2018-2019学年物理浙江专版人教版选修3-2讲义：第五章 章末小结与测评 Word版含解析.pdf

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1、交变电流的产生与描述交变电流的产生与描述 1交变电流的产生与描述，主要考查正弦式交变电流产生的原理，磁通量随时间变化 的图象和感应电流随时间变化的图象及其对应关系，交变电流的表达式中含有交变电流的 大小、相位、周期和频率等量，其中一个量的改变都会引起表达式的改变，通常考查表达 式是正弦形式还是余弦形式的确定、峰值大小和角速度大小等。 交变电流的产生与描述，主要考查正弦式交变电流产生的原理，磁通量随时间变化 的图象和感应电流随时间变化的图象及其对应关系，交变电流的表达式中含有交变电流的 大小、相位、周期和频率等量，其中一个量的改变都会引起表达式的改变，通常考查表达 式是正弦形式还是余弦形式的确定

2、、峰值大小和角速度大小等。 2线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的电流为正余弦交变电流。当 线圈从中性面开始转动时，产生的电流为正弦图象 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的电流为正余弦交变电流。当 线圈从中性面开始转动时，产生的电流为正弦图象(此时磁通量最大，产生的电动势最小此时磁通量最大，产生的电动势最小)， 当线圈从垂直于中性面的位置开始转动时，产生的电流为余弦图象 ， 当线圈从垂直于中性面的位置开始转动时，产生的电流为余弦图象(此时磁通量最小，产生此时磁通量最小，产生 的电动势最大的电动势最大)。产生正弦式交变电流的过程中，穿过回路的磁通量与产生的感应电流大小

3、间的变化趋势恰好是相反的；特别注意中性面，这个位置是感应电流方向改变的位置。 。产生正弦式交变电流的过程中，穿过回路的磁通量与产生的感应电流大小 间的变化趋势恰好是相反的；特别注意中性面，这个位置是感应电流方向改变的位置。 典例典例 1 (多选多选)图甲是小型交流发电机的示意图， 两磁极图甲是小型交流发电机的示意图， 两磁极 N、 S 间的磁场可视为水平方 向的匀强磁场， 间的磁场可视为水平方 向的匀强磁场， 为交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴为交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴 OO沿逆时针方向匀速 转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正

4、 确的是 沿逆时针方向匀速 转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正 确的是( ) A电流表的示数为电流表的示数为 10 A B线圈转动的角速度为线圈转动的角速度为 50 rad/s C0.01 s 时线圈平面与磁场方向平行时线圈平面与磁场方向平行 D0.02 s 时电阻时电阻 R 中电流的方向自右向左中电流的方向自右向左 解析解析 由题图乙可知交流电电流的最大值是 由题图乙可知交流电电流的最大值是 Im10 A，周期，周期 T0.02 s，由于，由于2 电流表的示数为有效值，故示数电流表的示数为有效值，故示数 I10 A，选项，选项 A 正确；角速度正确

5、；角速度 100 rad/s， Im 2 2 T 选项选项 B 错误；错误；0.01 s 时线圈中的感应电流达到最大，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量 变化最快， 磁通量为 时线圈中的感应电流达到最大，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量 变化最快， 磁通量为 0， 故线圈平面与磁场方向平行， 选项， 故线圈平面与磁场方向平行， 选项 C 正确 ； 由楞次定律可判断出正确 ； 由楞次定律可判断出 0.02 s 时流过电阻的电流方向自左向右，选项时流过电阻的电流方向自左向右，选项 D 错误。错误。 答案答案 AC 交交流流电电瞬瞬时时值值、 、最最大大值值、 、有有效效值值、 、平平均均值值 的

6、的计计算算和和应应用用 1瞬时值瞬时值 反映的是不同时刻交流电的大小和方向，瞬时值是时间的函数，正弦交流电瞬时值表 达式为： 反映的是不同时刻交流电的大小和方向，瞬时值是时间的函数，正弦交流电瞬时值表 达式为：eEmsin t，iImsin t，此式表示从线圈位于中性面开始计时。，此式表示从线圈位于中性面开始计时。 2最大值最大值 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴旋转所产生的交变电流的电动势，其最大值线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴旋转所产生的交变电流的电动势，其最大值 Em nBS，在考虑电容器的耐压值时，应根据交流电的最大值。，在考虑电容器的耐压值时，应根据交流电的最大值。 3有效值有效值

7、 根据电流的热效应来规定，让交变电流和恒定电流通过相同阻值的电阻，如果它们在 一个周期内产生的热量相等， 则这个恒定电流 根据电流的热效应来规定，让交变电流和恒定电流通过相同阻值的电阻，如果它们在 一个周期内产生的热量相等， 则这个恒定电流I、 电压、 电压U叫做这个交变电流的有效值。 利用叫做这个交变电流的有效值。 利用I 、 、U、E计算有效值，只适用于正计算有效值，只适用于正(余余)弦式交流电。弦式交流电。 Im 2 Um 2 Em 2 4平均值平均值 平均值需要用 平均值需要用 n 和 计算，求一段时间内通过横截面的电量时要用平均和 计算，求一段时间内通过横截面的电量时要用平均E t

8、I E R r 值。值。 计算通过电路横截面的电荷量计算通过电路横截面的电荷量 q t tn。I E R R 5最大值、瞬时值、有效值和平均值的应用最大值、瞬时值、有效值和平均值的应用 (1)求电功、平均电功率以及确定保险丝的熔断电流等物理量时，要用有效值计算。求电功、平均电功率以及确定保险丝的熔断电流等物理量时，要用有效值计算。 (2)求一段时间内通过导体横截面的电荷量时要用平均值，求一段时间内通过导体横截面的电荷量时要用平均值，q t tn。I E R R (3)在计算电容器的耐压值时，要用交流电的最大值。在计算电容器的耐压值时，要用交流电的最大值。 (4)计算线圈某一时刻的受力情况时要用

9、瞬时值。计算线圈某一时刻的受力情况时要用瞬时值。 典例典例 2 (北京高考北京高考)一个小型电热器若接在输出电压为一个小型电热器若接在输出电压为 10 V 的直流电源上，消耗电功 率为 的直流电源上，消耗电功 率为 P；若把它接在某个正弦交流电源上，其消耗的电功率为 。如果电热器电阻不变，则；若把它接在某个正弦交流电源上，其消耗的电功率为 。如果电热器电阻不变，则 P 2 此交流电源输出电压的最大值为此交流电源输出电压的最大值为( ) A5 V B5V2 C10 VD10V2 解析解析 设电热器电阻为 设电热器电阻为R， 正弦交流电源的电压有效值为， 正弦交流电源的电压有效值为U效 效， 接

10、， 接10 V直流电源时，直流电源时， P ；接交流电源时， ，联立得 ；接交流电源时， ，联立得 U效 效 5 V，故最大值，故最大值 UmU效 效 10 U2 R P 2 U效 效2 R 22 V，C 选项正确。选项正确。 答案答案 C 交变电流的图象及应用交变电流的图象及应用 交变电流的图象反映了交流电动势交变电流的图象反映了交流电动势(电流电流)随时间的变化规律，对于正弦交变电流，可以 从图象中获取如下信息： 随时间的变化规律，对于正弦交变电流，可以 从图象中获取如下信息： 1交变电流的周期交变电流的周期(T) 一个完整的正弦波对应的时间段。知道了周期便可以算出线圈转动的角速度一个完整

11、的正弦波对应的时间段。知道了周期便可以算出线圈转动的角速度 2/T。 2交变电流的最大值交变电流的最大值(Em，Im) 3任意时刻交变电流的瞬时值任意时刻交变电流的瞬时值 图象上每个“点”表示某一时刻交变电流的瞬时值。图象上每个“点”表示某一时刻交变电流的瞬时值。 4交流电图象问题的分析方法交流电图象问题的分析方法 (1)分析要点：一看、二变、三判分析要点：一看、二变、三判 一看：看“轴” 、看“线” 、看“斜率” 、看“截距” 、看“面积” 、看“拐点” ，并理解 其物理意义。 一看：看“轴” 、看“线” 、看“斜率” 、看“截距” 、看“面积” 、看“拐点” ，并理解 其物理意义。 二变：

12、掌握“图与图” 、“图与式”和“图与物”之间的变通关系。二变：掌握“图与图” 、“图与式”和“图与物”之间的变通关系。 三判：在此基础上进行正确的分析和判断。三判：在此基础上进行正确的分析和判断。 (2)对于正弦交变电流的变化规律，不应只从其随时间按正弦规律变化这一点去认识， 还应看到交流电动势随线圈在匀强磁场中空间位置的变化而变化，随线圈的磁通量变化而 变化。 对于正弦交变电流的变化规律，不应只从其随时间按正弦规律变化这一点去认识， 还应看到交流电动势随线圈在匀强磁场中空间位置的变化而变化，随线圈的磁通量变化而 变化。 典例典例3 (多选多选)在磁感应强度为在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个

13、面积为的匀强磁场中，一个面积为S的矩形线圈匀速转动时 产生的交流电电压随时间变化的规律如图所示， 线圈与一阻值为 的矩形线圈匀速转动时 产生的交流电电压随时间变化的规律如图所示， 线圈与一阻值为 R9 的电阻串联在一 起，线圈的电阻为 的电阻串联在一 起，线圈的电阻为 1 ，则，则( ) A通过电阻通过电阻 R 的电流瞬时值表达式为的电流瞬时值表达式为 i10sin 200t A B电阻电阻 R 两端的电压有效值为两端的电压有效值为 90 V C1 s 内电阻内电阻 R 上产生的热量为上产生的热量为 450 J D图中图中 t110 2 s 时，线圈位于中性面 时，线圈位于中性面 解析解析 通

14、过电阻 通过电阻 R 的电流最大值为的电流最大值为 Im10 A，线圈转动的角速度，线圈转动的角速度 Um R r 2 T rad/s100 rad/s， 故电流的瞬时值表达式为， 故电流的瞬时值表达式为 i10sin 100t A， A 项错误 ； 电阻项错误 ； 电阻 R 2 2 10 2 两端的电压有效值为两端的电压有效值为 UR9 V45 V，B 项错误；项错误；1 s 内电阻内电阻 R 上上 U有 有效效 R r 100 2 9 1 2 产生的热量产生的热量 Qt450 J，C 项正确；由题图知项正确；由题图知 t1.010 2 s 时感应电动势为零，此 时感应电动势为零，此 U2

15、R 时穿过线圈的磁通量最大，线圈位于中性面，时穿过线圈的磁通量最大，线圈位于中性面，D 项正确。项正确。 答案答案 CD 变压器变压器 1一个原理一个原理 根据电磁感应的原理改变交变电流的电压。根据电磁感应的原理改变交变电流的电压。 2三个关系三个关系 (1)功率：功率：P入 入 P出 出。 。 (2)电压：电压： U1 n1 U2 n2 (3)电流：只有一个副线圈时 。电流：只有一个副线圈时 。 I1 I2 n2 n1 3四个决定四个决定 (1)原线圈电压原线圈电压 U1由提供原线圈电压的电源决定。由提供原线圈电压的电源决定。 (2)副线圈电压副线圈电压 U2由原线圈电压及匝数比决定，与副线

16、圈所接负载无关。由原线圈电压及匝数比决定，与副线圈所接负载无关。 (3)副线圈电流副线圈电流 I2由副线圈电压和副线圈所接负载决定。由副线圈电压和副线圈所接负载决定。 (4)原线圈电流原线圈电流 I1由副线圈中的电流决定。由副线圈中的电流决定。 典例典例 4 (多选多选)如图所示的电路中，如图所示的电路中，P 为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入 电压 为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入 电压 U1不变，闭合电键不变，闭合电键 S，下列说法正确的是，下列说法正确的是( ) AP 向下滑动时，灯向下滑动时，灯 L 变亮变亮 BP 向下滑动时，变压器的输出电压不变向下滑动时，变压器的输出

17、电压不变 CP 向上滑动时，变压器的输入电流变小向上滑动时，变压器的输入电流变小 DP 向上滑动时，变压器的输出功率变大向上滑动时，变压器的输出功率变大 解析解析 由于 由于 U1保持不变，根据变压器的变压比可知，副线圈的输出电压保持不变，根据变压器的变压比可知，副线圈的输出电压 U2不变，不变，B 项正确；项正确；P 向下滑动时，灯泡向下滑动时，灯泡 L 两端的电压不变，灯泡的亮度不变，两端的电压不变，灯泡的亮度不变，A 项错误；项错误；P 向上滑动 时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，副线圈电路的总电阻 向上滑动 时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，副线圈电路的总电阻 R 变小，根据变小，根据

18、 P2可知，变可知，变 U22 R 压器的输出功率变大，压器的输出功率变大， D 项正确 ； 由项正确 ； 由 P1U1I1P2可知， 变压器的输入电流增大，可知， 变压器的输入电流增大， C 项错误。项错误。 答案答案 BD 高压输电问题的一般解题思路高压输电问题的一般解题思路 1解决高压输电问题时，应先画输电线路草图，并在草图上标出各量，然后依次逐级 计算。 解决高压输电问题时，应先画输电线路草图，并在草图上标出各量，然后依次逐级 计算。 2以升压变压器和降压变压器原、副线圈为参考将输电线路划分为几个独立回路。以升压变压器和降压变压器原、副线圈为参考将输电线路划分为几个独立回路。 3根据串

19、联电路特点、欧姆定律、电功率公式等确定各部分回路电学量之间的关系。根据串联电路特点、欧姆定律、电功率公式等确定各部分回路电学量之间的关系。 4根据升压变压器和降压变压器原、副线圈的电压、电流关系和功率关系列式求解， 利用好能量守恒这条主线。 根据升压变压器和降压变压器原、副线圈的电压、电流关系和功率关系列式求解， 利用好能量守恒这条主线。 典例典例 5 (浙江高考浙江高考)如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是 U，用等效总电阻是，用等效总电阻是 r 的两条输电线输电，输电线路中的电流是的两条输电线输电，输电线路中的电流

20、是 I1，其末端间的电压为，其末端间的电压为 U1。 在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为 。 在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为 I2。则。则( ) A用户端的电压为用户端的电压为I 1U1 I2 B输电线上的电压降为输电线上的电压降为 U C理想变压器的输入功率为理想变压器的输入功率为 I12r D输电线路上损失的电功率为输电线路上损失的电功率为 I1U 解析解析 理想变压器输入和输出功率相同， 设用户端得到的电压为 理想变压器输入和输出功率相同， 设用户端得到的电压为 U2， 则有， 则有 I1U1U2I2， U2，选项，选项 A 正确；输电线上的电压降

21、为正确；输电线上的电压降为 UI1r，或者，或者 UUU1，选项，选项 B 错误；错误； I1U1 I2 理想变压器的输入功率为理想变压器的输入功率为 PI1U1，选项，选项 C 错误；输电线路上损失的电功率为错误；输电线路上损失的电功率为 PI12r，选 项 ，选 项 D 错误。错误。 答案答案 A 专题训练专题训练 1如图所示，实验室一台手摇交流发电机，内阻如图所示，实验室一台手摇交流发电机，内阻 r1.0 ，外接，外接 R9.0 的电阻。闭 合开关 的电阻。闭 合开关 S，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势 e10sin 10t

22、 V，则，则2 ( ) A该交变电流的频率为该交变电流的频率为 10 Hz B该电动势的有效值为该电动势的有效值为 10 V2 C外接电阻外接电阻 R 所消耗的电功率为所消耗的电功率为 10 W D电路中理想交流电流表的示数为电路中理想交流电流表的示数为 1.0 A 解析：选解析：选 D 从电动势瞬时值表达式可知，交变电流的频率 从电动势瞬时值表达式可知，交变电流的频率 fHz5 Hz，选，选 2 10 2 项项 A 错误 ； 该电动势的有效值错误 ； 该电动势的有效值 E10 V， 选项， 选项 B 错误 ； 电路中电流错误 ； 电路中电流(有效值有效值)I1. 0 Em 2 E R r A

23、，电阻，电阻 R 消耗功率消耗功率 PI2R9 W，选项，选项 C 错误 ； 电流表的读数即为电流的有效值，选项错误 ； 电流表的读数即为电流的有效值，选项 D 正确。正确。 2发电厂发电机的输出电压为发电厂发电机的输出电压为 U1，发电厂至学校的输电导线的总电阻为，发电厂至学校的输电导线的总电阻为 R，通过导线 的电流为 ，通过导线 的电流为 I，学校得到的电压为，学校得到的电压为 U2，则输电线上损耗的电压可表示为，则输电线上损耗的电压可表示为( ) AU1 BU1IR CIR DU2 解析：选解析：选 C 输电线上的电压损失 输电线上的电压损失 UU1U2IR，选项，选项 B 错误，错误

24、，C 正确；正确；U1为输 出电压， 为输 出电压，U2为用户得到的电压，选项为用户得到的电压，选项 A、D 错误。错误。 3某交流发电机给灯泡供电，产生正弦式交变电流的图象如图所示，下列说法中正确 的是 某交流发电机给灯泡供电，产生正弦式交变电流的图象如图所示，下列说法中正确 的是( ) A交变电流的频率为交变电流的频率为 0.02 Hz B交变电流的瞬时值表达式为交变电流的瞬时值表达式为 i5cos 50t A C在在 t0.01 s 时，穿过交流发电机线圈的磁通量最大时，穿过交流发电机线圈的磁通量最大 D若发电机线圈电阻为若发电机线圈电阻为 0.4 ，则其产生的热功率为，则其产生的热功率

25、为 5 W 解析：选解析：选 D 由题图知，交流电的周期为 由题图知，交流电的周期为 0.02 s，故频率为，故频率为 50 Hz，A 错；转动的角速 度 错；转动的角速 度 100 rad/s，故电流瞬时值表达式为，故电流瞬时值表达式为 i5cos 100t A，B 错；错；t0.01 s 时，电流时，电流 2 T 最大， 此时穿过线圈的磁通量应为最大， 此时穿过线圈的磁通量应为0， C错 ； 交流电电流的有效值错 ； 交流电电流的有效值I Im 2 5 2 A， 故， 故PI2R 2 0.4 W5 W，故，故 D 对。对。 ( ( 5 2) ) 4.(多选多选)如图所示， 将额定电压为如图

26、所示， 将额定电压为 60 V 的用电器， 通过一理想变压器接在正弦交变电源 上。闭合开关 的用电器， 通过一理想变压器接在正弦交变电源 上。闭合开关 S 后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表均为理想电表)的示数分别 为 的示数分别 为 220 V 和和 2.2 A。以下判断正确的是。以下判断正确的是( ) A变压器输入功率为变压器输入功率为 484 W B通过原线圈的电流的有效值为通过原线圈的电流的有效值为 0.6 A C通过副线圈的电流的最大值为通过副线圈的电流的最大值为 2.2 A D变压器原、副线圈匝数比变压器原、副线圈匝数

27、比 n1n2113 解析 ： 选解析 ： 选 BD 根据功率公式可以求出用电器消耗的功率为 根据功率公式可以求出用电器消耗的功率为 602.2 W132 W， 因此， 因此 A 错误；再根据变压器变压公式和变流公式和 ，联立可求得通过原线圈的电流的错误；再根据变压器变压公式和变流公式和 ，联立可求得通过原线圈的电流的 U1 U2 n1 n2 I1 I2 n2 n1 有效值为有效值为 0.6 A，所以，所以 B 正确；由于电流表显示的是有效值，因此通过副线圈电流的最大值 为 正确；由于电流表显示的是有效值，因此通过副线圈电流的最大值 为 2.2 A， 故， 故 C 错误 ； 根据变压器的变压公式

28、可知， 变压器原、 副线圈的匝数比为错误 ； 根据变压器的变压公式可知， 变压器原、 副线圈的匝数比为 n1n22 113，所以，所以 D 正确。正确。 (时间：时间：45 分钟 满分：分钟 满分：100 分分) 一、单项选择题一、单项选择题(本题共本题共 6 个小题，每小题个小题，每小题 6 分，共分，共 36 分。每小题只有一个选项正确分。每小题只有一个选项正确) 1(2016浙师大附中高二检测浙师大附中高二检测)如图甲至丁是交流电发电过程的示意图，图中只画出了 一匝线圈， 线圈的 如图甲至丁是交流电发电过程的示意图，图中只画出了 一匝线圈， 线圈的 AB 边连在金属滑环边连在金属滑环 K

29、 上，上， CD 边连在滑环边连在滑环 L 上， 导体做的两个电刷上， 导体做的两个电刷 E、 F 分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。线圈沿逆 时针方向以角速度 分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。线圈沿逆 时针方向以角速度 匀速转动，线圈的面积为匀速转动，线圈的面积为 S，磁场可视为水平向右的匀强磁场，磁感 应强度为 ，磁场可视为水平向右的匀强磁场，磁感 应强度为 B，电路的总电阻为，电路的总电阻为 R。以下说法中正确的是。以下说法中正确的是( ) A由甲转到乙的过程中，线圈中的电流方向为由甲转到乙的过程中，线圈中的电流方

30、向为 ABCDA B由丙转到丁的过程中，线圈中的电流方向为由丙转到丁的过程中，线圈中的电流方向为 ABCDA C转到丙位置时，穿过线圈的磁通量为零转到丙位置时，穿过线圈的磁通量为零 D转动一圈的过程中，线圈产生的电能为转动一圈的过程中，线圈产生的电能为2B 2S2 R 解析：选解析：选 B 由甲转到乙的过程中，穿过线圈的磁通量变小，根据楞次定律，可以判 断电流方向为 由甲转到乙的过程中，穿过线圈的磁通量变小，根据楞次定律，可以判 断电流方向为 ADCBA；故；故 A 错误；当线圈由丙转到丁的过程中，通过线圈的磁通 量变小，根据楞次定律，可以判断电流方向为 错误；当线圈由丙转到丁的过程中，通过线

31、圈的磁通 量变小，根据楞次定律，可以判断电流方向为 ABCDA； 故； 故 B 正确 ； 转到丙位置时， 线圈处于中性面上，穿过线圈的磁通量最大，故 正确 ； 转到丙位置时， 线圈处于中性面上，穿过线圈的磁通量最大，故 C 错误；转动一圈过程中，线圈中产生的 能量 错误；转动一圈过程中，线圈中产生的 能量 QT，故，故 D 错误。错误。 E2 R BS 2 2 2R 2 B2S2 R 2.线框在匀强磁场中绕线框在匀强磁场中绕 OO轴匀速转动轴匀速转动(由上向下看是逆时针方向由上向下看是逆时针方向)， 当转到如图所示 位置时，磁通量和感应电动势大小的变化情况是 ， 当转到如图所示 位置时，磁通量

32、和感应电动势大小的变化情况是( ) A磁通量和感应电动势都在变大磁通量和感应电动势都在变大 B磁通量和感应电动势都在变小磁通量和感应电动势都在变小 C磁通量在变小，感应电动势在变大磁通量在变小，感应电动势在变大 D磁通量在变大，感应电动势在变小磁通量在变大，感应电动势在变小 解析：选解析：选 D 由题图可知，设线框平面与中性面的夹角为 由题图可知，设线框平面与中性面的夹角为 ，mcos ，eEmsin ，所以磁通量变大，感应电动势变小。故，所以磁通量变大，感应电动势变小。故 D 正确。正确。 3 如图所示， 面积均为 如图所示， 面积均为 S 的单匝线圈绕其对称轴或中心轴在匀强磁场的单匝线圈绕

33、其对称轴或中心轴在匀强磁场 B 中以角速度中以角速度 匀速转动，能产生正弦交变电动势匀速转动，能产生正弦交变电动势 eBSsin t 的图是的图是( ) 解析 ： 选解析 ： 选A 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴(轴在线圈所在平面内轴在线圈所在平面内)匀速转动， 产生的正弦交变电动势为 匀速转动， 产生的正弦交变电动势为 eBSsin t，由这一原理可判断，由这一原理可判断，A 图中感应电动势为图中感应电动势为 e BSsin t；B 图中的转动轴不在线圈所在平面内；图中的转动轴不在线圈所在平面内；C、D 图转动轴与磁场方向平行。图转动轴与磁场方向平

34、行。 4.一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图所示。由图可知该交变电流一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图所示。由图可知该交变电流( ) A周期为周期为 0.125 s B电压的有效值为电压的有效值为 10 V2 C电压的最大值为电压的最大值为 20 V2 D电压瞬时值的表达式为电压瞬时值的表达式为 u10sin 8t V2 解析：选解析：选 B 由题图可知，交变电流的周期为 由题图可知，交变电流的周期为 0.250 s，A 错误；电压的有效值错误；电压的有效值 U 20 2 V10 V，B正确；电压的最大值为正确；电压的最大值为20 V，C错误；电压瞬时值的表达错误；电压瞬时值的表达

35、2 式为式为u20sin 8t V， D 错误。错误。 5.用一理想变压器向一负载用一理想变压器向一负载R供电，如图所示，当增大负载电阻供电，如图所示，当增大负载电阻R 时，原线圈中的电 流 时，原线圈中的电 流 I1和副线圈中的电流和副线圈中的电流 I2之间的变化关系是之间的变化关系是( ) AI2增大，增大，I1也增大也增大 BI2增大，增大，I1却减小却减小 CI2减小，减小，I1也减小也减小 DI2减小，减小，I1却增大却增大 解析：选解析：选 C 因为原线圈电压 因为原线圈电压 U1及原、副线圈匝数不变，故及原、副线圈匝数不变，故 U2不变，当不变，当 R 增大时， 电流 增大时，

36、电流 I2减小，由 知减小，由 知 I1也减小，选项也减小，选项 C 正确。正确。 I1 I2 n2 n1 6.如图所示是 “探究变压器两个线圈的电压关系” 的实验示意图，如图所示是 “探究变压器两个线圈的电压关系” 的实验示意图， a 线圈接交流电源，线圈接交流电源， b 线圈接交流电压表，在实验过程中线圈接交流电压表，在实验过程中( ) A只增加只增加 b 线圈的匝数，电压表的示数一定增大线圈的匝数，电压表的示数一定增大 B只增加只增加 a 线圈的匝数，电压表的示数一定增大线圈的匝数，电压表的示数一定增大 C同时增加同时增加 a、b 两线圈的匝数，电压表的示数一定增大两线圈的匝数，电压表的

37、示数一定增大 D只改变只改变 a 线圈两端的电压，电压表的示数不变线圈两端的电压，电压表的示数不变 答案：答案：A 二、多项选择题二、多项选择题(本题共本题共 4 小题，每小题小题，每小题 6 分，共分，共 24 分。选对但不全的得分。选对但不全的得 3 分，错选不 得分 分，错选不 得分) 7某小型发电机产生的交变电动势为某小型发电机产生的交变电动势为 e50sin 100t V。对此电动势，下列表述正确 的是 。对此电动势，下列表述正确 的是( ) A最大值是最大值是 50 V2 B频率是频率是 100 Hz C有效值是有效值是 25 V2 D周期是周期是 0.02 s 解析：选解析：选

38、CD 从中性面开始计时，交变电动势的表达式为 从中性面开始计时，交变电动势的表达式为 eEmsin t，因，因 e50sin 100t V，所以最大值，所以最大值 Em50 V，A 错误；由错误；由 2f100 rad/s 得得 f50 Hz，B 错误；有 效值 错误；有 效值 E25 V，C 正确；正确；T 0.02 s，D 正确。正确。 Em 2 2 1 f 8.如图所示，是一个匝数如图所示，是一个匝数 n10 的线圈在匀强磁场中绕垂直于磁 场方向的固定轴转动时，通过线圈平面的磁通量随时间变化的图 象。关于线圈中的感应电动势，以下说法正确的是 的线圈在匀强磁场中绕垂直于磁 场方向的固定轴转

39、动时，通过线圈平面的磁通量随时间变化的图 象。关于线圈中的感应电动势，以下说法正确的是( ) A在在 t10.1 s 时，线圈中的感应电动势最大时，线圈中的感应电动势最大 B在在 t20.2 s 时，线圈中的感应电动势最大时，线圈中的感应电动势最大 C在在 t30.3 s 时，线圈中的感应电动势改变方向时，线圈中的感应电动势改变方向 D在在 t40.4 s 时，线圈中的感应电动势改变方向时，线圈中的感应电动势改变方向 解析：选解析：选 BC 由题图可知，在 由题图可知，在 t10.1 s 时，线圈中的磁通量最大，线圈转到中性面， 感应电动势为零， 时，线圈中的磁通量最大，线圈转到中性面， 感应

40、电动势为零，A 错；在错；在 t20.2 s 时，线圈中的磁通量为零，线圈平面跟磁场平行，感 应电动势最大， 时，线圈中的磁通量为零，线圈平面跟磁场平行，感 应电动势最大，B 对；在对；在 t30.3 s 时，线圈中磁通量又达到最大值，感应电动势为零，方 向发生改变， 时，线圈中磁通量又达到最大值，感应电动势为零，方 向发生改变，C 对；对；t40.4 s 前后，线圈中的感应电动势的方向不变，前后，线圈中的感应电动势的方向不变，D 错。错。 9.如图所示，输入端如图所示，输入端 ab 的输入电压既有直流成分，又有交流成 分，以下说法中正确的是 的输入电压既有直流成分，又有交流成 分，以下说法中

41、正确的是(L 的直流电阻与的直流电阻与 R 相同相同)( ) A直流成分只能从直流成分只能从 L 通过通过 B交流成分只能从交流成分只能从 R 通过通过 C通过通过 R 的既有直流成分又有交流成分的既有直流成分又有交流成分 D通过通过 L 的交流成分比通过的交流成分比通过 R 的交流成分必定要少的交流成分必定要少 解析 ： 选解析 ： 选 CD 线圈具有通直流阻交流的作用， 所以大部分交流成分通过 线圈具有通直流阻交流的作用， 所以大部分交流成分通过 R， 故选， 故选 C、 D。 10.如图所示，接在交流电源上的电灯泡正常发光，以下说法正确的 是 如图所示，接在交流电源上的电灯泡正常发光，以

42、下说法正确的 是( ) A把电介质插入电容器，灯泡变亮把电介质插入电容器，灯泡变亮 B增大电容器两板间的距离，灯泡变亮增大电容器两板间的距离，灯泡变亮 C减小电容器两板间的正对面积，灯泡变暗减小电容器两板间的正对面积，灯泡变暗 D使交变电流频率减小，灯泡变暗使交变电流频率减小，灯泡变暗 解析：选解析：选 ACD 电容器的电容与介电常数成正比，与两板间正对面积成正比，与两板 间距离成反比。而容抗与电容成反比，与交变电流频率成反比。把电介质插入电容器，电 容变大，容抗减小，灯泡变亮， 电容器的电容与介电常数成正比，与两板间正对面积成正比，与两板 间距离成反比。而容抗与电容成反比，与交变电流频率成反

43、比。把电介质插入电容器，电 容变大，容抗减小，灯泡变亮，A 正确；电容器两板间距离增大，电容减小，容抗增大，正确；电容器两板间距离增大，电容减小，容抗增大， 灯泡变暗，灯泡变暗，B 错误；减小电容器两极正对面积，电容减小，容抗增大，灯泡变暗，错误；减小电容器两极正对面积，电容减小，容抗增大，灯泡变暗，C 正确； 交变电流的频率减小，容抗增大，灯泡变暗， 正确； 交变电流的频率减小，容抗增大，灯泡变暗，D 正确。正确。 三、非选择题三、非选择题(本题共本题共 2 小题，共小题，共 40 分分) 11(20 分分)如图所示，线圈如图所示，线圈 abcd 的面积是的面积是 0.05 m2，共，共 1

44、00 匝，线 圈电阻为 匝，线 圈电阻为 1 ，外接电阻，外接电阻 R9 ，匀强磁场的磁感应强度，匀强磁场的磁感应强度 B T，当，当 1 线圈以线圈以 300 r/min 的转速匀速旋转时，问：的转速匀速旋转时，问： (1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式； (2)线圈转过线圈转过 s 时电动势的瞬时值多大？时电动势的瞬时值多大？ 1 30 (3)电路中，电压表和电流表的示数各是多少？电路中，电压表和电流表的示数各是多少？ (4)从中性面开始计时，经从中性面开始计时，经 s 通过电阻通过电阻 R 的

45、电荷量是多少？的电荷量是多少？ 1 30 解析：解析：(1)eEmsin tnBS2fsin 2ft 100 0.052sin(2t) V 1 300 60 300 60 50sin 10t V。 (2)当当 t s 时，时，e50sin (10) V43.3 V。 1 30 1 30 (3)电动势的有效值为电动势的有效值为 E V35.4 V， Em 2 50 2 电流表示数电流表示数 I A3.54 A， E R r 35.4 9 1 电压表示数电压表示数 UIR3.549 V31.86 V。 (4) s 内线圈转过的角度内线圈转过的角度 t2 。 。 1 30 300 60 1 30 3

46、 该过程中，该过程中，BSBScos BS， 1 2 由 ， ，由 ， ，q t，E n t I E R r I 得得 q C C。 n R r nBS 2 R r 100 1 0.05 2 9 1 1 4 答案：答案：(1)e50sin 10t V (2)43.3 V (3)31.86 V 3.54 A (4) C 1 4 12.(20 分分)如图所示， 降压变压器的变压系数是如图所示， 降压变压器的变压系数是 3， 即初级线圈的匝 数与次级线圈的匝数之比是 ， 即初级线圈的匝 数与次级线圈的匝数之比是 31。 初级线圈的输入电压是。 初级线圈的输入电压是 660 V， 次级线 圈的电阻为

47、， 次级线 圈的电阻为 0.2 ， 用这台变压器供给， 用这台变压器供给 100 盏标有盏标有“220 V,60 W”的电灯用的电灯用 电。求：电。求： (1)空载时次级线圈的端电压和输出功率；空载时次级线圈的端电压和输出功率； (2)接通电路时次级线圈的端电压；接通电路时次级线圈的端电压； (3)每盏灯的实际功率。每盏灯的实际功率。 解析：解析：(1)将变压器视为理想变压器。设空载时次级线圈的输出电压为将变压器视为理想变压器。设空载时次级线圈的输出电压为 U2，由，由， n2 n1 U2 U1 得到得到 U2U1220 V， n2 n1 因为空载， 次级线圈的负载电阻因为空载， 次级线圈的负载电阻 R2