10恒定电流与交变电流
一、单选题
1．如图所示，曲线ab为某太阳能电池在一定光照强度下路端电压U和电流I的关系图像，OP是某定值电阻的U-I图像，P为两图线的交点。过P点作曲线ab的切线，分别与坐标轴相交于c、d。现将该电池和定值电阻组成闭合回路，保持上述光照强度照射时，电池的内阻可以用哪两点连线斜率的绝对值表示（ ）
A．ab B．aP C．Pb D．cd
2．某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示，来自质子源的质子（初速度为零），经加速电压为的加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S，其等效电流为，质子的质量为，其电量为e，那么这束质子流内单位体积的质子数是（ ）
A． B．
C． D．
3．微型螺旋桨型无人机电源电动势为，内阻是，总质量为，电源对电动机供电，使螺旋桨高速水平旋转，带动无人机竖直匀速上升。若某次测试时，电源的输出功率等于该电源对纯电阻电路供电时的最大输出功率，电动机输出的机械功率占其总功率的，空气阻力不计，重力加速度为。则无人机匀速竖直上升的速度大小是（ ）
A． B． C． D．
4．如图所示是中国公交使用的全球首创超级电容储存式现代电车，该电车没有传统无轨电车的“辫子”，没有尾气排放，乘客上下车的30秒内可充满电并行驶5公里以上，刹车时可把80％以上的动能转化成电能回收储存再使用．这种电车的核心元器件是“，”石墨烯纳米混合型超级电容器，该电容器能反复充放电100万次，使用寿命长达十年，被誉为“21世纪的绿色交通”．下列说法正确的是（ ）
A．该电容器的容量为
B．电容器充电的过程中，电量逐渐增加，电容也逐渐增加
C．电容器放电的过程中，电量逐渐减少，电容器两极板间的电压不变
D．若标有“，”的电容器从电量为零到充满电用时，则充电平均电流为
5．随着智能手机耗电的增加，充电宝成了手机及时充电的一种重要选择。研究表明，充电宝在各种电量下放电时，都具有跟电池一样的电源特性。因此，可以把充电宝看作一个跟电池一样有电动势和内阻的直流电源。一位同学想要比较一个充电宝和一块可拆卸的手机锂电池性能的异同，分别测量了两者在不同电量下的电动势和内阻，测量数据如表1和表2所示。根据测量数据，以下说法正确的是（ ）
表1 充电宝在各种电量下的电动势跟锂电池对比
电量 /% 100 80 60 40 20 5
充电宝电动势 /V 5.07 5.04 5.04 5.00 5.14 5.08
锂电池电动势 /V 4.16 3.96 3.85 3.80 3.75 3.64
电量 /% 100 80 60 40 20 5
充电宝内阻 /Ω 0.11 0.21 0.20 0.21 0.25 0.15
锂电池内阻 /Ω 0.25 0.23 0.23 0.24 0.26 0.25
表2 充电宝在各种电量下的内阻跟锂电池对比
A．充电宝和锂电池的电动势随着储电量的下降都在逐步减小
B．充电宝和锂电池的内阻都和储电量有关
C．手机锂电池随着储电量的减少，其电源性能的变化主要是由电动势的变化引起的
D．充电宝的内电路对输出电压的影响很大
6．2023年3月，中国科学技术大学超导量子计算实验室成功实现了三维封装量子计算机原型，其主要构成材料之一为金属超导体。超导体指的是低于某一温度后电阻为零的导体，且当超导体置于外磁场中时，随着温度的降低，超导体表面能够产生一个无损耗的超导电流，这一电流产生的磁场，让磁感线被排斥到超导体之外。如图为某超导体在不同温度下两端电压和流经超导体电流的U-I特性曲线，温度分别为、、，下列说法正确的是（ ）
A．当超导体处在超导状态时，两端能够测出电压
B．将超导体置于磁场中，处于超导状态时内部磁感应强度不为零
C．根据三条曲线的变化趋势，可推断
D．随着流经超导体的电流增大，超导状态将被破坏
7．某同学设计了一个加速度计，如图所示，较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧用弹簧3拉着；R为滑动变阻器，4是滑动片，它与变阻器任一端之间的电阻值都与它到这端的距离成正比。这个装置就是一个加速度传感器。两个电源E完全相同。按图连接电路后，电压表指针的零点位于表盘中央，当P端的电势高于Q端时，指针向零点右侧偏转。将框架固定在运动的物体上，下列说法正确的是（ ）
A．这种传感器输入的物理量是位移，输出的物理量是电压
B．若观察到电压表的指针向右偏转，说明物体具有与图示方向相同的加速度
C．若观察到电压表指针在零点，说明物体处于静止状态
D．电压表指针的偏转角度与加速度大小成正比
二、多选题
8．电磁泵在生产、科技中得到了广泛应用；如图所示，泵体是一个长方体，ab边长为，两侧端面是边长为的正方形；流经泵体内的液体密度为，在泵头通入导电剂后液体的电导率为（电阻率的倒数），泵体所在处有方向垂直向外的匀强磁场，磁感应强度为B，把泵体的上下两表面接在电压为U的电源（内阻不计）上，不计导电液体产生的反向电动势，则（ ）
A．泵体上表面应接电源正极
B．通过泵体的电流
C．减小磁感应强度B可获得更大的抽液高度
D．增大液体的电导率可获得更大的抽液高度
9．随着科学技术的迅猛发展，智能手机的快充技术大大缩短了手机的充电时间。快充技术的核心材料为氮化镓，氮化镓手机充电器具有体积小、功率大、发热量少的特点，图甲是这种充电器的核心电路。交流电经前端电路和氮化开关管转换后，在ab端获得如图乙所示的高频脉冲直流电，经理想变压器降压后在cd端给手机充电，则正常工作时，变压器cd端（ ）
A．输出功率等于ab端输入功率 B．输出电流的有效值大于ab端输入电流的有效值
C．输出电流的频率为 D．输出电压也是直流电压
10．如图所示为含有电容器与电感线圈的集成电路板，关于电容器、电感线圈的作用，下列说法正确的是（ ）
A．交流电的频率越高，电容器对交流电的阻碍作用越小
B．电容器在电路中的作用是通直流隔交流，通低频阻高频
C．电感线圈对交变电流的阻碍作用仅是由线圈的电阻产生的
D．交流电的频率越高，电感线圈对交流电的阻碍作用越大
11．手机无线充电技术越来越普及，图甲是使用220V正弦交变电源的手机无线充电装置，其工作原理如图乙所示。其中S为探测开关，如果手机支持无线快充，则S与1接通，此时送电线圈和受电线圈的匝数比，手机两端的电压为9V，充电功率为27W；若手机不支持快充，则S与2接通，此时送电线圈和受电线圈的匝数比，手机两端的电压为5V，充电功率为5W。送电线圈所接的电阻为，开关1所接电阻为，开关2所接电阻为，若把装置线圈视为理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A．的值为17Ω
B．的值为36Ω
C．快速充电时，送电线圈的输入功率为180W
D．快速充电时，ab间输入功率为200W
12．脉冲点火器是利用脉冲原理产生连续性瞬间电火花，从而点燃燃气具火焰的电子产品，相比于早期的压电式点火装置，脉冲点火器稳定性高、操作简单。家用燃气灶的电子点火器如图甲所示，其内部需要一节干电池供电，其工作原理如图乙所示，转换器可以将直流电压转化为如图丙所示的脉冲电压（波形可认为按正弦规律变化），峰值为，将其加在理想升压变压器的原线圈上，当变压器副线圈电压的瞬时值大于时，钢针和金属板就会产生电火花，进而点燃燃气灶，下列说法正确的是（ ）
A．燃气灶点火属于尖端放电现象
B．图乙中理想电压表的示数为
C．变压器原、副线圈的匝数比应满足
D．点火器正常工作时，单位时间内的放电次数为
13．有一种自行车，它有能向自行车车头灯泡供电的小型发电机，其原理示意图如图甲所示；图中N、S是一对固定的磁极，磁极间有一固定在绝缘转轴上的矩形线圈，转轴的一端有一个与自行车后轮边缘接触的摩擦轮。如图乙所示，当车轮转动时，因摩擦而带动摩擦轮转动，从而使线圈在磁场中转动而产生电流给车头灯泡供电，下列说法正确的是（ ）
A．自行车匀速行驶时线圈中产生的是交流电
B．自行车的速度加倍，线圈中交变电流的周期加倍
C．小灯泡亮度与自行车的行驶速度无关
D．知道摩擦轮和后轮的半径，就可以知道后轮转一周的时间里电流方向变化的次数
14．杭丽铁路被列入浙江省重大建设项目“十四五”规划，杭丽高铁建成后，丽水前往杭州的时间将缩短至1小时内。新建成的高铁将应用许多新技术，图示为高铁的牵引供电流程图，利用可视为理想变压器（原、副线圈匝数比为n1:n2）的牵引变电所，将高压220kV或110kV降至27.5kV，再通过接触网上的电线与车顶上的受电弓使机车获得25kV工作电压，则下列说法正确的是（ ）
A．若电网的电压为110kV，则n1:n2=4:1
B．若高铁机车运行功率增大，机车工作电压将会高于25kV
C．高铁机车运行功率增大，牵引变电所至机车间的热损耗功率也会随之增大
D．如果高铁机车的电动机输出机械功率为9000kW，电机效率为90%，则牵引变电所到机车间的等效电阻为62.5Ω
15．某兴趣小组为了研究圆柱体铁芯的涡流热功率，构建了如图所示的分析模型，用电阻率为的硅钢薄片绕成一个内径为、厚度为、高度为的圆柱面，其中。沿平行于圆柱面轴线方向存在磁感应强度的磁场。则此硅钢薄片中（ ）
A．感应电动势的有效值为
B．瞬时感应电动势的表达式为
C．发热功率为
D．磁场变化的一个周期内通过此硅钢薄片的电荷量一定不为零
16．如图所示为自行车车头灯发电机的结构示意图。转动轴的一端装有一对随轴转动的磁极，另一端装有摩擦小轮。线圈绕在固定的U形铁芯上，自行车车轮转动时，通过摩擦小轮带动磁极转动，使线圈中产生正弦式交变电流，给车头灯供电。已知自行车车轮的半径为r，摩擦小轮的半径为，线圈的匝数为n，横截面积为S，总电阻为，磁极在线圈处产生的磁场可视为匀强磁场，其磁感应强度大小为B，车头灯的电阻恒为R，当车轮转动的角速度为时，假设摩擦小轮与车轮之间没有相对滑动，下列说法正确的是（ ）
A．摩擦小轮的角速度与车轮转动的角速度大小相等
B．车头灯两端的电压为
C．车头灯的电功率与自行车速度的平方成正比
D．线圈的匝数越多，穿过线圈的磁通量的变化率越小，则产生的感应电动势越大
三、填空题
17．物理中常用类比的方法来理解复杂的物理过程。如图（a）所示，内阻为r的化学电池向电热器R供电，其过程中静电力和非静电力做功，就可以类比成图（b）中儿童在游乐场玩耍时，重力和电梯对人做功的情形。图（b）中各点的高度可类比为图（a）中各点的电势，设A、B、a、b四点的高度分别为hA、hB、ha、hb。电路中化学能转化为电能的过程发生在_________________（选填“A→B和b→a”、“a→A和B→b”），化学电池的电源电动势大小为______________（用hA、hB、ha、hb表示）。
四、实验题
18．某同学制作恒温室，室温都保持在45°C左右。他设计了如图所示的控温装置，通过电磁继电器的电流达到一定值时，电磁继电器将把衔铁吸下，触点C、D断开，结合水银温度计可以控制室温。
（1）为实现温度高于45°C时，电热丝停止加热，温度低于45°C时，电热丝开始加热，请连接电路图__________。
（2）E1内阻不计，当滑动变阻器调至最左端，E1＝6V时，电接点水银温度计达到45°C，电磁继电器达到工作电流值；当滑动变阻器调至R＝20Ω，E1 ＝8V时，电接点水银温度计达到45°C，电磁继电器达到工作电流值，则水银温度计达到45°C时的等效电阻为___________Ω。
（3）当电源E2＝24V，内阻r2＝2Ω时，为使电阻丝的发热功率最大，应将电阻丝调至_______Ω，最大功率为___________W。
五、解答题
19．风力发电是绿色电能的主要供应地之一，其发电、输电简易模型如图所示，已知风轮机叶片转速为每秒z转，通过转速比为1：n的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，发电机线圈面积为S，匝数为N，匀强磁场的磁感应强度为B，时刻，线圈所在平面与磁场方向垂直，发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后，输出电压为U。忽略线圈电阻，求：
（1）发电机产生电动势的瞬时值表达式；
（2）升压变压器原、副线圈的匝数比。
20．看到永不停息的海浪，有人想到用海浪来发电，设计了如图方案：浮筒通过长度不变的细绳与重锤相连，细绳上固定一根长为L的水平导体棒PQ；地磁场的水平分量视为匀强磁场，方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B。在限位装置（未画出）作用下整个系统始终只在竖直方向上近似作简谐振动，振动位移方程为；求：
（1）浮筒的速度随时间的变化关系式；
（2）试证明：导体棒PQ两端产生的电压u为正弦交流电，并求出其有效值。
21．图甲所示的电磁炉可视为一个变压器，炉盘相当于原线圈，锅体既是副线圈又是负载，通过电磁感应产生涡流来加热食物。由于没有铁芯，炉盘的能量传输会有一定损耗，传输效率为η。锅体感应的电动势与原线圈电压的比值称作耦合系数，设为n。电磁炉工作原理可简化为图乙，电源的频率、有效值恒定，电压为U，炉盘中配有定值电阻，阻值为Rx，锅体回路中的电阻相当于负载。
（1）若通过定值电阻Rx的电流为I，求锅体中感应电动势的有效值；
（2）若锅体等效电阻为R，求流过定值电阻Rx的电流；
（3）更换不同锅体，相当于调节负载电阻，设传输效率η和耦合系数n都不变，求锅体等效电阻为多大时加热食物的功率最大。
22．利用水流和太阳能发电，可以为人类提供清洁能源。已知太阳光垂直照射到地面上时的辐射功率，地球表面的重力加速度取，水的密度。
（1）若利用太阳能发电，需要发射一颗卫星到地球同步轨道上，然后通过微波持续不断地将电能输送到地面，这样就建成了宇宙太阳能发电站。已知地球同步轨道半径约为地球半径的倍。求卫星在地球同步轨道上向心加速度的大小；
（2）三峡水电站发电机输出的电压为18 kV。若采用500 kV直流电向某地区输电kW，要求输电线上损耗的功率不高于输送功率的5%，求输电线总电阻的最大值；
（3）三峡水电站水库面积约，平均流量，水库水面与发电机所在位置的平均高度差为，并且在发电过程中水库水面高度保持不变。发电站将水的势能转化为电能的总效率。在地球同步轨道上，太阳光垂直照射时的辐射功率为。太阳能电池板将太阳能转化为电能的效率为20%，将电能输送到地面的过程要损失50%。若要使（1）中的宇宙太阳能发电站与三峡电站具有相同的发电能力，同步卫星上太阳能电池板的面积至少为多大？
参考答案：
1．B
【详解】由闭合电路欧姆定律可得
当电流为零时，由a图线与纵轴的交点可以读出该电池的电动势，根据两图线交点处的状态，可知将该电池和定值电阻组成闭合回路时路端电压为交点P的纵轴坐标，电流为P点的横轴坐标。根据
则电池的内阻可用aP两点连线斜率的绝对值表示。
故选B。
2．D
【详解】质子加速过程有
根据电流的微观定义式有
解得
故选D。
3．B
【详解】根据题意，把电源对纯电阻供电，当外电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，最大功率为
根据题意可知，电源对电动机供电时，电动机的输出功率为
飞机匀速上升，则有
联立解得
故选B。
4．D
【详解】A．该电容器的容量为
故A错误；
B．电容器充电的过程中，电量逐渐增加，但电容只由电容器自身决定，与电荷量的多少无关，即电容保持不变，故B错误；
C．根据
可知电容器放电的过程中，电量逐渐减少，电容不变，则电容器两极板间的电压减小，故C错误；
D．标有“，”的电容器从电量为零到充满电，储存的电荷量为
则充电平均电流为
故D正确。
故选D。
5．C
【详解】A．由表格数据可知充电宝的电动势随着储电量的下降基本保持不变，锂电池的电动势随着储电量的下降在逐步减小，故A错误；
B．由表格数据可知，充电宝和锂电池的内阻都和储电量无关，故B错误；
C．由表格数据可知，手机锂电池随着储电量的减少，其电源性能的变化主要是由电动势的变化引起的，故C正确；
D．由表格数据可知，充电宝的内阻很小，充电宝的内电路对输出电压的影响很小，故D错误。
故选C。
6．D
【详解】A．当超导体处在超导状态时，导体的电阻变为零，则不能测出两端电压，选项A错误；
B．由题意可知，当超导体置于外磁场中时，随着温度的降低，超导体表面能够产生一个无损耗的超导电流，这一电流产生的磁场，让磁感线被排斥到超导体之外，则处于超导状态时内部磁感应强度为零，选项B错误；
C．因为当低于某一温度后导体的电阻变为零，即同一较小的电压时电流可以变得很大，则根据三条曲线的变化趋势，可推断
选项C错误；
D．根据U-I图像可知，随着流经超导体的电流增大，电压与电流关系图像逐渐向T1的图像靠近，即导体的电压和电流趋近与正比关系，即导体的电阻趋近于某一固定值，即超导状态将被破坏，选项D正确。
故选D。
7．D
【详解】AB．由图可知，当电压表指针右偏，表明P点电势高，滑块处于电阻的右侧，滑块所受合力向左，加速度向左；这种传感器输入量是加速度，输出量是电压，AB错误；
C．指针如果静止，表明电势相等，此时滑块可能静止也可能匀速；C错误；
D．假如滑块右偏x，滑动变阻器总长为L，则有
设电路中电流恒定为，可得电压表的示数为
由以上两式得
D正确。
故选D。
8．ABD
【详解】A．将液体等效为通电导线，当泵体上表面接电源正极时，电流从上表面流向下表面，根据左手定则可得此时液体受到的安培力水平向左，液体被抽出，A正确；
B．根据电阻定律，泵体内液体的电阻为
所以可得通过泵体的电流为
B正确；
C．减小磁感应强度B，液体受到的安培力变小，抽液高度会变小，C错误；
D．根据前面分析增大液体的电导率，电流会增大，液体受到的安培力变大，可获得更大的抽液高度，D正确。
故选ABD。
9．AB
【详解】A．变压器的输入功率等于输出功率，A正确；
B．由于变压器为降压变压器，则输入电压的有效值大于输出电压的有效值，又因变压器的输入功率等于输出功率，可知输出电流的有效值大于ab端输入电流的有效值，B正确；
C．由乙图知周期为，故输出的电流频率
C错误；
D．经变压器输出的电压为交流电压，D错误。
故选AB。
10．AD
【详解】A．交流电的频率越高，电容器的容抗越小，电容器对交流电的阻碍作用越小，A正确；
B．电容器在电路中的作用是通交流隔直流，通高频阻低频，B错误；
C．电感线圈对交变电流的阻碍作用仅是由线圈的感抗产生的，C错误；
D．交流电的频率越高，电感线圈的感抗越大，电感线圈对交流电的阻碍作用越大，D正确。
故选AD。
11．AC
【详解】ACD．S与1接通，此时次级电流
则初级电流
此时初级电压
次级电压
则
此时送电线圈的输入功率为
P1=U1I1=180W
ab间输入功率为
P=UI1=220×1W=220W
选项AC正确，D错误；
B． S与2接通，此时次级电流
则初级电流
此时初级电压
次级电压
则
选项B错误；
故选AC。
12．AD
【详解】A．从题意可知，燃气灶点火属于尖端放电现象，故A正确；
B．理想电压表的示数为有效值，有
解得
所以理想电压表的示数为，故B错误；
C．当变压器副线圈电压的瞬时值大于时，钢针和金属板就会产生电火花，临界情况为
故变压器原、副线圈的匝数比应满足
故C错误；
D．点火器正常工作时，钢针和金属板间每隔时间T放电一次，故D正确
故选AD。
13．AD
【详解】A．自行车匀速行驶时，线圈中在磁场中旋转产生感应电动势，产生的是交流电A正确；
B．设自行车的速度为v，摩擦轮的半径为r，则后轮、摩擦轮的速度都等于v，线圈转动产生正弦电流，周期
v加倍，T减小为原来的，故B错误；
C．小灯泡亮度决定于电功率，电功率，而
所以灯泡亮度与自行车的行驶速度有关，C错误；
D．如果摩擦轮的半径为r，后轮的半径为R，设后轮转一周的时间为T，则角速度
根据线速度相等，则
则
解得
则摩擦轮在一周时间内转动的圈数n可求，则可知道交流电的频率，电流方向变化的次数可求，故D正确。
故选AD。
14．AC
【详解】A．理想变压器原、副线圈电压之比等于匝数之比，若电网的电压为110kV，则变电所的变压器原、副线圈匝数比为
故A正确；
BC．机车工作电压由输入电压和线圈匝数决定，不由高铁机车运行功率决定，若高铁机车运行功率增大，根据
可知电流将会增大，牵引变电所至机车间的热损耗功率
也会随之增大，故B错误，C正确；
D．根据功率关系可得
其中
则电流为
则牵引变电所至机车间的等效电阻为
故D错误。
故选AC。
15．AC
【详解】AB．由于，可认为通过硅钢薄片的磁通量表达式为
根据法拉第电磁感应定律，可知瞬时感应电动势的表达式为
则感应电动势的最大值为
感应电动势的有效值为
故A正确，B错误；
C．根据电阻定律，硅钢薄片的电阻为
硅钢薄片的发热功率为
故C正确；
D．根据正弦式交变电流规律可知，磁场变化的一个周期内通过此硅钢薄片的电荷量一定为零，故D错误。
故选AC。
16．BC
【详解】AB．因为摩擦小轮与车轮之间没有相对滑动，所以它们的线速度相等，即
所以摩擦小轮的角速度
车头灯发电机产生的电动势最大值为
所以车头灯两端的电压为
故A错误，B正确；
C．车头灯两端的电压U与车轮转动的角速度成正比，而车轮行进的速度
所以车头灯两端的电压U与自行车速度成正比，根据车头灯的电功率
所以车头灯的电功率与自行车速度的平方成正比，C正确；
D．线圈的匝数越多，穿过线圈的磁通量的变化率越大，则产生的感应电动势越大，D错误。
故选BC。
17． 和
【详解】[1]化学能转化为电能的过程是非静电力做功的过程，类比于克服重力做功转化为重力势能，所以为a→A和B→b过程；
[2]化学电池的电源电动势大小为两段静电力做功之和，所以为。
18． 60 2 72
【详解】（1）[1]要求温度高于45°C时，电热丝停止加热，温度低于45°C时，电热丝开始加热，所以电磁铁与温度计连接，温度高于45°C，温度计与电路接通，电磁铁将衔铁吸下，电热丝所在的电路立刻断开，停止加热；当温度低于45°C时，温度计液面下降，电路断开，电磁铁失去磁性，衔铁被松开，C、D触点会接触，加热电路会接通，电阻丝加热。电路图如下：
（2）[2]当滑动变阻器调至最左端时，接入电路的电阻为零，此时电路中只有水银温度计达到45°C时的等效电阻，根据欧姆定律可知，此时电路中的电流为
当滑动变阻器调至R＝20Ω，E1 ＝8V时，电接点水银温度计达到45°C时，根据欧姆定律可知，此时电路中的电流为
联立解得
（3）[3]当电源E2＝24V，内阻r2＝2Ω时，电阻丝的发热功率为
所以，当电阻丝的电阻
时电阻丝的功率最大，最大功率为
19．（1）；（2）
【详解】（1）由题意可知发电机线圈的转速为，故角速度为，故发电机产生电动势的瞬时值表达式为
（2）升压变压器输入电压有效值为
输出电压有效值为
故升压变压器原、副线圈的匝数比为
20．（1）；（2）
【详解】（1）根据
因为
通过求导可得
（2）导体棒PQ两端产生的电压
所以是正弦式交流电，有效值
21．（1）；（2）；（3）
【详解】通过定值电阻Rx的电流为I，则原线圈两端电压
根据
解得锅体中感应电动势的有效值
原线圈中满足
副线圈中满足
又因为
联立解得
锅体产热的功率
因此当时有最大功率。
22．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）设同步卫星的轨道半径为R，卫星所在轨道的向心加速度大小为a，根据万有引力定律和牛顿第二定律得
当物体在地表附近时，万有引力近似等于重力
根据题意，同步轨道的半径
解得卫星在地球同步轨道上向心加速度的大小
代入数据解得
（2）设输电线总电阻的最大值为r，当通过输电线的电流为I时，输电线上损耗的功率为
采用直流电向某地区输电时，通过输电线的电流
依题意得
解得
（3）三峡水电站的发电功率为
设卫星太阳能电池板的面积至少为S，则宇宙太阳能发电站的发电功率为
根据题意
所以太阳能电池板的面积至少为
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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