2018年人教版高考物理复习 交变电流(4)
2018届全国卷高考物理考前复习大串讲基础知识及查漏补缺复习资料专题12 交变电流基础知识含解析
【基础知识梳理】一、正弦式交变电流的产生及变化规律 1．交变电流的产生(1)产生：在匀强磁场里，线圈绕垂直磁场方向的轴匀速转动。
(2)两个特殊位置的特点：①线圈平面与中性面重合时，S ⊥B ，Φ最大，ΔΦΔt ＝0，e ＝0，i ＝0，电流方向将发生改变。
②线圈平面与中性面垂直时，S ∥B ，Φ＝0，ΔΦΔt 最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变。
(3)电流方向的改变：线圈通过中性面时，电流方向发生改变，一个周期内线圈两次通过中性面，因此电流的方向改变两次。
(4)交变电动势的最大值E m ＝nBS ω，与转轴位置无关，与线圈形状无关。
2．交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)3.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(s)。
公式表达式为T ＝2πω。
(2)频率f ：交变电流在1 s 内完成周期性变化的次数，单位是赫兹(Hz)。
(3)周期和频率的关系：T ＝1f 或f ＝1T。
二、交变电流“四值”1．正弦交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值： (1)瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数。
(2)峰值：交变电流的电流或电压所能达到的最大值。
(3)有效值：①定义：让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫作这一交流的有效值。
②有效值和峰值的关系：E ＝E m2，U ＝U m 2，I ＝I m2。
(4)平均值：交变电流图象中波形与横轴所围面积跟时间的比值。
三、理想变压器及基本关系的应用1．变压器的构造：如图所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。
(1)原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈。
(2)副线圈：与负载连接的线圈，也叫次级线圈。
2．变压器的原理：电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也在不断变化。
变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，所以尽管两个线圈之间没有导线相连，副线圈也能够输出电流。
2018年全国卷高考物理复习精品教材：交变电流
A. ������1 时刻
B. ������2 时刻
C. ������3 时刻
D. ������4 时刻
【目标二】区分四值：瞬时值、峰值、有效值和平均值
描述交变电流的物理量 （1）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：秒. ②频率 f ：交变电流在 1s 内完成周期性变化的次数．单位：赫兹，简称赫，符号 Hz . ③周期与频率的关系： f
A.
������m 2
B.
������m 2
C.
������m 2 2
D.
2������m
【变式 2】如图所示是一交变电流的������ − ������图像，则该交变电流的有效值为( )
A. 4 Α
B. 2 2 Α
C.
8 3
Α
D.
2 30 3
Α
【变式 3】 （多选）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 O1O2 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( )
2������ 2 ������������������ 2 ������ 2 ������ (������ +������ )
【例 12】 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,线圈总电阻为 r,在磁感应强度为 B 的匀强磁场中绕 OO'轴以角速度 w 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 C. t4 时刻穿过线圈的磁通量变化率大小为 E0 D. t1 时刻电阻 R 的发热功率为2(������ +0 ������ )2
2018年高考物理复习天津市2018届高考物理二轮复习：专题十一 恒定电流和交变电流
知识脉络梳理 规律方法导引
第11讲
恒定电流和交变电流
核心梳理 高频考点 新题演练
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专题四
知识脉络梳理 规律方法导引
第11讲
恒定电流和交变电流
核心梳理 高频考点 新题演练
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1.知识规律 (1)闭合电路的欧姆定律。
������ ①I=������+������。
②U 路=E-Ir。
(2)交变电流的“四值”。 ①最大值:Em=nBSω。 ②瞬时值:e=Emsin ωt。 ③有效值:由电流的热效应定义求解。
专题四
命题热点一 命题热点二
第11讲
恒定电流和交变电流
核心梳理 高频考点 新题演练
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命题热点三
思维导引
专题四
命题热点一 命题热点二
第11讲
恒定电流和交变电流
核心梳理 高频考点 新题演练
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命题热点三
规律方法闭合电路动态分析的两种方法 (1)程序分析法:
R 局(增大减小)
I(减小增大) I 支U 支
专题四
命题热点一 命题热点二
第11讲
恒定电流和交变电流
核心梳理 高频考点 新题演练
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命题热点三
解析 因为磁敏电阻在无磁场时电阻很小,有磁场时电阻变大,并且 磁场越强阻值越大,所以当它从无磁场区进入强磁场区时,其电阻 会变大,所以它与滑动变阻器串联的总电阻也变大,再与灯泡并联 的总电阻也变大,故外电路的电阻增大,所以外电路的电压增大,即 灯泡的两端电压变大,小灯泡变亮,选项A正确;电压表的示数变大, 故选项B错误;由欧姆定律可知,电路中的总电流变小,而小灯泡的 电流变大,故流过滑动变阻器的电流变小,则其两端电压变小,又由 于滑动变阻器所在支路的电压变大,故磁敏电阻两端电压变大,选 项C、D错误。
2018版高三物理一轮复习 专题11 交变电流(含2014年高考真题)
专题11 交变电流1． [2014·新课标Ⅱ卷] 如图所示，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A 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，c 、d 间的电压U cd 越大D ．将二极管短路，电流表的读数加倍答案:BD解析： 经交流电压表、交流电流表测得的值分别为交变电压和交变电流的有效值，根据变压器公式U ab U 2＝n 1n 2得到输出电压，而输出电压U 2不等于c 、d 端电压，因二极管具有单向导电性，输入电压通过变压器变压后经二极管整流后有效值发生变化， U cd ＝2U 22＝2n 2U ab 2n 1，则U ab ∶U cd ＝2n 1∶n 2，故A 错误．增大负载电阻的阻值R, U ab 不变，U cd 也不变，根据P 出＝U 2cd R可知输出功率减小，根据理想变压器的输入功率等于输出功率可知，输入功率必减小，故电流表读数变小，B 正确，C 错误．二极管短路时，U ′cd ＝U 2，输出功率P ′出＝U ′2cd R ＝U 22R＝2P 出，故输入功率P 1也加倍，而输入电压U 1不变，根据P 1＝U 1I 1得电流表读数加倍，D 正确．2．[2014·四川卷] 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( )甲 乙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 ．输出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答案:D解析： 从图乙得到交流电的频率是50 Hz ，变压器在输电过程中不改变交流电的频率， A 错误；从图乙得到发电机输出电压的最大值是500 V ，所以有效值为250 2 V ，B 错误；输电线的电流是由降压变压器的负载电阻和输出电压决定的，C 错误；由于变压器的输出电压不变，当用户用电器的总电阻增大时，输出电流减小，根据电流与匝数成反比的关系可知，输电线上的电流减小，由P 线＝I 线R 线可知，输电线上损失的功率减小，D 正确．3．[2014·山东卷] 如图所示，将额定电压为60 V 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220 V 和2.2 A ．以下判断正确的是( )A ．变压器输入功率为484 WB ．通过原线圈的电流的有效值为0.6 AC ．通过副线圈的电流的最大值为2.2 AD ．变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2＝11∶3答案:BD解析： 理想电流表没有电阻，显示的2.2 A 是理想变压器的输出电流的有效值，理想电压表的电阻无穷大，显示的220 V 是理想变压器的输入电压的有效值．用电器正常工作，所以，理想变压器的输出电压的有效值为60 V ．根据理想变压器的电压与匝数成正比，可得n 1∶n 2＝U 1∶U 2＝11∶3 ，选项D 正确．理想变压器的输入功率等于输出功率，P 入＝P 出＝60×2.2 W ＝132 W ，选项A 错误．根据理想变压器的电流与匝数成反比，即I 1∶I 2＝n 2∶n 1，可得通过原线圈的电流的有效值为I 1＝n 2n 1I 2＝0.6 A ，选项B 正确．通过变压器的是正弦交流电，所以副线圈的电流的最大值为I m ＝2I 2＝2.2 2 A ，选项C 错误．4． [2014·福建卷Ⅰ] 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 ．A 1、A 2两表的示数相同B ．L 1、L 2两灯泡的亮度相同C ．R 1消耗的功率大于R 3消耗的功率D ．R 2两端的电压小于R 4两端的电压答案:D解析： 由于n 1<n 2，所以左边的理想变压器为升压变压器，低压交流电源经过理想升压变压器后，由于功率不变，所以电流变小，则A 1表的示数小于A 2表的示数，故A 项错误；由U 1U 2＝n 1n 2，U 3＝U 2－I A1·2R 及U 3U 4＝n 3n 4可知，L 1两端的电压U L1＝U 4＝U 1－n 4n 3·I A1·2R ，又L 2两端的电压U L2＝U 1－I A2·2R ，因n 4n 3I A1<I A2，故U L1>U L2，由P ＝U 2R可知，L 1的功率大于L 2的功率，所以L 1的亮度大于L 2，故B 项错误；由于A 1表的示数小于A 2表的示数，由P ＝I 2R 可知，R 1消耗的功率小于R 3消耗的功率，故C 项错误；由于A 1表的示数小于A 2表的示数，由U ＝IR 可知，R 2两端的电压小于R 4两端的电压，故D 项正确．5．[2014·江苏卷] 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. I 1I 2＝n 1n 2 B ．I 2＝U 2RC ．I 1U 1＝I 22RD ．I 1U 1＝I 2U 2答案:D解析： 对理想变压器来说，输出功率决定输入功率，两者总相等，故选项D 正确；对只有一组副线圈的理想变压器来说，通过原、副线圈的电流之比等于原、副线圈的匝数之比的倒数，因此选项A 错误；输出电流决定输入电流，I 2是由用户的电流决定的，I 1是由I 2决定的，与输电线上的电阻无关，选项B 错误；输出功率决定输入功率，升压变压器的输入功率应等于用户的功率与输电线上消耗的功率之和，故选项C 错误．6． [2014·天津卷] 如图1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2中曲线a 、b 所示，则( )图1 图2A ．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25 HzD ．曲线b 表示的交变电动势有效值为10 V答案:AC解析： 本题考查交变电流图像、交变电流的产生及描述交变电流的物理量等知识，从图像可以看出，从金属线圈旋转至中性面时开始计时，曲线a 表示的交变电动势的周期为4×10－2 s ，曲线b 表示的交变电动势的周期为6×10－2s ，所以A 、C 正确，B 错误；由E m ＝NBS ω可知，E m a E m b ＝ωa ωb ＝T b T a ＝32，故E m b ＝23E m a ＝10 V ，曲线b 表示的交流电动势的有效值为5 2 V ，D 错误．7． [2014·浙江卷] 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I 1U 1I 2B. 输电线上的电压降为UC. 理想变压器的输入功率为I 21rD. 输电线路上损失的电功率为I 1U答案:A解析： 本题考查电能的输送、理想变压器等知识．理想变压器输入端与输出端功率相等， U 1 I 1＝ U 2 I 2，用户端的电压U 2＝ I 1I 2U 1，选项A 正确；输电线上的电压降ΔU ＝U －U 1＝I 1r ，选项B 错误；理想变压器输电线上损失的功率为I 21r ，选项C 、D 错误．8． [2014·广东卷] 如图11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，闭合开关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答案:BD解析：由于理想变压器输入电压不变，则副线圈电压U2不变，滑片P滑动时，对灯泡两端的电压没有影响，故灯泡亮度不变，则选项A错误；滑片P下滑，电阻变大，但副线圈电压由原线圈电压决定，则副线圈电压不变，故选项B正确；滑片P上滑，电阻减小，副线圈输出电流I2增大，则原线圈输入电流I1也增大，故选项C错误；此时变压器输出功率P2＝U2I2将变大，故选项D正确．9． [2014·浙江卷] 如图1所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒．从t＝0时刻起，棒上有如图2所示的持续交变电流I，周期为T，最大值为I m，图1中I所示方向为电流正方向．则金属棒( )第20题图1第20题图2A．一直向右移动B．速度随时间周期性变化C．受到的安培力随时间周期性变化D．受到的安培力在一个周期内做正功答案:ABC解析： 本题考查安培力、左手定则、牛顿运动定律、功等知识．在0～T 2，导体棒受到向右的安培力，大小恒为B I m L ，向右做匀加速直线运动；在T 2～T ，导体棒受到安培力向右，大小仍为BI m L ，而此时速度仍然还是向左，做匀减速直线运动，之后不断重复该运动过程．故选项A 、B 、C 正确；安培力在一个周期内做功为0，选项D 错误．。
高考物理专练题交变电流(试题部分)
高考物理专练题交变电流考点一交变电流的产生及描述1.甲图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,为理想交流电流表。
线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动,产生的电动势随时间变化的图像如图乙所示。
已知发电机线圈电阻为10Ω,外接一只阻值为90Ω的电阻,不计电路的其他电阻,则()A.电流表的示数为0.31AB.线圈转动的角速度为50πrad/sC.0.01s时线圈平面与磁场方向平行D.在线圈转动一周过程中,外电阻发热约为0.087J答案D2.(2018东北三校联考,9)(多选)如图所示,面积为S、匝数为N、电阻为r的正方形导线框与阻值为R的电阻构成闭合回路,理想交流电压表并联在电阻R的两端。
线框在磁感应强度为B的匀强磁场中,以与电路连接的一边所在直线为轴垂直于磁场以角速度ω匀速转动,不计其他电阻,则下列说法正确的是()A.若从图示位置开始计时,线框中感应电动势的瞬时值为e=NBSωsinωtB.线框通过中性面前后,流过电阻R的电流方向将发生改变,1秒钟内流过电阻R的电流方向改变ω次πC.线框从图示位置转过60°的过程中,通过电阻R的电荷量为NBS2(R+r)D.电压表的示数跟线框转动的角速度ω大小无关答案ABC3.(2020届吉林长春质量监测,6)(多选)如图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磁铁转动,转速与风速成正比。
若某一风速时,线圈中产生的正弦式电流如图乙所示。
下列说法正确的是()A.电流的表达式为i=0.6sin10πt(A)B.磁铁的转速为10r/sC.风速加倍时电流的表达式为i=1.2sin10πt(A)D.风速加倍时线圈中电流的有效值为3√2A5答案AD考点二变压器、电能的输送1.(2019广西南宁、玉林、贵港等高三毕业班摸底,16)如图所示,为一变压器的实物图,若将其视为理想变压器,根据其铭牌所提供的信息,以下判断正确的是()A.副线圈的匝数比原线圈多B.当原线圈输入交流电压110V时,副线圈中输出交流电压6VC.当原线圈输入交流电压220V时,副线圈输出直流电压12VD.当变压器输出为12V和3A时,原线圈电流为9√2A55答案B2.(2018江西上饶六校一联)如图所示,一正弦交流电瞬时值表达式为e=220sin100πt(V),通过一个理想电流表,接在一个理想变压器两端,变压器起到降压作用,开关S闭合前后,A、B两端输出的电功率相等,以下说法正确的是()A.流过r的电流方向每秒钟变化50次B.变压器原线圈匝数小于副线圈匝数C.开关从断开到闭合时,电流表示数变小D.R=√2r答案D方法理想变压器的动态分析1.(多选)如图所示,理想变压器的副线圈接有规格为“44V44W”的灯泡和线圈电阻为r=1Ω的电动机,原线圈上接有u=220√2sin100πt(V)的正弦交流电压,此时灯泡和电动机都正常工作,且原线圈中的理想交流电流表示数为1A,不考虑灯泡电阻变化和电动机内阻变化,则下列说法正确的是()A.变压器原、副线圈的匝数之比为4∶1B.电动机的输出功率为176WC.电动机的热功率为16WD.若电动机被卡住,灯泡仍正常发光,则电流表示数将变为9A,此时应立即切断电源答案CD2.如图所示的电路中,理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=11∶1,原线圈接u=220√2sin100πt(V)的交流电,电阻R1=2R2=10Ω,D1、D2均为理想二极管(正向电阻为零,反向电阻为无穷大),则副线圈电路中理想交流电流表的读数为()A.3AB.2√5AC.√10AD.√3A答案A3.如图所示为一理想变压器,原线圈接在一输出电压为u=U0sinωt的交流电源两端。
2018年全国卷高考物理总复习《交变电流》专题突破
2018年全国卷高考物理总复习《交变电流》专题突破【考点定位】正弦交流电的有效值、极值、瞬时值的表达式以及它们之间的关系，非正弦交流电的有效值的计算仍会是本考点的着力点，备考中扎实掌握这些基础知识。
以互感为原理的变压器是考察的常见形式，原副线圈的电压电流电功率关系，特别是接入二极管和传感器的情况下，整个电路的动态变化是一个热点。
考点一、交流电的产生及描述1．正弦交流电：在匀强磁场中，线框绕垂直于磁场的转轴匀速转动，线框中产生的交流电即按照正弦规律变化即正弦交流电。
正弦交流电的电动势最大值m E nBS ω=，其中n 是线框的匝数，B 是匀强磁场的磁感应强度，S 是线框面积，ω是线框绕转轴转动的角速度。
若从线框经过中性面即线框与磁场垂直开始计时，则电动势瞬时值sin m E E t ω=，而磁通量瞬时值则为cos nBS t φω=，即当电动势按照正弦规律随时间变化时，磁通量按照余弦规律随时间变化。
2．正弦交流电的四值：正弦交流电的最大值即m E nBS ω=，m I m E nBS R r R rω==++，瞬时值（从中性面开始计时）sin m E E t ω=，m I sin I t ω=。
平均值常用来计算通过电路的电荷量，(R r)E I nR r t φ∆==+∆+，即E n t φ∆=∆，那么通过电路的电荷量(R r)Q I t n φ∆=∆=+。
有效值是根据热效应来定义的，如果交流电在一段时间内产生的热量与电压为U 电流为I 的直流电产生的热量相等，那么该交流电的有效电压就是U 有效电流就是I 。
对正弦交流电而言，有效电压U =，有效电流I =电路中所有电表的示数都是有效值，电功率电热的计算都是有效值，而电容器的击穿电压等则是指的最大值。
考点二、变压器和远距离输电1．理想变压器：变压器有原副线圈和铁芯组成，其原理是原副线圈互感，要求原线圈必须输入交流电，这样才能产生电磁感应在副线圈感应出交流电，原副线圈磁通量变化率tφ∆∆相同，所以有11u n t φ∆=∆，22u n tφ∆=∆，即原副线圈电压表等于匝数比1122u n u n =。
【最新】高考物理一轮复习考点归纳：专题《交变电流》
最新高考物理一轮复习知识考点专题一《交变电流》第一节交变电流的产生和描述【基本概念、规律】一、交变电流的产生和变化规律1．交变电流大小和方向随时间做周期性变化的电流．2．正弦交流电(1)产生：在匀强磁场里，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动．(2)中性面①定义：与磁场方向垂直的平面．②特点：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．线圈每经过中性面一次，电流的方向就改变一次．(3)图象：用以描述交变电流随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象为正弦曲线．二、描述交变电流的物理量1．交变电流的周期和频率的关系：T＝1 f.2．峰值和有效值(1)峰值：交变电流的峰值是它能达到的最大值．(2)有效值：让交流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，则这个恒定电流I、恒定电压U就是这个交变电流的有效值．(3)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系I＝I m2，U＝U m2，E＝E m2.3．平均值：E＝n ΔΦΔt＝BL v.【重要考点归纳】考点一交变电流的变化规律1．正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)函数图象磁通量Φ＝Φm cos ωt ＝BS cos ωt电动势e＝E m sin ωt ＝nBSωsin ωt电压u＝U m sin ωt ＝RE mR＋rsin ωt电流i＝I m sin ωt ＝E mR＋rsin ωt2.(1)线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ最大，ΔΦΔt＝0，e＝0，i＝0，电流方向将发生改变．(2)线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，ΔΦΔt最大，e最大，i最大，电流方向不改变．3.解决交变电流图象问题的三点注意(1)只有当线圈从中性面位置开始计时，电流的瞬时值表达式才是正弦形式，其变化规律与线圈的形状及转动轴处于线圈平面内的位置无关．(2)注意峰值公式E m＝nBSω中的S为有效面积．(3)在解决有关交变电流的图象问题时，应先把交变电流的图象与线圈的转动位置对应起来，再根据特殊位置求特征解．考点二交流电有效值的求解1．正弦式交流电有效值的求解利用I＝I m2，U＝U m2，E＝E m2计算．2．非正弦式交流电有效值的求解交变电流的有效值是根据电流的热效应(电流通过电阻生热)进行定义的，所以进行有效值计算时，要紧扣电流通过电阻生热(或热功率)进行计算．注意“三同”：即“相同电阻”，“相同时间”内产生“相同热量”．计算时“相同时间”要取周期的整数倍，一般取一个周期．考点三交变电流的“四值”的比较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 sin ωt计算线圈某一时刻的受力情况峰值最大的瞬时值E m＝nBSωI m＝E mR＋r确定用电器的耐压值，电容器的击穿电压有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流值E＝E m2U＝U m2I＝I m2(1)计算与电流热效应相关的量(如功率、热量)(2)交流电表的测量值(3)电器设备标注的额定电压、额定电流(4)保险丝的熔断电流平均值交变电流图象中图线与时间轴所夹面积与时间的比值E＝ΔΦΔtI＝ER＋r计算通过电路截面的电荷量1.书写交变电流瞬时值表达式的基本思路(1)求出角速度ω，ω＝2πT＝2πf.(2)确定正弦交变电流的峰值，根据已知图象读出或由公式E m＝nBSω求出相应峰值．(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i－t图象为正弦函数图象，函数式为i＝I m sin ωt.②线圈从垂直中性面位置开始转动，则i－t图象为余弦函数图象，函数式为i＝I m cos ωt第二节变压器远距离输电【基本概念、规律】一、变压器原理1．工作原理：电磁感应的互感现象．2．理想变压器的基本关系式(1)功率关系：P入＝P出．(2)电压关系：U1U2＝n1n2，若n1>n2，为降压变压器；若n1<n2，为升压变压器．(3)电流关系：只有一个副线圈时，I1I2＝n2n1；有多个副线圈时，U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋U n I n.二、远距离输电1．输电线路(如图所示)2．输送电流(1)I ＝P U .(2)I ＝U －U ′R .3．电压损失 (1)ΔU ＝U －U ′. (2)ΔU ＝IR . 4．功率损失 (1)ΔP ＝P －P ′.(2)ΔP ＝I 2R ＝⎝⎛⎭⎫P U 2R ＝ΔU2R. 【重要考点归纳】考点一 理想变压器原、副线圈关系的应用 1．基本关系(1)P 入＝P 出，(有多个副线圈时，P 1＝P 2＋P 3＋……) (2)U 1U 2＝n 1n 2，有多个副线圈时，仍然成立． (3)I 1I 2＝n 2n 1，电流与匝数成反比(只适合一个副线圈) n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3＋……(多个副线圈)(4)原、副线圈的每一匝的磁通量都相同，磁通量变化率也相同，频率也就相同． 2．制约关系(1)电压：副线圈电压U 2由原线圈电压U 1和匝数比决定． (2)功率：原线圈的输入功率P 1由副线圈的输出功率P 2决定． (3)电流：原线圈电流I 1由副线圈电流I 2和匝数比决定． 3.关于理想变压器的四点说明： (1)变压器不能改变直流电压．(2)变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率． (3)理想变压器本身不消耗能量．(4)理想变压器基本关系中的U 1、U 2、I 1、I 2均为有效值． 考点二 理想变压器的动态分析 1.匝数比不变的情况(如图所示) (1)U 1不变，根据U 1U 2＝n 1n 2可以得出不论负载电阻R 如何变化，U 2不变．(2)当负载电阻发生变化时，I 2变化，根据I 1I 2＝n 2n 1可以判断I 1的变化情况．(3)I 2变化引起P 2变化，根据P 1＝P 2，可以判断P 1的变化．2.负载电阻不变的情况(如图所示) (1)U 1不变，n 1n 2发生变化，U 2变化．(2)R 不变，U 2变化，I 2发生变化．(3)根据P 2＝U 22R 和P 1＝P 2，可以判断P 2变化时，P 1发生变化，U 1不变时，I 1发生变化．3.变压器动态分析的思路流程考点三 关于远距离输电问题的分析 1．远距离输电的处理思路对高压输电问题，应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”这样的顺序，或从“用电器”倒推到“发电机”一步一步进行分析．2．远距离高压输电的几个基本关系(以下图为例)：(1)功率关系：P 1＝P 2，P 3＝P 4，P 2＝P 损＋P 3. (2)电压、电流关系：U 1U 2＝n 1n 2＝I 2I 1，U 3U 4＝n 3n 4＝I 4I 3U 2＝ΔU ＋U 3，I 2＝I 3＝I 线． (3)输电电流：I 线＝P 2U 2＝P 3U 3＝U 2－U 3R 线. (4)输电线上损耗的电功率： P 损＝I 线ΔU ＝I 2线R 线＝⎝⎛⎭⎫P 2U 22R 线．3.解决远距离输电问题应注意下列几点 (1)画出输电电路图．(2)注意升压变压器副线圈中的电流与降压变压器原线圈中的电流相等． (3)输电线长度等于距离的2倍． (4)计算线路功率损失一般用P 损＝I 2R 线．【思想方法与技巧】特殊变压器问题的求解一、自耦变压器高中物理中研究的变压器本身就是一种忽略了能量损失的理想模型，自耦变压器(又称调压器)，它只有一个线圈，其中的一部分作为另一个线圈，当交流电源接不同的端点时，它可以升压也可以降压，变压器的基本关系对自耦变压器均适用．二、互感器分为：电压互感器和电流互感器，比较如下：电压互感器电流互感器原理图原线圈的连接并联在高压电路中串联在大电流电路中副线圈的连接连接电压表连接电流表互感器的作用将高电压变为低电压将大电流变为小电流利用的公式U1U2＝n1n2I1n1＝I2n2对于副线圈有两个及以上的理想变压器，电压与匝数成正比是成立的，而电流与匝数成反比的规律不成立．但在任何情况下，电流关系都可以根据原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率即P入＝P出进行求解．实验十一传感器的简单使用一、实验目的1．了解传感器的工作过程，探究敏感元件的特性．2．学会传感器的简单使用．二、实验原理闭合电路欧姆定律，用欧姆表进行测量和观察．三、实验器材热敏电阻、光敏电阻、多用电表、铁架台、温度计、烧杯、冷水、热水、小灯泡、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线等．四、实验步骤1．研究热敏电阻的热敏特性(1)将热敏电阻放入烧杯中的水中，测量水温和热敏电阻的阻值(如实验原理图甲所示)．(2)改变水的温度，多次测量水的温度和热敏电阻的阻值，记录在表格中．2．研究光敏电阻的光敏特性(1)将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器连接好(如实验原理图乙所示)，其中多用电表置于“×100”挡．(2)先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值，并记录数据．(3)打开电源，让小灯泡发光，调节小灯泡的亮度使之逐渐变亮，观察表盘指针显示电阻阻值的情况，并记录．(4)用手掌(或黑纸)遮光时，观察表盘指针显示电阻阻值的情况，并记录．一、数据处理1．热敏电阻的热敏特性(1)画图象在右图坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线．(2)得结论热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，随温度的降低而增大．2．光敏电阻的光敏特性(1)探规律根据记录数据定性分析光敏电阻的阻值与光照强度的关系．(2)得结论①光敏电阻在暗环境下电阻值很大，强光照射下电阻值很小；②光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量．二、误差分析本实验误差主要来源于温度计和欧姆表的读数．三、注意事项1．在做热敏实验时，加开水后要等一会儿再测其阻值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温．2．光敏实验中，如果效果不明显，可将电阻部分电路放入带盖的纸盒中，并通过盖上小孔改变射到光敏电阻上的光的多少．3．欧姆表每次换挡后都要重新调零．专题二《静电场》第一节电场力的性质【基本概念、规律】一、电荷和电荷守恒定律1．点电荷：形状和大小对研究问题的影响可忽略不计的带电体称为点电荷．2．电荷守恒定律(1)电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变．(2)起电方式：摩擦起电、接触起电、感应起电．二、库仑定律1．内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上．2．公式：F＝k q1q2r2，式中的k＝9.0×109 N·m2/C2，叫做静电力常量．3．适用条件：(1)点电荷；(2)真空．三、电场强度1．意义：描述电场强弱和方向的物理量．2．公式(1)定义式：E＝Fq，是矢量，单位：N/C或V/m.(2)点电荷的场强：E＝k Qr2，Q为场源电荷，r为某点到Q的距离．(3)匀强电场的场强：E＝U d.3．方向：规定为正电荷在电场中某点所受电场力的方向．四、电场线及特点1．电场线：电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向．2．电场线的特点(1)电场线从正电荷或无限远处出发，终止于负电荷或无限远处．(2)电场线不相交．(3)在同一电场里，电场线越密的地方场强越大．(4)沿电场线方向电势降低．(5)电场线和等势面在相交处互相垂直．3．几种典型电场的电场线(如图所示)【重要考点归纳】考点一对库仑定律的理解和应用1．对库仑定律的理解(1)F＝k q1q2r2，r指两点电荷间的距离．对可视为点电荷的两个均匀带电球，r为两球心间距．(2)当两个电荷间的距离r→0时，电荷不能视为点电荷，它们之间的静电力不能认为趋于无限大．2．电荷的分配规律(1)两个带同种电荷的相同金属球接触，则其电荷量平分．(2)两个带异种电荷的相同金属球接触，则其电荷量先中和再平分．考点二电场线与带电粒子的运动轨迹分析1．电荷运动的轨迹与电场线一般不重合．若电荷只受电场力的作用，在以下条件均满足的情况下两者重合：(1)电场线是直线．(2)电荷由静止释放或有初速度，且初速度方向与电场线方向平行．2．由粒子运动轨迹判断粒子运动情况：(1)粒子受力方向指向曲线的内侧，且与电场线相切．(2)由电场线的疏密判断加速度大小．(3)由电场力做功的正负判断粒子动能的变化．3.求解这类问题的方法：(1)“运动与力两线法”——画出“速度线”(运动轨迹在初始位置的切线)与“力线”(在初始位置电场线的切线方向)，从二者的夹角情况来分析曲线运动的情景．(2)“三不知时要假设”——电荷的正负、场强的方向(或等势面电势的高低)、电荷运动的方向，是题意中相互制约的三个方面．若已知其中的任一个，可顺次向下分析判定各待求量；若三个都不知(三不知)，则要用“假设法”分别讨论各种情况．考点三静电力作用下的平衡问题1.解决这类问题与解决力学中的平衡问题的方法步骤相同，只不过是多了静电力而已．2.(1)解决静电力作用下的平衡问题，首先应确定研究对象，如果有几个物体相互作用时，要依据题意，适当选取“整体法”或“隔离法”．(2)电荷在匀强电场中所受电场力与位置无关；库仑力大小随距离变化而变化．考点四带电体的力电综合问题解决该类问题的一般思路【思想方法与技巧】用对称法处理场强叠加问题对称现象普遍存在于各种物理现象和物理规律中，应用对称性不仅能帮助我们认识和探索某些基本规律，而且也能帮助我们去求解某些具体的物理问题．利用对称法分析解决物理问题，可以避免复杂的数学演算和推导，直接抓住问题的特点，出奇制胜，快速简便地求解问题．第二节电场能的性质【基本概念、规律】一、电场力做功和电势能1．电场力做功(1)特点：静电力做功与实际路径无关，只与初末位置有关．(2)计算方法①W＝qEd，只适用于匀强电场，其中d为沿电场方向的距离．②W AB＝qU AB，适用于任何电场．2．电势能(1)定义：电荷在电场中具有的势能，数值上等于将电荷从该点移到零势能位置时静电力所做的功．(2)静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电势能的减少量，即W AB＝E p A－E p B＝－ΔE p.(3)电势能具有相对性．二、电势、等势面1．电势(1)定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值．(2)定义式：φ＝E p q.(3)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因零电势点的选取不同而不同．2．等势面(1)定义：电场中电势相同的各点构成的面．(2)特点①在等势面上移动电荷，电场力不做功．②等势面一定与电场线垂直，即与场强方向垂直．③电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面．④等差等势面的疏密表示电场的强弱(等差等势面越密的地方，电场线越密)．三、电势差1．定义：电荷在电场中，由一点A移到另一点B时，电场力所做的功W AB与移动的电荷的电量q的比值．2．定义式：U AB＝W AB q.3．电势差与电势的关系：U AB＝φA－φB，U AB＝－U BA.4．电势差与电场强度的关系匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积，即U AB＝Ed.特别提示：电势和电势差都是由电场本身决定的，与检验电荷无关，但电场中各点的电势与零电势点的选取有关，而电势差与零电势点的选取无关．【重要考点归纳】考点一电势高低及电势能大小的比较1．比较电势高低的方法(1)根据电场线方向：沿电场线方向电势越来越低．(2)根据U AB＝φA－φB：若U AB＞0，则φA＞φB，若U AB＜0，则φA＜φB.(3)根据场源电荷：取无穷远处电势为零，则正电荷周围电势为正值，负电荷周围电势为负值；靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低．2．电势能大小的比较方法(1)做功判断法电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加(与其他力做功无关)．(2)电荷电势法正电荷在电势高处电势能大，负电荷在电势低处电势能大．考点二等势面与粒子运动轨迹的分析1．几种常见的典型电场的等势面比较电场等势面(实线)图样重要描述匀强电场垂直于电场线的一簇平面点电荷的电场以点电荷为球心的一簇球面等量异种点电荷的电场连线的中垂线上的电势为零等量同种正点电荷的电场连线上，中点电势最低，而在中垂线上，中点电势最高2.带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法(1)从轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合外力方向弯曲)，从而分析电场方向或电荷的正负；(2)结合轨迹、速度方向与静电力的方向，确定静电力做功的正负，从而确定电势能、电势和电势差的变化等；(3)根据动能定理或能量守恒定律判断动能的变化情况．考点三公式U＝Ed的拓展应用1．在匀强电场中U＝Ed，即在沿电场线方向上，U∝d.推论如下：(1)如图甲，C点为线段AB的中点，则有φC＝φA＋φB2.(2)如图乙，AB∥CD，且AB＝CD，则U AB＝U CD.2．在非匀强电场中U＝Ed虽不能直接应用，但可以用作定性判断．考点四电场中的功能关系1．求电场力做功的几种方法(1)由公式W＝Fl cos α计算，此公式只适用于匀强电场，可变形为W＝Eql cos α.(2)由W AB＝qU AB计算，此公式适用于任何电场．(3)由电势能的变化计算：W AB＝E p A－E p B.(4)由动能定理计算：W电场力＋W其他力＝ΔE k.注意：电荷沿等势面移动电场力不做功．2．电场中的功能关系(1)若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变．(2)若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变．(3)除重力、弹簧弹力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化．(4)所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化．3.在解决电场中的能量问题时常用到的基本规律有动能定理、能量守恒定律和功能关系．(1)应用动能定理解决问题需研究合外力的功(或总功)．(2)应用能量守恒定律解决问题需注意电势能和其他形式能之间的转化．(3)应用功能关系解决该类问题需明确电场力做功与电势能改变之间的对应关系．(4)有电场力做功的过程机械能不守恒，但机械能与电势能的总和可以守恒．【思想方法与技巧】E－x和φ－x图象的处理方法1．E－x图象(1)反映了电场强度随位移变化的规律．(2)E＞0表示场强沿x轴正方向；E＜0表示场强沿x轴负方向．(3)图线与x轴围成的“面积”表示电势差，“面积”大小表示电势差大小，两点的电势高低根据电场方向判定．2．φ－x图象(1)描述了电势随位移变化的规律．(2)根据电势的高低可以判断电场强度的方向是沿x轴正方向还是负方向．(3)斜率的大小表示场强的大小，斜率为零处场强为零．3.看懂图象是解题的前提，解答此题的关键是明确图象的斜率、面积的物理意义．第三节电容器与电容带电粒子在电场中的运动【基本概念、规律】一、电容器、电容1．电容器(1)组成：由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成．(2)带电量：一个极板所带电量的绝对值．(3)电容器的充、放电充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两板带上等量的异种电荷，电容器中储存电场能．放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中电场能转化为其他形式的能．2．电容(1)定义式：C＝Q U.(2)单位：法拉(F)，1 F＝106μF＝1012pF.3．平行板电容器(1)影响因素：平行板电容器的电容与正对面积成正比，与介质的介电常数成正比，与两极板间距离成反比．(2)决定式：C＝εr S4πkd，k为静电力常量．特别提醒：C＝QU⎝⎛⎭⎫或C＝ΔQΔU适用于任何电容器，但C＝εr S4πkd仅适用于平行板电容器．二、带电粒子在电场中的运动1．加速问题(1)在匀强电场中：W＝qEd＝qU＝12mv2－12mv2；(2)在非匀强电场中：W＝qU＝12mv2－12mv2.2．偏转问题(1)条件分析：不计重力的带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场．(2)运动性质：匀变速曲线运动．(3)处理方法：利用运动的合成与分解．①沿初速度方向：做匀速运动．②沿电场方向：做初速度为零的匀加速运动．特别提示：带电粒子在电场中的重力问题(1)基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或有明确的暗示以外，一般都不考虑重力(但并不忽略质量)．(2)带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确的暗示以外，一般都不能忽略重力．【重要考点归纳】考点一平行板电容器的动态分析运用电容的定义式和决定式分析电容器相关量变化的思路1．确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变．(1)保持两极板与电源相连，则电容器两极板间电压不变．(2)充电后断开电源，则电容器所带的电荷量不变．2．用决定式C ＝εr S 4πkd 分析平行板电容器电容的变化． 3．用定义式C ＝Q U分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化． 4．用E ＝U d分析电容器两极板间电场强度的变化． 5.在分析平行板电容器的动态变化问题时，必须抓住两个关键点：(1)确定不变量：首先要明确动态变化过程中的哪些量不变，一般情况下是保持电量不变或板间电压不变．(2)恰当选择公式：要灵活选取电容的两个公式分析电容的变化，还要应用E ＝U d，分析板间电场强度的变化情况．考点二 带电粒子在电场中的直线运动1．运动类型(1)带电粒子在匀强电场中做匀变速直线运动．(2)带电粒子在不同的匀强电场或交变电场中做匀加速、匀减速的往返运动．2．分析思路(1)根据带电粒子受到的电场力，用牛顿第二定律求出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的运动情况．(2)根据电场力对带电粒子所做的功等于带电粒子动能的变化求解．此方法既适用于匀强电场，也适用于非匀强电场．(3)对带电粒子的往返运动，可采取分段处理．考点三 带电粒子在电场中的偏转1．基本规律设粒子带电荷量为q ，质量为m ，两平行金属板间的电压为U ，板长为l ，板间距离为d (忽略重力影响)，则有(1)加速度：a ＝F m ＝qE m ＝qU md. (2)在电场中的运动时间：t ＝l v 0. (3)位移⎩⎪⎨⎪⎧ v x t ＝v 0t ＝l 12at 2＝y ， y ＝12at 2＝qUl 22mv 20d. (4)速度⎩⎪⎨⎪⎧v x ＝v 0v y ＝at ，v y ＝qUt md ， v ＝v 2x ＋v 2y ，tan θ＝v y v x ＝qUl mv 20d.2．两个结论(1)不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电场射出时的偏转角度总是相同的．证明：由qU 0＝12mv 20及tan θ＝qUl mdv 20得tan θ＝Ul 2U 0d. (2)粒子经电场偏转后，合速度的反向延长线与初速度延长线的交点O 为粒子水平位移的中点，即O 到电场边缘的距离为l 2. 3．带电粒子在匀强电场中偏转的功能关系：当讨论带电粒子的末速度v 时也可以从能量的角度进行求解：qU y ＝12mv 2－12mv 20，其中U y ＝U dy ，指初、末位置间的电势差． 【思想方法与技巧】带电粒子在交变电场中的偏转1．注重全面分析(分析受力特点和运动特点)，找到满足题目要求所需要的条件．2．比较通过电场的时间t 与交变电场的周期T 的关系：(1)若t ≪T ，可认为粒子通过电场的时间内电场强度不变，等于刚进入电场时刻的场强．(2)若不满足上述关系，应注意分析粒子在电场方向上运动的周期性．对称思想、等效思想在电场问题中的应用一、割补法求解电场强度由于带电体不规则，直接求解产生的电场强度较困难，若采取割或补的方法，使之具有某种对称性，从而使问题得到简化．二、等效法求解电场中的圆周运动1.带电粒子在匀强电场和重力场组成的复合场中做圆周运动的问题是一类重要而典型的题型．对于这类问题，若采用常规方法求解，过程复杂，运算量大．若采用“等效法”求解，则过程往往比较简捷．2.等效法求解电场中圆周运动问题的解题思路：(1)求出重力与电场力的合力F 合，将这个合力视为一个“等效重力”．(2)将a ＝F 合m视为“等效重力加速度”． (3)将物体在重力场中做圆周运动的规律迁移到等效重力场中分析求解．。
2018版高考物理配套课件：第九章 第3讲 交变电流
第九章 电磁感应 交变电流(加试)第3讲 交变电流考试标准知识内容必考要求加试要求说明交变电流 c 1.不要求知道交流发电机各部分的名称.2.不要求推导交流电动势的瞬时值表达式.3.不要求计算线圈在磁场中转动时的电动势.4.不要求证明正弦式交变电流有效值与峰值之间的关系.描述交变电流的物理量 c 电感和电容对交变电流的影响b 变压器c 电能的输送c实验15：探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系√知识内容必考要求加试要求说明交变电流 c 5.不要求计算方波等其他交变电流的有效值.6.不要求知道感抗、容抗的概念.7.不要求分析、计算两个及以上副线圈和有两个磁路的变压器问题.8.不要求计算同时涉及升压、降压的输电问题.描述交变电流的物理量 c 电感和电容对交变电流的影响b 变压器c 电能的输送c实验15：探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系√内容索引加试考点自清加试题型突破课时训练加试考点自清一、交变电流1.产生：线圈绕 方向的轴匀速转动.2.两个特殊位置的特点：(1)线圈平面与中性面重合时，S ⊥B ，Φ最 ， ＝ ，e ＝0，i ＝0，电流方向将发生改变.(2)线圈平面与中性面垂直时，S ∥B ，Φ＝ ， 最 ，e 最大，i 最大，电流方向不改变.3.电流方向的改变：线圈通过中性面时，电流方向发生改变，一个周期内线圈两次通过中性面，因此电流的方向改变次. 考点逐项排查1答案垂直于磁场大0大两0二、交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较物理量物理含义重要关系适用情况及说明瞬时值交变电流某一时刻的值从中性面开始计时e＝E m sin ωti＝I m sin ωt计算线圈某时刻的受力情况峰值最大的瞬时值E m＝nBSωI m＝讨论电容器的击穿电压有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值(只适用于正弦式交变电流)①计算与电流的热效应有关的量(如电功、电功率、电热等)②电气设备“铭牌”上所标的一般是有效值③保险丝的熔断电流为有效值④交流电压表和电流表的读数为有效值平均值某段时间内感应电动势或电流的平均值计算通过电路横截面的电荷量三、电感和电容对交变电流的影响1.电感器对交变电流的阻碍作用(1)感抗：电感器对交变电流作用的大小.(2)影响因素：线圈的自感系数越大，交流的频率越 ，感抗越大.(3)感抗的应用答案类型区别 低频扼流圈高频扼流圈自感系数较大较小感抗大小较大较小作用通直流、阻交流通低频、阻高频阻碍高2.电容器对交变电流的阻碍作用(1)容抗：电容器对交变电流阻碍作用的大小.(2)影响因素：电容器的电容越，交流的频率越高，容抗越小.(3)作用：“通流，隔 流；通 频，阻 频”.大交直高低四、变压器1.原理电流磁效应、 .2.基本关系式(1)功率关系： .(2)电压关系：________.(3)电流关系：只有一个副线圈的 .电磁感应P 入＝P 出3.几种常用的变压器(1)自耦变压器——调压变压器.电压互感器：用来把 变成.电流互感器：用来把变成 .(2)互感器高电压低电压大电流小电流五、电能的输送1.输电过程(如图1所示)2.输电导线上的能量损失：主要是由输电线的电阻发热产生的，表达式为Q ＝ .3.电压损失：(1)ΔU ＝U －U ′；(2)ΔU ＝.4.功率损失：(1)ΔP ＝P －P ′；图1I 2Rt IR[深度思考]判断下列说法是否正确.(1)变压器不但可以改变交流电压，也可以改变直流电压.( )(2)理想变压器的基本关系式中，电压和电流均为有效值.( )(3)高压输电的目的是增大输电的电流.()(4)在输送电压一定时，输送的电功率越大，输送过程中损失的功率越小.()(5)变压器原线圈的电流由副线圈中的电流决定.()×××√√512342必考题组专练1.(多选)图中表示交变电流的是( )√√2.(多选)关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，下列说法中正确的是( )A.线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次，感应电动 势的方向不变B.线圈每转动一周，感应电流的方向改变两次C.线圈平面每经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都改变一次D.线圈每转动一周，感应电动势和感应电流的方向都改变一次√√3.(多选)如图2所示，当交流电源的电压(有效值)U ＝220 V ，频率f ＝50 Hz 时，三只灯泡L 1、L 2、L 3的亮度相同(L 无直流电阻)，若将交流电源的频率变为f ＝100 Hz ，则( )A.L 1灯比原来亮B.L 2灯比原来亮C.L 3灯和原来一样亮D.L 3灯比原来亮图2√√4.可以将电压升高供给家用电灯的变压器是( )5.要减少电能输送时的损失，下列说法中正确的是( )A.降低输电电压B.把输电导线埋于地下√C.提高输电电压D.增大输电导线中的电流加试题型突破例1 (多选)如图3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 W B.线圈中感应电流的有效值为2 A C.任意时刻线圈中的感应电动势为e ＝D.任意时刻穿过线圈的磁通量为命题点一 交变电流的产生和描述图3√√1.一个照明电灯，其两端允许的最大电压为311 V.当它接入220 V 的照明电路时，这盏灯( )A.将不亮 B.灯丝将烧断C.只能暗淡发光D.能正常发光[题组阶梯突破]√解析 220 V 的照明电路其有效值为220 V ，最大值为311 V ，正好适合.2.(多选)如图4所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒定的角速度ω转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，则在 这段时间内( )A.线圈中的感应电流一直在减小B.线圈中的感应电流先增大后减小C.穿过线圈的磁通量一直在减小D.穿过线圈的磁通量的变化率一直在减小图4√√3.(多选)某小型发电机产生的交变电动势为e ＝50·sin 100πt (V).对此电动势，下列表述正确的有( )A.最大值是 V B.频率是100 Hz C.有效值是 V D.周期是0.02 s√√解析 交变电动势e ＝E m sin ωt ＝50sin 100πt (V)，4.(多选)(2016·1月浙江部分重点中学高二上期末)如图5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象如图乙中曲线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25 HzD.曲线b表示的交变电动势有效值为10 V√√图55.(多选)图6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象如图乙所示.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√√图6例2 如图7所示，理想变压器的原线圈接有交变电压U，副线圈接有光敏电阻R1(光敏电阻随光照强度增大而减小)、定值电阻R2.则( )A.仅增强光照时，原线圈的输入功率减小B.仅向下滑动P时，R2两端的电压增大C.仅向下滑动P时，R2消耗的功率减小D.仅增大U时，R2消耗的功率减小√命题点二 变压器和电能的输送图76.如图10所示，一只理想变压器的原线圈有55匝，副线圈有1 100匝，若把原线圈接到10 V 的电池组上，则副线圈的输出电压是( )A.200 V B.20 VC.0.5 VD.0[题组阶梯突破]√图107.(2016·江苏单科·4)一自耦变压器如图11所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈.通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈，在a、b间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2，在将滑动触头从M点顺时针转到N点的过程中( )A.U2>U1，U2降低B.U2>U1，U2升高√C.U2<U1，U2降低D.U2<U1，U2升高图118.(多选)远距离送电，已知升压变压器输出电压为U1，功率为P，降压变压器的输入电压为U2，输电线的电阻为R，输电线上电压为U，则线可用下面哪几种方法计算( )线路损耗的热功率P损√√9.远距离输送一定功率的交流电，若输送电压升高为原来的n倍，关于输电线上的电压损失和功率损失正确的是( )√A.输电线上的电功率损失是原来的B.输电线上的电功率损失是原来的C.输电线上的电压损失是原来的D.输电线上的电压损失是原来的10.(多选)某小型水电站的电能输送示意图如图12所示，发电机通过升压变压器T 1和降压变压器T 2向用户供电.已知输电线的总电阻为R ＝10 Ω，降压变压器T 2原、副线圈匝数之比为4∶1，降压变压器副线圈两端交变电压 sin 100πt V ，降压变压器的副线圈与滑动变阻器组成闭合电路.若将变压器视为理想变压器，当负载R 0＝11 Ω时( )A.通过R 的电流有效值是20 AB.升压变压器的输入功率为4 650 WC.当负载R 0增大时，发电机的输出功率减小D.发电机中电流变化的频率为100 Hz√图12√命题点三 实验15：探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系1.实验目的探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系.2.实验原理原线圈通过电流时，铁芯中产生磁场，由于交变电流的大小和方向都在不断变化，铁芯中的磁场也在不断的变化，变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，副线圈中就存在输出电压.本实验通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压与匝数的关系.3.实验器材两只多用电表(或两只交直流数字电压表)、学生电源(低压交流电源)、开关、可拆变压器、导线若干.4.实验步骤(1)按如图13所示连接好电路图，将两个多用电表调到交流电压挡，并记录两个线圈的匝数.(2)打开学生电源，读出电压值，并记录在表格中.(3)保持匝数不变多次改变输入电压，记录下每次的两个电压值.(4)保持电压、原线圈的匝数不变，多次改变副线圈的匝数，记录下每次的副线圈匝数和对应的电压值.图135.数据记录与处理次序n1(匝)n2(匝)n1∶n2U1(V)U2(V)U1∶U21234 6.结论原、副线圈的电压比与原、副线圈的匝数比相等.7.误差分析(1)实际变压器存在各种损耗.(2)交流电表的读数存在误差.8.注意事项(1)在改变学生电源电压、线圈匝数前均要先断开开关，再进行操作.(2)为了人身安全学生电源的电压不能超过12 V，不能用手接触裸露的导线和接线柱.(3)为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量.例3 在“探究变压器两个线圈的电压关系”的实验中，操作步骤如下：①将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上；②闭合电源开关、用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压；③将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上，另一个作为副线圈，接上小灯泡；④将原线圈与副线圈对调，重复以上步骤.(1)以上操作的合理顺序是________(只填步骤前数字序号)；图14①③②④ (2)如图14所示，在实验中，两线圈的匝数n1＝1 600，n2＝400，当将n1做原线圈时，U1＝16 V，副线圈两端电压U2＝4 V；原线圈与副线圈对调后，当U1′＝8 V时，U2′＝32 V，那么可初步确定，变压器两个线圈的电压U1、U2与线圈匝数n1、n2的关系是________.图1411.如图15所示是“探究变压器两个线圈的电压关系”的实验装置，下列说法正确的是( )A.与灯泡连接的线圈叫原线圈B.测量变压器输出电压要用直流电压表C.若只增加副线圈的匝数，变压器的输出电压变大D.若只增加副线圈的匝数，变压器的输出电压变小[题组阶梯突破]√图15课时训练1.(2016·舟山市联考)处在匀强磁场中的矩形线圈abcd，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与ab边垂直.在t＝0时刻，线圈平面与纸面重合(如图1所示)，线圈的cd边离开纸面向外运动.若规定a→b→c→d→a方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电流i随时间t变化的图线是( )图1√2.做“探究变压器两个线圈的电压关系”实验时，原线圈接在学生电源上，用多用电表测量副线圈的电压，下列操作正确的是( )A.原线圈接直流电压，电表用直流电压挡B.原线圈接交流电压，电表用直流电压挡C.原线圈接直流电压，电表用交流电压挡√D.原线圈接交流电压，电表用交流电压挡3.(2016·台州市联考)如图2所示是“探究变压器两个线圈的电压关系”的实验示意图，a 线圈接交流电源，b 线圈接交流电压表，在实验过程中( )A.只增加b 线圈的匝数，电压表的示数一定增大B.只增加a 线圈的匝数，电压表的示数一定增大C.同时增加a 、b 两线圈的匝数，电压表的示数一定增大D.只改变a 线圈两端的电压，电压表的示数不变√图24.在匀强磁场中一矩形金属线框绕与磁感线垂直的轴匀速转动，如图3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 VD.线框产生的交变电动势频率为100 Hz √解析 由图象知，该交变电流电动势峰值为311 V ，交变电动势频率为f ＝50 Hz ，C 、D 错；t ＝0.005 s 时，e ＝311 V ，磁通量变化最快，t ＝0.01 s 时，e ＝0，磁通量最大，线框处于中性面位置，A 错，B 对.图35.如图4，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 ＝ 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 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 √图46.(多选)(2015·天津理综·6)如图5所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q 来调节，在副线圈两端连接了定值电阻R 0和滑动变阻器R ，P 为滑动变阻器的滑动触头.在原线圈上加一电压为U 的正弦交流电，则( )A.保持Q 的位置不动，将P 向上滑动时，电流表读数变大B.保持Q 的位置不动，将P 向上滑动时，电流表读数变小C.保持P 的位置不动，将Q 向上滑动时，电流表读数变大D.保持P 的位置不动，将Q 向上滑动时，电流表读数变小√√图57.某发电站用交变电压远距离输电，在输送功率不变的前提下，若输电电压降低为原来的0.9倍，则下面说法正确的是( )A.因I＝ ，所以输电线上的电流减为原来的0.9倍√B.因I＝ ，所以输电线上的电流增为原来的 倍C.因P＝ ，所以输电线上损失的功率为原来的0.92倍D.若要使输电线上损失的功率不变，可将输电线的电阻减为原来的0.9倍8.(多选)如图6所示，在远距离输电过程中，若保持原线圈的输入功率不变，下列说法正确的是( )A.升高U 1会减小输电电流I 2B.升高U 1会增大线路的功率损耗C.升高U 1会增大线路的电压损耗D.升高U 1会提高电能的利用率√图6√。
高考物理电磁学知识点之交变电流难题汇编含答案解析(4)
高考物理电磁学知识点之交变电流难题汇编含答案解析(4)一、选择题1．如图所示，理想变压器的原线圈接在122sin100Vu tπ=（）的交流电源上，副线圈接R=的负载电阻，原、副线圈的匝数之比为31∶。
电流表、电压表均为理想电表。
有10Ω则（）A．电压表的示数为12V B．电流表的示数为0.4AC．变压器输出交流电的周期为50s D．变压器的输入功率为1.6W2．一只电阻分别通过四种不同形式的电流，电流随时间变化的情况如图所示，在相同时间内电阻产生的热量最大的是（）A．B．C．D．3．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．如图是交流发电机的示意图，匀强磁场方向水平向右，磁感应强度为B ，线圈ABCD 从图示位置（中性面）开始计时，绕垂直于磁场方向的轴OO ′逆时针匀速转动。
已知转动角速度为ω，线圈ABCD 的面积为S ，匝数为N ，内阻为r ，外电路总电阻为R （包括滑环和电刷的接触电阻和电表电阻），规定线圈中产生的感应电流方向沿ABCD 为正方向，下列说法正确的是（ ）A ．线圈产生感应电动势的瞬时值为02sin e NB S t ωω= B ．电路中产生的电流有效值为022()NB S I R r ω=+C ．外电路的电压峰值为02m NB S RU R rω=+D ．1秒内线圈中电流方向改变2ωπ次 5．如图所示为某住宅区的应急供电系统，由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成．发电机中矩形线圈所围的面积为S ，匝数为N ，电阻不计，它可绕水平轴OO′在磁感应强度为B 的水平匀强磁场中以角速度ω匀速转动．矩形线圈通过滑环连接降压变压器，滑动触头P 上下移动时可改变输出电压，R 0表示输电线的电阻．以线圈平面与磁场平行时为计时起点，下列判断正确的是A ．若发电机线圈某时刻处于图示位置，变压器原线圈的电流瞬时值为零B ．发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为e = NBSω sinωtC ．当用电量增加时，为使用户电压保持不变，滑动触头P 应向上滑动D ．当滑动触头P 向下移动时，变压器原线圈两端的电压将升高6．如图所示的电路中，变压器为理想变压器，电流表和电压表为理想电表，R 0为定值电阻，在a 、b 端输入正弦交流电，开关S 闭合后，灯泡能正常发光，则下列说法正确的是（ ）A ．闭合开关S ，电压表的示数变小B ．闭合开关S ，电流表的示数变小C ．闭合开关S 后，将滑动变阻器的滑片P 向下移，灯泡变亮D ．闭合开关S 后，将滑动变阻器的滑片P 向下移，电流表的示数变小7．如图所示，N 匝矩形导线框以角速度ω绕对称轴OO '匀速转动，线框面积为S ，线框电阻、电感均不计，在OO '左侧有磁感应强度为B 的匀强磁场，外电路接有电阻R ，理想电流表A ，则：（ ）A ．从图示时刻起，线框产生的瞬时电动势为sin e NB S t ωω= B ．交流电流表的示数24I NBS Rω=C ．R 两端电压的有效值2U NBS ω=D ．一个周期内R 的发热量()2NBS Q Rπω=8．矩形线框与理想电流表、理想变压器、灯泡连接电路如图甲所示．灯泡标有“36 V 40 W ”的字样且阻值可以视作不变，变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1，线框产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示．则下列说法正确的是( )A ．图乙电动势的瞬时值表达式为e ＝36 sin (πt)VB ．变压器副线圈中的电流方向每秒改变50次C ．灯泡L 恰好正常发光D ．理想变压器输入功率为20 W9．如图所示，一理想变压器原线圈接在电压恒为U 的交流电源上，原线圈接入电路的匝数可通过调节触头P 进行改变，副线圈、电阻箱R 和定值电阻R 1以及理想交流电流表连接在一起。
2018年高考物理一轮(课标通用)复习课件-专题12 交变电流 (共70张PPT)
考点35
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试做真题
高手必备
萃取高招
对点精练
【答案】 D 根据题意知,转子转动的角速度 ω=10π rad/s,又 ω=2πf, 则该交变电流的频率 f=5 Hz,A 项错误;该交变电流电动势最大值 Em=10 2 V,则有效值 E=
E E������ =10 2
V,B 项错误;根据欧姆定律可得,电路
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【解析】 由题图乙可知,t=0.005 s 时,感应电动势最大,线框的磁 通量变化率最大,A 错误;t=0.01 s 时感应电流为零,故线框平面处于 中性面位置,B 正确;交变电压的最大值为 311 V,故有效值 E=
跟交变电流的 U ������ U= 有效 2 热效应等效的 I ������ 值 I= (只适用于正 恒定电流的值 2 弦式交变电流)
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物理 物理含义 量 交变电流图象中 平均 图线与时间轴所 值 围的面积与时间 的比值
重要关系 E=BLv E=n ������t
A.12 V B.4 10 V C.15 V D.8 5 V
【答案】 B 设该交变电流的有效值为 I,根据电流的有效值的规律 和焦耳定律可得,I2RT=2(I1 2 Rt1+I2 2 Rt2),根据图象可知,T=1 s,t1=0.4 s,t2=0.1 s,解得,I=0.4 0.1 A,电阻两端电压的有效值 U=IR=4 10 V,B 项正确。
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2.交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较
人教版2018最新版本高考物理一轮复习同步课件：10_交变电流PPT课件
第十章 交变电流
考纲展示 要求 Ⅰ
传感器
复习定位
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
Ⅰ
3.理想变压器
4.远距离输电
Ⅱ
Ⅰ
实验十一：传感器的简单使用
2018/3/1
1.本章考题贴近生活，与生产实际联系紧 密，多以发电机为载体，综合考查交变 电流的产生及描述，变压器以及远距离 输电等多个考点，多以选择题形式出 现，题目难度中等． 2．本章的复习应抓住以下四点： (1)交变电流的产生及其各物理量的变 化规律，应用交流电的图象解决问题． (2)理想变压器原、副线圈中电流、电 压、功率之间的关系应用，变压器动 态变化的分析方法． (3)远距离输电的原理和相关计算． (4)传感器的简单使用，能够解决与科 技、社会紧密结合的问题．
最大值
最大的瞬时值
2018/3/1
对正(余)弦式交流电： ①计算与电流热效应相关 的量，如功、功率、热量 等；②交流电表的测量 值；③电气设备所标注的 额定电压、额定电流；④ 保险丝的熔断电流
跟交变电流的热效 有效 应等效的恒定电流 值 值
非正弦式交流电：
交变电流图象中图 平均 线与时间轴围成面 值 积与时间的比值
2018/3/1
2．下图中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速转动， 不能产生正弦式交变电流的是( )
2018/3/1
3．一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生 的 交 变 电 动 势 e ＝ 220 2 sin 100 π t(V) ， 那 么 ( ) A．该交变电流的频率是 100 Hz B．当 t＝0 时，线圈平面恰好位于中性面 1 C．当 t＝ s 时，e 有最大值 100 D．该交变电流电动势的有效值为 220 2 V
人教版高考物理一轮总复习课后习题 第12单元交变电流 电磁振荡 电磁波 传感器 交变电流的产生及描述
第十二单元交变电流电磁振荡电磁波传感器作业30交变电流的产生及描述A组基础达标微练一交变电流的产生1.(浙江金华十二校联考)以下四种情境中产生正弦式交变电流的是( )A.图甲中矩形线圈绕与匀强磁场方向垂直的中心轴OO'沿顺时针方向转动B.图乙中矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中,线圈按图示方向绕轴线OO'匀速转动C.图丙中圆柱形铁芯上沿轴线方向绕有矩形线圈abcd,铁芯绕轴线以角速度ω转动D.图丁中矩形线圈绕与匀强磁场方向平行的中心轴OO'转动2.(浙江绍兴期末)手摇式交流发电机结构如图所示,灯泡L与交流电流表A串联后通过电刷、滑环与矩形线圈相连。
摇动手柄,使线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴OO'逆时针匀速转动,从t=0时刻开始,线圈中的磁通量变化如图乙所示,下列说法正确的是( )A.t1时刻线圈中电流最大B.t3时刻通过电流表的电流改变方向C.t3时刻线圈所在平面和磁场平行D.线圈转速变快,交变电流周期将变大微练二交变电流有效值的理解与计算3.某一线圈通过的交变电流的电流—时间关系图像前半个周期为正弦如图所示,则一个周期内该电流的有效值为( )式波形的12A.32I 0B.√52I 0C.√32I 0D.52I 04.(浙江6月选考)如图所示,虚线是正弦式交变电流的图像,实线是另一交变电流的图像,它们的周期T 和最大值U m 相同,则实线所对应的交变电流的有效值U 满足( )A.U=U m 2B.U=√2U m2 C.U>√2U m2D.U<√2U m2微练三 交变电流四值的应用5.(多选)如图甲所示,将阻值为R=5 Ω的电阻接到内阻不计的正弦式交变电源上,电流随时间变化的规律如图乙所示,电流表串联在电路中测量电流的大小。
下列说法正确的是( )A.电阻R 两端电压变化规律的函数表达式为u=2.5sin 200πt VB.电阻R 消耗的电功率为1.25 WC.如图丙所示,若此交变电流由一矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生,当线圈的转速提升一倍时,电流表的示数为1 AD.这一交变电流与图丁所示电流比较,其有效值之比为√226.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Φ与时间t 的关系图像如图所示。
2018届高考物理一轮总复习专题11交变电流专题热点综合课件
• 【答案】D
【解析】由“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”知线圈产生正弦交流电．矩形线圈产生感应电动势的最大值
为 2Ne0，又“不计线圈电阻”，故发电机输出电压的最大值等于 2Ne0，有效值是
最大值的
1 ，选项 2
D
ห้องสมุดไป่ตู้对．
• 考向2 变压器和远距离输电
专题热点综合
•知识结构 ·思维导图
•热点考向 ·真题考法
考向 1 交变电流的产生和描述 1．[对交变电流的产生和有效值的考查](多选)(2016 年新课标Ⅲ卷)如图所示， M 为半圆形导线框，圆心为 OM；N 是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为 ON； 两导线框在同一竖直面(纸面)内；两圆弧半径相等；过直线 OMON 的水平面上方有 一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面．现使线框 M，N 在 t＝0 时从图示位置开始， 分别绕垂直于纸面、且过 OM 和 ON 的轴，以相同的周期 T 逆时针匀速转动，则( ) A．两导线框中均会产生正弦交流电 B．两导线框中感应电流的周期都等于 T C．在 t＝T8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
• A．2
B．3
• C．4
D．5
• 【答案】B
【解析】开关断开时，原、副线圈的电流比II2＝nn21，通过 R2 的电流 I2＝Inn21， 副线圈的输出电压 U2＝I2(R2＋R3)＝5nIn21，由UU12＝nn12可得原线圈两端的电压 U1＝ 5Inn122，则 U＝U1＋IR1＝5Inn212＋3I；开关闭合时，原、副线圈的电流比I′4I2＝nn21， 通过 R2 的电流 I′2＝4nIn2 1，副线圈的输出电压 U′2＝I′2R2＝4nIn2 1，由UU′′12＝nn12可 得原线圈两端的电压 U′1＝4Inn212，则 U＝U′1＋4IR1＝4Inn122＋12I，解得nn12＝3， 选项 B 正确．
2018年高考物理课标Ⅲ专用复习专题测试：专题十二 交变电流 共72张 精品
A.电压表V1示数增大 B.电压表V2、V3示数均增大 C.该变压器起升压作用
D.变阻器滑片是沿c d的方向滑动 答案 D 变压器输入电压不变,原、副线圈的匝数比不变,故原、副线圈两端的电压不变,即电
压表V1、V2示数不变,选项A、B均错误;I1、I2增加,则副线圈电路中总电阻减小,故变阻器滑片应 沿c d方向滑动,选项D正确;由原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率P入=P出知,调节滑动变
E 2 ·T=8π2 J,D正确。
R
疑难突破
①由E=n
Φ t
知Φ随时间按正弦规律变化,则E随时间按余弦规律变化。②电流改变
方向的时刻在E=0时刻,即Φ最大时刻。③计算电流产生的焦耳热应使用电动势的有效值。
2.(2017北京理综,16,6分)如图所示,理想变压器的原线圈接在u=220 2 sin 100πt(V)的交流电源 上,副线圈接有R=55 Ω的负载电阻,原、副线圈匝数之比为2∶1,电流表、电压表均为理想电 表。下列说法正确的是 ( )
A。本题中电压表、电流表的读数为有效值,故B项正确,C项错
误;原线圈输入功率P1=U1I1=220
W,A项错误;交流电的周期T=
2 ω
=
2 100
s=0.02 s,D项错误。
易错点拨 交流电的最大值与有效值
1.在正弦交流电中,U= Um 。
2
2.在交流电路中,电表的读数为有效值。
3.(2016天津理综,5,6分)如图所示,理想变压器原线圈接在交流电源上,图中各电表均为理想电 表。下列说法正确的是 ( )
阻器前I1n1=I2n2,调节滑动变阻器后I1'n1=I2'n2,联立得(I1'-I1)n1=(I2'-I2)n2,即ΔI1n1=ΔI2n2,
课标Ⅲ专用2018年高考物理总复习必考部分专题十二交变电流习题课件20170921327
A.U=66 V,k=
1 9 1 D.U=22 V,k= 3
B.U=22 V,k=
答案 A
1 2 设原线圈中电流为I,由 = 知副线圈中的电流I2=3I,由题意知副线圈中电阻两端的
I I2
n n1
电压U=3IR,则原线圈回路中R两端的电压UR=IR= ,原线圈两端的电压U1=3U,由闭合电路中电 压关系可知U1+UR=220 V,即3U+ =220 V,U=66 V,原线圈回路中电阻消耗的功率P1=I2R,副线圈
A.副线圈中的电流比为1∶2 B.副线圈输出功率比为2∶1 C.副线圈的接入匝数比为2∶1 D.原线圈输入功率比为1∶2
答案 C 电阻丝的阻值R可认为不变,由欧姆定律I= 可知副线圈中的电流取决于副线圈的输
U 22 出电压,故调节前后副线圈中电流之比为2∶1,A错误;再由P2=I2U2或P2= 可知副线圈的输出功 R
答案 AD
由Φ-t图可知,t=0时,Φ=0,则线圈平面平行于磁感线,选项A正确;t=1 s时Φ=0,此时电
2 T
动势最大,t=0.5 s和t=1.5 s时,Φ最大,此时电动势为0,电流改变方向,选项B、C错误;交流电电动 势的最大值Em=nBSω=nΦm =4π V,有效值E= Em=2 2 π V,一个周期内线圈产生的热量Q=
U R
率之比应为4∶1,B错误;而理想变压器输入功率总是等于输出功率,故原线圈的输入功率之比也
2 1 为4∶1,D错误;因原线圈的输入电压U1、匝数n1恒定,故由电压关系 = 可知副线圈的接入匝
U n1
U n2
数比为2∶1,C正确。
8.(2015江苏单科,1,3分)一电器中的变压器可视为理想变压器,它将220 V交变电流改变为110 V。已知变压器原线圈匝数为800,则副线圈匝数为 ( A.200 B.400 C.1 600 D.3 200
2018版高考物理全国专用大二轮总复习与增分策略课件 专题十八交变电流
3.功率损失 (1)ΔP＝P－P′.
(2)ΔP＝
I2R
U－U′2 ＝R.
4.输送电流 (1)I＝UP.
U－U′ (2)I＝ R .
答案
加试基础练
12345
1.(多选)图中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速转动， 能产生正弦式交变电流的是( )
√
√
√
解析 选项C情况下，穿过线圈的磁通量始终为零，不能产生正弦式交 变电流，而A、B、D情况均可产生.
解析
12345
5.输电线的电阻共计为r，输送的电功率为P，用电压U送电，则用户能
得到的电功率为( ) A.P
√B.P－UP22r
C.P－Ur 2
P2 D.U2r
解析 输电电流 I＝UP，输电线上的损失功率 P′＝I2r＝UP22r，
用户得到的功率 P 用＝P－P′＝P－UP22r，故本题只有 B 正确.
减小电流，必须提高电压.
(3)输电线路功率损失的计算方法 ①P损＝P－P′，P为输送的功率，P′为用户所得功率. ②P损＝I线2R线，I线为输电线路上的电流，R线为线路电阻. ③P损＝ΔRU线2 ，ΔU为在输电线路上损失的电压，R线为线路电阻. ④P损＝ΔUI线，ΔU为在输电线路上损失的电压，I线为输电线路上的电流.
＝
1 2Um ，I＝
1 2Im .
答案
三、电感和电容对交变电流的影响 1.电感器对交变电流的阻碍作用 (1)线圈的自感系数越大，交流的频率越高，对交变电流的阻碍作用越大. (2)电感器的应用
类型 区别
自感系数
低频扼流圈 较大
高频扼流圈 较小
阻碍作用
较大
较小
应用
通 直 流、阻 交 流 通 低 频、阻 高 频
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最新高三一轮复习单元过关检测卷—物理
交变电流
考试时间：100分钟；满分：100分
班级姓名 .
第I卷（选择题）
一、单项选择题（本题共7道小题，每小题4分，共28分）
500kW，测得安装在输电线路
起点和终点的电能表一昼夜读数相差4800kWh，下列说法正确的是（）
A. 输送电流为12A
B. 用户得到的功率为400Kw
C. 输电效率为60%
D. 输电导线的电阻为86.4Ω
2.如图所示，在理想变压器输入端AB间接入220V正弦交流电，变
压器原线圈n1=110匝，副线圈n2=20匝，O为副线圈中间抽头，
D1、D2为理想二极管，阻值R=20Ω，则R上消耗的热功率为
（）
A. 10W
B. 20W
C. 40W
D. 80W
3.一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶1，原线圈与正弦交变电源连接，输入电
压u随时间t的变化规律如图所示，副线圈仅接入一个R=20 Ω的电阻，则
A．流过电阻R的最大电流是1.0 A
B．变压器的输入功率是40W
C．与电阻R并联的电压表的示数是20 V
D．在1秒内电流方向改变50次
4.如图甲所示，一理想变压器的原线圈串联一电流表，并接在有效值为220V的交流电源上，副线圈利用导线通过滑动变阻器和小灯泡串联，其中滑动变阻器接入电路部分的电阻
010
R=Ω
，小灯泡的电压
5
L
R=Ω
，如图甲所示；现用示波器测出小灯泡两端的电压变
化图象如图乙所示，则下列说法正确的是（）
A ．交变电流的频率为100Hz
B ．原副线圈的匝数比
12:10:1n n =
C ．电流表的读数 1.32I A =
D ．滑动变阻器的触头向右滑动，变压器的输入功率增大
5.（单选题）如图所示，图（a ）中的变压器是一理想变压器，其输出端输出电
压信号如图（b ）所示（图线为正弦曲线），电路中电阻R ＝55 Ω，图中交流电流表、交流电压表为理想电表，其中电流表A 1与电流表A 2的读数之比为1∶4，下列说法中正确的是
（ ）
A ．电压表V 1的示数为880 V
B ．电压表V 2的示数为220 2 V
C ．原线圈输入功率为220 W
D ．原线圈中交变电压的频率为100 Hz
6.（单选题）一交流电流的图象如图所示，由图可知（ ）
A ．用电流表测该电流其示数为14.1 A
B ．该交流电流的频率为50Hz
C ．该交流电流通过10Ω电阻时，电阻消耗的电功率为1000 W
D ．该交流电流瞬时值表达式为i ＝14.1sin314t A
7.如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5，原线圈两端的交变电压为u ＝
πt(V)．氖泡在两端电压达到100 V 时开始发光，下列说法中正确的有(
)
A ．开关接通后，氖泡的发光频率为200 Hz
B ．开关接通后，电压表的示数为2100 V
C ．开关断开后，电压表的示数变大
D ．开关断开后，变压器的输出功率不变
二、多项选择题（本题共5道小题，每小题6
分，共30分，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错得得0分）
3∶1，L1、L2、L3为三只规格均为“9V 6W ”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端接入如图乙所示的交变电压，则以下说法中正确的是：（ ）
A ．电流表的示数为2A
B ．电压表的示数为V
C ．副线圈两端接入耐压值为9V 的电容器能正常工作
D ．变压器副线圈中交变电流的频率为50Hz
9.一理想自耦变压器的原线圈接有正弦交变电压如图甲所示，副线圈接有可调电阻R ，触头P 与线圈始终接触良好，如图乙所示，下列判断正确的是
A ．交变电源的电压u 随时间t 变化的规律是u ＝U0cos100πtV
B ．若仅将触头P 向A 端滑动，则电阻R 消耗的电功率增大
C ．若仅使电阻R 增大，则原线圈的输入电功率增大
D ．若使电阻R 增大的同时，将触头P 向B 端滑动，则通过A 处的电流一定增大
10.如图甲所示为一自耦变压器，变压器的原线圈AB 端输入电压如图乙所示，副线圈电路中定值电阻
011R =Ω，电容器C 的击穿电压为22V ，移动滑片P 使电容器刚好不会被击
穿，所有电表均为理想电表，下列说法正确的是
A ．电压表的示数为220V
B ．原副线圈的匝数比为10：1
C ．电流表的示数等于通过电阻R0的电流
D ．原线圈AB 端输入电压的变化规律为u=311sin100πtV 11.小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速
转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系如图所示．此线圈与一个R=9Ω的电阻构成闭合电路，线圈自身的电阻r=1Ω，下列说法正确的是 A ．交变电流的周期为0.2s B ．交变电流的频率为2.5Hz
C ．发电机输出电压的有效值为
D ．发电机输出的电功率为18W
12.如图所示，理想变压器的副线圈上，通过输电线连接两只灯泡
1L 和2L ，输电线的等效电阻为R ，原线圈
输入恒定的交变电压．开始时，开关S 断开，当开关S 闭合时，以下说法正确的有
A ．等效电阻R 的电压增加
B ． 通过灯泡
1L 的电流增加
C ．副线圈输出的电压增加
D ．原线圈输入的功率增加
第II 卷（非选择题）
三、计算题（本题共4道小题, ,共42分）
17个省（区、市、兵团）不同程度受灾。
尤其是雪灾天气造成输电线被厚厚的冰层包裹（如图14甲），使相邻两个铁塔间的拉力大大增加，导致铁塔被拉倒、压塌（如图14乙），电力设施被严重损毁，给这些地方群众的生产生活造成了极大不便和巨大损失。
当若干相同铁塔等高、等距时，可将之视为如图所示丙的结构模型。
已知铁塔（左右对称）质量为m ，塔基宽度为d 。
相邻铁塔间输电线的长度为L ，其单位长度的质量为0m ，输电线顶端的切线与竖直方
向成q 角。
已知冰的密度为
r ，设冰层均匀包裹输电线上，且冰层的横截面为圆形，其半
径为R(输电线的半径可忽略)求
(l)因为冰层包裹，每个铁塔塔尖所受的压力将比原来增大多少？ (2)被冰层包裹后，输电线在最高点、最低点的张力
14.如图，有一矩形线圈，面积为S ，匝数为N ，内阻为r ，绕OO ’轴在匀强磁场B 中，以角速度 做匀速转动，线圈外面接一个阻值为R 的电阻，线圈转动过程中，从中性面位置开始计时，在转过900的过程中，求以下各量：
⑴各时刻线圈感应电动势瞬时值的表达式？ ⑵此过程中，通过电阻R 的电量是多少？
⑶此过程中，电阻R 产生的热量是多少？ ⑷此过程中，外力所做的功是多少？
15.如图甲所示，长、宽分别为
1L 、2L 的矩形金属
线框位于竖直平面内．其匝数为n ，总电阻为r ，可绕其竖直中心轴
12O O 转动。
线框的两个末端分
别与两个彼此绝缘的铜环C 、D （集流环）焊接在一起，并通过电刷和定值电阻R 相连。
线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度B 的大小随时间t 的变化关系如图乙所示，其中0B 、1
B 和1t
均为已知。
在
10t -的时间内，线框保持静
止，且线框平面和磁场垂直：1t
时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度
ω匀速转动。
求：
(1)
10t -时间内通过电阻R 的电流的大小；
(2)线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R 产生的热量Q ； (3)线框匀速转动后，从图甲所示位置转过90
的过程中，通过电阻R 的电荷量q 。
试卷答案
1.A
2.B
3.C
4.C
5.A
6.C
7.A
8.AD
9.AB 10.AD 11.BD 12.AD
13.
14【答案】.⑴t NBS e ωωsin = ⑵r R NBS q += ⑶2222)(4r R R S B N Q +=ωπ
⑷
)
(4222r R CO
S B N W +=
π
15.【解析】。