2013年高考物理三轮冲刺 专题十二 交变电流课件
高考物理一轮复习专题十二交变电流课件
断电流方向从 B 指向 A,即电阻 R 中电流的方向自左向右,选项 D 错
误。
考点
63
考点
64
8.(2013·海南,3,3分,难度★)通过一阻值R=100 Ω的电阻的交变电流
如图所示,其周期为1 s。电阻两端电压的有效值为( B )
1
B.电压表 V 的读数变为2U
C.电流表A的读数变为2I
D.通过R的交变电流频率不变
考点
63
考点
64
解析本题考查交变电流的产生和变压器原理,清楚感应电动势的决
定因素是解题的关键,另外要知道交流电表测的是交变电流的有效
值。发电机线圈转速变为原来一半时,产生电动势的最大值和有效值
均变为原来的一半,变压器匝数比不变,故副线圈上的电压表示数变
电流方向不变,故B错误;当t=1.5 s时,磁通量最大但磁通量变化率为
零,感应电动势为0,故C错误;由题图可知,有效值
2
2
E= Em= nΦmω=2
2
2
确。
2π V,在一个周期内产热
2
Q= T=8π2 J,故 D
正
考点
63
考点
64
4.(2016·全国3,21,6分,难度★★)(多选)如图,M为半圆形导线框,圆心
B.两导线框中感应电流的周期都等于T
C.在t= 8 时,两导线框中产生的感应电动势相等
D.两导线框的电阻相等时,两导线框中感应电流的有效值也相等
考点
63
考点
64
解析因半径、周期相同,故两线框进入磁场过程产生的感应电动势大
小为
1
高考物理总复习专题十二交变电流市赛课公开课一等奖省名师优质课获奖PPT课件
8/71
考点1 交变电流产生及其描述 1.交变电流 (1)交变电流定义:大小和方向都随时间做周期性改变电流叫交变电流. (2)正弦交变电流:随时间按正弦规律改变交变电流叫做正弦交变电流.正弦 交变电流图象是正弦函数曲线. (3)图象:图(a)、(b)、(c)、(d)所表示电流都属于交变电流,其中图(a)所表示为 正弦交变电流.
物理数学专题第十四二章：交三变角电函流数
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物理 专题十二：交变电流
考向1 考查交变电流产生和描述 考向2 考查理想变压器基本关系 C.考法帮·考向全扫描 考向3 考查理想变压器与电路综合问题 考向4 考查远距离输电问题
58/71
考情揭秘 交变电流产生及改变规律、交变电流“四值”计算及应用、变压器工作原理、 远距离输电等仍是高考考查热点内容.题型普通为选择题,多以发电机为载 体,考查交变电流相关知识,试题与生活实际相联络是未来命题趋势.
19/71
物理 专题十二：交变电流
方法1 交变电流改变规律应用方法 B.方法帮·题型全突破 方法2 应用交变电流“四值”处理问题方法
方法3 理想变压器解题方法 方法4 远距离输电问题处理方法
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方法1 交变电流改变规律应用方法
21/71
方法1 交变电流改变规律应用方法
规律物理量
函数
磁通量 Φ=Φmcos ωt=BScos ωt
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方法2 应用交变电流“四值”处理问题方法
方法解读：
1.几个经典交变电流有效值
名称
图象
有效值
正弦式交变电流
正弦式半波交变电流
正弦单向脉冲电流
矩形脉冲电流
非对称性交变电流
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方方法法21应匀用变交速变直电线流运“动四规值律”应处用理方问法题方法
第13章 交变电流 电磁场 电磁波2013高考导航
常以选择题形式出现．
2.交变电流的四值计算以及变压器的原
理和应用是高考考查的热点，题型以选
择题为主．
3.考查电磁波的传播规律、波速公式．
第十三章
交变电流 电磁场 电磁波
4.考查用示波器观察亮斑、正弦信号 等的简单操作． 5.本章知识与生产、生活联系紧密， 理论联系实际的题目出现的可能性较 大，如涉及民生的远距离输电问题.
第十三章
交变电流 电磁场 电磁波
第十三章 交变电流 电磁场 电磁波
第十三章
交变电流 电磁场 电磁波
2013高考导航
考纲展示 1.交流发电机及其产生正弦交流电的 原理．正弦式电流的图象和三角函数 表达式．最大值与有效值，周期与频
Hale Waihona Puke 率Ⅱ第十三章交变电流 电磁场 电磁波
2.电阻、电感和电容对交变电流的作
用Ⅰ
3.变压器的原理．电压比和电流比(只
要求讨论单相理想变压器)Ⅱ
4.电能的输送Ⅰ
第十三章
交变电流 电磁场 电磁波
5.电磁场、电磁波．电磁波的周期、 频率、波长和波速Ⅰ 6.无线电波的发射和接收Ⅰ 7.电视．雷达Ⅰ 8.实验十七：练习使用示波器
第十三章
交变电流 电磁场 电磁波
命题热点 1.考查交流电的产生、图象和表达式，
第十三章
交变电流 电磁场 电磁波
本部分内容讲解结束
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高考物理三轮冲刺 考点对接3年高考题 专题十二 交变电流(含解析)
专题十二 交变电流高考试题考点一 交变电流的产生及描述 ★★★★1.(2013年山东理综,17,5分)图(甲)是小型交流发电机的示意图,两磁极N 、S 间的磁场可视为水平方向的匀强磁场, 为交流电流表.线圈绕垂直于磁场的水平轴OO ′沿逆时针方向匀速转动,从图示位置开始计时,产生的交变电流随时间变化的图像如图(乙)所示,以下判断正确的是( )A.电流表的示数为10 AB.线圈转动的角速度为50π rad/sC.0.01 s 时线圈平面与磁场方向平行D.0.02 s 时电阻R 中电流的方向自右向左 解析:电流表的示数为交变电流的有效值I=2m I =10 A,选项A 正确;由ω=2πT 可得,线圈转动的角速度为 ω=22π210-⨯rad/s=100π rad/s,选项B 错误;0.01 s 时,电路中电流最大,即电路中磁通量的变化率最大,故该时刻通过线圈的磁通量最小,即该时刻线圈平面与磁场方向平行,选项C 正确;根据楞次定律可得,0.02 s 时电阻R 中电流的方向自左向右,选项D 错误. 答案:AC2.(2013年福建理综,15,6分)如图,实验室一台手摇交流发电机,内阻r=1.0 Ω,外接R=9.0 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=102sin 10πt (V),则( )A.该交变电流的频率为10 HzB.该电动势的有效值为102 VC.外接电阻R 所消耗的电功率为10 WD.电路中理想交流电流表的示数为1.0 A解析:因e=102sin 10πt (V),故ω=10π rad/s,由ω=2πf 得f=2πω=5 Hz,选项A 错误;E m =102 V,故其有效值E=2m=10 V,选项B 错误;交流电表的示数及功率的计算均要用有效值,因此电路中的示数I=ER r+=1.0 A,选项D 正确;外接电阻R 所消耗的功率为P=I 2R=1.02×9 W=9 W,选项C 错误. 答案:D点评： 在解决交变电流产生的效果问题时,所用物理量或电表的示数均为有效值,处理电容器问题时才考虑峰值.3.(2012年北京理综,15,6分)一个小型电热器若接在输出电压为10 V 的直流电源上,消耗电功率为P;若把它接在某个正弦交流电源上,其消耗的电功率为2P.如果电热器电阻不变,则此交流电源输出电压的最大值为( ) A.5 V B.52 V C.10 V D.102 V 解析:本题考查描述交变电流的物理量.由P=2U R 得P=()210V R; 设交流电的有效值为U ′,则有2P =2U R ',联立可得U ′=52 V,根据有效值和最大值之间的关系可得U m ′=2U ′=52×2 V=10 V,选项C 正确. 答案:C4.(2012年四川理综,16,6分)如图所示,在铁芯P 上绕着两个线圈a 和b,则( )A.线圈a 输入正弦交变电流,线圈b 可输出恒定电流B.线圈a 输入恒定电流,穿过线圈b 的磁通量一定为零C.线圈b 输出的交变电流不对线圈a 的磁场造成影响D.线圈a 的磁场变化时,线圈b 中一定有电场解析:根据变压器工作原理,a 是原线圈,b 为副线圈,a 接正弦式交流电时,b 中一定输出正弦式交流电,故选项A 错误;a 中输入恒定电流,产生稳定磁场,b 中磁通量一定不为零,故选项B 错误;b 中输出的电流对a 的磁场有阻碍作用,故选项C 错误;只要穿过b 的磁通量变化,b 一定产生电磁感应,有电场,故选项D 正确. 答案:D5.(2011年四川理综,20,6分)如图所示,在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T,转轴O 1O 2垂直于磁场方向,线圈电阻为2 Ω.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,线圈转过60°时的感应电流为1 A.那 么( )A.线圈消耗的电功率为4 WB.线圈中感应电流的有效值为2 AC.任意时刻线圈中的感应电动势为e=4cos2πTtD.任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ=πT sin 2πTt 解析:正弦式交变电流产生时,由题图位置开始计时,其感应电动势的瞬时值表达式为e=BS ωcos(2πTt),转过60°时,瞬时电流为1 A,得:BS ω=4 V,所以选项C 正确;感应电流的有效值I=2m I =2BS R ω⋅=2 A,所以选项B 错误;线圈消耗功率P=I 2·R=4 W,所以选项A 正确;磁通量最大值Φm =BS=42πT =2πT .所以任意时刻磁通量Φ=2πT ·sin (2πTt),所以选项D 错误. 答案:AC6.(2011年安徽理综,19,6分)如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度为B.电阻为R 、半径为L 、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O 轴以角速度ω匀速转动(O 轴位于磁场边界).则线框内产生的感应电流的有效值为( )A. 22BL R ωB.222BL R ωC.224BL RωD.24BL Rω解析:线框从图示位置匀速转入磁场和转出磁场的过程中线框中有感应电流,大小为I 1=22BL R ω,但有电流的时间只有14周期,由交流电有效值的定义,有效值I 为:I 2RT=21I R ·4T +0,所以I=12I =24BL R ω.故答案为D.答案:D考点二 变压器原理及动态分析 ★★★★1.(2013年广东理综,16,4分)如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2=2∶1,和均为理想电表,灯泡电阻R L =6 Ω,AB 端电压u 1=122sin 100πt (V).下列说法正确的是( )A.电流频率为100 HzB.的读数为24 VC.的读数为0.5 A D.变压器输入功率为6 W解析:由输入电压u 1=122sin 100πt (V)可知,ω=100π rad/s=2πf,所以频率f=50 Hz,选项A 错误;由变压公式12n n =12U U 可得U 2=6 V,所以选项B 错误;根据欧姆定律得电流表示数I=2L U R =1 A,选项C 错误;变压器输入功率应等于输出功率,所以P=22LU R =6 W,选项D 正确. 答案:D点评： 本题考查的是变压器的规律,同时还包含了其瞬时值、有效值等常考知识点,所以应熟练掌握变压公式.输入功率与输出功率的关系及电表测量特点是准确解决这类问题的有效方法.2.(2013年天津理综,4,6分)普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流,通常要通过电流互感器来连接,图中电流互感器ab 一侧线圈的匝数较少,工作时电流为I ab ,cd 一侧线圈的匝数较多,工作时电流为I cd ,为了使电流表能正常工作,则( )A.ab 接MN 、cd 接PQ,I ab <I cdB.ab 接MN 、cd 接PQ,I ab >I cdC.ab 接PQ 、cd 接MN,I ab <I cdD.ab 接PQ 、cd 接MN,I ab >I cd解析:为使电流表正常工作,电流表应接在电流较小一侧,由12I I =21n n 可知,匝数较多的cd 端应接PQ,匝数少的ab 端接MN,这样I ab >I cd ,选项B 正确. 答案:B3.(2013年四川理综,2,6分)用220 V 的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电,变压器输出电压是110 V,通过负载的电流图像如图所示,则( )A.变压器输入功率约为3.9 WB.输出电压的最大值是110 VC.变压器原、副线圈匝数比是1∶2D.负载电流的函数表达式i=0.05sin （100πt+π2）A解析:根据理想变压器的输入功率等于输出功率,P 入=P 出=P 负=1102W ≈3.9 W,选项A 正确;题干中变压器输出电压的数值是有效值,则最大值应是2选项B 错误;根据理想变压器的变压比关系式可得,原、副线圈匝数比12n n =12U U =21,选项C 错误;由题图可得,负载电流的函数表达式为i=I m sin （2πTt+0） A,解得i=0.05sin(100πt)A,故选项D 错误. 答案:A4.(2013年江苏卷,8,4分)如图所示,理想变压器原线圈接有交流电源,当副线圈上的滑片P 处于图示位置时,灯泡L 能发光.要使灯泡变亮,可以采取的方法有( )A.向下滑动PB.增大交流电源的电压C.增大交流电源的频率D.减小电容器C 的电容解析:向下滑动P 时,副线圈的匝数变少,由变压比公式可知,副线圈两端的电压变小,灯泡变暗,选项A 错误;增大交流电源的电压,由变压比公式可知,副线圈两端的电压增大,灯泡变亮,选项B 正确;电压不变,增大交流电源的频率,电容器的容抗减小,电路中的电流变大,灯泡变亮,选项C 正确;减小电容器的电容,电容器的容抗增大,电路中电流减小,灯泡变暗,选项D 错误. 答案:BC5.(2012年重庆理综,15,6分)如图所示,理想变压器的原线圈接入u=11 0002sin 100πt(V)的交变电压,副线圈通过电阻r=6 Ω的导线对“220 V 880 W ”的电器R L 供电,该电器正常工作.由此可知( )A.原、副线圈的匝数比为50∶1B.交变电压的频率为100 HzC.副线圈中电流的有效值为4 AD.变压器的输入功率为880 W解析:R L 正常工作,由P=UI,知副线圈中的电流I=PU=4 A,所以导线所占电压U 线=I ·r=24 V,所以副线圈上输出电压U 2=244 V,所以原、副线圈匝数比12n n =12U U =11000V 244V =275061,故选项A 错误,选项C 正确;由交流电u=nBS ωsin ωt,知该交流电ω=100π,所以f=2π=50 Hz,故选项B 错误;输入功率等于输出功率,输出功率P 2=P L +P 线=P L +I 2·r=976 W,故选项D 错误. 答案:C6.(2012年山东理综,18,5分)图(甲)是某燃气炉点火装置的原理图.转换器将直流电压转换为图(乙)所示的正弦交变电压,并加在一理想变压器的原线圈上.变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2.为交流电压表.当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 000 V 时,就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体.以下判断正确的是( )A.电压表的示数等于5 VB.2V C.实现点火的条件是21n n >1 000D.实现点火的条件是21n n <1 000 解析:电压表V 测量变压器原线圈的输入电压,其示数为交流电的有效值,则U 1=12m U =52V,选项B 正确,A 错误;点火要求副线圈的输出电压大于5 000 V,由变压器原理12U U =12n n ,可得U 2=21n n U 1m >5 000 V,所以21n n > 1 000,选项C 正确,D 错误. 答案:BC7.(2011年广东理综,19,6分)图(甲)左侧的调压装置可视为理想变压器,负载电路中R=55 Ω,、为理想电流表和电压表,若原线圈接入如图(乙)所示的正弦交变电压,电压表的示数为110 V,下列表述正确的是( )A.电流表的示数为2 AB.原、副线圈匝数比为1∶2C.电压表的示数为电压的有效值D.原线圈中交变电压的频率为100 Hz 解析:I=UR=2 A,选项A 正确;原、副线圈匝数比n 1∶n 2=U 1∶U 2=2∶1,选项B 错误;电压表的示数为电压的有效值,选项C 正确;由u t 图像得T=0.02 s,故频率为50 Hz,选项D 错误. 答案:AC考点三 远距离输电问题 ★★★1.(2012年天津理综,4,6分)通过一理想变压器,经同一线路输送相同的电功率P,原线圈的电压U 保持不变,输电线路的总电阻为R.当副线圈与原线圈的匝数比为k 时,线路损耗的电功率为P 1,若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk,线路损耗的电功率为P 2,则P 1和21P P 分别为( )A.PR kU ,1nB.2P kU ⎛⎫⎪⎝⎭ R,1nC.PR kU ,21n D.2P kU ⎛⎫⎪⎝⎭R,21n 解析:原线圈的电压为U,副线圈与原线圈的匝数比为k,则副线圈的电压为kU,输电线路中的电流为P kU ,所以线路损耗的电功率P 1=2P kU ⎛⎫⎪⎝⎭R,故线路损耗的电功率与21k 成正比,即若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk,输电线路损耗的电功率将变为原来的21n ,选项D 正确. 答案:D2.(2010年浙江理综,17,6分)某水电站,用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km外的用户,其输出电功率是3×106 kW.现用500 kV电压输电,则下列说法正确的是( )A.输电线上输送的电流大小为2.0×105 AB.输电线上由电阻造成的损失电压为15 kVC.若改用5 kV电压输电,则输电线上损失的功率为9×108 kWD.输电线上损失的功率为ΔP=U2/r,U为输电电压,r为输电线的电阻解析:当U=500 kV时,输电线上输送的电流I=PU=95310510⨯⨯A=6×103 A,而U损=Ir=15 kV,选项A错,B对.当U=5 kV时,P耗=2PU⎛⎫⎪⎝⎭r=293310510⎛⎫⨯⎪⨯⎝⎭×2.5 W=9×108kW,大于总的输出功率,不合理,选项C错.ΔP=2Ur中,U应为输电线上损耗的电压,而不是输电电压,选项D错.答案:B点评：对远距离输电问题,要注意输电电压和输电线上损耗的电压的区别.3.(2010年江苏卷,7,4分)在如图所示的远距离输电电路图中,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变,随着发电厂输出功率的增大,下列说法中正确的有( )A.升压变压器的输出电压增大B.降压变压器的输出电压增大C.输电线上损耗的功率增大D.输电线上损耗的功率占总功率的比例增大解析:对升压(或降压)变压器而言,由变压器电压比U1∶U2=n1∶n2知,输入电压不变,匝数不变,输出电压不变,故选项A错误;由P=UI知,U不变,P增大,故I增大,使得输电线上的电压损耗ΔU=I2R线增大,功率损耗ΔP=22I R线增大,所以降压变压器上的输入电压减小,输出电压减小,所以选项B错误,C正确;因为输电线上损耗的功率占总功率的比例为1PP∆=221I RP线=211121P nRU nP⎛⎫⋅⎪⎝⎭线=2112212Pn RU n线∝P1,所以随发电厂输出功率变大,该值变大,选项D正确. 答案:CD4.(2009年山东理综,19,4分)某小型水电站的电能输送示意图如下,发电机的输出电压为200 V,输电线总电阻为r,升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2.降压变压器原副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器).要使额定电压为220 V的用电器正常工作,则( )A.21nn>34nnB.21nn<34nnC.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D.升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率 解析:根据变压器工作原理可知12n n =2200U ,34n n =3220U ,由于输电线上损失一部分电压,升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压,有U 2>U 3,所以21n n >34n n ,选项A 正确,B 、C 不正确.升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率加上输电线损失功率,选项D 正确. 答案:AD。
高三物理交变电流PPT优秀课件
正弦函数式。
1
如图10-1-5(a)所示，一矩形线圈abcd放置在匀
强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速
度ω逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹
角θ=45°时(如图10-1-5(b))为计时起点，并规
定当电流自a流向b时电流方向为正。则下列
四幅图中正确的是 (
)D
图10-1-5
感应强度为B，线圈与外电阻R构成闭合电
路，整个线圈的电阻为r。现在让线框以
OO′连线为轴，以角速度ω匀速转动，从 图示时刻开始计时，求：
(1)闭合电路中电流瞬时值的表达式；
(2)当 t
4
时，电阻R两端的电压值。
【答案】(1)inB2l si nt
2(Rr)
2nB2lR
(2) 4(Rr)
图10-1-3
1.本章内容实际上是电磁感应现象研究的继续，是楞 次定律及法拉第电磁感应定律的具体应用。其知识特点是 需要了解识记的基本概念较多，但重点内容突出，主要围 绕交变电流的产生、变化规律及表征交变电流的物理量这 一中心展开，在此基础上研究了变压器的工作原理和远距 离输电。另外，简单介绍了电感、电容对交变电流的影响。
2.本章知识的另一个特点是与科学、技术、社会联系 密切，输电工程又是属于知识密集型工程，在学习的过程 中，要注意理论联系实际，要善于知识的迁移、综合和应 用。
要点一 中性面与峰值面的比较
中性面
含义
线圈平面与磁 场方向垂直
磁通量 磁通量的变化率
感应电动势
最大(BS) 0 0
峰值面 线圈平面与磁
场方向平行 零
2.在交流电路中，电压表、电流表、功率表等电工仪表的示数均为交变电流的有效值。在没有具体 说明的情况下，所给出的交流电的电压、电流及电功率指的都是有效值。
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一 知识的梳理与整合
概念和规律
交流和直流
变压器
峰值 有圈
（初级线圈）（次级线圈）
理想变压器
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二 核心素养的体现
1、从利用示波器观察正弦交流电，到自己推导出矩形 线圈在匀强磁场中匀速转动产生正弦交流电的表达式的 过程，认识到本质，进而使自己具有科学的态度。
2、在变压器实验中，由实验数据提出问题，和同学交 流、讨论，并对自己的结果做出解释，提高了探究能力。
3、在对高压输电学习中，从损耗原因入手，建立模型， 并与实际因素相结合，锻炼自己的科学思维能力。
一 知识的梳理与整合
增加 升压变压器
增加 降压变压器
交变电流
利用变压器升高电压，实现 较小电流输电，减少损耗
变压器 电能的输送
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一 知识的梳理与整合
全章结构 2 交变电流的描述
1 发电机
高考物理一轮复习考点考法第12章交变电流课件高三全册物理课件
考法4 原线圈中接有用电器问题
例2
[课标全国Ⅰ2015·16，6分]一理想变压器的原、副线 圈的匝数比为3∶1，在原、副线圈的回路中分别接有 阻值相同(xiānɡ tónɡ)的电阻，原线圈一侧接在电压为220 V 的正弦交流电源上，如图所示．设副线圈回路中电 阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻消耗的功 率的比值为k，则( )
第三十四页，共四十五页。
例3
【解析】
滑动变阻器的触头向上滑动时，滑动变阻器接入电路中
的电阻变大，R1中的电流变小，R1消耗的功率变小，选
项A错误(cuòwù)；滑动变阻器的触头向上滑动时，R1两端 的电压变小，电压表V示数变大，选项B正确；滑动变阻
器的触头向上滑动时，副线圈电路的总电阻变大，总功率
的有效值和平均值．
第十页，共四十五页。
例2
【解析 】 (jiě xī)
第十一页，共四十五页。
考点(kǎo
diǎn)33
题型1
例1
考法例 析 (fǎ lì) 成就能力
交流电的产生及变化规律
图甲是一台小型(xiǎoxíng)发电机的构造示意图，线圈逆时 针转动，产生的电动势e随时间t变化的正弦规律图像如
图乙所示．发电机线圈的内阻不计，外接灯泡的电阻为
12 Ω.则( )
第十二页，共四十五页。
例1
【解析(jiě 】 xī)
第十三页，共四十五页。
题型2 交变电流的“四值”及应用
例2
[课标全国Ⅲ2016·21，6分](多选)如图，M为半圆形导
线(dǎoxiàn)框，圆心为OM；N是圆心角为直角的扇形导线
第十九页，共四十五页。
②能量(néngliàng)转换方式
③变压器的作用：改变交流电的电压，不改变交流电的周期和 频率．
2013届高考一轮物理复习课件选修3-2第十章交变电流 传感器第第2讲 变压器 电能的输送(教科版)
答案
C
考基自主落实
核心考点透析
物理建模指导
高考快乐体验
活页限时训练
(2011· 江西重点中学联考)照明供电线路的路端电压基本上 3． 是保持不变的．可是我们在晚上七、八点钟用电高峰时开 灯，电灯比深夜时要显得暗些．这是因为用电高峰时 ( )． A．总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，每盏灯两 端的电压较低 B．总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，通过每盏 灯的电流较小 C．总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，输电线上 损失的电压较大 D．供电线路上的电流恒定，但开的灯比深夜时多，通过 每盏灯的电流小
考基自主落实 核心考点透析 物理建模指导 高考快乐体验 活页限时训练
解析 照明供电线路的用电器是并联的，晚上七、八点钟 用电高峰时，用电器越多，总电阻越小，供电线路上的电 流越大，输电线上损失的电压较大，用户得到的电压较 小，所以C正确． 答案 C
考基自主落实
核心考点透析
物理建模指导
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P A. 4 P B. 2 C．2P D．4P
解析
设输送功率为P，输送电流为I，输送电压为U，则
P P＝UI，I＝ ，P 损＝I2R.输送电压升为原来的 2 倍，则输 U 送电流降为原来的一半，P损降为原来的四分之一，故选A. 答案 A
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活页限时训练
【典例1】
(2010· 海南高考题)如图10－2－5所示， 一理想变压器原、副线圈匝数之比为 4∶1，原线圈两端接入一正弦交流电 源；副线圈电路中R为负载电阻，交流 电压表和交流电流表都是理想电表．下列 结论正确的是
图10－2－5 ( )．
高考物理一轮课件专题十二交变电流
利用自感或互感现象，将被测物理量转换为 电感量的变化。
02
01
压电式传感器
利用压电效应，将机械能转换为电能进行测 量。
04
03
传感器在交变电流中作用分析
测量交变电流参数
传感器可用于测量交变电 流的频率、幅值、相位等 参数。
实现交变电流控制
通过传感器反馈信号，实 现对交变电流的控制，如 调整频率、幅值等。
03 。
实验结果分析和讨论
• 比较不同频率下交变电流的参数变化，分析频率对 交变电流特性的影响。
实验结果分析和讨论
01
实验讨论
02
03
04
讨论实验结果与理论预期的差 异及可能原因，如仪器误差、
操作不当等。
分析实验过程中遇到的问题和 困难，提出改进意见和建议。
探讨交变电流在实际应用中的 意义和价值，如电力传输、电 机驱动等领域的应用前景。
特点
交变电流的大小和方向都随时间 作周期性变化，而且在一周期内 电流的方向改变两次。
正弦式交变电流产生原理
01
线圈在匀强磁场中匀速转动产生 正弦式交变电流。
02
中性面：线圈平面每经过中性面 一次，感应电流与感应电动势方 向均改变一次，转动一周，感应 电流方向改变两次。
周期性变化规律
线圈转动一周，经过中性面两次，电流方向改变两次。以中性面位置为计时起点 ，交变电流的瞬时值表达式为 e=Emsinωt、i=Imsinωt。
隔离变压器
原副线圈电气隔离，用于 提供安全的低电压或作为 电子设备中的信号传输媒 介。
变压器应用实例分析
电力系统中的电压变换
在电力系统中，变压器用于将发电机 产生的低电压升高为适合远距离传输 的高电压，以及在用户端将高电压降 低为适合使用的低电压。
课标Ⅱ卷高考物理一轮复习专题十二交变电流课件
答案 AD 当R=5R0时, 示数为5.0 V,所以输出电流I出=55.0RV0 ,UR0=I出R0=1 V,则变压器输出电压
A.U=66 V,k= 1
9
C.U=66 V,k= 1
3
B.U=22 V,k= 1
9
D.U=22 V,k= 1
3
答案
A
设原线圈中电流为I,由
I1 I2
=
n2 n1
知副线圈中的电流I2=3I,由题意知副线圈中电阻两端
的电压U=3IR,则原线圈回路中R两端的电压U'=IR= U
3
,原线圈两端的电压U1=3U,由闭合电路
()
A.U2>U1,U2降低 C.U2<U1,U2降低
B.U2>U1,U2升高 D.U2<U1,U2升高
答案
C
由图可知变压器的原线圈匝数n1大于副线圈匝数n2,因
U1 n1
=
U2 n2
,则U2<U1;在将滑动触
头从M点顺时针转到N点的过程中,n2减小,U2降低,选项C正确,选项A、B、D错误。
9.(2015安徽理综,16,6分)图示电路中,变压器为理想变压器,a、b接在电压有效值不变的交流 电源两端,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置,观 察到电流表A1的示数增大了0.2 A,电流表A2的示数增大了0.8 A,则下列说法正确的是 ( )
T
T
t= 时,8两导线框中产生的感应电动势相等 D.两导线框的电阻相等时,两导线框中感应电流的有效值也相等
交变电流复习ppt课件
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17
2、如图所示，当交流电源的电压（有效值）U＝220V、 频率f＝50Hz时，三只灯A、B、C的亮度相同（L无直流 电阻）。
（1）将交流电源的频率变为f＝100Hz，
则 （ AC ） （2）将电源改为U＝220V的直流电源，
则 （ BC ） A．A灯比原来亮 B．B灯比原来亮 C．C灯和原来一样亮 D．C灯比原来亮
单位：赫兹
0.02s
我国市电的频率是
50Hz 可编辑课件PPT
6
2、交流电的峰值和瞬时值公式：
e
E
mO
－
Em
T
峰值
瞬时值 eEmsint()
t
e=Emsinωt i=Imsinωt u=Umsinωt
电动势峰值Em=NBLV=NBSω
电流峰值Im=Em/R
路端电压峰值Um=ImR
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7
高二物理选修3-2 交变电流复习课件
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1
知识网络
交变电流的产生及其变化规律
峰值
交
瞬时值
变
描述交变电流的物理量
电
有效值、平均值
流
周期、频率
电感、电容的作用
交流电路
变压器
远距离输电
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2
一、交变电流的产生
1、产生：闭合矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于
磁感线的轴线做匀角速转动时，闭合线圈中就有
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14
4.如图1所示，为电热毯的电路图，电热丝接在 u=311sin100πt V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2所示 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 ( B ) A、110V B、156V C、220V D、311V
专题十二 交变电流(讲解部分)—新课标版高考物理复习课件 (共34张PPT)
b.图像:用以描述正弦交流电电流随时间变化的规律,如图(a)所示。
3.表征交变电流的物理量 (1)瞬时值:交变电流某一时刻的值。 (2)最大值:即最大的瞬时值。 (3)有效值:跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效 值。 (4)周期和频率:交变电流完成一次周期性变化所用的时间叫周期;1 s内完 成周期性变化的次数叫频率。它们和角速度间的关系为ω=2π =2πf。
是正弦式交变电流。
(2)规律
a.函数形式:若N匝面积为S的线圈以角速度ω绕垂直于磁场方向的轴匀速
转动,磁感应强度为B,从中性面开始计时,其函数形式为e=NBSω sin ωt,用
Em=NBSω表示电动势的最大值,则有e=Em
sin
ωt。其电流大小为i= e
R
=Em
R
sin ωt=Im sin ωt。
考向基础
一、电阻、感抗与容抗
产生的 原因
电阻
感抗
容抗
定向移动的自由电荷 与不动的粒子间的碰 撞
电感线圈的自感现象 阻碍电流的变化
电容器两极板上积累 的电荷对向这个方向 定向移动的电荷的反 抗作用
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2
B.通过电阻R的电荷量为q= NBS
2(R r)
C.电阻R所产生的焦耳热为Q= N 2B2S 2ωRπ
4(R r)2
D.当线圈由图示位置转过60°时的电流为 NBSω
2(R r)
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在解答该类题目时，要认真审题，注意以下几点： 备 (1)会用理想变压器输入功率和输出功率相等，对理想变压
考 器的变压比公式和变流比公式进行推导.
指 (2)应注意抓住理想变压器的特点及能量守恒关系，熟记其 南 基本公式.
(3)对远距离输电，掌握功率之间的关系：
①P1=P2，P3=P4，P2=Pr+P3. ②电压之间的关系是：
变压器的有关计算 【典例5】(2011·广东高考)图(a)左侧的调压装置可视为理想 变压器，负载电路中R=55 Ω， 为理想电流表和电压表，
若原线圈接入如图(b)所示的正弦交变电压，电压表的示数为 110 V，下列表述正确的是( )
A.电流表的示数为2 A B.原、副线圈匝数比为1∶2
C.电压表的示数为电压的有效值
垂直于磁感线的轴OO′转动，由线圈引出的导线ae和df分别与两
个跟线圈一起绕OO′转动的金属圆环相连接，金属圆环又分别与 两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保
持和外电路电阻R形成闭合电路.图乙是线圈的主视图，导线ab和
cd分别用它们的横截面来表示.已知ab长度为L1，bc长度为L2， 线圈以恒定角速度ω逆时针转动.(只考虑单匝线圈)
A.升压变压器的输出电压增大 B.降压变压器的输出电压增大 C.输电线上损耗的功率增大 D.输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 【审题视角】由升压变压器输入功率变化，分析引起输电线路
上电流、电压的变化.根据升压变压器的输入电压不变，利用
变压比确定降压变压器输出电压的变化.
【精讲精析】由题意可知升压变压器的输入电压不变，则输出电 压U不变，A错误；在电能输出过程中有I P ， U线=IR线 ,U′=UU
D.原线圈中交变电压的频率为100 Hz 【审题视角】解答本题时应明确以下四点：
【关键点】
(1)最大值和有效值之间的关系. (2)变压器的变压原理. (3)电流表、电压表的示数均指有效值. (4)原、副线圈的匝数比等于电压比.
U 110 【精讲精析】电流表的示数为： I A 2 A, 故A正确；
U2 和计算时一般用 Pr I r，Ur=I2r，也能用 Pr r . r
2 2
(2)输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意的.分析
U3 n1 200 V n 3 ， , 【精讲精析】根据变压器工作原理可知 n2 U 2 n 4 220V
由于输电线上损失一部分电压，升压变压器的输出电压大于降
U1 n1 可 ， U2 n 2
【命题人揭秘】 本题考查理想变压器的基本规律，解答此类问题应注意以下三
点：
(1)变压器的变压比：不论副线圈几个，任意两线圈间均存在
Un n n . Um n m
I I2 n2 ， 此式仅用于副线圈仅有一个的变 n1
(2)变压器的电流比： 1 压器.
(3)功率关系：P出=P入(或I1U1=I2U2+I3U3+„)，此式可用于有多 个副线圈的变压器.
V
D.周期是0.02 s
【审题视角】求解本题需掌握交流电的最大值、瞬时值、有效值、 周期、频率等基本物理量及其彼此之间的关系 .
【精讲精析】交变电动势瞬时值的表达式为e=Emsinωt= 50sin100πt，故交变电动势的最大值为50 V，有效值为
Em 故A错,C对.由ω=2πf=100π得频率f= 25 2 V， 2 1 50 Hz，周期 T 0.02 s，故B错,D对. f E
答案：C、D
【命题人揭秘】 (1)本题主要考查交流电的规律，交流电的最大值、有效值、 瞬时值.(2)只有正弦式交变电流才满足最大值和有效值之间的
2 倍关系，其他交流电如方波式电流、锯齿式电流等，都要
利用有效值的定义根据能量关系进一步求得. (3)求电路的热量、功率时用有效值.
交变电流的产生与电路的综合分析 【典例3】(2012·安徽高考)图甲是交流发电机模型示意图.在磁 感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内
当于电源.
(2)变压器用于改变交流电的电压、电流，但不改变电流的频 率. (3)在交变电路中，电流表、电压表的示数均为有效值.
电能的输送 【典例6】(2010·江苏高考)在如图所示的远距离输电电路图中，
升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和
输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中 正确的有( )
m
项D错误;当t=0.005 s时，u=311 V，取得最大值，穿过线框的磁
2
1 T
通量变化率最大，选项A错误;当t=0.01 s时，交变电压及电流方
向发生改变，电压值最小等于零，线框平面与中性面重合，选项 B 正确.
答案：B
【命题人揭秘】
(1)本题以矩形线圈在磁场中转动为背景，主要考查学生对正
弦交流电的产生过程和用图象描述交流电的能力，同时考查学 生对法拉第电磁感应定律的应用. (2)当线圈平面转至中性面时，穿过线圈平面的磁通量最大， 但磁通量的变化率为零，此时感应电动势为零 .中性面是交变
电流的方向改变的转折点.
(3)正弦交变电流的有效值与最大值满足:U U m .
2
对交变电流“四值”的理解和应用
【典例2】(2012·广东高考)某小型发电机产生的交变电动势为
e=50sin100πt (V).对此电动势，下列表述正确的有( A.最大值是 50 2 V B.频率是100 Hz )
C.有效值是25 2
2
⑦
答案：(1)e1=BL1L2ωsinωt (2)e2=BL1L2ωsin(ωt+φ0)
2 2 2 B (3) L1L 2R
R r
2
【命题人揭秘】 (1)在交变电流的电路中，首先要搞清电路结构，再注意最大 值、有效值、平均值等概念的区分.
(2)将交流电与恒定电流知识结合起来，用已有知识和方法处
(1)线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线 圈中的感应电动势e1的表达式. (2)线圈平面处于与中性面成φ0夹角位置时开始计时，如图丙 所示，试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e2的表达式.
(3)若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳
热.(其他电阻均不计)
【审题视角】解答本题时要注意以下三点： 【关键点】 (1)线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动时，感应电动势的瞬时值 表达式与开始计时的时刻有关. (2)线圈的总电动势等于每段导线切割磁感线产生的感应电动 势的和,且回路符合欧姆定律. (3)计算焦耳热时要用到电流的有效值.
值. 2.知道正弦函数交变电流的表达式，理解其图象. 3.理解理想变压器原理，掌握远距离输电线路.
交变电流的图象和描述
【典例1】(2011·天津高考)在匀强磁场中，一矩形金属线框
绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电 动势的图象如图乙所示，则( )
A.t=0.005 s时线框的磁通量变化率为零 B.t=0.01 s时线框平面与中性面重合 C.线框产生的交变电动势有效值为311 V D.线框产生的交变电动势频率为100 Hz 【审题视角】解答本题时应把握以下三点： 【关键点】 (1)明确中性面的概念及线框与中性面重合时电动势的特点 .
U线，因P变大，I变大，所以U线变大，所以降压变压器输入电压U′ 变小，则降压变压器的输出电压变小，B错误；由 P线 ( P ) 2 R 线， 因P
U P 2 ( ) R 变大，所以P线变大，C正确；根据 P线 U 线 PR 线 ， 因P变大， P P U2
所以比值变大，D正确.
答案：C、D
n 2 n3 ＞ n1 n 4 n 2 n3 B. ＜ n1 n 4 A.
C.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 D.升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率 【审题视角】解答本题时应注意以下两点： 【关键点】
U1 n1 ，P1=P2. (1)熟记理想变压器的两个基本公式 U2 n 2
专题十二
1
交变电流
考纲快讯·考情解读
2 3
4
热点考题·专家点评 三年真题·考场诊断
考点清单·归纳整合
二年名校模拟·一年权威预测
5
1.交变电流、交变电流的图象 2.正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值 3.理想变压器 4.远距离输电
Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ
1.知道交变电流的产生及描述交变电流的物理量，会计算有效
变压器与远距离输电中的计算问题 【典例7】(2009·山东高考)某小型水电站的电能输送示意图如
图所示.发电机的输出电压为200 V，输电线总电阻为r，升压变
压器原副线圈匝数分别为n1、n2.降压变压器原副线圈匝数分别 为n3、n4(变压器均为理想变压器).要使额定电压为220 V的用电 器正常工作，则( )
【精讲精析】(1)t时刻线圈平面与中性面的夹角为ωt，设ab 距OO′轴为r1，cd距OO′轴为r2 ， 则有：eab=BL1ωr1sinωt ecd=BL1ωr2sinωt 线圈中的感应电动势为： e1=eab+ecd=BL1L2ωsinωt (2)t时刻线圈平面与中性面的夹角为ωt+φ0，则由③式知 ③ ① ②
原、副线圈的电压比等于匝数比，所以匝数比为2∶1，故B错 误；电压表的示数指交变电流的有效值，故C正确；由(b)知交
R
55
流电的周期为0.02 s,故频率为50 Hz,故D错误.
答案：A、C
【命题人揭秘】 本题考查理想变压器的基本规律，需注意以下三点 ： (1)对于电源，原线圈相当于用电器，对于用电器，副线圈相
【命题人揭秘】有关电能输送问题的特点及处理方法 (1)本题通过以远距离输电为背景，通过电压的变化引起其他 变化、功率的变化引起其他变化等相关知识、考查了电能的输 送问题，有新意. (2)求解远距离输电的思路和方法是：