（江蘇專用）2020版高考物理新增分大一輪復(fù)習(xí) 第十章 交變電流 傳感器 第1講 交變電流的產(chǎn)生和描述講義（含解析）.docx

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交變電流的產(chǎn)生和描述考試內(nèi)容范圍及要求高考統(tǒng)計高考命題解讀內(nèi)容要求說明20152016201720181.考查方式從近幾年命題看，高考對本章內(nèi)容考查頻率較低.主要體現(xiàn)在“三突出”：一是突出考查交變電流的產(chǎn)生過程；二是突出考查交變電流的圖象和交變電流的“四值”；三是突出考查變壓器及遠距離輸電，難度不大，多以選擇題的形式命題.2.命題趨勢電磁感應(yīng)結(jié)合交變電流、變壓器結(jié)合電路分析仍將是今后命題的熱點.45.交變電流描述交變電流的物理量和圖象46.正弦交變電流的函數(shù)表達式47.電感和電容對交變電流的影響T748.理想變壓器限于單個副線圈的理想變壓器T1T449.遠距離輸電T250.傳感器的工作原理及其應(yīng)用T11第1講交變電流的產(chǎn)生和描述一、正弦式交變電流1.產(chǎn)生線圈繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動.2.兩個特殊位置的特點(1)線圈平面與中性面重合時，SB，最大，0，e0，i0，電流方向?qū)l(fā)生改變.(2)線圈平面與中性面垂直時，SB，0，最大，e最大，i最大，電流方向不改變.3.電流方向的改變一個周期內(nèi)線圈中電流的方向改變兩次.4.交變電動勢的最大值EmnBS，與轉(zhuǎn)軸位置無關(guān)，與線圈形狀無關(guān).5.交變電動勢隨時間的變化規(guī)律enBSsint.自測1(多選)關(guān)于中性面，下列說法正確的是()A.線圈在轉(zhuǎn)動中經(jīng)中性面位置時，穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零B.線圈在轉(zhuǎn)動中經(jīng)中性面位置時，穿過線圈的磁通量為零，磁通量的變化率最大C.線圈每經(jīng)過一次中性面，感應(yīng)電流的方向就改變一次D.線圈每轉(zhuǎn)動一周經(jīng)過中性面一次，所以線圈每轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電流的方向就改變一次答案AC二、描述交變電流的物理量1.周期和頻率(1)周期T：交變電流完成1次周期性變化所需要的時間，單位是秒(s).表達式為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.交變電流的瞬時值、最大值、有效值和平均值(1)瞬時值：交變電流某一時刻的值，是時間的函數(shù).(2)最大值：交變電流或電壓所能達到的最大的值.(3)有效值：讓恒定電流和交變電流分別通過阻值相等的電阻，如果在交流的一個周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，就可以把恒定電流的數(shù)值規(guī)定為這個交變電流的有效值.(4)正弦式交變電流的有效值與最大值之間的關(guān)系I，U，E.(5)平均值：n，.自測2(多選)圖1甲為交流發(fā)電機的原理圖，正方形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸OO勻速轉(zhuǎn)動，電流表為理想交流電表，線圈中產(chǎn)生的交變電流隨時間的變化如圖乙所示，則()圖1A.電流表的示數(shù)為10AB.線圈轉(zhuǎn)動的角速度為50rad/sC.0.01s時線圈平面和磁場平行D.0.01s時通過線圈的磁通量變化率為0答案AD命題點一交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律1.交變電流的變化規(guī)律(線圈在中性面位置開始計時)規(guī)律物理量函數(shù)表達式圖象磁通量mcostBScost電動勢eEmsintnBSsint電壓uUmsintsint電流iImsintsint2.交變電流瞬時值表達式的書寫(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EmnBS求出相應(yīng)峰值.(2)明確線圈的初始位置，找出對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式.如：線圈從中性面位置開始轉(zhuǎn)動，則it圖象為正弦函數(shù)圖象，函數(shù)式為iImsint.線圈從垂直于中性面的位置開始轉(zhuǎn)動，則it圖象為余弦函數(shù)圖象，函數(shù)式為iImcost.例1如圖2所示，矩形線圈邊長為ab20cm，ad10cm，匝數(shù)N100匝，磁場的磁感應(yīng)強度B0.01T.當線圈以50r/s的轉(zhuǎn)速從圖示位置開始逆時針勻速轉(zhuǎn)動.求：圖2(1)線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式.(2)從線圈開始轉(zhuǎn)動計時，經(jīng)0.01s時感應(yīng)電動勢的瞬時值.答案(1)e6.28sin (100t) V(2)3.14V解析(1)根據(jù)角速度與轉(zhuǎn)速的關(guān)系2n100rad/s感應(yīng)電動勢的最大值EmNBSNBabad2V6.28V剛開始轉(zhuǎn)動時，線圈平面與中性面的夾角0所以線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式為eEmsin (t0)6.28sin (100t) V(2)將t0.01s代入感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式，得e3.14V.變式1(2018無錫市高三期末) 如圖3所示，單匝線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸OO勻速轉(zhuǎn)動(按俯視沿逆時針的方向)，某時刻磁感線與線圈平面所成銳角為30，從此時開始計時，流過邊AC的電流隨時間變化的圖線是(以ACDEA為電流正方向)()圖3答案D解析根據(jù)楞次定律可知，在開始時，產(chǎn)生的感應(yīng)電流沿CAEDC方向，為負值，當轉(zhuǎn)到中性面時，感應(yīng)電流減小到零，電流方向發(fā)生改變，故D正確.變式2(多選)(2018東臺創(chuàng)新學(xué)校月考)如圖4所示，圖線a是線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時所產(chǎn)生的正弦式電動勢的圖象，當調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后，所產(chǎn)生的正弦式電動勢的圖象如圖線b所示.以下關(guān)于這兩個正弦式電動勢的說法正確的是()圖4A.在圖中t0時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32C.正弦式電動勢a的瞬時值表達式為u10sin5tVD.正弦式電動勢b的最大值為5V答案BC解析t0時刻u0，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，磁通量變化率為零，而磁通量最大，故A錯誤；由題圖可知，周期Ta0.4s，Tb0.6s，則線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比nanbTbTa32，故B正確；正弦式電動勢a的最大值為Uma10V，周期Ta0.4s，角速度a5rad/s，瞬時值表達式為uUmasinat10sin5tV，故C正確；由電動勢的最大值EmNBS，則兩個電動勢最大值之比UmaUmbab32，則正弦式電動勢b的最大值為V，故D錯誤.命題點二有效值的理解與計算1.計算交變電流有效值的方法(1)計算有效值時要根據(jù)電流的熱效應(yīng)，抓住“三同”：“相同時間”內(nèi)“相同電阻”上產(chǎn)生“相同熱量”列式求解.(2)分段計算電熱并求和，得出一個周期內(nèi)產(chǎn)生的總熱量.(3)利用兩個公式QI2Rt和Qt可分別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.2.幾種典型的交變電流的有效值電流圖象有效值正弦式交變電流I正弦半波電流I正弦單向脈沖電流I矩形脈沖電流IIm非對稱性交變電流I例2(多選)(2018高考押題預(yù)測卷)如圖5所示，有下列四種交變電流，圖中曲線均為正弦曲線的一部分，則下列說法正確的是()圖5A.甲圖交變電流的有效值為I0B.乙圖交變電流的有效值為AC.丙圖交變電流的有效值為ImD.丁圖交變電流的有效值為3A答案ABC解析對題圖甲，設(shè)電流的有效值為I甲，根據(jù)電流的熱效應(yīng)得2RT2R2TI甲2R3T，解得I甲I0，故A正確；對題圖乙，設(shè)電流的有效值為I乙，根據(jù)電流的熱效應(yīng)得：I12RI22RI乙2RT，代入數(shù)據(jù)解得：I乙 A，故B正確；對方波交變電流來說，由于每時刻通過電阻R的電流大小都是Im，只是方向做周期性變化，而對于電流通過電阻發(fā)熱來說，它與電流的方向沒有關(guān)系，因此題圖丙交變電流的有效值就是Im，故C正確；由題圖丁可知此交變電流的周期T2 s，設(shè)交變電流的有效值為I丁，根據(jù)電流的熱效應(yīng)得：2R2RI丁2RT，解得I丁 A，故D錯誤.命題點三交流電的“四值”及應(yīng)用交變電流的瞬時值、峰值、有效值和平均值的比較物理量物理含義重要關(guān)系適用情況及說明瞬時值交變電流某一時刻的值eEmsintiImsint計算線圈某時刻的受力情況峰值最大的瞬時值EmnBSIm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EUI適用于正(余)弦式交變電流(1)計算與電流的熱效應(yīng)有關(guān)的量(如電功、電功率、電熱等)(2)電器設(shè)備銘牌上所標的一般是有效值(3)保險絲的熔斷電流為有效值平均值交變電流圖象中圖線與時間軸所夾的面積與時間的比值BLn計算通過電路橫截面的電荷量例3(2018蘇錫常鎮(zhèn)一調(diào))無線充電技術(shù)的發(fā)展給用戶帶來了極大的方便，可應(yīng)用于手機、電腦、智能穿戴、智能家居、醫(yī)療設(shè)備、電動汽車等充電，如圖6甲所示為手機無線充電工作原理的示意圖，由送電線圈和受電線圈組成.已知受電線圈的匝數(shù)為n50匝，電阻r1.0，在它的c、d兩端接一阻值R9.0的電阻.設(shè)在受電線圈內(nèi)存在與線圈平面垂直的磁場，其磁通量隨時間按圖乙所示變化，可在受電線圈中產(chǎn)生電動勢最大值為20V的正弦交流電，設(shè)磁場豎直向上為正.求：圖6(1)在t103s時，受電線圈中產(chǎn)生電流的大小，并判斷c、d兩端哪端電勢高；(2)在一個周期內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的熱量；(3)從t1到t2時間內(nèi)，通過電阻R的電荷量.答案(1)2.0Ac端電勢高(2)5.7102J(3)2103C解析(1)由題圖乙知t103s時受電線圈中產(chǎn)生的電動勢最大，為Em20V線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的大小為ItIm2.0A由楞次定律可以得到此時c端電勢高(2)通過電阻的電流有效值為IA電阻在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量QI2RT5.7102J(3)線圈中感應(yīng)電動勢的平均值n通過電阻R的電流平均值為通過電阻R的電荷量qt由題圖乙知，從t1到t2時間內(nèi)，4104Wb解得qn2103C.變式3(多選)(2018海州高級中學(xué)4月模擬)如圖7所示，邊長abd、bcl的矩形線圈abcd與阻值為R的電阻組成閉合回路，線圈的匝數(shù)為n、總電阻為r，勻強磁場的左邊界OO恰好經(jīng)過ab、cd的中點，磁感應(yīng)強度大小為B.從圖示位置開始計時，線圈繞垂直于磁場的OO軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動，則下列說法中正確的是( )圖7A.回路中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式enBdlsintB.在t時刻，穿過線圈的磁通量為零，磁通量的變化率最大C.從t0到t的時間內(nèi)，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為QD.從t0到t的時間內(nèi)，通過電阻R的電荷量q答案BCD解析由題圖知Sdl，則EmnBdl，得回路中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式enBdlsint，故A錯誤；在t時刻，線圈從題圖所示位置轉(zhuǎn)過90，此時穿過線圈的磁通量為零，磁通量變化率最大，故B正確；電壓有效值為E，從t0到t的時間內(nèi)，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為Q()2R，故C正確；從t0到t的時間內(nèi)，通過R的電荷量q，故D正確.1.(2018東臺創(chuàng)新學(xué)校月考)關(guān)于線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動產(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)電動勢的方向不變B.線圈每轉(zhuǎn)動一周，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)電動勢和感應(yīng)電流的方向都改變一次D.線圈每轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的方向都改變一次答案C解析線圈平面每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的方向都改變一次，選項A錯誤，C正確；線圈每轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的方向都改變兩次，選項B、D錯誤.2.(2018東臺創(chuàng)新學(xué)校月考)小型交流發(fā)電機中，矩形金屬線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與時間呈正弦函數(shù)關(guān)系，如圖8所示.此線圈與一個R10的電阻構(gòu)成閉合電路，不計電路的其他電阻，下列說法正確的是( )圖8A.交變電流的周期為0.125sB.交變電流的頻率為8HzC.交變電流的有效值為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T0.250s，則交變電流的頻率為f4Hz，故A、B錯誤；交變電流的最大電壓Em20V，所以交變電流的最大值為ImA2A，則交變電流的有效值為IA，故C正確，D錯誤.3.(多選)在勻強磁場中，一個100匝的閉合矩形金屬線圈，繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉(zhuǎn)動，穿過該線圈的磁通量隨時間按圖9所示正弦規(guī)律變化.設(shè)線圈總電阻為2，則()圖9A.t0時，線圈平面平行于磁感線B.t1s時，線圈中的電流改變方向C.t1.5s時，線圈中的感應(yīng)電動勢最大D.一個周期內(nèi)，線圈產(chǎn)生的熱量為82J答案AD解析t0時，穿過線圈的磁通量為零，線圈平面平行于磁感線，故A正確；每經(jīng)過一次中性面(線圈平面垂直于磁感線，磁通量有最大值)電流的方向改變一次，t1 s時，磁通量為零，線圈平面平行于磁感線，故B錯誤；t1.5 s時，磁通量有最大值，但磁通量的變化率為零，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知線圈中的感應(yīng)電動勢為零，故C錯誤；感應(yīng)電動勢最大值EmNBSNm4 V，有效值E2 V，一個周期內(nèi)線圈產(chǎn)生的熱量QT82 J，故D正確.4.(2018丹陽中學(xué)模擬)在勻強磁場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，如圖10甲所示，產(chǎn)生的交變電動勢隨時間變化規(guī)律的圖象如圖乙所示，已知發(fā)電機線圈內(nèi)阻為1，外接一只電阻為9的燈泡，則()圖10A.理想交流電壓表V的示數(shù)為20VB.電路中的電流方向每秒改變5次C.燈泡實際消耗的功率為36WD.電動勢隨時間變化的瞬時值表達式為e20cos5t (V)答案C解析由題圖乙知電動勢的最大值為Em20V，周期為T0.2s，所以有效值為E20V，角速度10rad/s.電壓表測的是路端電壓UR9V18V，A錯誤；交變電流的頻率為f5Hz，每一周期電流方向改變兩次，所以每秒改變10次，B錯誤；燈泡實際消耗的功率為PW36W，C正確；電動勢隨時間變化的瞬時值表達式為e20cos10t (V)，D錯誤.5.(2018南京市、鹽城市一模)旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機通過磁極的旋轉(zhuǎn)使不動的線圈切割磁感線而產(chǎn)生感應(yīng)電流，其原理示意圖可簡化為圖11所示，固定不動的單匝矩形線圈abcd的電阻為r，外電阻為R，磁場繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸OO勻速轉(zhuǎn)動，角速度為.圖中的電壓表為理想電表，示數(shù)為U.求：圖11(1)發(fā)電機線圈內(nèi)阻消耗的功率；(2)從圖示位置開始計時，t0時，通過外電阻R的電流大小及方向；(3)從圖示位置開始計時，t時，穿過矩形線圈abcd的磁通量.答案(1)r(2)方向自左向右(3)解析(1)線圈內(nèi)阻消耗的功率Pr()2rr(2)此時電路中的電動勢UmaxU通過外電阻R的電流大小I，方向自左向右(3)最大感應(yīng)電動勢EmaxBSBSEmax(Rr)則.1.(多選)某小型發(fā)電機產(chǎn)生的交變電動勢為e50sin100t (V)，對此電動勢，下列表述正確的有()A.最大值是50VB.頻率是100HzC.有效值是25VD.周期是0.02s答案CD解析電動勢的最大值Em50 V，A錯誤；頻率f Hz50 Hz，B錯誤；有效值EV25V，C正確；周期Ts0.02s，D正確.2.(2018江蘇百校12月大聯(lián)考)某一電子設(shè)備所加正弦交流電的電壓隨時間的變化規(guī)律如圖1所示，則()圖1A.交流電的頻率為50HzB.交流電壓的有效值為100VC.交流電壓瞬時值表達式為u100cos25t (V)D.此交流電壓不可以直接加在耐壓值為80V的電容器兩端答案D3.(多選)(2018錦屏中學(xué)模擬)一個單匝矩形線框的面積為S，在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中繞垂直于磁場的軸轉(zhuǎn)動，從線框平面與磁場垂直的位置開始計時，轉(zhuǎn)速為n轉(zhuǎn)/秒，則()A.交變電動勢的最大值為nBSB.交變電動勢的有效值為nBSC.從開始轉(zhuǎn)動經(jīng)過周期，線框中的平均感應(yīng)電動勢為2nBSD.感應(yīng)電動勢瞬時值表達式為e2nBSsin2nt答案BD4.一正弦交變電流的電壓隨時間變化的規(guī)律如圖2所示，由圖可知()圖2A.該交變電流的電壓的瞬時值表達式為u100sin25t (V)B.該交變電流的頻率為4HzC.該交變電流的電壓的有效值為100VD.若將該交變電壓加在阻值為R100的電阻兩端，則電阻消耗的功率是50W答案D解析由題圖可知，該交變電壓的周期T4102s，則頻率f25Hz，電壓的最大值Um100V，則有效值U50V，瞬時值表達式uUmsint100sin50t (V)，選項A、B、C錯誤；將該交變電壓加在R100 的電阻兩端時，電阻消耗的功率P50W，選項D正確.5.(多選)如圖3甲所示是小型交流發(fā)電機的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強磁場，為理想交流電流表.線圈繞垂直于磁場的水平軸OO沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置開始計時，產(chǎn)生的交變電流隨時間變化的圖象如圖乙所示.以下判斷正確的是()圖3A.電流表的示數(shù)為10AB.線圈轉(zhuǎn)動的角速度為50rad/sC.0.01s時線圈平面與磁場方向平行D.0.02s時電阻R中電流的方向自右向左答案AC6.如圖4甲所示為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機的原理圖，其矩形線圈在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，繞垂直于磁場方向的固定軸OO勻速轉(zhuǎn)動，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與R10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隨時間t變化的圖象，則()圖4A.電阻R上的電功率為20WB.t0.02s時，R兩端的電壓瞬時值為零C.R兩端的電壓u隨時間t變化的規(guī)律是u14.1cos100t (V)D.通過R的電流i隨時間t變化的規(guī)律是i14.1cos50t (A)答案C解析電阻R上的電功率為P10W，選項A錯誤；由題圖乙知t0.02s時磁通量變化率最大，R兩端電壓瞬時值為最大值UmU14.1V，選項B錯誤；線圈從垂直于中性面開始轉(zhuǎn)動，R兩端的電壓u隨時間t變化的規(guī)律是u14.1cos100t (V)，選項C正確；通過R的電流i隨時間t變化的規(guī)律是i1.41cos100t (A)，選項D錯誤.7.(多選)(2018高郵中學(xué)階段檢測)如圖5所示，甲、乙為兩種電壓的波形，其中圖甲所示的電壓按正弦規(guī)律變化，圖乙所示的電壓波形是正弦函數(shù)圖象的一部分.下列說法正確的是()圖5A.圖甲、圖乙均表示交變電流B.圖甲所示電壓的瞬時值表達式為u20sin100t (V)C.圖乙所示電壓的有效值為20VD.圖乙所示電壓的有效值為10V答案ABD解析根據(jù)交變電流的定義，題圖甲、題圖乙均表示交變電流，選項A正確；題圖甲中電壓的最大值為Um20 V，周期為T0.02 s，則電壓的瞬時值表達式為uUmsint20sin100t (V)，選項B正確；根據(jù)有效值的定義有T，解得題圖乙中電壓的有效值為U10V，選項C錯誤，D正確.8.如圖6所示為一交流電壓隨時間變化的圖象.每個周期的前三分之一周期內(nèi)電壓按正弦規(guī)律變化，后三分之二周期內(nèi)電壓恒定.根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可得，此交流電壓的有效值為()圖6A.7.5VB.8VC.2VD.3V答案C9.(2018鹽城中學(xué)階段性測試)如圖7所示，N匝矩形導(dǎo)線框以角速度繞對稱軸OO勻速轉(zhuǎn)動，線框面積為S，線框電阻、電感均不計，在OO左側(cè)有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，外電路接有電阻R和理想交流電流表，那么可以確定的是()圖7A.從圖示時刻起，線框產(chǎn)生的瞬時電動勢為eNBSsintB.電流表的示數(shù)INBSC.R兩端電壓的有效值UNBSD.一個周期內(nèi)R上產(chǎn)生的熱量Q答案B解析線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值EmNBS，從題圖所示時刻起，線框產(chǎn)生的瞬時電動勢為esint，A錯誤.R兩端電壓的有效值為UNBS，電流表示數(shù)INBS，故C錯誤，B正確.一個周期(T)內(nèi)R上產(chǎn)生的熱量QT，D錯誤.10.(多選)如圖8，M為半圓形導(dǎo)線框，圓心為OM；N是圓心角為直角的扇形導(dǎo)線框，圓心為ON；兩導(dǎo)線框在同一豎直面(紙面)內(nèi)，兩圓弧半徑相等；過直線OMON的水平面上方有一勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向里.現(xiàn)使線框M、N在t0時從圖示位置開始，分別繞垂直于紙面且過OM和ON的軸，以相同的周期T逆時針勻速轉(zhuǎn)動，則()圖8A.兩導(dǎo)線框中均會產(chǎn)生正弦交流電B.兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的周期都等于TC.在t時，兩導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相等D.兩導(dǎo)線框的電阻相等時，兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的有效值也相等答案BC解析兩導(dǎo)線框進入磁場過程中，勻速轉(zhuǎn)動切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的大小不變，選項A錯誤；導(dǎo)線框的轉(zhuǎn)動周期為T，則感應(yīng)電流的周期也為T，選項B正確；在t時，切割磁感線的有效長度相同，兩導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相等，選項C正確；在一個周期內(nèi)，M導(dǎo)線框中一直有感應(yīng)電流，N導(dǎo)線框中只有一半時間內(nèi)有感應(yīng)電流，所以兩導(dǎo)線框的電阻相等時，感應(yīng)電流的有效值不相等，選項D錯誤.11.(2018泰州中學(xué)等綜合評估)某研究性學(xué)習(xí)小組進行地磁發(fā)電實驗，匝數(shù)為n、面積為S的矩形金屬線框可繞東西方向的水平軸轉(zhuǎn)動，金屬線框與微電流傳感器組成一個回路，回路的總電阻為R.使線框繞軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動，數(shù)字實驗系統(tǒng)實時顯示回路中的電流i隨時間t變化的關(guān)系，如圖9所示.當線框平面和豎直方向的夾角為時，電流達到最大值Im.求：圖9(1)該處地磁場的磁感應(yīng)強度大小B及地磁場方向與水平面間的夾角；(2)線框轉(zhuǎn)動一周時間內(nèi)回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q；(3)線框轉(zhuǎn)動時穿過線框的磁通量變化率的最大值()m；線框從磁通量變化率最大位置開始轉(zhuǎn)過60的過程中，通過導(dǎo)線的電荷量q.答案(1)(2)(3)解析(1)線框轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值EmnBS由閉合電路歐姆定律得EmImR解得B感應(yīng)電動勢最大時地磁場方向平行于線框平面，此時線框平面和豎直方向的夾角為，因此地磁場方向與水平面間的夾角.(2)感應(yīng)電流的有效值IIm，轉(zhuǎn)動一周的時間T，由焦耳定律有QI2RT，解得Q.(3)由法拉第電磁感應(yīng)定律有Emn()m解得()m在此過程中線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的平均值n其中BSsin60通過導(dǎo)線的電荷量qt解得q.12.(2018南通市等七市三模)如圖10所示，水平導(dǎo)體棒ab質(zhì)量為m、長為L、電阻為R0，其兩個端點分別搭接在豎直平行放置的兩光滑金屬圓環(huán)上，兩圓環(huán)半徑均為r、電阻不計.阻值為R的電阻用導(dǎo)線與圓環(huán)相連接，理想交流電壓表V接在電阻兩端.整個空間有磁感應(yīng)強度大小為B、方向豎直向下的勻強磁場，導(dǎo)體棒ab在外力F作用下以角速度繞兩圓環(huán)的中心軸OO勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生正弦交流電.已知重力加速度為g.求：圖10(1)導(dǎo)體棒ab沿圓環(huán)運動過程中受到的安培力最大值Fm；(2)電壓表的示數(shù)U和導(dǎo)體棒從環(huán)的最低點運動到與環(huán)心等高處過程中通過電阻R的電荷量q；(3)導(dǎo)體棒ab從環(huán)的最低點運動半周到最高點的過程中外力F做的功W.答案見解析解析(1)導(dǎo)體棒ab產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動勢EmBLvBLr受到的安培力最大值FmLBIm解得Fm(2)通過電阻R的電流的有效值I電壓表的示數(shù)UIR解得U導(dǎo)體棒從環(huán)的最低點運動到與環(huán)心等高處過程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢磁通量的變化量BLr通過電阻R的電荷量qtt解得q(3)此過程安培力做的功W安I2(RR0)由動能定理有WW安mg2r0解得W2mgr.