新高考物理一輪復(fù)習(xí)分層提升講義C交變電流的產(chǎn)生和描述 提升版（含解析）

交變電流的產(chǎn)生和描述考點(diǎn)一正弦式交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律正弦式交變電流1.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，eq\f(ΔΦ,Δt)＝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，eq\f(ΔΦ,Δt)最大，e最大，i最大，電流方向不改變.3.一個(gè)周期內(nèi)線圈中電流的方向改變兩次.4.描述交變電流的物理量(1)最大值Em＝NBSω，與轉(zhuǎn)軸位置無(wú)關(guān)，與線圈形狀無(wú)關(guān)(填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”).(2)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(shí)間.單位是秒(s)，公式T＝eq\f(2π,ω).②頻率(f)：交變電流在單位時(shí)間內(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＝eq\f(1,f)或f＝eq\f(1,T).5.交變電流的變化規(guī)律(線圈從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí))函數(shù)表達(dá)式圖象磁通量Φ＝Φmcosωt＝BScosωt電動(dòng)勢(shì)e＝Emsinωt＝NBSωsinωt技巧點(diǎn)撥書(shū)寫(xiě)交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式的技巧(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Em＝NBSω求出相應(yīng)峰值.(2)明確線圈的初始位置：①線圈在中性面位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，則i－t圖象為正弦函數(shù)圖象，函數(shù)表達(dá)式為i＝Imsinωt.②線例題精練1.(多選)如圖1所示為交流發(fā)電機(jī)示意圖，線圈的AB邊連在金屬滑環(huán)K上，CD邊連在滑環(huán)L上，導(dǎo)體做的兩個(gè)電刷E、F分別壓在兩個(gè)滑環(huán)上，線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以通過(guò)滑環(huán)和電刷保持與外電路的連接.關(guān)于其工作原理，下列分析正確的是()圖1A.當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到中性面的瞬間，穿過(guò)線圈的磁通量最大B.當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到中性面的瞬間，線圈中的感應(yīng)電流最大C.當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到跟中性面垂直的瞬間，穿過(guò)線圈的磁通量最小D.當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到跟中性面垂直的瞬間，線圈中的感應(yīng)電流最小答案AC解析當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到中性面的瞬間，穿過(guò)線圈的磁通量最大，磁通量變化率為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，線圈中的感應(yīng)電流為零，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到跟中性面垂直的瞬間，穿過(guò)線圈的磁通量最小，磁通量變化率最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，線圈中的感應(yīng)電流最大，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤.一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)e＝200eq\r(2)sin100πt(V)，下列說(shuō)法正確的是()A.該交變電流的頻率是100HzB.當(dāng)t＝0時(shí)，線圈平面恰好與中性面垂直C.當(dāng)t＝eq\f(1,200)s時(shí)，e達(dá)到峰值D.該交變電流的電動(dòng)勢(shì)的有效值為200eq\r(2)V答案C解析由e＝200eq\r(2)sin100πt(V)可得：ω＝100πrad/s，f＝eq\f(ω,2π)＝50Hz，故A錯(cuò)誤；t＝0時(shí)刻，e＝0，線圈平面位于中性面，B錯(cuò)誤；t＝eq\f(1,200)s時(shí)，e＝200eq\r(2)V，e達(dá)到峰值，故C正確；Em＝200eq\r(2)V，有效值E＝eq\f(Em,\r(2))＝200V，D錯(cuò)誤.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖2甲所示，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的圖象如圖乙所示，則()圖2A.t＝0.005s時(shí)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)的有效值為311VD.線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的頻率為100Hz答案B考點(diǎn)二交變電流的有效值求解1.定義讓交變電流與恒定電流分別通過(guò)大小相同的電阻，如果在交變電流的一個(gè)周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，則這個(gè)恒定電流的電流I與電壓U就是這個(gè)交變電流的有效值.2.正弦式交變電流的有效值與峰值之間的關(guān)系I＝eq\f(Im,\r(2))，U＝eq\f(Um,\r(2))，E＝eq\f(Em,\r(2)).技巧點(diǎn)撥有效值的計(jì)算計(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.(1)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.(2)若圖象部分是正弦(或余弦)式交變電流，其中的eq\f(1,4)周期(必須是從零至最大值或從最大值至零)和eq\f(1,2)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＝eq\f(Im,\r(2))、U＝eq\f(Um,\r(2))求解.例題精練4.如圖3所示為一交流電電流隨時(shí)間變化的圖象，此交流電電流的有效值為()圖3A.7AB.5AC.3.5eq\r(2)AD.3.5A答案B解析根據(jù)有效值的定義有：(4eq\r(2)A)2R×0.02s＋(3eq\r(2)A)2R×0.02s＝I2R×0.04s，解得I＝5A，故選B.5.一個(gè)U形金屬線框在兩勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO′軸以相同的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)導(dǎo)線給同一電阻R供電，如圖4甲、乙所示.甲圖中OO′軸右側(cè)有磁場(chǎng)，乙圖中整個(gè)空間均有磁場(chǎng)，兩圖中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同.則甲、乙兩圖中交流電流表的示數(shù)之比為()圖4A.1∶eq\r(2) B.1∶2C.1∶4 D.1∶1答案A解析題圖甲中OO′軸的右側(cè)有磁場(chǎng)，所以線框只在半個(gè)周期內(nèi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象如圖(a)，交流電流表測(cè)的是有效值，由(eq\f(\f(BSω,R),\r(2)))2·R·eq\f(T,2)＝I2·RT，得I＝eq\f(BSω,2R).題圖乙中整個(gè)空間均有磁場(chǎng)，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象如圖(b)，所以I′＝eq\f(BSω,\r(2)R)，則I∶I′＝1∶eq\r(2)，故A正確.考點(diǎn)三交變電流“四值”的理解和計(jì)算物理量物理含義重要關(guān)系適用情況及說(shuō)明瞬時(shí)值交變電流某一時(shí)刻的值e＝Emsinωti＝Imsinωt計(jì)算線圈某時(shí)刻的受力情況峰值最大的瞬時(shí)值Em＝NBSωIm＝eq\f(Em,R＋r)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E＝eq\f(Em,\r(2))U＝eq\f(Um,\r(2))I＝eq\f(Im,\r(2))適用于正(余)弦式交變電流(1)交流電流表、交流電壓表的示數(shù)(2)電氣設(shè)備“銘牌”上所標(biāo)的值(如額定電壓、額定功率等)(3)計(jì)算與電流的熱效應(yīng)有關(guān)的量(如電功、電功率、電熱、保險(xiǎn)絲的熔斷電流等)(4)沒(méi)有特別加以說(shuō)明的指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eq\x\to(E)＝neq\f(ΔΦ,Δt)eq\x\to(I)＝eq\f(\x\to(E),R＋r)計(jì)算通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量例題精練(多選)如為交流電壓表，交流電源的輸出電壓如圖乙所示，閉合開(kāi)關(guān).下列判斷正確的是()圖5A.t＝eq\f(T,2)時(shí)刻，的示數(shù)為零B.燈泡恰好正常發(fā)光C.電容器不可能被擊穿D.的示數(shù)保持110eq\r(2)V不變答案BC解析的示數(shù)應(yīng)是交流電壓的有效值220V，故選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤；交流電壓的有效值恰好等于燈泡的額定電壓，燈泡正常發(fā)光，選項(xiàng)B正確；交流電壓的峰值Um＝220eq\r(2)V≈311V，小于電容器的耐壓值，故電容器不可能被擊穿，選項(xiàng)C正確.7.(多選)如圖6所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正三角形金屬線框處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，開(kāi)始時(shí)線框平面與磁場(chǎng)垂直，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，讓線框以AB邊為軸以角速度ω在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)過(guò)180°的過(guò)程中，則()圖6A.穿過(guò)線框?qū)Ь€截面的電荷量為0B.線框中的感應(yīng)電流方向先沿ACBA后沿ABCAC.線框中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為eq\f(\r(3)ωBL2,2π)D.線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為eq\f(\r(6)BL2ω,8)答案CD解析根據(jù)楞次定律可知，線框中的電流一直沿ACBA，穿過(guò)線框?qū)Ь€截面的電荷量不為零，故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；線框中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)eq\x\to(E)＝eq\f(2B×\f(1,2)L×\f(\r(3),2)L,\f(π,ω))＝eq\f(\r(3)ωBL2,2π)，故C正確；由于線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，因此線框中產(chǎn)生的電流為正弦式交變電流，因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值E＝eq\f(BSω,\r(2))＝eq\f(\r(6)BL2ω,8)，故D正確.綜合練習(xí)一．選擇題（共17小題）1．（青銅峽市校級(jí)月考）如圖所示，圖象中不屬于交流電的是（）A． B． C． D．【分析】直流電是指電流的方向不發(fā)生變化的電流，其大小可以變化，交流電是指電流的方向發(fā)生變化的電流，但是它的電流的大小可以不變?！窘獯稹拷猓篈BC、ABC選項(xiàng)中e的方向均發(fā)生了周期性的變化，故它們屬于交流電，故ABC不符合題意；D、D選項(xiàng)中e的方向未發(fā)生變化，僅僅是e的大小發(fā)生了周期性的變化，不屬于交流電，符合題意；故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】交流電的最大的特點(diǎn)是電流方向在不斷的變化，對(duì)于其大小是否變化沒(méi)有要求。2．（黃岡期末）如圖所示，KLMN是一個(gè)豎直的n匝矩形導(dǎo)線框，全部處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框面積為S，KL邊水平，線框繞某豎直固定軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。初始時(shí)的夾角為30°（圖示位置），當(dāng)線圈固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)了120°后，則（）A．此時(shí)穿過(guò)線框的磁通量為12BSB．此時(shí)線框中的電流方向?yàn)镹→M→L→K→N C．在此過(guò)程中磁通量改變了nBS D．線框平面轉(zhuǎn)到中性面時(shí)，線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大【分析】根據(jù)磁通量的定義求解轉(zhuǎn)過(guò)120°時(shí)的磁通量以及該過(guò)程中磁通量的變化量。根據(jù)楞次定律和安培定則可判斷感應(yīng)電流的方向。線框位于中性面位置時(shí)，磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零。【解答】解：AC、線框轉(zhuǎn)動(dòng)了120°時(shí)，根據(jù)磁通量的定義可知，此時(shí)穿過(guò)線框的磁通量為BSsin30°=12BS，初態(tài)時(shí)，磁通量為BSsin30B、導(dǎo)線框中的電流方向根據(jù)楞次定律可以判斷，是N→K→L→M→N，故B錯(cuò)誤。D、當(dāng)導(dǎo)線框處在中性面位置時(shí)，磁通量最大，但感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，故D錯(cuò)誤。故選：A。【點(diǎn)評(píng)】這類(lèi)題目一定要記住以下幾點(diǎn)：一個(gè)是磁通量的計(jì)算；第二個(gè)是中性面的特點(diǎn)；第三個(gè)是楞次定律的應(yīng)用。3．（蕪湖期中）在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的一個(gè)矩形金屬線圈繞垂直磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t按照如圖所示正弦規(guī)律變化，已知線圈匝數(shù)為10匝，下列說(shuō)法中正確的是（）A．此交流電每秒鐘電流方向改變5次 B．此交變電動(dòng)勢(shì)的有效值為1V C．t＝0.1s時(shí)，線圈平面與磁場(chǎng)方向平行 D．在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，穿過(guò)線圈的最大磁通量為1100π【分析】從圖象得出電動(dòng)勢(shì)最大值、周期，從而算出頻率、角速度；磁通量最大時(shí)電動(dòng)勢(shì)為零?！窘獯稹拷猓篈、由e﹣t圖象得到周期為0.2s，故頻率為：f=1一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變兩次，所以每秒鐘電流方向改變10次，故A錯(cuò)誤；B、此交變電動(dòng)勢(shì)的有效值為：E=Em2C、t＝0.1s時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，此時(shí)線圈處在中性面上，線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，通過(guò)線圈的磁通量最大，故C錯(cuò)誤；D、電動(dòng)勢(shì)最大值Em＝NBSω，所以最大磁通量BS=EmNω故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查了交變電流的應(yīng)用，解題關(guān)鍵是根據(jù)e﹣t圖象得到周期和電動(dòng)勢(shì)的最大值，要明確交流電有效值與峰值的關(guān)系，基礎(chǔ)題。4．（安徽學(xué)業(yè)考試）關(guān)于電流的下列說(shuō)法中，正確的是（）A．方向不變，大小隨時(shí)間做周期性變化的電流叫做交變電流 B．大小、方向隨時(shí)間做周期性變化的電流叫做交變電流 C．交變電流用符號(hào)DC表示 D．直流電用符號(hào)AC表示【分析】電流的方向在不斷的變化的電流為交變電流，交變電流的大小不一定變化，方向一定在不斷的變化；電流的方向不變的電流為直流電，直流電電流的大小可以變化，但是方向一定是不變的．【解答】解：A、電流的大小在變化，但是電流的方向一直沒(méi)有變化，所以是直流電，所以A錯(cuò)誤；B、大小、方向隨時(shí)間做周期性變化的電流叫做交變電流，所以是交變電流，所以B正確；C、交變電流用符號(hào)AC表示，所以C錯(cuò)誤；D、直流電用符號(hào)DC表示，所以D錯(cuò)誤；故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】區(qū)分交流電和直流電最關(guān)鍵的是看電流的方向是否在不斷的變化，方向不變的就是直流電，方向變化的就是交流電．5．（安徽學(xué)業(yè)考試）關(guān)于家用照明用的220V交流電，下列說(shuō)法中不正確的是（）A．該交流電的頻率為50HZ B．該交流電的周期是0.02s C．該交流電1秒內(nèi)方向改變50次 D．該交流電的電壓有效值是220V【分析】本題考查了有關(guān)交流電的基礎(chǔ)知識(shí)，正確理解交流電瞬時(shí)值、最大值、平均值、有效值的含義，并知道照明電的頻率與周期．【解答】解：A、該交流電的頻率為50HZ，故A正確；B、該交流電的周期是0.02s，故B正確；C、在一個(gè)周期內(nèi)交流電的方向改變兩次，1秒內(nèi)方向改變100次。故C錯(cuò)誤；D、交流電設(shè)備上標(biāo)出的電壓、電流均為有效值，所以該交流電的電壓有效值是220V，故D正確。本題選擇錯(cuò)誤的，故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】正確理解交流電的“四值”含義，尤其是“有效值”的理解與應(yīng)用，同時(shí)注意加強(qiáng)這方面的練習(xí)．6．（金山區(qū)校級(jí)期末）直流電動(dòng)機(jī)線圈轉(zhuǎn)到某一位置，換向器能自動(dòng)改變線圈中的電流方向，這一位置是（）A．線圈轉(zhuǎn)到任意位置 B．線圈平面與磁感線垂直 C．線圈平面與磁感線平行 D．線圈平面與磁感線成45°角【分析】直流電動(dòng)機(jī)是根據(jù)通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)的原理制成的，它的轉(zhuǎn)動(dòng)方向跟電流方向和磁場(chǎng)方向有關(guān)。當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)線圈平面與磁感應(yīng)線垂直的位置時(shí)，線圈的兩個(gè)邊受到兩個(gè)大小相等、方向相反且作用在同一條直線上的力，線圈在平衡力的作用下在平衡位置附近左右擺動(dòng)，為了讓電動(dòng)機(jī)能夠持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，在制作電動(dòng)機(jī)時(shí)增加了換向器，線圈在平衡位置依靠慣性自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)線圈剛好轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置時(shí)換向器就自動(dòng)改變線圈中的電流的方向，及時(shí)改變通電線圈的受力方向，保證電動(dòng)機(jī)能夠連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)?！窘獯稹拷猓寒?dāng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)線圈平面與磁感應(yīng)線垂直的位置時(shí)，線圈的兩個(gè)邊受到兩個(gè)大小相等、方向相反且作用在同一條直線上的力，線圈在平衡力的作用下在平衡位置附近左右擺動(dòng)，即該位置就是平衡位置，即為了讓電動(dòng)機(jī)能夠持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，在制作電動(dòng)機(jī)時(shí)增加了換向器，線圈在平衡位置依靠慣性自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)線圈剛好轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置時(shí)換向器就自動(dòng)改變線圈中的電流的方向，及時(shí)改變通電線圈的受力方向，保證電動(dòng)機(jī)能夠連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了交變電流的產(chǎn)生規(guī)律，知道電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向與電流方向、磁場(chǎng)方向的關(guān)系是本題的解題關(guān)鍵。7．（全國(guó)卷Ⅱ模擬）利用示波器可以顯示輸入信號(hào)的波形，單匝正方形金屬線框abed處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)以線圈平面內(nèi)某虛線OO′為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈內(nèi)產(chǎn)生的電流隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示。則在四個(gè)選項(xiàng)所示的情景中，無(wú)論從線圈平面處于哪個(gè)位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，都不可能產(chǎn)生該電流的是（）A． B． C． D．【分析】根據(jù)交變電流的產(chǎn)生規(guī)律分析，線圈磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生正弦式交變電流?！窘獯稹拷猓篈、當(dāng)以線圈平面內(nèi)某虛線OO′為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中的磁通量始終不變，沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故A不可能產(chǎn)生該電流，故A正確。BCD、三圖中線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)交變電流的產(chǎn)生原理可知，三者均產(chǎn)生示波器中的正弦式交變電流，故BCD錯(cuò)誤。故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了正弦式交變電流的產(chǎn)生規(guī)律，明確線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生正弦式交變電流。8．（金華期末）如圖是交流發(fā)電機(jī)的示意圖，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向水平向右，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，線圈ABCD從圖示位置（中性面）開(kāi)始計(jì)時(shí)，繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸OO′逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。已知轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為ω，線圈ABCD的面積為S，匝數(shù)為N，內(nèi)阻為r，外電路總電阻為R（包括滑環(huán)和電刷的接觸電阻和電表電阻），規(guī)定線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向沿ABCD為正方向，下列說(shuō)法正確的是（）A．線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為e=2NB0SωsinωtB．電路中產(chǎn)生的電流有效值為I=2C．外電路的電壓峰值為Um=2D．1秒內(nèi)線圈中電流方向改變?chǔ)?π【分析】根據(jù)Em＝nBSω求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值，從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)e＝Emsinωt；依據(jù)正弦交流電的最大值是有效值的2倍；在一個(gè)周期內(nèi)，電流方向改變2次，從而即可求解?！窘獯稹拷猓篈、產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝NB0ωS，圖示位置為中性面位置，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝Emsinωt＝NB0Sωsinωt，故A錯(cuò)誤；B、因感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝NB0ωS，那么感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為E=22NB0ωS，根據(jù)I=EC、根據(jù)閉合電路中路端電壓：U＝IR=2NB0D、轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為ω，那么轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為f=ω2π，由于1個(gè)周期內(nèi)線圈中電流方向改變2次，那么1秒內(nèi)共有ω2π故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】本類(lèi)題綜合考查了交流電瞬時(shí)值表達(dá)式、閉合電路歐姆定律等知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)掌握正弦交流電最大值才是有效值的2倍。9．（建鄴區(qū)校級(jí)期末）一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸線勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生正弦式交變電流，其電動(dòng)勢(shì)的變化規(guī)律如圖甲中的線a所示，用此線圈給圖乙電路供電，發(fā)現(xiàn)三個(gè)完全相同的燈泡亮度相同。當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后，電動(dòng)勢(shì)的變化規(guī)律如圖甲中的線b所示，以下說(shuō)法正確的是（）A．曲線a、b對(duì)應(yīng)的線圈角速度之比為2：3 B．當(dāng)t＝0時(shí)刻，線圈平面恰好與磁場(chǎng)方向平行 C．轉(zhuǎn)速調(diào)整后，L2燈泡最亮 D．轉(zhuǎn)速調(diào)整后，三個(gè)燈泡的亮度仍然相同【分析】根據(jù)圖象甲讀出周期，求出線圈角速度之比；當(dāng)t＝0時(shí)刻，根據(jù)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值分析線圈的位置；根據(jù)轉(zhuǎn)速調(diào)整后頻率的變化，分析燈泡亮度的變化?！窘獯稹拷猓篈、由圖可知，曲線a、b對(duì)應(yīng)的周期分別Ta＝0.04s，Tb＝0.06s，由ω=2πT得線圈角速度之比ωa：ωb＝Tb：TB、當(dāng)t＝0時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，線圈平面恰好與磁場(chǎng)方向垂直，故B錯(cuò)誤；CD、轉(zhuǎn)速調(diào)整后，周期變大，頻率降低，電感L對(duì)交變電流的阻礙減小，電容器C對(duì)交變電流的阻礙增大，對(duì)R沒(méi)有影響，所以，三個(gè)燈泡的亮度各不相同，L2燈泡最亮，故C正確，D錯(cuò)誤。故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】解答本題時(shí)，要理解正弦交變電流產(chǎn)生過(guò)程，搞清線圈在不同位置產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小。同時(shí)，要知道電感和電容在電路中的作用。10．（龍巖期末）如圖甲所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)動(dòng)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，則下列說(shuō)法正確的是（）A．t＝0.01s時(shí)，線框平面與磁感線相互平行 B．t＝0.005s時(shí)，穿過(guò)線框的磁通量最大 C．當(dāng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值為22V時(shí)，線圈平面與中性面夾角為45° D．線框中的感應(yīng)電流方向每秒鐘改變50次【分析】根據(jù)圖象讀出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值，從而確定線框的位置，判斷穿過(guò)線框的磁通量大??；當(dāng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值為22V時(shí)，根據(jù)瞬時(shí)值表達(dá)式確定線圈平面與中性面夾角，在一個(gè)周期內(nèi)電流的方向改變兩次，讀出周期，即可求得每秒鐘電流方向改變的次數(shù)?！窘獯稹拷猓篈、由圖象知：t＝0.01s時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，則線框位于中性面，線框平面與磁感線垂直，故A錯(cuò)誤；B、t＝0.005s時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，線框平面與磁感線相互平行，則穿過(guò)線框的磁通量為零，故B錯(cuò)誤；C、從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，該交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝222sinωt（V），當(dāng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值為e＝22V時(shí)，解得ωt=π4，即線圈平面與中性面夾角為45D、由圖可知，交流電的周期T＝0.02s，在一個(gè)周期內(nèi)電流的方向改變兩次，故線框中的電流方向每秒鐘改變n=1T×故選：C。【點(diǎn)評(píng)】本題考查對(duì)交流電圖象的理解，根據(jù)圖象能讀出電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值、最大值和周期，進(jìn)而求出交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式，并判斷線框的位置與瞬時(shí)值的關(guān)系。11．（宜賓期末）圖甲為一小型發(fā)電機(jī)的示意圖，發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為1Ω，燈泡L的電阻為9Ω，電壓表為理想交流電壓表。發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t按圖乙的正弦規(guī)律變化，則（）A．t＝0.01s時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量為零 B．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為50rad/s C．電壓表的示數(shù)為9V D．燈泡L的電功率為10W【分析】由圖讀出電動(dòng)勢(shì)的最大值，求出有效值，根據(jù)歐姆定律求出外電壓的有效值，即為電壓表的示數(shù)。讀出周期，即可求得線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。根據(jù)電壓有效值求出燈泡消耗的功率。【解答】解：A、t＝0.01s時(shí)電動(dòng)勢(shì)為零，線圈處于中性面位置，穿過(guò)線圈的磁通量最大，故A錯(cuò)誤；B、由圖可知，交流電的周期為T(mén)＝0.02s，則線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω=2πT=C、電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em＝102V，有效值為E=Em2=10V，電壓表示數(shù)UD、燈泡消耗的功率為P=U故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查交流電的產(chǎn)生規(guī)律，要明確線圈轉(zhuǎn)動(dòng)與交流電的對(duì)應(yīng)關(guān)系，知道線圈處于中性面時(shí)磁通量最大而電動(dòng)勢(shì)為零，而在垂直于中性面位置時(shí)，磁通量為零而電動(dòng)勢(shì)最大。交流電的電壓、電流、電動(dòng)勢(shì)等等物理量都隨時(shí)間作周期性變化，但電流表電壓表測(cè)量的是有效值。12．（于洪區(qū)校級(jí)期末）下列所列數(shù)據(jù)不屬于交流電有效值的是（）A．交流電表的示數(shù) B．電容器的耐壓值 C．燈泡的額定電壓 D．保險(xiǎn)絲的額定電流【分析】交流電表顯示是有效值，交流電給燈泡供電，燈泡的額定電壓是有效值．保險(xiǎn)絲的額定電流是有效值，但電容器的耐壓值是峰值．【解答】解：A、交流電表的示數(shù)是有效值。故A正確。B、電容器的耐壓值，是指的是最大值，故B錯(cuò)誤。C、燈泡的額定電壓也是有效值，故C正確。D、保險(xiǎn)絲的額定電流是有效值，故D正確。本題選擇的是屬于交流電有效值的是，故選：B【點(diǎn)評(píng)】本題楗同學(xué)們正確理解交流電的“四值”含義，尤其是“有效值”的理解與應(yīng)用，同時(shí)注意加強(qiáng)這方面的練習(xí)．13．（葫蘆島期末）通過(guò)某交流電流表的電流i隨時(shí)間t變化的關(guān)系，如圖所示。該電流表的示數(shù)是（）A．5A B．52A C．102【分析】電流表的示數(shù)是交流電電流的有效值，根據(jù)有效值的定義求解。取一個(gè)周期時(shí)間，將交流與直流分別通過(guò)相同的電阻，若產(chǎn)生的熱量相同，直流的電流值，即為此交流的有效值?！窘獯稹拷猓弘娏鞅淼氖緮?shù)是交流電電流的有效值將交流與直流通過(guò)阻值都為R的電阻，設(shè)直流電流為I，則根據(jù)有效值的定義有：(62)2R×0.1+（42）2R×解得：I＝213A，故D正確，ABC錯(cuò)誤。故選：D。【點(diǎn)評(píng)】該題考查了交變電流的相關(guān)知識(shí)，對(duì)于非正弦式電流可根據(jù)有效值的定義求解有效值，不可以隨便套用正弦式交流電有效值的計(jì)算公式。14．（屯溪區(qū)校級(jí)期中）關(guān)于交流電的有效值和最大值，下列說(shuō)法不正確的是（）A．任何形式的交變電流的有效值和最大值都有關(guān)系U=UmB．只有正弦式電流才有的關(guān)系U=UmC．照明電壓220V、動(dòng)力電壓380V，指的都是交變電流的有效值 D．交流電壓表和電流表測(cè)量的都是交變電流的有效值【分析】只有正余弦交流電壓的有效值與最大值之間才是U=22U平均值大小與所取時(shí)間間隔有關(guān)．交流電通過(guò)電阻性負(fù)載時(shí)，如果所產(chǎn)生的熱量與直流電在相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)同一負(fù)載所產(chǎn)生的熱量相等時(shí)，這一直流電的大小就等效為交流電的有效值．平時(shí)所說(shuō)的電壓、電流的數(shù)值以及電氣儀表所測(cè)量的數(shù)值都是指有效值．【解答】解：A、B、只有正弦交流電壓的有效值與最大值之間才是U=UmC、機(jī)器銘牌上所標(biāo)注的值、生活中通常所說(shuō)的值都是指有效值，“照明電壓220V、動(dòng)力電壓380V”指的都是有效值。故C正確。D、交流電壓表和交流電流表，測(cè)的是交流電的有效值，不是瞬時(shí)值。故D正確。本題選不正確的，故：A?！军c(diǎn)評(píng)】要知道交流電的電壓、電流的最大值、有效值、瞬時(shí)值的含義，以及有效值與最大值之間的關(guān)系．15．（蒼南縣學(xué)業(yè)考試）某同學(xué)發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)注有“220V，50Hz”等字樣，對(duì)此理解正確的是（）A．50Hz表示電動(dòng)機(jī)工作時(shí)交流電壓的周期 B．220V是電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)交流電壓的瞬時(shí)值 C．220V是電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)交流電壓的有效值 D．220V是電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)交流電壓的最大值【分析】機(jī)器銘牌上的示數(shù)，電流表、電壓表的示數(shù)，求解功率、熱量等都運(yùn)用有效值．【解答】解：A、50Hz表示電動(dòng)機(jī)工作時(shí)交流電的頻率，故A錯(cuò)誤。B、220V為電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)交流電壓的有效值，故C正確，B、D錯(cuò)誤。故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道有效值、最大值、瞬時(shí)值、平均值的區(qū)別，并能靈活運(yùn)用．基礎(chǔ)題．16．（阜陽(yáng)期末）如圖甲所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一單匝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)勢(shì)與時(shí)間的關(guān)系圖像如圖乙中正弦曲線a、b所示，則曲線b表示的交變電動(dòng)勢(shì)的有效值為（）A．8V B．203V C．52【分析】根據(jù)圖象求出交流電的最大值、角速度等物理量，再根據(jù)最大值與有效值的關(guān)系求出曲線b表示的交變電動(dòng)勢(shì)有效值?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)交變電流的產(chǎn)生規(guī)律可知，最大值：Em＝BSω，角速度：ω=2π最大值之比為：Em1又有Eb解得：Eb故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】該題考查了有關(guān)交流電描述的基礎(chǔ)知識(shí)，要根據(jù)交流電圖象正確求解最大值、有效值、周期、頻率、角速度等物理量。17．（七里河區(qū)校級(jí)月考）家用電子調(diào)光燈的調(diào)光原理是利用電子線路將輸入的正弦交流電壓的波形截去一部分，由截去部分的多少來(lái)調(diào)節(jié)電壓，從而實(shí)現(xiàn)燈光的調(diào)節(jié)，比過(guò)去用變壓器調(diào)壓方便且體積較小。如圖所示為一個(gè)經(jīng)過(guò)雙向可控硅電子元件調(diào)節(jié)后加在臺(tái)燈上的電壓，即在正弦式電壓的每一個(gè)12周期中，前面的1A．Um B．Um2 C．12Um D．【分析】根據(jù)電流的熱效應(yīng)：由一個(gè)周期內(nèi)交變電流通過(guò)電阻R的產(chǎn)生熱量與直流電通過(guò)電阻R一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生熱量相等，求解有效值．【解答】解：設(shè)臺(tái)燈上電壓的有效值為U，將交流電與直流電分別通過(guò)相同電阻R，分析一個(gè)周期內(nèi)熱量：對(duì)于交流電：Q1=對(duì)于直流電：Q2=UQ1＝Q2，解得U=12Um，即燈泡兩端的電壓為12故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】求解交流電的有效值，要從有效值的定義出發(fā)，根據(jù)一個(gè)周期內(nèi)通過(guò)相同的電阻，發(fā)熱量相同，此直流的值即為交流電的有效值．二．多選題（共10小題）18．（雨城區(qū)校級(jí)期中）關(guān)于交變電流與直流電的說(shuō)法中，正確的是（）A．如果電流大小做周期性變化，則一定是交變電流 B．直流電的大小可以變化，但方向一定不變 C．交變電流一定是按正弦或余弦規(guī)律變化的 D．交變電流的最大特征就是電流的方向發(fā)生周期性變化【分析】明確交流電的性質(zhì)，知道交流電的重要特征是電流方向的變化；明確只要方向不變即為直流電．【解答】解：A、如果只有電流大小做周期性變化而電流方向不變，則為直流電；故A錯(cuò)誤；B、直流電的大小可以變化，但方向一定不變；故B正確；C、只要電流的方向發(fā)生變化，則就是交流電，不一定是按正弦或余弦規(guī)律變化的；故C錯(cuò)誤；D、交流電的最大特征是交流的方向發(fā)生周期性變化；故D正確；故選：BD?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查交流電的性質(zhì)，要注意明確交流電的大小和方向均隨時(shí)間做周期性變化，但并不一定是正弦或余弦．19．（美蘭區(qū)校級(jí)期末）一閉合矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量隨時(shí)間的變化圖象如圖所示，則下列說(shuō)法中正確的是（）A．t＝0時(shí)刻線圈平面與中性面平行 B．t＝0.1s時(shí)刻，穿過(guò)線圈平面的磁通量變化率為零 C．t＝0.2s時(shí)刻，線圈中有最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) D．t＝0.4s時(shí)刻，線圈中的感應(yīng)電流為零【分析】線圈在中性面時(shí)磁通量最大，電動(dòng)勢(shì)最小，與中性面垂直時(shí)，通過(guò)的磁通量最小，電動(dòng)勢(shì)為最大?！窘獯稹拷猓篈、t＝0時(shí)刻，磁通量為0，線圈處于與中性面垂直的位置，故A錯(cuò)誤。B、t＝0.1s時(shí)刻，線圈的磁通量最大，線圈的磁通量變化率為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，故B正確。C、t＝0.2s時(shí)刻，線圈的磁通量為0，線圈的磁通量變化率最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，故C正確。D、t＝0.4s時(shí)刻，線圈中的磁通量為0，線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，線圈中有最大感應(yīng)電流，故D錯(cuò)誤。故選：BC?！军c(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵是記住兩個(gè)特殊位置：在中性面時(shí)磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小，電動(dòng)勢(shì)方向改變；垂直中性面位置磁通量為零，但電動(dòng)勢(shì)最大。20．（清徐縣校級(jí)月考）如圖所示，下列圖象屬于交流電的有（）A． B． C． D．【分析】直流電是指電流的方向不發(fā)生變化的電流，其大小可以變化，交流電是指電流的方向發(fā)生變化的電流，但是它的電流的大小可以不變．【解答】解：交流電是指電流的方向發(fā)生變化的電流，電流的大小是否變化對(duì)其沒(méi)有影響，電流的方向變化的是AC，故AC是交流電，BD是直流電。故選：AC。【點(diǎn)評(píng)】交流電的最大的特點(diǎn)是電流方向在不斷的變化，對(duì)于其大小是否變化沒(méi)有要求．21．（葫蘆島校級(jí)期中）下列關(guān)于交變電流的說(shuō)法中，不正確的是（）A．若交變電流最大值為5A，則它的最小值為﹣5A B．用交流電流表測(cè)交變電流時(shí)，指針來(lái)回?cái)[動(dòng) C．我國(guó)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活用的交變電流，頻率為50Hz，故電流方向每秒改變100次 D．正弦交變電流i＝2202sin100πtA的最大值為311A，頻率為100Hz【分析】電流的有效值是按照電流的熱效應(yīng)定義的，交流電流表和電壓表測(cè)量的都是有效值；一周期內(nèi)交流電的方向改變兩次．【解答】解：A、5A與﹣5A是等大、反向的電流，故A錯(cuò)誤；B、用交流電壓表測(cè)量電壓時(shí)，指針指示的是有效值，恒定不變，通常用電器上所標(biāo)電壓值是交流電的有效值，故B錯(cuò)誤；C、經(jīng)過(guò)一個(gè)周期，電流相同；一周期內(nèi)交流電的方向改變兩次，因此電流方向每秒改變100次，故C正確；D、正弦交變電流i＝2202sin100πtA的最大值為311A，頻率為50Hz；故D錯(cuò)誤；本題選擇錯(cuò)誤的，故選：ABD。【點(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵明確交流電流表測(cè)量的是交流電流的有效值，電流的正負(fù)表示電流的方向，不表示電流的大?。?2．（茂名一模）某同學(xué)用如圖所示電路演示交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電原理，線圈電阻不計(jì)，電表為理想電表。當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速增大1倍，下列說(shuō)法正確的是（）A．當(dāng)線圈處于圖示位置時(shí)，燈泡兩端電壓最大 B．電流表測(cè)量的是燈泡的最大電流 C．電壓表的示數(shù)增大為原來(lái)的2倍 D．通過(guò)燈泡的電流頻率為原來(lái)的2倍【分析】根據(jù)交變電流的產(chǎn)生規(guī)律可知，線圈平面與磁感線平行時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大。電表測(cè)量的是交變電流的有效值。根據(jù)Em＝NBSω確定最大值，根據(jù)E=E根據(jù)轉(zhuǎn)速與頻率的關(guān)系判斷。【解答】解：A、根據(jù)交變電流的產(chǎn)生規(guī)律可知，當(dāng)線圈平面與磁感線平行時(shí)，即圖示位置時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，燈泡兩端的電壓最大，故A正確。B、電流表和電壓表測(cè)量的是燈泡的有效值，故B錯(cuò)誤。C、當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速增大1倍，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝NBSω，增大1倍，有效值E=ED、根據(jù)頻率和轉(zhuǎn)速的關(guān)系可知，f＝n，轉(zhuǎn)速增大1倍，頻率變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，故D正確。故選：ACD。【點(diǎn)評(píng)】此題要理解交變電流產(chǎn)生的原理和規(guī)律，要掌握電動(dòng)勢(shì)最大值表達(dá)式Em＝NBSω，明確有效值與最大值的關(guān)系Em=223．（六合區(qū)校級(jí)期中）圖甲是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線圈繞與磁場(chǎng)方向垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖像如圖乙所示。發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為10Ω，外接一只電阻為90Ω的燈泡，不計(jì)電路的其他電阻，則（）A．t＝0時(shí)刻，線圈平面與中性面垂直 B．每秒鐘內(nèi)電流方向改變100次 C．燈泡兩端的電壓為22V D．0～0.02s時(shí)間內(nèi)，通過(guò)燈泡的電量為0【分析】當(dāng)線框經(jīng)過(guò)中性面時(shí)通過(guò)線圈的磁通量最大。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小為零。由題圖乙可知交流電電動(dòng)勢(shì)的周期，即可求解角速度。線框每轉(zhuǎn)一周，電流方向改變兩次?！窘獯稹拷猓篈、由圖象乙可知t＝0時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，處于中性面上，故A錯(cuò)誤；B、由題圖乙可知周期T＝0.02s，線框每轉(zhuǎn)一周，電流方向改變兩次，每秒電流方向改變100次，故B正確；C、由題圖乙可知交流電電動(dòng)勢(shì)的最大值是Em＝31.1V，有效值為E=E根據(jù)閉合電路的分壓特點(diǎn)得燈泡兩端的電壓為：U=ER+rRD、0～0.02s時(shí)間內(nèi)，△?＝0，通過(guò)燈泡的電量為0，故D正確。故選：BD?！军c(diǎn)評(píng)】本題是準(zhǔn)確理解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量的變化，知道磁通量最大時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)反而最小。明確線框每轉(zhuǎn)一周，電流方向改變兩次。能從圖象讀取有效信息。24．（來(lái)賓期末）如圖所示，水平方向有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，匝數(shù)為5的矩形線框ab邊長(zhǎng)為0.5m，ad邊長(zhǎng)為0.4m，線框繞垂直磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸OO'勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為20rad/s。線框通過(guò)金屬滑環(huán)與阻值為10Ω的電阻R構(gòu)成閉合回路。t＝0時(shí)刻線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，不計(jì)線框及導(dǎo)線電阻，下列說(shuō)法正確的是（）A．線圈中的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為10V B．電阻R兩端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式u＝10sin20t（V） C．電阻R中電流方向每秒變化20次 D．電阻R消耗的電功率為5W【分析】根據(jù)Em＝NBSω求出最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)串聯(lián)電路電壓分配關(guān)系求出電阻R兩端電壓的最大值，再寫(xiě)出電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式。根據(jù)f=ω2π求出頻率，再確定R中電流方向每秒變化的次數(shù)。根據(jù)U=U【解答】解：A、線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em＝NBSω＝5×0.5×0.5×0.4×20V＝10V，故A正確。B、不計(jì)線框及導(dǎo)線電阻，則電阻R兩端電壓的最大值Um＝Em＝10V，t＝0時(shí)刻線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，則電阻R兩端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式u＝Umcosωt＝10cos20t（V），故B錯(cuò)誤。C、交流電的頻率為f=ωD、R兩端電壓的有效值為U=Um2故選：AD?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查交變電流最大值、有效值的理解和應(yīng)用的能力，要注意從線圈與磁場(chǎng)平行位置計(jì)時(shí)時(shí)，電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為余弦形式。25．（薛城區(qū)期中）某興趣小組自制一小型發(fā)電機(jī)，使線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t按正弦規(guī)律變化，如圖所示，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)周期為T(mén)，線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em，線圈的電阻為r，該線圈與電阻為R的純電阻用電器構(gòu)成閉合回路，則（）A．線圈匝數(shù)為n=TB．電阻為R的用電器的電功率為E2C．在0～T4時(shí)間內(nèi)通過(guò)用電器的電荷量為q=D．若線圈轉(zhuǎn)速增大為原來(lái)的2倍，線圈中電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為e＝2Emcos2πt【分析】當(dāng)線圈平面與磁感線的方向垂直時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大，此時(shí)感應(yīng)電流為0；當(dāng)線圈與磁感線的方向平行時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量為0，此時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流最大；圖中是以垂直于中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)的，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式為e=【解答】解：A、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em=nBSω=nΦB、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值E=Em2，電流I=C、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em=nBSω=nBS2πT，解得nBS=ED、線圈轉(zhuǎn)速增大為原來(lái)的2倍，角速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為原來(lái)的2倍，線圈中電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值e=2E故選：AC?！军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道正弦式交流電峰值的表達(dá)Em26．（海原縣校級(jí)期末）如圖所示為一正弦交變電流通過(guò)一電子元件后的波形圖，則下列說(shuō)法正確的是（）A．這也是一種交變電流 B．電流的變化周期是0.02s C．電流的變化周期是0.01s D．電流通過(guò)100Ω的電阻時(shí)，1s內(nèi)產(chǎn)生熱量為200J【分析】根據(jù)方向的變化來(lái)確定直流還是交流；從正弦電流的波形圖直接讀出周期，根據(jù)Q＝I2Rt來(lái)求解電流的有效值．【解答】解：A、由圖象可知，電流大小變化，但方向沒(méi)有變化，因此這是直流電，故A錯(cuò)誤；B、由正弦電流的波形圖可知，周期T＝0.02s，故B正確，C錯(cuò)誤；D、根據(jù)電流的熱效應(yīng)，電流的有效值為1A；則通過(guò)100Ω的電阻時(shí)，1s內(nèi)產(chǎn)生熱量為Q＝I2Rt＝100J，故D正確；故選：BD?！军c(diǎn)評(píng)】掌握區(qū)別直流與交流的方法，知道求有效值的要求：求一個(gè)周期內(nèi)的熱量，進(jìn)而用I2RT，求出有效值．注意有一段沒(méi)有電流，但存在時(shí)間，難度不大，屬于基礎(chǔ)題27．（新邵縣期末）如圖所示是我國(guó)民用交流電的電壓的圖象。根據(jù)圖象可知，下列有關(guān)家庭用交變電壓參數(shù)的說(shuō)法中，正確的是（）A．電壓的最大值是311V B．用交流電壓表測(cè)出的值是220V C．交流電的頻率是50Hz D．某一時(shí)刻的交流電壓為u＝311sin50πtV【分析】直接從圖象中即可求出交流電的最大值及周期，根據(jù)最大值和有效值的關(guān)系可明確有效值，而電壓表測(cè)得為有效值?！窘獯稹拷猓篈、由圖象讀出，電壓的最大值是Um＝311V，故A正確；B、用交流電壓表測(cè)量的值為有效值，有效值為：U=Um2C、由圖讀出周期T＝0.02s，頻率為：f=1D、因?yàn)棣?2πT=100πrad/s，某一時(shí)刻的交流電壓為：u＝Umcosω故選：ABC?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查交流電圖象的物理意義，正確根據(jù)圖象獲取有關(guān)交流電的信息是對(duì)學(xué)生的基本要求，知道交變電流表達(dá)式u＝Umsin2πft的計(jì)時(shí)起點(diǎn)是中性面，同時(shí)注意電表測(cè)量及求功率時(shí)均要用到有效值。三．填空題（共9小題）28．（尋甸縣校級(jí)期末）為了防止靜電的危害，富蘭克林通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了尖端放電現(xiàn)象，并且在1753年發(fā)明了避雷針。電荷的定向移動(dòng)形成電流；大小和方向隨時(shí)間發(fā)生周期性變化的電流叫交流電?！痉治觥扛鶕?jù)物理學(xué)史和常識(shí)解答，記住著名物理學(xué)家的主要貢獻(xiàn)即可。同時(shí)明確交流電的定義，知道大小和方向均隨時(shí)間做周期性變化的電流稱為交流電?！窘獯稹拷猓焊惶m克林通過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了尖端放電現(xiàn)象，并在1753年發(fā)明了避雷針。這是人類(lèi)在征服大自然的道路上邁出的具有重大意義的一步。只有大小和方向都發(fā)生周期性變化的電流叫交流電；故答案為：尖端；定向移動(dòng)；方向?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查物理學(xué)史以及交流電的性質(zhì)，是常識(shí)性問(wèn)題，對(duì)于物理學(xué)上重大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、著名理論要加強(qiáng)記憶，這也是考試內(nèi)容之一。29．（興寧區(qū)校級(jí)期中）如圖所示，一個(gè)通電矩形線圈abcd放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，矩形線圈的OO′軸與磁場(chǎng)垂直，線圈平面與磁場(chǎng)平行．bc邊不受安培力（填“受”或“不受”）．沿OO′軸方向看，矩形線圈將沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)．【分析】利用左手定則判斷即可，注意電流方向、B的方向和安培力方向的表示．【解答】解：bc邊平行于磁場(chǎng)，故bc邊不受安培力．從上往下看，矩形線圈將沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)．故答案為：不受，逆時(shí)針．【點(diǎn)評(píng)】本題應(yīng)明確左手定則的內(nèi)容，靈活應(yīng)用左手定則是解題的關(guān)鍵，基礎(chǔ)題．30．（開(kāi)福區(qū)校級(jí)學(xué)業(yè)考試）我國(guó)照明用的正弦式交流電的頻率為50Hz，電壓為220V，電壓的峰值為2202V．【分析】我國(guó)正弦交流電的頻率為50Hz，電壓220V為有效值，而最大值與有效值關(guān)系是2倍，從而即可求解．【解答】解：我國(guó)正弦交流電的頻率為50Hz，電壓220V為有效值，而最大值與有效值關(guān)系是2倍，即為2202V；故答案為：50；2202．【點(diǎn)評(píng)】考查我國(guó)的交流電的頻率，及認(rèn)識(shí)有效值與最大值的關(guān)系，要理解交流電的“四值”各自含義．31．（潞西市校級(jí)期末）大小、方向隨時(shí)間發(fā)生周期性變化的電流叫做交變電流．我國(guó)電網(wǎng)的交變電流在1s內(nèi)出現(xiàn)100次峰值．【分析】直流電是指電流的方向不發(fā)生變化的電流，其大小可以變化，交流電是指電流的方向發(fā)生變化的電流，但是它的電流的大小可以不變．【解答】解：交流電是指電流的方向發(fā)生變化的電流，電流的大小是否變化對(duì)其沒(méi)有影響，而對(duì)于周期性變化的電流，即為大小與方向都隨著時(shí)間做周期性變化．我國(guó)電網(wǎng)交流電的頻率為50Hz，交變電流在1s內(nèi)出現(xiàn)50個(gè)完整波形，則有100次峰值．故答案為：方向、周期性、100．【點(diǎn)評(píng)】交流電的最大的特點(diǎn)是電流方向在不斷的變化，對(duì)于其大小是否變化沒(méi)有要求．32．（虎林市校級(jí)期中）正弦式電流在一個(gè)周期內(nèi)出現(xiàn)2次峰值；電流方向發(fā)生2次改變．我國(guó)民用電網(wǎng)交變電流電壓的有效值是220V頻率是50Hz在一秒內(nèi)共出現(xiàn)100次峰值．【分析】明確交流電的性質(zhì)，知道正弦式交流電呈正弦式規(guī)律變化，一個(gè)周期內(nèi)有2次波峰，電流方向改變兩次；同時(shí)明確我國(guó)電網(wǎng)用電為有效值為220V，頻率為50Hz的正弦式交流電．【解答】解：交流電是指電流的方向發(fā)生變化的電流，電流的大小是否變化對(duì)其沒(méi)有影響，而對(duì)于周期性變化的電流，即為大小與方向都隨著時(shí)間做周期性變化．根據(jù)交流電的圖象可知，正弦式交流電一個(gè)周期內(nèi)出現(xiàn)兩次波峰；電流方向每周期內(nèi)改變兩次；我國(guó)電網(wǎng)交流電的電壓有效值為220V；頻率為50Hz，一個(gè)周期內(nèi)出現(xiàn)2次峰值；所以交變電流在1s內(nèi)出現(xiàn)50個(gè)完整波形，則有100次峰值．故答案為：2；2；220V；50Hz；100．【點(diǎn)評(píng)】交流電的最大的特點(diǎn)是電流方向在不斷的變化，對(duì)于其大小是否變化沒(méi)有要求，要注意明確正弦式交流電的基本性質(zhì)，如電壓最大值、有效值、周期和頻率等．33．（東安區(qū)校級(jí)月考）如圖為余弦交流電的圖象，根據(jù)圖象可知：該交流電的電壓有效值是552V；該交流電的頻率是12.5HZ?！痉治觥扛鶕?jù)圖象可讀出該交流電的周期和最大值，然后根據(jù)頻率和周期，最大值與有效值的關(guān)系可直接求解?！窘獯稹拷猓河蓤D可知，該交流電的電壓最大值為Um＝110V，所以有效值為：U=1102=周期為0.08s，所以f=1故答案為：552；12.5?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了有關(guān)交流電描述的基礎(chǔ)知識(shí)，要根據(jù)交流電圖象正確求解最大值、有效值、周期、頻率、角速度等物理量，同時(shí)正確書(shū)寫(xiě)交流電的表達(dá)式。34．（蕪湖期中）如圖是一個(gè)按正弦規(guī)律變化的交流電的圖象．根據(jù)圖象可知該交流電的電流最大值是10A，有效值是52A，周期是0.20s，頻率是5Hz．【分析】根據(jù)圖象可以知道交流電的最大值和交流電的周期，根據(jù)最大值和有效值的關(guān)系即可求得交流電的有效值和頻率．【解答】解：由圖象可知，周期為T(mén)＝0.20s，電流的最大值為10A，電流的有效值為I=Im2頻率：f=1故答案為：10，52【點(diǎn)評(píng)】本題考查的是學(xué)生讀圖的能力，根據(jù)圖象讀出交流電的最大值和周期，再逐項(xiàng)計(jì)算即可．35．（湖南學(xué)業(yè)考試）如圖所示為正弦式交流電的電壓u隨時(shí)間t變化的圖象，由圖可知，該交變電流的電壓的有效值為36V，頻率為50Hz．【分析】由圖可知交流電的最大值，根據(jù)最大值和有效值之間的關(guān)系可明確有效值；再根據(jù)圖象明確交流電的周期，根據(jù)周期和頻率的關(guān)系可求得頻率．【解答】解：由圖可知，交流電壓的最大值為362V，則有效值U=36交流電的周期T＝0.02s；故頻率f=1故答案為：36；50．【點(diǎn)評(píng)】本題考查交流電圖象的掌握情況，要注意明確由交流圖象可直接讀出交流電的最大值和周期，其他物理量可以由這兩個(gè)物理量求出．36．（涪城區(qū)月考）如圖所示，N匝矩形閉合導(dǎo)線框abcd全部處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框面積為S，電阻為R．線框繞與cd邊重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值E＝2NBSω2。線框從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)π2的過(guò)程中，通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量q＝【分析】根據(jù)Em＝NBSω求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值，從而得出有效值。根據(jù)q＝N△ΦR【解答】解：根據(jù)正弦式交變電流的產(chǎn)生規(guī)律可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值為：Em＝NBSω根據(jù)正弦式交變電流最大值和有效值的關(guān)系可知，有效值為：E=E線框從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)π2的過(guò)程中，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知：根據(jù)歐姆定律可知：I根據(jù)電荷量的定義可知，通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量為：q=代入數(shù)據(jù)解得：q=故答案為：2NBSω2【點(diǎn)評(píng)】此題考查了正弦式交變電流的產(chǎn)生規(guī)律，解決本題的關(guān)鍵是掌握感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值表達(dá)式和電量的表達(dá)式，知道峰值和有效值的聯(lián)系。四．實(shí)驗(yàn)題（共4小題）37．（遂溪縣校級(jí)月考）如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5T，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的矩形線圈長(zhǎng)L＝0.5m，寬d＝0.4m，匝數(shù)n＝10匝，以角速度ω＝20πrad/s繞OO'軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)，線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)值為62.8V；當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)60°時(shí)，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)值為31.4V．【分析】由交流電的規(guī)律可求得最大電動(dòng)勢(shì)，則可求得瞬時(shí)表達(dá)式，代入轉(zhuǎn)過(guò)的角度求得瞬時(shí)值【解答】解：當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)，線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)值為：Em＝NBSω＝10×0.5×0.5×0.4×20πV＝62.8V產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為：e＝Emcos20πt＝62.8cos20πt當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)60°時(shí)，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)值為：e＝62.8sin60°V＝31.4V故答案為：62.831.4【點(diǎn)評(píng)】本題考查交流電的瞬時(shí)值，明確表示出產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值得表達(dá)式是解題的關(guān)鍵38．（廬陽(yáng)區(qū)校級(jí)期中）勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖（甲）所示，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的圖象如圖（乙）所示，在t＝0.005s時(shí)通過(guò)線框平面的磁通量最?。ㄌ睢白畲蟆被颉白钚　保?；在t＝0.01s時(shí)線框平面與中性面重合；線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)有效值約為220V；線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的頻率為50Hz?！痉治觥坑蓤D乙可知特殊時(shí)刻的電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)電動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)，可判處于各個(gè)時(shí)刻的磁通量；由圖可得周期，由周期可得角速度，依據(jù)角速度可得轉(zhuǎn)速；由圖象還可知電動(dòng)勢(shì)的峰值和周期，根據(jù)有效值和峰值的關(guān)系便可求電動(dòng)勢(shì)的有效值【解答】解：由圖（乙）可知，0.005s時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，通過(guò)線框平面的磁通量最??；0.01s時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，通過(guò)線框平面的磁通量最大，線框平面與中性面重合；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝311V，所以交變電動(dòng)勢(shì)有效值E=Em2故答案為：最?。恢睾?；220V，50【點(diǎn)評(píng)】本題考查的是有關(guān)交變電流的產(chǎn)生和特征的基本知識(shí)，要具備從圖象中獲得有用信息的能力，明確交流電最大值與有效值間的關(guān)系39．（宜昌期中）有一個(gè)正方形線圈的匝數(shù)為10匝，邊長(zhǎng)為20cm，線圈總電阻為1Ω，線圈繞OO′軸以10πrad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T，（1）該線圈產(chǎn)生的交變電流電動(dòng)勢(shì)的峰值是6.28V、電流的峰值別是6.28A。（2）若從中性面位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的表達(dá)式為e＝6.28sin10πtV。（3）線圈從中性面位置開(kāi)始，轉(zhuǎn)過(guò)30°時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值是3.14V．（所有數(shù)值計(jì)算均保留兩位小數(shù)）【分析】（1）先根據(jù)Em＝NBωS求出最大值，再根據(jù)最大值與有效值的關(guān)系求出有效值，根據(jù)閉合電路歐姆定律即可求解；（2）根據(jù)線圈開(kāi)始運(yùn)動(dòng)位置，結(jié)合感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值，即可得出瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小表達(dá)式（3）先寫(xiě)出電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式，再代入數(shù)據(jù)求得瞬時(shí)值；【解答】解：根據(jù)Em＝NBωS，可得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值：Em＝10×0.5×0.22×10πV＝6.28V；電流的最大值為：Im=E因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式為：e＝6.28sin10πt（V）由于線圈轉(zhuǎn)動(dòng)是從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)的，所以根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的瞬時(shí)值表達(dá)式為：e＝Emsinωt＝6.28sin10πtV；由圖示位置（線圈平面與磁感線平行）轉(zhuǎn)過(guò)30°角時(shí)的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：e＝6.28sin60°＝6.28×1故答案為：6.28，6.28A；e＝6.28sin10πt；3.14；【點(diǎn)評(píng)】本題考查了有關(guān)交流電描述的基礎(chǔ)知識(shí)，要能根據(jù)題意寫(xiě)出瞬時(shí)值的表達(dá)式，知道有效值跟峰值的關(guān)系，難度不大，屬于基礎(chǔ)題。線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生正弦式交變電流。而對(duì)于電表讀數(shù)、求產(chǎn)生的熱量均由交變電的有效值來(lái)確定，而涉及到耐壓值時(shí)，則由最大值來(lái)確定。40．（閩侯縣期末）某實(shí)驗(yàn)小組開(kāi)展“正（余）弦規(guī)律交變電流產(chǎn)生”的實(shí)驗(yàn)．（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中某時(shí)刻，線圈轉(zhuǎn)到如圖所示位置，形成圖中所示感應(yīng)電流方向，則沿OO′軸方向看線框是順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)（填“順時(shí)針”或者“逆時(shí)針”）；（2）當(dāng)線圈平面位于中性面時(shí)，線圈中的磁通量最大（填“最大”或“最小”），線圈中的電流最?。ㄌ睢白畲蟆被颉白钚　保?，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周電流方向改變2次．【分析】根據(jù)左手定則判斷出線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的方向；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向即為感應(yīng)電流方向．當(dāng)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的交變電流時(shí)，線圈平面每經(jīng)過(guò)中性面一次，感應(yīng)電流與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向均改變一次，轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流方向改變兩次，線圈平面經(jīng)過(guò)中性面時(shí)磁通量最大，感應(yīng)電流為零．【解答】解：（1）左手定則：張開(kāi)左手，使四指與大拇指在同一平面內(nèi)，大拇指與四指垂直，把左手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線穿過(guò)手心，四指與電流方向相同，大拇指所指的方向是安培力的方向．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)為順時(shí)針?lè)较颍唬?）當(dāng)線圈平面位于中性面時(shí)，線圈中的磁通量最大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，形成的感應(yīng)電流為零，最小，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周電流改變兩次故答案為：（1）順時(shí)針；（2）最大，最小，2【點(diǎn)評(píng)】本題考查中性面特點(diǎn)：線圈平面每經(jīng)過(guò)中性面一次，感應(yīng)電流與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向均改變一次，轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流方向改變兩次．五．計(jì)算題（共7小題）41．已知三個(gè)電流瞬時(shí)值函數(shù)式分別是I1＝8sinωt，I2＝12sin（ωt﹣45°），I3＝10sin（ωt+30°）。求合成的正弦波I＝I1+I2+I3的函數(shù)式?！痉治觥看祟}主要是考察交變電流的相關(guān)計(jì)算，明確交流電的表達(dá)式進(jìn)行數(shù)學(xué)化簡(jiǎn)。【解答】解：結(jié)合題中解析式要求，此處是將三種交流電進(jìn)行疊加，求解三種交流電疊加后的表達(dá)式形式，根據(jù)數(shù)學(xué)三角函數(shù)關(guān)系可得：I＝I1+I2+I3=8sinωt+12(答：正弦波I＝I1+I2+I3的函數(shù)式為I=(13+6【點(diǎn)評(píng)】本題對(duì)于數(shù)學(xué)要求較高，要進(jìn)行數(shù)學(xué)化簡(jiǎn)，清楚三角函數(shù)的關(guān)系才行。42．（西城區(qū)期末）如圖所示，在水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，矩形線圈繞豎直軸OO'勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈通過(guò)滑環(huán)和電刷與一個(gè)電阻R和一個(gè)理想交流電壓表相連接．已知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.1T，線圈匝數(shù)n＝100匝，長(zhǎng)L1＝20cm，寬L2＝10cm，線圈電阻r＝2?，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω＝30rad/s，電阻R＝4?，求：（1）線圈轉(zhuǎn)到與磁場(chǎng)平行時(shí)，線圈中的電動(dòng)勢(shì)；（2）交流電壓表的示數(shù)．【分析】（1）根據(jù)Em＝nBSω求得產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值；（2）根據(jù)閉合電路的歐姆定律求得電壓表的示數(shù)【解答】解：（1）由圖可知，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em＝nBL1L2ω，代入數(shù)據(jù)解得Em＝6V（2）產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為E=由U=R答：（1）線圈轉(zhuǎn)到與磁場(chǎng)平行時(shí)，線圈中的電動(dòng)勢(shì)為6V；（2）交流電壓表的示數(shù)為2.8V．【點(diǎn)評(píng)】線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生正弦式交變電流．而對(duì)于電表讀數(shù)由交變電的有效值來(lái)確定43．（高港區(qū)校級(jí)期末）如圖所示，線圈的面積是0.05m2，共100匝，線圈電阻為1Ω，外接電