2018-2019年《金版学案》物理_选修3-2第五章2描述交变电流的物理量

1、参考范例第五章交变电流2 描述交变电流的物理量A级抓基础1矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，从中性面开始转动180 角的过程中，平均感应电动势和最大感应电动势之比为()2A.B.2C 2D 22 BS解析：由E2BS4BST ，可T， E m BS TBS tT2T E2得.E m 答案： B2一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为 T. 从中性面开始计时，当1t时，线圈中感应电动势的瞬时12T值为 2 V ，则此交变电流的有效值为()A22VB2VC. 2VD.22 V解析： 先用代入法求出感应电动势的最大值：由e E m sin t 得-指导参考范例2 V E m sin2T

2、12 ，由此得 ETm 4 V ，因此有效值为2 2 V，选项-参考范例A 正确答案： A3.(多选 )一交流电压的图象如图所示将该交流电压加在一阻值为 22的电阻两端，下列说法中正确的是()A 该电阻消耗的功率为550 WB 该交流电压的瞬时值表达式为u 1102sin 100tVC 并联在该电阻两端的交流电压表的示数为1102 VD 流过电阻的电流方向每秒改变50 次解析： 由题图可知 U m 110 2V ，而电压表示数应为有效值即110 V ， C 错误；又 T 0.02 s ，故 f 50 Hz ，电流方向每周期改变两2次，所以每秒改变100 次， D 错误； T 100 rad/s

3、，所以 B 正2确；PUR550W，A 正确答案： AB4.在如图所示电路中，A 是熔断电流I 0 2A 的保险丝， R 是可变电阻， S 是交流电源交流电源的内电阻不计，其电动势随时间变化的规律是e 2202sin 314t V为了不使保险丝熔断，可变电阻的阻值应该大于()A 1102B 110 -参考范例C220 D2202U2 20解析： U 220 V ， Rmin 2I 0 110 .答案： BB级提能力5图甲为一台小型发电机构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示发电机线圈内阻为1，外接灯泡的电阻为9 ，则 ()A 电压表的示数为6 VB 在 t

4、102s 的时刻，穿过线圈的磁通量为零C 若线圈转速改为25 r/s，则电动势的有效值为3 VD 若线圈转速改为25 r/s，则通过电灯的电流为1.2 AE 有效6解析： 电压表的示数是有效值，U R 9V5.4V ，R r9 1A 错误； t 10 2 s 时感应电动势为零，穿过线圈的磁通量最大，B 错误；原来线圈的转速为n 2 2T 50 r/s，当线圈的转速改为 25 r/s2时，感应电动势的最大值U m 622V 32 V ，有效值为3V，C正确；若线圈转速改为25 r/s，通过灯泡的电流为0.3 A ， D 错误答案： C5.(多选 ) 如图所示，边长为L 的正方形单匝线圈abcd

5、，其电阻为-参考范例r ，外电路的电阻为R， ab 的中点和cd 的中点的连线O O 恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B. 若线圈从图示位置开始以角速度 绕轴 O O 匀速转动，则以下判断正确的是()2 A 图示位置线圈中的感应电动势最大，为E m BL1B 闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为e 2BLC 线圈从图示位置转过180 的过程中，流过电阻R 的电荷量22BL为 qR rD 线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量为Q B2L4 R24（ R r ）解析：图示位置，线圈中通过的磁通量最大，但感应电动势为零，12，故对应的瞬 A错误；线圈产生的感应电动势最大值为E m

6、2BL1时值表达式为e 2BL2sin t， B可得线圈从图示R r正确；由 q 2 sin t， B 正确；由 q 2位置转过 180 的过程中，流过电阻R 的电荷量qBL，C 错误；电R r阻 R上产生的热量应利用有效值求解，即转动一周的过程中产生的-指导参考范例E m22 B2L4 R热量： Q（ R r ）R2L4 R2， D 正确2（ R r ）4-参考范例答案： BD7如图所示的区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.电阻为R、半径为L、圆心角为4 5的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O 轴以角速度匀速转动 (O轴位子磁场边界)则线框内产生的感应电流的有效值为 ()BL22

7、BL22 A.2 2RB.2R2 BLBLC.2 2 22 4RD.4R1解析： 线框转动的角速度为，进磁场的过程时用个周期 ，出8磁场的过程时用18个周期 ，进、出磁场时产生的感应电流大小都 I为1，则转动一周产生的感应电流的有效值满足 I2RT 22BLR12BL2R 2 2BL1R4T，解得 I 4R .D 正确答案： D8两个完全相同的电热器，分别通过如图(a)和图 (b) 所示的电流最大值相等的方波交变电流和正弦交变电流，则这两个电热器的电功率之比PaPb 等于多少？-参考范例解析： 有效值与最大值的关系I I m仅对正弦交变电流适用，即2对于图 (b) 才有 I I m1 2， P

8、b I2m R ，对于图b2bR 2I(a)的方波交变电流来，说由于每时刻通过电阻R 的电流都是I m ，只是方向做周期性变化，而对于电流通过电阻发热来，说它与电流方向是没有关系的因此从热效应来 说，图(a)的交变电流与恒定电流I m 是等效的，也可以说图(a) 交变电流的有效值就是I m.22因此 I a I m ， Pa Im R ，所以Pa Pb 1 aR I9一个电阻为r、边长为L 的正方形线圈abcd共 N 匝，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴 OO以如图所示的角速度匀速转动，外电路电阻为R.(1) 在图中标出此刻线圈感应电流的方向(2) 线圈转动过程中感应电动势 的最大值有多大？(3) 线圈平面与磁感线夹角为60 时的感应电动势为多大？(4) 设发电机由柴油机带动，其他能量损失不 计，线圈转一周，121.2柴油机做多少功？(5) 从图示位置开始，线圈转过60 的过程中通过R 的电量是多少？(6) 图中电流表和电压表的示数各是多少？-参考范例解析： (1) 由右手定则可判定电流的方向沿dcba ，(2) E m NBS NBL2 .(3) 线圈平面与B 成60 角时的瞬时感应电动势：1e E mcos 60 2NBLE mE(4) 电动势的有效值：E ；电流的有效值I ，2R r柴油机做的功转化为电能，线圈转一周柴油机做的功：NBL