【導(dǎo)讀】1．電路問題：電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的部分相當。于，對外供電，在供電過程中遵從電路中的一切。流通過，會使導(dǎo)體受到作用．這類問題除遵從電。磁感應(yīng)規(guī)律、電路規(guī)律外，還遵從力學規(guī)律．。受做功，從而使能量形式發(fā)生轉(zhuǎn)化，此類問題遵。對于導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流。的情況，還常涉及感應(yīng)電動勢E和感應(yīng)電流I隨線圈。由給定的有關(guān)圖象分析過程，求解相。左手定則、安培定則、、電磁感應(yīng)中的圖象定性或定量地表示出所研究問題。圖象的初始條件，方向與正、負的對應(yīng)，物理量的。變化趨勢，物理量的增、減或方向正、負的轉(zhuǎn)折點都是判。在電磁感應(yīng)中，切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回。感應(yīng)問題往往又和電路問題聯(lián)系在一起．解決與電路相聯(lián)系的。可能會隨導(dǎo)體棒的運動狀態(tài)發(fā)生變化，也可能隨回路面積或。根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律列方程求解．。圍，所研究物理量的函數(shù)表達式，進出磁場的轉(zhuǎn)折點是。慢；在Φ－t圖象中

　　

【正文】 問題時可以先寫出瞬時值表達式，然后再結(jié)合數(shù)學關(guān)系分析 . (2020福建高考 )一臺小型發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖象如圖 10－ 1－ 7甲所示．已知發(fā)電機線圈內(nèi)阻為 Ω，現(xiàn)外接一只電阻為 Ω的燈泡，如圖乙所示，則 ( ) 圖 10－ 1－ 7 A．電壓表 的示數(shù)為 220 V B．電路中的電流方向每秒鐘改變 50次 C．燈泡實際消耗的功率為 484 W D．發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為 J [思路點撥 ] 根據(jù)圖象確定電壓的有效值及電流方向改變的頻率，要考慮到閉合電路中路端電壓和電動勢的關(guān)系．利用有效值計算功率或焦耳熱． [課堂筆記 ] 電動勢的有效值為 E＝ V＝ 220 V，所以電流的有效值 I＝ A＝ A，所以電壓表的示數(shù)為 U＝ IR＝ V＝ 209 V，選項 A錯；交變電流的頻率為 f＝ ＝ 50 Hz，每個周期內(nèi)電流方向改變 2次，故每秒鐘內(nèi)電流方向改變 100次，選項 B錯；燈泡實際消耗的功率為 P燈 ＝ I2R＝ W＝ W，故選項 C錯；發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為 Q＝ I2rt＝ 1 J＝ J，選項 D對． [答案 ] D 在處理交變電流問題時，電壓、電流、功和功率均指的是有效值，若要計算通過線圈導(dǎo)線某橫截面積的電荷量，要用平均值 . (12分 )如圖 10－ 1－ 8所示， 交流發(fā)電機轉(zhuǎn)子有 n匝線圈，每匝 線圈所圍面積為 S，勻強磁場的磁 感應(yīng)強度為 B，線圈勻速轉(zhuǎn)動的角 速度為 ω，線圈的電阻為 r，外電路 電阻為 速轉(zhuǎn)動 90176。 到達虛線位置過程中，試問： 圖 10－ 1－ 8 (1)通過 R的電荷量 q為多少？ (2)R上產(chǎn)生的電熱 QR為多少？ (3)外力做的功 W為多少？ [思路點撥 ] (1)計算通過截面的電荷量 q應(yīng)該用電流的平均值． (2)求電熱應(yīng)該用有效值，可以先求電路的總電熱 Q，然后再按照內(nèi)外電阻之比求 R上產(chǎn)生的電熱 QR. (3)根據(jù)能量守恒定律，外力做功的過程是機械能向電能轉(zhuǎn)化的過程，電流通過電阻而發(fā)熱，又將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即產(chǎn)生電熱． [解題樣板 ] (1)由 可得 q＝ t， ， ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ (2分 ) 則 q＝ .┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ (2分 ) (2)Q＝ I2(R＋ r)t＝ ＝ ， ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ (2分 ) QR＝ Q＝ .┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ (2分 ) (3)W＝ Q＝ .┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ (4分 ) [答案 ] (1) (2) (3) 本題中求電荷量時易錯用交變電流的峰值或有效值求解．平均值是交變電流圖象中的波形和橫軸 (時間軸 )所圍面積與時間的比值，其數(shù)值可根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求得，而不是兩個時刻瞬時值的算術(shù)平均值．在交變電流的一個周期中，時間取值范圍不同，往往平均值就不同．求通過電路的電荷量用電流的平均值． 1．圖 10－ 1－ 9中不表示交變電流的是 ( ) 圖 10－ 1－ 9 解析： 交變電流指的是大小和方向隨時間均做周期性變化的電流，由此可知， A不是交變電流． 答案： A 2．如圖 10－ 1－ 10所示，單匝矩形 線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動， 其轉(zhuǎn)動軸線 OO′與磁感線垂直． 已知勻強磁場的磁感應(yīng)強度 B＝ 1 T，線圈所圍面積 S＝ m2， 轉(zhuǎn)速 12 r/ 時，則線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式應(yīng)為 ( ) 圖 10－ 1－ 10 A． e＝ 12πsin120t(V) B． e＝ 24πsin120πt(V) C． e＝ (V) D． e＝ (V) 解析： 矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值為 Em＝ BSω＝ BS2πn＝ 1 (V)＝ (V) 角速度： ω＝ 2πn＝ 2π rad/s＝ rad/s 故其瞬時值表達式為 e＝ (V)， C項正確． 答案： C 3．如圖 10－ 1－ 11所示的電路中，已知交流電源電壓 u＝ 200sin100πt V，電阻 R＝ 100 數(shù)分別為 ( ) 圖 10－ 1－ 11 A． A,200 V B． A,141 V C． 2 A,200 V D． 2 A,141 V 解析： 電流表和電壓表的示數(shù)顯示的是有效值， U＝ ＝ 100 V≈141 V， I＝ ＝ A，故選項 B正確． 答案： B 4． (2020徐州模擬 )某交變電流的 u－ t圖象如圖 10－ 1－ 12所示， 將它加在一個阻值為 110 Ω的 電阻器兩端．下列說法中正 確的是 ( ) 圖 10－ 1－ 12 A．電壓的有效值為 220 V B．電流的周期為 s C．如果在該電阻器兩端并聯(lián)一個交變電壓表，該電壓表 的示數(shù)為 220 V D．如果在該電路中串聯(lián)一個交流電表，該電流表的示數(shù) 為 2 A 解析： 由圖象可知，電壓的最大值為 220 V，周期為 s，故 A、 B錯．若將該交變電流加在 110 Ω電阻上，電壓表測得示數(shù)為 220 V，電流表測電流時 I＝ A＝ 2 A， C正確，D錯． 答案： C 5． 圖 10－ 1－ 13是高頻焊接的原理示意圖 ． 將待焊接的圓 形金屬工件放在導(dǎo)線做成的線圈內(nèi) ． 線圈中通以高頻的 交變電流 ． 已知待焊接的圓形金屬工件半徑 r＝ 10 接時 ， 線圈通電后產(chǎn)生垂直于工件所在平面的變化磁 場．磁場的磁感應(yīng)強度的變化率為 πsinωt(T/s)．焊 接處的接觸電阻為工件非焊接部分電阻的 99倍．工件非 焊接部分每單位長度上的電阻 R0＝ 10－ 3π(Ωm－ 1)， 焊縫非常狹窄．求焊接過程中焊接處產(chǎn)生的熱功率 (取 π2＝ 10，不計溫度變化對電阻的影響 )． 1000 2圖 10－ 1－ 13 解析： 對金屬工件，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律 S＝ πr2 代入數(shù)據(jù)得 e＝ 100 電動勢的有效值 E＝ 100 V 工件非焊接部分的電阻 R＝ R02πr＝ 2 10－ 3 Ω 對金屬工件，根據(jù)歐姆定律 焊接處產(chǎn)生的熱功率 P＝ I2 99R 代入數(shù)據(jù)得 P＝ 104 W. 答案： 104 W