高中物理 考点12 交变电流(含高考试题)新人教版
《高中物理必考公式定律与知识梳理》第十二章 交变电流
10 第十二章 交变电流第一节 交变电流-@>% )一交变电流大小和方向都随着时间做周期性变化的电流叫交变电流,简称交流(A C )㊂二交变电流的产生图121如图121所示,当闭合线圈在磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时,穿过线圈的磁通量发生变化,因而在线圈中会产生感应电流㊂线圈做周期性的运动,在线圈中就产生了大小和方向都随时间变化的交变电流㊂04三正弦式交变电流1.定义:按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流,简称正弦式电流㊂2.产生:将线圈置于匀强磁场中,使其绕垂直于磁感线的轴做匀速转动,线圈中就会产生正弦式交变电流㊂3.中性面:与磁场方向垂直的平面㊂第二节 描述交变电流的物理量-@>% )一交变电流的周期和频率1.周期T :交变电流完成一次周期性变化所需的时间,单位是秒㊂2.频率f :交变电流在1s 内完成周期性变化的次数㊂单位是赫兹,简称赫,符号是H z㊂3.周期和频率的关系:T =1f或f =1T ㊂二交变电流的“四值”比较物理量物理含义重要关系适用情况瞬时值交变电流某一时刻的值e=E m s i nωti=I m s i nωt计算线圈某一时刻的感应电流㊁电压或受力情况等峰值最大的瞬时值E m=N B SωI m=E m R+r确定用电器的耐压值有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流值对正弦式交变电流有:E=E m2U=U m2I=I m2①计算与电流热效应有关的量(如功率㊁热量等)㊂②电气设备上标注的额定电压㊁额定电流都是有效值㊂③保险丝的熔断电流为有效值平均值交变电流图像中图线与时间轴所夹的面积与时间的比值E-=nΔΦΔt计算通过电路横截面的电荷量10的影响-@>% )一电感器对交变电流的阻碍作用1.感抗(1)定义:电感器对交变电流的阻碍作用的大小㊂(2)影响因素:感抗与线圈的自感系数L及交变电流的频率f有关,L越大,f越高,感抗也越大㊂2.电感对电路的作用(1)低频扼流圈:匝数为几千甚至超过一万,自感系数为几十亨,可以用来 通直流,阻交流 ㊂(2)高频扼流圈:匝数为几百或几十,自感系数为几毫亨,可用来 通直流㊁通低频,阻高频 ㊂二电容器对交变电流的阻碍作用1.容抗(1)定义:电容器对交变阻碍作用的大小㊂(2)影响因素:容抗与电容器的电容C及交变电流的频率f有关,C越大,f越高,容抗越小㊂2.电容在电路中的作用通交流,隔直流;通高频,阻低频㊂06第四节变压器-@>% )一变压器的构造及原理1.构造:闭合铁芯,绕在闭合铁芯上的原㊁副线圈㊂2.工作原理:电磁感应(互感)㊂3.理想变压器原、副线圈中基本量的关系理想变压器没有能量损失和磁通量损失基本关系功率关系原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率,P入=P出电压关系①只有一个副线圈时:U1U2=n1n2㊂②有多个副线圈时:U1n1=U2n2=U3n3= =U n nn电流关系①只有一个副线圈时:I1I2=n2n1㊂②有多个副线圈时:由P入=P出得I1n1=I2n2+I3n3+ +I n n n频率关系f1=f2(变压器不改变交变电流的频率)二理想变压器各物理量变化的决定因素1.输入电压U1决定输出电压U2㊂102.输出电流I2决定输入电流I1㊂3.输出功率P2决定输入功率P1㊂第五节电能的输送-@>% )一降低输电耗损的两个途径1.减小输电线的电阻选用电阻率小的材料做导线或增大导线的横截面积㊂2.减小输电导线中的电流在输电功率一定的条件下,提高输电电压,以减小输电电流,从而减小输电导线上损失的电功率㊂二远距离高压输电1.远距离高压输电的电路示意图（图122）图122082.远距离高压输电的基本关系(1)功率关系:P1=P2,P3=P4,P2=P3+P线㊂(2)电压关系:U1U2=n1n2,U3U4=n3n4,U2=U3+U线㊂(3)电流关系:I1I2=n2n1,I2=I线=I3,I3I4=n4n3㊂(4)输电导线上损耗的电功率P线=I2线R线=P22U22R线㊂当输送的电功率一定时,输电电压增大到原来的n倍,输电导线上损失的功率就减少到原来的1n2㊂10。
高中物理《交变电流》知识梳理
Rr
思考:线圈处于中性面及与中性面垂直的位置时,各物理量有什么特点?
剖析:线圈处于中性面即线圈平面垂直于磁场时,Φ最大, Φ =0,e=0,i=0,电
t
流方向将发生变化,一个周期内线圈中电流的方向改变两次;线圈处于与
中性面垂直的位置即线圈平面平行于磁场时,Φ=0, Φ 、e、i最大,电流出
222
6)平均值: E =n Φ ,I = E 。
t R
3.交变电流相关物理量的表达式及其图像
线圈在中性面位置开始计时
磁通量
函数表达式 Φ=Φm cos ωt=BS cos ωt
图像
电动势
e=Em sin ωt=nBSω sin ωt
电压 电流
u=Um sin ωt = REm sin ωt
Rr
高考 物理
课标专用
《交变电流》知识梳理
基础篇
考点一 交变电流的产生及描述
一、交变电流 1.交变电流的概念:电流和电压随时间做周期性的变化,这样的电流叫作 交变电流,简称交流。 2.几种常见的交流电
二、正弦式交变电流 1.产生:线圈绕垂直于匀强磁场方向的轴匀速转动。 2.描述交变电流的物理量 1)周期(T):交变电流完成一次周期性变化所需要的时间。 2)频率(f):交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数。 3)瞬时值:交变电流某一时刻的值,是时间的函数。如电流的瞬时值i=Im sin ωt。 4)峰值:交变电流(电流、电压或电动势)所能达到的最大的值,也叫最大值。 5)有效值:跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值。对正弦式交变电 流,其有效值和峰值的关系为:E= Em ,U=Um ,I= Im 。
A.电流表A1示数减小 B.电流表A2示数增大 C.原线圈输入功率先增大后减小 D.定值电阻R消耗的功率先减小后增大
高中物理 交变电流的产生和变化规律 (提纲、例题、练习、解析)
交变电流的产生和变化规律【学习目标】1．理解正弦交流电的产生过程及产生条件，能够利用电磁感应定律推导计算正弦交流电的瞬时值表达式sin m e E t ω=、sin m u U t ω=、sin m i I t ω=。
2．从正弦交流电产生过程、变化图象及解析式sin m e E t ω=三个方面的结合上去理解它的变化规律。
3．理解描述交流电的物理量：最大值、有效值、周期、频率等的意义及相应计算，尤其是有效值的意义和相关计算。
4．能够熟练地写出正弦交流电的瞬时值表达式以及从它的变化图象上读出有用信息。
5．了解电感电容对交流电的影响以及交流电、直流电作用于电感电容的不同之处；了解电感和电容在交流电路中的应用。
6．能将电磁感应的相关知识迁移到本部分内容中解决问题；能理解物理学等效思想的意义。
【要点梳理】要点一、直流电和交流电1．直流电电流的方向不随时间变化的电流或电压叫做直流电。
直流电可以分为：脉动直流电和恒定电流两种形式。
脉动直流电：电流或电压的大小随时间发生变化，但方向不发生变化，如图甲、乙所示。
恒定电流（或恒定电压）：电流或电压的大小和方向都不随时间发生变化，如图丙、丁。
2．交电流1．定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫交变电流。
要点诠释：（1）方向不变的电流叫做直流，大小和方向都不变的电流叫恒定电流。
（2）大小不变、方向改变的电流也是交变电流。
2．产生：在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里产生的是正弦式交变电流。
要点诠释：（1）矩形线框在匀强磁场中匀速转动，仅是产生交变电流的一种方式，但不是唯一方式。
（2）交变电流的典型特征是电流方向变化，其大小可能不变，如图所示的交变电流称为矩形交变电流，在方向变化时其大小可能不变。
3．中性面：线圈平面垂直于磁感线时，各边都不切割磁感线，线圈中的感应电流为零，这一位置叫中性面。
特点：（1）线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零，感应电流为零。
高中物理交变电流知识点及练习(K12教育文档)
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1．交变电流产生(（二）、正弦交流的产生及变化规律。
(1)、产生：当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的交流是随时间按正弦规律变化的。
即正弦交流。
(2)、中性面：匀速旋转的线圈，位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面。
这一位置穿过线圈的磁通量最大，但切割边都未切割磁感线,或者说这时线圈的磁通量变化率为零,线圈中无感应产生： 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动而产生描述瞬时值：I=I msin ωt峰值：I m = nsB ω/R 有效值:2/m I I = 周期和频率的关系:T=1/f电感对交变电流的作用：通直流、阻交流，通低频、应用交变电流电容对交变电流的作用：通交流、阻直流，通高频、变压变流比:电能的输原理：电磁感应只有一个副线圈:I 1/I 2=n 2/n 1有多个副线圈：I n = I n = 功率损失:线损R ）U P （P 2= 电压损失：线损R UPU =远距离输电方式：高压输电电动势。
（3)、规律：从中性面开始计时，则e=NBS ωsin ωt 。
用εm 表示峰值NBS ω则e=εm sin ωt 在纯电阻电路中,电流I=RR e mε=sin ωt=I m sin ωt ，电压u=U m sin ωt 。
(文末附答案)人教版2022年高中物理交变电流经典大题例题
(每日一练)(文末附答案)人教版2022年高中物理交变电流经典大题例题单选题1、在一小型交流发电机中，矩形金属线圈abcd的面积为S，匝数为n，电阻为r，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO’轴以角速度ω匀速转动(如图甲所示)，产生的感应电动势e随时间t的变化关系如图乙所示，矩形线圈与阻值为R的电阻构成闭合电路。
下列说法中正确的是（）A．从t3到t5这段时间穿过线圈磁通量的变化量为零B．从t3到t4这段时间通过电阻R的电荷量为2E0(R+r)ωC．t4时刻穿过线圈的磁通量变化率大小为E0D．电阻R的发热功率为RE022(R+r)22、如图所示，绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在变压器铁芯的左右两个臂上，当通以交变电时，两个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂。
已知线圈1、2的匝数之比N1:N2=2:1。
在不接负载的情况下（）①当线圈1输入电压220V时，线圈2输出的电压为110V②当线圈1输入电压220V时，线圈2输出电压为55V③当线圈2输入电压110V时，线圈1输出电压为220V④当线圈2输入电压110V时，线圈1输出电压为110VA．①③B．②④C．①④D．③④3、如图所示，理想变压器原线圈两端接稳定的交流电压，副线圈接有三个阻值相同的电阻，电流表为理想电流表。
开关S断开时，电流表的示数为I，则在开关S闭合后，电流表的示数为（）A．32I B．43I C．54I D．65I4、某正弦交流电的瞬时表达式为e=311sin314t，则（）A．它的周期为0.2sB．它的频率为5HzC．它的最大值为311VD．它的有效值为200V5、如图所示，理想变压器原线圈两端接稳定的交流电压，副线圈接有三个阻值相同的电阻，电流表为理想电流表。
开关S断开时，电流表的示数为I，则在开关S闭合后，电流表的示数为（）A ．32I B ．43I C ．54I D ．65I 多选题6、图甲、图乙分别是两种电压的波形，其中图甲所示的电压按正弦规律变化，图乙所示的电压波形是正弦函数图象的一部分。
2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理选择性必修2 第3章交变电流第1节交变电流(1)
1．判断正误：
（1）只要线圈在磁场中转动，就可以产生交变电流。（ × ）
（2）当线圈中的磁通量最大时，产生的电流也最大。（ × ）
（3）当线圈平面与磁场垂直时，线圈中没有电流。（ √ ）
（4）按正弦规律变化的交变电流称为正弦式交变电流。（ √ ）
（5）电子技术中所用到的交变电流全都是正弦式交变电流。（ × ）
环L上，导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑
环和电刷保持与外电路的连接。关于其工作原理，下列分析正确的是（ AC ）
A．当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大
B．当线圈平面转到中性面的瞬间，线圈中的感应电流最大
C．当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量最小
三、交变电流的变化规律
=
=
=
思考：磁通量变化规律？
三、交变电流的变化规律
正弦式交变电流
=
=
=
m
三、交变电流的变化规律
交变电流的种类
正弦交流电
示波器中的
锯齿波扫描电压
（C ）
A．线圈每转动一周，指针左右摆动两次
B．图示位置为中性面，线圈中无感应电流
C．图示位置ab边的感应电流方向为a→b
D．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零
5．有一个10匝正方形线框，边长为20cm，线框总电阻为1Ω，线框绕OO′轴以
10πrad/s的角速度匀速转动，如图所示，垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应
交变电流
一、交变电流
1. 直流电流（DC）
方向不随时间变化的电流称为直流。
电池供给的电流，大小和方向都不随时间变化，所以属于直流。
高中物理(新人教版)选择性必修2：交变电流【精品课件】
思考：若该线圈给外电阻R供电，设线圈本身电阻为r，则负载两端的电 压u、流过的电流i随时间变化的规律是怎样的？
• 流过负载的电流：
i e Em sin t Im sin t，其中Im Em
Rr Rr
Rr
• 负载两端电压：
u R e R Em sin t Um sin t,其中Um R Em
• 线圈在甲图位置是否有感应电流？ • 线圈在乙图位置是否有感应电流？
• 在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？ 由B→A
•
×
• 线圈在丙图位置是否有感应电流？ • 线圈在丁图位置是否有感应电流？
• 在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？ 由A→B
•
×
× ×
思考：线圈转到什么位置时线圈中没有电流？转到什么位置时线圈中电流最大？
【答案】BD【解析】直流电的特征是电流方向不变，交流电的特征是电流方向周 期性改变。另外交变电流不一定都是正弦式电流或余弦式电流。故A、C错误，B、 D正确。
例2．(多选)矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面内的轴匀速转动时产 生了交变电流，下列说法正确的是( ) A．当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大 B．当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零 C．每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次 D．线框经过中性面时，各边不切割磁感线
• •
中性面：与磁感线垂直的平面
• 线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最 大，感应电动势为零，感应电流为零
• 线圈每经过中性面一次，交流电方向改变 一次，线圈每转动一周（交流电的一个周 期） ，两次经过中性面，交流电的方向 改变两次。
中性面的垂面
× ×
人教版高中物理选择性必修第二册 3.1 交变电流
点拨 求交变电流瞬时值和峰值的方法 ①确定线圈转动从哪个位置开始计时； ②确定表达式是正弦函数还是余弦函数； ③确定转动的角速度 ω＝2πn(n 的单位为 r/s)、峰值 Em＝NBSω； ④写出表达式，代入时间 t 求瞬时值．
练2
在如图所示的交流发电机线圈中，如果 ab 边长为 l1，bc 边长 为 l2，线圈转动的角速度为 ω，线圈匝数为 n，磁感应强度为 B， 从图示位置开始转动，线圈电阻不计．
ab
⇓ 边转动的线速度大小
v＝ωR＝__ω__L2_ad___
⇓
BSω
ab 边产生的感应电动势 eab＝BLabvsin θ＝__2___si_n_ω_ t
⇓
BSω
同理 cd 边产生的感应电动势 ecd＝__2___si_n__ωt
⇓
整个 N 匝线圈产生的感应电动势 e＝_N__B_S_ω_s_i_n ωt 结论：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动
1．交变电流
知识结构导图
核心素养目标 物理观念：(1)交变电流的产生原理及其变化规律 (2)交变电流的峰值、瞬时值 科学思维：(1)结合发电机示意图，用法拉第电磁感应定律推导 电动势 e 的表达式 (2)能用图像描述正弦交变电流 科学探究：利用交流发电机模型及示意图，分析交变电流的产 生原理 科学态度与责任：交变电流在工农业生产中的应用
(3)线圈从中性面位置开始转过 30°时，感 应电动势的瞬时值是多大？
解 析 ： (1) 交 变 电 流 电 动 势 的 峰 值 为 Em ＝ nBSω ＝ 10×0.5×0.22×10π V＝6.28 V
电流的峰值为 Im＝ERm＝6.28 A. (2)从中性面位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为 e＝Emsin ωt＝6.28sin 10πt V. (3)线圈从中性面位置开始转过 30°，感应电动势的瞬时值 e＝ Emsin30°＝3.14 V. 答案：(1)6.28 V 6.28 A (2)e＝6.28sin 10πt V (3)3.14 V
人教版高中物理选择性必修第2册 第三章 交变电流 第1节 交变电流
交变电流的变化规律及书写技巧 [学透用活]
1．交变电流的峰值 (1)由交变电动势的表达式 e＝NBSωsin ωt 可知，电动势的峰值 Em＝NBSω。 (2)交变电动势的最大值，由线圈匝数 N、磁感应强度 B、转动角速度 ω 及线
圈面积 S 决定，与线圈的形状无关，与转轴的位置无关，但转轴必须垂直 于磁场，因此如图所示几种情况，若 N、B、S、ω 相同，则电动势的最大 值相同。
二、交变电流的产生和变化规律 1．填一填 (1)交变电流的产生
①产生条件：在匀强磁场中，矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴转动。 ②过程分析(如图所示)
③感应电流随时间变化的曲线
(2)交变电流的变化规律 ①中性面：线圈转到与磁场 垂直 的平面。 ②电动势瞬时变化规律推导
设线圈 t＝0 时刚好转到中性面位置，设线圈转动的角速度为 ω，AB 和
[解析] t1、t3 时刻通过线圈的磁通量最大，而磁通量的变化率等于零， 线圈中感应电流方向改变，A 正确 B 错误；t2、t4 时刻磁通量为零，线圈与磁 场平行，磁通量变化率最大，产生的感应电动势最大，线圈中感应电流方向 没有改变，C、D 错误。
[答案] A
[规律方法] 分析图像问题的两个关键点
[规律方法] 交变电流瞬时值表达式的书写技巧
(1)确定正弦式交变电流的峰值，根据已知图像读出或由公式 Em＝NBSω 求出相应峰值。
(2)确定线圈的角速度：可根据线圈的转速或周期由 ω＝2Tπ＝2πf 求出，f 表示线圈的频率也可表示每秒的转数。
(3)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式。 ①线圈从中性面位置开始转动，则 e-t、i-t、u-t 图像为正弦函数图像，函 数式为正弦函数。 ②线圈从垂直中性面位置开始转动，则 e-t、i-t、u-t 图像为余弦函数图像， 函数式为余弦函数。
高考物理新电磁学知识点之交变电流图文答案
高考物理新电磁学知识点之交变电流图文答案一、选择题1．如图所示为远距离交流输电的简化电路图．发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r 的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1．在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流是I2．则（）A．用户端的电压为I1U1/I2B．输电线上的电压降为UC．理想变压器的输入功率为I12rD．输电线路上损失的电功率为I1U2．采用220 kV高压向远方的城市输电．当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的14，输电电压应变为（）A．55 kV B．110 kV C．440 kV D．880 kV3．某变压器原、副线圈匝数比为55：9，原线圈所接电源电压按图示规律变化，副线圈接有负载．下列判断正确的是A．输出电压的最大值为36VB．原、副线圈中电流之比为55：9C．变压器输入、输出功率之比为55：9D．交流电源有效值为220V，频率为50Hz4．一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻1R、2R和3R的阻值分别为3Ω、1Ω和4Ω，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压R的有效值恒定当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I。
该变图压器原、副线圈匝数的比值为（）A．2B．3C．4D．55．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，电阻55Ω，电流表、电压表均为理想电表。
原线圈A、B端接入如图乙所示的正弦交流电压，下列说法正确的是A．电流表的示数为4.0AB．电压表的示数为155.6VC．副线圈中交流电的频率为50HzD．穿过原、副线圈磁通量的变化率之比为2∶16．如图甲所示为一理想变压器，原、副线圈匝数比为22∶1，两个标有“10 V,5 W”的小灯泡并联在副线圈的两端．原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图乙所示，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想电表)。
则下列说法正确的是 ()A．经过1 min原线圈的输出电能为6×102 JB．由于电压过高小灯泡会被烧坏C．电压表的示数为 2202 VD．电流表的示数为 2 A7．两矩形线圈分别在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势e 随时间t的变化关系分别如图中甲、乙所示，则下列说法正确的是（）A．两交变电流的频率之比f甲：f乙=1：2B．两交变电流的电动势有效值之比E甲：E乙=3：1C．t=1s时，两线圈中的磁通量的变化率均为零D．t=1s时，两线圈均处在与中性面垂直的位置上8．如图所示，理想变压器原线圈a、b两端接正弦交变电压u，u＝2sin（100πt）V，原、副线圈的匝数比n1∶n2＝10∶1，电压表接在副线圈c、d两端，输电线的等效电阻为R，原来开关S是断开的。
人教版2022年高中物理交变电流知识汇总大全
(每日一练)人教版2022年高中物理交变电流知识汇总大全单选题1、如图所示，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，电阻R接在K、L之间。
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．线圈每转过一圈，线圈所受安培力做功为零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E m=NBSωD．线圈平面与磁场平行时，穿过线圈平面的磁通量最大答案：C解析：A．线圈转动过程中，安培力做负功使线圈的动能转化为电能，故A错误；B．根据E m=NBSω可知，线圈转动的角速度越大，产生的感应电动势峰值越大，则有效值越大，通过电阻R 的电流越大，故B错误；C．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E m=NBSω，故C正确；D．线圈平面与磁场平行时，穿过线圈平面的磁通量为零，线圈平面与磁场方向垂直时，穿过线圈平面的磁通量最大，故D错误。
故选C。
2、无线充电技术已应用于智能手机。
手机无线充电器的基本原理类似于变压器，由发射器和接收器组成，分别有发射线圈和接收线圈，其简化模型如图所示（视为理想变压器）。
已知发射、接收线圈匝数比为n1:n2=5:1，AB端输入电流为I=√25sin200πt(A)，则（）A．接收线圈的输出电流的有效值为1AB．接收线圈的输出功率是发射线圈的输入功率的15C．接收线圈中输出电流方向每秒变化100次D．发射线圈和接收线圈的频率不相同答案：A解析：A．根据I=I √2可得AB端输入电流为I1=I√2=√25√2=0.2ACD端输出电流为I2=n1n2I1=1A故A正确；B．接收线圈的输出功率等于发射线圈的输入功率，故B错误；C．接收线圈中的频率f=1T=200π2π=100Hz1个周期内电流方向变化2次，故1秒内变化200次，故C错误；D．接收线圈中的频率等于发射线圈的频率，故D错误。
2020版高考物理课标Ⅲ专用专题十二 交变电流
Ｉ′
＝
２ ＢＳω ＝ ２Ｒ
２ Ｉ，故 Ａ 错误；线
框转动过程中穿过线框的磁通量的最大值为
ＢＳ，又
Ｉ
＝
ＢＳω × Ｒ
１ ２
，解得
ＢＳ
＝
２ωＩＲ，所以
Ｂ
正确；从中性面开始转过
π ２
的过程
中，通过导线横截面的电荷量为
ｑ
＝
ＢＳ Ｒ
＝
２Ｉ ω
，故
Ｃ
正确；转一周
（１）当线圈经过图示位置时，分析通过电阻 Ｒ 的感应电流
集流环上接有一个阻值为 Ｒ 的定值电阻，线圈以角速度 ω 在
磁感应强度为 Ｂ 的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴
ＯＯ′匀速转动，沿转轴 ＯＯ′方向看去，线圈沿逆时针方向转动，
ｔ ＝ ０ 时刻线圈平面与磁感线垂直。
Ａ．线框中感应电流的有效值为 ２Ｉ Ｂ．线框转动过程中穿过线框的磁通量的最大值为２ωＩＲ
如图所示的角速度 ω 匀速转动，外电路电阻为 Ｒ。
（ １） 在图中标出此时刻线圈中感应电流的方向。
（ ２） 转动过程中感应电动势的最大值为多大？
（３） 线圈平面与磁感线夹角为 ６０°时的感应电动势为多大？
（ ４） 设发电机由柴油机带动，其他能量 损失 不计，线圈 转一
周，柴油机做多少功？
（５） 从图示位置开始，线圈转过 ６０°的过程中通过 Ｒ 的电荷
Ｃ．ｔ ＝ ２ ｓ 时，线圈中磁通量的变化率为零 Ｄ．在 ２ ｓ 内，线圈产生的热量为 １８π２ Ｊ
３． 答案 Ｄ 根据图像可知，ｔ ＝ ０ 时，穿过线圈的磁通量为零，
则线圈平面和磁感线方向平行，选项 Ａ 错误；ｔ ＝ １ ｓ 时，穿过线
圈的磁通量为零，则线圈平面和磁场方向平行，电流最大，不改
(文末附答案)人教版2022年高中物理交变电流全部重要知识点
(每日一练)(文末附答案)人教版2022年高中物理交变电流全部重要知识点单选题1、某山村学校用电不便，经申请由政府出资建了专门的输电线路给学校供电。
图示为该输电线路示意图，图表示输电线的等效中变压器均可视为理想变压器，相关电流、电压和变压器的匝数之比均已在图中标出，R线电阻，则（）A．U4=U1，I4=I1B．U3=U2−I2R线，I3=I2C．U2I2+I22R线=U3I3D．U2I2=U3I32、如图所示，小型发电机中线圈有20匝（未画出），在匀强磁场中绕垂直磁场的转轴匀速转动，产生正弦交流电u=24√2sin25πt(V)，通过理想变压器向用电器输电，副线圈回路中接有小灯泡（6V12W）和交流电动机Ω，则以下M，当闭合开关时，小灯泡和电动机均正常工作，交流电流表A1的示数为2A，已知电动机的内阻为14说法正确的是（）A．电动机的输出功率为27WB．变压器的输入功率为48√2 WC．线圈最大磁通量为24√2 Wb D．1s内通过交流电流表A2的电流方向改变50次25π3、如图，理想变压器原线圈与定值电阻R0串联后接在电压恒定U0=36V的交流电源上，副线圈接理想电压表、电流表和滑动变阻器R，原、副线圈匝数比为1：3.已知R0=4Ω，R的最大阻值为100Ω。
现将滑动变阻器R的滑片P向下滑动，下列说法正确的是（）A．电压表示数变大，电流表示数变小B．电源的输出功率变小C．当R=4Ω时，电压表示数为5.4VD．当R=36Ω时，R获得的功率最大4、如图所示为一交流电压随时间变化的图象。
每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定。
根据图中数据可得此交流电压的有效值为（）A．7.5 VB．2√15 VC．8 VD．3√13 V5、某电站不用变压器直接向用户输送电能，若输电功率为P，输电电压为U，输电线电阻为R，用户得到的电压为U′，不计容抗与感抗的影响，则下列说法中错误的是（）RA．输电线上损失电压为PUB．输电线上损失电功率为(U−U′)2RC．用户得到的功率为U′2RPD．用户得到的功率为U′U多选题6、家用燃气热水器电子脉冲点火装置的原理图如图所示。
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考点12 交变电流选择题1. (2014·浙江高考)如图所示为远距离交流输电的简化电路图。
发电厂的输出电压是U,用等效总电阻是r 的两条输电线输电,输电线路中的电流是I 1,其末端间的电压为U 1。
在输电线与用户间连有一理想变压器,流入用户端的电流为I 2。
则( )A.用户端的电压为211I U I B.输电线上的电压降为U C.理想变压器的输入功率为I 12rD.输电线路上损失的电功率为I 1U【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析: (1)知道输入功率等于输出功率; (2)知道如何计算输电线上的功率损失。
【解析】选A 。
理想变压器输入和输出功率相同,设用户端得到的电压为U 2,所以I 1U 1=U 2I 2,A 项正确;输电线上电压降为ΔU=I 1r,或者ΔU=U-U 1,B 项错误;理想变压器输入功率为P=I 1U 1,C 项错误;损失的功率 P =I 12r ,D 项错误。
【误区警示】远距离输电问题涉及的物理量很多,有的同学由于弄不清这些物理量之间的关系而出错。
2.(2014·福建高考)如图为模拟远距离输电实验电路图,两理想变压器的匝数n 1=n 4<n 2=n 3,四根模拟输电线的电阻R 1、R 2、R 3、R 4的阻值均为R,A 1、A 2为相同的理想交流电流表,L 1、L 2为相同的小灯泡,灯丝电阻R L >2R,忽略灯丝电阻随温度的变化。
当A 、B 端接入低压交流电源时( )A.A1、A2两表的示数相同B.L1、L2两灯泡的亮度相同C.R1消耗的功率大于R3消耗的功率D.R2两端的电压小于R4两端的电压【解题指南】解答本题时应明确远距离输电的原理。
【解析】选D。
据远距离输电的原理可知,电源输送相同功率时通过A1的电流小于通过A2的电流,R1、R2损失的功率小于R3、R4损失的功率,灯泡L1较亮,A、B、C错误;据U=IR可知D 正确。
3.(2014·四川高考)如图所示,甲是远距离输电线路的示意图,乙是发电机输出电压随时间变化的图像,则( )A.用户用电器上交流电的频率是100 HzB.发电机输出交流电的电压有效值是500 VC.输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定D.当用户用电器的总电阻增大时,输电线上损失的功率减小【解题指南】解答本题应从以下三点进行分析:(1)变压器不改变交流电的频率;(2)搞清楚交流电最大值与有效值之间的关系;(3)知道输电线路上电流大小的决定因素。
【解析】选D。
由图乙可知交流电的周期为0.02s,频率为50 Hz,则A错误;发电机输出电压的有效值是V 2500,则B 错误;输电线上的电流由用户消耗的功率及降压变压器原副线圈的匝数比共同决定,则C 错误;当用户用电器的总电阻增大时,设降压变压器副线圈两端的电压为U 4,则U 4没变,由RUP 24=知,用户消耗功率变小,降压变压器输入功率变小,设降压变压器原线圈电压为U 3,又P 入=I 线U 3,U 3没变,I 线变小,线线线R I 2=P ,R 线未变,则输电线上损失的功率减少,故D 正确。
4.(2014·广东高考)如图所示的电路中,P 为滑动变阻器的滑片,保持理想变压器的输入电压U 1不变,闭合电键S,下列说法正确的是( )A.P 向下滑动时,灯L 变亮B.P 向下滑动时,变压器的输出电压不变C.P 向上滑动时,变压器的输入电流变小D.P 向上滑动时,变压器的输出功率变大【解题指南】解答本题时应从以下三点进行分析: (1)理想变压器电压、电流和电功率分别由什么因素决定。
(2)若为理想电源,并联电路的各个支路间没有影响。
(3)在电压一定的情况下,电阻越小,电功率越大。
【解析】选B 、D 。
理想变压器的输出电压由输入电压决定,与用电器无关,故无论P 怎样滑动,变压器的输出电压不变,灯L 的亮度不变,A 项错误、B 项正确;理想变压器的输入电流和功率由用电器决定,P 向上滑动时,用电器的功率变大,变压器的输出功率和输入电流都变大,C 项错误、D 项正确。
5.(2014·山东高考)如图,将额定电压为60V 的用电器,通过一理想变压器接在正弦交变电源上。
闭合开关S 后,用电器正常工作,交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220V 和2.2A 。
以下判断正确的是( )A.变压器输入功率为484WB.通过原线圈的电流的有效值为0.6AC.通过副线圈的电流的最大值为2.2AD.变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2=11∶3 【解题指南】解答本题应从以下两点分析:(1)在交流电路中交流电表均测量交变电流的有效值;(2)根据理想变压器的电压、电流关系去计算原、副线圈的匝数比,原线圈中的电流。
【解析】选B 、D 。
变压器副线圈电流表的读数2.2A 为有效值,故选项C 错误;原线圈电压表的读数220V 也为有效值,由变压器的电压关系1122U n U n =,可得1222011603n n ==,D 正确;由变压器的电流关系1221I n I n =,可得通过原线圈的电流为212132.20.611n I I A A n ==⨯=,故B 正确;变压器的输入功率为P=U 1I 1=220×0.6W=132W,选项A 错误。
6.(2014·江苏高考)远距离输电的原理图如图所示,升压变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2,电压分别为U 1、U 2,电流分别为I 1、I 2,输电线上的电阻为R 。
变压器为理想变压器,则下列关系式中正确的是()A.1122I n I n = B.I 2=2URC.I 1U 1=22I RD.I 1U 1=I 2U 2 【解题指南】理解远距离输电要分清三个回路以及它们之间的关系。
对变压器来说,输出端和输入端功率相等,电流、电压与匝数有关系,对于中间回路,升压变压器的输出端相当于电源,导线电阻和降压变压器的输入端相当于用电器,可以利用闭合电路的欧姆定律将三者联系起来。
【解析】选D 。
对理想变压器来说,电流与匝数成反比,A 项错误;输入功率等于输出功率,D 项正确;对图中的中间电流, 2U I R=导而U 2>U 导,所以B 项错误;导线消耗的功率为22P I R =导,I 1U 1为升压变压器的输入功率,与输出功率相等,即I 1U 1=I 2U 2,所以C 项错误。
7.(2014·新课标全国卷Ⅱ)如图,一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2。
原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源,一个二极管和阻值为R 的负载电阻串联后接到副线圈的两端。
假设该二极管的正向电阻为零,反向电阻为无穷大。
用交流电压表测得a 、b 端和c 、d 端的电压分别为U ab 和U cd ,则( )A.U ab ∶U cd =n 1∶n 2B.增大负载电阻的阻值R,电流表的读数变小C.负载电阻的阻值越小,cd 间的电压U cd 越大D.将二极管短路,电流表的读数加倍【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析: (1)理解二极管的单向导电性;(2)分析变压器原、副线圈电压、电流与匝数的关系。
【解析】选B 、D 。
若变压器原线圈电压为U ab ,则副线圈电压为221ab n U U n =。
由于二极管的单向导电性使得221U U cd =2,故212n n U U cd ab =,选项A 错误;增大负载电阻的阻值R,则变压器副线圈电流减小,原线圈电流也减小,即电流表的读数变小,选项B 正确;cd 间的电压由变压器的原线圈电压决定,与负载电阻无关,选项C 错误;将二极管短路时,U cd =U 2,副线圈电流会加倍,所以原线圈电流也加倍,故选项D 正确。
【误区警示】本题易把c 、d 端的电压当成变压器副线圈两端的电压,得出U ab ∶U cd =n 1∶n 2,从而错选A 项。
错误原因是不理解理想变压器的变压规律和二极管的单向导电性。
8.(2014·天津高考)如图甲所示,在匀强磁场中,一矩形金属线圈两次分别以不同的转速,绕与磁感线垂直的轴匀速转动,产生的交变电动势图像如图乙中曲线a 、b 所示,则( )A.两次t=0时刻线圈平面均与中性面重合B.曲线a 、b 对应的线圈转速之比为2∶3C.曲线a 表示的交变电动势频率为25HzD.曲线b 表示的交变电动势有效值为10V 【解题指南】解答本题时应从以下三点进行分析: (1)理解磁通量与磁通量变化率的区别。
(2)根据e-t 图像分析周期、转速、频率。
(3)知道最大值与有效值的关系。
【解析】选A 、C 。
线圈位于中性面时,磁通量最大,电动势为零,A 正确;转速之比等于周期的反比,故该比值为3∶2,B 错误;频率为周期的倒数,a 的周期为0.04s,频率为25 Hz,C 正确;正弦交变电流的电动势的有效值为E==,已知a E =,且b a 23ω=ω,故可知b 2E 3==,D 错误。
【误区警示】有些同学往往分辨不清磁通量和磁通量变化率,认为线圈在中性面时,穿过的磁通量最大,产生的感应电动势也最大,感应电流也最大,导致错解。
9.(2014·海南高考)理想变压器上接有三个完全相同的灯泡,其中一个与该变压器的原线圈串联后接入交流电源,另外两个并联后接在副线圈两端。
已知三个灯泡均正常发光。
该变压器原、副线圈的匝数之比为( ) A.1∶2 B.2∶1C.2∶3D.3∶2【解析】选B。
设灯泡正常发光时的电流为I,由题意可知,通过原线圈的电流I1=I,通过副线圈的电流I2=2I,根据变压器的电流关系12212 1n In I==。
【误区警示】弄不清三个灯泡所处的位置,找不到原、副线圈的电流关系是解答此题的一个误区;变压器原、副线圈匝数比与电压比、电流比的关系混淆是另一个误区。