2019-2020年高中物理 第三章 電磁感應(yīng)第一節(jié) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象.doc

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2019-2020年高中物理 第三章 電磁感應(yīng)第一節(jié) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 【典型例題】 【例1】線框ABCD從有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域穿過(guò)，下列說(shuō)法中正確的是（ ） A、進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中，ABCD中有感應(yīng)電流 B、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，ABCD中有感應(yīng)電流 C、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，ABCD中沒(méi)有感應(yīng)電流 D、離開(kāi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中，ABCD中沒(méi)有感應(yīng)電流 【解析】從磁通量有無(wú)“變化”來(lái)判斷發(fā)生感應(yīng)電流與否，是觸及本質(zhì)的，也比較能抓住要點(diǎn)得出正確結(jié)論。若從切割磁感線的角度考慮問(wèn)題，需注意全面比較閉合電路各部分切割的情況。在有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，常常需要考慮閉合回路進(jìn)場(chǎng)、出場(chǎng)和在場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的情況，ABCD在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中無(wú)論勻速，還是加速運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)ABCD的磁通量都沒(méi)有發(fā)生變化。正確答案為AC。 【例2】如圖所示，在條形磁鐵中部垂直套有A、B兩個(gè)圓環(huán)，試分析穿過(guò)A環(huán)、B環(huán)的磁通量誰(shuí)大。 【解析】此題所給條件是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，不能用計(jì)算，只能比較穿過(guò)兩環(huán)的磁感線凈條數(shù)多少，來(lái)判斷磁通量的大?。紫缺仨毭鞔_條形磁鐵的磁感線的分布，才能確定磁通量的大小．條形磁鐵的磁感線是從N極出發(fā)，經(jīng)外空間磁場(chǎng)由S極進(jìn)入，在磁鐵內(nèi)部的磁感線從S極向N極，又因磁感線是閉合曲線，所以條形磁鐵內(nèi)外磁感線條數(shù)一樣多．向上穿過(guò)A、B環(huán)的磁感線條一樣多，而向下穿過(guò)A環(huán)的磁感線多于B環(huán)，則A環(huán)從下向上穿過(guò)的凈磁感線少于B環(huán)，所以面積越大，磁感線抵消的越多，穿過(guò)線圈的磁通量為合磁通量，所以可知B環(huán)的磁通量大于A環(huán)磁通量。 【例3】如圖所示線圈abcd在通電直導(dǎo)線的磁場(chǎng)中，分別做如下的運(yùn)動(dòng)，A、向右平動(dòng)；B、向下平動(dòng)；C、以下邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)；D、從紙面向紙外做平動(dòng)；E、向上平動(dòng)。但是線圈有個(gè)缺口，判斷以上情況中線圈中是否有感應(yīng)電流。 【解析】原來(lái)的磁通量都是向里的，對(duì)于直導(dǎo)線來(lái)說(shuō)，離電流越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)越弱，磁感線分布越稀疏．A中，向右平移，穿過(guò)線圈的磁通量沒(méi)有變化，故沒(méi)有感應(yīng)電流； B中，向下平移，穿過(guò)線圈的磁通量沒(méi)有減小，故產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由于線圈閉合所以也有感應(yīng)電流；C中，繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化（開(kāi)始時(shí)減?。十a(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由于線圈閉合所以也有感應(yīng)電流；D中，從紙面向紙外做平動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量減小，故產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由于線圈閉合所以也有感應(yīng)電流；E中，向上平動(dòng)，但是線圈有個(gè)缺口，穿過(guò)線圈的磁通量增加，故產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由于線圈不閉合，所以沒(méi)有感應(yīng)電流． 【基礎(chǔ)練習(xí)】 一、 選擇題 1、如圖所示，矩形線圈abcd放置在水平面內(nèi)，磁場(chǎng)方向與水平方向成a角，已知a＝530，回路面積S，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則通過(guò)線框的磁通量為：（ ） A、BS B、0.8BS C、0.6BS　　　 D、0.75 BS 2、如圖所示，一個(gè)矩形線圈與通有相同大小的電流平行直導(dǎo)線同一平面，而且處在兩導(dǎo)線的中央，則：（ ） A、電流同向時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量為零； B、兩電流反向時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量為零； C、兩電流同向或反向時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量都相等； D、因兩電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)是不均勻的，因此不能判斷穿過(guò)線圈的磁通量是否為零． 3、恒定的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一圓形的閉合導(dǎo)體線圈，線圈平面垂直于磁場(chǎng)方向，當(dāng)線圈在此磁場(chǎng)中做下列運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中能產(chǎn)生感應(yīng)電流：（ ） A、線圈沿自身所在平面做勻速運(yùn)動(dòng)； B、線圈繞自身所在平面做加速運(yùn)動(dòng)； C、線圈繞任意一條直徑做勻速運(yùn)動(dòng)； D、線圈繞任意一條直徑做變速運(yùn)動(dòng)． 4、如圖所示，開(kāi)始時(shí)矩形線圈與磁場(chǎng)垂直，且一半在勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)一半在勻強(qiáng)磁場(chǎng)外，若要線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流，下列方法中可行的是：（ ） A、將線圈向左平移一小段距離； B、將線圈向上平移； C、以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng)（小于900）； D、以bc為軸轉(zhuǎn)動(dòng)（小于600）． 5、閉合電路的一部分導(dǎo)線ab處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，圖1中各情況下導(dǎo)線都在紙面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，那么下列判斷中正確的是 （ ） A、都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 B、都不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 C、甲、乙不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，丙、丁會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 D、甲、丙會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，乙、丁不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 6、2．如圖2所示，矩形線框abcd的一邊ad恰與長(zhǎng)直導(dǎo)線重合(互相絕緣)．現(xiàn)使線框繞不同的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，能使框中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是( ) A、繞ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng) B、繞oo′為軸轉(zhuǎn)動(dòng) C、繞bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng) D、繞ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng) 二、 填空題 7、閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流，從能量的角度看，外力克服 力做功，使 能轉(zhuǎn)化為 能。 8、磁通密度：由得B＝ ，這表示磁感強(qiáng)度等于 ，因此，常把磁感強(qiáng)度叫做磁通密度。根據(jù)磁感線的意義，知道 可以形象地表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。 9、如圖12所示，矩形線圈abcd左半邊放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，右半邊在磁場(chǎng)外，當(dāng)線圈以ab邊為軸向紙外轉(zhuǎn)過(guò)60過(guò)程中，線圈中____產(chǎn)生感應(yīng)電流(填會(huì)與不會(huì))，原因是____。 三、 計(jì)算題 10、一個(gè)單匝矩形線圈放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為2.010-2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如果穿過(guò)此線圈的磁通量是1.010-3Wb，此線圈的最小面積是多少？ 11、與磁感強(qiáng)度B=0.8T垂直的線圈面積為0.05m2，線圈的磁通量多大？若這個(gè)線圈繞有50匝時(shí)，磁通量有多大？線圈位置如轉(zhuǎn)過(guò)53時(shí)磁通量多大？ 12、有一個(gè)n匝的矩形線圈abcd，面積為S，它與水平面成α角置于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，求通過(guò)線圈平面的磁通量。 【能力提升】 1、如圖所示，在條形磁鐵外面套著一圓環(huán)，當(dāng)圓環(huán)由磁鐵N極向下平移到磁鐵S極的過(guò)程中，穿過(guò)圓環(huán)的磁通量變化的情況是：( ) A、逐漸增加 B、逐漸減少 C、逐漸增加，后逐漸減少 D、先逐漸減少，后逐漸增大 2、如圖所示，長(zhǎng)直導(dǎo)線MN的右側(cè)有一矩形線框，它們?cè)谕黄矫鎯?nèi)，欲使矩形線框產(chǎn)生感應(yīng)電流，可采取的方法是：( ) A、線框向上平動(dòng) B、線框向下平動(dòng) C、線框以MN為軸轉(zhuǎn)動(dòng) D、逐漸增加或減少M(fèi)N中的電流強(qiáng)度 3、閉合銅環(huán)與閉合金屬框相接觸放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖9所示，當(dāng)銅環(huán)向右移動(dòng)時(shí)(金屬框不動(dòng))，下列說(shuō)法中正確的是 （ ） A、銅環(huán)內(nèi)沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，因?yàn)榇磐繘](méi)有發(fā)生變化 B、金屬框內(nèi)沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，因?yàn)榇磐繘](méi)有發(fā)生變化 C、金屬框ab邊中有感應(yīng)電流，因?yàn)榛芈穉bfgea中磁通量增加了 D、銅環(huán)的半圓egf中有感應(yīng)電流，因?yàn)榛芈積gfcde中的磁通量減少 4、一水平放置的矩形線圈abcd在條形磁鐵S極附近下落，在下落過(guò)程中，線圈平面保持水平，如圖10所示，位置1和3都靠近位置2，則線圈從位置1到位置2的過(guò)程中，線圈內(nèi)____感應(yīng)電流，線圈從位置2至位置3的過(guò)程中，線圈內(nèi)____感應(yīng)電流。(填：“有”或“無(wú)”) 5、如圖所示，一個(gè)矩形線圈與通有相同大小的電流的平行直導(dǎo)線同一平面，而且處在兩導(dǎo)線的中央，求： （1）電流同向是磁通量是否為零 （2）電流反向時(shí)磁通量是否為零 　　 參考答案 基礎(chǔ)練習(xí) 1、B 2、A 3、CD 4、ACD 5、D 6、BCD 7、磁場(chǎng)；機(jī)械；電 8、，穿過(guò)單位面積上的磁感應(yīng)條數(shù)，磁感線的疏密程度 9、不會(huì)，磁通量沒(méi)變化 10、0.05m2 11、0.04wb，0.04wb，2.410-2wb 12、φ＝BScosα 能力提高 1、C 2、D 3、CD 4、有，有 5、同向?yàn)榱?，反向不為? 第二節(jié)、法拉第電磁感應(yīng)定律 【典型例題】 【例1】如下圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的銅桿OA以O(shè)為軸在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)以角速度 勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，求桿OA兩端的電勢(shì)差． 【解析】銅桿OA在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E，此即OA桿兩端的電勢(shì)差。OA桿勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，桿上各點(diǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)半徑不同，線速度大小不同，由知線速度v與半徑r成正比，可見(jiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)從A至O是逐段均勻減小的，能夠用平均值來(lái)計(jì)算OA桿的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。桿的平均速度 ，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) ，桿OA兩端的電勢(shì)差UOA＝E＝ 【例2】如圖所示，半徑為r的金屬環(huán)繞通過(guò)某直徑的軸OO’以角速度 作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，從金屬環(huán)面與磁場(chǎng)方向重合時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，則在金屬環(huán)轉(zhuǎn)過(guò)30角的過(guò)程中，環(huán)中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的平均值是多大？ 【解析】根據(jù)金屬環(huán)在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的始末位置穿過(guò)環(huán)的磁通量φ1和φ2以及完成這一變化所用時(shí)間△t，就可以求出環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 。當(dāng)金屬環(huán)面與磁感線平行時(shí)，穿過(guò)環(huán)的磁通量φ1＝0。當(dāng)環(huán)轉(zhuǎn)過(guò)300時(shí)，環(huán)平面在垂直磁感線方向的投影，穿過(guò)環(huán)的磁通量。所以，在環(huán)轉(zhuǎn)過(guò)30的過(guò)程中，環(huán)中平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 【例3】如圖所示，小燈泡的規(guī)格為“2V、4W”，接在光滑水平導(dǎo)軌上，軌距0.1m，電阻不計(jì)。金屬棒ab垂直擱置在導(dǎo)軌上，電阻1Ω。整個(gè)裝置處于磁感強(qiáng)度B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。求： （1）為使小燈正常發(fā)光，ab的滑行速度多大？ （2）拉動(dòng)金屬棒ab的外力功率多大？ 【解析】要求小燈正常發(fā)光，燈兩端電壓應(yīng)等于其額定值2V。這個(gè)電壓是由于金屬棒滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)提供的。金屬棒移動(dòng)時(shí)，外力的功率轉(zhuǎn)化為全電路上的電功率。（1）根據(jù)小燈的標(biāo)志得小燈的額定電流和電阻分別為 I=P/U=2A, R=U2/P=1Ω。設(shè)金屬棒滑行速度為v，它產(chǎn)生的感應(yīng)電流為 I’=BLV/(R+r), 式中r為棒的電阻。由I’=I,即I＝BLV/(R+r) 得V＝I（R+r）/BL＝40m/s （2）根據(jù)能的轉(zhuǎn)換，外力的機(jī)械功率等于整個(gè)電路中的電功率，所以拉動(dòng)ab作切割運(yùn)動(dòng)的功率為P機(jī)=P電=I2（R+r）=22（1+1）W=8W。 【基礎(chǔ)練習(xí)】 一、選擇題 1、關(guān)于電磁感應(yīng)，下列說(shuō)法中正確的是（ ）。 （A）穿過(guò)線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大； （B）穿過(guò)線圈的磁通量為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定為零； （C）穿過(guò)線圈的磁通量的變化越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大； （D）空過(guò)線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。 2、穿過(guò)一個(gè)電阻為1Ω的單匝閉合線圈的磁通量始終是每秒均勻的減少2Wb,則 ( ) A、線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定是每秒減少2v B、線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定是2v C、線圈中的感應(yīng)電流一定是每秒減少2A D、線圈中的感應(yīng)電流一定是2A 3、在赤道上空，一根沿東西方向的水平導(dǎo)線自由下落，則導(dǎo)線上各點(diǎn)的電勢(shì)正確的說(shuō)法是 A、東端高 B、西端高 C、中點(diǎn)高 D、各點(diǎn)電勢(shì)相同 4、平行閉合線圈的匝數(shù)為n,所圍面積為S，總電阻為R，在時(shí)間內(nèi)穿過(guò)每匝線圈的磁通量變化為，則通過(guò)導(dǎo)線某一截面的電荷量為（ ）。 A、 B、 C、 D、 5、如圖所示，矩形線圈有N匝，長(zhǎng)為a，寬為b，每匝線圈電阻為R，從磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以速度v勻速拉出來(lái)，那么，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)合流經(jīng)線圈中的感應(yīng)電流的大小應(yīng)為（ ） A、E = NBav， B、E = NBav， C、E = Bav， D、E = Bav， 6、一個(gè)矩形導(dǎo)體線圈長(zhǎng)為2，寬為，以速率V穿過(guò)一個(gè)理想邊界的、寬為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示，則以下各圖中哪個(gè)正確地表示了矩形線圈內(nèi)的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的關(guān)系：（ ） 二、填空題 7、直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做切割磁感應(yīng)線的運(yùn)動(dòng)，如果運(yùn)動(dòng)方向與磁感線垂直，那么導(dǎo)線中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與 、 和 三者都成正比。用公式表示為E＝ 。 8、一艘海輪正以6m/s的速度從東向西航行，起上有一根長(zhǎng)15m的金屬桅桿，設(shè)海輪所處海域的地磁場(chǎng)的水平分量為0.510－4T，則桅桿兩端的電勢(shì)差為 。 9、如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌間距為d，一端跨接一阻值為R的電阻，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感強(qiáng)度為B，方向垂直軌道所在平面，一根長(zhǎng)直金屬棒與軌道成60角放置，當(dāng)金屬以垂直棒的恒定速度v沿金屬軌道滑行時(shí)，電阻R中的電流大小為_(kāi)_______。（不計(jì)軌道與棒的電阻） 三、計(jì)算題 10、矩形線圈abcd，長(zhǎng)ab＝20cm，寬bc＝10cm，匝數(shù)n＝200，線圈回路總電阻R＝50Ω，整個(gè)線圈平面均有垂直于線框平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)穿過(guò)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，求：線圈回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 11、如圖所示，有一閉合的矩形導(dǎo)體框，框上M、N兩點(diǎn)間連有一電壓表，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，且框面與磁場(chǎng)方向垂直．當(dāng)整個(gè)裝置以速度v向右勻速平動(dòng)時(shí)，M、N之間有無(wú)電勢(shì)差？ 12、有一根粗細(xì)均勻的長(zhǎng)直軟鐵棒, 其橫截面積為8cm2, 將絕緣導(dǎo)線密繞在軟鐵棒上. 當(dāng)導(dǎo)線中有電流通過(guò)時(shí), 軟鐵棒中部穿過(guò)0.5cm2橫截面積的磁通量為5.510-6Wb. 求： (1) 軟鐵棒中部?jī)?nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大?。? (2) 穿過(guò)軟鐵棒中部橫截面的磁通量。 【能力提升】 1、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的條件是：（ ） A、導(dǎo)體必須做切割磁力線運(yùn)動(dòng)； B、導(dǎo)體回路必須閉合，且回路所包圍面積內(nèi)的孩通量發(fā)生變化； C、無(wú)論導(dǎo)體回路是否閉合，只要它包圍或掃過(guò)的面積內(nèi)的磁通量發(fā)生變化； D、閉合回路產(chǎn)生了感生電流． 2、如圖所示，一閉合圓形線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈的平面與磁場(chǎng)方向成θ角，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化，變化率為一定值．在下述辦法中用哪一種可以使線圈中感應(yīng)電流的強(qiáng)度增加一倍（ ） A、線圈的匝數(shù)增加一倍 B、把線圈的半徑增加一倍 C、把線圈的面積增加一倍 D、改變線圈軸線對(duì)磁場(chǎng)的方向 E、把線圈的匝數(shù)減少到原來(lái)的一半 3、在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一根水平放置的金屬棒沿水平方向拋出,初速度方向與棒垂直,則棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)將 ( ) （A）隨時(shí)間增大 ； （B）隨時(shí)間減小 ； （C）不變化 ； （D）難以確定 4、如圖所示，直導(dǎo)線ab與固定的電阻器R連成閉合電路，ab長(zhǎng)0.40 m，在磁感強(qiáng)度是 0.60 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以5.0 m/s的速度向右做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向跟ab導(dǎo)線垂直．這時(shí)直導(dǎo)線ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小是 V 。 5、如圖所示，長(zhǎng)L1寬L2的矩形線圈電阻為R，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)邊緣，線圈與磁感線垂直．求：將線圈以向右的速度v勻速拉出磁場(chǎng)的過(guò)程中， ⑴拉力F大小　　　　 ⑵拉力的功率 P ⑶拉力做的功W　　　 ⑷線圈中產(chǎn)生的電熱 Q 參考答案 基礎(chǔ)練習(xí) 1、D 2、BD 3、A 4、D 5、A 6、C 7、磁感應(yīng)強(qiáng)度，導(dǎo)線的長(zhǎng)度，運(yùn)動(dòng)速度，BLV 8、4.510－3 9、 10、 11、有電勢(shì)差 12、，＝8.810-5Wb 能力提高 1、C 2、B 3、C 4、1.2V 5、，，，，　　　 第三節(jié)、交變電流 【典型例題】 【例1】一個(gè)電阻接在10V的直流電源上，它的發(fā)熱功率是P，當(dāng)接到電壓為的交流電源上，它的發(fā)熱功率是（ ） A、 B、 C、 D、 【解析】計(jì)算交流的發(fā)熱功率，必須用有效值，即，而，所以，，故B答案正確。 【例2】圖3是某交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流的圖像，根據(jù)圖像可以判定（ ） A、此交變電流的周期為0.1s B、此交變電流的頻率為5Hz C、將標(biāo)有“12V、3W”的燈泡接在此交變電流上，燈泡可以正常發(fā)光 D、與圖像上a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻發(fā)電機(jī)中的線圈剛好轉(zhuǎn)至中性面 【解析】由正弦函數(shù)圖象可以得知，線框是由中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)的，所以D答案錯(cuò)。此圖告訴我們，交變電流的周期是0.2s，頻率，即A錯(cuò)B對(duì)。 12V、3W燈泡中12V是有效值，圖12V為最大值，，通過(guò)以上分析，只有答案B正確。 【例3】如圖所示為某正弦式電流的圖象，求其峰值，周期和角頻率，并寫(xiě)出該電流的瞬時(shí)值表達(dá)式 【解析】從圖中可看出交流的周期T為 在時(shí)，電流為，而時(shí)線圈從中性面轉(zhuǎn)過(guò)的角度為。由電流公式，得： ∴ ，而 故此電流的瞬時(shí)值表達(dá)式為： 【基礎(chǔ)練習(xí)】 一、選擇題 1、電流方向每秒改變50次的交變電流，它的周期和頻率分別是 （ ） A、0.04s,25Hz B、0.08s,25Hz C、0.04s,50Hz D、0.08s,50Hz 2、如圖所示，正弦式交變電壓U的最大值為311V，負(fù)載電阻R=440Ω，若不考慮電表內(nèi)阻對(duì)電路的影響，則交流電壓表和電流表的讀數(shù)分別為 （ ） A、311V，0.707A B、220V,0.5A C、311V,0.707A D、220V,0.707A 3、兩只阻值相同的電阻分別通以正弦式交變電流和方形交變電流，如圖所示，若它們的電流最大值相等，則兩只電阻產(chǎn)生的熱功率之比為（ ） A、1∶4 B、1∶2 C、1∶1 D、2∶1 4、邊長(zhǎng)為a的正方形線框，其電阻為R，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO`軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖所示，每秒轉(zhuǎn)數(shù)為n，當(dāng)線圈平面平行于磁感線時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)（ ） A、線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為2πBa2ncos（2πnt） B、線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為πBa2n C、線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的有效值為2πBa2n /R D、線框中感應(yīng)電流的周期為1/n 5、一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電流瞬時(shí)值表達(dá)式為：，則（ ） A、此交流的頻率為50Hz B、此交流的峰值為10A C、用交流電流表測(cè)此電流，示數(shù)為10A D、用交流電流表測(cè)此電流，示數(shù)為14.1A 6、一個(gè)矩形線圈匝數(shù)為100匝，線圈面積為，在的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以的角速度繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，開(kāi)始時(shí)，線圈平面與磁感線平行，則（ ） A、電動(dòng)勢(shì)的有效值為 B、時(shí)的電動(dòng)勢(shì) C、時(shí)，電動(dòng)勢(shì) D、時(shí)，電動(dòng)勢(shì)為零 二、填空題 7、某線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)變化規(guī)律為e=εsinωt，保持其它條件不變，使該線圈的轉(zhuǎn)速和匝數(shù)同時(shí)增加一倍，則此時(shí)所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式 。 8、一正弦式電流u＝10sin314t，其有效值為_(kāi)_____，頻率為_(kāi)_____，接上R=10Ω電阻后，一周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為_(kāi)_____。 9、如圖所示，在第一個(gè)周期時(shí)間內(nèi)，線圈轉(zhuǎn)到中性面的時(shí)刻為_(kāi)_____末，此時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量______（填最大，最小或零．下同），流過(guò)線圈的電流為_(kāi)_____．在0.02s末時(shí)刻，線圈在磁場(chǎng)中的位置是_____________． 三、計(jì)算題 10、一臺(tái)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的按正弦規(guī)律變化的電動(dòng)勢(shì)的峰值為400V，線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為314rad/s，今將該發(fā)電機(jī)與只含電阻的負(fù)載組成的閉合電路的總電阻為。試寫(xiě)出該電流的瞬時(shí)值表達(dá)式并求出該電路所消耗的交流電功率。 11、邊長(zhǎng)為a的正方形線圈在磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以一條邊為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為ω，轉(zhuǎn)動(dòng)軸與磁場(chǎng)方向垂直，若線圈電阻為R，則從圖中所示線圈平面與磁場(chǎng)方向平行的位置轉(zhuǎn)過(guò)90角的過(guò)程中，在線圈中產(chǎn)生的熱量是多少？ 12、交流發(fā)電機(jī)電樞電阻為2歐，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式為e=389sin100πt（V），給電阻R=8Ω的用電器供電，則 （1）通過(guò)用電器的電流為多少？ （2）電源輸出功率和發(fā)電總功率為多少？ （3）發(fā)電機(jī)輸出端電壓為多少？ 【能力提升】 1、一矩形線圈，繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位于線圈平面的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e 隨時(shí)間t的變化如圖所示，下面說(shuō)法中正確的是 （ ） A、t1時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量為零 B、t2時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量的絕對(duì)值最大 C、t3時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量的絕對(duì)值最大 D、每當(dāng)e變換方向時(shí)，通過(guò)線圈的磁通量絕對(duì)值最小 2、將一根電阻絲接到100V直流電源上，在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q，若將此電阻絲接到某一正弦式交流電源上，則在2min內(nèi)產(chǎn)生的熱量也為Q，那么該交流電壓的最大值為（ ） A、50V B、 C、100V D、 3、一矩形線圈，繞與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直的中心軸OO′按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)．引出線的兩端與互相絕緣的半圓銅環(huán)連接，兩個(gè)半圓環(huán)分別與固定電刷A、B滑動(dòng)接觸，電刷間接有電阻，如圖所示，在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)電阻的電流( ) Ａ、大小和方向都不斷變化． Ｂ、大小和方向都不變． Ｃ、大小不斷變化，方向 Ｄ、大小不斷變化，方向從 4、一交變電流的電壓瞬時(shí)值表達(dá)式為u=311sin314tV，則： （1）該交變電流的電壓有效值為 V，頻率為 Hz，周期為 s。 （2）將該交變電流的電壓加在電阻R=20Ω的兩端，通過(guò)電阻R的電流瞬時(shí)值表達(dá)式為 i= A 5、邊長(zhǎng)為a的正方形線框，其電阻為R，在磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖18－7所示，每秒轉(zhuǎn)數(shù)為n，當(dāng)線圈平面平行于磁感線時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值為？ 參考答案 基礎(chǔ)練習(xí) 1、A 2、B 3、B 4、AD 5、AC 6、AB 7、e=4εsin2ωt 8、10V，50Hz，0.2J 9、0或0.04s，最大，0，與中性面垂直 10、 11、 12、（1）27.5A （2）6050W 7562.5W （3）220V 能力提高 1、C 2、C 3、C 4、（1）220、50、0.02 （2）11sin314t 5、2πnBa2cos2πnt 第四節(jié)、變壓器 【典型例題】 【例1】有一降壓變壓器，它的輸入電壓最大值為220V，另有一負(fù)載，當(dāng)它接在22V直流電源上時(shí)，消耗功率為P，若使它接在上述變壓器的次級(jí)電路中，消耗P/2的功率，則此變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為 （ ） A、14∶1 B、1∶14 C、10∶1 D、1∶10 【解析】設(shè)負(fù)載電阻為R，直流電壓U0=22V，變壓器次級(jí)電壓的有效值為U2，則由題意知 ,兩式相比，得而變壓器初級(jí)電壓的有效值為 因此，該變壓器原副線圈的匝數(shù)比為.答案選C。 【例2】圖為理想變壓器，它的初級(jí)線圈接在交流電源上，次級(jí)線圈接在一個(gè)標(biāo)有“12V 100W”的燈泡上．已知變壓器初、次級(jí)線圈匝數(shù)之比為18∶1，那么燈泡正常工作時(shí)，圖中的電壓表讀數(shù)為_(kāi)_______V，電流表讀數(shù)為_(kāi)_______A． 【解析】分析理想變壓器問(wèn)題時(shí)應(yīng)注意正確應(yīng)用電壓關(guān)系和電流關(guān)系、特別是初、次級(jí)功率相等的關(guān)系．由公式U1/U2＝n1/n2，得U1＝U2n1/n2＝216(V)；因理想變壓器的初、次級(jí)功率相等， 所以I1＝P1/U1＝P2/U2＝0.46(A)即電壓表、電流表讀數(shù)分別為216V、0.46A． 【例3】如圖所示電路中要使電流表讀數(shù)變大，可采用的方法有（ ） A、將 上的滑片向上移動(dòng). B、將 上的滑片向下移動(dòng). C、將電鍵S由1擲向2 D、將電鍵 S由1擲向3 【解析】在輸入電壓和匝數(shù)比n1/n2一定的情況下，輸出電壓U2是一定的,當(dāng) 減小時(shí),由可知電流表讀數(shù)變大,故應(yīng)向下移動(dòng)。在輸入電U1一定的條件下，減小匝數(shù)比n1/n2，則輸出電壓U2，增大，故電流強(qiáng)度增大，應(yīng)擲向2，所以正確的答案是BC。 【基礎(chǔ)練習(xí)】 一、選擇題 1、利用變壓器不可能做到的是 （ ） A、增大電流 B、升高電壓 C、減小電壓 D、增大功率 2、當(dāng)理想變壓器副線圈空載時(shí)，副線圈的 （ ） A、負(fù)載電阻為0 B、輸出電流為0 C、兩端電壓為0 D、輸出功率為0 3、理想變壓器工作時(shí)，原線圈一側(cè)和副線圈一側(cè)保持相同的物理量有①電壓 ②電流 ③電 功率 ④頻率 （ ） A、①② B、②③ C、①④ D、③④ 4、對(duì)于理想變壓器，下列說(shuō)法中正確的是（ ） A、原線圈的輸入功率，隨著副線圈的輸出功率增大而增大 B、原線圈的輸入電流，隨著副線圈的輸出電流增大而增大 C、原線圈的電壓，不隨副線圈的輸出電流變化而變化 D、當(dāng)副線圈的電流為零時(shí)，原線圈的電壓也為零 5、有一理想變壓器變壓比為，原線圈接入電壓時(shí)，將副線圈拆去18匝，輸出電壓為8V，則變壓器原線圈的匝數(shù)應(yīng)為（ ） A、495匝 B、1320匝 C、2640匝 D、990匝 6、用變壓器給負(fù)載電阻R供電，下列哪種辦法可使變壓器的輸入功率變大（ ） A、減少R的值 B、增加原線圈的匝數(shù) C、加粗原線圈的導(dǎo)線 D、減少副線圈的匝數(shù) 二、填空題 7、變壓器原線圈1400匝，副線圈700匝并接有電阻R，當(dāng)變壓器工作時(shí)原副線圈中，功率之比 ，電壓之比 。 8、理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1∶15，當(dāng)原線圈接在6V的蓄電池兩端以后，副線圈的輸出電壓為 。 9、如圖所示，副線圈上有一個(gè)標(biāo)有“220V，10W”字樣的燈泡正常發(fā)光，原線圈中的電流表示數(shù)為0.025A，則電壓表的示數(shù)為_(kāi)_____V，原、副線圈的匝數(shù)比為_(kāi)_____。 三、計(jì)算題 10、理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為4∶1，若原線圈上加V的交變電壓，則在副線圈兩端用交變電壓表測(cè)得電壓為多少？ 11、一理想變壓器的副線圈為200匝，輸出電壓為10V，則鐵芯內(nèi)的磁通量變化率的最大值為多少？ 12、電壓瞬時(shí)值的交流電，加在標(biāo)有“220V、100W”的白熾燈泡上，經(jīng)過(guò)多少個(gè)周期電流做功為10J，此交流電加在變壓比為20∶1的理想變壓器的初級(jí)，那末次級(jí)的輸出電壓的最大值是？頻率是？ 【能力提升】 1、下列正確說(shuō)法是 （ ） A、變壓器也可能改變恒定電壓 B、變壓器的原理是一種電磁感應(yīng)現(xiàn)象，副線圈輸出的電流是原線圈電流的感應(yīng)電流 C、變壓器由繞在同一閉合鐵芯上的若干線圈構(gòu)成 D、變壓器原線圈相對(duì)電源而言起負(fù)載作用，而副線圈相對(duì)負(fù)載而言起電源作用 2、理想變壓器原、副線圈的電流為I1、I2，電壓、功率為、關(guān)于它們之間的關(guān)系正確的說(shuō)法是（ ） A、由決定 B、與負(fù)載有關(guān) C、由決定 D、以上說(shuō)法都不對(duì) 3、一個(gè)理解的變壓器原線圈接入電壓，若原、副線圈的匝數(shù)分別是1210匝和1650匝，下列哪個(gè)判斷是錯(cuò)誤的（ ） A、副線圈輸出電壓的頻率是100Hz B、用電壓表量得副線圈兩端的電壓是600V C、副線圈兩端的電壓的峰值是848V D、副線圈的輸出功率與原線圈的輸入功率是相同的 4、一臺(tái)理想變壓器，原線圈加上U1電壓的交變電流，副線圈兩端的電壓是U2，如果從副線圈上拆去n0匝后，副線圈上的電壓變?yōu)閁2V，則原線圈的匝數(shù)n1=_______，副線圈原來(lái)的匝數(shù)n2=_______。 5、如圖所示的變壓器原線圈ab和副線圈cd的匝數(shù)之比為10∶3，副線圈外接一只100Ω的電阻．如果原線圈接交變電壓源u＝100sin100πt，并以由a流入，b流出的電流為正，則在t＝0.01s時(shí)刻，c點(diǎn)的電勢(shì)比d點(diǎn)的電勢(shì)高還是低？在一個(gè)周期中，電阻上的發(fā)熱量為多少J？ 參考答案 基礎(chǔ)練習(xí) 1、D 2、BD 3、D 4、ABC 5、B 6、A 7、1：1，2：1 8、0 9、400，20∶11 10、100V 11、0.07Wb／s 12、5，15.55，50 能力提高 1、BCD 2、C 3、A 4、 5、低，0.09J 第五節(jié)、高壓輸電 【典型例題】 【例1】一臺(tái)發(fā)電機(jī)的功率是40KW，用電阻為0.2Ω的導(dǎo)線輸送到用戶，(1)若用220V的電壓輸電，輸電線上損失的功率是多少?(2)若用22KV的電壓輸電，輸電線上損失的功率又是多少?(3)比較(1)、(2)的結(jié)果可得到什么結(jié)論? 【解析】要求出輸電線上損失的功率，首先根據(jù)P＝UI求出輸電線中的電流，再根據(jù)焦耳定律Q＝I2Rt和P＝W/t (因?yàn)閃＝Q)可求出輸電線上損失的功率P損＝I2R線. 解：(1)當(dāng)輸電電壓為U1＝220V時(shí)，輸電電流為：I1＝P/U1＝xx/11A 所以輸電線上損失的功率為：P1＝I12R線＝(xx/11)2A0.2Ω=6611.6W (2)當(dāng)輸電電壓為U2＝22千伏時(shí)，輸電電流為：I2＝P/U2＝20/11A 所以輸電線上損失的功率為：P2＝I22R線＝＝0.66116W (3)比較(1)、(2)P2/P1＝1/10000 【例2】發(fā)電廠的輸出功率為200KW，輸電線的電阻為0.13Ω.那么輸出電壓為250V或2500V，這兩種情況下，在輸電線上損失的功率各為多少?輸入用戶的功率各為多少? 分析：電能在輸送過(guò)程中，由于電流的熱效應(yīng)在輸電線上要損失一部分功率，而輸入用戶的功率應(yīng)該用發(fā)電廠輸出的功率減去這部分損失的功率. 【解析】解：當(dāng)U輸出＝250V時(shí)，輸出電流為：I輸出＝P輸出/U輸出＝800A 在輸電線上損失的功率：P損失＝I2輸出R線＝(800A)20.13Ω＝83.2KW 輸入用戶的功率：P輸入＝P輸出-P損失＝200KW-83.2KW＝116.8KW 當(dāng)U輸出＝2500V時(shí)，輸出電流為：I′輸出＝P輸出/U輸出＝80A 在輸電線上損失的功率：P′損失＝I′2輸出R線＝(80A)20.13Ω＝0.832KW 輸入用戶的功率：P′輸入＝P輸出-P′損失＝200KW-0.832KW＝199.168KW 【例3】輸送同樣的總功率，若用110kV和220kV的電壓輸電，輸電線上損失的功率之比為多少？ 【解析】損失的功率ΔP不等于U2/R，因?yàn)檫@里為U是兩根輸電線的兩始端的電壓；若要寫(xiě)成U2/R，這里的電壓U應(yīng)是輸電線上損失的電壓ΔU，它等于輸電電壓減去用戶得到的電壓即ΔU＝U－U′損失的功率，而I＝P/U，即ΔP與U2成反比． 設(shè)輸電總功率為P，輸電電壓為U，則輸電電流I＝P/U；輸電線電阻為R，輸電線上功率損失，所以；輸電線上損失的功率之比為4∶1，即用220kV輸電時(shí)功率損失為110kV時(shí)的1/4． 損失的功率ΔP不等于U2/R，因?yàn)檫@里為U是兩根輸電線的兩始端的電壓；若要寫(xiě)成U2/R，這里的電壓U應(yīng)是輸電線上損失的電壓ΔU，它等于輸電電壓減去用戶得到的電壓即ΔU＝U－U′ 【基礎(chǔ)練習(xí)】 一、選擇題 1、在電能的遠(yuǎn)距離輸送中，為減小輸電導(dǎo)線的功率損失，下列說(shuō)法正確的是（ ） A、根據(jù)I＝U/R，只要減小輸送電壓，就減小了輸送電流，就減小了 B、根據(jù)U＝IR，要減小輸送電流I，只要減小輸送電壓U即可 C、根據(jù)I＝U/R，增大輸送電壓Ｕ，輸送電流I隨之增大，也就增大 D、上述說(shuō)法都不對(duì) 2、關(guān)于減小遠(yuǎn)距離輸電線上的功率損耗，下列說(shuō)法正確的是 （ ） A、由功率P=U2/R，應(yīng)降低輸電電壓，增大導(dǎo)線電阻 B、由P=IU，應(yīng)低電壓小電流輸電 C、由P=I2R，應(yīng)減小導(dǎo)線電阻或減小輸電電流 D、上述說(shuō)法均不對(duì) 3、在電能輸送過(guò)程中，若輸送的電功率一定，則在輸電線上損失的電功率（ ） A、隨輸電線電阻的增大而增大 B、和輸送電壓的平方成正比 C、和輸電線上電壓降落的平方成正比 D、和輸電線中的電流強(qiáng)度的平方成正比 E、和輸電電壓的平方成反比 4、用電器電阻值為R距交變電源L，輸電線電流為I，電阻率為ρ，要求輸電線上電壓降不超過(guò)U．則輸電線截面積最小值為 （ ） A、ρL/R　 B、2ρLI/U C、U/ρLI D、2UL/ρI 5、用U1和U2兩種電壓通過(guò)相同長(zhǎng)度和材料的導(dǎo)線輸電，若輸送的電功率相等，在輸電線上損失的電功率也相同，則在兩情況下輸電線截面積之比S1：S2為（ ） 　　A．　　B． 　　C． 　　D． 6、在遠(yuǎn)距離輸電中，輸電線電阻一定，輸送電功率一定，如果將輸電電壓提高到原來(lái)的10倍，則輸電線上消耗的功率減小到原來(lái)的( ) A.10倍 B.1/10倍 C.100倍 D.1/100倍 二、填空題 7、在電能輸送的過(guò)程中，由焦耳定律知，減小輸電的__________________是減小電能損失的有效方法；在輸送功率不變的情況下，只能通過(guò)提高輸電____________________來(lái)實(shí)現(xiàn)。 8、從發(fā)電站發(fā)出的電能，先經(jīng)過(guò)_____________________把電壓升高，再用___________________輸送到遠(yuǎn)處的用戶附近，再經(jīng)過(guò)___________________把電壓降低，供用戶使用。 9、變壓器接入某輸電電路中，現(xiàn)以相同的輸入電壓U，不同的輸出電壓輸送相同的電功率P，輸電線電阻為R．當(dāng)副線圈與原線圈匝數(shù)比為K時(shí)，輸電線線路上損耗的功率為_(kāi)_____；當(dāng)匝數(shù)比為nK時(shí)，線路上損耗的功率為原來(lái)的______倍 三、計(jì)算題 10、一輸電線電阻值是2歐，以3000伏輸送電能，輸出的電流是60安，線路上損失的功率是？；若采用6000伏輸送同時(shí)功率的電能，則線路損耗的功率是？ 11、遠(yuǎn)距離輸送一定功率的交流電，若輸電電壓提高 倍，則輸電導(dǎo)線的電功率損失是原來(lái)的？輸電導(dǎo)線的電壓損失是原來(lái)的？ 12、我國(guó)自行設(shè)計(jì)建造的第一座核電站——秦山核電站的功率為30萬(wàn)千瓦。它連續(xù)發(fā)電一年，可發(fā)電多少千瓦時(shí)?若輸電電壓為220千伏，則輸電線路中的電流又是多大?(1年按365天計(jì)算) 【能力提升】 1、遠(yuǎn)距離輸電要采用( ) A.低壓輸電 B.高壓輸電 C.強(qiáng)電流輸電 D.弱電流輸電 2、遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，為了減少輸電線上電能損失，應(yīng)( ) A.提高輸送電壓，增大輸送電流 B.提高輸送電壓，減小輸送電流 C.減小輸送電壓，增大輸送電流 D.減小輸送電壓，減小輸送電流 3、遠(yuǎn)距離輸送一定功率的交變電流，若送電電壓提高到n倍，則輸電導(dǎo)線上（ ） A、電能損失為原來(lái)的 B、電壓損失為原來(lái)的 C、電能損失減少 D、電壓損失減少 4、發(fā)電機(jī)的輸出電壓為U，輸出總功率為P，通過(guò)總電阻為R的輸電線向用戶供電，則輸電線上電流強(qiáng)度為 ，輸電線上的電壓降落為 ，輸電線上損失的電功率為 ，用戶得到的電壓為 ，用戶得到的功率為 。 5、某發(fā)電機(jī)的輸出電壓是200伏，輸出電流是400安，輸電線電阻是0.5歐，線路上損耗的功率多大?如果采用4 000伏輸送同樣的功率，線路上損耗的功率又是多大? 參考答案 基礎(chǔ)練習(xí) 1、D 2、C 3、ACDE 4、B 5、D 6、D 7、電流；電壓 8、變壓器，高壓輸電線，變壓器 9、 10、7200W，1800W 11、； 12、2.6109千瓦時(shí) 1.36103安 能力提高 1、BD 2、B 3、ABCD 4、； ； ； ； 5、8104瓦 200瓦 第六節(jié)、自感現(xiàn)象、渦流 【典型例題】 【例1】如圖所示的電路，L為自感線圈，R是一個(gè)燈泡，是電源，當(dāng)S閉合瞬間，通過(guò)電燈的電流方向是 。當(dāng)S切斷瞬間，通過(guò)電燈的電源方向是 。 【解析】當(dāng)S閉合時(shí)，流經(jīng)R的電流是AB。當(dāng)S切斷瞬間，由于電源提供給R及線圈的電流立即消失，因此線圈要產(chǎn)生一個(gè)和原電流方向相同的自感電動(dòng)勢(shì)來(lái)阻礙原電流減小，所以線圈此時(shí)相當(dāng)于一個(gè)電源，產(chǎn)生的自感電流流經(jīng)R時(shí)的方向是BA。 【例2】在圖所示的電路中，兩個(gè)相同的電流表G1和G2的零點(diǎn)在刻度盤(pán)中央，當(dāng)電流從“+”接線柱流入時(shí)，指針向右擺；當(dāng)電流從“—”接線柱流入時(shí)，指針向左擺。在電路接通后再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K的瞬間，下列說(shuō)法中正確的是 ( ) A、G1指針向右擺，G2指針向左擺 B、G1指針向左擺，G2指針向右擺 C、兩表指針都向右擺 D、兩表指針都向左擺 【解析】這是斷電自感現(xiàn)象，自感電流流經(jīng)由L和R組成的閉合回路，因此通過(guò)兩電流表的電流方向必然相反。當(dāng)開(kāi)關(guān)K閉合時(shí)，流經(jīng)電感線圈L的電流方向?yàn)樽宰笙蛴伊鲃?dòng)。當(dāng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K的瞬間，通過(guò)線圈L的電流將變小，根據(jù)楞次定律，必然感應(yīng)電流方向與原電流方向相同，也將是自左向右流，以阻礙原電流減小的變化。這樣在由L、G2、R及G1組成的閉合電路中，感應(yīng)電流將從G2的負(fù)接線柱流入，因而G2的指針向左偏；感應(yīng)電流將從G1的正接線柱流入，因而G1的指針向右偏。故答案為A。 【例3】在水平放置的光滑導(dǎo)軌上，沿導(dǎo)軌固定一個(gè)條形磁鐵如圖1。現(xiàn)有銅、鋁和有機(jī)玻璃制成的滑塊甲、乙、丙，使它們從導(dǎo)軌上的A點(diǎn)以某一初速向磁鐵滑去。各物塊在拜碰上磁鐵前的運(yùn)動(dòng)情況將是（ ） A、都作勻速運(yùn)動(dòng) B、甲、乙作加速運(yùn)動(dòng) C、甲、乙作減速運(yùn)動(dòng) D、乙、丙作勻速運(yùn)動(dòng) 【解析】本題容易誤解選A是出于如下考慮：因?yàn)殂~、鋁、有機(jī)玻璃都屬非鐵磁性物質(zhì)，它們?cè)诖艌?chǎng)里不能被磁化，因而不會(huì)受到磁鐵的引力，故作勻速運(yùn)動(dòng)。但本問(wèn)題有新的物理現(xiàn)象再現(xiàn)：同屬金屬的銅塊、鋁塊向磁鐵靠近時(shí)，穿過(guò)它們的磁通量發(fā)生改變，因此在其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流I，如圖2，這個(gè)電流在金屬塊內(nèi)部自成回路，好像水的旋渦一樣，故叫渦流。既有感應(yīng)電流形成，則感應(yīng)電流的效果對(duì)產(chǎn)生它的原因總起阻礙作用，所以銅塊、鋁塊向磁鐵的運(yùn)動(dòng)會(huì)受阻而減速。有機(jī)玻璃為非金屬，不產(chǎn)生渦流現(xiàn)象。正確選項(xiàng)C。 【基礎(chǔ)練習(xí)】 一、選擇題 1、當(dāng)線圈中電流改變時(shí)，線圈中會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，自感電動(dòng)勢(shì)方向與原電流方向( ) A、總是相反 B、總是相同 C、電流增大時(shí)，兩者方向相反 D、電流減小時(shí)，兩者方向相同 2、線圈的自感系數(shù)大小的下列說(shuō)法中，正確的是 （ ） A、通過(guò)線圈的電流越大，自感系數(shù)也越大 B、線圈中的電流變化越快，自感系數(shù)也越大 C、插有鐵芯時(shí)線圈的自感系數(shù)會(huì)變大 D、線圈的自感系數(shù)與電流的大小、電流變化的快慢、是否有鐵芯等都無(wú)關(guān) 3、一個(gè)線圈中的電流均勻增大，這個(gè)線圈的（ ） A、自感系數(shù)均勻增大 B、磁通量均勻增大 C、自感系數(shù)、自感電動(dòng)勢(shì)均勻增大 D、自感系數(shù)、自感電動(dòng)勢(shì)、磁通量都不變 4、如圖電路中，p、Q兩燈相同，L的電阻不計(jì)，則（ ） A、S斷開(kāi)瞬間，P立即熄滅，Q過(guò)一會(huì)才熄滅 B、S接通瞬間，P、Q同時(shí)達(dá)正常發(fā)光 C、S斷開(kāi)瞬間，通過(guò)P的電流從右向左 D、S斷開(kāi)瞬間，通過(guò)Q的電流與原來(lái)方向相反 5、如圖2所示電路，多匝線圈的電阻和電池的內(nèi)電阻可以忽略，兩個(gè)電阻器的阻值都是R．電鍵S原來(lái)打開(kāi)著，電流I0=ε／2R，今合下電鍵將一個(gè)電阻器短路，于是線圈中有自感電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，這自感電動(dòng)勢(shì)（ ） A、有阻礙電流的作用，最后電流由I0減小為零 B、有阻礙電流的作用，最后總小于I0 C、有阻礙電流增大作用，因而電流保持為I0不變 D、有阻礙電流增大作用，但電流最后還是要增大到2I0 6、如圖3電路(a)、(b)中，電阻R和自感線圈L的電阻值都是很?。油⊿，使電路達(dá)到穩(wěn)定，燈泡A發(fā)光 [ ] A、在電路(a)中，斷開(kāi)S，A將漸漸變暗 B、在電路(a)中，斷開(kāi)S，A將先變得更亮，然后漸漸變暗 C、在電路(b)中，斷開(kāi)S，A將漸漸變暗 D、在電路(b)中，斷開(kāi)S，A將先變得更亮，然后漸漸變暗 二、填空題 7、磁通量的單位是 ，磁感強(qiáng)度的單位是 ，自感系數(shù)的單位是 。 8、如圖為一演示實(shí)驗(yàn)電路圖，圖中L是一帶鐵心的線圈，A是一只燈泡，電鍵處于閉合狀態(tài)，電路是接通的．現(xiàn)將電鍵K打開(kāi)，則在電鍵切斷的瞬間，通過(guò)燈泡A的電流方向是從_____端到_____端．這個(gè)實(shí)驗(yàn)是用來(lái)演示______現(xiàn)象的。 9、在如圖16-5-6所示電路中，當(dāng)電鍵閉合、電路穩(wěn)定時(shí)，通過(guò)燈泡的電流方向?yàn)開(kāi)_______，a點(diǎn)電勢(shì)________b點(diǎn)電勢(shì)（填“＞”、“＝”或“＜”）．當(dāng)電鍵斷開(kāi)時(shí)，通過(guò)燈泡的電流方向?yàn)? ________，a點(diǎn)電勢(shì)________b點(diǎn)電勢(shì)． 三、計(jì)算題 10、什么叫自感現(xiàn)象？ 11、如圖所示的電路，L為自感線圈，R是一個(gè)燈泡，E是電源，當(dāng)K閉合瞬間，通過(guò)電燈的電流方向是?當(dāng)K切斷瞬間，通過(guò)電燈的電流方向是? 12、在圖所示電路中，L為一自感線圈，如果開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，電流從最大值減小到零的時(shí)間為0.05s，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為180V，可使氖管發(fā)光；如果電流在0.03s內(nèi)減小到零則氖管兩端可得到多大電壓？ 【能力提升】 1、如圖5所示，LA和LB是兩個(gè)相同的小燈泡，L是一個(gè)自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈，其電阻值與R相同。由于存在自感現(xiàn)象，在電鍵S閉合和斷開(kāi)時(shí)，燈LA和LB先后亮暗的順序是（ ） A、接通時(shí)，LA先達(dá)最亮，斷開(kāi)時(shí)，LA后暗 B、接通時(shí)，LB先達(dá)最亮，斷開(kāi)時(shí)，LB后暗 C、接通時(shí)，LA先達(dá)最亮，斷開(kāi)時(shí)，LA先暗 D、接通時(shí)，LB先達(dá)最亮，斷開(kāi)時(shí)，LB先暗 2、如圖4所示電路，電感線圈L的自感系數(shù)足夠大，其直流電阻忽略不計(jì)，LA、LB是兩個(gè)相同的燈泡，則（ ） A、S閉合瞬間，LA不亮，LB很亮；S斷開(kāi)瞬間，LA、LB立即熄滅 B、S閉合瞬間，LA很亮，LB逐漸亮；S斷開(kāi)瞬間，LA逐漸熄滅，LB立即熄滅 C、S閉合瞬間，LA、LB同時(shí)亮，然后LA熄滅，LB亮度不變；S斷開(kāi)瞬間，LA亮一下才熄滅，LB立即熄滅； D、S閉合瞬間．A、B同時(shí)亮，然后A逐漸變暗到熄滅，B變得更亮；S斷開(kāi)瞬間，A亮一下才熄滅，B立即熄滅 3、如圖所示的電路中，電阻R和自感L的值都很大，A、B是完全相同的燈泡，當(dāng)電鍵閉合時(shí)，下面所述的情況中正確的是：（ ） A、A比B先亮，然后A熄滅； B、B比A先亮，而后B逐漸變暗； C、A、B一起亮，而后A熄滅； D、 A、B一起亮，而后B熄滅。 4、對(duì)于同一個(gè)線圈，其電流 則自感電動(dòng)勢(shì)越大，對(duì)于不同的線圈，即使在相同的時(shí)間內(nèi)電流的變化量相同，但產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)不同。電學(xué)中用 來(lái)描述線圈的這種特性。 5、如圖所示，L為電感足夠大而電阻可以忽略的電感線圈，A、B兩只燈泡完全相同，則在下列情況下，兩只燈泡的亮度變化情況為： （1）當(dāng)電鍵閉合直至電路穩(wěn)定的過(guò)程中（2）電鍵斷開(kāi)時(shí) 參考答案 基礎(chǔ)練習(xí) 1、CD 2、C 3、B 4、C 5、D 6、AD 7、韋伯，特斯拉，亨利 8、，，自感 9、a→b ＞ b→a ＜ 10、由于導(dǎo)體本身電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫做自感現(xiàn)象。 11、A B B A 12、300V 能力提高 1、A 2、D 3、B 4、變化越快，自感系數(shù) 5、（1）A燈從亮到滅 B燈變亮 （2）A燈閃爍一下再熄滅 B燈立即熄滅