（浙江選考）2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十章 電磁感應(yīng) 交變電流 第2講 交變電流學(xué)案

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1、第2講　交變電流 [考試標(biāo)準(zhǔn)] 知識(shí)內(nèi)容 考試要求 說(shuō)明 交變電流 c 1.不要求知道交流發(fā)電機(jī)各部分的名稱(chēng). 2.不要求推導(dǎo)交流電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式. 3.不要求計(jì)算線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電動(dòng)勢(shì). 4.不要求證明正弦式交變電流有效值與峰值之間的關(guān)系. 5.不要求計(jì)算方波等其他交變電流的有效值. 6.不要求知道感抗、容抗的概念. 7.不要求分析、計(jì)算兩個(gè)及以上副線圈和有兩個(gè)磁路的變壓器問(wèn)題. 8.不要求計(jì)算同時(shí)涉及升壓、降壓的輸電問(wèn)題. 描述交變電流的物理量 c 電感和電容對(duì)交變電流的影響 b 變壓器 c 電能的輸送 c 一、交變電流 1.

2、產(chǎn)生：線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng). 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⊥B，Φ最大，＝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，Φ＝0，最大，e最大，i最大，電流方向不改變. 3.電流方向的改變：線圈通過(guò)中性面時(shí)，電流方向發(fā)生改變，一個(gè)周期內(nèi)線圈兩次通過(guò)中性面，因此電流的方向改變兩次. 自測(cè)1　(多選)關(guān)于中性面，下列說(shuō)法正確的是(　　) A.線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)中經(jīng)中性面位置時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零 B.線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)中經(jīng)中性面位置時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量為零，磁通量的變化率最大 C.線圈每經(jīng)過(guò)一次中性面，

3、感應(yīng)電流的方向就改變一次 D.線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周經(jīng)過(guò)中性面一次，所以線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流的方向就改變一次 答案　AC 二、正弦式交變電流的描述 1.周期和頻率 (1)周期(T)：交變電流完成一次周期性變化(線圈轉(zhuǎn)一周)所需的時(shí)間，單位是秒(s)，公式T＝. (2)頻率(f)：交變電流在1s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)，單位是赫茲(Hz). (3)周期和頻率的關(guān)系：T＝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(kāi)始計(jì)時(shí)) (1)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間變化的規(guī)律：e＝Emsinωt，其中ω為線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，Em＝nBSω. (2)負(fù)載兩端的電壓u隨時(shí)間變化的規(guī)律：u＝Ums

4、inωt. (3)電流i隨時(shí)間變化的規(guī)律：i＝Imsinωt. 3.交變電流的瞬時(shí)值、峰值和有效值 (1)瞬時(shí)值：交變電流某一時(shí)刻的值，是時(shí)間的函數(shù). (2)峰值：交變電流(電流、電壓或電動(dòng)勢(shì))所能達(dá)到的最大的值，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.對(duì)正弦交流電，其有效值和峰值的關(guān)系為：E＝，U＝，I＝. 自測(cè)2　(多選)如圖1所示是某種正弦交變電壓的波形圖，由圖可確定該電壓的(　　) 圖1 A.周期是0.01s B.最大值是311V C.有效值約是220V D.表達(dá)式為u＝220sin100πt(V) 答案　BC

5、 三、電感和電容對(duì)交變電流的影響 1.電感器對(duì)交變電流的阻礙作用 (1)感抗：電感器對(duì)交變電流阻礙作用的大小. (2)影響因素：線圈的自感系數(shù)越大，交流的頻率越高，感抗越大. (3)感抗的應(yīng)用 類(lèi)型 區(qū)別　　 低頻扼流圈 高頻扼流圈 自感系數(shù) 較大 較小 感抗大小 較大 較小 作用 通直流、阻交流 通直流、通低頻、阻高頻 2.電容器對(duì)交變電流的阻礙作用 (1)容抗：電容器對(duì)交變電流阻礙作用的大小. (2)影響因素：電容器的電容越大，交流的頻率越高，容抗越小. (3)作用：“通交流，隔直流；通高頻，阻低頻”. 自測(cè)3　如圖2所示，電

6、阻R、電容C和電感L并聯(lián)后，接入輸出電壓有效值、頻率可調(diào)的交流電源.當(dāng)電路中交流電的頻率為f時(shí)，通過(guò)R、C和L的電流有效值恰好相等.若將頻率降低為f，分別用I1、I2、I3表示此時(shí)通過(guò)R、C和L的電流有效值，則(　　) 圖2 A.I1＝I2＝I3 B.I1>I2>I3 C.I3>I1>I2 D.I1>I2＝I3 答案　C 四、變壓器 1.原理 電流磁效應(yīng)、電磁感應(yīng). 2.基本關(guān)系式 (1)功率關(guān)系：P入＝P出. (2)電壓關(guān)系：＝. (3)電流關(guān)系：只有一個(gè)副線圈時(shí)＝. 3.幾種常用的變壓器 (1)自耦變壓器——調(diào)壓變壓器. (2)互感器 五、電能的輸送

7、 1.輸電過(guò)程(如圖3所示) 圖3 2.輸電導(dǎo)線上的能量損失：主要是由輸電線的電阻發(fā)熱產(chǎn)生的，表達(dá)式為Q＝I2Rt. 3.電壓損失：(1)ΔU＝U－U′；(2)ΔU＝IR. 4.功率損失：(1)ΔP＝P－P′；(2)ΔP＝I2R＝()2R. 5.輸送電流：(1)I＝；(2)I＝. 自測(cè)4　要減少電能輸送時(shí)的損失，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A.降低輸電電壓 B.把輸電導(dǎo)線埋于地下 C.提高輸電電壓 D.增大輸電導(dǎo)線中的電流 答案　C 命題點(diǎn)一　交變電流的產(chǎn)生和描述 正弦式交變電流的瞬時(shí)值、峰值、有效值、平均值的比較 物理量 物理含義 重要關(guān)系 適用情況

8、及說(shuō)明 瞬時(shí)值 交變電流某一時(shí)刻的值 e＝Emsinωt，i＝Imsinωt 計(jì)算線圈某時(shí)刻的受力情況 峰值 最大瞬時(shí)值 Em＝nBSω，Em＝nΦmω，Im＝ 討論電容器的擊穿電壓 有效值 跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流的值 對(duì)正(余)弦交流電有：E＝，U＝，I＝ (1)計(jì)算與電流熱效應(yīng)有關(guān)的量(如功、功率、熱量等) (2)電氣設(shè)備“銘牌”上所標(biāo)的一般是有效值 (3)保險(xiǎn)絲的熔斷電流為有效值 (4)交流電壓表和電流表的讀數(shù)為有效值 平均值 交變電流圖象中圖線與時(shí)間軸所圍的面積與時(shí)間的比值 ＝Bl，＝n，＝ 計(jì)算通過(guò)電路橫截面的電荷量 例1　如圖

9、4甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其單匝矩形線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與R＝10Ω的電阻連接，與電阻R并聯(lián)的交流電壓表為理想電壓表，示數(shù)是10V.圖乙是矩形線圈中磁通量Φ隨時(shí)間t變化的圖象，則(　　) 圖4 A.電阻R的電功率為20W B.t＝0.02s時(shí)，R兩端的電壓瞬時(shí)值為零 C.R兩端的電壓u隨時(shí)間t變化的規(guī)律是u＝14.1cos100πtV D.通過(guò)R的電流i隨時(shí)間t變化的規(guī)律是i＝14.1cos50πtA 答案　C 解析　電阻R的電功率為P＝＝10W，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由題圖乙知t＝0.02s時(shí)

10、磁通量變化率最大，R兩端的電壓瞬時(shí)值最大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；R兩端的電壓u隨時(shí)間t變化的規(guī)律是u＝14.1cos100πtV，選項(xiàng)C正確；通過(guò)R的電流i隨時(shí)間t變化的規(guī)律是i＝＝1.41cos100πtA，選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 變式1　(多選)交變電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式e＝10sin4πtV，下列說(shuō)法正確的是(　　) A.此交變電流的頻率是4πHz B.此交變電流的周期是0.5s C.當(dāng)t＝0時(shí)，產(chǎn)生此交變電流的線圈與中性面重合 D.當(dāng)t＝0.5s時(shí)，此交變電動(dòng)勢(shì)有最大值 答案　BC 解析　由表達(dá)式可知ω＝4πrad/s＝2πf，f＝2Hz，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由T＝＝0.5s，可知選項(xiàng)B正確；當(dāng)t＝0

11、時(shí)，由e＝10sin4πtV＝0可知此時(shí)線圈與中性面重合，故選項(xiàng)C正確；當(dāng)t＝0.5s時(shí)，由e＝10sin4πtV＝0可知交變電動(dòng)勢(shì)最小，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 變式2　(多選)如圖5所示，閉合的矩形導(dǎo)體線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的對(duì)稱(chēng)軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng).沿著OO′方向觀察，線圈順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng).則當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至圖示位置時(shí)(　　) 圖5 A.線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcda B.線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍dcba C.穿過(guò)線圈的磁通量隨時(shí)間的變化率最大 D.線圈ad邊所受安培力的方向垂直紙面向里 答案　ACD 解析　當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至題圖所示位置時(shí)，由楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)?/p>

12、abcda，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；題圖所示位置穿過(guò)線圈的磁通量隨時(shí)間的變化率最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，選項(xiàng)C正確；由左手定則知線圈ad邊所受安培力的方向垂直紙面向里，選項(xiàng)D正確. 變式3　(多選)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)律圖象如圖6所示，已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為5.0Ω，現(xiàn)外接一只電阻為95.0Ω的燈泡，則(　　) 圖6 A.電壓表V的示數(shù)為220V B.電路中的電流方向每秒改變100次 C.通過(guò)燈泡電流的最大值為2.2A D.發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為48.4J 答案　BC 解析　由題圖知電動(dòng)勢(shì)峰值為220V，周期為2×10－2s，所以電動(dòng)勢(shì)有效值為22

13、0V，角速度ω＝＝rad/s＝100π rad/s.電壓表測(cè)的是路端電壓，U＝R＝×95V＝209V，故A錯(cuò)誤；因周期T＝2×10－2s，所以頻率f＝＝Hz＝50Hz，電流方向每秒鐘改變100次，故B正確；通過(guò)燈泡電流的最大值為Im＝A＝2.2A，故C正確；發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為Q＝t＝×1J＝24.2J，故D錯(cuò)誤. 拓展點(diǎn)　交流電有效值的求解 計(jì)算交變電流有效值的方法 (1)計(jì)算有效值時(shí)要根據(jù)電流的熱效應(yīng)，抓住“三同”：“相同時(shí)間”內(nèi)“相同電阻”上產(chǎn)生“相同熱量”列式求解. (2)分段計(jì)算電熱求和得出一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的總熱量. (3)利用兩個(gè)公式Q＝I2Rt和Q＝t可分別

14、求得電流有效值和電壓有效值. (4)若圖象部分是正弦(或余弦)式交變電流，其中的周期(必須是從零至最大值或從最大值至零)和周期部分可直接應(yīng)用正弦式交變電流有效值與最大值間的關(guān)系I＝、U＝求解. 例2　電壓u隨時(shí)間t的變化情況如圖7所示，皆為正弦函數(shù)圖象的一部分，求電壓的有效值. 圖7 答案　55V 解析　由有效值的定義式得： ·＋·＝T，解得U＝55V. 命題點(diǎn)二　變壓器和電能的輸送 考向1　理想變壓器原理和基本關(guān)系 1.變壓器的工作原理 2.理想變壓器的制約關(guān)系： 制約關(guān)系 電壓 副線圈電壓U2由原線圈電壓U1和匝數(shù)比決定U2＝U1 功率 原線圈的輸

15、入功率P入由副線圈的輸出功率P出決定P入＝P出 電流 原線圈電流I1由副線圈電流I2和匝數(shù)比決定I1＝I2(只有一個(gè)副線圈) 例3　(多選)如圖8所示，將額定電壓為60V的用電器，通過(guò)一理想變壓器接在正弦交流電源上.閉合開(kāi)關(guān)S后，用電器正常工作，交流電壓表和交流電流表(均為理想電表)的示數(shù)分別為220V和2.2A.以下判斷正確的是(　　) 圖8 A.變壓器輸入功率為484W B.通過(guò)原線圈的電流的有效值為0.6A C.通過(guò)副線圈的電流的最大值為2.2A D.變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝11∶3 答案　BD 解析　根據(jù)功率公式可以求出用電器消耗的功率為60×2.

16、2W＝132W，此即變壓器輸出功率，再根據(jù)理想變壓器輸入功率等于輸出功率，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)變壓器的變壓公式可知，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1∶n2＝11∶3，再由＝，可求得通過(guò)原線圈的電流的有效值為0.6A，選項(xiàng)B、D正確；由于電流表顯示的是有效值，因此通過(guò)副線圈的電流的最大值為2.2A，選項(xiàng)C錯(cuò)誤. 變式4　(多選)如圖9所示為一種變壓器的實(shí)物圖，根據(jù)其銘牌上所提供的信息，以下判斷正確的是(　　) 圖9 A.這是一個(gè)升壓變壓器 B.原線圈的匝數(shù)比副線圈的匝數(shù)多 C.當(dāng)原線圈輸入交流電壓220V時(shí)，副線圈輸出直流電壓12V D.當(dāng)原線圈輸入交流電壓220V、副線圈接負(fù)載時(shí)，副

17、線圈中電流比原線圈中電流大 答案　BD 解析　根據(jù)銘牌上所提供的信息可知：變壓器的輸入電壓為220V，輸出電壓為12V，該變壓器為降壓變壓器，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；變壓器的工作原理是電磁感應(yīng)，故變壓器的原、副線圈上的電壓都為交流電壓，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，且原線圈的電壓大于副線圈的電壓，知副線圈接負(fù)載時(shí)，副線圈中電流比原線圈中電流大，選項(xiàng)D正確. 考向2　理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析 常見(jiàn)的理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析一般分匝數(shù)比不變和負(fù)載電阻不變兩種情況： (1)匝數(shù)比不變的情況(如圖10所示) ①U1不變，根據(jù)＝，輸入電壓U1決定輸出電壓U2，不論負(fù)載電阻R如何變化，

18、U2不變. ②當(dāng)負(fù)載電阻發(fā)生變化時(shí)，I2變化，輸出電流I2決定輸入電流I1，故I1發(fā)生變化. ③I2變化引起P2變化，P1＝P2，故P1發(fā)生變化. 圖10 圖11 (2)負(fù)載電阻不變的情況(如圖11所示) ①U1不變，發(fā)生變化，故U2變化. ②R不變，U2變化，故I2發(fā)生變化. ③根據(jù)P2＝，P2發(fā)生變化，再根據(jù)P1＝P2，故P1變化，P1＝U1I1，U1不變，故I1發(fā)生變化. 例4　(多選)(2018·嘉興市期末)如圖12是一個(gè)理想變壓器，K為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，P是滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，U1為加在原線圈兩端的電壓，I1為通過(guò)原線圈的電流，則(　　) 圖

19、12 A.K合在b處，保持U1不變，使P上滑，I1將增大 B.K合在b處，保持P的位置不變，減小U1，I1將減小 C.保持U1及P的位置不變，K由b合向a后，I1將增大D.保持U1及P的位置不變，K由b合向a后，R消耗的功率將減小 答案　BD 解析　K合在b處，保持U1不變，故U2不變，P上滑，R增大，I2減小，I1也減小，故A錯(cuò)誤；K合在b處，U1減小，U2減小，P不動(dòng)，R不變，故I2減小，I1也減小，故B正確；U1不變，K由b合到a，則n1增大，U2＝U1減小，P2＝減小，又P2＝P1＝U1I1，故I1減小，故C錯(cuò)誤，D正確. 變式5　(多選)(2018·牌頭中學(xué)期中改編)如圖

20、13所示為一理想變壓器工作電路圖，今欲使變壓器的輸入功率增大到原來(lái)的2倍，在其他條件不變的情況下，可行的辦法是(　　) 圖13 A.原線圈的匝數(shù)n1增加到原來(lái)的2倍 B.副線圈的匝數(shù)n2增加到原來(lái)的2倍 C.負(fù)載電阻的阻值R變?yōu)樵瓉?lái)的 D.n2和R都變?yōu)樵瓉?lái)的2倍 答案　CD 解析　原線圈匝數(shù)增加使得副線圈電壓減小，輸出功率減小，輸入功率也減小，故A錯(cuò)誤；副線圈匝數(shù)增加到原來(lái)的2倍，副線圈電壓增大到原來(lái)的2倍，根據(jù)P＝，故輸出功率增加到原來(lái)的4倍，故B錯(cuò)誤；負(fù)載電阻的阻值變?yōu)樵瓉?lái)的，而電壓不變，所以輸出功率和輸入功率增加為原來(lái)的2倍，故C正確；副線圈匝數(shù)和負(fù)載電阻都增加到原來(lái)

21、的2倍，副線圈電壓增大到原來(lái)的2倍，根據(jù)P＝，故輸出功率增加到原來(lái)的2倍，故D正確. 考向3　電能的輸送 遠(yuǎn)距離輸電的三個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)： (1)計(jì)算輸電線上損失的功率ΔP＝，U應(yīng)為輸電線上損耗的電壓，而不是輸電電壓； (2)當(dāng)輸送功率一定時(shí)，輸電電壓增大到原來(lái)的n倍，輸電線上損耗的功率就減小到原來(lái)的； (3)電網(wǎng)送電遵循“用多少送多少”的原則，而不是“送多少用多少”，說(shuō)明原線圈電流由副線圈電流決定. 例5　(2018·寧波市十校聯(lián)考)某水電站，用總電阻為2.5Ω的輸電線輸電給500km外的用戶，其輸出電功率是3×106kW，現(xiàn)用500kV電壓輸電，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A.輸電線

22、上輸送的電流大小為2.0×105A B.輸電線上由電阻造成的損失電壓為15kV C.若改用5kV電壓輸電，則輸電線上損失的功率為9×108kW D.輸電線上損失的功率為ΔP＝，U為輸電電壓，r為輸電線的電阻 答案　B 解析　由P＝IU得輸電線上輸送的電流為：I＝＝A＝6×103A，由ΔU＝Ir得輸電線路上的電壓損失為：ΔU＝6×103×2.5V＝1.5×104V，故A錯(cuò)誤，B正確；若改用5kV電壓輸電，輸電線上損失的功率為：ΔP＝2×2.5W＝9×108kW>3×106kW，故C錯(cuò)誤；ΔP＝中，U為輸電線上的電壓降，而不是輸電電壓，故D錯(cuò)誤. 考向4　交變電流和變壓器的綜合問(wèn)題

23、例6　(多選)手搖發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的正弦交流電經(jīng)變壓器給燈泡L供電，其電路如圖14所示，當(dāng)線圈以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電壓表示數(shù)為U，燈泡正常發(fā)光.已知發(fā)電機(jī)線圈的電阻為r，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為R，其他電阻可忽略，變壓器原線圈與副線圈的匝數(shù)比為k，變壓器可視為理想變壓器.則(　　) 圖14 A.燈泡的額定電壓為 B.燈泡的額定功率為 C.發(fā)電機(jī)的線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大值為U D.從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，原線圈輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝Usinωt 答案　AD 解析　電壓表測(cè)量的是原線圈兩端電壓的有效值，因?yàn)榇藭r(shí)燈泡正常發(fā)光，則燈泡的額定電壓等于此時(shí)副線圈的電壓，則由＝k得燈泡的額定電壓

24、UL＝，A正確；燈泡的額定功率PL＝＝，B錯(cuò)誤；副線圈的電流IL＝＝，因原、副線圈的電流之比＝，故原線圈的電流I1＝，因此發(fā)電機(jī)的線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的有效值E＝U＋I(xiàn)1r，最大值Em＝E＝U(1＋)，C錯(cuò)誤；原線圈輸入電壓最大值為U，則從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，原線圈輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝Usinωt，D正確. 1.(多選)下面關(guān)于交變電流的說(shuō)法中正確的是(　　) A.交流電器設(shè)備上所標(biāo)的電壓值和電流值是交變電流的峰值 B.用交流電流表和電壓表測(cè)定的數(shù)值是交變電流的瞬時(shí)值 C.給定的交變電流數(shù)值，在沒(méi)有特別說(shuō)明的情況下都是指有效值 D.和交變電流有相同熱效應(yīng)的直流電流的數(shù)值是交

25、變電流的有效值 答案　CD 2.一個(gè)照明電燈，其兩端允許的最大電壓為311V.當(dāng)它接入220V的照明電路時(shí)，這盞燈(　　) A.將不亮 B.燈絲將燒斷 C.只能暗淡發(fā)光 D.能正常發(fā)光 答案　D 解析　220V的照明電路其有效值為220V，最大值為311V，正好適合. 3.(多選)如圖1所示，在水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一線框繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線框通過(guò)電刷、圓環(huán)、導(dǎo)線等與定值電阻組成閉合回路.t1、t2時(shí)刻線框分別轉(zhuǎn)到圖甲(線框水平)、圖乙(線框與磁感線垂直)所示的位置，下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖1 A.t1時(shí)刻穿過(guò)線框的磁通量最大 B.t1時(shí)刻電阻

26、中的電流最大，方向從右向左 C.t2時(shí)刻穿過(guò)線框的磁通量變化率為0 D.t2時(shí)刻電阻中的電流最大，方向從右向左 答案　BC 解析　t1時(shí)刻，穿過(guò)線框的磁通量為零，線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，電阻中的電流最大，根據(jù)楞次定律，通過(guò)電阻的電流方向從右向左，A錯(cuò)誤，B正確；t2時(shí)刻，穿過(guò)線框的磁通量最大，而磁通量的變化率為零，線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，電阻中的電流為零，C正確，D錯(cuò)誤. 4.(多選)一只閉合的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量隨時(shí)間的變化圖象如圖2所示，則下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖2 A.t＝0時(shí)刻線圈平面與中性面重合 B.t＝0.1s

27、時(shí)刻，穿過(guò)線圈平面的磁通量的變化率最大 C.t＝0.2s時(shí)刻，線圈中有最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) D.若轉(zhuǎn)動(dòng)周期減小一半，則電動(dòng)勢(shì)也減小一半 答案　AB 解析　矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，若以線圈通過(guò)中性面時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝Emsinωt，由題圖可知Φ＝Φmcosωt，當(dāng)Φ最大時(shí)，＝0，即e＝0，線圈平面與中性面重合；當(dāng)Φ＝0時(shí)，為最大，即e＝Em，所以A、B正確，C錯(cuò)誤；由Em＝nBSω可知，周期減半時(shí)角速度增大一倍，則電動(dòng)勢(shì)就增大一倍，故D錯(cuò)誤. 5.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邊垂直.在

28、t＝0時(shí)刻，線圈平面與紙面重合(如圖3所示)，線圈的cd邊離開(kāi)紙面向外運(yùn)動(dòng).若規(guī)定a→b→c→d→a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(　　) 圖3 答案　C 解析　線圈在磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以產(chǎn)生按正弦規(guī)律變化的交流電.對(duì)于題圖所示起始時(shí)刻，線圈的cd邊離開(kāi)紙面向外運(yùn)動(dòng)，速度方向和磁場(chǎng)方向垂直，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的瞬時(shí)值最大；用右手定則判斷出電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，與規(guī)定的正方向相同，所以C對(duì). 6.標(biāo)有“220V　100W”的一燈泡接在u＝311sin314tV的正弦交變電流上，則(　　) A.產(chǎn)生該交變電流的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為每

29、分鐘50轉(zhuǎn) B.與該燈泡串聯(lián)的理想電流表讀數(shù)為0.64A C.與該燈泡并聯(lián)的理想電壓表讀數(shù)為311V D.通過(guò)該燈泡的電流i＝0.64sin314tA 答案　D 解析　燈泡接在u＝311sin314tV的正弦交變電流上，ω＝314rad/s，由ω＝2πn知產(chǎn)生該交變電流的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為每秒50轉(zhuǎn)，故A錯(cuò)誤；由交變電流u＝311sin314tV可知，電壓的最大值Um＝311V，有效值U＝Um≈220V，可以使“220V　100W”的燈泡正常發(fā)光，電流表的示數(shù)I＝≈0.45A，故B錯(cuò)誤；與燈泡并聯(lián)的理想電壓表讀數(shù)為220V，故C錯(cuò)誤；燈泡的最大電流為Im＝I≈0.64A，因此通過(guò)該燈泡的電

30、流i＝0.64sin314tA，故D正確. 7.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖4甲所示，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的圖象如圖乙所示，則(　　) 圖4 A.t＝0.005s時(shí)通過(guò)線框的磁通量變化率為零 B.t＝0.01s時(shí)線框平面與中性面重合 C.線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)有效值為311V D.線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)頻率為100Hz 答案　B 解析　由圖象知，該交變電流電動(dòng)勢(shì)峰值為311V，交變電動(dòng)勢(shì)頻率為f＝50Hz，C、D錯(cuò)；t＝0.005s時(shí)，e＝311V，磁通量變化最快，t＝0.01s時(shí)，e＝0，磁通量最大，線框處于中性面位置，A錯(cuò)，B對(duì). 8.(多選)

31、如圖5所示，550kV句章變電站的投產(chǎn)大大填補(bǔ)了余姚、慈溪及杭州灣新區(qū)的用電缺口，緩解了用電緊張局面.相比原來(lái)的275千伏輸電，下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖5 A.輸電線上的頻率減小一半 B.輸電線上的電流減小一半 C.輸電線上損失的電功率減小一半 D.輸電線上損失的電功率減小為原來(lái)的 答案　BD 9.(多選)如圖6所示，在遠(yuǎn)距離輸電過(guò)程中，若保持原線圈的輸入功率不變，下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖6 A.升高U1會(huì)減小輸電電流I2 B.升高U1會(huì)增大線路的功率損耗 C.升高U1會(huì)增大線路的電壓損耗 D.升高U1會(huì)提高電能的利用率 答案　AD

32、 解析　輸送功率不變，升高U1，則升壓變壓器的輸出電壓變大，根據(jù)P＝UI知，輸電線上的電流I2減小，故A正確；升高U1，輸電線上的電流減小，根據(jù)P損＝I2R知，輸電線上的功率損耗減小，根據(jù)ΔU＝IR知，輸電線上的電壓損失減小，故B、C錯(cuò)誤；電能的利用率為，因?yàn)樯遀1，輸電線上的電流減小，則電能的利用率提高，故D正確. 10.(多選)(2018·溫州市十五校聯(lián)合體期末)如圖7所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為10∶1，原線圈接正弦交流電源，電壓u＝311sin100πt(V)，副線圈接入“22V　100W”的燈泡一只，則(　　) 圖7 A.燈泡正常發(fā)光 B.電源輸出功率為100

33、0W C.電流表的示數(shù)為0.45A D.電流表的示數(shù)為4.5A 答案　AC 11.(多選)遠(yuǎn)距離送電，已知升壓變壓器輸出電壓為U1，功率為P，降壓變壓器的輸入電壓為U2，輸電線的電阻為R，輸電線上電壓降為U線，則線路損耗的熱功率P損可用下面哪幾種方法計(jì)算(　　) A.P損＝ B.P損＝ C.P損＝ D.P損＝ 答案　BD 解析　根據(jù)P＝U1I得，輸電線上的電流I＝，則輸電線上損耗的功率P損＝I2R＝.又輸電線上電壓降U線＝U1－U2，則輸電線上損耗的功率P損＝＝，故B、D正確，A、C錯(cuò)誤. 12.(多選)(2019屆余姚中學(xué)模擬)如圖8甲所示，在直鐵棒上有兩個(gè)線圈，線圈n

34、1＝20匝，n2＝400匝，原線圈輸入電壓u1隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示，則(　　) 圖8 A.電壓表讀數(shù)為200V B.電壓表讀數(shù)為200V C.副線圈交流電的周期為0.02s D.滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng)，則電路輸入功率變大 答案　BCD 解析　原線圈電壓的有效值U1＝V＝10V，根據(jù)＝，得U2＝U1＝×10V＝200V，故A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)題圖乙知原線圈交流電的周期T＝0.02s，則副線圈交流電的周期也為0.02s，故C正確；滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng)，變阻器接入電路的電阻變小，根據(jù)P2＝，輸出功率變大，輸入功率等于輸出功率，則電路輸入功率變大，故D正確. 13.(多選)

35、如圖9所示的電路中，理想變壓器的輸入電壓u不變，R1為定值電阻，若要使電壓表示數(shù)增大，可采用的辦法是(　　) 圖9 A.保持其他不變，將滑動(dòng)接頭P向上移 B.保持其他不變，將滑動(dòng)接頭P向下移 C.保持其他不變，增大R2 D.保持其他不變，減小R2 答案　AC 解析　保持其他不變，將滑動(dòng)接頭P向上移，則原、副線圈的匝數(shù)比減小，所以副線圈的電壓增大，則電壓表的示數(shù)UV＝R2將增大，故A正確；保持其他不變，將滑動(dòng)接頭P向下移，則原、副線圈的匝數(shù)比增大，所以副線圈的電壓減小，則電壓表的示數(shù)UV＝R2將減小，故B錯(cuò)誤；保持其他不變，增大R2，則電壓表的示數(shù)UV＝U2－R1將增大，故C正

36、確；保持其他不變，減小R2，則電壓表的示數(shù)UV＝U2－R1將減小，故D錯(cuò)誤. 14.如圖10所示，理想變壓器的原線圈接在u＝220sin100πt(V)的交流電源上，副線圈接有R＝55Ω的負(fù)載電阻，原、副線圈匝數(shù)比為2∶1，電流表、電壓表均為理想電表.下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖10 A.原線圈的輸入功率為220W B.電流表的讀數(shù)為1A C.電壓表的讀數(shù)為110V D.副線圈輸出交流電的周期為50s 答案　B 解析　由u＝220sin100πt(V)可知，原線圈電壓最大值為220V，故原線圈電壓的有效值為U1＝220V，根據(jù)＝可知，U2＝U1＝110V，故電壓表的讀數(shù)為1

37、10V，故C錯(cuò)誤；副線圈電流有效值為I2＝＝2A，根據(jù)P＝UI可知，輸出功率為220W，則原線圈的輸入功率為220W，故A錯(cuò)誤；原線圈中的電流I1＝＝1A，故B正確；因?yàn)棣兀剑?00πrad/s，所以T＝0.02s，故D錯(cuò)誤. 15.(多選)(2018·書(shū)生中學(xué)月考改編)如圖11所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，電壓表和電流表均為理想交流電表，R為副線圈的負(fù)載電阻.現(xiàn)在原線圈a、b兩端加上交變電壓u，其隨時(shí)間變化的規(guī)律u＝220sin100πtV，則(　　) 圖11 A.副線圈中產(chǎn)生的交變電流頻率為50Hz B.電壓表的示數(shù)為22V C.若電流表示數(shù)為

38、0.1A，則原線圈中的電流為1A D.若電流表示數(shù)為0.1A，則1min內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為132J 答案　AD 解析　交變電流的周期為T(mén)＝＝s＝0.02s，頻率為50Hz，變壓器不改變交流電的頻率，故A正確.由題意知原線圈的電壓最大值為220V，則有效值為V＝220V，故副線圈的電壓有效值為22V，電壓表的示數(shù)為22V，故B錯(cuò)誤.若副線圈的電流是I＝0.1A，則原線圈的電流是0.01A，故C錯(cuò)誤.若副線圈的電流是I＝0.1A，則1min內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為Q＝UIt＝22×0.1×60J＝132J，故D正確. 16.(多選)(2018·新高考聯(lián)盟聯(lián)考)圖12甲是交流發(fā)電機(jī)的示

39、意圖，發(fā)出的電直接輸出到理想變壓器的原線圈，為理想交流電壓表.變壓器的副線圈接有三個(gè)支路，每個(gè)支路接有相同規(guī)格的小燈泡L1、L2和L3，且L2串有理想電感L、L3串有電容器C.發(fā)電機(jī)兩磁極N、S間的磁場(chǎng)可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng).線圈繞垂直于磁場(chǎng)的水平軸OO′沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示.以下判斷正確的是(　　) 圖12 A.圖甲線圈位置叫中性面，此時(shí)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，由圖乙可得，此時(shí)電壓表示數(shù)為10V B.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為100πrad/s,0.02s時(shí)線圈內(nèi)電流的流向是D→C→B→A C.如果燈泡L1恰好正常發(fā)光，那么L2、L3兩小燈泡都能發(fā)光但比L1要暗 D.增大線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，L1、L2、L3三個(gè)小燈泡的亮度均不會(huì)變化 答案　BC 20