí),三盞燈的發(fā)光情況相同。若將a、b兩端接直流6A.三盞燈L3比L2先亮 B.L1不亮,L2、L3的亮度相同

C.L1不亮,L2比L3亮某電站用11kV交變電壓輸電,輸送功率一定,輸電線的電阻為R,現(xiàn)若用變壓器將電壓升高到330kV送電,下面選項(xiàng)正確的是(????)A.因I=UR,所以輸電上的電流增為原來的30倍

B.因?yàn)镮=PU,所以輸電線上的電流減為原來的130

C.因P=U2如圖所示,T為理想變壓器,副線圈回路中的輸電線ab和cd的電阻不可忽略,其余輸電線電阻可不計(jì),則當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)(

)A.交流電壓表V2和V3的示數(shù)一定都變小

B.交流電壓表V3的示數(shù)變小

C.交流電流表A1、A2變大,A3如圖所示,理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為n1:n2=3:1,原線圈回路中的電阻A與副線圈回路中的負(fù)載電阻B的阻值相等。a、b端加一定交流電壓U=311sin100πt(V)后,則(

)A.兩電阻兩端的電壓比UA:UB=3:1

B.兩電阻中的電流之比IA:IB=1:3

C.兩電阻消耗的電功率之比PA:PB=1三、填空題(本大題共2小題,共13分)A(本題供選修1—1的考生作答.)(1)穿過閉合回路的磁通量增大,回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

(選填“增大”、“減小”或“無法確定”).(2)如圖是一正弦式交變電流的電壓u隨時(shí)間t變化的圖像,該交變電流的電壓有效值約為

V.B(本題供選修3—1的考生作答.)(1)將正電荷在電場(chǎng)中沿著電場(chǎng)線移動(dòng),電荷的電勢(shì)能

(選填“增大”、“減小”或“不變”).(2)在如圖所示的電路中,電阻R=2.0Ω,電源的電動(dòng)勢(shì)E=3.0V.內(nèi)電阻r=1.0Ω,閉合開關(guān)S后,流過電阻R的電流為

A.(1)北斗系統(tǒng)在航海中重要的應(yīng)用,輪船上的接收設(shè)備可以通過接收衛(wèi)星的信息,進(jìn)而確定自己的位置,在此過程中,該設(shè)備接收信息只要利用了__________(填“電磁波”或“聲波”);2017年度國家科技技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)授予“特高壓±800kV直流輸電工程”,以表彰這項(xiàng)工程技術(shù)對(duì)國家重大戰(zhàn)略需求所做出的共獻(xiàn);800kV正玄交變電壓的峰值為_________V(2)如圖,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中將電荷量q=+1×10?8C的點(diǎn)電荷從M點(diǎn)到N點(diǎn)。電場(chǎng)力對(duì)該點(diǎn)電荷做的功為3×10?7J,a則該點(diǎn)電荷的電勢(shì)能______?(填“增加”或“減少”);M四、實(shí)驗(yàn)題(本大題共1小題,共5分)如圖所示,單匝矩形閉合導(dǎo)線框abcd全部處于水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線框面積為S,電阻為R.線框繞與cd重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以角速度ω從中性面開始勻速轉(zhuǎn)動(dòng),線框轉(zhuǎn)過時(shí)的感應(yīng)電流為I.①線框中感應(yīng)電流的有效值為多少?②從中性面開始轉(zhuǎn)過的過程中,通過導(dǎo)線橫截面的電荷量q③線框轉(zhuǎn)一周的過程中,產(chǎn)生的熱量為Q.

五、計(jì)算題(本大題共3小題,共30分)如圖所示,線圈abcd的面積是0.05m2,共100匝,線圈電阻為r=1Ω,外接電阻R=5Ω,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1πT,當(dāng)線圈以5r/S的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),求:

(1)轉(zhuǎn)動(dòng)中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值和有效值.

(2)電路中交流電壓表和電流表的示數(shù).

(3)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中通過電阻R的電荷量.

理想變壓器的原線圈上串聯(lián)有熔斷電流為1A的保險(xiǎn)絲A,副線圈上接一電阻R,如圖所示,已知原,副線圈的匝數(shù)比n1:n2=5:1,當(dāng)原線圈加上U=2202sin314t(V)的電壓時(shí),為使保險(xiǎn)絲不熔斷,則負(fù)載電阻R不得小于多少?

如圖所示,位于豎直平面內(nèi)的矩形金屬線圈,邊長L1=0.40m、L2=0.25m,其匝數(shù)n=100匝,總電阻r=1.0Ω,線圈的兩個(gè)末端分別與兩個(gè)彼此絕緣的銅環(huán)C、D(集流環(huán))焊接在一起,并通過電刷和R=3.0Ω的定值電阻相連接.線圈所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T,在外力驅(qū)動(dòng)下線圈繞豎直固定中心軸O?1O?2勻速轉(zhuǎn)動(dòng),角速度ω=2.0rad/s.求:

(1)電阻R兩端電壓的最大值

(2)從線圈通過中性面(即線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直的位置)開始計(jì)時(shí),經(jīng)過14周期通過電阻R的電荷量.

(3)在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中,整個(gè)電路產(chǎn)生的焦耳熱.

答案和解析1.【答案】D

【解析】解:當(dāng)S閉合瞬時(shí),兩燈同時(shí)獲得電壓,同時(shí)發(fā)光,隨著線圈L電流的增加,逐漸將L1燈短路,L1逐漸變暗直到熄滅,同時(shí),L2電流逐漸增大,變得更亮;

S斷開瞬時(shí),L2中電流消失,故立即熄滅,而L1中由于電感中產(chǎn)生一個(gè)與電流同向的自感電動(dòng)勢(shì),故右端為正,電流由燈泡L1的右側(cè)流入,故L?1亮一下逐漸熄滅。故D正確,ABC錯(cuò)誤;

故選:D。

電感在線圈中電流發(fā)生變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種阻礙作用,當(dāng)電流增大時(shí)會(huì)產(chǎn)生反向電動(dòng)勢(shì)使電流緩慢增大,在接通瞬間看作是電阻極大;當(dāng)電流減小時(shí),會(huì)產(chǎn)生同向電動(dòng)勢(shì),使電流緩慢減小,相當(dāng)于電源.【解析】解:A、由于輸入的電壓的大小和變壓器的匝數(shù)比不變,所以變壓器的輸出的電壓始終不變,故A錯(cuò)誤;

B、當(dāng)S接通后,電路的總電阻減小,總電流變大,所以電阻R上消耗的電壓變大,由于輸出的電壓不變,所以燈泡L1的電壓減小,故燈泡L1變暗,故B錯(cuò)誤;

C、當(dāng)S接通后,電路的總電阻減小,總電流變大,而變壓器的匝數(shù)比不變,所以原線圈中的電流增大,故C正確;

D、當(dāng)S接通后,原線圈電路的總電阻減小,總電流變大,故D錯(cuò)誤;

故選:C.

輸出電壓是由輸入電壓和匝數(shù)比決定的,輸入的功率的大小是由輸出功率的大小決定的,電壓與匝數(shù)成正比,電流與匝數(shù)成反比,根據(jù)理想變壓器的原理分析即可.

本題主要考查變壓器的知識(shí),要能對(duì)變壓器的最大值、有效值、瞬時(shí)值以及變壓器變壓原理、功率等問題徹底理解.

3.【答案】【解析】解:AD、在A和C時(shí)刻感應(yīng)電流最大,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大,而磁通量為零,磁通量的變化率最大,線圈處于與中性面垂直的位置。故A錯(cuò)誤,D正確。

B、在B和D時(shí)刻感應(yīng)電流為零,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零,線圈位于中性面,磁通量最大。故B錯(cuò)誤。

C、從A時(shí)刻到D時(shí)刻經(jīng)過時(shí)間為34周期,線圈轉(zhuǎn)過的角度為1.5π弧度。故C錯(cuò)誤。

故選:D。

本題考查理解正弦交變電流與磁通量關(guān)系的能力及把握電流的變化與線圈轉(zhuǎn)過的角度的關(guān)系的能力。比較簡單。

4.【答案】C【解析】【分析】電壓表的示數(shù)為有效值,先根據(jù)有效值定義求解電流的有效值,然后根據(jù)歐姆定律求解電壓的有效值。本題關(guān)鍵明確電壓表的示數(shù)為有效值,先根據(jù)有效值定義求解電流有效值是突破口?!窘獯稹侩妷罕淼氖緮?shù)為有效值,先根據(jù)圖乙求解電阻R中電流的有效值,取一個(gè)周期為0.2s,有:I故:I=根據(jù)歐姆定律,有:U=IR=2×10V=20V,故C正確,ABD錯(cuò)誤。故選C。

5.【答案】D

【解析】【分析】輸出電壓是由輸入電壓和匝數(shù)比決定的,輸入的功率的大小是由輸出功率的大小決定的,電壓與匝數(shù)成正比,電流與匝數(shù)成反比,根據(jù)理想變壓器的原理分析即可。掌握住理想變壓器的電壓、電流及功率之間的關(guān)系,本題即可得到解決?!窘獯稹緼.改變電源頻率改變不了電流的有效值,所以A錯(cuò)誤;

B.輸入的電壓和匝數(shù)比不變,輸出的電壓也不變,當(dāng)向下移動(dòng)滑片時(shí),電路的電阻變大,所以電流要變小,所以B錯(cuò)誤;

C.將電鍵S擲向1,原線圈的匝數(shù)變大,由電壓與匝數(shù)成正比可得,副線圈的輸出電壓要減小,電路的電阻不變,所以電流要減小,所以C錯(cuò)誤;

D.將電鍵S擲向2時(shí),原線圈的匝數(shù)減小,由電壓與匝數(shù)成正比可得,副線圈的輸出電壓要變大,電路的電阻不變,所以電流要增大,所以D正確。故選D。

6.【答案】D

【解析】解:A、該交變電流的頻率為50Hz,故A錯(cuò)誤。

B、根據(jù)變壓器電壓和匝數(shù)的關(guān)系可知,U1U2=n1n2,得U2=12V,燈泡的額定電壓為12V,故B錯(cuò)誤。

C、開關(guān)閉合后,副線圈輸出電壓不變,燈泡A的亮度不變,故C錯(cuò)誤。

D、根據(jù)歐姆定律可知,電流表的示數(shù)變大,故D正確。

故選:D【解析】解:A、若電壓表讀數(shù)為8V,由

U1?U2?=n1?n2?可得則輸入電壓為U1?=41×8=32V是有效值,根據(jù)正弦交流電

有效值與最大值的關(guān)系可得因此其最大值為322V,所以A錯(cuò)誤;

B、若輸入電壓不變,負(fù)載電阻的阻值增加到原來的2倍,由I=UR

輸出電流減小到原來的一半,輸入功率即P=IU也減小到原來的一半,所以B正確;

C、若輸入電壓不變,副線圈匝數(shù)增加到原來的2倍,由

U1?U2?=n1?n2?

可得輸出電壓也增加到原來的2倍,由I=UR

電流表示數(shù)也應(yīng)增加到原來的2倍,所以C錯(cuò)誤;

D、若保持負(fù)載電阻的阻值不變.輸入電壓增加到原來的2倍,輸出電壓增大到原來的2倍,則由P=U?2R可知輸出功率增加到原來的4倍,所以【解析】【分析】

直接從圖象中即可求出交流電的峰值及周期,從而求頻率,寫出電流的瞬時(shí)值表達(dá)式,根據(jù)表達(dá)式可求得對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)值。

本題應(yīng)明確交流電圖象的物理意義,正確根據(jù)圖象獲取有關(guān)交流電的信息是對(duì)學(xué)生的基本要求,平時(shí)要加強(qiáng)練習(xí)。

【解答】

A.題中圖象描述的是電流隨時(shí)間的變化關(guān)系,周期為0.02s,故頻率為50Hz,故A錯(cuò)誤;

B.由圖可知,該交流電的峰值是20A,有效值為202=102A,故B錯(cuò)誤;

C.角速度ω=2πT=100πrad/s,交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式為:i=20sin100πt(A),故C錯(cuò)誤;

D.t=T8時(shí)刻,有:i=20sin100π×0.028=10【解析】【分析】根據(jù)交流電的表達(dá)式,可知其最大值,以及線圈轉(zhuǎn)動(dòng)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。對(duì)于交流電的產(chǎn)生和描述要正確理解,要會(huì)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?!窘獯稹緼.ω=100πrad/s,則T=2πω=0.02?s,f=B.由i=imsinωt和題給表達(dá)式可知,該交流電的峰值是10CD.交流電表測(cè)量有效值,則I=im2=10A,故故選AC。

10.【答案】AC

【解析】【分析】交流電也可以通過線圈,但是線圈的電感對(duì)交流電有阻礙作用,這個(gè)阻礙叫做感抗。交流電越難以通過線圈,說明電感量越大,電感的阻礙作用就越大;交流電的頻率高,也難以通過線圈,電感的阻礙作用也大;電容器的電容越大,表明電容器儲(chǔ)存電荷的能力越大,在電壓一定的條件下,單位時(shí)間內(nèi)電路中充、放電移動(dòng)的電荷量越大,電流越大,所以電容對(duì)交變電流的阻礙作用越小,即容抗越小,在交變電流的電壓一定時(shí),交變電流的頻率越高,電路中充、放電越頻繁,單位時(shí)間內(nèi)電荷移動(dòng)速率越大,電流越大,電容對(duì)交變電流的阻礙作用越小,即容抗越小。本題關(guān)鍵是知道電感和電容對(duì)交流點(diǎn)和直流電的影響,難度一般,基礎(chǔ)題?!窘獯稹咳冯妷合嗟?,當(dāng)通交流電時(shí),電感的感抗和電容的容抗都會(huì)對(duì)交流電產(chǎn)生影響,而電阻所在支路對(duì)電流的阻礙作用不變,當(dāng)通入直流電時(shí),對(duì)電阻沒有影響,亮度不變,電容器不能通直流,所以L1不亮,對(duì)線圈,阻礙減小,L2比L3亮,故AC故選AC。

11.【答案】BD

【解析】解:A、根據(jù)P=UI得,I=PU.輸送功率一定,輸送電壓變?yōu)樵瓉淼?0倍,則輸送電流變?yōu)樵瓉淼?30,故A錯(cuò)誤,B正確;

C、電流減小到130倍,根據(jù)P損=I2R,可知,電線上損失的功率為原來的1900倍,故C錯(cuò)誤;

D、輸送電流變?yōu)樵瓉淼?30.根據(jù)P損=I2R得,要使輸電線上的功率不變,電阻變?yōu)樵瓉淼?00倍,根據(jù)R=ρls=ρ4lπd【解析】【分析】抓住原線圈的輸入電壓不變,結(jié)合輸出端總電阻的變化得出輸電線上電流的變化,從而得出電壓損失的變化,根據(jù)輸出電壓不變,得出用戶端電壓的變化,從而得知通過負(fù)載電阻電流的變化.抓住輸電線上電流的變化,根據(jù)原副線圈電流比等于匝數(shù)之反比求出原線圈中電流的變化。解決本題的關(guān)鍵知道輸入電壓決定輸出電壓,輸出電流決定輸入電流,輸出功率決定輸入功率?!窘獯稹慨?dāng)開關(guān)閉合后,副線圈的總電阻變小,由于升壓變壓器的輸入電壓不變,則輸出電壓不變,即V2的示數(shù)U2不變,可知輸電線中的電流增大,即A2增大,則輸電線上損失的電壓增大,可知用戶端得到的電壓減小,即U3減小,所以通過R1的電流減小,即A3減小,副線圈中電流決定原線圈中的電流,根據(jù)I1I2故選BC。

13.【答案】BD

【解析】試題解析:由于理想變壓器的線圈匝數(shù)之比為為3:1,故原、副線圈的電壓之比為3:1,而不是UA:UB=3:1,故A是不對(duì)的;由公式匝數(shù)與電流的關(guān)系可知,原、副線圈的電流之比為1:3,即通過兩個(gè)電阻的電流之比IA:IB=1:3,B是正確的;由于其阻值是相等的,故兩電阻消耗的電功率之比PA:PB=1:9,所以C是不對(duì)的;設(shè)B兩端的電壓表的示數(shù)為U,則原線圈中的電壓為3U,由于理想變壓的功率相等,故,解之得U=66V,所以D是正確的。

考點(diǎn):變壓器的線圈匝數(shù)與電壓、電流的關(guān)系,理想變壓器的原、副線圈的功率相等。

14.24?B

減小

1.0A

【解析】24?A【分析】(1)根據(jù)楞次定律,回路中有的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),但由于不知磁通量怎樣增大,則無法確定回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);(2)由于交流電為正弦函數(shù)的交流電,其最大值是有效值的2倍,據(jù)此回答即可?!窘獯稹?1)穿過閉合回路的磁通量增大,根據(jù)楞次定律,回路中有的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),但由于不知磁通量怎樣增大,則無法確定回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);(2)由于交流電為正弦函數(shù)的交流電,該交變電流的電壓有效值約U=U24?B【分析】(1)根據(jù)功能關(guān)系求解即可。(2)根據(jù)閉合電路的歐姆定律求解?!窘獯稹?1)將正電荷在電場(chǎng)中沿著電場(chǎng)線移動(dòng),電場(chǎng)力做正功,電荷的電勢(shì)能減??;(2)根據(jù)閉合回路的歐姆定律知:流過電阻R的電流為I=E故答案為:24?A

無法確定

220V24?B

減小

1.0A

15.【答案】(1)電磁波

8(2)減小30

【解析】(1)【分析】輪船上的接收設(shè)備可以通過接收衛(wèi)星的信息,利用了電磁波;正弦交變電壓的峰值Um本題關(guān)鍵在于知道這里所說的電壓指的是有效值?;A(chǔ)題?!窘獯稹枯喆系慕邮赵O(shè)備可以通過接收衛(wèi)星的信息,利用了電磁波;800kV正弦交變電壓,800kV指的是有效值,峰值為Um故答案為電磁波;

82(2)【分析】電場(chǎng)力做正功電勢(shì)能減小,電場(chǎng)力做負(fù)功電勢(shì)能增加;根據(jù)U=W本題應(yīng)用U=Wq計(jì)算電勢(shì)差時(shí),注意電荷量【解答】電場(chǎng)力對(duì)該點(diǎn)電荷做正功,電勢(shì)能減??;M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UMN故答案為減??;30。

16.【答案】①

;②

;③

【解析】本題考查了交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生正弦式電流的原理、焦耳定律、正弦式電流的圖象和三角函數(shù)表達(dá)式。①線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值Em線框轉(zhuǎn)過

時(shí)的感應(yīng)電流為:

;感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值:

;感應(yīng)電流為I,則電流的有效值為:

;②由上可知:

,則磁通量的最大值:;從中性面開始轉(zhuǎn)過

的過程中,通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為:

;

③線框轉(zhuǎn)一周的過程中

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