新课标人教版选修3-2第五章交变电流第一节交变电流
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| 名称 | 新课标人教版选修3-2第五章交变电流第一节交变电流 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 951.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2015-09-17 09:41:00 | ||
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文档简介
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选修3-2第五章交变电流第一节交变电流
第I卷（选择题）
评卷人 得分
一、选择题
1．如图为某小型电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电，已知输电线的总电阻R=10Ω，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4∶1，副线圈与用电器R0组成闭合电路。若T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈两端电压，当用电器电阻R0=11Ω时www-2-1-cnjy-com
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A．通过用电器R0的电流有效值是10A
B．升压变压器的输入功率为4650W
C．发电机中的电流变化频率为100Hz
D．当用电器的电阻R0减小时，发电机的输出功率减小
2．某交流发电机线圈电阻为0.4Ω，给灯泡提供如图所示的正弦式交变电流。下列说法中正确的是
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A．交变电流的频率为0.02Hz
B．交变电流的瞬时表达式为
C．在t＝0.01s时，穿过交流发电机线圈的磁通量最大
D．发电机线圈产生的热功率为5W
3．在一阻值为R=10Ω的定值电阻中通入如图所示的交流电，则（ ）
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A．此交流电的频率为0.5Hz
B．此交流电的有效值为A
C．在0～2s内电阻产生的焦耳热为25J
D．在2～4s内通过该电阻的电荷量为1C
4．如图甲为理想变压器的示意图，其原、副 ( http: / / www.21cnjy.com )线圈的匝数比为5:1电压表和电流表均为理想交流电表，Rt为阻值随温度升高而变大的热敏电阻，R1为定值电阻。若发电机向原线圈输入如图乙所示的正弦交流电，则下列说法中正确的是
A．输入变压器原线圈的交流电压的表达式为V
B．t=0.015s时，发电机的线圈平面与磁场方向垂直
C．变压器原、副线圈中的电流之比为1:5
D．Rt温度升高时，电流表的示数变小，伏特表的读数不变。
5．如图所示，交流电流表A1、A2和A3分别与电阻R、线圈L和电容器C串联后接在同一交流电源上。交流电压的瞬时值为。三个电流表的读数分别为I1、I2和I3。现换另一电源供电，交流电压的瞬时值为，。改换电源后，三个电流表的读数变化情况是
A．I1、I2和I3都不变 B．I1、I2不变、I3变大
C．I1不变、I2变大、I3变小 D．I1不变、I2变小、I3变大
6．一个电热器接在10 V的直流电源上，消耗的功率是P；当把它接在一个正弦式交变电源上时，消耗的功率是，则该交变电压的峰值是
A．5 V B．12 V C．7.1 V D．10 V
7．我国家庭照明电路的电压随时间变化的规律为u＝311sin100πt(V)。下列说法中正确的是
A．标有“输入电压100V~240V、50Hz”旅行充电器接在该交流电上可以正常工作
B．标有“输入电压100V~240V、100Hz”旅行充电器接在该交流电上可以正常工作
C．该交流电只能给标有311V的用电器供电
D．该交流电给用某电器供电与用311V的稳恒直流电给该用电器供电，效果相同
8．在物理学的发展过程中，许多物理学家都做 ( http: / / www.21cnjy.com )出了重要的贡献，他们也创造出了许多物理学研究方法，下列关于物理学研究方法的叙述中正确的是（ ）
A．质点、速度、点电荷等都是理想化模型
B．物理学中所有物理量都是采用比值法定义的
C．牛顿开创了实验研究和逻辑推理相结合探索物理规律的科学方法
D．重心、合力和交变电流的有效值等概念的建立都体现了等效替代的思想
9．理想变压器原、副线圈的匝数比为4：1,原线圈接在u=sin100πt V的交流电源上,副线圈所接的负载电阻是11Ω,则副线圈中电流大小是（ ）
A．5A B．11A C．20A D．55A
10．如下图所示，属于交流电的是（ ）
11．如图是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定( )
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A. 最大值是311V B. 周期是0.01S
C.有效值是311V D.表达式为U=220sin100πt（V）
12．关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流,下列说法中正确的是（ ）
A．线圈每经过中性面一次,感应电流方向改变一次，感应电动势方向不变
B．线圈平面每经过中性面一次,感应电流和感应电动势方向都要改变一次
C．线圈每转动一周,感应电流方向就改变一次
D．线圈转动一周,感应电流和感应电动势方向都只改变一次
13．如图所示，水平向右、磁感应强度为B的匀强磁场中，一边长为L的正方形单匝线圈abcd绕水平中以轴OO’沿逆时针方向以角速度匀速转动，OO’与磁场方向垂直。线圈的两端与磁场外的电阻相连组成闭合电路，则
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A.线圈平面垂直于磁场方向时，穿过线圈平面的磁通量最小
B.线圈平面垂直于磁场方向时，线圈中的感应电流最大
C.线圈中的感应动势的峰值为BL2
D.线圈中交变电流的频率是
14．如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=11：5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压，副线圈接入电阻的阻值，则
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A．通过电阻的电流是22A
B．交流电的频率是l00Hz
C．与电阻并联的电压表的示数是100V
D．变压器的输入功率是484W
15．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图乙所示，产生的交变电动势随时间变化规律的图象如图甲所示，已知发电机线圈内阻为1.0，外接一只电阻为9.0的灯泡，则【版权所有：21教育】
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A．电压表V的示数为20V
B．电路中的电流方向每秒改变5次
C．灯泡实际消耗的功率为36W
D．电动势随时间变化的瞬时值表达式为
16．如图为小型交流发电机的示意图，线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO’沿逆时针方向匀速转动，转速为50 r／s，线圈的电阻为，电阻，降压变压器原副线圈匝数比为10：1，电压表的示数为10 V，如果从图示位置开始计时，下列说法中正确的是 ( http: / / www.21cnjy.com )
A．变压器原线圈两端的电压为100V
B．电阻R的功率为10W
C．电动势的有效值为110V
D．电动势瞬时值表达式为
17．图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极 ( http: / / www.21cnjy.com )N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，图中电流表为交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO/ 沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是（ ）
A．线圈转动的角速度为50π rad/s
B．电流表的示数为10 A
C．0.01 s时线圈平面与磁场方向垂直
D．0.02 s时电阻R中电流的方向自左向右
18．如图甲所示，矩形金属 ( http: / / www.21cnjy.com )线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，输出交流电的电动势图象如图乙所示，经原副线圈的匝数比为1:10的理想变压器给一个灯泡供电如图丙所示，副线圈电路中灯泡额定功率为22W．现闭合开关，灯泡正常发光。则（ ）
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A．t=0.01s时刻穿过线框回路的磁通量为零
B．交流发电机的转速为100r／s
C．变压器原线圈中电流表示数为1A
D.灯泡的额定电压为220V
19．小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可 ( http: / / www.21cnjy.com )简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO′，线圈绕OO′匀速转动，如图所示。矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压
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A．峰值是e0 B．峰值是2e0 C．有效值是 D．有效值是
20．一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t＝T时，线圈中感应电动势的瞬时值为2 V，则此交流电的有效值为（ ）
A．2 V B．2 V C． V D． V
评卷人 得分
二、多选题
21．如图所示，图甲、图乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示的电压按正弦规律变化，下列说法正确的是21世纪教育网版权所有
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A．图甲表示交流电，图乙表示直流电
B．图甲电压的有效值为220V，图乙电压的有效值小于220V
C．图乙电压的瞬时值表达式为
D．图甲电压经过匝数比为10:1的变压器变压后，频率变为原来的0.1倍
22．在匀强磁场中，一矩形金属线框 ( http: / / www.21cnjy.com )绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，如图甲所示。产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示。则下列说法正确的是（ ）
A．t=0.01s时穿过线框的磁通量最小
B．该交变电动势的有效值为
C．该交变电动势的瞬时值表达式为
D．电动势瞬时值为22V时，线圈平面与中性面的夹角为45°
第II卷（非选择题）
评卷人 得分
三、填空题
23．如图所示，在B=0.5 T的 ( http: / / www.21cnjy.com )匀强磁场中，有一个n=100匝的矩形线圈，边长L1=0.1 m，L2=0.2 m，线圈从图中位置开始绕中心轴OO′以角速度ω=100πrad/s逆时针方向匀速转动，则线圈中产生的感应电动势的最大值为 ，有效值为 ，当线圈转过1/4周过程中感应电动势的平均值为 ，线圈转过30°时感应电动势的瞬时值
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24．有一正弦交流电，它的电压随时间变化的情 ( http: / / www.21cnjy.com )况如图所示，则电压的峰值为________V；有效值为________V；交流电的；频率为________Hz.21教育网
25．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图象如图所示，则
(1） 该交流电的频率为________Hz；
(2） 该交流电电动势的有效值为________V.
26．一台发电机产生的电动 ( http: / / www.21cnjy.com )势的瞬时值表达式为：e = 311sin314t V，则此发电机产生的电动势的最大值为_______V，有效值为_______V，发电机转子的转速为_______转/秒。
27．如图是某正弦式电流的图象，则此正弦式电流的周期为_______s，电流的峰值为_______A.
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28．一台发电机产生的电动势的瞬时值表达式为:V，则此发电机产生的电动势的有效值为_______V，产生的交流电的频率为______Hz．
29．下图是交流发电机的 ( http: / / www.21cnjy.com )示意图。为了清楚，老师只画出了一匝线圈（实际共有N匝）。线圈AB边（长l1）连在金属环K上，CD边（长也为l1）连在滑环L上；导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。假定线圈沿逆时针方向以角速度ω0匀速转动，如图甲至丁。（左边为N极，右边为S极;外面是K环,里面是L环）
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那么：(1）线圈转到上述图示的 位置时，线圈中电流最大；
（2）线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流的方向 ；
（3）当AD边和BC边长均为l2，磁场 ( http: / / www.21cnjy.com )可视为磁感应强度B的匀强磁场，整个电路总电阻设为R，以丙图位置计时t=0，则线圈中电流随时间变化的规律为i= .
30．交流发电机产生的感应电动势为e= ( http: / / www.21cnjy.com )εm sinωt，若发电机的转速增加到原来的两倍，则这时交流发电机线圈转动的角速度为________，感应电动势的最大值为________。
31．如图所示，一交流发电机线圈共 ( http: / / www.21cnjy.com )50匝，ab=0.1m，bd=0.2m，总电阻为10Ω，在B=0.5T的匀强磁场中从磁通量最大位置开始以100r/s的转速匀速转动，外电路中接有R为40Ω的电阻，当线圈转过1/4周期时，电流表的读数为 ；电压表读数为 ；这段时间内通过外电阻R的电荷量为 。2·1·c·n·j·y
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32．如图所示，线圈的面积是0．05m2，共100匝；线圈的电阻r＝1Ω，外接电阻R＝24Ω。匀强磁场的磁感应强度为T，当线圈以10π/s的角速度匀速转动时，若从线圈平面与磁感线平行时开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为e=_____________(v)，电路中电流表的示数为_________ A。
33．在光电效应实验中，与某金属的截止频 ( http: / / www.21cnjy.com )率相对应的波长为λ0，该金属的逸出功为 。若用波长为λ（λ＜λ0）的单色光做该实验，则其遏止电压为 。已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h。
34．如图所示是一定质量的理想气体沿 ( http: / / www.21cnjy.com )直线ABC发生状态变化的p-V图像。已知A→B过程中，理想气体内能变化量为25J，吸收的热量为50J，则该过程气体对外界做功为 J，A→C过程气体吸收热量为 J。
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35．(8分)为测量交流发电机的感应电动势及等效内阻，设计了如图甲所示的实验装置图，R0为定值电阻，R1为电阻箱。实验时交流发电机以恒定转率转动，多次改变R1的阻值，用电压传感器测得R1上的电压U1，通过数据采集器，在计算机上显示出如图乙所示的~关系图象。21·世纪*教育网
(1)电阻R0的作用是 ；
(2)图线与纵轴的交点P纵坐标的物理意义是 ；
(3)图线与横轴的交点Q横坐标绝对值的物理意义是 ；
(4)转速提高至原来的2倍时，图线与纵轴的交点P将沿纵轴 （选填“上”或“下”）
移。
36．如图所示，两带电平行板A、B间的 ( http: / / www.21cnjy.com )电场为匀强电场，场强为E，两板相距d，板长L。一带电量为q、质量为m的粒子沿平行于板方向从两板的正中间射入电场后向着B板偏转，不计带电粒子所受重力，则
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⑴粒子带_______电荷（填“正”或“负”）
⑵要使粒子能飞出电场，粒子飞入 ( http: / / www.21cnjy.com )电场时的速度v0至少为_______，此过程中粒子在电场中运动时间为_______，电势能的变化量为_______（用已知量表示）
37．用如图所示装置可以研究影响平行板电容器电容的因素。设两极板正对面积为S，两极板间的距离为d，板间电介质的介电常数为ε，静电计指针偏角为θ.实验中，极板所带电荷量不变。 ( http: / / www.21cnjy.com )
①若保持d、ε不变，减小S，则θ （填变大、变小、或不变，下同）
②若保持S、ε不变，增大d ，则θ
③若保持d、S不变，在板间插入介电常数ε更大的电介质，则θ
38．如图所示是某原子的三个能级，其能量分别为E1、E2和E3。a、b、c 为原子跃迁所发出的三种波长的光，已知a、b的波长分别为和，普朗克常量为h，真空中光速为c。则c 的波长为 ，能量差 。 21*cnjy*com
39．小明测量二极管在不同正向电压（最大正向电压为1.25 V）时的电阻。他选择的器材有：0–10的滑动变阻器；量程为3Ｖ、内阻约为3 kΩ的电压表；电动势为1.5Ｖ的电源；一只多用电表。
（1）他先将多用电表选择开关旋至“×1 ( http: / / www.21cnjy.com )0”挡，调节好多用电表，将二极管两极与表笔相接，多用电表的示数如图甲所示时，则二极管的正极与多用电表的 (选填图甲中“A”或“B”)相接。
（2）他再将多用电表的选择开关旋至“10mA”挡（内阻约为5 Ω），将其接入图乙所示电路。
① 多用电表B插孔应与图乙中的 (选填“7”或“8”) 连接。
② 闭合开关，电压表指针指在约1.25 V ( http: / / www.21cnjy.com )处，电流表指针指在约5.00mA处，接着左右移动滑片，两表指针几乎不动。由此可以推断：电路中 (选填图中表示接线柱的数字) 之间出现了 (选填“短路”或“断路”)故障。
U（V） 1.13 1.19 1.21 1.23 1.25
I（mA） 0.06 0.50 1.00 2.00 5.00
R（） 18833.3 2380.0 1210.0 615.0
③排除故障后，闭合开关，移动滑片，将电压表和电流表示数记录在右表中，并算出对应的电阻。电压为1.25V时，二极管的电阻为 。21·cn·jy·com
④ 为了更准确地测出不同电压下二极管的电阻，在不更换实验器材的条件下，对实验电路提出改进建议： 。【来源：21·世纪·教育·网】
40．如图（a）所示的金属工件，截面外方内圆，外边长a约为1cm、内径d约为0.5cm、长度L约为40cm。【来源：21cnj*y.co*m】
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①某同学用游标卡尺测出截面外边长如图（b）所示，其读数a= cm。
②应选用 来测量工件内径d。（选填“毫米刻度尺”、“游标卡尺”、“螺旋测微器”）
③为了测出该金属的电阻率，该 ( http: / / www.21cnjy.com )同学设计了如图（c）所示的电路。实验测得工件两端电压为U，通过的电流为I，写出该金属电阻率的表达式ρ= 。（用a、d、L、U、I等字母表示）
41．如图所示，在光滑绝缘水平面上，一边长为10cm、电阻为1Ω、质量为0.1kg的正方形金属线框abcd以m/s的速度向一有界磁场滑去，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度大小为0.5T，当线框全部进入磁场时，线框中已放出了1.8J的热量。则当线框ab边刚出磁场的瞬间，线框速度大小为 m/s；线框中电流的瞬时功率为 W。
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42．如图所示，理想变压器原副线圈匝数 ( http: / / www.21cnjy.com )比为n1:n 2=4:1，原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等，a、b端加一定交变电压后，两电阻的电功率之比PA:PB=_______，两电阻两端电压之比UA:UB=________。
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评卷人 得分
四、计算题
43．图（甲）为小型旋转电枢式交流发电 ( http: / / www.21cnjy.com )机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n=100、电阻r=10Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R =90Ω，与R并联的交流电压表为理想电表。 在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Ф随时间t按图（乙）所示正弦规律变化。 求：
（1）交流发电机产生的电动势的最大值；
（2）电路中交流电压表的示数。
44．如图所示,一交流发电机的线圈在匀强 ( http: / / www.21cnjy.com )磁场中匀速转动，线圈匝数N=100，线圈电阻r=3 Ω，ab=cd=0.5 m，bc=ad=0.4 m，磁感应强度B=0.5 T，电阻R=311 Ω，当线圈以n=300 r/min的转速匀速转动时，求:
(1)感应电动势的最大值；
(2)t=0时线圈在图示位置，写出此交变电流电动势瞬时值表达式；
(3)此电压表的示数是多少
45．如图所示为交流发电机示意图，匝数n=100匝的矩形线圈，边长分别为10cm和20cm，内阻为5Ω，在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕OO′ 轴以50rad/s的角速度匀速转动，线圈和外部20Ω的电阻R相连接，已知线圈绕OO′ 轴转动时产生的电动势最大值，求：
（1）电压表和电流表示数？
（2）电阻R上所消耗的电功率是多少？
（3）由图示位置转过90°的过程中，通过R的电量是多少？
46．（9分）如下图甲所示，理想变压器原线圈 ( http: / / www.21cnjy.com )通有正弦式交变电流，副线圈接有3个电阻和一个电容器。已知R1=R3=20Ω，R2=40Ω，原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈的输入功率为P=35W，已知通过R1的正弦交流电如下图乙所示。求：
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（1）原线圈输入电压；
（2）电阻R2的电功率；
（3）电容器C流过的电流。
47．（12分）如图所示，线圈的面积是0.05 m2，共100匝，线圈电阻为r = 1 Ω，外接电阻R = 9 Ω，匀强磁场的磁感应强度B =T，当线圈以300 r/min的转速匀速旋转时，求：
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（1）若从中性面开始计时，写出线圈磁通量变化率的瞬时表达式．
（2）电路中电压表和电流表的示数各是多少？
（3）由图示位置转过60°角的过程产生的平均感应电动势为多少？
48．下图是交流发电机模型示意图。在 ( http: / / www.21cnjy.com )磁感应强度为B的匀强磁场中，矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的OO’轴转动，线圈在转动中保持和外电路电阻R形成闭合电路。已知ab长度为L1，bc长度为L2，线圈电阻为r，线圈以恒定角速度ω逆时针转动。（只考虑单匝线圈，不计其他电阻）
求：（1）线圈转动过程中产生的最大感应电动势Em；
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（2）若线圈经过图示位置时开始计时，写出交变电流的瞬时值表达式；
（3）线圈从图示位置转过90°的过程中电阻R上通过的电荷量；
49．如图所示，线框abcd的面积为0 ( http: / / www.21cnjy.com ).05m2,共100匝，线框电阻为1Ω，外接一个电阻为4Ω小灯泡，匀强磁场的磁感应强度B=1/π（特斯拉）,当线框以300r/min的转速匀速转动时，
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（1）若从线框处于中性面开始计时，写出感应电动势的瞬时值表达式；
（2）小灯泡两端电压；
50．（12分） 图1是交流发电机模型示意图。在磁感应强度为的匀强磁场中，有一矩形线图可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴转动，由线圈引出的导线和分别与两个跟线圈一起绕转动的金属圈环相连接，金属圈环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电阻形成闭合电路。图2是线圈的正视图，导线和分别用它们的横截面来表示。已知长度为, 长度为,线圈以恒定角速度逆时针转动。（共N匝线圈）
(1)线圈平面处于中性面位置时开始计时，推导t时刻整个线圈中的感应电动势 表达式；
(2)线圈平面处于与中性面成夹角位置时开始计时，如图3所示，写出t时刻整个线圈中的感应电动势的表达式；
(3)若线圈电阻为r，求电阻R两端测得的电压，线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热。（其它电阻均不计）
51．如图所示为交流发电机示意图，匝数为n=100匝的矩形线圈，边长分别为 10 cm和20 cm，内阻为 5Ω，在磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场中绕OO′轴以50 rad/s的角速度匀速转动，转动开始时线圈平面与磁场方向平行，线圈通过电刷和外部 20Ω的电阻R相接。求电键S合上后，
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（1）写出线圈内产生的交变电动势瞬时值的表达式
（2）电压表和电流表示数；
（3）电阻R上所消耗的电功率是多少？
（4）如保持转子匀速转动，外力每分钟需要对转子所做的功；
（5）从计时开始，线圈转过的过程中，通过外电阻R的电量；
52．（8分）如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕OO' 轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直．已知线圈匝数n=400，电阻r＝0.1Ω，长=0.05m，宽=0.04m，ω＝l00 rad／s，磁场的磁感应强度B＝0．25T.线圈两端外接电阻R=9．9Ω的用电器和一个交流电流表(内阻不计)，
求：(1) 电流表A的读数．(2) 用电器上消耗的电功率．
评卷人 得分
五、实验题
53．如图所示，空间存在两个磁场，磁感应 ( http: / / www.21cnjy.com )强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO′为其对称轴．一导线折成边长为l的正方形闭合线圈 abcd，线圈在纸面内以恒定速度v0向右运动，当运动到关于OO′对称的位置时，穿过线圈的磁通量为
；线圈中感应电动势大小为 ；ab边所受安培力方向 。
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54．一个交流电压的瞬时值表达式为 ( http: / / www.21cnjy.com )u=15sin100πt V，将该交流电加在一电阻上时，产生的电功率为25 W，那么这个电阻的阻值为___________Ω.www.21-cn-jy.com
55．如图所示,一个矩形线圈abcd ( http: / / www.21cnjy.com ),已知ab为l1,ad为l2,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω(从图中位置开始)匀速转动.则线圈中感应电动势的大小为____________.【出处：21教育名师】
( http: / / www.21cnjy.com )
56．若将一个标有“220 V 1 000 W”的电炉接入u=311sin314t V的交流电路中，则通过电炉的电流强度的瞬时值表达式为_________；与电路串联的电流表的示数为_________A，与电炉并联的电压表的示数为_________V.
57．交流发电机的转子由B∥ ( http: / / www.21cnjy.com )S的位置开始匀速转动，与它并联的电压表的示数为14.1 V，那么当线圈转过30°?时交流电压的瞬时值为_________V.?
58．测电笔上的氖管，当两 ( http: / / www.21cnjy.com )端电压达到86.7 V时即开始发光，低于该电压则熄灭.把氖管接在电压为71 V、50 Hz的正弦交流电上，每秒闪光__________次.
59．矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴转动，线圈共100匝，转速为10/π r/s，在转动过程中，穿过线圈的磁通量最大值为0.03 Wb，则线圈平面与磁场方向平行时，感应电动势为_________V，当线圈平面与中性面夹角为时，感应电动势为__________V.
60．如图17-1-10所示，一个面积为S ( http: / / www.21cnjy.com )（S=L1·L2）的矩形线圈在匀强磁场中以某一边为轴做匀速转动，磁场的方向与轴垂直，线圈中感应电动势e与时间t的关系如图17-1-11所示.则匀强磁场的磁感应强度B=______________，在t=T/12时刻，线圈平面与磁感线的夹角等于_______________.
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图17-1-10 图17-1-11
参考答案
1．B
【解析】
试题分析：A、降压变压器副线圈两端交变电压，知副线圈电压有效值220V，阻值R0=11Ω，通过R0电流的有效值是，故A错误；B、降压变压器T2的原副线圈匝数之比为4：1，降压变压器原线圈的电流为，输电线上损失的电功率为，输出功率，由升压变压器输出功率等于导线上消耗的功率和用电器上消耗的功率；可得升压变压器输入功率，故B正确；C、变压器不改变交变电流的频率和周期，交流电的角速度为，频率，故C错误；D、和均不变，由可知，当R0减小时（相当于用电高峰期）输电电流增大，由可知输出功率增大，故D错误；故选B．
考点：本题考查远距离输电、变压器的构造和原理、变压器的动态分析．
2．D
【解析】
试题分析：A、由图象可读得，交流电的周期为，所以交流电的频率为，所以A错误；B、交变电流的瞬时表达式为，所以B错误；C、在t=0.01s时，感应电流最大，此时穿过交流发电机线圈的磁通量的变化率最大，而穿过交流发电机线圈的磁通量最小，所以C错误；D、交流电的有效值为，发电机的发热功率为，所以D正确．故选D．
考点：本题考查正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率；电功、电功率．
3．ABD
【解析】
试题分析：交流电的周期为2s，则交流电的频率为0.5Hz，选项A正确；设交流电的有效值为I，由，解得I=A，选项B正确；在0～2s内电阻产生的焦耳热为：，选项C错误；在2～4s内通过该电阻的电荷量为，即在2～4s内通过该电阻的电荷量为1C，选项D正确； 故选ABD.
考点：交流电的有效值；电功和电量计算.
4．CD
【解析】
试题分析：由于交流电的周期为0.02s，故角 ( http: / / www.21cnjy.com )速度为100π，而表达式中的角速度显示为50π，故选项A错误；当t=0.015s时，sin100π×0.015=sin1.5π=1，故此时的电动势最大，即发电机的线圈平面与磁场方向平行，选项B错误；因为变压器原、副线圈的匝数比为5:1，故变压器原、副线圈中的电流之比为1:5，选项C正确；当Rt温度升高时，由于变压器的副线圈的电压不变，故电流表的示数变小，原线圈的电压也是不变的，故伏特表的读数不变，选项D正确。
考点：变压器，交流电的表达式。
5．D
【解析】
试题分析：交流电的角频率ω变大，则频率f变大 ( http: / / www.21cnjy.com )，交流电的有效值不变；电阻R的阻值与交流电的频率无关，故I1不变；交流电频率变大，则线圈的阻抗变大，则I2变小；交流电频率变大，则电容器的容抗减小，则I3变大；选项D正确.
考点：感抗；容抗.
6．C
【解析】
试题分析：一个电热器接在10V的直流电源上，消耗的功率是P，有：
当把它接到一正弦波形交流电源上时，设最大值为Um，则：
求得Um=7.07V
故选：A．
考点：正弦交流电的有效值、最大值、周期和频率。
7．A
【解析】
试题分析：由可知，该交流电的最大值为311V，有效值为，，所以，频率为50Hz，故选项A正确，选项B错误；该交流电给用某电器供电与用220V的稳恒直流电给该用电器供电，效果相同，故选项D错误。所以本题正确选项为A。
8．D
【解析】
试题分析：速度不是理想化模型，A错误；并不是所有的物理公式都是用比值定义法定义的，如场强，电容都不是比值定义的，故B错误；伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索物理规律的科学方法，C错误；重心、合力和交变电流的有效值的概念都是根据效果定义的，D正确。
考点：物理学史。
9．A
【解析】
试题分析：原线圈电压有效值为，则变压器次级电压,则副线圈电流：，选项A正确.
考点：变压器；交流电的有效值.
10．C
【解析】
试题分析：方向随时间做周期性变化的电流是交流电，因ABD中电流的方向不变，故不是交流电，C的方向随时间不断变化，故C是交流电，故选C.
考点：交流电
11．A
【解析】
试题分析：由图可知，交流电的最大值是311V，有效值为；周期为0.02s；表达式为U=311sin100πt（V）；故选A。
考点：交流电的最大值、有效值和瞬时值.
12．B
【解析】
试题分析：线圈每经过中性面一 ( http: / / www.21cnjy.com )次，感应电动势和电流方向都改变一次，选项A错误，B正确；线圈转动一周，感应电流和感应电动势方向都改变两次，选项CD错误；故选B.
考点：交流电的产生及变化规律.
13．D
【解析】
试题分析：线圈平面垂直于磁场方向时，穿过线圈平面的磁通量最大，此时的感应电动势为零，感应电流为零，选项AB错误；线圈中的感应动势的峰值为，选项C错误；线圈中交变电流的频率是f=
，选项D正确；故选D.
考点：交流电的产生及变化规律.
14．C
【解析】
试题分析：变压器次级电压，故电压表的读数为100V，通过电阻的电流是，故选项A错误，C正确；交流电的频率是，选项B错误；变压器输出功率为，故变压器的输入功率是100W，选项D错误；故选C.21教育名师原创作品
考点：交流电；变压器.
15．C
【解析】
试题分析：根据甲图可知，交变电流的周期T=0.2s，频率f=5Hz，所以电路中的电流方向每秒改变10次，B错误；电动势随时间变化的瞬时值表达式为，D错误；由甲图知，最大感应电动势为=V，则电动势的有效值为E==20V，I===2A，电压表的示数为灯泡两端电压U=IR=，A错误；灯泡的实际功率为P=36W，C正确。21cnjy.com
考点：本题主要考查了闭合电路欧姆定律和交变电流的相关知识。
16．AD
【解析】
试题分析：变压器原线圈两端的电压为，选项A正确； 变压器次级电流，初级电流：，R的功率为：，选项B错误；电动势的有效值为，选项C错误；交流电的角频率，最大值为V，故电动势瞬时值表达式为，选项D正确；故选AD.
考点：交流电的产生；变压器.
17．D
【解析】
试题分析：线圈转动的周期为T=2×10-2s，故角速度，选项A错误；电流表的示数等于交流电的有效值，大小为，选项B错误；0.01 s时线圈中感应电流最大，此时线圈平面与磁场方向平行，选项C错误；0.02 s时线圈处于图示位置，根据右手定制可知，电阻R中电流的方向自左向右，选项D正确；故选D.
考点：交流电的产生及变化规律.
18．C
【解析】
试题分析：A、由图乙可知，在t=0.01s时感应电动势为零，则此时线圈处于中性面，穿过线框回路的磁通量最大，故A错误。B、由图乙可知，交流电的周期为0.02s，则转速为：，故B错误。C、原线圈输入电压为有效值为22V，由变压器的功率关系，求得I1=1A；故C正确。D、灯泡正常发光，故额定电压为220V，故D错误；故选C.
考点：本题考查变压器的原理、交变电流的四个值。
19．D
【解析】由题意可知，线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，因此对单匝矩形线圈总电动势最大值为2e0，又因为发电机线圈共N匝，所以发电机线圈中总电动势最大值为2Ne0，根据闭合电路欧姆定律可知，在不计线圈内阻时，输出电压等于感应电动势的大小，即其峰值为2Ne0，故选项A、B错误；又由题意可知，若从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的感应电流为正弦式交变电流，由其有效值与峰值的关系可知，U＝，即U＝，故选项C错误；选项D正确。
【考点定位】对正弦式交变电流的产生原理的理解，以及其四值运算、闭合电路欧姆定律的应用。
【名师点睛】熟知并理解教材中正弦式交变电流的产生原理，能自己熟练推导该交变电流的瞬时值表达式。
【方法技巧】（1）高三复习要能不忘回归教材，千万不能“舍本求源”，一味做、复习课本以外的内容。
（2）根据题图分析对ab边、cd ( http: / / www.21cnjy.com )边而言，它们产生的感应电动势方向虽然相反，但对单匝线圈，ab边和cd边产生的感应电动势方向相同，又因为有N匝线圈，因此总感应电动势峰值应累加，另外要能熟记有效值的计算方法。
【规律总结】对正弦式交变电流，峰值为其有效值的倍，另在进行四值运算时，要注意量与量之间、四值之间的对应。
20．A
【解析】
试题分析：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，从中性面开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式为e=Emsinωt=Emsint．当时瞬时值e=2V，代入解得 Em=4V；电动势有效值．故选A。
考点：交流电的产生及变化规律.
21．B
【解析】
试题分析：图甲和图乙都表示交流电，选项A错误；图甲电压的有效值为；图乙电压的有效值，小于220V，选项B正确；图乙不是正弦式交流电，所以表达式不是正弦函数，故C错误；理想变压器变压后，频率不发生变化，故D错误．故选：B.
考点：交流电；有效值；变压器.
22．CD
【解析】
试题分析：由图可知，此交流电的T=0.02s,,且t=0时刻，线圈在中性面位置，t=0.01s时穿过线框的磁通量最大，A错误；交变电动势的瞬时值表达式为，C正确；交变电动势的有效值为22V,B错误；当e=22V时，,即线圈平面与中性面的夹角为45°，D正确；故选CD。
考点：交流电的产生和描述、交流电图象。
23．100πV πV 200V πV
【解析】
试题分析：根据感应电动势的最大值公式，匝数n=100，线圈的面积为S=L1L2，角速度ω=100πrad/s，代入公式得感应电动势V。矩形线圈产生的是正弦式交流电，有效值与最大值的关系是，代入数值计算可得V。当线圈转过1/4周转过，所用的时间，磁通量变化量为Wb，根据法拉第电磁感应定律感应电动势的平均值为V。线圈是从垂直于中性面位置开始计时的，感应电动势的瞬时表达式为，题意中线圈转过30°可以得出，代入瞬时表达式计算得V。
考点：本题考查了法拉第电磁感应定律和交变电流的四值
24．10v ；V或7.07v；2.5Hz
【解析】
试题分析：由图可知，该交流电的电压最大值为：，所以有效值为：，周期为0.4s，所以有：
考点：正弦式电流的图象和三角函数表达式；正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率
25． 50；220
【解析】
试题分析: 由图可知，频率为：f=1/T=50Hz，有效值为：。
考点：交流电
26．311，220，100
【解析】
试题分析：电动势的瞬时值表达式为：e = 311sin314t V，可知电动势的最大值为311V，根据U＝可得有效值为220V，电动势的瞬时值表达式为：e = 311sin314t V，可知ω=314 rad/s,根据ω＝2πn可得转速为100转/秒。
考点：描述交变电流物理量之间的关系
27．0.02；0.5
【解析】
试题分析：从图中可得该交流电的周期为，该交流电的最大值，即峰值为
考点：考查了对交流电图像的理解
28．220V 50 HZ
【解析】
试题分析：由知，产生电动势的最大值为311V，ω=314rad/s,有效值U=，ω=314rad/s=2πf,得f=50Hz
考点：本题考查交变电流的表达式。
【答案】(1) 乙和丁 （3分） ( http: / / www.21cnjy.com );(2) A→B （3分） (3) i＝（+/-)(NBl1l2ω0/R)sinω0t （4分）
【解析】
试题分析：(1)当磁通量为零时电流最大 ( http: / / www.21cnjy.com )（2）由楞次定律可判断电流方向（3）峰值为NBSw,瞬时值为i＝Imsinω0t= (NBl1l2ω0/R)sinω0t
考点：考查交变电流的形成
点评：本题难度较小，熟记中性面的概念，电流方向在中性面时发生变化，掌握峰值、瞬时值、有效值和平均值的计算是关键
30．2ω，2εm
【解析】
试题分析：根据交流电的表达式的推导，即，所以当转速增加到原来2倍，即可知，转速变大到原来2倍，同时交流电最大值变为原来的2倍
考点：交流电的表达式推导
点评：本题考查了交流电的表达式的推导和理解，通过公式很容易解决本题。
31．；0.01
【解析】
试题分析：根据公式可得过程中产生的最大电动势为：，路程电压为，即电压表的示数为，电流表的示数为,
考点：考查了法拉第电磁感应定律的应用
点评：做本题的关键是知道电表显示的是有效值；
32．50 ， 50COS10 ， 1．41
【解析】
试题分析：由感应电动势峰值公式可知电动势最大值为50V，线圈平面与磁感线平行时开始计时，由电动势瞬时值表达式可知电动势瞬时值为50COS10，电流表测量的是有效值
考点：考查交变电流的形成
点评：难度较小，当线圈与磁场方向平行时感应电动势最大为NBSw，明确开始转动的位移，确定是正弦还是余弦图像
33．，
【解析】
试题分析：根据公式可得该金属的逸出功为，根据公式，可得
考点：考查了光电效应方程
34．25；50。
【解析】
试题分析：在A→B的过程中，压强减 ( http: / / www.21cnjy.com )小，体积增大，故气体对外做功，温度降低，内能减少，由于内能减少量为25J，吸收的热量为50J，则该过程气体对外界做功为W=△U－Q=25J－50J=－25J，则该过程气体对外界做功为25J；对于A、C状态而言，它们的压强与体积的乘积相等，说明二个的温度相等，内能相等，而A到B与B到C的体积变化量相等，故对外做功也相等，因为AB过程中气体对外做功25J，则AC过程中气体对外做功50J，由热力学第一定律可知，内能不变，故气体应该吸收50J的热量。
考点：热力学第一定律。
35．（1）保护作用；（2）电动势的倒数；（3）等效电阻与保护电阻之和的倒数；（4）下。
【解析】
试题分析：（1）电阻R0串联在电路中，起到保护电路的作用，当电阻箱R1的阻值调到0时，电淅不会被短路；（2）P点是当1/R1为0时的电压的倒数大小，而在电路中，当1/R1为0时，即R1为无穷大时，相当于R1处断开，则电压传感器的大小就等于电源电动势的大小，即U1=E，所以P纵坐标的物理意义是电动势的倒数；（3）图像与横坐标的交点时，纵坐标为0，即电压表的示数为无穷大，由公式E=U+（R0+r）得，，故R1=－（R0+r），所以，即横坐标为等效电阻与保护电阻之和的倒数；（4）当转速提高为原来的2倍时，电源电动势将增大，故电动势的倒数将变小，故P点将向下运动。
考点：测量交流发电机的感应电动势及等效内阻。
36．（1）正（2）、、
【解析】
试题分析：（1）平行板间的电场为匀强电场，方向竖直向下，而粒子向着B板偏转，说明粒子受到的电场力方向与电场方向相同，故粒子带正电
（2）粒子在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动，所以，，
在水平方向上做匀速直线运动，所以有，故有，解得，
电势能的变化量为：；
考点：考查了带电粒子在匀强电场中的偏转
37．①变大 ②变大 ③变小
【解析】
试题分析：①若保持d、ε不变，减小S，根据，则C减小，根据Q=CU可知，Q不变，则U变大，则θ变大；②若保持S、ε不变，增大d，根据，则C减小，根据Q=CU可知，Q不变，则U变大，则θ变大；③若保持d、S不变，在板间插入介电常数ε更大的电介质，根据，则C变大，根据Q=CU可知，Q不变，则U变小，则θ变小；
考点：电容器的电容；
38．；
【解析】
试题分析：因可得：；由玻尔理论可知，
考点：玻尔理论.
39．（1）B ；（2）①8 ；②5—11；断路 ；③250 ；④将9、12间导线改接为9、6之间。
【解析】
试题分析：（1）因欧姆表的“-”极内部接电源的正极，故要测二极管的正向电阻，则二极管的正极与多用电表的B相接。（2）①因“7”接电势较高的滑动片，故“7”应接A，“8”接B；②闭合开关，电压表指针指在约1.25 V处，电流表指针指在约5.00mA处，则；左右移动滑片，两表指针几乎不动，说明电路的电阻几乎不变，滑动变阻器可能与二极管串联了，由此可以推断：电路中5—11之间出现了断路故障。③电压为1.25V时，二极管的电阻为；④因二极管的正向电阻远大于电流表内阻，故可采用电压表外接电路，即将9、12间导线改接为9、6之间。
考点：测量二极管在不同正向电压时的电阻。
40．①1.02；②游标卡尺；③
【解析】
试题分析：①由图d所示游标卡尺可得，主尺示数为1cm，
游标尺示数为2×0.1mm=0.2mm=0.02cm，
则游标卡尺读数a=1cm+0.02cm=1.02cm；
②应选用游标卡尺来测量工件内径d；
③工件的截面积，工件电阻，由电阻定律得：金属的电阻率
考点：本题考查了测定金属电阻率的实验
41．6m/s 0.09W
【解析】
试题分析：在线框开始进入磁场直到ab边刚出磁场过程中，
由能量守恒定律可得：
解得v=6m/s；
此时感应电动势E=BLv，感应电流:
电流的瞬时功率：。
考点：导体切割磁感线产生的感应电动势、闭合电路的欧姆定律、电磁感应中的能量转化。
42．1:16 1:4
【解析】
试题分析：根据变压器原副线圈电流与匝数成反比得：
电阻消耗的功率P=I2R，所以两电阻消耗的电功率之比PA：PB=1：16
电阻两端的电压U=IR，所以两电阻两端的电压之比UA：UB=1：4
故答案为：1：16 1：4
考点：变压器的构造和原理。
43．（1）200 V ； （2）127 V
【解析】
试题分析：（1）交流发电机产生电动势的最大值Em=nBSω
而 Фm=BS ，，所以，
由Ф-t图线可知：Фm=2.0×10 -2Wb，T=6.28×10 -2s
所以Em =200V
（2）电动势的有效值
由闭合电路的欧姆定律，电路中电流的有效值为
交流电压表的示数为U= I R=90V=127 V
考点：交流电的产生及变化规律；闭合电路的欧姆定律.
44．（1）314V （2） （3）220 V
【解析】
试题分析：（1）根据角速度与转速的关系得：，感应电动势的最大值为：；
（2）在图示位置，线圈所处位置为中性面，导线切割磁感线的有效速度最小，瞬时电压也最小，故此交变电流电动势的瞬时值表达式为；
（3）电动势的有效值：，由闭合电路的欧姆定律：，根据部分闭合电路的欧姆定律：。
考点：本题考查正弦交流电的产生、交流电的瞬时值、峰值、有效值以及它们的关系、闭合电路欧姆定律。
45．（1）40V；2A （2）80W （3）0.04C
【解析】
试题分析：（1）感应电动势最大值，有效值：，
U=IR=40V
（2）电阻R上所消耗的电功率P=IU=80W
（3）通过R上的电量
考点：交流电的产生；交流电的有效值；电功率.
46．（1）U=200V （2）P2=10W （3）I3=0.25A
【解析】
试题分析：（1）由图乙可知，副线圈上的电流最大值为A，故副线圈上的电压最大值为U2max=20V，
由变压器原、副线圈的电压关系可得，原线圈的电压最大值为U1max=10×20V=200V，
有效值为200V。
（2）电阻R2的两端电压为U2==20V，电功率P2==10W；
（3）因为电阻R1的电功率为P1==20W；故电阻R3支路上消耗的电功率为P3=35W－10W－20W=5W，故通过电容器的电流为I==0.25A。
考点：变压器的匝数与电压的关系，电功率的计算。
47．（1）（2）45V； 5A（3）33.8V
【解析】
试题分析：（1）
（2）
所以，电压表示数为 电流表示数为
（3）转过60度角所用时间为
考点：法拉第电磁感应定律；平均电动势.
48．(1) ；(2) (3) 。
【解析】
试题分析：（1）线圈转动过程中产生的最大感应电动势
(2)线圈在图示位置是平衡位置，此时感应电流为零，
而线圈中产生的最大电流为；
故交变电流的瞬时值表达式为。
（3）该过程中穿过线圈磁通量的变化量为，所用的时间
根据电磁感应定律，得平均电流为
故电阻R上通过的电荷量。
考点：电磁感应定律，交流电的最大值，电荷量。
49．（1）50 sin10πt（2）28．3伏
【解析】
试题分析：（1）线圈中产生的感应电动势的最大值表达式为：
Em=nBSω=100××0.05×10πV=50V
从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值为：e=50sin10πt（V）；
电压的有效值为，
小灯泡和线圈的串联电阻为5Ω，所以电流表示数为：
小灯泡两端的电压UL=IR=5×4=28.3V；
考点：交流电的瞬时值；有效值.
50．（1） （2） （3）；
【解析】
试题分析：(1) 由题意知： （4分）
(2) 根据题意可得： （4分）
(3) 根据欧姆定律可求：
焦耳定律得： （4分）
考点：本题考查交变电流
51．e= Em cosωt =50cos50t V 2 A和 40 V 80 W 6.0×103J 3.5×10-2c
【解析】
试题分析：（1）感应电动势最大值Em=nBSω =100×0.5×0.1×0.2×50 V=50 V
故交变电动势瞬时值的表达式为e= Em cosωt =50cos50t V
(2)感应电动势有效值 E==50 V.
电键S合上后，由闭合电路欧姆定律I=A=2.0 A，U=IR=2×20 V=40 V.
即电流表示数为 2 A，电压表示数为 40 V。
(3)电阻R上所消耗的电功率 P=IU=2×40 W=80 W.
(4)W=Q =I2(R+r) t=22×(20+5) ×60J=6.0×103J
(5)q=n△φ/(R+r)= nBS sin / (R+r) 代入数据，解得 q= 3.5×10-2c
考点：本题考查正弦式交变电流。
52．（1）1．41A；（2）19.8W。
【解析】
试题分析：(1)因为Em＝nBSω
代人数据得 Em＝400×0.25×0.05×0.04×l00 V＝20 V
所以电流的最大值Im=
代人数据得Im＝A=2A
因为是正弦交变电流，所以电流表读数即有效值I=A=1．41A
(2) 用电器上消耗的电功率P＝I2R＝×9.9W＝19.8W。
考点：电磁感应的计算，电功率的计算等。
53．０,２Blv. 水平向左
【解析】当运动到对称位置时，左边一半磁通量向外，右边一半磁通量向里，因为磁场强度相等，面积相等，所以总磁通量为零。根据右手定则可得cd边切割磁场产生的感应电流由c指向d，ab边切割磁场产生的感应电流由a指向b，所以相当于两电源串联，故线圈中的感应电动势为，根据左手定则可得ab边所受安培力方向水平向左。
54．4.5 Ω
【解析】根据P=，U=得：R=4.5 Ω.
55．Bl1l2ωsinωt
【解析】当线圈平面与磁场方向平行时,产生的感应电动势最大：
Em=Bl1vab·2，vab=·ω，ε=Emsinωt
综上可知：ε=Bl1l2ωsinωt.
56．i=6.43sin314t A 4.55 220
【解析】此电炉电阻为 Ω=48.4 Ω，所以电流瞬时值表达式为： =6.43sin314t A,与电路串联的电流表示数为I=Im/ A=4.55 A;与电炉并联的电压表示数为=220 V.2-1-c-n-j-y
57．17.3
【解析】电压表的示数为交流电压的 ( http: / / www.21cnjy.com )有效值，由此可知最大值为Um=2U=20 V.而转过30°时刻的瞬时值为u=Umcos30°=17.3 V.21*cnjy*com
58．100
【解析】Um=×71 V=100 V＞86.7 V
所以在一个周期的时间内应有两次发光.1秒钟内有50个周期，所以发光100次.
59．60
【解析】当线圈平面与磁场方向平行时，产生的电动势为最大值，Em=nBSω=nΦmω=100×0.03×2π× V=60 V,则瞬时值表达式为E=60sin20t V
所以当线圈平面与中性面夹角为时，E=60sin V=.
60．
【解析】线圈在磁场中匀速旋转时产生的感应电动势的最大值为：Em=BSω
则磁感应强度B=
因为图17-1-11中计时的起点为线圈平面与磁感线平行的位置，所以在t=T/12时刻，线圈平面与磁感线的夹角即为线圈平面经过t=T/12转过的角度，其大小为：α=ωt=.
乙
R
u
A1
A2
A3
L
C
图甲
图乙
t /×10-2s
i / A
10
-10
O Q R
P
A D
B C
O/
A
甲
电压
传感器
R0
S
R1
交流
发电机
乙
P
Q
O
a
b
c
1
2
3
n
E1
E2
E3
E
甲
A
B
+
-
乙
11
13
V
1
2
3
6
7
8
5
9
10
12
+
-
4
接多用电表
二极管
-2.0
0
2.0
3.14
6.28
9.42
Φ/ 10-2Wb
t /×10-2s
O
d
O′
R
B
a
b
c
V
（甲）
（乙）
图2
ωt
B
⊙⊙
⊙⊙
a
d
No
S
a
R
b
c
d
e
f
O
图1
图3
ωt
B
⊙⊙
a
d
ωt
⊙⊙
⊙
中性面
中性面
A
× × × ×
× × × ×
× × × ×
× × × ×
o'
o
R
L2
L1
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选修3-2第五章交变电流第一节交变电流
第I卷（选择题）
评卷人 得分
一、选择题
1．如图为某小型电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电，已知输电线的总电阻R=10Ω，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4∶1，副线圈与用电器R0组成闭合电路。若T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈两端电压，当用电器电阻R0=11Ω时www-2-1-cnjy-com
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A．通过用电器R0的电流有效值是10A
B．升压变压器的输入功率为4650W
C．发电机中的电流变化频率为100Hz
D．当用电器的电阻R0减小时，发电机的输出功率减小
2．某交流发电机线圈电阻为0.4Ω，给灯泡提供如图所示的正弦式交变电流。下列说法中正确的是
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A．交变电流的频率为0.02Hz
B．交变电流的瞬时表达式为
C．在t＝0.01s时，穿过交流发电机线圈的磁通量最大
D．发电机线圈产生的热功率为5W
3．在一阻值为R=10Ω的定值电阻中通入如图所示的交流电，则（ ）
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A．此交流电的频率为0.5Hz
B．此交流电的有效值为A
C．在0～2s内电阻产生的焦耳热为25J
D．在2～4s内通过该电阻的电荷量为1C
4．如图甲为理想变压器的示意图，其原、副 ( http: / / www.21cnjy.com )线圈的匝数比为5:1电压表和电流表均为理想交流电表，Rt为阻值随温度升高而变大的热敏电阻，R1为定值电阻。若发电机向原线圈输入如图乙所示的正弦交流电，则下列说法中正确的是
A．输入变压器原线圈的交流电压的表达式为V
B．t=0.015s时，发电机的线圈平面与磁场方向垂直
C．变压器原、副线圈中的电流之比为1:5
D．Rt温度升高时，电流表的示数变小，伏特表的读数不变。
5．如图所示，交流电流表A1、A2和A3分别与电阻R、线圈L和电容器C串联后接在同一交流电源上。交流电压的瞬时值为。三个电流表的读数分别为I1、I2和I3。现换另一电源供电，交流电压的瞬时值为，。改换电源后，三个电流表的读数变化情况是
A．I1、I2和I3都不变 B．I1、I2不变、I3变大
C．I1不变、I2变大、I3变小 D．I1不变、I2变小、I3变大
6．一个电热器接在10 V的直流电源上，消耗的功率是P；当把它接在一个正弦式交变电源上时，消耗的功率是，则该交变电压的峰值是
A．5 V B．12 V C．7.1 V D．10 V
7．我国家庭照明电路的电压随时间变化的规律为u＝311sin100πt(V)。下列说法中正确的是
A．标有“输入电压100V~240V、50Hz”旅行充电器接在该交流电上可以正常工作
B．标有“输入电压100V~240V、100Hz”旅行充电器接在该交流电上可以正常工作
C．该交流电只能给标有311V的用电器供电
D．该交流电给用某电器供电与用311V的稳恒直流电给该用电器供电，效果相同
8．在物理学的发展过程中，许多物理学家都做 ( http: / / www.21cnjy.com )出了重要的贡献，他们也创造出了许多物理学研究方法，下列关于物理学研究方法的叙述中正确的是（ ）
A．质点、速度、点电荷等都是理想化模型
B．物理学中所有物理量都是采用比值法定义的
C．牛顿开创了实验研究和逻辑推理相结合探索物理规律的科学方法
D．重心、合力和交变电流的有效值等概念的建立都体现了等效替代的思想
9．理想变压器原、副线圈的匝数比为4：1,原线圈接在u=sin100πt V的交流电源上,副线圈所接的负载电阻是11Ω,则副线圈中电流大小是（ ）
A．5A B．11A C．20A D．55A
10．如下图所示，属于交流电的是（ ）
11．如图是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定( )
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A. 最大值是311V B. 周期是0.01S
C.有效值是311V D.表达式为U=220sin100πt（V）
12．关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流,下列说法中正确的是（ ）
A．线圈每经过中性面一次,感应电流方向改变一次，感应电动势方向不变
B．线圈平面每经过中性面一次,感应电流和感应电动势方向都要改变一次
C．线圈每转动一周,感应电流方向就改变一次
D．线圈转动一周,感应电流和感应电动势方向都只改变一次
13．如图所示，水平向右、磁感应强度为B的匀强磁场中，一边长为L的正方形单匝线圈abcd绕水平中以轴OO’沿逆时针方向以角速度匀速转动，OO’与磁场方向垂直。线圈的两端与磁场外的电阻相连组成闭合电路，则
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A.线圈平面垂直于磁场方向时，穿过线圈平面的磁通量最小
B.线圈平面垂直于磁场方向时，线圈中的感应电流最大
C.线圈中的感应动势的峰值为BL2
D.线圈中交变电流的频率是
14．如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=11：5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压，副线圈接入电阻的阻值，则
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A．通过电阻的电流是22A
B．交流电的频率是l00Hz
C．与电阻并联的电压表的示数是100V
D．变压器的输入功率是484W
15．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图乙所示，产生的交变电动势随时间变化规律的图象如图甲所示，已知发电机线圈内阻为1.0，外接一只电阻为9.0的灯泡，则【版权所有：21教育】
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A．电压表V的示数为20V
B．电路中的电流方向每秒改变5次
C．灯泡实际消耗的功率为36W
D．电动势随时间变化的瞬时值表达式为
16．如图为小型交流发电机的示意图，线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO’沿逆时针方向匀速转动，转速为50 r／s，线圈的电阻为，电阻，降压变压器原副线圈匝数比为10：1，电压表的示数为10 V，如果从图示位置开始计时，下列说法中正确的是 ( http: / / www.21cnjy.com )
A．变压器原线圈两端的电压为100V
B．电阻R的功率为10W
C．电动势的有效值为110V
D．电动势瞬时值表达式为
17．图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极 ( http: / / www.21cnjy.com )N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，图中电流表为交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO/ 沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是（ ）
A．线圈转动的角速度为50π rad/s
B．电流表的示数为10 A
C．0.01 s时线圈平面与磁场方向垂直
D．0.02 s时电阻R中电流的方向自左向右
18．如图甲所示，矩形金属 ( http: / / www.21cnjy.com )线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，输出交流电的电动势图象如图乙所示，经原副线圈的匝数比为1:10的理想变压器给一个灯泡供电如图丙所示，副线圈电路中灯泡额定功率为22W．现闭合开关，灯泡正常发光。则（ ）
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A．t=0.01s时刻穿过线框回路的磁通量为零
B．交流发电机的转速为100r／s
C．变压器原线圈中电流表示数为1A
D.灯泡的额定电压为220V
19．小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可 ( http: / / www.21cnjy.com )简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO′，线圈绕OO′匀速转动，如图所示。矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压
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A．峰值是e0 B．峰值是2e0 C．有效值是 D．有效值是
20．一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t＝T时，线圈中感应电动势的瞬时值为2 V，则此交流电的有效值为（ ）
A．2 V B．2 V C． V D． V
评卷人 得分
二、多选题
21．如图所示，图甲、图乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示的电压按正弦规律变化，下列说法正确的是21世纪教育网版权所有
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A．图甲表示交流电，图乙表示直流电
B．图甲电压的有效值为220V，图乙电压的有效值小于220V
C．图乙电压的瞬时值表达式为
D．图甲电压经过匝数比为10:1的变压器变压后，频率变为原来的0.1倍
22．在匀强磁场中，一矩形金属线框 ( http: / / www.21cnjy.com )绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，如图甲所示。产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示。则下列说法正确的是（ ）
A．t=0.01s时穿过线框的磁通量最小
B．该交变电动势的有效值为
C．该交变电动势的瞬时值表达式为
D．电动势瞬时值为22V时，线圈平面与中性面的夹角为45°
第II卷（非选择题）
评卷人 得分
三、填空题
23．如图所示，在B=0.5 T的 ( http: / / www.21cnjy.com )匀强磁场中，有一个n=100匝的矩形线圈，边长L1=0.1 m，L2=0.2 m，线圈从图中位置开始绕中心轴OO′以角速度ω=100πrad/s逆时针方向匀速转动，则线圈中产生的感应电动势的最大值为 ，有效值为 ，当线圈转过1/4周过程中感应电动势的平均值为 ，线圈转过30°时感应电动势的瞬时值
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24．有一正弦交流电，它的电压随时间变化的情 ( http: / / www.21cnjy.com )况如图所示，则电压的峰值为________V；有效值为________V；交流电的；频率为________Hz.21教育网
25．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图象如图所示，则
(1） 该交流电的频率为________Hz；
(2） 该交流电电动势的有效值为________V.
26．一台发电机产生的电动 ( http: / / www.21cnjy.com )势的瞬时值表达式为：e = 311sin314t V，则此发电机产生的电动势的最大值为_______V，有效值为_______V，发电机转子的转速为_______转/秒。
27．如图是某正弦式电流的图象，则此正弦式电流的周期为_______s，电流的峰值为_______A.
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28．一台发电机产生的电动势的瞬时值表达式为:V，则此发电机产生的电动势的有效值为_______V，产生的交流电的频率为______Hz．
29．下图是交流发电机的 ( http: / / www.21cnjy.com )示意图。为了清楚，老师只画出了一匝线圈（实际共有N匝）。线圈AB边（长l1）连在金属环K上，CD边（长也为l1）连在滑环L上；导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。假定线圈沿逆时针方向以角速度ω0匀速转动，如图甲至丁。（左边为N极，右边为S极;外面是K环,里面是L环）
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那么：(1）线圈转到上述图示的 位置时，线圈中电流最大；
（2）线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流的方向 ；
（3）当AD边和BC边长均为l2，磁场 ( http: / / www.21cnjy.com )可视为磁感应强度B的匀强磁场，整个电路总电阻设为R，以丙图位置计时t=0，则线圈中电流随时间变化的规律为i= .
30．交流发电机产生的感应电动势为e= ( http: / / www.21cnjy.com )εm sinωt，若发电机的转速增加到原来的两倍，则这时交流发电机线圈转动的角速度为________，感应电动势的最大值为________。
31．如图所示，一交流发电机线圈共 ( http: / / www.21cnjy.com )50匝，ab=0.1m，bd=0.2m，总电阻为10Ω，在B=0.5T的匀强磁场中从磁通量最大位置开始以100r/s的转速匀速转动，外电路中接有R为40Ω的电阻，当线圈转过1/4周期时，电流表的读数为 ；电压表读数为 ；这段时间内通过外电阻R的电荷量为 。2·1·c·n·j·y
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32．如图所示，线圈的面积是0．05m2，共100匝；线圈的电阻r＝1Ω，外接电阻R＝24Ω。匀强磁场的磁感应强度为T，当线圈以10π/s的角速度匀速转动时，若从线圈平面与磁感线平行时开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为e=_____________(v)，电路中电流表的示数为_________ A。
33．在光电效应实验中，与某金属的截止频 ( http: / / www.21cnjy.com )率相对应的波长为λ0，该金属的逸出功为 。若用波长为λ（λ＜λ0）的单色光做该实验，则其遏止电压为 。已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h。
34．如图所示是一定质量的理想气体沿 ( http: / / www.21cnjy.com )直线ABC发生状态变化的p-V图像。已知A→B过程中，理想气体内能变化量为25J，吸收的热量为50J，则该过程气体对外界做功为 J，A→C过程气体吸收热量为 J。
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35．(8分)为测量交流发电机的感应电动势及等效内阻，设计了如图甲所示的实验装置图，R0为定值电阻，R1为电阻箱。实验时交流发电机以恒定转率转动，多次改变R1的阻值，用电压传感器测得R1上的电压U1，通过数据采集器，在计算机上显示出如图乙所示的~关系图象。21·世纪*教育网
(1)电阻R0的作用是 ；
(2)图线与纵轴的交点P纵坐标的物理意义是 ；
(3)图线与横轴的交点Q横坐标绝对值的物理意义是 ；
(4)转速提高至原来的2倍时，图线与纵轴的交点P将沿纵轴 （选填“上”或“下”）
移。
36．如图所示，两带电平行板A、B间的 ( http: / / www.21cnjy.com )电场为匀强电场，场强为E，两板相距d，板长L。一带电量为q、质量为m的粒子沿平行于板方向从两板的正中间射入电场后向着B板偏转，不计带电粒子所受重力，则
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⑴粒子带_______电荷（填“正”或“负”）
⑵要使粒子能飞出电场，粒子飞入 ( http: / / www.21cnjy.com )电场时的速度v0至少为_______，此过程中粒子在电场中运动时间为_______，电势能的变化量为_______（用已知量表示）
37．用如图所示装置可以研究影响平行板电容器电容的因素。设两极板正对面积为S，两极板间的距离为d，板间电介质的介电常数为ε，静电计指针偏角为θ.实验中，极板所带电荷量不变。 ( http: / / www.21cnjy.com )
①若保持d、ε不变，减小S，则θ （填变大、变小、或不变，下同）
②若保持S、ε不变，增大d ，则θ
③若保持d、S不变，在板间插入介电常数ε更大的电介质，则θ
38．如图所示是某原子的三个能级，其能量分别为E1、E2和E3。a、b、c 为原子跃迁所发出的三种波长的光，已知a、b的波长分别为和，普朗克常量为h，真空中光速为c。则c 的波长为 ，能量差 。 21*cnjy*com
39．小明测量二极管在不同正向电压（最大正向电压为1.25 V）时的电阻。他选择的器材有：0–10的滑动变阻器；量程为3Ｖ、内阻约为3 kΩ的电压表；电动势为1.5Ｖ的电源；一只多用电表。
（1）他先将多用电表选择开关旋至“×1 ( http: / / www.21cnjy.com )0”挡，调节好多用电表，将二极管两极与表笔相接，多用电表的示数如图甲所示时，则二极管的正极与多用电表的 (选填图甲中“A”或“B”)相接。
（2）他再将多用电表的选择开关旋至“10mA”挡（内阻约为5 Ω），将其接入图乙所示电路。
① 多用电表B插孔应与图乙中的 (选填“7”或“8”) 连接。
② 闭合开关，电压表指针指在约1.25 V ( http: / / www.21cnjy.com )处，电流表指针指在约5.00mA处，接着左右移动滑片，两表指针几乎不动。由此可以推断：电路中 (选填图中表示接线柱的数字) 之间出现了 (选填“短路”或“断路”)故障。
U（V） 1.13 1.19 1.21 1.23 1.25
I（mA） 0.06 0.50 1.00 2.00 5.00
R（） 18833.3 2380.0 1210.0 615.0
③排除故障后，闭合开关，移动滑片，将电压表和电流表示数记录在右表中，并算出对应的电阻。电压为1.25V时，二极管的电阻为 。21·cn·jy·com
④ 为了更准确地测出不同电压下二极管的电阻，在不更换实验器材的条件下，对实验电路提出改进建议： 。【来源：21·世纪·教育·网】
40．如图（a）所示的金属工件，截面外方内圆，外边长a约为1cm、内径d约为0.5cm、长度L约为40cm。【来源：21cnj*y.co*m】
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①某同学用游标卡尺测出截面外边长如图（b）所示，其读数a= cm。
②应选用 来测量工件内径d。（选填“毫米刻度尺”、“游标卡尺”、“螺旋测微器”）
③为了测出该金属的电阻率，该 ( http: / / www.21cnjy.com )同学设计了如图（c）所示的电路。实验测得工件两端电压为U，通过的电流为I，写出该金属电阻率的表达式ρ= 。（用a、d、L、U、I等字母表示）
41．如图所示，在光滑绝缘水平面上，一边长为10cm、电阻为1Ω、质量为0.1kg的正方形金属线框abcd以m/s的速度向一有界磁场滑去，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度大小为0.5T，当线框全部进入磁场时，线框中已放出了1.8J的热量。则当线框ab边刚出磁场的瞬间，线框速度大小为 m/s；线框中电流的瞬时功率为 W。
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42．如图所示，理想变压器原副线圈匝数 ( http: / / www.21cnjy.com )比为n1:n 2=4:1，原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等，a、b端加一定交变电压后，两电阻的电功率之比PA:PB=_______，两电阻两端电压之比UA:UB=________。
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评卷人 得分
四、计算题
43．图（甲）为小型旋转电枢式交流发电 ( http: / / www.21cnjy.com )机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n=100、电阻r=10Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R =90Ω，与R并联的交流电压表为理想电表。 在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Ф随时间t按图（乙）所示正弦规律变化。 求：
（1）交流发电机产生的电动势的最大值；
（2）电路中交流电压表的示数。
44．如图所示,一交流发电机的线圈在匀强 ( http: / / www.21cnjy.com )磁场中匀速转动，线圈匝数N=100，线圈电阻r=3 Ω，ab=cd=0.5 m，bc=ad=0.4 m，磁感应强度B=0.5 T，电阻R=311 Ω，当线圈以n=300 r/min的转速匀速转动时，求:
(1)感应电动势的最大值；
(2)t=0时线圈在图示位置，写出此交变电流电动势瞬时值表达式；
(3)此电压表的示数是多少
45．如图所示为交流发电机示意图，匝数n=100匝的矩形线圈，边长分别为10cm和20cm，内阻为5Ω，在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕OO′ 轴以50rad/s的角速度匀速转动，线圈和外部20Ω的电阻R相连接，已知线圈绕OO′ 轴转动时产生的电动势最大值，求：
（1）电压表和电流表示数？
（2）电阻R上所消耗的电功率是多少？
（3）由图示位置转过90°的过程中，通过R的电量是多少？
46．（9分）如下图甲所示，理想变压器原线圈 ( http: / / www.21cnjy.com )通有正弦式交变电流，副线圈接有3个电阻和一个电容器。已知R1=R3=20Ω，R2=40Ω，原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈的输入功率为P=35W，已知通过R1的正弦交流电如下图乙所示。求：
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（1）原线圈输入电压；
（2）电阻R2的电功率；
（3）电容器C流过的电流。
47．（12分）如图所示，线圈的面积是0.05 m2，共100匝，线圈电阻为r = 1 Ω，外接电阻R = 9 Ω，匀强磁场的磁感应强度B =T，当线圈以300 r/min的转速匀速旋转时，求：
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（1）若从中性面开始计时，写出线圈磁通量变化率的瞬时表达式．
（2）电路中电压表和电流表的示数各是多少？
（3）由图示位置转过60°角的过程产生的平均感应电动势为多少？
48．下图是交流发电机模型示意图。在 ( http: / / www.21cnjy.com )磁感应强度为B的匀强磁场中，矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的OO’轴转动，线圈在转动中保持和外电路电阻R形成闭合电路。已知ab长度为L1，bc长度为L2，线圈电阻为r，线圈以恒定角速度ω逆时针转动。（只考虑单匝线圈，不计其他电阻）
求：（1）线圈转动过程中产生的最大感应电动势Em；
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（2）若线圈经过图示位置时开始计时，写出交变电流的瞬时值表达式；
（3）线圈从图示位置转过90°的过程中电阻R上通过的电荷量；
49．如图所示，线框abcd的面积为0 ( http: / / www.21cnjy.com ).05m2,共100匝，线框电阻为1Ω，外接一个电阻为4Ω小灯泡，匀强磁场的磁感应强度B=1/π（特斯拉）,当线框以300r/min的转速匀速转动时，
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（1）若从线框处于中性面开始计时，写出感应电动势的瞬时值表达式；
（2）小灯泡两端电压；
50．（12分） 图1是交流发电机模型示意图。在磁感应强度为的匀强磁场中，有一矩形线图可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴转动，由线圈引出的导线和分别与两个跟线圈一起绕转动的金属圈环相连接，金属圈环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电阻形成闭合电路。图2是线圈的正视图，导线和分别用它们的横截面来表示。已知长度为, 长度为,线圈以恒定角速度逆时针转动。（共N匝线圈）
(1)线圈平面处于中性面位置时开始计时，推导t时刻整个线圈中的感应电动势 表达式；
(2)线圈平面处于与中性面成夹角位置时开始计时，如图3所示，写出t时刻整个线圈中的感应电动势的表达式；
(3)若线圈电阻为r，求电阻R两端测得的电压，线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热。（其它电阻均不计）
51．如图所示为交流发电机示意图，匝数为n=100匝的矩形线圈，边长分别为 10 cm和20 cm，内阻为 5Ω，在磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场中绕OO′轴以50 rad/s的角速度匀速转动，转动开始时线圈平面与磁场方向平行，线圈通过电刷和外部 20Ω的电阻R相接。求电键S合上后，
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（1）写出线圈内产生的交变电动势瞬时值的表达式
（2）电压表和电流表示数；
（3）电阻R上所消耗的电功率是多少？
（4）如保持转子匀速转动，外力每分钟需要对转子所做的功；
（5）从计时开始，线圈转过的过程中，通过外电阻R的电量；
52．（8分）如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕OO' 轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直．已知线圈匝数n=400，电阻r＝0.1Ω，长=0.05m，宽=0.04m，ω＝l00 rad／s，磁场的磁感应强度B＝0．25T.线圈两端外接电阻R=9．9Ω的用电器和一个交流电流表(内阻不计)，
求：(1) 电流表A的读数．(2) 用电器上消耗的电功率．
评卷人 得分
五、实验题
53．如图所示，空间存在两个磁场，磁感应 ( http: / / www.21cnjy.com )强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO′为其对称轴．一导线折成边长为l的正方形闭合线圈 abcd，线圈在纸面内以恒定速度v0向右运动，当运动到关于OO′对称的位置时，穿过线圈的磁通量为
；线圈中感应电动势大小为 ；ab边所受安培力方向 。
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54．一个交流电压的瞬时值表达式为 ( http: / / www.21cnjy.com )u=15sin100πt V，将该交流电加在一电阻上时，产生的电功率为25 W，那么这个电阻的阻值为___________Ω.www.21-cn-jy.com
55．如图所示,一个矩形线圈abcd ( http: / / www.21cnjy.com ),已知ab为l1,ad为l2,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω(从图中位置开始)匀速转动.则线圈中感应电动势的大小为____________.【出处：21教育名师】
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56．若将一个标有“220 V 1 000 W”的电炉接入u=311sin314t V的交流电路中，则通过电炉的电流强度的瞬时值表达式为_________；与电路串联的电流表的示数为_________A，与电炉并联的电压表的示数为_________V.
57．交流发电机的转子由B∥ ( http: / / www.21cnjy.com )S的位置开始匀速转动，与它并联的电压表的示数为14.1 V，那么当线圈转过30°?时交流电压的瞬时值为_________V.?
58．测电笔上的氖管，当两 ( http: / / www.21cnjy.com )端电压达到86.7 V时即开始发光，低于该电压则熄灭.把氖管接在电压为71 V、50 Hz的正弦交流电上，每秒闪光__________次.
59．矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴转动，线圈共100匝，转速为10/π r/s，在转动过程中，穿过线圈的磁通量最大值为0.03 Wb，则线圈平面与磁场方向平行时，感应电动势为_________V，当线圈平面与中性面夹角为时，感应电动势为__________V.
60．如图17-1-10所示，一个面积为S ( http: / / www.21cnjy.com )（S=L1·L2）的矩形线圈在匀强磁场中以某一边为轴做匀速转动，磁场的方向与轴垂直，线圈中感应电动势e与时间t的关系如图17-1-11所示.则匀强磁场的磁感应强度B=______________，在t=T/12时刻，线圈平面与磁感线的夹角等于_______________.
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图17-1-10 图17-1-11
参考答案
1．B
【解析】
试题分析：A、降压变压器副线圈两端交变电压，知副线圈电压有效值220V，阻值R0=11Ω，通过R0电流的有效值是，故A错误；B、降压变压器T2的原副线圈匝数之比为4：1，降压变压器原线圈的电流为，输电线上损失的电功率为，输出功率，由升压变压器输出功率等于导线上消耗的功率和用电器上消耗的功率；可得升压变压器输入功率，故B正确；C、变压器不改变交变电流的频率和周期，交流电的角速度为，频率，故C错误；D、和均不变，由可知，当R0减小时（相当于用电高峰期）输电电流增大，由可知输出功率增大，故D错误；故选B．
考点：本题考查远距离输电、变压器的构造和原理、变压器的动态分析．
2．D
【解析】
试题分析：A、由图象可读得，交流电的周期为，所以交流电的频率为，所以A错误；B、交变电流的瞬时表达式为，所以B错误；C、在t=0.01s时，感应电流最大，此时穿过交流发电机线圈的磁通量的变化率最大，而穿过交流发电机线圈的磁通量最小，所以C错误；D、交流电的有效值为，发电机的发热功率为，所以D正确．故选D．
考点：本题考查正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率；电功、电功率．
3．ABD
【解析】
试题分析：交流电的周期为2s，则交流电的频率为0.5Hz，选项A正确；设交流电的有效值为I，由，解得I=A，选项B正确；在0～2s内电阻产生的焦耳热为：，选项C错误；在2～4s内通过该电阻的电荷量为，即在2～4s内通过该电阻的电荷量为1C，选项D正确； 故选ABD.
考点：交流电的有效值；电功和电量计算.
4．CD
【解析】
试题分析：由于交流电的周期为0.02s，故角 ( http: / / www.21cnjy.com )速度为100π，而表达式中的角速度显示为50π，故选项A错误；当t=0.015s时，sin100π×0.015=sin1.5π=1，故此时的电动势最大，即发电机的线圈平面与磁场方向平行，选项B错误；因为变压器原、副线圈的匝数比为5:1，故变压器原、副线圈中的电流之比为1:5，选项C正确；当Rt温度升高时，由于变压器的副线圈的电压不变，故电流表的示数变小，原线圈的电压也是不变的，故伏特表的读数不变，选项D正确。
考点：变压器，交流电的表达式。
5．D
【解析】
试题分析：交流电的角频率ω变大，则频率f变大 ( http: / / www.21cnjy.com )，交流电的有效值不变；电阻R的阻值与交流电的频率无关，故I1不变；交流电频率变大，则线圈的阻抗变大，则I2变小；交流电频率变大，则电容器的容抗减小，则I3变大；选项D正确.
考点：感抗；容抗.
6．C
【解析】
试题分析：一个电热器接在10V的直流电源上，消耗的功率是P，有：
当把它接到一正弦波形交流电源上时，设最大值为Um，则：
求得Um=7.07V
故选：A．
考点：正弦交流电的有效值、最大值、周期和频率。
7．A
【解析】
试题分析：由可知，该交流电的最大值为311V，有效值为，，所以，频率为50Hz，故选项A正确，选项B错误；该交流电给用某电器供电与用220V的稳恒直流电给该用电器供电，效果相同，故选项D错误。所以本题正确选项为A。
8．D
【解析】
试题分析：速度不是理想化模型，A错误；并不是所有的物理公式都是用比值定义法定义的，如场强，电容都不是比值定义的，故B错误；伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索物理规律的科学方法，C错误；重心、合力和交变电流的有效值的概念都是根据效果定义的，D正确。
考点：物理学史。
9．A
【解析】
试题分析：原线圈电压有效值为，则变压器次级电压,则副线圈电流：，选项A正确.
考点：变压器；交流电的有效值.
10．C
【解析】
试题分析：方向随时间做周期性变化的电流是交流电，因ABD中电流的方向不变，故不是交流电，C的方向随时间不断变化，故C是交流电，故选C.
考点：交流电
11．A
【解析】
试题分析：由图可知，交流电的最大值是311V，有效值为；周期为0.02s；表达式为U=311sin100πt（V）；故选A。
考点：交流电的最大值、有效值和瞬时值.
12．B
【解析】
试题分析：线圈每经过中性面一 ( http: / / www.21cnjy.com )次，感应电动势和电流方向都改变一次，选项A错误，B正确；线圈转动一周，感应电流和感应电动势方向都改变两次，选项CD错误；故选B.
考点：交流电的产生及变化规律.
13．D
【解析】
试题分析：线圈平面垂直于磁场方向时，穿过线圈平面的磁通量最大，此时的感应电动势为零，感应电流为零，选项AB错误；线圈中的感应动势的峰值为，选项C错误；线圈中交变电流的频率是f=
，选项D正确；故选D.
考点：交流电的产生及变化规律.
14．C
【解析】
试题分析：变压器次级电压，故电压表的读数为100V，通过电阻的电流是，故选项A错误，C正确；交流电的频率是，选项B错误；变压器输出功率为，故变压器的输入功率是100W，选项D错误；故选C.21教育名师原创作品
考点：交流电；变压器.
15．C
【解析】
试题分析：根据甲图可知，交变电流的周期T=0.2s，频率f=5Hz，所以电路中的电流方向每秒改变10次，B错误；电动势随时间变化的瞬时值表达式为，D错误；由甲图知，最大感应电动势为=V，则电动势的有效值为E==20V，I===2A，电压表的示数为灯泡两端电压U=IR=，A错误；灯泡的实际功率为P=36W，C正确。21cnjy.com
考点：本题主要考查了闭合电路欧姆定律和交变电流的相关知识。
16．AD
【解析】
试题分析：变压器原线圈两端的电压为，选项A正确； 变压器次级电流，初级电流：，R的功率为：，选项B错误；电动势的有效值为，选项C错误；交流电的角频率，最大值为V，故电动势瞬时值表达式为，选项D正确；故选AD.
考点：交流电的产生；变压器.
17．D
【解析】
试题分析：线圈转动的周期为T=2×10-2s，故角速度，选项A错误；电流表的示数等于交流电的有效值，大小为，选项B错误；0.01 s时线圈中感应电流最大，此时线圈平面与磁场方向平行，选项C错误；0.02 s时线圈处于图示位置，根据右手定制可知，电阻R中电流的方向自左向右，选项D正确；故选D.
考点：交流电的产生及变化规律.
18．C
【解析】
试题分析：A、由图乙可知，在t=0.01s时感应电动势为零，则此时线圈处于中性面，穿过线框回路的磁通量最大，故A错误。B、由图乙可知，交流电的周期为0.02s，则转速为：，故B错误。C、原线圈输入电压为有效值为22V，由变压器的功率关系，求得I1=1A；故C正确。D、灯泡正常发光，故额定电压为220V，故D错误；故选C.
考点：本题考查变压器的原理、交变电流的四个值。
19．D
【解析】由题意可知，线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，因此对单匝矩形线圈总电动势最大值为2e0，又因为发电机线圈共N匝，所以发电机线圈中总电动势最大值为2Ne0，根据闭合电路欧姆定律可知，在不计线圈内阻时，输出电压等于感应电动势的大小，即其峰值为2Ne0，故选项A、B错误；又由题意可知，若从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的感应电流为正弦式交变电流，由其有效值与峰值的关系可知，U＝，即U＝，故选项C错误；选项D正确。
【考点定位】对正弦式交变电流的产生原理的理解，以及其四值运算、闭合电路欧姆定律的应用。
【名师点睛】熟知并理解教材中正弦式交变电流的产生原理，能自己熟练推导该交变电流的瞬时值表达式。
【方法技巧】（1）高三复习要能不忘回归教材，千万不能“舍本求源”，一味做、复习课本以外的内容。
（2）根据题图分析对ab边、cd ( http: / / www.21cnjy.com )边而言，它们产生的感应电动势方向虽然相反，但对单匝线圈，ab边和cd边产生的感应电动势方向相同，又因为有N匝线圈，因此总感应电动势峰值应累加，另外要能熟记有效值的计算方法。
【规律总结】对正弦式交变电流，峰值为其有效值的倍，另在进行四值运算时，要注意量与量之间、四值之间的对应。
20．A
【解析】
试题分析：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，从中性面开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式为e=Emsinωt=Emsint．当时瞬时值e=2V，代入解得 Em=4V；电动势有效值．故选A。
考点：交流电的产生及变化规律.
21．B
【解析】
试题分析：图甲和图乙都表示交流电，选项A错误；图甲电压的有效值为；图乙电压的有效值，小于220V，选项B正确；图乙不是正弦式交流电，所以表达式不是正弦函数，故C错误；理想变压器变压后，频率不发生变化，故D错误．故选：B.
考点：交流电；有效值；变压器.
22．CD
【解析】
试题分析：由图可知，此交流电的T=0.02s,,且t=0时刻，线圈在中性面位置，t=0.01s时穿过线框的磁通量最大，A错误；交变电动势的瞬时值表达式为，C正确；交变电动势的有效值为22V,B错误；当e=22V时，,即线圈平面与中性面的夹角为45°，D正确；故选CD。
考点：交流电的产生和描述、交流电图象。
23．100πV πV 200V πV
【解析】
试题分析：根据感应电动势的最大值公式，匝数n=100，线圈的面积为S=L1L2，角速度ω=100πrad/s，代入公式得感应电动势V。矩形线圈产生的是正弦式交流电，有效值与最大值的关系是，代入数值计算可得V。当线圈转过1/4周转过，所用的时间，磁通量变化量为Wb，根据法拉第电磁感应定律感应电动势的平均值为V。线圈是从垂直于中性面位置开始计时的，感应电动势的瞬时表达式为，题意中线圈转过30°可以得出，代入瞬时表达式计算得V。
考点：本题考查了法拉第电磁感应定律和交变电流的四值
24．10v ；V或7.07v；2.5Hz
【解析】
试题分析：由图可知，该交流电的电压最大值为：，所以有效值为：，周期为0.4s，所以有：
考点：正弦式电流的图象和三角函数表达式；正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率
25． 50；220
【解析】
试题分析: 由图可知，频率为：f=1/T=50Hz，有效值为：。
考点：交流电
26．311，220，100
【解析】
试题分析：电动势的瞬时值表达式为：e = 311sin314t V，可知电动势的最大值为311V，根据U＝可得有效值为220V，电动势的瞬时值表达式为：e = 311sin314t V，可知ω=314 rad/s,根据ω＝2πn可得转速为100转/秒。
考点：描述交变电流物理量之间的关系
27．0.02；0.5
【解析】
试题分析：从图中可得该交流电的周期为，该交流电的最大值，即峰值为
考点：考查了对交流电图像的理解
28．220V 50 HZ
【解析】
试题分析：由知，产生电动势的最大值为311V，ω=314rad/s,有效值U=，ω=314rad/s=2πf,得f=50Hz
考点：本题考查交变电流的表达式。
【答案】(1) 乙和丁 （3分） ( http: / / www.21cnjy.com );(2) A→B （3分） (3) i＝（+/-)(NBl1l2ω0/R)sinω0t （4分）
【解析】
试题分析：(1)当磁通量为零时电流最大 ( http: / / www.21cnjy.com )（2）由楞次定律可判断电流方向（3）峰值为NBSw,瞬时值为i＝Imsinω0t= (NBl1l2ω0/R)sinω0t
考点：考查交变电流的形成
点评：本题难度较小，熟记中性面的概念，电流方向在中性面时发生变化，掌握峰值、瞬时值、有效值和平均值的计算是关键
30．2ω，2εm
【解析】
试题分析：根据交流电的表达式的推导，即，所以当转速增加到原来2倍，即可知，转速变大到原来2倍，同时交流电最大值变为原来的2倍
考点：交流电的表达式推导
点评：本题考查了交流电的表达式的推导和理解，通过公式很容易解决本题。
31．；0.01
【解析】
试题分析：根据公式可得过程中产生的最大电动势为：，路程电压为，即电压表的示数为，电流表的示数为,
考点：考查了法拉第电磁感应定律的应用
点评：做本题的关键是知道电表显示的是有效值；
32．50 ， 50COS10 ， 1．41
【解析】
试题分析：由感应电动势峰值公式可知电动势最大值为50V，线圈平面与磁感线平行时开始计时，由电动势瞬时值表达式可知电动势瞬时值为50COS10，电流表测量的是有效值
考点：考查交变电流的形成
点评：难度较小，当线圈与磁场方向平行时感应电动势最大为NBSw，明确开始转动的位移，确定是正弦还是余弦图像
33．，
【解析】
试题分析：根据公式可得该金属的逸出功为，根据公式，可得
考点：考查了光电效应方程
34．25；50。
【解析】
试题分析：在A→B的过程中，压强减 ( http: / / www.21cnjy.com )小，体积增大，故气体对外做功，温度降低，内能减少，由于内能减少量为25J，吸收的热量为50J，则该过程气体对外界做功为W=△U－Q=25J－50J=－25J，则该过程气体对外界做功为25J；对于A、C状态而言，它们的压强与体积的乘积相等，说明二个的温度相等，内能相等，而A到B与B到C的体积变化量相等，故对外做功也相等，因为AB过程中气体对外做功25J，则AC过程中气体对外做功50J，由热力学第一定律可知，内能不变，故气体应该吸收50J的热量。
考点：热力学第一定律。
35．（1）保护作用；（2）电动势的倒数；（3）等效电阻与保护电阻之和的倒数；（4）下。
【解析】
试题分析：（1）电阻R0串联在电路中，起到保护电路的作用，当电阻箱R1的阻值调到0时，电淅不会被短路；（2）P点是当1/R1为0时的电压的倒数大小，而在电路中，当1/R1为0时，即R1为无穷大时，相当于R1处断开，则电压传感器的大小就等于电源电动势的大小，即U1=E，所以P纵坐标的物理意义是电动势的倒数；（3）图像与横坐标的交点时，纵坐标为0，即电压表的示数为无穷大，由公式E=U+（R0+r）得，，故R1=－（R0+r），所以，即横坐标为等效电阻与保护电阻之和的倒数；（4）当转速提高为原来的2倍时，电源电动势将增大，故电动势的倒数将变小，故P点将向下运动。
考点：测量交流发电机的感应电动势及等效内阻。
36．（1）正（2）、、
【解析】
试题分析：（1）平行板间的电场为匀强电场，方向竖直向下，而粒子向着B板偏转，说明粒子受到的电场力方向与电场方向相同，故粒子带正电
（2）粒子在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动，所以，，
在水平方向上做匀速直线运动，所以有，故有，解得，
电势能的变化量为：；
考点：考查了带电粒子在匀强电场中的偏转
37．①变大 ②变大 ③变小
【解析】
试题分析：①若保持d、ε不变，减小S，根据，则C减小，根据Q=CU可知，Q不变，则U变大，则θ变大；②若保持S、ε不变，增大d，根据，则C减小，根据Q=CU可知，Q不变，则U变大，则θ变大；③若保持d、S不变，在板间插入介电常数ε更大的电介质，根据，则C变大，根据Q=CU可知，Q不变，则U变小，则θ变小；
考点：电容器的电容；
38．；
【解析】
试题分析：因可得：；由玻尔理论可知，
考点：玻尔理论.
39．（1）B ；（2）①8 ；②5—11；断路 ；③250 ；④将9、12间导线改接为9、6之间。
【解析】
试题分析：（1）因欧姆表的“-”极内部接电源的正极，故要测二极管的正向电阻，则二极管的正极与多用电表的B相接。（2）①因“7”接电势较高的滑动片，故“7”应接A，“8”接B；②闭合开关，电压表指针指在约1.25 V处，电流表指针指在约5.00mA处，则；左右移动滑片，两表指针几乎不动，说明电路的电阻几乎不变，滑动变阻器可能与二极管串联了，由此可以推断：电路中5—11之间出现了断路故障。③电压为1.25V时，二极管的电阻为；④因二极管的正向电阻远大于电流表内阻，故可采用电压表外接电路，即将9、12间导线改接为9、6之间。
考点：测量二极管在不同正向电压时的电阻。
40．①1.02；②游标卡尺；③
【解析】
试题分析：①由图d所示游标卡尺可得，主尺示数为1cm，
游标尺示数为2×0.1mm=0.2mm=0.02cm，
则游标卡尺读数a=1cm+0.02cm=1.02cm；
②应选用游标卡尺来测量工件内径d；
③工件的截面积，工件电阻，由电阻定律得：金属的电阻率
考点：本题考查了测定金属电阻率的实验
41．6m/s 0.09W
【解析】
试题分析：在线框开始进入磁场直到ab边刚出磁场过程中，
由能量守恒定律可得：
解得v=6m/s；
此时感应电动势E=BLv，感应电流:
电流的瞬时功率：。
考点：导体切割磁感线产生的感应电动势、闭合电路的欧姆定律、电磁感应中的能量转化。
42．1:16 1:4
【解析】
试题分析：根据变压器原副线圈电流与匝数成反比得：
电阻消耗的功率P=I2R，所以两电阻消耗的电功率之比PA：PB=1：16
电阻两端的电压U=IR，所以两电阻两端的电压之比UA：UB=1：4
故答案为：1：16 1：4
考点：变压器的构造和原理。
43．（1）200 V ； （2）127 V
【解析】
试题分析：（1）交流发电机产生电动势的最大值Em=nBSω
而 Фm=BS ，，所以，
由Ф-t图线可知：Фm=2.0×10 -2Wb，T=6.28×10 -2s
所以Em =200V
（2）电动势的有效值
由闭合电路的欧姆定律，电路中电流的有效值为
交流电压表的示数为U= I R=90V=127 V
考点：交流电的产生及变化规律；闭合电路的欧姆定律.
44．（1）314V （2） （3）220 V
【解析】
试题分析：（1）根据角速度与转速的关系得：，感应电动势的最大值为：；
（2）在图示位置，线圈所处位置为中性面，导线切割磁感线的有效速度最小，瞬时电压也最小，故此交变电流电动势的瞬时值表达式为；
（3）电动势的有效值：，由闭合电路的欧姆定律：，根据部分闭合电路的欧姆定律：。
考点：本题考查正弦交流电的产生、交流电的瞬时值、峰值、有效值以及它们的关系、闭合电路欧姆定律。
45．（1）40V；2A （2）80W （3）0.04C
【解析】
试题分析：（1）感应电动势最大值，有效值：，
U=IR=40V
（2）电阻R上所消耗的电功率P=IU=80W
（3）通过R上的电量
考点：交流电的产生；交流电的有效值；电功率.
46．（1）U=200V （2）P2=10W （3）I3=0.25A
【解析】
试题分析：（1）由图乙可知，副线圈上的电流最大值为A，故副线圈上的电压最大值为U2max=20V，
由变压器原、副线圈的电压关系可得，原线圈的电压最大值为U1max=10×20V=200V，
有效值为200V。
（2）电阻R2的两端电压为U2==20V，电功率P2==10W；
（3）因为电阻R1的电功率为P1==20W；故电阻R3支路上消耗的电功率为P3=35W－10W－20W=5W，故通过电容器的电流为I==0.25A。
考点：变压器的匝数与电压的关系，电功率的计算。
47．（1）（2）45V； 5A（3）33.8V
【解析】
试题分析：（1）
（2）
所以，电压表示数为 电流表示数为
（3）转过60度角所用时间为
考点：法拉第电磁感应定律；平均电动势.
48．(1) ；(2) (3) 。
【解析】
试题分析：（1）线圈转动过程中产生的最大感应电动势
(2)线圈在图示位置是平衡位置，此时感应电流为零，
而线圈中产生的最大电流为；
故交变电流的瞬时值表达式为。
（3）该过程中穿过线圈磁通量的变化量为，所用的时间
根据电磁感应定律，得平均电流为
故电阻R上通过的电荷量。
考点：电磁感应定律，交流电的最大值，电荷量。
49．（1）50 sin10πt（2）28．3伏
【解析】
试题分析：（1）线圈中产生的感应电动势的最大值表达式为：
Em=nBSω=100××0.05×10πV=50V
从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值为：e=50sin10πt（V）；
电压的有效值为，
小灯泡和线圈的串联电阻为5Ω，所以电流表示数为：
小灯泡两端的电压UL=IR=5×4=28.3V；
考点：交流电的瞬时值；有效值.
50．（1） （2） （3）；
【解析】
试题分析：(1) 由题意知： （4分）
(2) 根据题意可得： （4分）
(3) 根据欧姆定律可求：
焦耳定律得： （4分）
考点：本题考查交变电流
51．e= Em cosωt =50cos50t V 2 A和 40 V 80 W 6.0×103J 3.5×10-2c
【解析】
试题分析：（1）感应电动势最大值Em=nBSω =100×0.5×0.1×0.2×50 V=50 V
故交变电动势瞬时值的表达式为e= Em cosωt =50cos50t V
(2)感应电动势有效值 E==50 V.
电键S合上后，由闭合电路欧姆定律I=A=2.0 A，U=IR=2×20 V=40 V.
即电流表示数为 2 A，电压表示数为 40 V。
(3)电阻R上所消耗的电功率 P=IU=2×40 W=80 W.
(4)W=Q =I2(R+r) t=22×(20+5) ×60J=6.0×103J
(5)q=n△φ/(R+r)= nBS sin / (R+r) 代入数据，解得 q= 3.5×10-2c
考点：本题考查正弦式交变电流。
52．（1）1．41A；（2）19.8W。
【解析】
试题分析：(1)因为Em＝nBSω
代人数据得 Em＝400×0.25×0.05×0.04×l00 V＝20 V
所以电流的最大值Im=
代人数据得Im＝A=2A
因为是正弦交变电流，所以电流表读数即有效值I=A=1．41A
(2) 用电器上消耗的电功率P＝I2R＝×9.9W＝19.8W。
考点：电磁感应的计算，电功率的计算等。
53．０,２Blv. 水平向左
【解析】当运动到对称位置时，左边一半磁通量向外，右边一半磁通量向里，因为磁场强度相等，面积相等，所以总磁通量为零。根据右手定则可得cd边切割磁场产生的感应电流由c指向d，ab边切割磁场产生的感应电流由a指向b，所以相当于两电源串联，故线圈中的感应电动势为，根据左手定则可得ab边所受安培力方向水平向左。
54．4.5 Ω
【解析】根据P=，U=得：R=4.5 Ω.
55．Bl1l2ωsinωt
【解析】当线圈平面与磁场方向平行时,产生的感应电动势最大：
Em=Bl1vab·2，vab=·ω，ε=Emsinωt
综上可知：ε=Bl1l2ωsinωt.
56．i=6.43sin314t A 4.55 220
【解析】此电炉电阻为 Ω=48.4 Ω，所以电流瞬时值表达式为： =6.43sin314t A,与电路串联的电流表示数为I=Im/ A=4.55 A;与电炉并联的电压表示数为=220 V.2-1-c-n-j-y
57．17.3
【解析】电压表的示数为交流电压的 ( http: / / www.21cnjy.com )有效值，由此可知最大值为Um=2U=20 V.而转过30°时刻的瞬时值为u=Umcos30°=17.3 V.21*cnjy*com
58．100
【解析】Um=×71 V=100 V＞86.7 V
所以在一个周期的时间内应有两次发光.1秒钟内有50个周期，所以发光100次.
59．60
【解析】当线圈平面与磁场方向平行时，产生的电动势为最大值，Em=nBSω=nΦmω=100×0.03×2π× V=60 V,则瞬时值表达式为E=60sin20t V
所以当线圈平面与中性面夹角为时，E=60sin V=.
60．
【解析】线圈在磁场中匀速旋转时产生的感应电动势的最大值为：Em=BSω
则磁感应强度B=
因为图17-1-11中计时的起点为线圈平面与磁感线平行的位置，所以在t=T/12时刻，线圈平面与磁感线的夹角即为线圈平面经过t=T/12转过的角度，其大小为：α=ωt=.
乙
R
u
A1
A2
A3
L
C
图甲
图乙
t /×10-2s
i / A
10
-10
O Q R
P
A D
B C
O/
A
甲
电压
传感器
R0
S
R1
交流
发电机
乙
P
Q
O
a
b
c
1
2
3
n
E1
E2
E3
E
甲
A
B
+
-
乙
11
13
V
1
2
3
6
7
8
5
9
10
12
+
-
4
接多用电表
二极管
-2.0
0
2.0
3.14
6.28
9.42
Φ/ 10-2Wb
t /×10-2s
O
d
O′
R
B
a
b
c
V
（甲）
（乙）
图2
ωt
B
⊙⊙
⊙⊙
a
d
No
S
a
R
b
c
d
e
f
O
图1
图3
ωt
B
⊙⊙
a
d
ωt
⊙⊙
⊙
中性面
中性面
A
× × × ×
× × × ×
× × × ×
× × × ×
o'
o
R
L2
L1
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