《高中物理第3章交变电流章末分层突破教师用书鲁科版选修3-2.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理第3章交变电流章末分层突破教师用书鲁科版选修3-2.pdf（22页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精品教案可编辑第 3 章 交变电流交变电流交变电流定义：大小和都随时间做周期性变化的电流产生线圈在匀强磁场中绕于磁场方向的轴转动特殊位置：BS：磁通量最，感应电动势最，EBS：磁通量为，感应电动势最，Em表达式：e（从中性面开始计时），EmnBS，为旋转角速度表征交变电流的物理量瞬时值：e、u、i最大值：Em、Um、Im有效值：根据电流定义，正弦式交变电流的有效值E?，U?，I?平均值：E?周期、频率互为倒数：f1T对交变电流阻碍的器件电阻：与交变电流的?无关电感：随线圈的?和交变电流?的增大而增大，通直流、?；通低频、?电容：随电容器?和交变电流21的增大而减小，隔直流、22；通高频、23自
2、我校对 方向垂直大小0 零大nBSEm sin t 热效应精品教案可编辑?Em2?Um2?Im2?nt?频率?自感系数?频率?阻交流?阻高频?电容21频率22通交流23阻低频交变电流的产生、表达式和图象问题1.交变电流的产生要掌握好中性面及垂直中性面位置的特点：(1)中性面：磁通量最大，但变化率为零感应电动势E0.(2)垂直中性面位置：磁通量0，但变化率t最大，感应电动势EmnBS.2正弦交流电表达式和图象表达交变电流的图象反映了交变电动势(或电流、电压)随时间的变化关系无论是写交变电流的瞬时值表达式还是画出交变电流的图象，都先知道周期T和峰值(即最大值)Em、Im并有2/T和Em2E，Im2
3、I.如图 31 所示，矩形线圈的边长分别为abl1和bcl2，线圈的电阻为R，精品教案可编辑绕ad边匀速转动，角速度大小为，ad边恰好位于有界匀强磁场的边界处，磁感应强度大小为B.某时刻线圈位置如图，磁感线垂直线圈平面，方向向里从图示位置开始计时，规定电流沿abcd方向为正方向图 3-1(1)写出感应电动势的最大值(2)画出感应电流随时间变化的图象(至少两个周期)【解析】(1)感应电动势的最大值为EmBl1l2.(2)因从中性面开始计时，假设右边有磁场作出图象应该是正弦曲线，再把最初T4内和最后一个T4内的图象去掉就得到一个周期的图象，且ImEmRBl1l2R.图象如图所示【答案】(1)EmB
4、l1l2(2)见解析图交变电流的四值1.最大值最大值是指交变电流在变化过程中电动势、电压、电流所能达到的最大值，它反映的是交变电流大小的变化范围，常用大写字母加下标m 来表示，如Em、Um、Im.当线圈平面与磁感应强度B的方向平行时，交变电流的电动势最大设线圈的匝数为N、面积为S，绕垂直于磁场的转动轴转动的角速度为，EmNBS.Em的大小与线圈的形状、旋转的转动轴位置无关在考虑电容器或晶体二极管的耐压程度时，应注意交变电流的最大值精品教案可编辑2有效值交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的，即在同一时间，能使同一电阻产生相等热量的直流的数值，叫做该交变电流的有效值它反映的是交变电流通过用电
5、器把电能转化为其他形式能的本领强弱，常用一大写字母来表示，如E、U、I.正弦式交变电流的有效值与最大值之间的关系是：EEm2，UUm2，IIm2.各种电气设备上铭牌标有的、交变电表所测的，以及在叙述中没有特别说明的交变电流的值，都是指有效值在计算交变电流通过导体产生的热量、电功率，以及确定电阻丝的熔断电流时，只能用交变电流的有效值总之，在研究交变电流做功、电功率及产生的热量时，只能用有效值，交变电路中电流表、电压表的读数也都是有效值3平均值交变电流的平均值是交变电流图象中波形与横轴(t轴)所围的面积跟时间的比值，常用大写字母上加一横线来表示，如E、U、-I，求一段时间内通过导体横截面的电荷量时
6、要用平均值，q-It.平均电动势ENt，平均电流-IERNtR.切记EE1E22，平均值不等于有效值4瞬时值瞬时值是交变电流某时刻的值，常用小写字母来表示，如e、u、i.当从线圈平面与B的方向平行时开始计时，设线圈平面与B的方向的夹角为，瞬时电动势e的表达式为eEm cos；当从线圈平面与中性面平行时开始计时，设线圈平面与中性面的夹角为，瞬时电动势e的表达式为eEmsin .在求发电机某一时刻的电动势、电流、输出功率，用电器某一时刻的电压、电流、消耗功率时常用瞬时值边长为a的n匝正方形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，以角速度绕精品教案可编辑垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈的电阻为R.不计其他外
7、电阻求：(1)线圈从中性面开始转过90 的过程中产生的热量；(2)线圈从中性面开始转过90 角的过程中，通过导体横截面的电荷量【解析】(1)线圈中产生的热量需从转动过程中交变电流的有效值考虑因线圈中感应电动势的最大值为EmnBa2，故线圈中电流的有效值为：IIm2Em2RnBa22R，线圈转过90 角所用的时间为tT42，所以在转动过程中产生的热量QI2Rtn2B2a44R.(2)在线圈转过90 角的过程中，感应电动势和感应电流的平均值分别为EntnBa222nBa2，IER2nBa2R，所以流过导体横截面的电荷量为qItnBa2R.【答案】见解析1IIm2只适用于正弦交变电流2计算时一般取一
8、个周期，如果一个周期内各时段交变电流的规律不同，应分段计算然后求和3各种交流电表、交流电器上标注的额定值及与热效应有关的计算等都指的是有效值4计算流过导体横截面的电荷量时必须用平均值电阻、电感、电容对交变电路的影响电阻、电感、电容对电流都有阻碍作用，但它们的产生原因、阻碍特点等各不相同，对比如下：精品教案可编辑电阻感抗容抗产生的原因定向移动的自由电荷与不动的离子间的碰撞电感线圈的自感现象阻碍电流的变化极板上所带电荷对定向移动的电荷的阻碍阻碍的特点对直流、交流均有阻碍作用通直流、阻交流，通低频、阻高频通交流、隔直流，通高频、阻低频相关因素由导体本身决定(长短、粗细、材料)，与温度有关由线圈本身的
9、自感系数和交变电流的频率共同决定由电容的大小和交变电流的频率共同决定如图 3-2 所示，三个灯泡是相同的，额定功率足够大，直流电源E1内阻可以忽略，交流电源E2电动势的有效值与E1相等，电感线圈电阻不计当开关 S 接到接点A时，三灯亮度相同，当开关S 接到接点B时()图 3-2A甲、乙、丙三灯亮度相同B甲灯最亮，丙灯不亮C甲灯和乙灯一样亮，丙灯不亮D乙灯最亮，丙灯不亮【解析】当开关 S 接到A点时，三个相同的灯泡亮度相同，说明通过三个灯泡的电流大小相等，三个支路对所加频率的交流电的阻碍作用相同当开关S 接B点时，由于所加的是直流电，含电阻支路的阻碍作用不变含电感线圈支路的阻碍作用减小(线圈有“
10、阻交流，通直流”的作用)含电容器支路的阻碍作用变为无穷大(电容器有“通交流，隔直流”的作用)所以甲灯亮度不变，乙灯变亮，丙灯不亮【答案】D精品教案可编辑交变电流和力学的综合问题在解决交变电流知识和力学知识综合问题时应注意以下几点：1交变电流的大小和方向、交变电压的大小和正负都随时间做周期性变化，从而引起磁场、电场的强弱和方向都做周期性变化因此，在研究带电体在场中的受力时，一定要细致地进行动态的受力分析2粒子在交变电场中，常见的运动情境有以下三种：(1)带电粒子做定向运动；(2)带电粒子以某位置为中心做往复运动；(3)带电粒子做偏转运动3分析时应注意由于交变电流的周期性变化而引起的分析结果出现多
11、解的可能如图 3-3 甲所示，A、B两块金属板水平放置，相距为d0.6 cm，两板间加有一周期性变化的电压，当B板接地(B0)时，A板电势A随时间变化的情况如图乙所示，现有一带负电的微粒在t0 时刻从B板中央小孔射入电场，若该带电微粒受到的电场力为重力的2 倍，且射入电场时初速度可忽略不计求：图 3-3(1)在 0T2和T2T这两段时间内微粒加速度的大小和方向；(2)要使该微粒不与A板相碰，所加电压的周期最长为多少？(g取 10 m/s2)【解析】(1)设电场力大小为F，则F2mg，对于t0 时刻射入的微粒，在前半个周期内，Fmgma1，a12mgmgmg，方向向上，后半个周期的加速度a2满足
12、Fmgma2，a23mgm3g，方向向下精品教案可编辑(2)前半个周期上升的高度h112a1T2218gT2，前半个周期微粒的末速度为gT2，后半个周期先向上做匀减速运动，设减速运动的时间为t1，则 3gt1gT2，t1T6，此段时间内上升的高度h212a2t21123gT62gT224，则上升的总高度为h1h218gT2124gT2gT26.后半个周期的T2t1T3时间内，微粒向下加速运动，下降的高度h3123gT32gT26上述计算表明，微粒在一个周期内的总位移为零，只要在上升过程中不与A板相碰即可，则h1h2d，即gT26d，所加电压的周期最长为Tmax6dg6 0.6 10210s 6
13、 102s.【答案】(1)g方向向上3g方向向下(2)6 10 2s1首先要分析清楚初始条件2其次按运动和力的关系，在交变电压的正、负阶段对带电粒子的受力和运动细节分T4或(T2)作详细的物理过程分析3最后得出带电粒子的运动究竟属于哪种情况，必要时还可画出粒子的速度图象帮助分析判断1(2015四川高考)小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈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 3-4 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()精品教案可编辑图 3-4A峰值是e0B峰值是2e0C有效值是
14、22Ne0D有效值是2Ne0【解析】因每匝矩形线圈ab边和cd边产生的电动势的最大值都是e0，每匝中ab和cd串联，故每匝线圈产生的电动势的最大值为2e0.N匝线圈串联，整个线圈中感应电动势的最大值为2Ne0，因线圈中产生的是正弦交流电，则发电机输出电压的有效值E2Ne0，故选项 D 正确【答案】D2(2013海南高考)通过一阻值R100 的电阻的交变电流如图3-5 所示，其周期为1 s电阻两端电压的有效值为()图 3-5A 12 V B410 V C 15 V D85 V【解析】由有效值定义可得U2R1s(0.1A)2R0.4 s 2(0.2A)2R 0.1 s 2，其中R100，可得U41
15、0 V，B 正确【答案】B3(2013福建高考)如图 3-6所示，实验室一台手摇交流发电机，内阻r1.0，外接R9.0 的电阻闭合开关S，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势e102sin 10 t(V)，则()精品教案可编辑图 3-6A该交变电流的频率为10 HzB该电动势的有效值为102 VC外接电阻R所消耗的电功率为10 WD电路中理想交流电流表?的示数为1.0 A【解析】因e102sin 10 t(V)，故10 rad/s，f25 Hz，选项 A 错误；Em102 V，故其有效值EEm210 V，选项 B 错误；交流电表的示数及功率的计算均要用有效值，因此电路中?表的示数IE
16、Rr1.0 A，选项 D 正确；外接电阻R所消耗功率为PI2R1.02 9 W 9 W，选项 C 错误【答案】D4(多选)(2016全国丙卷)如图 3-7，M为半圆形导线框，圆心为OM；N是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为ON；两导线框在同一竖直面(纸面)内；两圆弧半径相等；过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面现使线框M、N在t0 时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过OM和ON的轴，以相同的周期T逆时针匀速转动，则()图 3-7A两导线框中均会产生正弦交流电B两导线框中感应电流的周期都等于T精品教案可编辑C在tT8时，两导线框中产生的感应电动势相等D两导线框的电阻相等
17、时，两导线框中感应电流的有效值也相等【解析】两导线框匀速转动切割磁感线产生感应电动势的大小不变，选项A 错误；导线框的转动周期为T，则感应电流的周期也为T，选项 B 正确；在tT8时，切割磁感线的有效长度相同，两导线框中产生的感应电动势相等，选项C 正确；M导线框中一直有感应电流，N导线框中只有一半时间内有感应电流，所以两导线框的电阻相等时，感应电流的有效值不相等，选项D 错误【答案】BC5(2014天津高考)如图 3-8 甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线a、b所示，则()甲乙图 3-8A两次t0 时刻线圈平
18、面均与中性面重合B曲线a、b对应的线圈转速之比为23C曲线a表示的交变电动势频率为25 HzD曲线b表示的交变电动势有效值为10 V【解析】由图象可知，两次转动都是从中性面开始计时的，故A 正确由图象可知，曲线a、b对应的线圈转动的周期之比为23，则转速之比为3 2，故 B错误由图象可知曲线a的周期Ta 4 102 s，则曲线a表示的交变电动势频率fa1Ta25 精品教案可编辑Hz，故 C 正确交变电动势的最大值EmnBS，则曲线a、b表示的交变电动势的峰值之比为EmaEmbab 3 2，即Emb23Ema10 V，故曲线b表示的交变电动势的有效值为E有102V52 V，D 错误【答案】AC我
19、还有这些不足：(1)(2)我的课下提升方案：(1)(2)章末综合测评(三)(时间：60 分钟满分：100 分)一、选择题(本大题共10 个小题，每小题 6 分，共 60 分在每小题给出的四个选项中，第 17 题只有一项符合题目要求，第8 10 题有多项符合题目要求全部选对的得6 分，选对但不全的得3 分，有选错的得0 分)1下列说法中不正确的是()A交流发电机是把其他形式的能转变为电能的装置B交流发电机是把电能转变为其他形式能的装置C交流发电机中电枢和磁极中不动的叫定子，转动的叫转子D交流发电机利用的是电磁感应原理【解析】发电机显然是利用了磁场和导体相对运动产生感应电流，即应用了电磁感应精品教
20、案可编辑原理，把其他形式的能转化为电能，电枢和磁极中转动部分叫转子，固定不动的部分叫定子，A、C、D 对，B 错【答案】B2如图 1 是交流发电机的示意图，图甲到图丁分别表示线圈转动过程中的四个位置，其中甲、丙中的线圈与磁场方向垂直，乙、丁中线圈与磁场方向平行，则在线圈转动的过程中直流电流表有示数的位置是()【导学号：78870065】图 1A甲、丙B乙、丁C甲、乙D丙、丁【解析】线圈转动中感应电流时刻在变化，位于中性面位置时磁通量最大，但感应电流最小，等于零位于与中性面垂直位置时，磁通量最小，但感应电流最大，故选B.【答案】B3下列关于交流电的说法中正确的是()A交流电气设备上所标的电压和电
21、流值是交流电的峰值B用交流电流表和电压表测定的读数值是交流电的瞬时值C给定的交流数值，在没有特别说明的情况下是指有效值D跟交变电流有相同的热效应的直流电的数值是交流电的平均值【解析】对于交变电流，在没有特别说明的情况下是指有效值，交流电流表和电压表精品教案可编辑的读数值是交流电的有效值，交流电气设备的铭牌上所标的电压和电流也是有效值，与交变电流有相同热效应的直流电的数值是交流电的有效值，所以A、B、D 错误，C 正确【答案】C4一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交流电的波形如图2 所示，由图可以知道()【导学号：78870066】图 2A 0.01 s 时刻线圈处于中性面位置B0.01 s
22、时刻穿过线圈的磁通量为零C该交流电流有效值为2 AD该交流电流频率为50 Hz【解析】0.01 s 时刻电流最大，电动势最大，处于与磁感线平行的位置，故A 错，B对；Im 6.28 A，所以有效值I6.282A4.44 A，故 C 错；由题图知T0.04 s，f10.04Hz25 Hz，故 D 错【答案】B5三个相同的电阻，分别通过如图甲、乙、丙所示的交变电流，三个图中的I0和周期T相同下列说法中正确的是()图 3A在相同时间内三个电阻发热量相等B在相同时间内，甲、乙发热量相等，是丙发热量的2 倍精品教案可编辑C在相同时间内，甲、丙发热量相等，是乙发热量的12D在相同时间内，乙发热量最大，甲次
23、之，丙的发热量最小【解析】甲图象电流的有效值为12I0，乙图象电流的有效值为I0，丙图象根据电流有效值的定义有：I20RT2I2RT，解得电流有效值I12I0，根据焦耳定律相同时间内产生的热量之比等于电流有效值的平方比，Q1Q2Q3 1 2 1，C 对【答案】C6在收音机线路中，经天线接收下来的电信号既有高频成分，又有低频成分，经放大后送到下一级，需要把低频成分和高频成分分开，只让低频成分输送到再下一级，可以采用如图 4 所示电路，其中a、b应选择的元件是()图 4Aa是电容较大的电容器，b是低频扼流圈Ba是电容较大的电容器，b是高频扼流圈Ca是电容较小的电容器，b是低频扼流圈Da是电容较小的
24、电容器，b是高频扼流圈【解析】电容器具有通高频、阻低频的作用，这样的电容器电容较小，所以a处放电容较小的电容器，电感线圈在该电路中要求起到通低频，阻高频的作用，b处接一个高频扼流圈，D 对【答案】D7一只电饭煲和一台洗衣机同时并联接入u311 sin314tV 的交流电源上，均正常工作用交流电流表分别测得流过电饭煲的电流是5 A，流过洗衣机的电流是0.5 A，则下列说法中正确的是()精品教案可编辑A电饭煲的电阻是44，洗衣机电动机线圈的电阻是440 B电饭煲消耗的电功率为1 555 W，洗衣机电动机消耗的功率为155.5 WC1 min内电饭煲消耗的电能为6.6 104 J，洗衣机电动机消耗的
25、电能为6.6 103 JD电饭煲的发热功率是洗衣机电动机发热功率的10 倍【解析】电饭煲与洗衣机并联接在电源上，电源两端电压有效值相等，均为UUm2220 V，但洗衣机不是纯电阻用电器，由R1UI12200.5440 是错误的，电饭煲是纯电阻用电器，可计算R2UI2220544，故选项 A 错误；电饭煲的电功率为P2UI2 220 5 W 1 100 W，洗衣机电动机的电功率为P1UI1 220 0.5 W 110 W，故选项 B 错误；1 min内电饭煲产生的热量Q2P2t2 6.6 104J，洗衣机电动机消耗的电能Q1P1t1 6.6 103J，故选项 C 正确；由题目条件计算不出洗衣机电
26、动机的发热功率，故选项D 错误【答案】C8如图 5 所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R.线框以竖直边cd为转动轴、以角速度匀速转动，从图示时刻开始计时，则下列说法中错误的是()【导学号：78870067】图 5A线框中感应电流的有效值为BSRB感应电动势的瞬时值表达式为eBSsin t精品教案可编辑C感应电流的瞬时值表达式为iBS2Rsin tD从图示时刻到t过程中，线框中的平均感应电动势为0【解析】最大感应电流ImEmRBSR，其有效值IIm2BS2R，A 错误图示位置为中性面位置，所以感应电动势的瞬时值表达式eBSsin t，B
27、正确感应电流的瞬时值表达式iBSRsin t，C 错误.0过程中Ent2BS，D 错误【答案】ACD9.如图 6 所示，闭合的矩形导体线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转动，沿着OO方向观察，线圈沿逆时针方向转动已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，ab边的边长为l1，ad边的边长为l2，线圈电阻为R，转动的角速度为，则当线圈转至图示位置时()【导学号：78870068】图 6A线圈中感应电流的方向为abcdaB线圈中的感应电动势为2nBl2C穿过线圈的磁通量随时间的变化率最大D线圈ad边所受安培力的大小为n2B2l1l22R【解析】根据右手定则，线圈中感应电流的方向
28、为adcba，A 错；当线圈转至图示位置时，线圈中感应电动势应为最大值EmnBl1l2，此时，穿过线圈的磁通量随时间的变化率最大，B 错，C 对；线圈ad边所受安培力的大小FnBIl2nBnBl1l2Rl2n2B2l1l22R，精品教案可编辑D 对【答案】CD10 (2014石家庄模拟)实验室里的交流发电机可简化为如图7 所示的模型，正方形线圈在水平匀强磁场中，绕垂直于磁感线的OO轴匀速转动今在发电机的输出端接一个电阻R和理想电压表，并让线圈每秒转25 圈，读出电压表的示数为10 V 已知R10，线圈电阻忽略不计，下列说法正确的是()图 7A线圈位于图中位置时，线圈中的瞬时电流为零B从中性面开
29、始计时，线圈中电流瞬时值表达式为i2sin 50 t(A)C流过电阻R的电流每秒钟方向改变50 次D电阻R上的热功率等于20 W【解析】线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的是交流电线圈位于图中位置时，穿过线圈的磁通量虽然为零，但磁通量的变化率最大，线圈中的瞬时电流最大，选项A 错误；线圈转一圈，两次经过中性面，线圈每经过一次中性面，电流方向改变一次，每秒转25 圈，电流方向改变50 次，选项C 正确；由题意可知，f25 Hz，50 rad/s，电压表的示数是有效值，交流电最大值Em10 2 V，Im2 A，故选项B 正确；电阻R上消耗的热功率PRU2R10 W，选项 D 错误【
30、答案】BC二、非选择题(本题共3 小题，共40 分计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11(10 分)将交变电压u2202sin(100 t)V 接到“220 V 100 W”的灯泡两端，精品教案可编辑若灯泡灯丝电阻保持不变，求：(1)通过灯泡的电流的最大值；(2)灯泡的实际功率；(3)每秒钟电流方向改变的次数；(4)通过灯泡的电流i的瞬时值表达式【解析】(1)交变电压的有效值U22022V220 V，灯泡的额定电压为U220 V，因此灯泡恰好正常发光由“220 V 100 W”知该灯泡电阻为RU2P484.通过灯泡的电流的最大值为ImUmR2202484A0.64 A
31、.(2)灯泡的实际功率与额定功率相同，P100 W.(3)周期T22100 0.02 s，每秒钟电流方向改变的次数ntT 210.02 2100(次)(4)通过灯泡的电流的瞬时值表达式为iImsint0.64 sin(100t)A.【答案】(1)0.64 A(2)100 W(3)100 次(4)i0.64 sin(100t)A12(14 分)如图 8 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线圈的长l10.50 m，宽l20.40 m，匝数N20 匝，线圈总电阻r 0.10.磁场的磁感应强度B 0.10 T线圈绕OO轴以50 rad/s的角速度转动线圈两端外接一个R9.
32、9 的电阻和一块内阻不计的交流电流表求：【导学号：78870069】精品教案可编辑图 8(1)线圈中产生的感应电动势的最大值；(2)电流表的读数；(3)线圈转过一周的过程中，整个回路中产生的焦耳热【解析】(1)电动势的最大值EmNBl1l2解得Em20 V.(2)由闭合电路的欧姆定律知ImaxEmRr解得Imax2.0 A对正弦交流电，有效值IImax2解得电流表的读数I 1.4 A.(3)由焦耳定律QI2(Rr)T及T2可解得线圈转过一周的过程中，整个回路中产生的焦耳热Q 2.5 J.【答案】(1)20 V(2)1.4 A(3)2.5 J13(16 分)如图 9(甲)所示，一固定的矩形导体线
33、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均匀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S0.040 m2，小灯泡的电阻R9.0，磁场的磁感应强度按如图9(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精品教案可编辑nBmS2Tcos2Tt，其中Bm为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期不计灯丝电阻随温度的变化，求：图 9(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；(3)在磁感强度变化的0T4的时间内，通过小灯泡的电荷量【解析】(1)因为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 102s所以线圈中感应电动势的最大值为Em 2nBmS/T8.0 V.(2)根据欧姆定律，电路中电流的最大值为ImEmRr 0.80 A通过小灯泡电流的有效值为IIm/2 0.402 A小灯泡消耗的电功率为PI2R2.88 W.(3)在磁感应强度变化的01/4 周期内，线圈中感应电动势的平均值EnSBt通过灯泡的平均电流IERrnSB（Rr）t通过灯泡的电荷量QItnSBRr 4.0 10 3C.【答案】(1)8.0 V(2)2.88 W(3)4 10 3C精品教案可编辑