人教高中物理一轮专题复习讲义：交变电流产生和描述

1、人教高中物理一轮专题复习讲义：交变电流产生和描述1.1.交变电流交变电流(1)(1)定义定义:_:_和和_都随时间做周期性变化的电流都随时间做周期性变化的电流. .(2)(2)图象图象: :如图甲、乙、丙、丁所示都属于交变电流如图甲、乙、丙、丁所示都属于交变电流. .其中按正弦规律变化的交其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦交流电，如图甲所示变电流叫正弦交流电，如图甲所示. .考点考点1 1 交变电流、交变电流的图象交变电流、交变电流的图象大小大小2.2.正弦交流电的产生和图象描述正弦交流电的产生和图象描述(1)(1)产生：在匀强磁场里，线圈绕产生：在匀强磁场里，线圈绕_方向的轴匀速方向的轴匀速

2、转动转动. .(2)(2)图象：用以描述交流电随时间变化的规律，如果线圈从中性图象：用以描述交流电随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象为面位置开始计时，其图象为_曲线曲线. .如图甲所示如图甲所示. .垂直于磁场垂直于磁场正弦正弦1.1.中性面的两个特点中性面的两个特点(1)(1)线圈平面与中性面重合时，线圈平面与中性面重合时，SBSB，最大，最大， 感应电动势感应电动势为零为零. .(2)(2)线圈每经过中性面时，线圈中的电流改变方向，线圈转动一周两线圈每经过中性面时，线圈中的电流改变方向，线圈转动一周两次经过中性面，所以一个周期内电流方向改变两次次经过中性面，所以一个周期

3、内电流方向改变两次. .2.2.由正弦交流电的图象可得到的三个信息由正弦交流电的图象可得到的三个信息(1)(1)交变电流的最大值交变电流的最大值. .(2)(2)周期周期T(T(频率频率 ).).(3)(3)任意时刻线圈中产生的电流的大小和方向任意时刻线圈中产生的电流的大小和方向. .=0,t1f=T(2011(2011天津高考天津高考) )在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则( )( )A.t=0.005 sA.t=0

4、.005 s时线框的磁通量变化率为零时线框的磁通量变化率为零B.t=0.01 sB.t=0.01 s时线框平面与中性面重合时线框平面与中性面重合C.C.线框产生的交变电动势有效值为线框产生的交变电动势有效值为311 V311 VD.D.线框产生的交变电动势频率为线框产生的交变电动势频率为100 Hz100 Hz【解析】选【解析】选B B由题图乙可知该正弦交变电动势的电压最大值为由题图乙可知该正弦交变电动势的电压最大值为311 V311 V，周期等于，周期等于0.02 s0.02 s，因此，根据正弦交变电动势的最大值，因此，根据正弦交变电动势的最大值与有效值之间的关系式与有效值之间的关系式 得知

5、选项得知选项C C错误；又错误；又 则频率则频率f=50 Hzf=50 Hz，选项，选项D D错误；当错误；当t=0.005 st=0.005 s时，时，E Em m=311 V=311 V，取得最大，取得最大值，穿过线圈的磁通量变化率最大，选项值，穿过线圈的磁通量变化率最大，选项A A错误；当错误；当t=0.01 st=0.01 s时，交变电压及电流方向发生改变，电压值最小等于零，线框时，交变电压及电流方向发生改变，电压值最小等于零，线框平面与中性面重合，选项平面与中性面重合，选项B B正确正确. .mEE=21f=T考点考点2 2 正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值正弦交变电流的函数表

6、达式、峰值和有效值1.1.周期和频率周期和频率(1)(1)周期周期(T):(T):交变电流完成交变电流完成_变化变化( (线圈转一周线圈转一周) )所所需的时间需的时间, ,单位是秒单位是秒(s)(s)，公式，公式(2)(2)频率频率(f)(f)：交变电流在：交变电流在1 s1 s内完成周期性变化的内完成周期性变化的_，单位是，单位是赫兹赫兹(Hz).(Hz).(3)(3)周期和频率的关系周期和频率的关系:T=_:T=_或或f=_.f=_.一次周期性一次周期性2T=.1f1T次数次数2.2.正弦交流电的瞬时值表达式正弦交流电的瞬时值表达式若若n n匝面积为匝面积为S S的线圈以角速度的线圈以角

7、速度绕垂直于匀强磁场方向的轴匀绕垂直于匀强磁场方向的轴匀速转动，从中性面开始计时，其瞬时值表达式为速转动，从中性面开始计时，其瞬时值表达式为e=_e=_，用，用E Em m=nBS=nBS表示电动势最大值，则有表示电动势最大值，则有e=Ee=Em msint.sint.其电流大小为其电流大小为 =I=Im msintsint3.3.交变电流的四值交变电流的四值(1)(1)瞬时值：它反映不同时刻交流电的大小和方向，正弦交流电瞬时值：它反映不同时刻交流电的大小和方向，正弦交流电瞬时值表达式为：瞬时值表达式为：e=Ee=Em msintsint，i=Ii=Im msint,u=_.sint,u=_.

8、应应当注意必须从中性面开始计时当注意必须从中性面开始计时. .(2)(2)最大值：也叫峰值，它是瞬时值的最大值，它反映的是交流最大值：也叫峰值，它是瞬时值的最大值，它反映的是交流电大小的变化范围，当线圈平面跟磁感线电大小的变化范围，当线圈平面跟磁感线_时，交流电动时，交流电动势最大，其值为势最大，其值为E Em m= _(= _(转轴垂直于磁感线转轴垂直于磁感线).).nBSsintnBSsintmEei=sin tRRU Um msintsint平行平行nBSnBS(3)(3)平均值：可用法拉第电磁感应定律平均值：可用法拉第电磁感应定律 来求来求. .(4)(4)有效值：交变电流的有效值是根

9、据电流的有效值：交变电流的有效值是根据电流的_规定的：规定的：让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在_内内产生的产生的_相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的_._.正弦交流电的有效值跟最大值之间的关系是：正弦交流电的有效值跟最大值之间的关系是： E= E= _E_Em m、I= _ II= _ Im m,U= _ U,U= _ Um m. .E=nt热效应热效应相同的时间相同的时间热量热量有效值有效值121212对电流热效应的两点认识对电流热效应的两点认识1.1.交变电流的有效值是根据电流的热效应交变电流的有

10、效值是根据电流的热效应( (电流通过电阻产生热量电流通过电阻产生热量) )进行进行定义的，所以在进行有效值计算时，要紧扣电流通过电阻生热进行计算定义的，所以在进行有效值计算时，要紧扣电流通过电阻生热进行计算. .注意注意“三同三同”：即：即“相同电阻相同电阻”，“相同时间内相同时间内”产生产生“相同热量相同热量”. .计算时计算时“相同时间相同时间”一般取一个周期一般取一个周期2.2.利用两个公式利用两个公式 和和Q=IQ=I2 2RtRt可以分别求得交变电流的电压有效可以分别求得交变电流的电压有效值和电流有效值值和电流有效值2UQ=tR(2011(2011安徽高考安徽高考) )如图所示的区域

11、内如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为度为B.B.电阻为电阻为R R、半径为、半径为L L、圆心角为、圆心角为4545的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的的O O轴以角速度轴以角速度匀速转动匀速转动(O(O轴位于轴位于磁场边界磁场边界).).则线框内产生的感应电流的有效值为则线框内产生的感应电流的有效值为( )( )A. B. C. D. A. B. C. D. 2BL2R22BL2R22BL4R2BL4R【解析】选【解析】选D.D.线框进入磁场和穿出磁场产生的感应电动势均为线框进入磁场和穿出磁场产生的感应电动势均为E= B

12、LE= BL2 2, , 产产生感应电动势的时间均为生感应电动势的时间均为 , ,由一个周期产生的电热由一个周期产生的电热Q=( )Q=( )2 2R R 2=I2=I2 2RT,RT,解得解得 选选D.D.12T82B L2RT82BLI=4R 正弦交变电流的变化规律正弦交变电流的变化规律 【例证【例证1 1】如图甲所示，一矩形线圈】如图甲所示，一矩形线圈abcdabcd放置在匀强磁场中，并绕过放置在匀强磁场中，并绕过abab、cdcd中中点的轴点的轴OOOO以角速度以角速度逆时针匀速转动逆时针匀速转动. .若以线圈平面与磁场夹角若以线圈平面与磁场夹角=45=45时时( (如图乙如图乙) )

13、为计时起点，并规定当电流自为计时起点，并规定当电流自a a流向流向b b时电流方向为正时电流方向为正. .则下列四幅图则下列四幅图中正确的是中正确的是( )( )【解题指南】解答本题应注意以下三点：【解题指南】解答本题应注意以下三点：(1)t=0(1)t=0时刻感应电流的方向时刻感应电流的方向. .(2)(2)利用利用t=0t=0时刻的速度确定感应电动势的大小时刻的速度确定感应电动势的大小. .(3)(3)判定判定t=0t=0时刻后短时间内电流的变化趋势时刻后短时间内电流的变化趋势. .【自主解答】选【自主解答】选D.D.方法一方法一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，产矩形线

14、圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，产生的电流按正弦规律变化，由于生的电流按正弦规律变化，由于t=0t=0时，线圈的转动方向如图时，线圈的转动方向如图乙，由右手定则判断可得，此时乙，由右手定则判断可得，此时adad中电流方向为由中电流方向为由a a到到d d，线圈，线圈中电流方向为中电流方向为adcbaadcba，与规定的电流正方向相反，电流，与规定的电流正方向相反，电流为负值为负值. .又因为此时又因为此时adad、bcbc两边的切割速度方向与磁场方向成两边的切割速度方向与磁场方向成4545夹角，由夹角，由E=2BE=2Blv v，可得，可得E=2 BE=2 Blv= Ev= Em

15、 m，即此时的，即此时的2222电动势为最大值的电动势为最大值的 倍，电流当然也是最大值的倍，电流当然也是最大值的 倍，由图乙还能观倍，由图乙还能观察到，线圈在接下来察到，线圈在接下来4545的转动过程中，的转动过程中，adad、bcbc两边的切割速度越来越两边的切割速度越来越小，所以感应电动势应减小，感应电流应减小，故小，所以感应电动势应减小，感应电流应减小，故D D正确，正确，A A、B B、C C错误错误. .方法二方法二还可以用排除法解题还可以用排除法解题. .因计时起点时刻对应因计时起点时刻对应=45=45，即，即t=0t=0时，线圈中感应电时，线圈中感应电流不为零，也不是最大，故流

16、不为零，也不是最大，故A A、B B错误；当线圈再转过错误；当线圈再转过4545时，线圈处于中性面时，线圈处于中性面位置，即此时感应电流为零，故位置，即此时感应电流为零，故D D正确，正确，C C错误错误. . 2222【总结提升】交变电流瞬时值表达式的书写技巧【总结提升】交变电流瞬时值表达式的书写技巧1.1.瞬时值表达式的书写瞬时值表达式的书写(1)(1)确定正弦交变电流的峰值，根据已知图象读出或由公式确定正弦交变电流的峰值，根据已知图象读出或由公式E Em m=nBS=nBS求出相应峰值求出相应峰值. .(2)(2)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式明确线圈的初始位置，找出对应的函数

17、关系式. .如：如：线圈从中性面位置开始转动，则线圈从中性面位置开始转动，则i-ti-t图象为正弦函数图象，函数式为图象为正弦函数图象，函数式为i=Ii=Im msint.sint.线圈从垂直中性面位置开始转动，则线圈从垂直中性面位置开始转动，则i-ti-t图象为余弦函数图象，函数图象为余弦函数图象，函数式为式为i=Ii=Im mcost.cost.2.2.注意注意“两个位置两个位置”、“一个规律一个规律”(1)(1)两个特殊位置两个特殊位置. .线圈平面与中性面重合时，线圈平面与中性面重合时，SBSB，最大，感应电动势、感应电最大，感应电动势、感应电流均为零，感应电流改变方向流均为零，感应电

18、流改变方向. .线圈平面平行于磁场时，线圈平面平行于磁场时，SBSB，=0=0，感应电动势、感应电流最，感应电动势、感应电流最大大. .(2)(2)正弦交流电的变化规律正弦交流电的变化规律( (线圈在中性面位置开始计时线圈在中性面位置开始计时).).【变式训练】【变式训练】(2012(2012扬州模拟扬州模拟) )如图所如图所示，处在匀强磁场中的矩形线圈示，处在匀强磁场中的矩形线圈abcd,abcd,以恒定的角速度绕以恒定的角速度绕abab边转动，磁场方边转动，磁场方向平行于纸面并与向平行于纸面并与abab垂直垂直. .在在t=0t=0时刻时刻, ,线圈平面与纸面重合线圈平面与纸面重合, ,线

19、圈的线圈的cdcd边离开纸面向外运动边离开纸面向外运动. .若规定若规定abcdaabcda方方向的感应电流为正方向向的感应电流为正方向, ,则能反映线圈感应电流则能反映线圈感应电流I I随时间随时间t t变化的图线是变化的图线是( )( )【解析】选【解析】选C.C.根据右手定则或楞次定律可以判断根据右手定则或楞次定律可以判断,t=0,t=0时刻线圈的时刻线圈的cdcd边离开边离开纸面向外运动而切割磁感线纸面向外运动而切割磁感线, ,产生的感应电流产生的感应电流I I为正向为正向; ;此时线圈磁通量为零此时线圈磁通量为零, ,但是但是cdcd边切割磁感线的速度最大边切割磁感线的速度最大, ,

20、磁通量的变化率最大磁通量的变化率最大, ,所以感应电动势、所以感应电动势、感应电流最大感应电流最大, ,故故C C正确正确. .【变式备选】【变式备选】(2012(2012南通模拟南通模拟) )正弦交流电源与电阻正弦交流电源与电阻R R1 1、R R2 2、交流电压表、交流电压表按图甲所示的方式连接，按图甲所示的方式连接，R R1 1=20 =20 ，R R2 2=10 =10 ，交流电压表的示数是，交流电压表的示数是20 20 V V，图乙是交变电源输出电压，图乙是交变电源输出电压u u随时间随时间t t变化的图象，则变化的图象，则( )( )A.A.通过通过R R1 1的电流的电流i i1

21、 1随时间随时间t t变化的规律是变化的规律是i i1 1= cos10t(A)= cos10t(A)B.B.通过通过R R1 1的电流的电流i i1 1随时间随时间t t变化的规律是变化的规律是i i1 1= cos100t(A)= cos100t(A)C.RC.R2 2两端的电压两端的电压u u2 2随时间随时间t t变化的规律是变化的规律是u u2 2=20cos10t(V)=20cos10t(V)D.RD.R2 2两端的电压两端的电压u u2 2随时间随时间t t变化的规律是变化的规律是u u2 2=20cos100t(V)=20cos100t(V)【解析】选【解析】选A.A.由图乙可

22、知，交流电的周期由图乙可知，交流电的周期T=0.2 sT=0.2 s，角速度，角速度=10 rad/s=10 rad/s，由，由u=Uu=Um mcostcost，则，则u u2 2=U=U2m2mcos10t= cos10t= cos10t(V) cos10t(V)，所以，所以C C、D D选项均错；通过选项均错；通过R R1 1的电流的电流得得A A选项正确，选项正确，B B选项错误选项错误. .2 22 220 2212ui =,R “ “对比法对比法”理解交变电流的理解交变电流的“四值四值”【例证【例证2 2】( (多选多选) )如图甲所示，将阻值为如图甲所示，将阻值为R=5 R=5

23、的电阻接到内阻不计的电阻接到内阻不计的正弦交变电源上，电流随时间变化的规律如图乙所示，电流表串联的正弦交变电源上，电流随时间变化的规律如图乙所示，电流表串联在电路中测量电流的大小在电路中测量电流的大小. .对此，下列说法正确的是对此，下列说法正确的是( ) ( ) A.A.电阻电阻R R两端电压变化规律的函数表达式为两端电压变化规律的函数表达式为u=2.5sin200t(V)u=2.5sin200t(V)B.B.电阻电阻R R消耗的电功率为消耗的电功率为1.25 W1.25 WC.C.若此交变电流由一矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生，如图丙所示，若此交变电流由一矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生

24、，如图丙所示，当线圈的转速提升一倍时，电流表的示数为当线圈的转速提升一倍时，电流表的示数为1 A1 AD.D.这一交变电流与图丁所示电流比较，其有效值之比为这一交变电流与图丁所示电流比较，其有效值之比为12【解题指南】解答本题应把握以下三点：【解题指南】解答本题应把握以下三点：(1)(1)利用利用i-ti-t图象结合电压与电流的关系写出电压的函数表达式；图象结合电压与电流的关系写出电压的函数表达式；(2)(2)求电功率时应用电流的有效值；求电功率时应用电流的有效值；(3)(3)根据电流的热效应计算不同形式的交变电流的有效值根据电流的热效应计算不同形式的交变电流的有效值. .【自主解答】选【自主

25、解答】选A A、D.D.图乙所示电流的最大值为图乙所示电流的最大值为I Im m=0.5 A=0.5 A，由，由欧姆定律得欧姆定律得U Um m=I=Im mR=2.5 V.R=2.5 V.周期为周期为T=0.01 sT=0.01 s，= = =200 rad/s200 rad/s，所以，所以R R两端电压的表达式为两端电压的表达式为u=2.5sin200t(V)u=2.5sin200t(V)，A A正确；该电流的有效值为正确；该电流的有效值为 电阻电阻R R消耗的电功率为消耗的电功率为P=IP=I2 2R R，解得解得P=0.625 WP=0.625 W，B B错误；该交变电流由图丙所示矩形

26、线圈在匀错误；该交变电流由图丙所示矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生，当转速提升一倍时，电动势的最大值强磁场中匀速转动产生，当转速提升一倍时，电动势的最大值E Em m=nBS=nBS为原来的为原来的2 2倍倍. .电路中电流的有效值也是原来的电路中电流的有效值也是原来的2 2倍，为倍，为2 2 A1 A. A1 A.电流表的示数为有效值，电流表的示数为有效值，C C错误；图乙中的正弦错误；图乙中的正弦交变电流的有效值为交变电流的有效值为 A.A.图丁所示的交变电流虽然方向发生图丁所示的交变电流虽然方向发生变化，但大小恒为变化，但大小恒为0.5 A0.5 A，可知，可知D D正确正确. .2Tm

27、II=,20.5 20.5 2【互动探究】【互动探究】(1)(1)某发光装置的发光电流为某发光装置的发光电流为0.49 A0.49 A，即通过该发光装置的电，即通过该发光装置的电流大于等于流大于等于0.49 A0.49 A时才会发光，当该装置通过【例证时才会发光，当该装置通过【例证2 2】中图乙所示的交流】中图乙所示的交流电时能发光吗？若能，电时能发光吗？若能，1 min1 min内该装置发光几次？内该装置发光几次？(2)(2)【例证【例证2 2】图乙中的交变电流经过一二极管后，其】图乙中的交变电流经过一二极管后，其i -ti -t图象如图所示，则该图象如图所示，则该电流的有效值多大？电流的有

28、效值多大？【解析】【解析】(1)(1)由于【例证由于【例证2 2】图乙中的最大电流为】图乙中的最大电流为I Im m=0.5 A=0.5 A0.49 A0.49 A，因此该装置能发光，且一个周期能发光两次，因为，因此该装置能发光，且一个周期能发光两次，因为T=0.01 sT=0.01 s，所以，所以1 min1 min内发光次数为内发光次数为n= n= 2=12 0002=12 000次次. .(2)(2)根据电流的热效应，一个周期内该电流产生的热量为根据电流的热效应，一个周期内该电流产生的热量为Q=Q=I I有有2 2 解得电流的有效值为解得电流的有效值为I I有有=0.25 A.=0.25

29、 A.答案：答案：(1)(1)能发光能发光 12 00012 000次次 (2)0.25 A(2)0.25 A60T20.5TRT=() R.22【总结提升】交流电的【总结提升】交流电的“四值四值”物理量 物理含义 重要关系 适用情况及说明 瞬时值 交变电流某一时刻的值 e=Emsinti=Imsint 计算线圈某时刻的受力情况 峰值 最大的瞬时值 Em=nBS讨论电容器的击穿电压 mmE I =R+r物理量 物理含义 重要关系 适用情况及说明 有效值 跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值 (只适用于正弦式电流) (1)计算与电流的热效应有关的量(如电功、电功率、电热等)(2)电气设备“铭牌”

30、上所标的一般是指有效值(3)保险丝的熔断电流为有效值(4)电表的读数为有效值 平均值 交变电流图象中图线与时间轴所夹的面积与时间的比值 计算通过电路截面的电荷量mmmEUE= U=22II=2E=BLvE=ntE I=R+r【例证】一个边长为【例证】一个边长为6 cm6 cm的正方形金的正方形金属线框置于匀强磁场中属线框置于匀强磁场中, ,线框平面与线框平面与磁场垂直磁场垂直, ,电阻为电阻为0.36 .0.36 .磁感应强磁感应强度度B B随时间随时间t t的变化关系如图所示的变化关系如图所示, ,则线框中感应电流的有效值为则线框中感应电流的有效值为( )( )A. A. 1010-5-5

31、A B. A B. 1010-5-5 A AC. C. 1010-5-5 A D. A D. 1010-5-5 A A考查内容 非正弦交流电有效值的计算 22263 22【规范解答】选【规范解答】选B.B.由法拉第电磁感应定律和欧姆定律由法拉第电磁感应定律和欧姆定律可得可得0 03 s3 s内，内，3 35 s5 s内，内， 于是可作出于是可作出i i随时间变化的图象如图所示随时间变化的图象如图所示BESBE=S,I=ttRRt-22-3-51(6 10 )6 10I = A=2 10 A0.363-22-3-52(6 10 )0-6 10I = A=-3 10 A0.362由有效值的定义，由

32、有效值的定义，Q Q直直=Q=Q交交，I I1 12 2RtRt1 1+I+I2 22 2RtRt2 2=I=I2 2RtRt，其中，其中t t1 1=3 s,t=3 s,t2 2=2 s,t=t=2 s,t=t1 1+t+t2 212121010-10-10R+18R+181010-10-10R=5RR=5RI2I2，解得解得I= I= 1010-5-5 A A，故故B B选项正确选项正确. .61.(20121.(2012厦门模拟厦门模拟) )如图所示如图所示, ,矩形线圈矩形线圈abcdabcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴场方向的轴P P1 1和

33、和P P2 2以相同的角速度匀速以相同的角速度匀速转动转动, ,当线圈平面转到与磁场方向平行当线圈平面转到与磁场方向平行时时( )( )A.A.线圈绕线圈绕P P1 1转动时的电流等于绕转动时的电流等于绕P P2 2转动时的电流转动时的电流B.B.线圈绕线圈绕P P1 1转动时的电动势小于绕转动时的电动势小于绕P P2 2转动时的电动势转动时的电动势C.C.线圈绕线圈绕P P1 1和和P P2 2转动时电流的方向相同转动时电流的方向相同, ,都是都是abcdabcdD.D.线圈绕线圈绕P P1 1转动时转动时dcdc边受到的安培力大于绕边受到的安培力大于绕P P2 2转动时转动时dcdc边受到

34、的安培力边受到的安培力【解析】选【解析】选A.A.产生正弦交流电的条件是轴和磁感线垂直产生正弦交流电的条件是轴和磁感线垂直, ,与轴的位置和线框形与轴的位置和线框形状无关状无关, ,转到图示位置时产生的电动势转到图示位置时产生的电动势E E具有最大值具有最大值E Em m=nBS,=nBS,由欧姆定律由欧姆定律 可知此时可知此时I I相等相等,A,A正确正确,B,B错误错误; ;由右手定则可知电流方向为由右手定则可知电流方向为adcb,adcb,故故C C错误错误; ;两种情况下两种情况下cdcd边受的安培力均为边受的安培力均为F=BLF=BLcdcdI,I,故故D D错误错误. .EI=R2

35、.(2.(多选多选) )在磁感应强度为在磁感应强度为B B的匀强磁场中，一个面积为的匀强磁场中，一个面积为S S的矩形线圈匀速的矩形线圈匀速转动时所产生的交流电压随时间变化的波形如图所示，线圈与一阻值转动时所产生的交流电压随时间变化的波形如图所示，线圈与一阻值R R9 9 的电阻串联在一起，线圈的电阻为的电阻串联在一起，线圈的电阻为1 1 ，则，则( )( )A A通过电阻通过电阻R R的电流瞬时值表达式为的电流瞬时值表达式为i i10sin 200t(A)10sin 200t(A)B B电阻电阻R R两端的电压有效值为两端的电压有效值为90 V90 VC C1 s1 s内电阻内电阻R R上产

36、生的热量为上产生的热量为450 J450 JD D图中图中t t1 110102 2 s s时，线圈位于中性面时，线圈位于中性面【解析】选【解析】选C C、D.D.通过电阻通过电阻R R的电流最大值为的电流最大值为10 A10 A，线圈转动的角速度，线圈转动的角速度 rad/srad/s100 rad/s100 rad/s，故电流的瞬时值表达式为故电流的瞬时值表达式为i i10sin 100t(A)10sin 100t(A)，A A项错项错误；电阻误；电阻R R两端的电压有效值为两端的电压有效值为B B项错误；项错误；1 s1 s内电阻内电阻R R上产生的热量上产生的热量 C C项正项正确；确

37、；t t1 110102 2 s s时感应电动势为零，此时穿过线圈的磁通量时感应电动势为零，此时穿过线圈的磁通量最大，线圈位于中性面，最大，线圈位于中性面，D D项正确项正确mmmEUI =R+rR+r-222 =T2 10E100UR9 V45 2 VR+r2(9+1)有效有效，2UQt450 JR有效，3.(20123.(2012盐城模拟盐城模拟) )两只相同的电阻两只相同的电阻, ,分别通过如图所示的正弦交流分别通过如图所示的正弦交流电和方形波交流电电和方形波交流电. .两种交变电流的最大值相等两种交变电流的最大值相等, ,在一个周期内在一个周期内, ,正弦正弦交流电在电阻上产生的焦耳热

38、交流电在电阻上产生的焦耳热Q Q1 1与方形波交流电在电阻上产生的焦与方形波交流电在电阻上产生的焦耳热耳热Q Q2 2之比等于之比等于( )( )A.31 B.12 C.21 D.43A.31 B.12 C.21 D.43【解析】选【解析】选B.B.由题图可知由题图可知, ,正弦交流电的有效值为正弦交流电的有效值为由于电流的热效应与电流的方向无关由于电流的热效应与电流的方向无关, ,所以方形波交流电的有效值为所以方形波交流电的有效值为I I2 2=I=Im m=1 A,=1 A,因此因此 B B正确正确. .m1I1 I =A;22211222QI RT1=,QI RT24.(20124.(2012潍坊模拟潍坊模拟) )如图所示，单匝矩形线如图所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线线圈轴线OOOO与磁场边界重合，线圈绕与磁场边界重合，线圈绕OOOO轴匀速转动，轴匀速转动，t=0t=0时刻线圈平面与磁场方向时刻线圈平面与磁场方向垂直，规定电流方向沿垂直，规定电流方向沿abc