高考物理一輪復(fù)習(xí)第十四單元交變電流第1講交變電流的產(chǎn)生和描述練習(xí)(含詳解)-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

交變電流的產(chǎn)生和描述　　《交變電流》一章是電磁感應(yīng)內(nèi)容的延續(xù),從近幾年命題看,高考對本章內(nèi)容的考查頻率一般,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(yuǎn)距離輸電。整體考查難度不大,多以選擇題的形式出現(xiàn)。預(yù)計2020年高考對本專題內(nèi)容的考查仍將通過交變電流的圖象考查交變電流的四值、變壓器等問題,可能加強對實際問題處理能力的考查,以分值為6分的選擇題為主。第1講　交變電流的產(chǎn)生和描述 1正弦式交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律　　(1)交變電流的產(chǎn)生①交變電流:電流的大小和方向都做周期性的變化,這種電流叫交變電流,簡稱交流。下圖為幾種交變電流的電流隨時間變化的圖象。 ②正弦式交變電流產(chǎn)生原理:將閉合線圈置于勻強磁場中,并繞垂直于磁場方向的軸做勻速轉(zhuǎn)動,線圈中將產(chǎn)生按正弦規(guī)律變化的交變電流。注意:正弦式交變電流的變化規(guī)律與線圈的形狀、轉(zhuǎn)動軸處于線圈平面內(nèi)的位置無關(guān)。　?、?/span>正弦式交變電流產(chǎn)生過程中的兩個特殊位置。圖示概念中性面位置與中性面垂直的位置特點B⊥SB∥SΦ=BS,最大Φ=0,最小e=n=0,最小e=n=nBSω,最大感應(yīng)電流為零,方向改變感應(yīng)電流最大,方向不變　　(2)正弦式交變電流的變化規(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(dá)式圖象磁通量Φ=Φmcos ωt=BScos ωt注意:Φ與線圈匝數(shù)無關(guān)電動勢e=Emsin ωt=nBSωsin ωt電壓u=Umsin ωt=sin ωt電流i=Imsin ωt=sin ωt 1.1 (2018宜昌質(zhì)檢)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】C1.2 (2018福州質(zhì)檢)如圖所示是某發(fā)電機的結(jié)構(gòu)示意圖,其中N、S是永磁鐵的兩個磁極,它們的表面呈半圓柱面形狀。M是圓柱形鐵芯,它與磁極的柱面共軸,鐵芯上有一矩形線框,可繞與鐵芯M共軸的固定轉(zhuǎn)動軸旋轉(zhuǎn)。磁極與鐵芯之間的縫隙中形成方向沿半徑、大小近似均勻的磁場。若從圖示位置開始計時,當(dāng)線框繞固定轉(zhuǎn)動軸勻速轉(zhuǎn)動時,下列圖象中能正確反映線框中感應(yīng)電動勢e隨時間t變化規(guī)律的是(　　)。【答案】D 2描述交變電流的物理量　　(1)瞬時值、最大值和有效值①瞬時值:交變電流在任一時刻的值叫瞬時值。②最大值:瞬時值中最大的值,又稱峰值。③有效值:交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定的。讓交變電流與恒定電流通過大小相同的電阻,如果在交變電流的一個周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等,而這個恒定電流是I、電壓是U,我們就把I、U稱為這個交變電流的有效值。(2)交變電流“四值”的區(qū)別與聯(lián)系正弦式交變電流的電動勢、電壓和電流都有最大值、有效值、瞬時值和平均值。以電動勢為例:最大值用Em表示,有效值用E表示,瞬時值用e表示,平均值用表示,它們之間的關(guān)系如表所示。物理含義重要關(guān)系適用情況瞬時值交變電流某一時刻的值e=Emsin ωti=Imsin ωt計算線圈某時刻的受力最大值最大的瞬時值Em=nBSωIm=確定用電器的耐壓值,如電容器、晶體管等的擊穿電壓有效值跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流值對正弦式交流電:E=,U=,I=　　　　　①計算與電流熱效應(yīng)相關(guān)的量,如功、功率、熱量等;②交流電表的測量值;③電氣設(shè)備所標(biāo)注的額定電壓、額定電流;④保險絲的熔斷電流平均值交變電流圖象中圖線與時間軸圍成面積與時間的比值=n=計算通過電路某一截面的電荷量:q=t 　　(3)周期和頻率①周期T:交變電流完成一次周期性變化所需的時間。在一個周期內(nèi),交變電流的方向變化兩次。②頻率f:交變電流在1 s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。角頻率:ω==2πf,單位為弧度/秒。2.1 (2018南昌一模)(多選)如圖所示,圖線a是線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時所產(chǎn)生正弦交變電流的圖象,當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后,所產(chǎn)生正弦交變電流的圖象如圖線b所示,以下關(guān)于這兩個正弦交流電的說法正確的是(　　)。A.在圖中t=0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3∶2C.交變電流a的瞬時值表達(dá)式為u=10sin 5πt(V)D.交變電流b的最大值為5 V【答案】BC2.2 (2019岳陽檢測)如圖所示,正方形線圈abcd的邊長l=0.3 m,直線OO'與ad邊相距,過OO'且垂直紙面的豎直平面右側(cè)有磁感應(yīng)強度B=1 T的勻強磁場,方向垂直紙面向外,線圈在轉(zhuǎn)動時通過兩個電刷和兩個滑環(huán)與外電路連接。線圈以OO'為軸勻速轉(zhuǎn)動,角速度ω=20 rad/s,圖示位置為計時起點。則(　　)。 A.線圈輸出交流電的周期為 sB.流過ab邊的電流方向保持不變C.t= s時,穿過線圈的磁通量為0.06 WbD.從t=0到t= s,穿過線圈磁通量的變化量為0.06 Wb【答案】C2.3 (2019浙江杭州1月月考)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,如圖甲所示,產(chǎn)生的交變電動勢隨時間變化的圖象如圖乙所示,已知發(fā)電機線圈內(nèi)阻為1.0 Ω,外接一只電阻為9.0 Ω的燈泡,則(　　)。 A.電壓表的示數(shù)為20 VB.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36 WD.電動勢隨時間變化的瞬時值表達(dá)式為e=20cos 5πt(V)【答案】C 3電感、電容對交流電的阻礙作用　　(1)電感:通直流,阻交流;通低頻,阻高頻。(2)電容:通交流,隔直流;通高頻,阻低頻。3.1 (2018云南檢測)如圖所示是“二分頻”音箱內(nèi)部電路,來自前級電路的電信號,被電容和電感組成的分頻電路分成高頻成分和低頻成分,分別送到高、低音揚聲器。下列說法正確的是(　　)。A.C1讓低頻成分通過B.L2讓高頻成分通過C.揚聲器BL1是低音揚聲器D.揚聲器BL2是低音揚聲器【答案】D 題型一交變電流的變化規(guī)律　　兩個特殊位置的特點(1)線圈平面與中性面重合時,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,S∥B,Φ=0,最大,e最大,i最大,電流方向不改變。【溫馨提示】　(1)只要線圈平面在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動,就產(chǎn)生正弦式交變電流,其變化規(guī)律與線圈的形狀、轉(zhuǎn)動軸處于線圈平面內(nèi)的位置無關(guān)。(2)Φ-t圖象與對應(yīng)的e-t圖象是互余的。【例1】如圖甲所示,一矩形線圈abcd放置在勻強磁場中,并繞過ab、cd中點的軸OO'以角速度ω逆時針勻速轉(zhuǎn)動。若以線圈平面與磁場夾角θ=45°時(如圖乙)為計時起點,并規(guī)定當(dāng)電流自a流向b時,電流方向為正。則下列四個圖中正確的是(　　)。【解析】t=0時刻,根據(jù)題圖乙表示的轉(zhuǎn)動方向,由右手定則知,此時ad中電流方向由a到d,所以線圈中電流方向為a→d→c→b→a,與規(guī)定的電流正方向相反,電流為負(fù)值。又因為此時ad、bc兩邊的切割速度方向與磁場方向成45°夾角,由E=2Blv⊥,可得E=2×Blv=Em,即此時電流是最大值的,由圖乙還能觀察到,線圈在接下來45°的轉(zhuǎn)動過程中,ad、bc兩邊切割磁感線的分速度v⊥越來越小,所以感應(yīng)電動勢應(yīng)減小,感應(yīng)電流應(yīng)減小,則瞬時電流的表達(dá)式為i=-Imcos(+ωt),應(yīng)為D項所示情景,故D項正確。【答案】D　　解答本題應(yīng)注意以下三點:(1)確定t=0時刻感應(yīng)電流的方向。(2)利用t=0時刻的速度確定感應(yīng)電動勢的大小。(3)判定t=0時刻后短時間內(nèi)電流的變化趨勢。【變式訓(xùn)練1】(2019洛陽檢測)一矩形線圈繞垂直于勻強磁場并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動,線圈中的感應(yīng)電動勢e隨時間t的變化如圖所示,下列說法中正確的是(　　)。A.t1時刻通過線圈的磁通量為零B.t2時刻通過線圈的磁通量的絕對值最大C.t3時刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大D.每當(dāng)e變換方向時,通過線圈的磁通量絕對值都為最大【解析】由圖可知t1、t3時刻線圈中的感應(yīng)電動勢e=0,說明這兩個時刻線圈通過中性面,穿過線圈的磁通量最大,這個時刻線圈各邊都不切割磁感線,線圈中電動勢為零,說明磁通量變化率為零,因此A、C兩項錯誤。t2時刻線圈中的感應(yīng)電動勢達(dá)到最大,說明線圈平面正轉(zhuǎn)至與磁感線平行的位置,此時穿過線圈的磁通量為0,所以B項錯誤。每當(dāng)e變換方向時也就是線圈通過中性面時刻,通過線圈的磁通量的絕對值最大,所以D項正確。【答案】D 題型二交變電流有效值的計算　　有效值是交變電流中最重要的物理量,必須會求解,特別是正弦交變電流的有效值,應(yīng)記住公式。求交變電流有效值的方法如下。(1)利用I=,U=,E=計算,此關(guān)系式只適用于正(余)弦式交變電流。(2)非正弦式交變電流有效值的求解根據(jù)電流的熱效應(yīng)進(jìn)行計算,其中,交變電流的有效值是根據(jù)電流通過電阻時產(chǎn)生的熱效應(yīng)定義的,即讓交變電流和直流電流通過相同的電阻,在相同的時間里若產(chǎn)生的熱量相同,則交變電流(電壓)的有效值就等于這個直流電流(電壓)的值,即交變電流的有效值問題必須在相同電阻、相同時間、相同熱量的“三同”原則下求解。【例2】如圖所示為一個經(jīng)雙向可控硅調(diào)節(jié)后加在電燈上的電壓,正弦交變電流的每一個二分之一周期中,前面四分之一周期被截去,則現(xiàn)在電燈上電壓的有效值為(　　)。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　A.Um B. C. D.【解析】由題給圖象可知,交流電壓的變化規(guī)律具有周期性,用電流熱效應(yīng)的等效法求解。設(shè)電燈的阻值為R,正弦交流電壓的有效值與峰值的關(guān)系是U=,由于一個周期內(nèi)只有半個周期有交流電壓,故一個周期內(nèi)交變電流產(chǎn)生的熱量Q=t=·,設(shè)交流電壓的有效值為U,由電流熱效應(yīng)得Q=·=·T,所以該交流電壓的有效值U=。D項正確。【答案】D　　交變電流有效值的計算方法:(1)公式法利用E=、U=、I=計算,此公式只適用于正(余)弦式交變電流。(2)利用有效值的定義計算(非正弦式電流)計算時“相同時間”至少取一個周期或為周期的整數(shù)倍。(3)利用能量關(guān)系當(dāng)有電能和其他形式的能相互轉(zhuǎn)化時,可利用能量守恒定律來求有效值。　　【變式訓(xùn)練2】(2019廣安檢測)一個邊長為6 cm的正方形金屬線框置于勻強磁場中,線框平面與磁場垂直,電阻為0.36 Ω。磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的關(guān)系如圖甲所示,則線框中感應(yīng)電流的有效值為(　　)。甲A.×10-5 AB.×10-5 AC.×10-5 AD.×10-5 A【解析】由法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律得E==S·,I==·結(jié)合題圖可得在0~3 s內(nèi),I1=× A=2×10-5 A在3 s~5 s內(nèi),I2=× A=-3×10-5 A故可作出I隨時間變化的圖象,如圖乙所示乙　　由交變電流有效值的定義可得Rt1+Rt2=I2Rt代入數(shù)據(jù)可解得I=×10-5 A,故B項正確。【答案】B 1.(2019東北聯(lián)考)如圖所示,面積均為S的單匝線圈繞其對稱軸或中心軸在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動,能產(chǎn)生正弦交變電動勢e=BSωsin ωt的圖是(　　)。【解析】線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸(軸在線圈所在平面內(nèi))勻速轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生的正弦交變電動勢e=BSωsin ωt,由這一原理可判斷,A圖中感應(yīng)電動勢e=BSωsin ωt,B圖中的轉(zhuǎn)動軸不在線圈所在平面內(nèi),C、D圖中轉(zhuǎn)動軸與磁場方向平行,而不是垂直,只有A圖中的情形能產(chǎn)生交變電流,而B、C、D圖中的情形均不能產(chǎn)生電磁感應(yīng)。A項正確。【答案】A2.(2019四川聯(lián)考)圖甲為小型旋轉(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)和電刷與電阻R=10 Ω連接,與電阻R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表,示數(shù)是10 V。圖乙是穿過矩形線圈磁通量Φ隨時間t變化的圖象。則下列說法正確的是(　　)。A.電阻R的電功率為20 WB.0.02 s時R兩端的電壓瞬時值為零C.R兩端的電壓隨時間變化的規(guī)律是u=14.1cos 100πt(V)D.通過R的電流隨時間變化的規(guī)律是i=cos 50πt(A)【解析】電阻R的電功率P==10 W,A項錯誤;0.02 s時穿過線圈的磁通量變化率最大,R兩端的電壓瞬時值最大,B項錯誤;R兩端的電壓u隨時間t變化的規(guī)律是u=14.1cos 100πt(V),通過R的電流隨時間變化的規(guī)律是i=1.41cos 100πt(A),C項正確,D項錯誤。【答案】C3.(2019南昌模擬)如圖所示,一半徑為L的導(dǎo)體圓環(huán)位于紙面內(nèi),O為圓心。環(huán)內(nèi)兩個圓心角為90°且關(guān)于O中心對稱的扇形區(qū)域內(nèi)分布有勻強磁場,兩磁場的磁感應(yīng)強度大小均為B、方向相反且均與紙面垂面。導(dǎo)體桿OM可繞O轉(zhuǎn)動,M端通過滑動觸點與圓環(huán)良好接觸,在圓心和圓環(huán)間連有電阻R,不計圓環(huán)和導(dǎo)體桿的電阻,當(dāng)桿OM以恒定角速度ω逆時針轉(zhuǎn)動時,理想電流表的示數(shù)為(　　)。　　　　　　　　　　　　　　　　　　A. B. C. D.【解析】OM切割磁感線產(chǎn)生的電動勢E=,OM切割磁感線時產(chǎn)生的感應(yīng)電流I=,設(shè)電流的有效值為I有效,則RT=2I2R×T,解得I有效=,A項正確。【答案】A4.(2019武漢質(zhì)檢)如圖甲所示,矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的中心軸OO'勻速轉(zhuǎn)動,從圖示位置開始計時,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e隨時間t的變化曲線如圖乙所示。若線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?倍,而其他條件保持不變,從圖示位置轉(zhuǎn)過90°開始計時,則能正確反映線圈中產(chǎn)生的電動勢e隨時間t的變化規(guī)律的圖象是(　　)。　　【解析】由題圖乙知,周期T=4 s,感應(yīng)電動勢最大值Em=1 V,而感應(yīng)電動勢最大值的表達(dá)式Em=NBSω=NBS·。若僅把線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?倍,則周期T'變?yōu)樵瓉淼?/span>,即T'=2 s,而感應(yīng)電動勢的最大值Em'變?yōu)樵瓉淼?倍,即Em'=2 V,所以B、C兩項錯誤;從圖示位置轉(zhuǎn)過90°開始計時,也就是t=0時線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢應(yīng)為0,所以A項正確,D項錯誤。【答案】A5.(2019江蘇質(zhì)檢)(多選)將電阻R、理想電壓表、開關(guān)S和交流電源按照圖甲所示的方式連接起來,其中R=30 Ω,合上開關(guān)S后,交流電源輸出的正弦交變電壓u隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示。則(　　)。A.電壓表的示數(shù)是36 VB.R消耗的電功率是21.6 WC.通過R的電流瞬時值表達(dá)式為i=1.2sin 100πt(A)D.通過R的電流最大值為1.2 A【解析】電壓表的示數(shù)為有效值,U==18 V,A項錯誤;P==21.6 W,B項正確;i=sin 100πt(A)=1.2sin 100πt(A),C項正確;Im==1.2 A,D項正確。【答案】BCD6.(2019安徽模擬)(多選)如圖所示,面積為S、匝數(shù)為N、電阻為r的正方形導(dǎo)線框與阻值為R的電阻構(gòu)成閉合回路,理想交流電壓表并聯(lián)在電阻R的兩端。線框在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,以與電路連接的一邊所在直線為軸垂直于磁場以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動,不計其他電阻,則下列說法正確的是(　　)。 A.若從圖示位置開始計時,線框中感應(yīng)電動勢的瞬時值為e=NBSωsin ωtB.線框通過中性面前后,流過電阻R的電流方向?qū)l(fā)生改變,1秒鐘內(nèi)流過電阻R的電流方向改變次C.線框從圖示位置轉(zhuǎn)過60°的過程中,通過電阻R的電荷量為D.電壓表的示數(shù)跟線框轉(zhuǎn)動的角速度ω大小無關(guān)【解析】從圖示位置開始計時,即從線框處于中性面位置開始計時,感應(yīng)電動勢瞬時值e=NBSωsin ωt,A項正確;線框通過中性面前后,流過電阻R的電流方向發(fā)生改變,每轉(zhuǎn)1周電流方向改變2次,1秒鐘內(nèi)線框轉(zhuǎn)動圈數(shù)為=,故流過電阻R的電流方向改變2×=次,B項正確;線框從圖示位置轉(zhuǎn)過60°的過程中,通過電阻R的電荷量Δq=Δt=Δt=N,而ΔΦ=BΔS⊥=BS,故Δq=,C項正確;電壓表的示數(shù)U=,而E=,故U∝ω,D項錯誤。【答案】ABC7.(2019晉州檢測)如圖所示,圖甲和圖乙分別表示正弦脈沖波和方波的交變電流與時間的變化關(guān)系。若使這兩種電流分別通過兩個完全相同的電阻,則經(jīng)過1 min的時間,兩電阻消耗的電功之比W甲∶W乙為(　　)。A.1∶ B.1∶2 C.1∶3 D.1∶6【解析】電功的計算中,I要用有效值計算,圖甲中,由有效值的定義得R×2×10-2+0+R×2×10-2=R×6×10-2,得I1= A;圖乙中,I的值不變,I2=1 A,由W=UIt=I2Rt可以得到W甲∶W乙=1∶3,C項正確。【答案】C 1.(2018全國卷Ⅲ,16)一電阻接到方波交流電源上,在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q方;若該電阻接到正弦交流電源上,在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q正。該電阻上電壓的峰值均為u0,周期均為T,如圖所示。則Q方∶Q正等于(　　)。A.1∶ B.∶1C.1∶2 D.2∶1【解析】由有效值概念知,一個周期內(nèi)產(chǎn)生熱量Q方=·+·=T,Q正=T=T=·T,故知,Q方∶Q正=2∶1。【答案】D2.(2016全國卷Ⅲ,21)(多選)如圖,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。現(xiàn)使線框M、N在t=0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(　　)。A.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【解析】在線框進(jìn)入磁場的過程中,根據(jù)E=BR2ω可得,感應(yīng)電動勢恒定,感應(yīng)電流恒定,不是正弦式交流電,A項錯誤,C項正確;當(dāng)線框進(jìn)入磁場時,根據(jù)楞次定律可得,兩線框中的感應(yīng)電流方向均為逆時針,當(dāng)線框穿出磁場時,根據(jù)楞次定律可得,兩線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流均為順時針,所以感應(yīng)電流的周期和線框運動周期相等,B項正確;線框N在完全進(jìn)入磁場后有時間內(nèi)穿過線框的磁通量不變化,沒有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生,即線框N在0~和~T內(nèi)有感應(yīng)電動勢,其余時間內(nèi)沒有;而線框M在整個過程中都有感應(yīng)電動勢,即便兩導(dǎo)線框電阻相等,兩者的電流有效值也不會相同,D項錯誤。【答案】BC3.(2017天津卷,6)(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示正弦規(guī)律變化。設(shè)線圈總電阻為2 Ω,則(　　)。A.t=0時,線圈平面平行于磁感線B.t=1 s時,線圈中的電流改變方向C.t=1.5 s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8π2 J【解析】由圖可知,t=0時,磁通量為0,線圈平面平行于磁感線,A項正確;t=1 s時,由法拉第電磁感應(yīng)定律和圖線的斜率可知,線圈中的電流方向不變,B項錯誤;t=1.5 s時磁通量的變化率為0,感應(yīng)電動勢為0,C項錯誤;交變電流的電動勢最大值Em=nΦmω,所以電流的有效值I=,根據(jù)焦耳定律Q=I2RT,聯(lián)立解得Q=8π2 J,D項正確。【答案】AD4.(2015四川卷,4)小型手搖發(fā)電機線圈共N匝,每匝可簡化為矩形線圈abcd,磁極間的磁場視為勻強磁場,方向垂直于線圈中心軸OO',線圈繞OO'勻速轉(zhuǎn)動,如圖所示。矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值都為e0,不計線圈電阻,則發(fā)電機輸出電壓的(　　)。A.峰值是e0B.峰值是2e0C.有效值是 Ne0D.有效值是 Ne0【解析】矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值都為e0,所以發(fā)電機的電動勢峰值為2Ne0,A、B兩項錯誤;因為不計線圈的電阻,所以發(fā)電機的輸出電壓峰值為2Ne0,有效值為=Ne0,D項正確。【答案】D

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