2017-2018學(xué)年高中物理 第章 交變電流 第2節(jié) 交變電流是怎樣產(chǎn)生的教學(xué)案 選修-2

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第2節(jié) 交變電流是怎樣產(chǎn)生的1。交流發(fā)電機(jī)將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，可分為旋轉(zhuǎn)電樞式和旋轉(zhuǎn)磁極式,原理都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。2勻強(qiáng)磁場中，線圈繞垂直磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)形成正弦交變電流.中性面磁通量最大,磁通量的變化率為零，電動(dòng)勢為零；中性面的垂面磁通量為零，磁通量變化率最大，電動(dòng)勢最大.3電動(dòng)勢的最大值emnbs與轉(zhuǎn)軸位置、線圈形狀無關(guān)；線圈從中性面位置開始計(jì)時(shí)其電動(dòng)勢瞬時(shí)值表達(dá)式為eemsin t。 一、交流發(fā)電機(jī) 1原理由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,讓閉合導(dǎo)體與磁極做相對運(yùn)動(dòng)，穿過閉合導(dǎo)體的磁通量發(fā)生變化，就可以產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流。2構(gòu)造發(fā)電機(jī)主要是由線圈（電樞)和磁

2、極兩部分組成。3種類（1）按旋轉(zhuǎn)部分區(qū)分轉(zhuǎn)子定子特點(diǎn)旋轉(zhuǎn)電樞式電樞磁極電壓低，功率小旋轉(zhuǎn)磁極式磁極電樞電壓高，功率大(2）按磁場區(qū)分 a永磁體發(fā)電機(jī)(利用永久磁鐵做磁極）；b勵(lì)磁發(fā)電機(jī)（利用電磁鐵做磁極)。二、交變電流的產(chǎn)生原理1實(shí)驗(yàn)裝置讓閉合線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，感應(yīng)電流的大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化。2產(chǎn)生原理(1)中性面：線圈平面與磁感線垂直，線圈經(jīng)過中性面時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢、感應(yīng)電流為零。(2)與中性面垂直時(shí)：線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢、感應(yīng)電流最大。(3）方向變化：線圈每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電流的方向就改變一次;線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，經(jīng)過中性面兩次,感應(yīng)電流的方向改變兩次。三、交變

3、電流的變化規(guī)律1正弦式交變電流的表達(dá)式(1）eemsin_t（從中性面開始計(jì)時(shí)，其中emnbs)(2)iimsin_t(3）uumsin_t(其中umimr）2正弦式交變電流的圖像圖3.2。11自主思考-判一判（1）線圈經(jīng)過中性面時(shí)，穿過線圈的磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢也最大。（)（2)交流電一周期內(nèi),電流方向改變兩次.（）（3）線圈只要在勻強(qiáng)磁場內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)就能產(chǎn)生正弦式交變電流。（）（4)從線圈轉(zhuǎn)至與磁場方向平行開始計(jì)時(shí)，線圈所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢eemcos t。（）(5)正弦交流電電動(dòng)勢最大值emnbs。()2合作探究-議一議（1)發(fā)電機(jī)工作過程中能量是如何轉(zhuǎn)化的？提示：發(fā)電機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電

4、流在磁場中會(huì)受到安培力，安培力的作用總是阻礙轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)，在這一過程中發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了電能.(2)線圈位于中性面時(shí)，磁通量最大.為何感應(yīng)電動(dòng)勢（感應(yīng)電流)最小,而位于與中性面垂直的位置時(shí)，磁通量為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(感應(yīng)電流)又具有怎樣的特點(diǎn)呢？提示：依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動(dòng)勢的大小取決于磁通量的變化率，線圈處于中性面時(shí)磁通量雖然最大,但變化率為0，或者說此時(shí)線圈的任何一條邊都不切割磁感線，所以感應(yīng)電動(dòng)勢及感應(yīng)電流為0;而位于與中性面垂直的位置時(shí)，磁通量最小，但磁通量的變化率最大（此時(shí)線圈的邊切割磁感線的速度最大)，感應(yīng)電動(dòng)勢（感應(yīng)電流)最大。線圈處于其他位置的時(shí)候,感應(yīng)電動(dòng)勢(感應(yīng)電

5、流)處于最大值與最小值之間。（3）頻率是供電質(zhì)量的重要指標(biāo),你知道交變電流頻率是由什么因素決定的嗎？提示：交流電的頻率是由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定的，轉(zhuǎn)速高,則頻率大，反之,則小。交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律1矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的四個(gè)過程如圖32。2所示，線圈的bc、ad邊始終在平行于磁感線的平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),因而不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，只起導(dǎo)線作用,所以只有ab、cd邊切割磁感線。圖32。2（1)當(dāng)線圈平面垂直于磁感線時(shí),ab、cd邊的速度方向與磁感線平行，線圈中沒有感應(yīng)電動(dòng)勢。(2）當(dāng)線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)過90時(shí),即線圈平面與磁感線平行時(shí)，ab、cd邊都垂直切割磁感線，這時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢最大，線圈中的感應(yīng)電流也

6、最大,方向?yàn)閍bcd。（3）當(dāng)線圈再轉(zhuǎn)過90時(shí),線圈平面又垂直于磁感線，線圈中沒有感應(yīng)電動(dòng)勢.（4)當(dāng)線圈再轉(zhuǎn)過90時(shí)，ab、cd邊的瞬時(shí)速度方向跟線圈經(jīng)過（b）圖位置時(shí)的速度方向相反，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢方向也跟在（b)圖位置時(shí)相反，感應(yīng)電流方向?yàn)閐cba。（5）線圈再轉(zhuǎn)過90時(shí)處于起始位置,與（a）圖位置相同，線圈中沒有感應(yīng)電動(dòng)勢。2交變電流的變化規(guī)律（1）正弦式交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式的推導(dǎo)。若線圈平面從中性面開始轉(zhuǎn)動(dòng)，則經(jīng)時(shí)間t，線圈轉(zhuǎn)過的角度為t，如圖3.2。3所示.圖3.2.3ab邊的線速度跟磁感線方向的夾角t。ab邊轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度大?。簐。ab邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢：eabblabvsin

7、sin t。整個(gè)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢:e2eabbssin t；若線圈為n匝，則enbssin t。若線圈給外電阻r供電，設(shè)線圈本身電阻為r，由閉合電路歐姆定律得，isin t,即iimsin t。r兩端的電壓可記為uumsin t。(2）正弦式交變電流的峰值：由enbssin t可知，電動(dòng)勢的峰值emnbs。感應(yīng)電動(dòng)勢的峰值由線圈匝數(shù)n、磁感應(yīng)強(qiáng)度b、轉(zhuǎn)動(dòng)角速度及線圈面積s決定，與線圈的形狀無關(guān)，與轉(zhuǎn)動(dòng)軸的位置無關(guān)，因此如圖3。2。4所示幾種情況,若n、b、s、相同，則感應(yīng)電動(dòng)勢的峰值相同。圖3。2.4電流的峰值可表示為im.3用圖像描述交變電流的變化規(guī)律（從中性面開始計(jì)時(shí)）函數(shù)圖像說明磁通

8、量mcos tbscos ts為線圈的面積，n為線圈的匝數(shù)，r為線圈的電阻(內(nèi)阻)，r為外電阻感應(yīng)電動(dòng)勢eemsin tnbssin t導(dǎo)體兩端的電壓uumsin tsint 感應(yīng)電流iimsin tsin t 典例有一匝數(shù)為10匝的正方形線圈,邊長為20 cm，線圈總電阻為1 ,線圈繞oo軸以10 rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖3。2.5所示,垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0。5 t。圖3。2。5（1）求該線圈產(chǎn)生的交變電流的電動(dòng)勢最大值、電流最大值分別為多少？(2）線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過60時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值是多大？(3）寫出感應(yīng)電動(dòng)勢隨時(shí)間變化的表達(dá)式.思路點(diǎn)撥解析(1）交

9、變電流電動(dòng)勢最大值為em2nblv2nblnbs100。50.2210 v6.28 v,電流的最大值為im a6。28 a.(2)線圈轉(zhuǎn)過60時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢eemsin 605.44 v.(3)由于線圈轉(zhuǎn)動(dòng)是從中性面開始計(jì)時(shí)的，所以瞬時(shí)值表達(dá)式為eemsin t6。28sin 10t v。答案(1）6.28 v6.28 a（2)5.44 v(3）e6。28sin 10t v求交變電流瞬時(shí)值的方法（1)確定線圈轉(zhuǎn)動(dòng)從哪個(gè)位置開始計(jì)時(shí)。(2）確定表達(dá)式是正弦函數(shù)還是余弦函數(shù).(3)確定轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度2n(n的單位為轉(zhuǎn)/秒）、峰值emnbs。（4)寫出表達(dá)式，代入角速度求瞬時(shí)值。 1如圖3.2。6所示

10、，一線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過圖示位置時(shí)（)圖3.2。6a穿過線圈的磁通量最小,磁通量的變化率最大b穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率最大c穿過線圈的磁通量最大,磁通量的變化率最小d穿過線圈的磁通量最小，磁通量的變化率最小解析:選a由圖可知線圈平面與磁感線平行，應(yīng)處于垂直于中性面的平面，此時(shí)穿過線圈的磁通量最小，磁通量的變化率最大，所以a選項(xiàng)正確.2一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過線圈的磁通量隨時(shí)間變化的圖像如圖3。2。7甲所示，則下列說法中正確的是（）圖32.7at0時(shí)刻線圈平面與中性面垂直bt0.01 s時(shí)刻，的變化率達(dá)到最大ct0.02 s時(shí)刻,交流電動(dòng)勢達(dá)

11、到最大d該線圈相應(yīng)的交流電動(dòng)勢圖像如圖乙所示解析:選b由題圖甲知，當(dāng)t0時(shí)，最大，說明線圈平面與中性面重合，故a錯(cuò)誤;當(dāng)t0。01 s時(shí)，0最小，。t圖像的斜率最大,即的變化率最大,故b正確；當(dāng)t0.02 s時(shí)，也最大，交流電動(dòng)勢為零，故c錯(cuò)誤;由以上分析可知,d錯(cuò)誤。3某一交變電流的電動(dòng)勢隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖3.2。8所示.圖32。8(1）該圖像表示線圈在何處開始計(jì)時(shí)？(2）線圈在哪些時(shí)刻處于與磁場方向垂直的位置？（3)t1、t2時(shí)刻線圈分別處于與中性面的夾角為多大處?解析：(1）e。t圖像為正弦函數(shù)圖像，說明是從線圈位于中性面位置開始計(jì)時(shí)的，此時(shí)，穿過線圈的磁通量最大，而線圈內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢

12、為0。（2)當(dāng)線圈處于與磁場方向垂直的位置（中性面)時(shí)，e0,所以在0、t3、t6、t8時(shí)刻線圈與磁場方向垂直。（3）由圖像知，eemsin t中em10 v。 當(dāng)tt1時(shí)，e15 v，有1t145；當(dāng)tt2時(shí)，e210 vem，有2t290.答案：見解析交變電流“四值”的比較與計(jì)算物理含義重要關(guān)系適用情況及說明瞬時(shí)值交變電流某一時(shí)刻的值從中性面開始計(jì)時(shí)eemsin tiimsin tuumsin t計(jì)算線圈某時(shí)刻的受力情況最大值最大的瞬時(shí)值emnbsim umimr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e i u(1）計(jì)算與電流的熱效應(yīng)有關(guān)的量（如功、功率、熱量等（2）電

13、氣設(shè)備“銘牌) 上所標(biāo)值（3）保險(xiǎn)絲的熔斷電流（4)交流電流表、電壓表的示數(shù)平均值交變電流圖像中圖線與時(shí)間軸所圍的面積與時(shí)間的比值nbl計(jì)算通過導(dǎo)體橫截面的電荷量典例如圖3.2。9所示，線圈abcd的面積是0。05 m2，共100匝，線圈電阻為1 ,外接電阻r9 ,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為b t,當(dāng)線圈以300 r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，求：圖3。2。9(1)電路中感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值和有效值。（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。思路點(diǎn)撥解答本題時(shí)應(yīng)把握以下兩點(diǎn)：(1)交流電表測量的是交變電流的有效值；（2）求通過導(dǎo)體橫截面的電荷量時(shí),必

14、須用交變電流的平均值。解析（1）emnbs1000.052 v50 ve25 v35。4 v。（2)電流表示數(shù)i3.54 a電壓表示數(shù)uir3。549 v31.86 v。(3）從圖示位置轉(zhuǎn)過90的過程中，n又，qt，bs所以q0.16 c。答案(1)50 v35。4 v(2）31.86 v3。54 a(3）0.16 c交變電流的有效值與平均值的區(qū)別(1）計(jì)算方法不同。交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)定義的，常用的計(jì)算式為q交q直。交變電流的平均值是交變電流的圖像中波形跟時(shí)間軸所圍的面積與時(shí)間的比值,交變電流的平均值應(yīng)根據(jù)n和進(jìn)行計(jì)算。（2)適用范圍不同。在計(jì)算交變電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量、熱功

15、率時(shí)，只能用交變電流的有效值，不能用平均值；在計(jì)算通過導(dǎo)體的電荷量時(shí)，只能用交變電流的平均值，不能用有效值. 1。實(shí)驗(yàn)室里的交流發(fā)電機(jī)可簡化為如圖3。2。10所示的模型，正方形線圈在水平勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的oo軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。今在發(fā)電機(jī)的輸出端接一個(gè)電阻r和理想電壓表，并讓線圈每秒轉(zhuǎn)25圈，讀出電壓表的示數(shù)為10 v。已知r10 ，線圈電阻忽略不計(jì)，下列說法正確的是（）圖3。210a線圈位于圖中位置時(shí)，線圈中的瞬時(shí)電流為零b從中性面開始計(jì)時(shí)，線圈中電流瞬時(shí)值表達(dá)式為isin 50t（a)c流過電阻r的電流每秒鐘方向改變100次d電阻r上的熱功率等于20 w解析：選b在題圖所示位置，磁通量變化

16、最快，感應(yīng)電動(dòng)勢最大,感應(yīng)電流最大，a錯(cuò).電壓有效值為10 v，最大值為10 v，電流的最大值im a，從中性面開始計(jì)時(shí)應(yīng)該為：isin 50t(a），b對。頻率為25 hz,每秒鐘電流方向改變50次，c錯(cuò).電壓有效值為10 v，r的功率為p10 w,d錯(cuò)。2某交變電流的電壓為u6sin 314t(v)，則()a把額定電壓為6 v的小燈泡直接接在此電源上,小燈泡能正常發(fā)光b把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在此電源上，打點(diǎn)周期為0.01 sc把此電壓加在阻值為6 的電阻上，該電阻消耗的功率為12 wd擊穿電壓為6 v的電容器能直接接在此電源上解析：選a電源電壓有效值為6 v,剛好等于小燈泡的額定電壓，a對；打

17、點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期等于交變電流的周期，是0。02 s,b錯(cuò)；6 電阻消耗的功率p62/6 w6 w，c錯(cuò)；擊穿電壓6 v小于電源最大電壓6 v，該電容器不能直接接到此電源上，d錯(cuò).3如圖3.2.11所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度b0.5 t，邊長l10 cm的正方形線圈abcd共100匝，線圈電阻r1 ,線圈繞垂直于磁感線的對稱軸oo勻速轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖所示，角速度2 rad/s，外電路電阻r4 ,求：圖3。211(1)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值；（2)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過60時(shí),線圈中的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢;(3）線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過60的過程中，線圈中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢；(4)電壓表的示數(shù)；（5）

18、線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，外力所做的功；（6)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過60的過程中，通過r的電荷量為多少？解析：（1）感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值為em nbs3。14 v.(2)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過60時(shí)，線圈中的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢為eemcos 603.140。5 v1。57 v。(3)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過60的過程中,線圈中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢為nn100 v2。6 v。（4)電壓表示數(shù)為外電路電壓的有效值ur4 v1。78 v。（5)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，外力所做的功等于電流產(chǎn)生的熱量wqt2t0。99 j。(6）線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過60的過程中，通過電阻r的電荷量為q0.086 6 c。答案：（1）3。14 v（

19、2）1.57 v(3）2.6 v（4）1。78 v（5)0.99 j(6）0。086 6 c1下列說法不正確的是（）a交流發(fā)電機(jī)是把其他形式的能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置b交流發(fā)電機(jī)是把電能轉(zhuǎn)變成其他形式能的裝置c交流發(fā)電機(jī)中電樞和磁極不管誰轉(zhuǎn)動(dòng),只要轉(zhuǎn)動(dòng)，就稱為轉(zhuǎn)子，只要不動(dòng)，就稱為定子d交流發(fā)電機(jī)利用的是電磁感應(yīng)原理解析：選b交流發(fā)電機(jī)是利用線圈在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng),引起電磁感應(yīng)現(xiàn)象形成電流，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能.交流發(fā)電機(jī)的內(nèi)部是由轉(zhuǎn)子和定子組成的，轉(zhuǎn)動(dòng)的為轉(zhuǎn)子，不動(dòng)的為定子。故選項(xiàng)a、c、d正確,b錯(cuò)誤。2下列選項(xiàng)中，哪些情況線圈中不能產(chǎn)生交流電（）解析:選a線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中磁通量發(fā)生改變時(shí)，才能產(chǎn)生

20、交流電，a項(xiàng)中磁通量不變，故a項(xiàng)符合題意。3.如圖1所示為演示交變電流產(chǎn)生的裝置圖，關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn),正確的說法是()圖1a線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，指針左右擺動(dòng)兩次b圖示位置為中性面,線圈中無感應(yīng)電流c圖示位置ab邊的感應(yīng)電流方向?yàn)閍bd線圈平面與磁場方向平行時(shí)，磁通量變化率為零解析：選c線圈在磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在電路中產(chǎn)生呈周期性變化的交變電流，線圈經(jīng)過中性面時(shí)電流改變方向，線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，有兩次通過中性面，電流方向改變兩次，指針左右擺動(dòng)一次，故a錯(cuò)。線圈處于圖示位置時(shí)，線圈與中性面垂直，感應(yīng)電流最大，ab邊向右運(yùn)動(dòng)，由右手定則,ab邊的感應(yīng)電流方向?yàn)閍b，故b錯(cuò)，c對。線圈平面與磁場方向平行時(shí),ab、

21、cd邊垂直切割磁感線，線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢最大,也可以這樣認(rèn)為，線圈處于豎直位置時(shí)，磁通量為零，但磁通量的變化率最大，故d錯(cuò)。4。處在勻強(qiáng)磁場中的矩形線圈abcd，以恒定的角速度繞ab邊轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場方向平行于紙面并與ab垂直。在t0時(shí)刻，線圈平面與紙面重合（如圖2所示)，線圈的cd邊離開紙面向外運(yùn)動(dòng).若規(guī)定由abcda方向的感應(yīng)電流為正，則在下列選項(xiàng)中能反映線圈中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖像是（)圖2解析:選c由右手定則或者楞次定律可以確定開始時(shí)刻感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcda，跟規(guī)定的正方向相同，而且該時(shí)刻感應(yīng)電流最大，故選c。5(多選)某小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢為e50sin 100t v。對此電

22、動(dòng)勢,下列表述正確的有（）a最大值是50 vb頻率是100 hzc有效值是25 v d周期是0.02 s解析:選cd由交變電動(dòng)勢的表達(dá)式可知，電動(dòng)勢的最大值em50 v，則有效值e25 v，周期t0。02 s，頻率f50 hz,所以選項(xiàng)c、d正確.6一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖像如圖3甲所示.已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為5.0 ，外接一只電阻為95.0 的燈泡。如圖乙所示，則（）圖3a電壓表的示數(shù)為220 vb電路中的電流方向每秒鐘改變50次c燈泡實(shí)際消耗的功率為484 wd發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為24.2 j解析：選d由圖像可知電動(dòng)勢的有效值為220 v，而電壓表測量的

23、是路端電壓，其大小為ur95 v209 v,選項(xiàng)a錯(cuò)誤；由圖像讀出交變電流的周期為t0。02 s，則頻率f50 hz,一個(gè)周期內(nèi)電流的方向要改變2次，故每秒鐘電流方向要改變100次，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；燈泡的實(shí)際功率為p2r295 w459。8 w，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；由焦耳定律得發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為q2rt251 j24。2 j,選項(xiàng)d正確.7。如圖4所示，abcd為一邊長為l、匝數(shù)為n的正方形閉合線圈，繞對稱軸oo勻速轉(zhuǎn)動(dòng),角速度為?？臻g中只有oo左側(cè)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為b。若閉合線圈的總電阻為r，則（)圖4a線圈中電動(dòng)勢的有效值為nbl2b線圈中電動(dòng)勢的最大值為nbl2

24、c在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一圈的過程中，線圈中有一半時(shí)間沒有電流d當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖中所處的位置時(shí)，穿過線圈的磁通量為nbl2解析：選b由于只有oo左側(cè)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,所以最大值:emnbl2,有效值：enbl2。故a錯(cuò)、b對。在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，線圈始終有一半在磁場中運(yùn)動(dòng),不會(huì)有一半時(shí)間沒有電流，故c錯(cuò)。圖中所示位置中,穿過線圈的磁通量為bl2，d錯(cuò)。正確選項(xiàng)為b.8如圖5所示電路中，電源電壓u311sin 100t v，a、b間接有“220 v440 w”的電暖寶、“220 v220 w”的抽油煙機(jī)、交流電壓表及保險(xiǎn)絲.下列說法正確的是()圖5a交流電壓表的示數(shù)為311 vb電路要正常工作，保險(xiǎn)絲

25、的額定電流不能小于3 ac電暖寶發(fā)熱功率是抽油煙機(jī)發(fā)熱功率的2倍d1 min內(nèi)抽油煙機(jī)消耗的電能為1。32104 j解析:選d由u311sin 100t v可知，交變電壓的有效值為220 v，故交流電壓表的示數(shù)為220 v，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；由兩用電器的額定功率為660 w，根據(jù)pui可知,保險(xiǎn)絲的額定電流應(yīng)不小于3 a，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；因抽油煙機(jī)220 w包括熱功率及機(jī)械功率，故電暖寶發(fā)熱功率是抽油煙機(jī)發(fā)熱功率的2倍還要多，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；根據(jù)wpt可得1 min內(nèi)抽油煙機(jī)消耗的電能為1.32104 j，選項(xiàng)d正確。9(多選）一個(gè)矩形線框的面積為s，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場中，從線框平面與磁場垂直的位置

26、開始計(jì)時(shí)，轉(zhuǎn)速為n，則（)a線框產(chǎn)生交變電動(dòng)勢的最大值為nbsb線框產(chǎn)生交變電動(dòng)勢的有效值為nbsc從開始轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)過周期,線框中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢為2nbsd感應(yīng)電動(dòng)勢瞬時(shí)值表達(dá)式為e2nbssin 2nt解析：選bd轉(zhuǎn)速為n，則角速度為2n，根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值公式emnbs可以知道，電動(dòng)勢的最大值為2nbs,有效值為最大值的，b對、a錯(cuò)。由n得平均電動(dòng)勢為4nbs，c錯(cuò)。從線框平面與磁場垂直的位置開始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢瞬時(shí)值表達(dá)式為ebssin t2nbssin 2nt,d對.10（多選）如圖6甲所示,在勻強(qiáng)磁場中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速，繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)

27、勢圖像如圖乙中曲線a、b所示,則（)圖6a兩次t0時(shí)刻線圈平面均與中性面重合b曲線a、b對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為23c曲線a表示的交變電動(dòng)勢頻率為25 hzd曲線b表示的交變電動(dòng)勢有效值為10 v解析：選act0時(shí)刻，兩次產(chǎn)生的交流電的電動(dòng)勢瞬時(shí)值均為零，因此線圈平面均與中性面重合,a項(xiàng)正確；圖中a、b對應(yīng)的周期之比為23，因此線圈轉(zhuǎn)速之比nanb32,b項(xiàng)錯(cuò)誤；a圖線表示的交流電動(dòng)勢的頻率為fa hz25 hz，c項(xiàng)正確；a圖線對應(yīng)線圈相應(yīng)的電動(dòng)勢的最大值eamnbs，由圖像知eam15 v，b圖線對應(yīng)線圈相應(yīng)的電動(dòng)勢的最大值ebmnbs,因此，ebm10 v，有效值eb v5 v，d項(xiàng)錯(cuò)誤.11在水平方向的勻強(qiáng)磁