2022年高考物理交流电电磁场电磁波复习教案新人教版.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载第十三章交变电流电磁场电磁波高考调研考 纲 导 航内容要求说明82. 沟通发 电机 及其产只要求争论单相抱负变压器生正弦式电流的原理. 正弦式电流的图象和三角函数表达. 最大值与有效值 , 周期与频率只要求争论单相抱负变压器83. 电阻 , 电感 和电容对交变电流的作用. 84. 变压器的原理. 电压比和电流比 85. 电能的输送 86. 电磁场 . 电磁波 . 电磁波的周期, 频率 , 波长和波速87. 无线电 波的 发射和 接收88. 电视 . 雷达命 题 取 向1. 本章高考的热点有三个 : 一是沟通电的规律及描述 ,

2、沟通电有关物理量的考查 . 包括交流电的产生 , 瞬时值表达式 ,e-t 图线及与之对应的线圈方位关系 , 有效值运算等 ; 二是单相变压器的有关问题 ; 三是电能的输送问题 . 2. 本章学问和电学其他部分相联系的综合性考查, 特殊是带电粒子在加有交变电压的平名师归纳总结 行板电容器板间的运动问题, 在加强才能考查的现代高考中, 更是一个热点 . . 因此本章3. 由电磁振荡所激起的电磁波, 在高科技和现代信息传递中起着重要的作用第 1 页,共 20 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 内简单与现代化技术综合学习必备欢迎下载, 这部分内容; 同时 ,

3、 因很多动物也具有发射和接收电磁信号的功能可与生物学科命题结合, 这也是本章内容的一个综合点. 备 考 方 略本部分内容是电磁感应学问的应用和延长 , 在解决沟通电的产生过程 , 变压器的原理 ,远距离高压输电的过程等问题时用到的规律都是以前已学过的学问 , 如 : 法拉第电磁感应定律, 楞次定律 , 闭合电路的欧姆定律 , 焦耳定律等等 . 因此本部分学问是众多物理规律的综合运用 . 1. 复习交变电流学问时, 要留意区分瞬时值, 有效值 , 最大值 , 平均值 . 瞬时值随时间,做周期性变化, 表达式为e=nBS sin t; 有效值是利用电流的热效应定义的, 运算电功率 ,沟通电表示数和

4、用电器所标数值均为有效值; 最大值是用Em=nBS 来运算 . 在正弦沟通电中最大值是有效值的2 倍 ; 平均值只能用来运算沟通电在一段时间内通过导体截面的电量: qItR,R为该回路的电阻. 2. 对抱负变压器问题应从电磁感应的本质, 电压比 , 功率的关系 , 把握输送电能过程中电能缺失的运算方法和提高输电效率的方法 . 3. 交变电流学问和力学学问的综合应用 . 1 由于交变电流的大小和方向 , 交变电压的大小和正负都随时间周期性变化 , 这就引起磁场 , 电场的强弱和方向周期性变化 . 因此 , 在争论带电粒子在电磁场中受力时 , 肯定要仔细地进行动态受力分析 . 2 分析有关问题时仍

5、应留意因交变电流的周期性变化而引起的分析结果显现多解的情况. 第一课时交变电流的产生和描述第一关：基础关展望高考基 础 知 识一、交变电流学问讲解名师归纳总结 大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流. 如图（ a）bcd所示都属于交变电流 . 其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦沟通电,如图（a）所示 . 第 2 页,共 20 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备. 欢迎下载说明：方向不随时间变化的电流称为直流二、正弦式交变电流的产生及变化规律学问讲解1 产生 : 在匀强磁场中 , 绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里产生的是正弦式交变

6、电流 . 2 规律 : 中性面特点 : 穿过线圈的磁通量最大 , 但磁通量的变化率为零 , 感应电动势为零 . 线圈经过中性面时 , 内部的电流方向要发生转变 . 函数形式 :N 匝面积为 S 的线圈以角速度 转动 , 从中性面开头计时 , 就 e=Emaxsin t.用 Emax表示峰值 NBS , 就 e=Emaxsin t. 电流iEmaxsin tImaxsin t., 上面表达式变为R如线圈从磁感线与线圈平面平行的位置开头计时:e=NBS cos t,i=Imaxcos t. 活学活用1. 如下列图, 有一闭合的正方形线圈,匝数 N=100匝,边长为 10 cm,线圈总电阻为10 .

7、线圈绕 OO 轴在 B=0.5 T的匀强磁场中匀速转动,每分钟转 转过 30 时,感应电动势的值是多少？解析：由题意,先求出角速度 f=1500 r/min=25 Hz, =2 f=50 rad/s 1500 转 . 求线圈平面从图示位置名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载感应电动势的最大值为 Em=NB S=100 0.5 50 0.01 V=78.5 V 由题图可以看出,线圈是从中性面开头计时的,产生交变电动势的瞬时值表达式应为e=Emsin t. 所以转过30 角时的电动势为e=Emsin30

8、 =78.5 1 2 V=39.3 V. 答案： 39.3 V 三、描述交变电流的物理量学问讲解1. 瞬时值 : 交变电流某一时刻的值 . 2. 峰值 : 即最大的瞬时值 . 3. 有效值 : 跟交变电流的热效应等效的恒定电流值叫做交变电流的有效值 . 对正弦式沟通电 , 其有效值和峰值间关系为 : E E max / 2,U U max / 2,I I max / 2.说明 : 各种沟通电电器设备上所标的 , 沟通电表所测量的 , 均为有效值 . 4 周期和频率 : 交变电流完成一次周期性变化所用的时间叫周期 ;1s 内完成周期性变化的次数叫频率 , 它们和角速度间的关系为 : 2 2 f.

9、 5 平均值 : 沟通电图象中波形T与 t 轴所围面积与时间的比值叫沟通电平均值 . 在运算通过导体电荷量时 , 只能用沟通电平均值. 活学活用2. 交变电流电压表达式为 u=20sin314t V, 求这个交变电压的最大值 Um、有效值 U、周期 T、频率 f. 画出交变电流的 u-t 图象 . 解析：据题意,交变电流电压最大值 Um=20 V,有效值 U U m 10 2 V2,周期 T 2 2 s 0.02 s, 频率 f 1 50 Hz. 画出交变电流的电压随时间变化314 T图象如下列图 . 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 20 页精选学习资料 - - - -

10、 - - - - - 学习必备 欢迎下载答案： 20 V; 10 2 V;0.02 s;50 Hz 图见解析其次关：技法关解读高考 解 题 技 法 一、关于沟通电的四值问题 技法讲解 1. 求交变电流的有效值 1 重点懂得沟通电有效值的含义 . 依据电流的热效应,即沟通和直流通过同 样的电阻,在相同时间内产生的热量相 等,这始终流电流的数值为沟通电流的有 效值,即可求得有效值2 对正弦沟通电可直接利用UUm, IIm求解 . 对非正弦交变电流,求有22效值肯定要紧扣定义抓住三个相同：相 同的时间内,通过相同的电阻,产生相同 的热量,利用焦耳定律列式求解2. 如何区分应用交变电流的四值 1 最大

11、值 感应电动势的最大值 EmnBS ,它 仅由线圈匝数、磁感应强度、角速度、线圈 面积打算,和轴的位置及线圈的外形无名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载关,很多试题在线圈的外形和转轴的位置上设置干扰因素,做题时应留意争论电 容器耐压问题时应依据沟通电的最大值2 有效值 在争论交变电流做功、电功率以及产 生热量时,只能用有效值另外,各种沟通电表指示的电压、电流 和沟通电器上标注的额定电流、额定电压,指的都是有效值 . 与热效应有关的运算,如 保险丝的熔断电流等都必需用有效值3 平均值 交变电流随时间变

12、化的图像中图线与时间轴所围成的面积与时间的比值叫平均值,常用公式有EBlv Ent、IREr等. 在争论交变电流通过导体截面电荷量时,只能用平均值4 瞬时值 沟通电瞬时值表达式有两种,如从中性面开头计时其表达式为i I msin t ；如i=Imcos t. 从线圈平面和磁场方向平行时开头计时其表达式为在争论某一时刻线圈受到的电磁力时,只能用瞬时值. 典例剖析 例 1 名师归纳总结 - - - - - - -如下列图,边长为 L 的正方形线框abcd 的匝数为 n,ad 边的中点和bc 边的中点连线OO恰好位于匀强磁场的边界上,磁感应强度为B,线圈与外电阻R 构成闭合电路,整个线圈的电阻为 r

13、. 现在让线框以OO 连线为轴,以角速度 匀速转动,求：第 6 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - （1）闭合电路中电流瞬时值表达式学习必备欢迎下载. （2）线框从图示位置时转过90 的过程中电阻R上产生的热量、通过R 的电荷量和电阻 R上的最大电压分别为多少？解析：（1）线框转动时,只有一条边切割磁感线,且 等,当线框平行于磁场时,产生的感应电动势最大,为：ab 边和 cd 边的转动线速度大小相ImEmmrnBLvnBL1L1nBL 2.由闭合电路欧姆定律得流过R 的电流最大值为22EnBL2r,）R2（R当以图示时刻（线框垂直于磁场）为计时起点时,流过iI s

14、int AnBL2rsint A.2 RR的电流表达式为：2 在线框由图示位置匀速转动90 的过程中,流过,R 的电流由 0 变化到最大值,故可以用有效值运算电阻R产生的热量Q2 I RT,其中IImnBL2r,T）2422 2 R故Q2 I RT2 2 4n B LrR.416 R2求流过 R的电荷量须用电流的平均值运算Entn.B1L22 nBL;22. 在转过 90 过程中的平均电动势为：名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载nBL 2,RnBL wR 2流过 R的平均电流IErnBL2r.RR所

15、以流过R的电荷量qITnBL 224Rr2 Rr由部分电路欧姆定律可得电阻R上的最大电压UmI RnBL w 22Rr2Rr答案 : （1）inBL2rsin t AR2 Rr2 qnBL2Um2 nBLR2（Rr）二、电感和电容对交变电流的影响 技法讲解 1. 电感对恒定电流没影响,对变化的电流有阻碍其变化的作用,对交变电流也有阻碍作 用. 电感对交变电流阻碍作用的大小,用感抗来表示,感抗与线圈自感系数和交变电流的频 率都有关系,线圈自感系数越大、交变电流的频率越高,感抗也越大 . 2. 电容接在沟通电路中,由于电容器交替进行充电和放电,使电路中有了电流,说明交 流电能通过电容,电容虽能通过

16、交变电流,但对交变电流也有阻碍作用,其大小用容抗来表 示. 容抗与电容器的电容和交变电流的频率都有关系,电容量越大、交变电流的频率越高,容抗越小 . 典例剖析 例 2 如下列图,三个灯泡是相同的,而且耐压足够,电源内阻忽视. 当单刀双掷开关S 接 A时,三个灯亮度相同,那S 接 B时（）A. 三个灯亮度相同名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载B. 甲灯最亮,丙灯不亮C.甲灯和乙灯亮度相同,丙灯不亮D.只有丙灯不亮,乙灯最亮解析：开关 S 接 A 时,甲、乙、丙三个支路均有沟通电通过. 开关 S 接

17、B 时,电路处于直流工作状态,电容 C“ 隔直、通交”；电感 L“ 阻交、通直”；R 对交、直流有相同的阻抗 . 可判定此时电路中 I 丙=0, I 甲不变, I 乙增大；又由于灯泡亮度与热功率（P=I 2R）成正比 . 所以只有丙灯不亮,乙灯最亮,应选 D. 答案： D 第三关：训练关笑对高考随 堂 训 练1. 一矩形线圈 abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动,线圈所围面积的磁通量 随时间 t 变化的规律,如下列图,以下论述正确选项（）A.t 1时刻线圈中感应电动势最大B.t2时刻导线 ad 的速度方向跟磁感线垂直0、t 2、t 4时刻线圈平面与磁感线平行. C.t3时刻线圈平面

18、与中性面重合D.t4、t 5时刻线圈中感应电流方向相同解析： t 1、t 3、t 5 时刻线圈平面与中性面重合；答案： BC 2. 名师归纳总结 一个边长为6 cm的正方形金属线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场垂直,电阻为 0.36 . 磁感应强度B 随时间 t 的变化关系如下列图,就线框中感应电流的有效值为（）第 9 页,共 20 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - A.25 10 A学习必备欢迎下载B. 6105 AC.2 2105 AD.3 2 25 10 A答案： B 3. 如下列图 , 把电阻、电感器、电容器并联接到某一沟通电源上 , 三个电

19、流表的示数相同 ,如保持电源电压不变 , 而将频率加大 , 就三个电流表的示数 I1、I2、I3 的大小关系是（）A.I 1=I 2=I 3B.I 1I 2I 3C.I 2I 1I 3D.I 3I 1I 2解析：原先三个电流表的示数相同,说明三个支路中电阻、感抗、容抗相等,当交变电流的频率加大时,电阻值不变,感抗增大,容抗减小,因此 I3I1I2. 答案： D 4. 电阻 R1、R2 与沟通电源依据右图I 1不变, I 2变小, I 3 变大,即有名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载R2 的正弦交变

20、电流i 随时间 t 变方式连接, R1=10 .R 2=20 合上开关S 后,通过电阻化的情形如下图所示 . 就A. 通过 R1 的电流有效值是 1.2 A B.R1两端的电压有效值是 6 V C.通过 R2 的电流最大值是 1.2 2 A D.R2两端的电压最大值是 6 2 V 解析 : 通过 R2 的电流最大值为 0.6 2 A, 就有效值为 0.6 A, 由于 R1 与 R2串联 , 所以通过R1 的电流有效值也是 0.6 A, 选项 AC错； R1 两端电压有效值为 U1=IR1=6 V,选项 B对； R2两端电压最大值为 U2m=ImR2=0.6 2 20 V=12 2 V,选项 D

21、错. 答案： B 点评：能够从交变电流图像中找出交变电流的最大值,知道有效值与最大值的关系以及电路特点是解答该题的关键. . 已知当氖管两端电压达到252 V5. 正弦交变电压u=50sin314t V ,加在一氖管的两端时,才开头发光,就此氖管在一周期内发光时间是多少？在5 min 内发光次数是多少？名师归纳总结 - - - - - - -解析：氖管两端电压的最大值为50 V 的物理意义是：加在氖管两端电压按正弦规律变化,随时间由0 V 变化到 50 V,再由 50 V 变化到 0 V. 仅在氖管两端电压在252 V50 V之间时,氖管方能发光. 为此,画出沟通电压的正弦图象,有利于构建思路

22、. 第 11 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载如图为此沟通电压的正弦图象,此沟通电周期为：T22 3.14s1 s. 设在第一周期内电压的肯定值为252 V 的时刻为t ,就314 50有|50 sin（314t ） |=252 . 25252 V 的时间为即： sin （314t ） =2 /2 ,解得：t14112T31483148t2313T43148t3515T43148t4717T43148对比上图知,在一周期内氖管发光时间,即电压肯定值大于t =（t 2-t1）+（ t 4-t3）=T 21 s. 1002 V,故氖管在一周期内发

23、光因交变电压在一周期内两次达到最大值,即两次超过两次, 5 min 内的发光次数为：N=2t/T= （2 5 60/0.02 ）次 =30000 次. 名师归纳总结 答案：1 s 100 3 0000 次第 12 页,共 20 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载课时作业四十一交变电流的产生和描述1. 小型沟通发电机中,矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的感应电动势与 时间呈正弦函数关系,如下列图,此线圈与一个 R=10 的电阻构成闭合电路,不计电路的其他电阻,以下说法正确的 是 IA. 交变电流的周期为0.125 s B. 交变

24、电流的频率为8 Hz C.交变电流的有效值为2 A D.交变电流的的最大值为4 A 解析 : 从图象中知T=0.25 s,就 f=1/T=4 Hz,所以AB 均错误,沟通电的有效值20 A2A, 所以 C正确 . 电流的最大值Im=20 R=10 A ,就 D错误 . 2.R答案 :C 2. 图 1、图 2 分别表示两种电压的波形,其中图 1 所示的电压按正弦规律变化. 以下说法正确选项 A. 图 1 表示沟通电,图 2 表示直流电B. 两种电压的有效值相等名师归纳总结 C.图 1 所示电压的瞬时值表达式为u=311sin 100 t V 第 13 页,共 20 页- - - - - - -精

25、选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载D.图 1 所示电压经匝数比为 10 1 的变压器变压后,频率变为原先的 110解析 : 因大小和方向均随时间做周期性变化的电流为沟通电,故图 2 电压表示的也为交流电 .A 错误；由图象知,相同时间 U1 U2,故 B 错误；由图 1 知,该沟通电压是正弦沟通电压, Um=311 V,T=2 10-2 s ,就瞬时值 u=Umsin2 t V=311sinT器变压后输入电压与输出电压的频率相同,故 D错误 . 答案 :C 100 t V ,故 C正确；因变压2. 如图 a 所示,一矩形线圈 abcd 放置在匀强磁场中,并绕过

26、ab、cd 中点的轴 OO以角速度 逆时针匀速转动 . 如以线圈平面与磁场夹角 =45 时（如图 b）为计时起点,并规定当电流自 a 流向 b 时电流方向为正 . 就以下四幅图中正确选项 解析 :t=0 时线圈中感应电流方向为 c bad 为负 . 经过T8时,线圈平面与磁场垂直,线圈中瞬时电流为零,所以 答案 :D D正确, A、B、 C错误 . 名师归纳总结 - - - - - - -4. 正弦沟通电源与电阻R1、R2、沟通电压表按图甲所示的方式连接,R1=20 ,R 2=10 ,沟通电压表的示数是20V. 图乙是交变电源输出电压u 随时间 t 变化的图象,就 第 14 页,共 20 页精

27、选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载A. 通过 R1 的电流 i 1 随时间 t 变化的规律是 i 1=2 2 cos10 tA B. 通过 R1 的电流 i 1 随时间 t 变化的规律是 i 1=2 2 cos100 tA C.R2两端的电压 u2随时间 t 变化的规律是 u2=20cos10 tV D.R2两端的电压 u2随时间 t 变化的规律是 u2=20cos100 tV 解析 : 由乙图可知,沟通电的周期T=0.2s ,角速度 =10 , 由 u=Umcos t, 就 u2=Umcos t=202 cos10 t, 所以 CD选项均错； 通过 R1 的电

28、流 i 1=u2得 A 选项正确, B选项错误 . R2答案 :A 5. 家用电子调光灯的调光原理是用电子线路将输入的正弦沟通电压的波形截去一部分 来实现的,由截去部分的多少来调剂电压,从而实现灯光的可调,比过去用变压器调压便利且体积较小,某电子调光灯经调整后的电压波形如下列图,如名师归纳总结 用多用电表测灯泡两端的电压,多用电表示数为 第 15 页,共 20 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - A.2Um学习必备欢迎下载2B.2Um4C.1Um2D.1Um4解 析 : 多 用 电 表 测 得 的 电 压 值 为 有 效 值 , 根 据 电 流 的 热

29、 效 应Q（Um）TU有2T,得U有1Umt ,C正确 . 22R2R2答案 :C 6. 某同学在争论电容、电感对恒定电流与交变电流的影响时,采纳了如下列图的电路,其中 L1、L2是两个完全相同的灯泡,已知把开关置于3、4 时,电路与沟通电源接通,稳固后的两个灯泡发光亮度相同,就该同学在如下操作过程中能观看到的试验现象是 A. 当开关置于 1、2 时,稳固后 L1、L2 两个灯泡均发光且亮度相同B. 当开关置于 1、2 时,稳固后 L1、L2 两个灯泡均发光,且 L1 比 L2 亮C.当开关置于 3、4 时,稳固后,如只增加交变电流的频率,就 L1 变暗, L2变亮D.在开关置于 3、4 的瞬

30、时, L2立刻发光,而 L1 亮度渐渐增大解析 : 当开关置于 1、 2 时,稳固后因电容器隔直流,故电路断开 L2不发光, A、B 错误；在开关置于 3、4 的瞬时,电容器通沟通,L2 立刻发光,由于电感的自感作用,L1 亮度渐渐增大, D 正确 . 当开关置于 3、4 稳固后,增加交变电流频率,容抗减小,感抗增大,L1变暗,L2 变亮, C正确 . 答案 :CD 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载7. 如图甲所示, A、B 为相同的环形线圈,它们共轴且相距很近,A 线圈中通有图乙所示 的交变

31、电流,就 A. 在 t 1 时刻, A、B 的相互作用力为零 B. 在 t1 到 t2时间内, A、B 相互吸引 C.在 t 2 到 t 3时间内, A、B 相互排斥 D.在 t2 时刻, A、B 的相互作用力最大解析 :A 中通以交变电流,产生交变磁场,使B 的磁通量发生变化,据楞次定律的推广含义, t 1 时刻磁通量变化率为零,无作用力,A 对； t 1 到 t 2 时间内,表现为引力,B 对； t 2 到t3 时间内表现为斥力,C对； t2时刻因 A中电流为零,所以作用力为零,D错. 答案 :ABC 8. 如下列图,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

32、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 abcd D.线圈绕 P1 转动时 dc 边受到的安培力大于绕P2 转动时 dc 边受到的安培力解析 : 产生正弦沟通电的条件是轴和磁感线垂直,与轴的位置和线框外形无关,转到图名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载示位置时产生的电动势 E具有最大值 Em=nBS 由欧姆

33、定律 I=E/R 总可知此时 I 相等, A 对, B错. 由右手定就可知电流方向为 adc b,故 C 错. 两种情形下 cd 边受的安培力均为F=BLcdI ,故 D错. 答案 :A 9. 一个面积为 S 的矩形线圈在匀强磁场中以其一条边为轴做匀速转动,磁场方向与转轴垂直,线圈中感应电动势 e 与时间 t 的关系图象如下列图,感应电动势的最大值和周期可在图中读出,就磁感应强度 B=_. 在 t= t 时刻,线圈平面与磁感强度的夹角 _. 12解析 : 线圈在 t=0 时刻感应电动势达最大值 Em,这时线圈平面与磁感应强度 B 的夹角 =0,由 E m BS BS 2,得 B E T , 又

34、 t=0, =0, 就 当T 2 ST 2 Tt 时,有 t .1 2 T 1 2 6答案 : E T2 S 610. 如下列图, N=50 匝的矩形线圈 abcd,边长 ab=20 cm,ad=25 cm,放在磁感强度 B=0.4 T 的匀强磁场中,外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的 OO 轴以 n=3000 r/min名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载的转速匀速转动,线圈电阻 r=1 ,外电路电阻 R=9 ,t=0 ,线圈平面与磁感线平行,ab边正好转出纸外、cd 边转入纸里 . （1

35、）在图中标出 t=0 时感应电流的方向；（2）写出线圈感应电动势的瞬时表达式；（3）线圈转一圈外力做功多大？解析 : （1）线圈感应电流方向为 adcb 2 线圈的角速度 =2 n=2 3000 60 rad/s=100 rad/s. , 其大小为 Em=2 NBab vab设 ab 边在 t=0 时刻速度为vab, 图示位置的感应电动势最大= NBab ad=50 0.4 0.20 0.25 100 V=314 V, 电动势的表达式为e=314cos100 t V （3）电动势的有效值EEm.2线圈匀速转动的周期T=60 s/n=0.02 s. 线圈匀速转动一圈,外力做功大小等于电功的大小,

36、即W 外力E T2 3140.022 J98.6 JRr912答案：（1）如下列图（ 2）e=314cos100 t V398.6 J 11. 如图甲所示,一固定的矩形导体线圈水平放置,线圈的两端接一只小灯泡,在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的匀称分布的磁场 . 已知线圈的匝数 n=100 匝,电阻 r=1.0 ,所围成矩形的面积 S=0.040 m 2,小灯泡的电阻 R=9.0 ,磁场的磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化,线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为 e nB S m2 cos 2tV ,T T其中 Bm为磁感应强度的最大值,T 为磁场变化的周期 . 忽视灯丝电阻随温度的变

37、化,求：（1）线圈中产生感应电动势的最大值；（2）小灯泡消耗的电功率；名师归纳总结 （3）在磁感应强度变化的0T 4的时间内,通过小灯泡的电荷量. 第 19 页,共 20 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载解析 : （1）由于线圈中产生的感应电流变化的周期与磁场变化的周期相同,所以由图象可知,线圈中产生交变电流的周期为T=3.14 10-2 s 所以线圈中感应电动势的最大值为Em2 B S8.0 V.ImEmr0.80 AP=I2R=2.88 T 2 依据欧姆定律,电路中电流的最大值为R通过小灯泡电流的有效值为IIm/20.40 2A 小灯泡消耗的电功率为W. 名师归纳总结 3 在磁感应强度变化的0T 内,线圈中感应电动势的平均值 4EnSB第 20 页,共 20 页t通过灯泡的平均电流IEnS BRrRrt通过灯泡的电荷量QI tnS B3 4.0 10 C.Rr答案 :18.0 V22.88 W34.0 10-3 C - - - - - - -