1、电感器和电容器对交变电流的作用电感器和电容器对交变电流的作用交变电流综合问题电感器和电容器对交变电流的作用要点一交变电流综合问题即学即用1.如图所示,线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,电容器两极板水平放置.在两极板间,不计重力的带正电粒子Q在t=0时由静止释放,若两板间距足够宽,则下列运动可能的是（）A.若t=0时,线圈平面与磁场垂直,粒子一定能到达极板B.若t=0时,线圈平面与磁场平行,粒子在两极间往复运动C.若t=0时,线圈平面与磁场垂直,粒子在两极间往复运动D.若t=0时,线圈平面与磁场平行,粒子一定能到达极板答案AB要点二电感器和电容器对交变电流的作用即学即用2.如图所示,三个
2、灯泡是相同的,而且耐压足够,电源内阻忽略.当单刀双掷开关S接A时,三个灯亮度相同,那S接B时（）A.三个灯亮度相同B.甲灯最亮,丙灯不亮C.甲灯和乙灯亮度相同,丙灯不亮D.只有丙灯不亮,乙灯最亮答案D题型1交变电流的电路问题【例1】如图所示线圈面积为0.05m2,共100匝,线圈总电阻为r=1,外电阻R=9,线圈处于B=T的匀强磁场中.当线圈绕OO以转速n=300r/min匀速转动时,求:（1）若从线圈处于中性面开始计时,写出电动势的瞬时表达式.（2）两电表的示数.（3）线圈转过180的过程中,通过电阻的电荷量.（4）线圈匀速转一圈产生的总热量.答案（1）e=100sin10tV（2）5A45
3、V（3）C（4）100J题型2带电粒子在交变电场中运动【例2】如图是示波管的示意图.竖直偏转电极的极板长l=4cm,板间距离d=1cm,板右端距荧光屏L=18cm.（水平偏转电极上不加电压,没有画出）电子沿中心线进入竖直偏转电场的速度是1.6107m/s.电子的电荷量e=1.6010-19C,质量m=0.9110-30kg.若在偏转电极上加u=220sin100tV的交变电压,在荧光屏的竖直坐标轴上能观测到多长的线段?答案10cm题型3生活物理【例3】如图所示是一种自行车上照明用的车头灯发电机的结构示意图,转轴的一端装有一对随轴转动的磁极,另一端装有摩擦小轮.电枢线圈绕在固定的U形铁芯上,自行
4、车车轮转动时,通过摩擦小轮带动磁极转动,使线圈中产生正弦交变电流,给车头灯供电.已知自行车车轮半径r=35cm,摩擦小轮半径r0=1.00cm,线圈有n=800匝,线圈框横截面积S=20cm2,总电阻R1=40.旋转磁极的磁感应强度B=0.010T,车头灯电阻R2=10.当车轮转动的角速度=8rad/s时求:（1）发电机磁极转动的角速度.（2）车头灯中电流的有效值.答案（1）280rad/s（2）64mA1.两个相同的灯泡L1和L2,接到如图所示的电路中,灯L1与电容器串联,灯L2与电感线圈串联,当a、b处接电压最大值Um、频率为f的正弦交流电源时,两灯都发光,且亮度相同.更换一个新的正弦交流
5、电源后,灯L1的亮度高于灯L2的亮度,新电源的电压最大值和频率可能是（）A.最大值仍为Um,而频率大于fB.最大值仍为Um,而频率小于fC.最大值大于Um,而频率仍为fD.最大值小于Um,而频率仍为f答案A2.如图所示,“二分频”音箱内有两个不同口径的扬声器,它们的固有频率分别处于高音、低音频段,分别称为高音扬声器和低音扬声器.音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低频段分离出来,送往相应的扬声器,以便使电流所携带的音频信息按原比例还原成高、低频的机械振动.图为音箱的电路简化图,高、低频混合电流由a、b端输入,L是线圈,C是电容器,则（）A.甲扬声器是高音扬声器B.甲扬声器是低音
6、扬声器C.乙扬声器是高音扬声器D.乙扬声器是低音扬声器答案BC3.如图所示,一个被x轴与曲线方程y=0.2sinxm所围的空间中存在着匀强磁场.磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度B=0.2T.正方形金属线框的边长是0.40m,电阻是0.1,它的一条边与x轴重合.在拉力F的作用下,线框以10m/s的速度水平向右匀速运动.试求:（1）拉力F的最大功率是多少?（2）拉力F要做多少功才能把线框拉过磁场区?答案（1）1.6W（2）0.048J4.如图所示,在真空中速度v0=6.4103m/s的电子束连续射入两平行板之间,板长L=12cm,板间距离d=0.5cm,两板不带电时,电子束将沿两板之间的中线做直线
7、运动.在两板之间加一交变电压u=91sin100tV,若不计电子间的相互作用,电子电荷量e=1.610-19C,电子质量m=9.110-31kg,不计电子打在极板上对两极电压的影响.（1）在图中画出电子束可能出现的区域.（画斜线表示,要求有推理和计算过程）（2）如果以两极板刚加上交变电压时开始计时（t=0）,则何时进入交变电场的电子打在极板上具有最大的动能?答案（1）见右图（2）（0.005+0.01n）s（n=0,1,2,）1.如图所示的交变电流,最大值为Im,周期为T,则下列有关该交变电流的有效值I,判断正确的是（）A.I=B.ID.以上均不正确答案B2.如图所示,把电阻R、电感线圈L、电
8、容器C并联接到一交流电源上,三个电流表的示数相同.若保持电源电压大小不变,而将频率减小,则三个电流表的示数I1、I2、I3的大小关系是（）A.I1=I2=I3B.I1I2I3C.I2I1I3D.I3I1I2答案C3.如图所示,交流发电机的矩形线圈边长ab=cd=0.4m,ad=bc=0.2m,线圈匝数N=100,电阻r=1,线圈在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以=100rad/s的角速度匀速转动,外接电阻R=9,以图示时刻开始计时,则（）A.电动势瞬时值为160sin100VB.t=0时线圈中磁通量变化率最大C.t=s时线圈中感应电动势最大D.交变电流的有效值是8A答案BC
9、4.如图所示,一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动,在转动过程中,线框中的最大磁通量为m,最大感应电动势为Em,下列说法正确的是（）A.当磁通量为零时,感应电动势也为零B.当磁通量减小时,感应电动势在减小C.当磁通量等于0.5m时,感应电动势等于0.5EmD.角速度等于答案D5.（2009安阳月考）收录机等小型家用电器所用的稳压电源,是将220V的正弦交流电变为稳定的直流电的装置,其中的关键部分是整流电路.有一种整流电路可以将正弦交流电变成如图所示的脉动直流电（每半个周期都按正弦规律变化）,则该脉动直流电电流的有效值为（）A.8AB.4AC.2AD.A答案B6.将阻值为5的
10、电阻接到内阻不计的交流电源上,电源电动势随时间变化的规律如图所示.下列说法正确的是（）A.电路中交变电流的频率为0.25HzB.通过电阻的电流为AC.电阻消耗的电功率为2.5WD.用交流电压表测得电阻两端的电压是5V答案C7.如图（甲）所示，为电热毯的电路图，电热丝接在u=311sin100tV的电源上，电热毯被加热到一定温度后，通过装置P使输入电压变为图（乙）所示的波形，从而进入保温状态，若电热丝电阻保持不变，此时交流电压表的读数是A.110VB.156VC.220VD.311V答案B8.如图甲所示电路,电阻R的阻值为50,在ab间加上图乙所示的正弦交流电,则下面说法中错误的是（）A.交流电
11、压的有效值为100VB.电流表示数为2AC.产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度为3.14rad/sD.如果产生该交流电的线圈转速提高一倍,则电流表的示数也增大一倍答案C9.一个闭合的矩形线圈放在匀强磁场中,并且可绕垂直于磁场的轴匀速转动,角速度为时,线圈中产生的交变电动势的最大值为E0,周期为T0,外力提供的功率为P0.若使线圈转动的角速度变为2,线圈中产生的交变电动势的最大值为E,周期为T,外力提供的功率为P.则E、T和P的大小为（）A.E=2E0,T=T0,P=2P0B.E=E0,T=T0,P=2P0C.E=2E0,T=T0,P=2P0D.E=2E0,T=T0,P=4P0答案D10.将
12、硬导线中间一段折成不封闭的正方形,每边长为l,它在磁感应强度为B、方向如图的匀强磁场中匀速转动,转速为n.导线在a、b两处通过电刷与外电路连接,外电路接有额定功率为P的小灯泡并正常发光,电路中除灯泡外,其余部分的电阻不计,灯泡的电阻应为（）A.B.C.D.答案B11.如图所示为一个小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈的长度ab=0.25m,宽度bc=0.20m,共有n=100匝,总电阻r=1.0,可绕与磁场方向垂直的轴OO转动.线圈处于磁感应强度B=0.40T的匀强磁场中,与线圈两端相连的金属滑环上接一个“3.0V,1.8W”的灯泡.当线圈以角速度匀速转动时,小灯泡消耗的功率恰好为1.
13、8W.则:（1）推导发电机线圈产生感应电动势的最大值的表达式Em=nBS（其中S表示线圈的面积）.（2）求线圈转动的角速度.（3）线圈以上述角速度转动100周过程中发电机产生的电能.答案（1）线圈平面与磁场方向平行时产生感应电动势最大,设ab边的线速度为v,该边产生的感应电动势为E1=BLabv与此同时,线圈的cd边也在切割磁感线,产生的感应电动势E2=BLcdv,线圈产生的总感应电动势为Em=n（E1+E2）,因为Lab=Lcd,所以Em=n2BLabv线速度v=Lbc,故Em=nBLabLbc而S=LabLcd(S为线圈的面积),Em=nBS.（2）2.5rad/s（3）5.43102J1
14、2.（2009泰安月考）如图所示,间距为L的光滑平行金属导轨,水平地放置在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中,一端接阻值是R的电阻.一电阻是R0,质量为m的导体棒放置在导轨上,在外力F作用下从t=0的时刻开始运动,其速度随时间的变化规律是v=vmsint,不计导轨电阻.求:（1）安培力Fi与时间t的关系式.（2）从t=0到t=时间内外力F所做的功.答案（1）Fi=sint（2）13.真空中足够大的两个相互平行的金属板a、b之间距离为d,两极之间的电压Uab=Ua-Ub,按图所示规律变化,其周期为T,在t=0时刻一带正电的粒子仅在电场力作用下,由a板从静止开始向b板运动,并于t=nT（n为自然数）时刻恰好到达b板.（1）求当该粒子的位移为多大时,速度第一次达到最大?速度的最大值是多少?（2）若该粒子在t=T/6时刻才从a板开始运动,并且以粒子开始运动为计时起点,求粒子经过同样长的时间（nT）,将运动到离a板多远的地方?（3）若该粒子在t=T/6时刻才从a板开始运动,求粒子经过多长时间才能到达b板?答案（1）（2）（3）（3n-（n=0,1,2,3,）
