交变电流 电磁场和电磁波综合讲解

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1、学科：物理教学内容：交变电流电磁场和电磁波综合讲解 【本章知识框架】 【历届相关试题分析】一、交变电流的规律1．（1999年上海高考）某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图13—1所示．如果其他条件不变，仅使线圈的转速加倍，则交流电动势的最大值和周期分别变为eA．400V，0.02sB．200V，0.02sC．400V，0.08sD．200V，0.08s【解析】从图中看出，该交变电流的最大值和周期分别是：Ｅm＝100V，T＝0.04s，而最大值Ｅm＝NBSω，周期T＝，当线圈转速加倍时，ω′＝2ω，故Ｅm′＝2Ｅm＝200V，T

2、′＝＝0.02s，故B对．【答案】B2．（2000年全国高考）一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动．线圈匝数n＝100．穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化，如图13—2所示．发电机内阻r＝5.0Ω，外电路电阻R＝95Ω．已知感应电动势的最大值Em＝UωΦm，其中Φm为穿过每匝线圈磁通量的最大值．求串联在外电路中的交流电流表（内阻不计）的读数．图13—2【解析】从Φ～t图线看出Φm＝1.0×10－2Ｗb，T＝3.14×10－2s．已知感应电动势的最大值Ｅm＝UωΦm，又ω＝，故电路中电流最大

3、值Im＝＝2A，交流电流表的示数是交流电的有效值，即I＝＝1.4A．【答案】1.4A 二、变压器3．（1998年全国高考）一理想变压器，原线圈匝数n1＝1100，接在电压220V的交流电源上，当它们对11只并联的“36V60Ｗ”灯泡供电时，灯泡正常发光，由此可知该变压器副线圈的匝数n2＝______，通过原线圈的电流I1＝______　A．【解析】灯泡正常发光说明U2＝36V，所以由得：n2＝×1100＝180．由P1＝U1I1＝P2，所以I1＝A＝3A．【答案】18034．（1999年全国高考）如图13—3是4种亮度可调的台灯

4、的电路示意图，它们所用的白炽灯泡相同，且都是“220V40Ｗ”．当灯泡消耗的功率都调至20W时，哪种台灯消耗的功率最小图13—3【解析】由A、B、C、D四选项分析可知：Ｃ中理想变压器功率损耗为零，电源输出的总功率（台灯消耗功率）只有灯泡的功率20Ｗ，而其他选项中，不论滑动变阻器是分压接法还是限流接法，滑动变阻器上总有功率损耗，台灯的消耗功率都大于20Ｗ，故C项正确．【答案】C5．（2001年全国高考）一个理想变压器，原线圈和副线圈的匝数分别为U1和n2，正常工作时输入和输出的电压、电流、功率分别为U1和U2、I1和I2、P1和P2．已知n1＞U

5、2，则A．U1＞U2，P1＜P2B．P1＝P2，I1＜I2C．I1＜I2，U1＞U2D．P1＞P2，I1＞I2【解析】因变压器为理想变压器，故有，P1＝P2，由题意知：n1＞n2，则U1＞U2，又因I1U1＝I2U2，所以I1＜I2，故BC选项正确．【答案】BC6．（2002年广东、广西、河南高考）远距离输电线路的示意图如下图13—4所示，若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是图13—4A．升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关B．输电线中的电流只由升压变压器原副线圈的匝数比决定C．当用户用电器的总电阻减少

6、时，输电线上损失的功率增大D．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压【答案】C 三、电磁场和电磁波7．（2002年上海高考）按照有关规定，工作场所受到的电磁辐射强度（单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不得超过0.50W/m2．若某一小型无线通讯装置的电磁辐射功率是1W，那么在距离该通讯装置_______m以外是符合规定的安全区域（已知球面面积为S＝4πR2）．【答案】0.40 【达标检测】一、选择题（每小题中只有一个选项符合题目要求）1．线圈在匀强磁场中转动产生的交流电动势ｅ＝10sin20πtV，则下列说法中正确的是

7、①t＝0时，线圈平面位于中性面②t＝0时，穿过线圈的磁通量为最大③t＝0时，导线切割磁感线的有效速度最大④t＝0.4s时，e有最大值10VA．①②B．②③C．③④D．①③④【解析】若从中性面开始计时，交流电动势瞬时表达式：e＝Emsinωt，该瞬时虽然穿过线圈的磁通量最大，但线圈两边的运动方向恰和磁场方向平行，不切割磁感线，电动势为零，当t＝0.4s时，e＝0．【答案】A2．一闭合矩形线圈abcd绕固定轴OO′匀速转动，OO′位于线圈平面内垂直于匀强磁场的磁感线，如图13—5（甲）所示，通过线圈内的磁通量Φ随时间的变化规律如图（乙

8、）所示，下列说法正确的是图13—5A．t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大B．t2、t4时刻线圈中感应电流方向改变C．t1、t