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2022-2023年高考物理一轮复习 第11章第1讲交变电流的产生和描述课件
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这是一份2022-2023年高考物理一轮复习 第11章第1讲交变电流的产生和描述课件，共57页。PPT课件主要包含了随堂巩固练，过好双基关，研透命题点，课时精练，正弦式交变电流，垂直于磁场，发生改变，不改变，nBSω，nBSωsinωt等内容，欢迎下载使用。
1.产生线圈绕 方向的轴匀速转动.2.两个特殊位置的特点
3.电流方向的改变一个周期内线圈中电流的方向改变 次.4.交变电动势的最大值Em＝ ，与转轴位置无关，与线圈形状无关.5.交变电动势随时间的变化规律(中性面开始计时)e＝ .
自测1 (多选)关于中性面，下列说法正确的是A.线圈在转动中经中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零B.线圈在转动中经中性面位置时，穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大C.线圈每经过一次中性面，感应电流的方向就改变一次D.线圈每转动一周即经过中性面一次，所以线圈每转动一周，感应电流的方向 就改变一次
1.周期和频率(1)周期T：交变电流完成1次周期性变化所需要的 ，单位是秒(s).表达式为 (n为转速).
(2)频率f：交变电流在1 s内完成 的次数，单位是 .
2.交变电流的瞬时值、最大值、有效值和平均值(1)瞬时值：交变电流 的值.(2)最大值：交变电流或电压所能达到的最大的值.(3)有效值：让恒定电流和交变电流分别通过阻值相等的电阻，如果在交流的一个周期内它们 相等，就可以把恒定电流的数值规定为这个交变电流的有效值.(4)正弦式交变电流的有效值与最大值之间的关系
(5)交变电流的平均值
自测2 如图1所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个匝数为N的矩形线圈abcd，线圈面积为S，ab边与磁场垂直，ab边始终与金属滑环K相连，cd边始终与金属滑环L相连.现使矩形线圈以恒定角速度ω，从图示位置绕过ad、bc中点的轴匀速转动.下列说法中正确的是A.将交流电流表串联到电路中，其示数随时间按余弦规律变化B.线圈转动的角速度越大，通过电阻R的电流越小C.线圈平面与磁场平行时，瞬时感应电动势最大且Em＝NBSωD.线圈平面每转过半圈，穿过线圈平面的磁通量变化量为零
解析 交流电流表测量的是交变电流的有效值，不随时间变化，故A错误；根据e＝NBSωcs ωt可知，线圈转动的角速度越大，产生的感应电动势越大，通过电阻R的电流越大，故B错误；题图所示位置，线圈平面与磁场平行，产生的感应电动势最大，最大值为Em＝NBSω，故C正确；
线圈从中性面位置每转过半圈，穿过线圈平面的磁通量变化量为2BS，故D错误.
交变电流的产生及变化规律
1.交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)
2.交变电流瞬时值表达式(1)确定正弦交变电流的峰值，根据已知图象读出或由公式Em＝nBSω求出相应峰值.(2)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式.如：①线圈在中性面位置开始计时，则i－t图象为正弦函数图象，函数表达式为i＝Imsin ωt.②线圈在垂直于中性面的位置开始计时，则i－t图象为余弦函数图象，函数表达式为i＝Imcs ωt.
例1 一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化规律如图2所示，则下列说法正确的是A.t1时刻通过线圈的磁通量为零B.t2时刻通过线圈的磁通量最大C.t3时刻通过线圈的磁通量的变化率最大D.当电动势e变换方向时，通过线圈的磁通量都最大
解析 根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势为零时(如在t1、t3、t5时刻)，即电动势方向改变时，磁通量的变化率为零，线圈平面与中性面重合，通过线圈的磁通量最大，A、C错误，D正确；感应电动势最大时(如在t2、t4时刻)，磁通量的变化率最大，线圈平面与磁感线平行，通过线圈的磁通量为零，B错误.
变式1 (多选)如图3甲所示为风力发电的简易模型，在风力的作用下，风叶带动与其固定在一起的永磁体转动，转速与风速成正比，某一风速时，线圈中产生的正弦式电流如图乙所示，则A.电流的瞬时值表达式为i＝0.6sin 10πt (A)B.永磁体的转速为10 r/sC.风速加倍时，电流的瞬时值表达式为i＝1.2sin 10πt (A)D.风速加倍时，线圈中电流的有效值为0.6 A
电流的瞬时值表达式为i＝0.6sin 10πt (A)，A对；
当风速加倍时，转速加倍，由ω＝2πn知i＝1.2sin 20πt(A)，C错；
1.有效值的规定交变电流、恒定电流I直分别通过同一电阻R，在交流的一个周期内产生的焦耳热分别为Q交、Q直，若Q交＝Q直，则交变电流的有效值I＝I直(直流有效值也可以这样算).
2.有效值的理解(1)交流电流表、交流电压表的示数是指有效值；(2)用电器铭牌上标的值(如额定电压、额定功率等)指的均是有效值；(3)计算热量、电功率及保险丝的熔断电流指的是有效值；(4)没有特别加以说明的，是指有效值；(5)“交流的最大值是有效值的 倍”仅适用于正(余)弦式交变电流.
3.有效值的计算(1)计算有效值时要根据电流的热效应，抓住“三同”：“相同时间(周期整数倍)”内“相同电阻”上产生“相同热量”列式求解.(2)分段计算电热求和得出一个周期内产生的总热量.(3)利用两个公式Q＝I2Rt和Q＝ t可分别求得电流有效值和电压有效值.(4)若图象部分是正弦(或余弦)式交变电流，其中的 周期(必须是从零至最大值或从最大值至零)和 周期部分可直接应用正弦式交变电流有效值与最大值间的关系I＝ 、U＝ 求解.
例2 一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q方；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q正.该电阻上电压的峰值均为u0，周期均为T，如图4所示.则Q方∶Q正等于
变式2 如图5(a)所示，阻值为R＝20 Ω的定值电阻接在如图(b)所示的交流电上，交流电的前半个周期为正弦交流电，后半个周期为恒定电流.理想交流电压表的示数为
解析 原线圈中电流的有效值满足关系：
变式3 一交变电流随时间变化的图象如图6所示，此交变电流的有效值是
等效的直流电在一个周期T内产生的电热：Q2＝I有2RT根据交流电有效值的定义，可得：Q1＝Q2
变式4 在匀强磁场中，一个100匝的矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，线圈外接定值电阻和理想交流电流表(如图7甲所示).穿过该线圈的磁通量按正弦规律变化(如图乙所示).已知线圈的总电阻为2 Ω，定值电阻R＝8 Ω.下列说法正确的是A.电动势的瞬时值表达式e＝4 πsin πt(V)B.电流表的示数最小为0C.一个周期内产生的热量约为32 JD.0.5～1.5 s的时间内，通过线圈横截面的电荷量为0
交变电流“四值”的理解和计算
例3 (多选)如图8甲所示为一交变电压随时间变化的图象，每个周期内，前二分之一周期电压恒定，后二分之一周期电压按正弦规律变化.若将此交流电连接在如图乙所示的电路中，电阻R阻值为100 Ω，则A.理想电流表读数为0.75 AB.理想电压表读数为100 VC.电阻R消耗的电功率为56 WD.电阻R在100秒内产生的热量为5 625 J
电阻R消耗的电功率为P＝IU＝56.25 W，选项C错误；电阻R在100秒内产生的热量为Q＝Pt＝5 625 J，选项D正确.
变式5 一正弦交流电的电流随时间变化的规律如图9所示，由图可知A.该交流电的电流瞬时值表达式为i＝2sin 100πt(A)B.该交流电的频率是50 HzC.该交流电的电流有效值为2 AD.若该交流电通过R＝10 Ω的电阻，则电阻消耗的功率是20 W
功率P＝I有效2R＝20 W，D正确.
1.(交变电流的有效值求解)图10甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化.下列说法正确的是A.图甲表示交流电，图乙表示直流电B.两种电压的有效值相等C.图甲所示电压的瞬时值表达式为u＝311 sin(100πt) VD.图甲所示电压经匝数比为10∶1的变电器变压后， 频率为原来的
解析 题图甲、乙均表示交流电，故A错误；
题图甲和题图乙电压的有效值并不相同，故B错误；变压器只能改变交流电的电压，不能改变交流电的频率，故D错误.
2.(交变电流有效值的理解和应用)如图11，实验室一台手摇交流发电机，内阻r＝1 Ω，外接R＝9 Ω的电阻.闭合开关S，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势e＝10 sin 10πt(V)，则A.该交变电流的频率为10 HzB.该电动势的有效值为10 VC.外接电阻R所消耗的电功率为9 WD.电路中理想交流电流表的示数为 A
3.(交变电流“四值”理解)小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO′，线圈绕OO′匀速转动，如图12所示.矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压
解析 矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，所以发电机的电动势峰值为2Ne0，A、B错误；
1.(多选)下面关于交变电流的说法中正确的是A.交流电器设备上所标的电压值和电流值是交变电流的峰值B.用交流电流表和电压表测量的数值是交变电流的瞬时值C.给定的交变电流数值，在没有特别说明的情况下是指有效值D.和交变电流有相同热效应的恒定电流的数值是交变电流的有效值
2.一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动，当线圈通过中性面时，以下说法错误的是A.线圈中的感应电动势为零B.线圈平面与磁感线方向垂直C.通过线圈的磁通量达到最大值D.通过线圈的磁通量变化率达到最大值
解析 在中性面时，线圈与磁场垂直，磁通量最大，通过线圈的磁通量变化率为零，感应电动势为零，故A、B、C正确，D错误.
3.A、B是两个完全相同的电热器，A通以图1甲所示的方波交变电流，B通以图乙所示的正弦式交变电流，则两电热器的电功率PA∶PB等于A.5∶4 B.3∶2 C. ∶1 D.2∶1
4.如图2甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO′匀速转动，从某时刻开始计时，产生的感应电动势e随时间t的变化图象如图乙所示，若外接电阻R＝70 Ω，线圈电阻r＝10 Ω，则下列说法正确的是A.线圈的角速度为100 s末穿过线圈的磁通量最大C.通过线圈的最大电流为1.25 AD.理想交流电压表的示数为87.5 V
由题图乙知，0.01 s末线圈产生的感应电动势最大，则0.01 s末线圈平面与磁场平行，线圈的磁通量为0，故B项错误；
5.如图3甲为某品牌电热毯的简易电路，电热丝的电阻为R＝484 Ω，现将其接在u＝220 sin 100πt(V)的正弦交流电源上，电热毯被加热到一定温度后，温控装置P使输入电压变为图乙所示的波形，从而进入保温状态，若电热丝的电阻保持不变，则保温状态下，理想交流电压表V的读数和电热毯消耗的电功率最接近下列哪一组数据A.220 V、100 W B.156 V、50 WC.110 V、25 W D.311 V、200 W
6.(多选)单匝闭合矩形线框电阻为R，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量Ф与时间t的关系图象如图4乙所示.下列说法正确的是
7.如图5甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的左端接一只小灯泡，线圈所在空间内存在与线圈平面垂直且均匀分布的磁场.已知线圈的匝数n＝100匝、总电阻r＝1.0 Ω、所围成矩形的面积S＝0.040 m2，小灯泡的电阻R＝9.0 Ω，磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为e＝nBmS cs t，其中Bm为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期，不计灯丝电阻随温度的变化.求：
(1)线圈中产生感应电动势的最大值；
解析 由题图乙知，线圈中产生的交变电流的周期T＝π×10－2 s，
(2)小灯泡消耗的电功率；
小灯泡消耗的电功率P＝I2R＝2.88 W.
1.产生线圈绕 方向的轴匀速转动.2.两个特殊位置的特点
3.电流方向的改变一个周期内线圈中电流的方向改变 次.4.交变电动势的最大值Em＝ ，与转轴位置无关，与线圈形状无关.5.交变电动势随时间的变化规律(中性面开始计时)e＝ .
自测1 (多选)关于中性面，下列说法正确的是A.线圈在转动中经中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零B.线圈在转动中经中性面位置时，穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大C.线圈每经过一次中性面，感应电流的方向就改变一次D.线圈每转动一周即经过中性面一次，所以线圈每转动一周，感应电流的方向 就改变一次
1.周期和频率(1)周期T：交变电流完成1次周期性变化所需要的 ，单位是秒(s).表达式为 (n为转速).
(2)频率f：交变电流在1 s内完成 的次数，单位是 .
2.交变电流的瞬时值、最大值、有效值和平均值(1)瞬时值：交变电流 的值.(2)最大值：交变电流或电压所能达到的最大的值.(3)有效值：让恒定电流和交变电流分别通过阻值相等的电阻，如果在交流的一个周期内它们 相等，就可以把恒定电流的数值规定为这个交变电流的有效值.(4)正弦式交变电流的有效值与最大值之间的关系
(5)交变电流的平均值
自测2 如图1所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个匝数为N的矩形线圈abcd，线圈面积为S，ab边与磁场垂直，ab边始终与金属滑环K相连，cd边始终与金属滑环L相连.现使矩形线圈以恒定角速度ω，从图示位置绕过ad、bc中点的轴匀速转动.下列说法中正确的是A.将交流电流表串联到电路中，其示数随时间按余弦规律变化B.线圈转动的角速度越大，通过电阻R的电流越小C.线圈平面与磁场平行时，瞬时感应电动势最大且Em＝NBSωD.线圈平面每转过半圈，穿过线圈平面的磁通量变化量为零
解析 交流电流表测量的是交变电流的有效值，不随时间变化，故A错误；根据e＝NBSωcs ωt可知，线圈转动的角速度越大，产生的感应电动势越大，通过电阻R的电流越大，故B错误；题图所示位置，线圈平面与磁场平行，产生的感应电动势最大，最大值为Em＝NBSω，故C正确；
线圈从中性面位置每转过半圈，穿过线圈平面的磁通量变化量为2BS，故D错误.
交变电流的产生及变化规律
1.交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)
2.交变电流瞬时值表达式(1)确定正弦交变电流的峰值，根据已知图象读出或由公式Em＝nBSω求出相应峰值.(2)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式.如：①线圈在中性面位置开始计时，则i－t图象为正弦函数图象，函数表达式为i＝Imsin ωt.②线圈在垂直于中性面的位置开始计时，则i－t图象为余弦函数图象，函数表达式为i＝Imcs ωt.
例1 一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化规律如图2所示，则下列说法正确的是A.t1时刻通过线圈的磁通量为零B.t2时刻通过线圈的磁通量最大C.t3时刻通过线圈的磁通量的变化率最大D.当电动势e变换方向时，通过线圈的磁通量都最大
解析 根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势为零时(如在t1、t3、t5时刻)，即电动势方向改变时，磁通量的变化率为零，线圈平面与中性面重合，通过线圈的磁通量最大，A、C错误，D正确；感应电动势最大时(如在t2、t4时刻)，磁通量的变化率最大，线圈平面与磁感线平行，通过线圈的磁通量为零，B错误.
变式1 (多选)如图3甲所示为风力发电的简易模型，在风力的作用下，风叶带动与其固定在一起的永磁体转动，转速与风速成正比，某一风速时，线圈中产生的正弦式电流如图乙所示，则A.电流的瞬时值表达式为i＝0.6sin 10πt (A)B.永磁体的转速为10 r/sC.风速加倍时，电流的瞬时值表达式为i＝1.2sin 10πt (A)D.风速加倍时，线圈中电流的有效值为0.6 A
电流的瞬时值表达式为i＝0.6sin 10πt (A)，A对；
当风速加倍时，转速加倍，由ω＝2πn知i＝1.2sin 20πt(A)，C错；
1.有效值的规定交变电流、恒定电流I直分别通过同一电阻R，在交流的一个周期内产生的焦耳热分别为Q交、Q直，若Q交＝Q直，则交变电流的有效值I＝I直(直流有效值也可以这样算).
2.有效值的理解(1)交流电流表、交流电压表的示数是指有效值；(2)用电器铭牌上标的值(如额定电压、额定功率等)指的均是有效值；(3)计算热量、电功率及保险丝的熔断电流指的是有效值；(4)没有特别加以说明的，是指有效值；(5)“交流的最大值是有效值的 倍”仅适用于正(余)弦式交变电流.
3.有效值的计算(1)计算有效值时要根据电流的热效应，抓住“三同”：“相同时间(周期整数倍)”内“相同电阻”上产生“相同热量”列式求解.(2)分段计算电热求和得出一个周期内产生的总热量.(3)利用两个公式Q＝I2Rt和Q＝ t可分别求得电流有效值和电压有效值.(4)若图象部分是正弦(或余弦)式交变电流，其中的 周期(必须是从零至最大值或从最大值至零)和 周期部分可直接应用正弦式交变电流有效值与最大值间的关系I＝ 、U＝ 求解.
例2 一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q方；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q正.该电阻上电压的峰值均为u0，周期均为T，如图4所示.则Q方∶Q正等于
变式2 如图5(a)所示，阻值为R＝20 Ω的定值电阻接在如图(b)所示的交流电上，交流电的前半个周期为正弦交流电，后半个周期为恒定电流.理想交流电压表的示数为
解析 原线圈中电流的有效值满足关系：
变式3 一交变电流随时间变化的图象如图6所示，此交变电流的有效值是
等效的直流电在一个周期T内产生的电热：Q2＝I有2RT根据交流电有效值的定义，可得：Q1＝Q2
变式4 在匀强磁场中，一个100匝的矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，线圈外接定值电阻和理想交流电流表(如图7甲所示).穿过该线圈的磁通量按正弦规律变化(如图乙所示).已知线圈的总电阻为2 Ω，定值电阻R＝8 Ω.下列说法正确的是A.电动势的瞬时值表达式e＝4 πsin πt(V)B.电流表的示数最小为0C.一个周期内产生的热量约为32 JD.0.5～1.5 s的时间内，通过线圈横截面的电荷量为0
交变电流“四值”的理解和计算
例3 (多选)如图8甲所示为一交变电压随时间变化的图象，每个周期内，前二分之一周期电压恒定，后二分之一周期电压按正弦规律变化.若将此交流电连接在如图乙所示的电路中，电阻R阻值为100 Ω，则A.理想电流表读数为0.75 AB.理想电压表读数为100 VC.电阻R消耗的电功率为56 WD.电阻R在100秒内产生的热量为5 625 J
电阻R消耗的电功率为P＝IU＝56.25 W，选项C错误；电阻R在100秒内产生的热量为Q＝Pt＝5 625 J，选项D正确.
变式5 一正弦交流电的电流随时间变化的规律如图9所示，由图可知A.该交流电的电流瞬时值表达式为i＝2sin 100πt(A)B.该交流电的频率是50 HzC.该交流电的电流有效值为2 AD.若该交流电通过R＝10 Ω的电阻，则电阻消耗的功率是20 W
功率P＝I有效2R＝20 W，D正确.
1.(交变电流的有效值求解)图10甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化.下列说法正确的是A.图甲表示交流电，图乙表示直流电B.两种电压的有效值相等C.图甲所示电压的瞬时值表达式为u＝311 sin(100πt) VD.图甲所示电压经匝数比为10∶1的变电器变压后， 频率为原来的
解析 题图甲、乙均表示交流电，故A错误；
题图甲和题图乙电压的有效值并不相同，故B错误；变压器只能改变交流电的电压，不能改变交流电的频率，故D错误.
2.(交变电流有效值的理解和应用)如图11，实验室一台手摇交流发电机，内阻r＝1 Ω，外接R＝9 Ω的电阻.闭合开关S，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势e＝10 sin 10πt(V)，则A.该交变电流的频率为10 HzB.该电动势的有效值为10 VC.外接电阻R所消耗的电功率为9 WD.电路中理想交流电流表的示数为 A
3.(交变电流“四值”理解)小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO′，线圈绕OO′匀速转动，如图12所示.矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压
解析 矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，所以发电机的电动势峰值为2Ne0，A、B错误；
1.(多选)下面关于交变电流的说法中正确的是A.交流电器设备上所标的电压值和电流值是交变电流的峰值B.用交流电流表和电压表测量的数值是交变电流的瞬时值C.给定的交变电流数值，在没有特别说明的情况下是指有效值D.和交变电流有相同热效应的恒定电流的数值是交变电流的有效值
2.一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动，当线圈通过中性面时，以下说法错误的是A.线圈中的感应电动势为零B.线圈平面与磁感线方向垂直C.通过线圈的磁通量达到最大值D.通过线圈的磁通量变化率达到最大值
解析 在中性面时，线圈与磁场垂直，磁通量最大，通过线圈的磁通量变化率为零，感应电动势为零，故A、B、C正确，D错误.
3.A、B是两个完全相同的电热器，A通以图1甲所示的方波交变电流，B通以图乙所示的正弦式交变电流，则两电热器的电功率PA∶PB等于A.5∶4 B.3∶2 C. ∶1 D.2∶1
4.如图2甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO′匀速转动，从某时刻开始计时，产生的感应电动势e随时间t的变化图象如图乙所示，若外接电阻R＝70 Ω，线圈电阻r＝10 Ω，则下列说法正确的是A.线圈的角速度为100 s末穿过线圈的磁通量最大C.通过线圈的最大电流为1.25 AD.理想交流电压表的示数为87.5 V
由题图乙知，0.01 s末线圈产生的感应电动势最大，则0.01 s末线圈平面与磁场平行，线圈的磁通量为0，故B项错误；
5.如图3甲为某品牌电热毯的简易电路，电热丝的电阻为R＝484 Ω，现将其接在u＝220 sin 100πt(V)的正弦交流电源上，电热毯被加热到一定温度后，温控装置P使输入电压变为图乙所示的波形，从而进入保温状态，若电热丝的电阻保持不变，则保温状态下，理想交流电压表V的读数和电热毯消耗的电功率最接近下列哪一组数据A.220 V、100 W B.156 V、50 WC.110 V、25 W D.311 V、200 W
6.(多选)单匝闭合矩形线框电阻为R，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量Ф与时间t的关系图象如图4乙所示.下列说法正确的是
7.如图5甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的左端接一只小灯泡，线圈所在空间内存在与线圈平面垂直且均匀分布的磁场.已知线圈的匝数n＝100匝、总电阻r＝1.0 Ω、所围成矩形的面积S＝0.040 m2，小灯泡的电阻R＝9.0 Ω，磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为e＝nBmS cs t，其中Bm为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期，不计灯丝电阻随温度的变化.求：
(1)线圈中产生感应电动势的最大值；
解析 由题图乙知，线圈中产生的交变电流的周期T＝π×10－2 s，
(2)小灯泡消耗的电功率；
小灯泡消耗的电功率P＝I2R＝2.88 W.
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