安徽省芜湖市第一中学高考物理一轮复习 第十二章 第1讲 交变电流的产生及四值教案（通用） 7页

交变电流的产生及四值 ‎ 一、知识清单 ‎1． 正弦式交流电瞬时值的推导方法 ‎(1)物理方法：(2)数学求导法：(3)线圈平面处于与中性面成φ0夹角位置时开始计时，在t时刻整个线圈的感应电动势为e2＝nBsωsin(ωt＋φ0)‎ ‎2． 正弦式电流的产生和图像 中性面 峰值面 图示 ‎3． 正弦式交流电的几种其它产生形式 与转轴无关 与形状无关 始终有电流，注意有效面积 半周无电流 B a b c d ω B ω B a b c d ω B a b c d ω ‎4． ‎ ‎5． 有效值 ‎6． 电阻、电感和电容对直流、交流的影响区别 电阻 电感 电容器 阻抗 感抗 容抗 二、例题精讲 ‎7． (多选)关于中性面，下列说法正确的是（ ）‎ A．线圈在转动中经中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零 B．线圈在转动中经中性面位置时，穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大 C．线圈每经过一次中性面，感应电流的方向就改变一次 D．线圈每转动一周经过中性面一次，所以线圈每转动一周，感应电流的方向就改变一次 ‎8． 如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时（ ）‎ A．线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流 B．线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势 C．线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是a→b→c→d→a D．线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力 ‎9． 如图所示，虚线OO′的左边存在着方向垂直于纸面向里的匀强磁场，右边没有磁场．单匝矩形线圈abcd的对称轴恰与磁场右边界重合，线圈平面与磁场垂直．线圈沿图示方向绕OO′轴以角速度ω匀速转动(即ab边先向纸外、cd边先向纸内转动)，规定沿a→b→c→d→a方向为感应电流的正方向．若从图示位置开始计时，下图四个图象中能正确表示线圈内感应电流i随时间t变化规律的是（ ）‎ ‎10．一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示，则下列说法正确的是（ ）‎ A．t＝0时刻，线圈平面与中性面垂直 B．t＝0.01 s时刻，Φ的变化率最大 C．t＝0.02 s时刻，交流电动势达到最大 D．该线圈产生的交流电动势的图象如图乙所示 ‎11．如图5甲所示为一台小型发电机构造的示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示。发电机线圈内电阻为1.0 Ω，外接灯泡的电阻为9.0 Ω。则(　　)‎ A．在t＝0.01 s的时刻，穿过线圈磁通量为零 B．瞬时电动势的表达式为e＝6 sin 50πt V C．电压表的示数为6 V D．通过灯泡的电流为‎0.6 A ‎12．如图4所示为一交流发电机的原理示意图，其中矩形线圈abcd的边长ab＝cd＝L1，bc＝ad＝L2，匝数为n，线圈的总电阻为r，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO′匀速转动，角速度为ω，线圈两端通过电刷E、F与阻值为R的定值电阻连接。从线圈经过中性面开始计时，则（ ）‎ A．线圈中感应电动势的最大值为BωL‎1L2‎ B．线圈中感应电动势随时间变化的函数表达式为e＝nBωL‎1L2cos ωt C．经过周期时间通过电阻R的电荷量为 D．此发电机在上述工作状态下的输出功率为 ‎13．如图10甲所示，标有“220 V　40 W”的灯泡和标有“20 μF　300 V”的电容器并联到交流电源上，为交流电压表，交流电源的输出电压如图乙所示，闭合开关．下列判断正确的是(　　)‎ A．t＝时刻，的示数为零 B．灯泡恰好正常发光 C．电容器不可能被击穿 D.的示数保持110 V不变 ‎14．关于图甲、乙、丙、丁，下列说法正确的是（ ）‎ ‎ ‎ A．图甲中电流的峰值为‎2 A，有效值为 A，周期为5 s B．图乙中电流的峰值为‎5 A，有效值为‎2.5 A C．图丙中电流的峰值为‎2 A，有效值为 A D．图丁中电流的最大值为‎4 ‎A，有效值为 A，周期为2 s 三、自我检测 ‎15．(多选)在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，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示正弦规律变化．设线圈总电阻为2 Ω，则（ ）‎ A．t＝0时，线圈平面平行于磁感线 B．t＝1 s时，线圈中的电流改变方向 C．t＝1.5 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8π2 J ‎16．为了研究交流电的产生过程，小张同学设计了如下实验构思方案：第一次将单匝矩形线圈放在匀强磁场中，线圈绕转轴OO1按图5甲所示方向匀速转动(ab向纸外， cd向纸内)，并从图甲所示位置开始计时．此时产生的交变电流如图乙所示．第二次他仅将转轴移至ab边上，第三次他仅将转轴右侧的磁场去掉，关于后两次的电流图象，下列说法正确的是(　　)‎ ‎ ‎ A．第二次是A图 B．第二次是C图 C．第三次是B图 D．第三次是D图 ‎17．(多选)如图10－1－5甲所示，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，产生的交变电动势图像如图乙中曲线a、b所示，则(　　)‎ A．两次t＝0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2∶3‎ C．曲线a表示的交变电动势频率为25 Hz D．曲线b表示的交变电动势有效值为10 V ‎18．一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示.已知发电机线圈内阻为5.0Ω,外接一只电阻为95.0Ω的灯泡,如图乙所示,则( )‎ A.电压表○V的示数为220 V B.电路中的电流方向每秒钟改变50次 C.灯泡实际消耗的功率为484 W D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J ‎19．(多选)如图14所示，矩形线圈abcd面积为S，匝数为N，电阻为R，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R，当线圈由图示位置转过60°的过程中，下列判断正确的是(　　)‎ A．当线圈由图示位置转过30°时电压表的读数为 B．通过电阻R的电荷量为q＝ C．电阻R所产生的焦耳热为Q＝ D．当线圈由图示位置转过60°时的电流为 ‎20．‎ A、B是两个完全相同的电热器，A通以图甲所示的方波交变电流，B通以图乙所示的正弦交变电流，则两电热器的电功率之比PA∶PB等于（ ）‎ A．5∶4　 B．3∶2‎ C.∶1 D．2∶1、‎