高中物理复习——交流电电磁场和电磁波.doc

第十三章交流电电磁场和电磁波
第一单元交变电流
第1课时交流电的产生及描述

要点一交变电流的产生及变化规律
1.（2009·通州模拟）某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动,产生交变
电流的图象如图所示,由图中信息可以判断 （）
A.在A和C时刻线圈处于中性面位置
B.在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零
C.从A～D时刻线圈转过的角度为2π
D.若从O～D时刻历时0.02s,则在1s内交变电流的方向改变100次
答案D
要点二描述交流电的物理量
2.如图所示,交流发电机转子有n匝线圈,每匝线圈所围面积为S,匀强磁场的磁感应强度为B,线圈匀速转动的角速度为,线圈内阻为r,外电路电阻为R.当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中,求:
（1）通过R的电荷量q为多少？
（2）R上产生的电热QR为多少？
（3）外力做的功W为多少？
答案（1）（2）（3）

题型1求交流电的有效值
【例1】如图所示表示交变电流的电流随时间变化的图象,此交变电流的有效值
是（）
A.5A B.5A
C.3.5A D.3.5A
答案B
题型2交流电图象的应用
【例2】如图所示,为某交变电动势随时间变化的图象,从图象中可知交变电动势的峰值为V,周期T是s,交变电动势变化最快的时刻是,穿过产生此电动势的线圈的磁通量变化最快的时刻是,若此交流线圈共100匝,则穿过此线圈的最大磁通量是Wb.
答案3102×10-2（n=1,2,3…）（n=0,1,2,3…） 1×10-2
题型3生活物理
【例3】曾经流行过一种自行车,它有能向车头灯供电的小型交流发电机,如图甲为其结构示意图.图中N、S是一对固定的磁极,abcd为固定转轴上的矩形线框,转轴过bc边中点,与ab边平行,它的一端有一半径r0=1.0cm的摩擦小轮,小轮与自行车车轮的边缘相接触,如图乙所示.当车轮转动时,因摩擦而带动小轮转动,从而使线框在磁极间转动.设线框由N=800匝导线圈组成,每匝线圈的面积S=20cm2,磁极间的磁场可视作匀强磁场,磁感应强度B=0.010T,自行车车轮的半径R1=35cm,小齿轮的半径R2=4.0cm,大齿轮的半径R3=10.0cm.现从静止开始使大齿轮加速转动,问大齿轮的角速度为多大时才能使发电机输出电压的有效值U=3.2V?（假定摩擦小轮与自行车车轮之间无相对滑动）

答案3.2rad/s

1.一个边长为6cm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0.36Ω.磁感应强度B随时间t的变化关系如图所示,则线框中感应电流的有效值为（）

A.×10-5A B.×10-5A C.×10-5A D.×10-5A
答案B
2.如图所示,一个匝数为10的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.若把万用电表的选择开关拨到交流电压挡,测得a、b两点间的电压为
20.0V,则可知:从中性面开始计时,当t=T/8时,穿过线圈的磁通量的变化率约
为 （）
A.1.41Wb/s B.2.0Wb/s C.14.1Wb/s D.20.0Wb/s
答案B
3.如图所示为演示用的手摇发电机模型,匀强磁场磁感应强度B=0.5T,线圈匝数
n=50,每匝线圈面积0.48m2,转速150r/min,在匀速转动过程中,从图示位置线
圈转过90°开始计时.
（1）写出交变感应电动势瞬时值的表达式.
（2）画出e-t图线.
答案（1）e=188sin5πtV（2）见下图

4.如图所示,矩形线框匝数n=250匝,ab=12cm,ad=10cm,线框置于B=T的匀
强磁场中,绕垂直于磁场的轴OO′以120r/min的转速匀速转动,线框通过滑环
与外电路相连,外电路接有R=12Ω的电阻及一只发光电压和熄灭电压都为12V的氖泡L.求:
（1）当S接e时,电流表读数为多少?R的热功率为多大?10min内外力对线框做功多少?
（2）当S接f时,氖泡闪光频率为多大?通电10min,氖泡发光总时间为多少?（线框电阻不计）
答案（1）1.41A 24W 1.44×104J （2）4Hz 400s
第2课时交变电流综合问题电感和电容对交流电的作用

要点一交变电流综合问题
1.如图所示,线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,电容器两极板水平放置.在两极板间,不计重力的带正电粒子Q在t=0时由静止释放,若两板间距足够宽,则下列运动可能的是（）

A.若t=0时,线圈平面与磁场垂直,粒子一定能到达极板
B.若t=0时,线圈平面与磁场平行,粒子在两极间往复运动
C.若t=0时,线圈平面与磁场垂直,粒子在两极间往复运动
D.若t=0时,线圈平面与磁场平行,粒子一定能到达极板
答案AB