高考物理专题12交变电流备考强化训练32交变电流的产生电感和电容新人教版.doc

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1、1 / 17【2019【2019 最新最新】精选高考物理专题精选高考物理专题 1212 交变电流备考强化交变电流备考强化训练训练 3232 交变电流的产生电感和电容新人教版交变电流的产生电感和电容新人教版本套强化训练搜集近年来各地高中物理高考真题、模拟题及其它极有备考价值的习题等筛选而成。其主要目的在于理解掌握交变电流的产生及变化规律；会从图象上了解描述交变电流的有关信息；深刻理解有效值、最大值、周期和频率等有关概念，掌握有效值求法及应用；了解电感线圈和电容器在交变电路中的作用。通过本训练，使我们了解交变电流在实践中的一些应用。一、破解依据一、破解依据交变电流有电动势、路端电压和干路电流等三量

2、的“四值”： 瞬时值瞬时值 若初相角为零，相位即，则，和；ttEemsintUumsin tIimsin 若初相角为，相位即，则，和；t)sin(tEem )sin(tUum)sin(tIim 其中， 。nfT222 最大值最大值 ，或其中 N、B、S、 分别为线圈匝数、 “磁强” 、线圈的面 积和角速度。NBSEmmmNNBlvE 2 。/ mmmUEU （注：R 为“纯外阻” ）RUImm有效值有效值 .707. 02,707. 02,707. 02mmm mmIEIEUEEE平均值平均值 * *，为曲线与时间轴所围，为曲线与时间轴所围“图形面积图形面积”除以时间之商。除以时间之商。._

3、_tnEtEemsin2 / 17正弦交流电的正弦交流电的“四值四值”之间的关系之间的关系 瞬时值与最大值：，和，其余仿此；tEemsintUumsin tIimsin有效值与最大值：，；mmEEE707. 02mmUUU707. 02mmIII707. 02平均值与最大值：，； mmEEE637. 02_ mmIII637. 02_ mmUUU637. 02_ 平均值与有效值：，。EE90. 0_ II90. 0_ UU90. 0_ 注：，则分别表示电流、电压的有效值、最大值、平均值。UI、mmUI 、_ UI 、 交变电流四值的应用交变电流四值的应用归纳起来，大致可依如下具体情况确定：在研

4、究电容器是否被击穿时，要用峰值（最大值）因电容器上标明的电压是它在直流电源下工作时所承受的最大值；在研究交变电流的功率和产生的热量时，只能用有效值；在求解某一时刻线圈受到的磁力矩时，只能用瞬时值；在求交变电流流过导体的过程中通过导体截面积的电量时，要用平均值。二、二、 精选习题精选习题选择题（每小题选择题（每小题 5 5 分，共分，共 5050 分）分）（1515 北京）利用所学物理知识，可以初步了解常用的一卡通北京）利用所学物理知识，可以初步了解常用的一卡通（ICIC 卡）的工作原理及相关问题。卡）的工作原理及相关问题。ICIC 卡内部有一个由电感线圈卡内部有一个由电感线圈 L L 和电容和

5、电容 C C 构成的构成的 LCLC 振荡电路，公交车上的读卡机（刷卡时振荡电路，公交车上的读卡机（刷卡时“嘀嘀”的响一声的机器）向外发射某一特定频率的电磁波。刷卡时，的响一声的机器）向外发射某一特定频率的电磁波。刷卡时，ICIC 卡卡3 / 17内的线圈内的线圈 L L 中产生感应电流，给电容中产生感应电流，给电容 C C 充电，达到一定的电压后，充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。下列说法正确的是（驱动卡内芯片进行数据处理和传输。下列说法正确的是（ ）AIC 卡工作所需要的能量来源于卡内的电池B仅当读卡机发射该特定频率的电磁波时，IC 卡才能有效工作C若读卡机发射的电磁

6、波偏离该特定频率，则线圈 L 不会产生感应电流DIC 卡只能接收读卡机发射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息 （1717 江苏）某音响电路的简化电路图如图江苏）某音响电路的简化电路图如图-1-1 所示，输入信号所示，输入信号既有高频成分，也有低频成分，则既有高频成分，也有低频成分，则( ( ) )A电感 L1 的作用是通高频 B电容 C2 的作用是通高频C扬声器甲用于输出高频成分 D扬声器乙用于输出高频成分（1414 中山一中）高频焊接技术的原理如图中山一中）高频焊接技术的原理如图-2-2（a a）。线圈接）。线圈接入图入图-2-2（b b）所示的正弦式交流电（以电流顺时针方向为正），

7、圈内）所示的正弦式交流电（以电流顺时针方向为正），圈内待焊工件形成闭合回路。则（待焊工件形成闭合回路。则（ ）A图（b）中电流有效值为 IB0 t1 时间内工件中的感应电流变大C0 t1 时间内工件中的感应电流方向为逆时针D图（b）中 T 越大，工件温度上升越快（1717 天津天津) )在匀强磁场中，一个在匀强磁场中，一个 100100 匝的闭合矩形金属线圈，匝的闭合矩形金属线圈，4 / 17绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按 图图-3-3 示正弦规律变化设线圈总电阻为示正弦规律变化设线圈总电阻为 2 2 ，则，

8、则( ( ) ) At0 时，线圈平面平行于磁感线 Bt1 s 时，线圈中的电流改变方向 Ct1.5 s 时，线圈中的感应电动势最大D一个周期内，线圈产生的热量为 82 J（1515 四川）小型手摇发电机线圈共四川）小型手摇发电机线圈共 N N 匝，每匝可简化为矩形匝，每匝可简化为矩形线圈线圈 abcdabcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OOOO，线圈绕，线圈绕 OOOO匀速转动，如图匀速转动，如图-4-4 所示。矩形线圈所示。矩形线圈 abab 边和边和 cdcd 边边产生的感应电动势的最大值都为产生的感应电动势的最大值都为

9、 e0e0，不计线圈电阻，则发电机输出，不计线圈电阻，则发电机输出电压电压( ( ) )A峰值是 e0 B峰值是 2e0 C有效值是 D有效值是022Ne02Ne（1414 天津）如图天津）如图-5-5 所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图动势图像如图 2 2 中曲线中曲线 a a、b b 所示，则所示，则( ( ) )A两次 t0 时刻线圈平面均与中性面重合B曲线 a、b 对应的线圈转速之比为 23 C曲线 a 表示的交变电动势频

10、率为 25 HzD曲线 b 表示的交变电动势有效值为 10 V(13(13 海南海南) ) 通过一阻值通过一阻值 R=100R=100 的电阻的交变电流如图的电阻的交变电流如图-6-6 所所示，其周期为示，其周期为 1s.1s.电阻两端电压的有效值为电阻两端电压的有效值为( ( ) )A12V B4V C15V D8V105（1313 福建）如图福建）如图-7,-7,实验室一台手摇交流发电机实验室一台手摇交流发电机, ,内阻内阻5 / 17r=1.0,r=1.0,外接外接 R=9.0R=9.0 的电阻。闭合开关的电阻。闭合开关 S S，当发电机转子以某一，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生

11、的电动势转速匀速转动时，产生的电动势 e=10sin10te=10sin10t（V V），则），则( ( ) )2A.该交变电流的频率为 10Hz B.该电动势的有效值为10V2C.外接电阻 R 所消耗的电功率为 10W D.电路中理想交流电流表的示数为 1.0A（1414 成都摸底）图成都摸底）图-8-8 甲是一台小型发电机的构造示意图，线甲是一台小型发电机的构造示意图，线圈逆时针转动，产生圈逆时针转动，产生 的电动势的电动势 e e 随时间随时间 t t 变化的正弦规律图像如变化的正弦规律图像如图图-8-8 乙所示。发电乙所示。发电 机线圈的内电阻不计，外接灯泡的电阻为机线圈的内电阻不计，

12、外接灯泡的电阻为1212。则（。则（ ）A.在 t=001 s 时刻，穿过线圈的磁通量为零 B.电压表的示数为 V6 2C.灯泡消耗的电功率为 3WD.若其它条件不变，仅将线圈的转速提高一倍，则线圈电动势的表达式 e=12sin 100t（V）2（1414 大庆铁人中学）大庆铁人中学） 如图如图-9-9 所示，光滑的长直金属杆上套所示，光滑的长直金属杆上套两个金属环与一个完整正弦图象的金属导线两个金属环与一个完整正弦图象的金属导线 abab 连接，其余部分未与连接，其余部分未与杆接触。杆电阻不计，导线电阻为杆接触。杆电阻不计，导线电阻为 R R，abab 间距离为间距离为 2L2L，导线组成的

13、，导线组成的正弦图形顶部或底部到杆距离都是正弦图形顶部或底部到杆距离都是 d d，在导线和杆平面内有一有界，在导线和杆平面内有一有界匀强磁场区域，磁场的宽度为匀强磁场区域，磁场的宽度为 L L，磁感强度为，磁感强度为 B B，现在外力，现在外力 F F 作用下作用下导线沿杆以恒定的速度导线沿杆以恒定的速度 v v 向右运动，向右运动，t=0t=0 时刻导线从时刻导线从 O O 点进入磁场，点进入磁场，直到全部穿过的过程中，产生的感生电流或外力直到全部穿过的过程中，产生的感生电流或外力 F F 所做的功为所做的功为( ( ) ) 6 / 17A非正弦交变电流 B正弦交变电流C外力做功为 D外力做

14、功为RLvdB223 RLvdB 2322计算题（共计算题（共 5050 分）分）（1212 安徽）安徽） （1212 分）图分）图-10-10 甲是交流发电机模型示意图甲是交流发电机模型示意图. .在磁在磁 感应强度为感应强度为 B B 的匀强磁场中的匀强磁场中, ,有一矩形线圈有一矩形线圈 abcdabcd 可绕线圈平面内垂可绕线圈平面内垂 直于磁感线的轴直于磁感线的轴 OOOO转动转动, ,由线圈引出的导线由线圈引出的导线 aeae 和和 dfdf 分别与两个跟分别与两个跟 线圈一起绕线圈一起绕 OOOO转动的金属圆环相连接转动的金属圆环相连接, ,金属圆环又分别与两个固定金属圆环又分别

15、与两个固定 的电刷保持滑动接触的电刷保持滑动接触, ,这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电 阻阻 R R 形成闭合电路形成闭合电路. .图图-10-10 乙是线圈的主视图乙是线圈的主视图, ,导线导线 abab 和和 cdcd 分别用分别用 它们的横截面来表示它们的横截面来表示. .已知已知 abab 长度为长度为 L1,bcL1,bc 长度为长度为 L2,L2,线圈以恒定线圈以恒定 角速度角速度 逆时针转动逆时针转动.(.(只考虑单匝线圈只考虑单匝线圈) )(1)线圈平面处于中性面位置时开始计时,试推导 t 时刻整个线圈中的感应电动势 e1 的表达

16、式.(2)线圈平面处于与中性面成 0 夹角位置时开始计时,如图-10丙所示,试写出 t 时刻整个线圈中的感应电动势 e2 的表达式.(3)若线圈电阻为 r,求线圈每转动一周电阻 R 上产生的焦耳热.(其他电阻均不计)（1212 江苏）江苏） （1515 分）某兴趣小组设计了一种发电装置，如图分）某兴趣小组设计了一种发电装置，如图- - 1111 所示在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角所示在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角 均为均为 ，磁场均沿半径方向匝数为，磁场均沿半径方向匝数为 N N 的矩形线圈的矩形线圈 abcdabcd 的边长的边长 ababcdcdl l、bc

17、bcadad2l.2l.线圈以角速度线圈以角速度 绕中心轴匀速转动，绕中心轴匀速转动，bcbc 和和 adad 边同时进入磁场在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大边同时进入磁场在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大 小均为小均为 B B、方向始终与两边的运动方向垂直线圈的总电阻为、方向始终与两边的运动方向垂直线圈的总电阻为 r r，外，外 接电阻为接电阻为 R.R.求：求： (1)线圈切割磁感线时，感应电动势的大小 Em； (2)线圈切割磁感线时，bc 边所受安培力的大小 F； (3)外接电阻上电流的有效值 I. *13.【*13.【例题例题】（2323 分）在电磁学中，可有如下的定义：分）

18、在电磁学中，可有如下的定义：交流交流 电流电流 i i 和直流电流和直流电流 I I 通过同一电阻通过同一电阻 R R，若在相同时间内两者所产生，若在相同时间内两者所产生7 / 17的热量相等的热量相等, , 则这个直流电流则这个直流电流 I I 的数值叫做交流电流的数值叫做交流电流 i i 的有效值；的有效值； 交变电流的平均值是指在某一段时间内产生的交变电流对时间的交变电流的平均值是指在某一段时间内产生的交变电流对时间的 平均值。试根据有效值和平均值的定义，利用你所学的微积分知识平均值。试根据有效值和平均值的定义，利用你所学的微积分知识 求证：求证：交流电流 i 的有效值；2mII 交流电

19、动势的平均值。emII2_ 交流电平均值与有效值之间的关系式。_ IIII90. 0_ 选做题选做题（1616 全国全国）如图）如图-12-12 所示，所示，M M 为半圆形导线框，圆心为为半圆形导线框，圆心为OMOM；N N 是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为 ONON；两导线框在同一；两导线框在同一竖直面竖直面( (纸面纸面) )内；两圆弧半径相等；过直线内；两圆弧半径相等；过直线 OMONOMON 的水平面上方有一的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面现使线框匀强磁场，磁场方向垂直于纸面现使线框 M M、N N 在在 t t0 0 时从图示时从图示

20、位置开始，分别绕垂直于纸面、且过位置开始，分别绕垂直于纸面、且过 OMOM 和和 ONON 的轴，以相同的周期的轴，以相同的周期T T 逆时针匀速转动，则逆时针匀速转动，则( ( ) )A两导线框中均会产生正弦交流电B两导线框中感应电流的周期都等于 TC在 t时，两导线框中产生的感应电动势相等D两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等（1414 安徽联考）如图安徽联考）如图-13-13 所示的区域内存在匀强磁场，磁场所示的区域内存在匀强磁场，磁场的边界由的边界由 x x 轴和轴和 y y2sinx2sinx 曲线围成曲线围成(x2(x2 m)m)现把边长为现把边长为 2 2 m

21、m 的正的正方形单匝线框以水平速度方形单匝线框以水平速度 v v1010 m/sm/s 匀速地拉过该磁场区域，磁场匀速地拉过该磁场区域，磁场区域的磁感应强度区域的磁感应强度 B B0.40.4 T T，线框的电阻，线框的电阻 R R0.50.5 ，不计一切摩，不计一切摩擦阻力，则擦阻力，则( ( ) )8 / 17A水平拉力 F 的最大值为 8 NB拉力 F 的最大功率为 12.8 WC拉力 F 要做 25.6 J 的功才能让线框通过此磁场区D拉力 F 要做 12.8 J 的功才能让线框通过此磁场区（1414 武昌模拟）究小组成员设计了一个如图武昌模拟）究小组成员设计了一个如图-14-14 所

22、示的电路，所示的电路，已知定值电阻已知定值电阻 R R与与 R R 并联的是一个理想交流电压表，并联的是一个理想交流电压表， D D 是理想二是理想二极管（它的导电特点是正向电阻为零，反向电阻为无穷大）。在极管（它的导电特点是正向电阻为零，反向电阻为无穷大）。在A A、B B 间加一交流电压，瞬时值的表达式为间加一交流电压，瞬时值的表达式为 u u20sin100t20sin100t（V V），），则交流电压表示数为则交流电压表示数为( ( ) ) 2A10V B20V C15V D14.1 V（1414 福州质检）一个固定的矩形线圈福州质检）一个固定的矩形线圈 abcdabcd 处于范围足够

23、大处于范围足够大的可变化的匀强磁场中如图的可变化的匀强磁场中如图-15-15 所示，该匀强磁场由一对异名磁所示，该匀强磁场由一对异名磁极产生，磁极以极产生，磁极以 OOOO为轴匀速转动在为轴匀速转动在 t t0 0 时刻，磁场的方向与时刻，磁场的方向与线圈平行，磁极线圈平行，磁极 N N 离开纸面向外转动规定由离开纸面向外转动规定由 abcdaabcda 方向方向的感应电流为正，则图的感应电流为正，则图 X242X242 中能反映线圈中感应电流中能反映线圈中感应电流 I I 随时间随时间 t t变化的图像是变化的图像是( ( ) ) （1414 东北联考）如图东北联考）如图-16-16 所示，

24、空间有范围足够大的匀强磁所示，空间有范围足够大的匀强磁场，磁场方向竖直向下，在其间竖直放置两个彼此正对的相同的金场，磁场方向竖直向下，在其间竖直放置两个彼此正对的相同的金属圆环，两环间距为属圆环，两环间距为 L L，用外力使一根长度也为，用外力使一根长度也为 L L 的金属杆沿环匀的金属杆沿环匀速率运动，用导线将金属杆和外电阻相连，整个过程中只有金属杆速率运动，用导线将金属杆和外电阻相连，整个过程中只有金属杆切割磁感线已知磁感应强度的大小为切割磁感线已知磁感应强度的大小为 B B，圆环半径为，圆环半径为 R R，金属杆转，金属杆转动的角速度为动的角速度为 ，金属杆和外电阻的阻值均为，金属杆和外

25、电阻的阻值均为 r r，其他电阻不计，其他电阻不计，9 / 17则则( ( ) ) A当金属杆从圆环最高点向最低点转动的过程中，流过外电阻的电流先变大后变小B当金属杆从圆环最高点向最低点转动的过程中，流过外电阻的电流先变小后变大C流过外电阻电流的有效值为2BLR4rD流过外电阻电流的有效值为2BR24r19.19.（1414 邯郸摸底）电阻为邯郸摸底）电阻为 1 1 的某矩形线圈在匀强磁场中绕的某矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，产生的正弦式交流电的垂直于磁场的轴匀速转动时，产生的正弦式交流电的 itit 图线如图图线如图- -1717 中图线中图线 a a 所示；调整线圈的转速

26、后，该线圈中产生的正弦式交流所示；调整线圈的转速后，该线圈中产生的正弦式交流电的电的 itit 图线如图线图线如图线 b b 所示以下关于这两个正弦式交变电流的说所示以下关于这两个正弦式交变电流的说法正确的是法正确的是( ( ) )At0 时刻穿过线圈的磁通量均为零B线圈先后两次的转速之比为 32C图线 a 对应的交流电的电动势的有效值为 5 VD图线 b 对应的交流电的电动势的最大值为 5 V三、参考答案三、参考答案选择题选择题【答案答案】B】B【解析解析】本题考查的是本题考查的是 LCLC 振荡电路的相关知识。振荡电路的相关知识。ICIC 卡内是一卡内是一个个 LCLC 振荡电路，没有电池

27、，故振荡电路，没有电池，故 A A 错；只有当读卡机发出特定频率错；只有当读卡机发出特定频率的电磁波时，的电磁波时，ICIC 卡才能正常工作，故卡才能正常工作，故 B B 对；当读卡机发射的电磁对；当读卡机发射的电磁10 / 17波偏离该频率时，线圈可以产生的电流较小，不能正常工作，故波偏离该频率时，线圈可以产生的电流较小，不能正常工作，故 C C 错；错；ICIC 卡是可以和读卡机进行数据传输的，故卡是可以和读卡机进行数据传输的，故 D D 错。错。【答案答案】7】7BDBD 解析解析 在电路中电感线圈的作用是在电路中电感线圈的作用是“通直通直流、阻交流，通低频、阻高频流、阻交流，通低频、阻

28、高频” ，在电路中电容器的作用是，在电路中电容器的作用是“通交流、通交流、隔直流，通高频、阻低频隔直流，通高频、阻低频” ，所以，所以 A A 错误，错误，B B 正确扬声器甲输出低正确扬声器甲输出低频成分，扬声器乙输出高频成分，故频成分，扬声器乙输出高频成分，故 C C 错误，错误，D D 正确正确3.【3.【答案答案】AC】AC【解析解析】A】A、由图知电流的最大值为、由图知电流的最大值为 I I，因为该电流是正弦式交，因为该电流是正弦式交流电，则有效值为流电，则有效值为 I I，故，故 A A 正确正确B B、i-ti-t 图象切线的斜率等于电流图象切线的斜率等于电流的变化率，根据数学知

29、识可知：的变化率，根据数学知识可知：0 0t1t1 时间内工件中电流的变化率时间内工件中电流的变化率减小，磁通量的变化率变小，由法拉第电磁感应定律可知工件中感减小，磁通量的变化率变小，由法拉第电磁感应定律可知工件中感应电动势变小，则感应电流变小，故应电动势变小，则感应电流变小，故 B B 错误错误C C、根据楞次定律可知：、根据楞次定律可知：0 0t1t1 时间内工件中的感应电流方向为逆时针，故时间内工件中的感应电流方向为逆时针，故 C C 正确正确D D、图（、图（b b）中）中 T T 越大，电流变化越慢，工件中磁通量变化越慢，由越大，电流变化越慢，工件中磁通量变化越慢，由法拉第电磁感应定

30、律可知工件中产生的感应电动势越小，温度上升法拉第电磁感应定律可知工件中产生的感应电动势越小，温度上升越慢，故越慢，故 D D 错误故选：错误故选：ACAC2【答案答案】AD】AD 11 / 17【答案答案】D】D【解析解析】由题意可知，线圈由题意可知，线圈 abab 边和边和 cdcd 边产生的感应电动势的边产生的感应电动势的最大值都为最大值都为 e0e0，因此对单匝矩形线圈总电动势最大值为，因此对单匝矩形线圈总电动势最大值为 2e02e0，又因，又因为发电机线圈共为发电机线圈共 N N 匝，所以发电机线圈中总电动势最大值为匝，所以发电机线圈中总电动势最大值为 2Ne02Ne0，根据闭合电路欧

31、姆定律可知，在不计线圈内阻时，输出电压等于感根据闭合电路欧姆定律可知，在不计线圈内阻时，输出电压等于感应电动势的大小，即其峰值为应电动势的大小，即其峰值为 2Ne02Ne0，故选项，故选项 A A、B B 错误；又由题意错误；又由题意可知，若从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的感应电流为正可知，若从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的感应电流为正弦式交变电流，由其有效值与峰值的关系可知，弦式交变电流，由其有效值与峰值的关系可知，U U，即，即 U U，故选，故选项项 C C 错误；选项错误；选项 D D 正确。正确。 2mU02Ne【答案答案】AC】AC【解析解析】本题考查交变电流图像、交变

32、电流的产生及描述交变本题考查交变电流图像、交变电流的产生及描述交变电流的物理量等知识，从图像可以看出，从金属线圈旋转至中性面电流的物理量等知识，从图像可以看出，从金属线圈旋转至中性面时开始计时，曲线时开始计时，曲线 a a 表示的交变电动势的周期为表示的交变电动势的周期为 4104102 2 s s，曲线，曲线b b 表示的交变电动势的周期为表示的交变电动势的周期为 6106102 2 s s，所以，所以 A A、C C 正确，正确，B B 错误；错误；由由 EmEmNBSNBS 可知，故可知，故 EmbEmbEmaEma1010 V V，曲线，曲线 b b 表示的交表示的交流电动势的有效值为

33、流电动势的有效值为 5 5 V V，D D 错误错误【答案答案】B】B12 / 17【解析解析】由题意结合有效值的定义可得，将由题意结合有效值的定义可得，将 A A，A A 代入可得流过代入可得流过 电阻的电流的有效值电阻的电流的有效值 A A，故电阻两端电压的有效值为，故电阻两端电压的有效值为 V V，本题选，本题选 B B。222 12212()510I RTI RTI RT10.1I 20.2I 10 25I 4 10IR 【答案答案】D】D【解析解析】由由 2f=102f=10 可得该交变电流的频率为可得该交变电流的频率为 f=5Hzf=5Hz，选项，选项A A 错误。该电动势的最大值

34、为错误。该电动势的最大值为 10V10V，有效值为，有效值为 10V10V，选项，选项 B B 错误。外错误。外接电阻接电阻 R R 中电流中电流 I=E/(R+r)=1AI=E/(R+r)=1A，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1.0A1.0A，外接电阻，外接电阻 R R 所消耗的电功率为所消耗的电功率为 P=I2R=9WP=I2R=9W，故，故 C C 错误错误 D D 正确。正确。2【答案答案】C】C 【解析解析】A】A 在在 t=0.01st=0.01s 的时刻，电动势为的时刻，电动势为 0 0，则为中性面，穿，则为中性面，穿 过线圈磁通量最大故过线圈磁通量最

35、大故 A A 错误；错误； B B 电动势的最大值为电动势的最大值为 Em=6Em=6，电压，电压 表测量的为有效值，故示数为表测量的为有效值，故示数为 =6V=6V；故；故 B B 错误；错误；C C、灯泡消耗的功率、灯泡消耗的功率 P=P= =3W=3W；故；故 C C 正确；正确；D D、周期为、周期为 0.02S0.02S，则瞬时电动势的表达式为，则瞬时电动势的表达式为 e eEmsinEmsin（）（）e e6 6 sin100tsin100t（V V）转速提高一倍后，最大值变成）转速提高一倍后，最大值变成 1212 V V，=2n=2n，故角速度变为原来的，故角速度变为原来的 2

36、2 倍，表达式应为：倍，表达式应为：1212 sin200tsin200t；故；故 D D 错误；故选：错误；故选：C C。26 2 2236 12E R2tT 222【答案答案】AC】AC【解析解析】金属导线向右一共移动了金属导线向右一共移动了 3L3L，把全过程分为三个阶段，把全过程分为三个阶段，因导线切割磁力线的有效长度是随正弦规律变化的，所以产生的电因导线切割磁力线的有效长度是随正弦规律变化的，所以产生的电流也是按正弦规律变化的正弦交流电，但全过程峰值发生变化，不流也是按正弦规律变化的正弦交流电，但全过程峰值发生变化，不是正弦式电流，所以是正弦式电流，所以 A A 正确，正确，B B

37、错误；金属导线在磁场中运动时，错误；金属导线在磁场中运动时，产生的电动势为：产生的电动势为：e=Bvye=Bvy，y y 为导线切割磁力线的有效长度为导线切割磁力线的有效长度在导线运动的过程中，在导线运动的过程中，y y 随时间的变化为：随时间的变化为：y=dsin=dsin=dsinty=dsin=dsin=dsint， =13 / 17则导线从开始向右运动到则导线从开始向右运动到 L L 的过程中（如图）有：的过程中（如图）有：e1e1BvyBvyBvdsin=BvdsintBvdsin=Bvdsint则此过程中电动势的最大值为：则此过程中电动势的最大值为：E1max=BvdE1max=B

38、vd此过程中电动势的有效值为：此过程中电动势的有效值为：E1E1导线从导线从 L L 向右运动到向右运动到 2L2L 的过程的过程中（如图）有：中（如图）有：e2e22Bvy2Bvy2Bvdsin=2Bvdsint2Bvdsin=2Bvdsint即：即：E2max=2BvdE2max=2Bvd所以：所以：E2E22E12E1导线从导线从 2L2L 向右运动到向右运动到 3L3L 的过程与导线从开始向右的过程与导线从开始向右运动运动 L L 的过程相同（如图），则在这三段中运动的时间各为的过程相同（如图），则在这三段中运动的时间各为 t t，t t在整个过程中产生的内能为：在整个过程中产生的内能

39、为：Q=Q=因导线在拉力因导线在拉力 F F 的作用下匀速运动，所以拉力的作用下匀速运动，所以拉力 F F 所做的功全部转所做的功全部转化为内能，即：化为内能，即：W=Q=W=Q=，C C 正确。正确。Lx Lvt LvLvt2max1E2Bvd Lvt22Bvd vLRLvdB RvLdLBRvLdLBRtE RtE RtE222222222 12 22 1324 22 RLvdB223计算题计算题【答案答案】 （1 1） （2 2）112sineBL Lt2120sin()eBL Lt14 / 17（3）2212)(rRLBLRRTIQ【解析解析】(1)】(1)如题图乙所示，如题图乙所示，

40、t t 时刻线圈平面与中性面的夹角为，时刻线圈平面与中性面的夹角为， 设设 abab 距轴为距轴为 r1r1，cdcd 距轴为距轴为 r2r2 ，toooo则有： 11sinabeBLrt12sincdeBLrt 线圈中的感应电动势为： 112sinabcdeeeBL Lt（2）如题图丙所示，设 t 时刻线圈平面与中性面的夹角为，则 由式知0t线圈中的感应电动势为： 2120sin()eBL Lt（3）通过线圈电流的有效值为： 12 22()mIBL LIRr线圈转动的周期为： 2T 所以线圈每转动一周电阻 R 上产生的焦耳热为：2212)(rRLBLRRTIQ 【答案答案】(1)2NBl2】

41、(1)2NBl2；(2)(2) ；(3)(3)。【解析解析】(1)bc】(1)bc、adad 边的运动速度边的运动速度 v vl 2 感应电动势 Em4NBlv 解得 Em 2NBl2(2)电流 ImEm rR 安培力 F 2NBIml解得 F4N2B2l3 rR (3)一个周期内，通电时间 tT R 上消耗的电能 W IRt 且 WI2RT解得 I4NBl2 3rR *13.【*13.【证明证明】在一个周期内，直流电与交流电通过同样的电在一个周期内，直流电与交流电通过同样的电 阻阻 R R，分别产生的热量，分别产生的热量TRTIQ2和RdtiQT 02依有效值的定义，这两个热量应相等，即 设

42、，代入上式得tIimsin 从而，不难求出15 / 17进而，可由欧姆定律导出等。2222)()mmmmURIIRUErRIrRIE，（实际上，在半周期内，电动势的平均值2TmmmTmIIttdItdtITI 2 1) 1( 0sinsin 02_2进而，可求出平均电流和平均电压mERIE2_ ，。mURIU2_ 联立结论，容易求出进而，亦可求出类似结果 等.,90. 090. 0_ EIRRIEUIRRIU90. 090. 0_ 选做题选做题14.【14.【答案答案】BC】BC 【解析解析】 设导线圈半径为设导线圈半径为 l l，角速度为，角速度为 ，两导线框切割磁感，两导线框切割磁感线的等

43、效长度始终等于圆弧半径，因此在产生感应电动势时其瞬时线的等效长度始终等于圆弧半径，因此在产生感应电动势时其瞬时感应电动势大小始终为感应电动势大小始终为 E EBl2Bl2，但进磁场和出磁场时电流方向相，但进磁场和出磁场时电流方向相反，所以线框中应该产生方波交流式电，如图所示，反，所以线框中应该产生方波交流式电，如图所示，A A 错误；由错误；由 T T可知，两导线框中感应电流的周期相同，均为可知，两导线框中感应电流的周期相同，均为 T T，B B 正确；在正确；在 t t时，时，两导线框均在切割磁感线，故两导线框中产生的感应电动势均为两导线框均在切割磁感线，故两导线框中产生的感应电动势均为Bl

44、2Bl2，C C 正确；对于线框正确；对于线框 M M，有，有,R)T,R)T，解得，解得 U U 有有 M ME E；对于线框对于线框 N N，有，有0 00 0,R)T,R)T，解得，解得 U U 有有 N NE E，故两导线，故两导线框中感应电流的有效值并不相等，框中感应电流的有效值并不相等，D D 错误错误 【答案答案】C】C 解析解析 线框穿过磁场区时，线框穿过磁场区时，BCBC 或或 ADAD 边切割磁边切割磁感线的有效长度为感线的有效长度为 y y，产生的感应电动势，产生的感应电动势 e eByvByv2Bvsinvt2Bvsinvt，线框，线框所受的安培力所受的安培力 F F，

45、当，当 y y2 2 m m 时，安培力最大，且最大值时，安培力最大，且最大值 FmFm 16 / 17N N12.812.8 N N，拉力的最大功率，拉力的最大功率 PmPmFmvFmv128128 W W，选项，选项 A A、B B 错误；由错误；由能量守恒定律可知，线圈通过磁场区拉力做的功等于电阻产生的热能量守恒定律可知，线圈通过磁场区拉力做的功等于电阻产生的热量，即量，即 W WQ QI2RtI2Rtt t J J25.625.6 J J，选项，选项 C C 正确，选项正确，选项 D D 错错误误【答案答案】D】D【解析解析】由由 u u20sin100t20sin100t（V V）可知：，再由于晶体二极管）可知：，再由于晶体二极管具有单向导电性，由此根据焦耳定律可计算出：，从而选择具有单向导电性，由此根据焦耳定律可计算出：，从而选择 D D 答案。答案。220 2202m mUUVUV22222014.1222UUUTTUVVRR【答案答案】C】C 【解析解析】磁极以磁极以 OOOO为轴匀速转动可等效为磁场不变线圈向相为轴匀速转动可等效为磁场不变线圈向相反方向转动在反方向转动在 t t0