《（浙江專版）2018-2019學(xué)年高中物理 第五章 第2節(jié) 描述交變電流的物理量講義（含解析）新人教版選修3-2.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（浙江專版）2018-2019學(xué)年高中物理 第五章 第2節(jié) 描述交變電流的物理量講義（含解析）新人教版選修3-2.doc（13頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

描述交變電流的物理量 周期和頻率 [探新知基礎(chǔ)練] 1．周期和頻率的物理意義 描述交變電流變化快慢的物理量。 2．周期 交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間；用T表示，單位是秒(s)。 3．頻率 交變電流在1 s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)；用f表示，單位是赫茲(Hz)。 4．ω、T、f的關(guān)系 ω＝＝2πf，T＝或f＝。 5．我國(guó)民用交變電流的周期和頻率 (1)周期：T＝0.02 s。 (2)頻率：f＝50 Hz。 ω＝100π rad/s，電流方向每秒鐘改變100次。 [辨是非](對(duì)的劃“√”，錯(cuò)的劃“”) 1．各國(guó)交變電流的周期都是0.02 s。(　　) 2．若交變電流是線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)形成的，則交變電流的周期也是線圈做圓周運(yùn)動(dòng)的周期。(　　) 3．我國(guó)提供市電的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為3 000 r/min。(　　) 答案：1.　2.√　3.√ [釋疑難對(duì)點(diǎn)練] 1．轉(zhuǎn)速(n)定義：線圈單位時(shí)間(1 s或1 min)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，單位是r/s或r/min。 2．各物理量之間的關(guān)系：f＝，ω＝＝2πf，ω＝2πn(n的單位為r/s)。 3．我國(guó)電網(wǎng)中交變電流的周期是0.02 s，頻率是50 Hz。但并不是所有國(guó)家交流電頻率都是50 Hz，有少數(shù)國(guó)家交流電頻率是60 Hz的。 [試身手] 1．關(guān)于交變電流的周期和頻率，下列說法中正確的是(　　) A．正弦式交變電流最大值連續(xù)出現(xiàn)兩次的時(shí)間間隔等于周期 B．1 s內(nèi)交變電流出現(xiàn)最大值的次數(shù)等于頻率 C．交變電流方向變化的頻率為交變電流頻率的2倍 D．50 Hz的交變電流，其周期等于0.05 s 解析：選C　因?yàn)樵谝粋€(gè)周期的時(shí)間內(nèi)，交變電流會(huì)出現(xiàn)正向和負(fù)向最大值各一次，但相鄰兩個(gè)峰值的時(shí)間間隔為半個(gè)周期。所以選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；交變電流在一個(gè)周期內(nèi)方向改變兩次，即方向變化的頻率為交變電流頻率的2倍，所以選項(xiàng)C正確；由T＝＝ s＝0.02 s，知選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 峰值、有效值和相位 [探新知基礎(chǔ)練] 1．峰值 (1)定義：交變電流的電壓、電流所能達(dá)到的最大數(shù)值。 (2)應(yīng)用：電容器所能承受的電壓要高于交流電壓的峰值。 2．有效值 (1)定義：讓交變電流與恒定電流分別通過大小相同的電阻，如果在交流的一個(gè)周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，則這個(gè)恒定電流的電流I、電壓U，叫做這個(gè)交流的有效值。 (2)應(yīng)用： ①交流用電設(shè)備上所標(biāo)的額定電壓和額定電流； ②交流電壓表測(cè)量的數(shù)值； ③無特別說明時(shí)提到的交變電流的數(shù)值。 3．峰值和有效值的關(guān)系 對(duì)于正弦式交變電流，有效值I、U與峰值Im、Um之間的關(guān)系：I＝，U＝。 4．相位 (1)正弦式交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式中正弦符號(hào)“sin”后面的量“ωt＋φ”叫做交變電流的相位，“φ”叫初相位。 (2)兩支交流的相位之差叫做它們的相位差；當(dāng)它們的頻率相同時(shí)，相位差是個(gè)常數(shù)。 [辨是非](對(duì)的劃“√”，錯(cuò)的劃“”) 1．交變電流的有效值總是小于峰值。(　　) 2．交變電流的峰值為有效值的倍。(　　) 3．當(dāng)線圈從中性面位置開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，初相為0。(　　) 答案：1.　2.　3.√ [釋疑難對(duì)點(diǎn)練] 1．對(duì)有效值的理解 (1)交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來定義的。交變電流和恒定電流是一種等效替代關(guān)系。 (2)理解交變電流的有效值要注意“三同”：電阻相同，時(shí)間相同，產(chǎn)生的熱量相同。 (3)在計(jì)算交變電流與發(fā)熱有關(guān)的物理量時(shí)，如計(jì)算通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量和電功、電功率以及確定保險(xiǎn)絲的熔斷電流時(shí)，只能用交變電流的有效值。 2．有效值的兩種計(jì)算方法 (1)若按正(余)弦規(guī)律變化的電流，可利用交變電流的有效值與峰值間的關(guān)系求解，即E＝，U＝，I＝。 (2)當(dāng)電流是按非正(余)弦規(guī)律變化時(shí)，必須根據(jù)電流的熱效應(yīng)來求解有效值，且時(shí)間一般取一個(gè)周期。其具體做法是：假設(shè)讓交變電流通過電阻R，計(jì)算交變電流在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q(可分段計(jì)算)，其中熱量Q用相應(yīng)的物理量的有效值表示(如Q＝I2Rt，Q＝)，進(jìn)而求出相應(yīng)的有效值。 [試身手] 2．一電阻接一直流電源，通過4 A的電流時(shí)熱功率為P，若換接一正弦交流電源，它的熱功率變?yōu)?，則該交流電電流的最大值為(　　) A．4 A　　　　　　　　 B．6 A C．2 A D．4 A 解析：選A　由P＝I2R得R＝，接交流電時(shí)，＝I′2R，解得I′＝ A，所以Im＝I′＝4 A。A正確。 對(duì)描述交變電流物理量的認(rèn)識(shí) [典例1]　小型交流發(fā)電機(jī)中，矩形金屬線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與時(shí)間呈正弦函數(shù)關(guān)系，如圖所示。此線圈與一個(gè)R＝10 Ω的電阻構(gòu)成閉合電路。不計(jì)電路的其他電阻，下列說法正確的是(　　) A．交變電流的周期為0.125 s B．交變電流的頻率為8 Hz C．交變電流的有效值為 A D．交變電流的最大值為4 A [思路點(diǎn)撥]　 [解析]　由圖象可以看出，此交變電流的周期為0.250 s，電壓的最大值Um＝20 V，所以交變電流的頻率為4 Hz，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；交變電流的最大值Im＝＝2 A，有效值I＝＝ A，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 [答案]　C [典例2]　如圖所示是某正弦交流電的電流隨時(shí)間變化的圖象，根據(jù)圖象求其峰值、周期和角速度，并寫出交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式。 [解析]　由圖象可知，交變電流的周期為T＝0.02 s，角速度為ω＝＝100π rad/s 故其瞬時(shí)值表達(dá)式為i＝Imsin 100πt A 當(dāng)t＝0.002 5 s時(shí)，i＝1.414 A 所以Imsin (100π0.002 5)＝1.414 A 解得Im＝2 A 所以i＝2sin 100πt A。 [答案]　2 A　0.02 s　100π rad/s　i＝2sin 100πt A 交變電流有效值的求解 交變電流類型 有效值求解方法 正弦式交變電流 方法一：有效值＝ 方法二：電流的熱效應(yīng) 非正弦式交變電流 電流的熱效應(yīng) [典例3]　如圖所示是一交變電流隨時(shí)間而變化的圖象，此交變電流的有效值是(　　) A．5 A　　　　　　　 B．5 A C．3.5 A D．3.5 A [思路點(diǎn)撥]　 [解析]　根據(jù)交變電流有效值的定義可得 I12Rt1＋I(xiàn)22Rt2＝I2RT (4)2R0.01＋(3)2R0.01＝I2R0.02 解得I＝5 A。B正確。 [答案]　B 交變電流的四值 交變電流的四值，即峰值、有效值、瞬時(shí)值、平均值，在不同情況下的使用： (1)在研究電容器的耐壓值時(shí)，只能用峰值。 (2)在研究交變電流做功、電功率及產(chǎn)生的熱量時(shí)，只能用有效值，交流電表顯示的也是有效值。 (3)在研究交變電流通過導(dǎo)體橫截面的電荷量時(shí)，只能用平均值，即q＝Δt＝Δt＝n。 (4)在研究某一時(shí)刻線圈受到的安培力時(shí)，只能用瞬時(shí)值。 [典例4]　如圖所示是一個(gè)正弦式交變電流的圖象，下列說法正確的是(　　) A．周期是0.2 s，電流的峰值是10 A B．周期是0.15 s，電流的峰值是10 A C．頻率是5 Hz，電流的有效值是10 A D．頻率是0.2 Hz，電流的有效值是7.07 A [解析]　由題圖可知T＝0.2 s，Im＝10 A，故頻率f＝＝5 Hz，I＝＝5 A≈7.07 A，A正確，B、C、D錯(cuò)誤。 [答案]　A (1)書寫瞬時(shí)值表達(dá)式時(shí)需特別注意初始位置不一定是圖中線框所在的位置，應(yīng)以題中文字說明為準(zhǔn)。 (2)由于電流大小不斷變化，故某段時(shí)間內(nèi)的電荷量不能用q＝it計(jì)算，只能用q＝n計(jì)算。 (3)交變電流的平均值是針對(duì)某一過程的物理量，在不同的時(shí)間內(nèi)平均值一般不相同。 (4)平均電動(dòng)勢(shì)不等于始、末兩時(shí)刻瞬時(shí)值的平均值，必須用法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算，即＝n 。 [課堂對(duì)點(diǎn)鞏固] 1．一正弦式交流電的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，由圖可知(　　 ) A．該交流電的電壓的有效值為100 V B．該交流電的頻率為25 Hz C．該交流電的電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u＝100sin 25t V D．并聯(lián)在該電壓兩端的電壓表指針不停擺動(dòng) 解析：選B　根據(jù)題圖可知該交流電的電壓的最大值為100 V，周期為410－2 s，所以頻率為25 Hz，A錯(cuò)，B對(duì)；而ω＝2πf＝50π rad/s，所以u(píng)＝100sin 50πt V，C錯(cuò)；交流電壓表的示數(shù)為交流電的有效值而不是瞬時(shí)值，不隨時(shí)間變化，指針不擺動(dòng)，D錯(cuò)。 2．在阻值為70 Ω的電阻中通以正弦式交變電流，測(cè)得在10 min 內(nèi)放出的熱量為2.1104 J，則此交變電流的最大值為(　　) A．0.24 A　　　　　　　 B．0.5 A C．0.707 A D．1 A 解析：選D　根據(jù)Q＝I2Rt得I＝ A，所以Im＝I＝1 A。故D正確。 3．一只“220 V,100 W”的燈泡接在u＝311sin 314t V的交變電源上，則下列判斷正確的是(　　) A．燈泡能正常發(fā)光 B．與燈泡串聯(lián)的電流表的示數(shù)為0.64 A C．與燈泡并聯(lián)的電壓表的示數(shù)為311 V D．通過燈泡的電流的表達(dá)式為i＝0.45sin 314t A 解析：選A　從電壓瞬時(shí)值表達(dá)式知電壓有效值為220 V，故“220 V,100 W”燈泡接在此交變電源上能正常發(fā)光，故A正確；通過燈泡的電流I＝ A≈0.45 A，也是與燈泡串聯(lián)的電流表的示數(shù)，故B錯(cuò)誤；電壓表與燈泡并聯(lián)測(cè)得的也是燈泡的電壓有效值，故示數(shù)為220 V，所以C錯(cuò)誤；通過燈泡的電流的有效值為0.45 A，故其最大值Im＝0.45 A≈0.64 A，故D錯(cuò)誤。 4．一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖象如圖甲所示。已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為5.0 Ω，現(xiàn)外接一只電阻為95.0 Ω的燈泡，如圖乙所示，則(　　) 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(shí)際消耗的功率為484 W D．發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為24.2 J 解析：選D　由題圖甲知Em＝220 V，則電源電動(dòng)勢(shì)有效值E＝＝220 V，I＝＝ A＝2.2 A，電壓表示數(shù)即路端電壓有效值U＝IR＝2.295 V＝209 V，A錯(cuò)；線框每轉(zhuǎn)一圈，電流方向改變兩次，故每秒鐘電流方向改變n＝2＝2次＝100次，B錯(cuò)；由P燈＝UI得：P燈＝2092.2 W＝459.8 W，C錯(cuò)；由Q＝I2rt得：Q＝2.2251 J＝24.2 J，D對(duì)。 [課堂小結(jié)] [課時(shí)跟蹤檢測(cè)(十)] 一、單項(xiàng)選擇題 1．下列關(guān)于交流電的幾種說法中，正確的是(　　) A．交流電氣設(shè)備上所標(biāo)的電壓、電流值是峰值 B．交流電流表和交流電壓表測(cè)得的值是瞬時(shí)值 C．跟交流有相同熱效應(yīng)的直流的值是交流的有效值 D．跟直流有相同熱效應(yīng)的交流的值是交流的有效值 解析：選C　交流電氣設(shè)備上所標(biāo)的電壓、電流值都是交流電的有效值，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；交流電流表和交流電壓表測(cè)的值是有效值，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)有效值的定義，可知C選項(xiàng)正確，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。 2．下列說法中正確的是(　　) A．交變電流在一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變兩次 B．交變電流的有效值總是最大值的 C．因?yàn)橛行е当硎窘蛔冸娏鳟a(chǎn)生的平均效果，所以有效值與平均值相同 D．若正弦式交變電流的最大值是10 A，則它的最小值是－10 A 解析：選A　產(chǎn)生交變電流的線圈平面每經(jīng)過中性面一次，電流方向改變一次，在一個(gè)周期內(nèi)線圈平面有兩次經(jīng)過中性面。對(duì)于正弦式交變電流，其有效值是最大值的，而對(duì)于其他的交變電流不一定有這樣的關(guān)系。交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定的，與平均值不同。交變電流的正負(fù)表示電流的方向，不表示電流的大小，正弦式交變電流的最小值為零。綜上所述，A正確。 3．在如圖所示的電路中，已知交流電源電壓u＝200sin 10πt V，電阻R＝10 Ω，則電流表和電壓表讀數(shù)分別為(　　) A．14.1 A,200 V B．14.1 A,141 V C．2 A,200 V D．2 A,141 V 解析：選B　由表達(dá)式可讀得電壓最大值Um＝200 V，在交流電路中電流表和電壓表測(cè)量的是交流電的有效值，所以電壓表的示數(shù)為U＝ V＝141 V，電流表的示數(shù)為I＝＝ A≈14.1 A。B正確。 4．一個(gè)多匝閉合矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交流電的電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間變化的表達(dá)式為e＝100sin 50 πt V，則下列判斷正確的是(　　) A．通過該矩形線圈磁通量的最大值為100 Wb B．該交變電流電動(dòng)勢(shì)的有效值是70.7 V C．通過該矩形線圈磁通量變化率的最大值為100 Wb/s D．1 s內(nèi)該交流電電流的方向變化100次 解析：選B　由表達(dá)式可知ω＝50π rad/s，NBSω＝100 V，由于不知道N，所以無法求出該矩形線圈的最大值，A項(xiàng)錯(cuò)誤；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為100 V，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E＝n 可知，磁通量的變化率并不等于電動(dòng)勢(shì)，還與線圈匝數(shù)有關(guān)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；交變電流電動(dòng)勢(shì)的有效值E＝≈70.7 V，B項(xiàng)正確；該交流電的頻率是25 Hz，故1 s內(nèi)交流電電流的方向變化50次，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 5．下列說法正確的是(　　) A．用交流電壓表測(cè)量電壓時(shí)，指針來回?cái)[動(dòng) B．用電器上所標(biāo)電壓值是交流電的最大值 C．如果交流電的最大值是5 A，則最小值為－5 A D．一周期內(nèi)交流電的方向改變兩次 解析：選D　交流電壓表測(cè)的是有效值，測(cè)量交流電壓時(shí)指針不擺動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；用電器上所標(biāo)電壓值是變流電的有效值，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；如果交流電的最大值是5 A，則最小值為0，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；產(chǎn)生交流電的線圈轉(zhuǎn)過中性面一次，感應(yīng)電流方向要改變一次，則線圈轉(zhuǎn)一周，感應(yīng)電流方向改變兩次，選項(xiàng)D正確。 6．一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，周期為T。從中性面開始計(jì)時(shí)，當(dāng)t＝T時(shí)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為2 V，則此交變電流的有效值為(　　) A．2 V B．2 V C. V D. V 解析：選A　先用代入法求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值：由e＝Em sin ωt得2 V＝Emsin()V，由此得Em＝4 V，因此有效值為2 V。選項(xiàng)A正確。 7.將阻值為5 Ω的電阻接到內(nèi)阻不計(jì)的交流電源上，電源電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示。下列說法正確的是(　　) A．電路中交變電流的頻率為0.25 Hz B．通過電阻的電流為 A C．電阻消耗的電功率為2.5 W D．用交流電壓表測(cè)得電阻兩端的電壓為5 V 解析：選C　由題圖可知，該交變電流的周期為T＝410－2 s，故頻率為f＝＝25 Hz；通過電阻的電流最大值為Im＝＝1 A，有效值I＝≈0.707 A，電阻消耗的電功率為P＝I2R＝2.5 W。交流電壓表測(cè)得的是電阻兩端電壓的有效值U＝IR＝ V≈3.5 V。C正確。 二、多項(xiàng)選擇題 8.阻值為10 Ω的電阻接到電壓波形如圖所示的交流電源上。以下說法中正確的是(　　) A．電壓的有效值為10 V B．通過電阻的電流有效值為 A C．電阻消耗的電功率為5 W D．電阻每秒鐘產(chǎn)生的熱量為10 J 解析：選BC　根據(jù)題圖可知電壓最大值為Um＝10 V，有效值為U＝ V，電流有效值為I＝＝ A，電阻消耗的電功率為P＝I2R＝()210 W＝5 W，每秒鐘產(chǎn)生的熱量為Q＝Pt＝5 J。B、C正確。 9．正弦式交變電源與電阻R、交流電壓表按如圖甲所示的方式連接，R＝10 Ω，交流電壓表的示數(shù)是10 V，如圖乙是交變電源輸出電壓U隨時(shí)間t變化的圖象，則(　　) A．通過R的電流IR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是 IR＝cos 100πt A B．通過R的電流IR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是 IR＝cos 50πt A C．R兩端的電壓UR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是 UR＝10cos 100πt V D．R兩端的電壓UR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是 UR＝5cos 50πt V 解析：選AC　交流電壓表測(cè)的是有效值 U＝10 V，電壓的最大值Um＝10 V 。由題圖乙可得電阻R兩端交流電壓的瞬時(shí)值UR＝10cos 100πt V，通過R上的電流有效值I＝＝ A＝1 A，則最大值Im＝ A，其瞬時(shí)值為IR＝cos 100πt A。故A、C正確。 10．如圖所示，交流發(fā)電機(jī)的矩形線圈邊長(zhǎng)ab＝cd＝0.4 m，ad＝bc＝0.2 m，線圈匝數(shù)N＝100，電阻r＝1 Ω，線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸以ω＝100π rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，外接電阻R＝9 Ω，以圖示時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，則(　　) A．電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值為160πsin 100πt V B．t＝0時(shí)線圈中磁通量變化率最大 C．t＝ s時(shí)線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 D．交變電流的有效值是8π A 解析：選BCD　電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值e＝NBS ωcos ωt＝1000.20.40.2100πcos 100πt V＝160πcos 100πt V，A錯(cuò)誤；圖示時(shí)刻即t＝0時(shí)，Φ＝0，但最大，B正確；t＝ s時(shí)，e＝Em，C正確；交變電流的有效值是8 π A，D正確。 三、非選擇題 11．一小型發(fā)電機(jī)內(nèi)的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以恒定的角速度ω繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的匝數(shù)N＝100，穿過線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖甲所示，發(fā)電機(jī)線圈的電阻r＝5 Ω，外電路電阻R＝95 Ω。求串聯(lián)在外電路中的交流電流表的讀數(shù)。 解析：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值：Em＝NBSω＝NΦmω 設(shè)線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為T，則有ω＝ 根據(jù)歐姆定律，電路中的電流的最大值為： Im＝ 有效值為I＝Im 由題中給定的Φt圖象可得： Φm＝1.010－2 Wb，T＝3.1410－2 s 解以上各式，并代入數(shù)據(jù)，得I≈1.41 A。 答案：1.41 A 12.如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)內(nèi)阻r＝3 Ω、面積S＝0.02 m2的半圓形單匝導(dǎo)線框可繞OO′軸旋轉(zhuǎn)。已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝ T。若線框以ω＝100π rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，且通過電刷給“6 V,12 W”的小燈泡供電，則： (1)若從圖示位置開始計(jì)時(shí)，求線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式； (2)從圖示位置開始，線框轉(zhuǎn)過90的過程中，流過導(dǎo)線橫截面的電荷量是多少？該電荷量與線框轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢是否有關(guān)？ (3)由已知條件，外電路所接小燈泡能否正常發(fā)光？如不能，則小燈泡實(shí)際功率為多大？ 解析：(1)線框轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值 Em＝BSω＝0.02100π V＝10 V 因線框轉(zhuǎn)動(dòng)從平行于磁感線位置開始計(jì)時(shí)，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式 e＝Emcos ωt＝10cos 100πt V。 (2)線框轉(zhuǎn)過90的過程中，產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) ＝。 流過導(dǎo)線橫截面的電荷量q＝Δt＝， 又燈泡電阻R＝＝ Ω＝3 Ω。 故q＝＝ C＝ C，與線框轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢無關(guān)。 (3)線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值E＝＝10 V，燈泡兩端電壓U＝R＝5 V。 因U＜6 V， 故燈泡不能正常發(fā)光。 其實(shí)際功率P＝＝ W＝ W。 答案：(1)e＝10cos 100πt V　(2) C　無關(guān) (3)不能　 W