2020高考物理二轮复习专题四电路和电磁感应第11讲恒定电流交变电流课件
2024届高考物理二轮专题复习与测试第二部分物理二级结论汇总六电路和电磁感应
六 电路和电磁感应(一)恒定电流 1．I ＝Q t，I ＝neSv .2．R ＝ρl S，电阻率ρ与导体材料性质和温度有关，与导体横截面积和长度无关． 3．电阻串联、并联．串联：R ＝R 1＋R 2＋R 3＋…＋R n ， 并联：1R ＝1R 1＋1R 2＋…＋1R n，两个电阻并联：R ＝R 1R 2R 1＋R 2. 二级结论为：(1)串联电路：总电阻大于任一分电阻；U ∝R ，U 1＝R 1R 1＋R 2U ；P ∝R ，P 1＝R 1R 1＋R 2P .(2)并联电路：总电阻小于任一分电阻；I ∝1R ，I 1＝R 2R 1＋R 2I ；P ∝1R ，P 1＝R 2R 1＋R 2P .(3)和为定值的两个电阻，阻值相等时并联电阻值最大． (4)电阻估算原则：串联时，大为主；并联时，小为主． 4．欧姆定律．(1) 部分电路欧姆定律：I ＝UR ，U ＝IR ，R ＝U I.(2) 闭合电路欧姆定律：I ＝ER ＋r.路端电压U ＝E －Ir ＝IR ，输出功率P 出＝IE －I 2r ＝I 2R ，电源热功率P r ＝I 2r ，电源效率η＝P 出P 总＝U E ＝R R ＋r. 二级结论为：①并联电路中的一个电阻发生变化，电路有消长关系，某个电阻增大，它本身的电流减小，与它并联的电阻上电流变大．②外电路中任一电阻增大，总电阻增大，总电流减小，路端电压增大．5．电功和电功率．电功W ＝IUt ；电热Q ＝I 2Rt ；电功率P ＝IU . 6.画等效电路：电流表等效短路；电压表、电容器等效断路；等势点合并．7．R ＝r 时输出功率最大P ＝E 24r.8．R 1≠R 2，分别接同一电源：当R 1R 2＝r 2时，输出功率P 1＝P 2. 9．纯电阻电路的电源效率：η＝RR ＋r.10．含电容器的电路中，电容器是断路，其电压值等于与它并联的电阻上的电压，稳定时，与它串联的电阻是虚设．电路发生变化时，有充放电电流．11．含电动机的电路中，电动机的输入功率P 入＝UI ，发热功率P 热＝I 2r ，输出机械功率P 机＝UI －I 2r . 12．欧姆表．(1)指针越接近中值电阻R 中误差越小，一般应在R 中10至10R 中范围内(13～23满偏)，R 中＝R 0＋R g ＋r ＝EI g.(2)R x ＝E I x －E I g；红黑笔特点：红进(正)黑出(负)．(3)选挡，换挡后均必须重新进行欧姆调零才可测量，测量完毕，旋钮置OFF 或交流电压最高挡． (二)电磁感应 1．楞次定律．口诀：增反减同、来拒去留、增缩减扩．具体表现为：(1)内外环电流方向：“增反减同”；自感电流的方向：“增反减同”． (2)磁铁相对线圈运动：“你追我退，你退我追”．(3)通电导线或线圈旁的线框，线框运动时：“你来我推，你走我拉”． (4)电流变化时：“你增我远离，你减我靠近”．2．直杆平动垂直切割磁感线时所受的安培力：F A ＝B 2L 2v R 总.达到稳定时的速度：v m ＝FR 总B 2L2 ，其中F 为导体棒所受除安培力外其他外力的合力． 3．转杆(轮)发电机：E ＝12BL 2ω.4．感生电量：q ＝n ΔΦR 总.甲图中线框在恒力作用下穿过磁场：进入时产生的焦耳热小于穿出时产生的焦耳热． 乙、丙图中两线框下落过程：重力做功相等，乙落地时的速度大于丙落地时的速度． 5．计算通过导体截面的电荷量的两个途径．q ＝I －t →⎩⎪⎨⎪⎧I ＝E R ，E ＝n ΔΦΔt ⇒q ＝n ΔΦR 总＝n BL Δx R 总F A ＝BIL ，F A·Δt ＝Δp ⇒q ＝ΔpBL(三)交变电流1．中性面垂直磁场方向，Φ与e 为互余关系(相差π2相位)，此消彼长．最大电动势：E m ＝nBSω＝nΦm ω.2．线圈从中性面开始转动：e ＝nBSω·sin ωt ＝E m ·sin ωt . 安培力：F A ＝nBI m L ·sin ωt .3．线圈从中性面的垂面开始转动：e ＝nBSω·cos ωt ＝E m ·cos ωt . 安培力：F A ＝nBI m L ·cos ωt .4．正弦交流电的有效值：I 2RT ＝U 2RT ＝Q ，Q 为一个周期内产生的总热量．5．变压器原线圈相当于电动机；副线圈相当于发电机．6．理想变压器原、副线圈相同的量：U n ，T ，f ，ΔΦΔt ，P 入＝P 出．U 1U 2＝n 1n 2，注意：U 1、U 2为线圈两端电压 I 1I 2＝n 2n 1，注意：原、副线圈各一个． 7．远距离输电计算的思维模式：P 输＝U 输I 输，U 线损＝I 输R 线，P 线损＝I 2输R 线＝(P 输U 输)2R 线，U 用＝U 输－U 线损，P 用＝P 输－P 线损． (四)电磁波理论 1．电磁振荡． 周期T ＝2πLC ，f ＝12πLC .2．麦克斯韦电磁场理论．变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场．3．电磁场．变化电场在周围空间产生磁场，变化磁场在周围空间产生电场，变化的电场和磁场总是相互联系成为一个完整的整体，这就是电磁场．4．电磁波．(1)电磁场在空间由近及远的传播，形成电磁波．(2)电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播速度是相同的(都等于光速)．(3)不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速越小．(4)v＝λf，f是电磁波的频率．5．电磁波的发射．(1)发射条件：开放电路和高频振荡信号，所以要对传输信号进行调制(包括调幅和调频)．(2)调制方式．①调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变．调幅广播(AM)一般使用中波和短波波段．②调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变．调频广播(FM)和电视广播都采用调频的方法调制．6．无线电波的接收．(1)当接收电路的固有频率跟接收到的无线电波的频率相等时，激起的振荡电流最强，这就是电谐振现象．(2)使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐．能够调谐的接收电路叫作调谐电路．(3)从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程，叫作检波．检波是调制的逆过程，也叫作解调．。
二轮复习专题4第1讲直流电路和交流电路课件(42张)
(3) 远距离输电常用关系式(如图所示)
①功率关系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝P线＋P3. ②电压损失：U损＝I2R线＝U2－U3. ③输电电流：I 线＝UP22＝UP33＝U2R－线U3. ④输电导线上损耗的电功率：P 损＝I 线 U 损＝I2线_R 线＝UP222R 线.
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增大，故 A 错误；R0 两端的电压为 U0＝I2R0，用户得到的电压为 U3＝
U2－U0，当用户增多时，I2 增大，U0 增大，所以 U3 减小，为使用户获得
的电压稳定在 220 V，则需要增大 U2，变压器原副线圈电压关系为
U2＝ U1
nn21，在 U1 和 n2 不变的情况下，要增大 U2，可以减小 n1，即将 P 适当
【答案】 C
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二 交变电流的产生及四值问题
1. 线圈通过中性面时的特点 (1) 穿过线圈的磁通量最大． (2) 线圈中的感应电动势为零． (3) 线圈每经过中性面一次，感应电流的方向改变一次．
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2. 正弦式交流电“四值”的应用
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2 (2021·江苏卷)贯彻新发展理念，我国风力发电发展迅猛， 2020年我国风力发电量高达4 000亿千瓦时．某种风力发电机的原理如图 所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，已知 磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为0.20 T，线圈的匝数为 100、面积为0.5 m2，电阻为0.6 Ω，若磁体转动的角速度为90 rad/s，线 圈中产生的感应电流为50 A．求：
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三 变压器与远距离输电
1. 变压器制约问题主要有三项： 电压制约：输出电压 U2 由输入电压决定，即 U2＝nn21U1，可简述为“原 制约副”． 电流制约：原线圈中的电流 I1 由副线圈中的输出电流 I2 决定，即 I1 ＝nn21I2，可简述为“副制约原”． 负载制约：原线圈的功率P1由用户负载决定，P1＝P负1＋P负2＋…， 简述为“副制约原”．
高考物理二轮复习讲义：交变电流
高考物理交变电流辅导讲义一、课堂导入我们的日常生活离不开电，城市的灯火辉煌、工厂里的机器轰鸣，一切都离不开电。
长江三峡水力发电站已投入生产，各地火力发电厂比比皆是，它们的共同之处就是生产和输送的大多都是交变电流(如图是实验室手摇发电机产生的交变电流)。
什么是交变电流？与直流电流有什么不同？它又是如何产生的呢？发电站中的发电机能把天然存在的能量资源(如风能、水能、核能等)转化成电能(如图)，通过高压输电线路，将电能输送到乡村、工厂、千家万户。
来自发电厂的电有什么特性？我们怎样才能更好地利用它？这一章我们就来学习与此相关的内容。
新疆达坂城风力发电站三、本节知识点讲解1.交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电流。
注：大小不变方向改变的电流也是交变电流。
2．直流电：方向不随时间变化的电流。
交变电流的产生1．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交变电流，实验装置如图所示。
2．过程分析：如图所示。
(图A)(图B)(1)如图A所示：线圈由甲位置转到乙位置过程中，电流方向为a→b→c→d。
线圈由乙位置转到丙位置过程中，电流方向为a→b→c→d。
线圈由丙位置转到丁位置过程中，电流方向为b→a→d→c。
线圈由丁位置转到戊位置过程中，电流方向为b→a→d→c。
(2)如图B所示：在乙位置和丁位置时，线圈垂直切割磁感线，产生的电动势和电流最大；在甲位置和丙位置时，线圈不切割磁感线，产生的电动势和电流均为零。
3．两个特殊位置物理量的特点特别提醒：1线圈每经过中性面一次，线圈中感应电流就要改变方向。
2线圈转一周，感应电流方向改变两次。
典型例题：1、如图所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，正确的说法是()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→bD．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零解析：线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生周期性变化的交变电流，线圈经过中性面时电流改变方向，线圈每转动一周，有两次通过中性面，电流方向改变两次，指针左右摆动一次。
高三物理第二轮专题复习 专题四电磁感应与电路教案 人教版
专题四 电磁感应与电路一、考点回顾“电磁感应”是电磁学的核心内容之一，同时又是与电学、力学知识紧密联系的知识点，是高考试题考查综合运用知识能力的很好落脚点，所以它向来高考关注的一个重点和热点，本专题涉及三个方面的知识：一、电磁感应，电磁感应研究是其它形式有能量转化为电能的特点和规律，其核心内容是法拉第电磁感应定律和楞次定律；二、与电路知识的综合，主要讨论电能在电路中传输、分配，并通过用电器转化为其它形式的能量的特点及规律；三、与力学知识的综合，主要讨论产生电磁感应的导体受力、运动特点规律以及电磁感应过程中的能量关系。
由于本专题所涉及的知识较为综合，能力要求较高，所以往往会在高考中现身。
从近三年的高考试题来看，无论哪一套试卷，都有这一部分内容的考题，题量稳定在1～2道，题型可能为选择、实验和计算题三种，并且以计算题形式出现的较多。
考查的知识：以本部分内容为主线与力和运动、动量、能量、电场、磁场、电路等知识的综合，感应电流（电动势）图象问题也经常出现。
二、典例题剖析根据本专题所涉及内容的特点及高考试题中出的特点，本专题的复习我们分这样几个小专题来进行：1.感应电流的产生及方向判断。
2.电磁感应与电路知识的综合。
3.电磁感应中的动力学问题。
4.电磁感应中动量定理、动能定理的应用。
5.电磁感应中的单金属棒的运动及能量分析。
6.电磁感应中的双金属棒运动及能量分析。
7.多种原因引起的电磁感应现象。
(一)感应电流的产生及方向判断1．(2007理综II 卷)如图所示，在PQ 、QR 区域是在在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面，bc 边与磁场的边界P 重合。
导线框与磁场区域的尺寸如图所示。
从t ＝0时刻开始线框匀速横穿两个磁场区域。
以a →b →c →d →e →f 为线框中有电动势的正方向。
以下四个ε-t 关系示意图中正确的是【 】解析：楞次定律或左手定则可判定线框刚开始进入磁场时，电流方向，即感应电动势的方向为顺时针方向，故D 选项错误；1－2s 内，磁通量不变化，感应电动势为0，A 选项错误；2－3s 内，产生感应电动势E ＝2Blv ＋Blv ＝3Blv ，感应电动势的方向为逆时针方向（正方向），故C 选项正确。
高中物理高考 新课标2020高考物理一轮复习11 1交变电流课件新人教版201908021194
考点二 有效值的理解与计算
1．正弦交变电流的有效值的计算
利用 I＝ Im ，U＝Um，E＝Em计算．
2
2
2
2．非正弦交变电流的有效值的计算
根据电流的热效应计算，注意“三同”：即“相同电阻”，
“相同时间”内产生“相同热量”，利用公式 Q＝I2Rt 或 Q＝UR2
t 列式求解，“相同时间”一般取一个周期．
如图所示，匀强磁场的磁感应强 度 B＝0.5 T，边长 L＝10 cm 的正方形线 圈共 100 匝，线圈总电阻 r＝1 Ω，线圈 绕垂直于磁感线的对称轴 OO′匀速转动， 角速度 ω＝2π rad/s，外电路中的电阻 R ＝4 Ω，不计摩擦，求：
(1)由图示位置计时感应电动势瞬时表达式； (2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过 60°时的瞬时感 应电动势；
以恒定的角速度 ω 沿逆时针方向做匀速圆周运动，则线框中的电
流有效值为( )
BωR2 A. 2r
2BωR2 C. r
3BωR2 B. 2r
5BωR2 D. 2r
【答案】 D 【解析】 设电流逆时针方向为正方向； 在 0－t 时间内，线框从图示位置开始(t＝0)转过 90°的过程 中，产生的感应电动势为：E1＝12Bω·R2；回路电流为：I1＝Er1 ＝Bω2rR2.线框中感应电流方向沿逆时针． 在 t－2t 时间内，线框进入第 3 象限的过程中，回路电流方 向为顺时针．感应电动势为：E2＝12Bω·R2＋12×2Bω·R2＝32B ω·R2＝3E1；感应电流为：I2＝3I1＝3B2ωrR2；
A．转到图甲位置时，通过线圈的磁通量变化率最大 B．转到图乙位置时，线圈中产生的感应电动势为零 C．转到图丙位置时，线圈中产生的感应电流最大 D．转到图丁位置时，AB 边感应电流方向为 A→B
安徽物理《高考专题》(二轮)复习课件：专题五 第11讲恒定电流与交变电流
B.
l1 R0 l1 l2
l C. 2 R 0 l1
D.
l2 R0 l1 l2
【解析】选C。设MN之间的电压为U,则R0上的电压为:
UR
MP上的电压为: U M
U R0 R0 Rx
U l1 l 2 S S
l1 S
由题意UR=UM得:Rx= l2 R0,C项正确。
l1
相关物理量 滑动变阻器电阻R 电路总电阻R总 干路总电流I
变化情况 增大 _____ _____ 增大
减小 _____
增大 _____
路端电压U
【解析】选A。法一 程序法:
触头由中点滑向b端时,外电路总电阻增大,干路电流减小,由 U=E-Ir知路端电压U增大,故 示数增大;由U1=IR1知定值电阻R1
热效应 定义。 (3)有效值:由电流的_______
n (4)平均值: E =______ t 。
3.变压器的四个基本关系:
P入=P出 。 (1)功率关系:______
U1 n1 (2)电压关系:__________ 。 U2 n 2 I1 n 2 (3)电流关系:__________ 。 I2 n1
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 中的感应电动势为: ① ② ③
(2)t时刻线圈平面与中性面的夹角为ωt+φ0,则由③式知线圈
e2=BL1L2ωsin(ωt+φ0)
2.(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
高考物理二轮复习专题四电路与电磁感应1直流电路与交流电路课时作业含解析
2021-4-29 20XX年复习资料教学复习资料班级：科目：直流电路与交流电路[题组一] 直流电路的分析1.(2020·长沙长郡中学模拟)如图为直流电动机提升重物的装置，重物的重量G ＝500 N ，电源电动势E ＝90 V ，电源内阻r ＝2 Ω，不计各处摩擦，当电动机以v ＝0.6 m/s 的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I ＝5 A ，下列判断不正确的是( )A ．电动机消耗的总功率为400 WB ．电动机线圈的电阻为0.4 ΩC ．电源的效率约为88.9%D ．电动机的效率为75%解析：B [重物被提升的功率P 重＝Fv ＝Gv ＝500×0.6 W＝300 W ，此时电路中的电流I ＝5 A ，则电源的总功率P 总＝EI ＝90×5 W＝450 W ，设电动机线圈的电阻为R ，根据能量守恒定律得P 总＝P 重＋I 2r ＋I 2R ，则得R ＝P 总－P 重－I 2r I 2＝450－300－52×252 Ω＝4 Ω，电动机消耗的总功率P 电＝P 重＋I 2R ＝400 W ，电源的效率η1＝P 总－I 2r P 总×100%＝450－52×2450×100%≈88.9%，电动机的效率η2＝P 重P 重＋I 2R ×100%＝300300＋52×4×100%＝75%，故选项B 符合题意．] 2．(2020·广州模拟)在如图所示的电路中，E 为电源电动势，r 为电源内阻，R 1和R 3均为定值电阻，R 2为滑动变阻器．当R 2的滑动触点在a 端时合上开关S ，此时三个电表A 1、A 2和V 的示数分别为I 1、I 2和U .现将R 2的滑动触点向b 端移动，则三个电表示数的变化情况是( )A ．I 1增大，I 2不变，U 增大B ．I 1减小，I 2增大，U 减小C ．I 1增大，I 2减小，U 增大D ．I 1减小，I 2不变，U 减小解析：B [由题图知电压表测量路端电压，电流表A 1测量流过R 1的电流，电流表A 2测量流过R 2的电流．R 2的滑动触点向b 端移动时，R 2减小，整个电路的总电阻减小，总电流增大，电源的内电压增大，则路端电压减小，即电压表示数U 减小，R 3电压增大，R 1、R 2并联电压减小，通过R 1的电流I 1减小，而总电流I 增大，则流过R 2的电流I 2增大．故A 、C 、D 错误，B 正确．]3．(2020·孝义市一模)如图所示的电路中，电源电动势E ＝8 V ，内阻r ＝2 Ω，电阻R 2＝6 Ω，电容为1μF 的平行板电容器水平放置且下极板接地．当滑动变阻器R 1的滑片处于b 端时，有一带电油滴位于板间正中央P 点且恰好处于静止状态．下列说法正确的是( )A ．此时P 点电势为6 VB ．电容器上极板所带电荷量为6×10－6 CC ．若仅将电容器上极板缓慢上移少许，则P 点电势不变D ．若仅将滑片P 从b 端向a 端缓慢移动少许，则油滴将向下移动解析：B [由闭合电路的欧姆定律可知：路端电压U ＝R 2R 2＋r E ＝6 V ，那么电容器两极的电势差为6 V ，又有下端接地，故电势为零，那么P 点电势为12U ＝3 V ，故A 错误；电容器上极板所带电荷量Q ＝CU ＝1×10－6×6 C＝6×10－6C ，故B 正确；移动电容器上极板，电容器两端电势差不变；又有两极板间距离增大，故电场强度减小；又有P 点到下极板的距离不变，故电势差减小，那么，P 点电势减小，故C 错误；滑片P 从b 端向a 端移动，那么外电路电阻增大，所以路端电压增大，故两极板电势差增大，极板间场强增大，那么，油滴受到的电场力增大；油滴受重力和电场力作用，故有开始时油滴静止可知：电场力方向向上，那么，移动滑片后油滴合外力向上，故油滴向上运动，故D 错误．][题组二] 交变电流的产生及描述4．(2020·河南模拟)(多选)如图1所示，在匀强磁场中，一电阻均匀的金属正方形线圈abcd 以垂直磁感线的cd 边为转动轴匀速转动，线圈产生的交变电动势图像如图2所示，则下列说法正确的是( )A ．t ＝3 s 时刻通过线圈的磁通量为零B ．ab 边两端的电压大小等于dc 边两端的电压大小C ．此交变电动势的频率为50 HzD ．dc 边两端电压的有效值为2 2 V 解析：ABD [由图乙可知，当t ＝3 s 时，感应电动势最大，则此时穿过线框回路的磁通量变化率最大，磁通量为零．故A 正确；由图可知，线框中的ab 边与dc 边切割磁感线，产生电动势，由E ＝BLv 可知二者产生的电动势是相等的；由于线框各部分的电阻串联，所以ab 边与dc 边电压降U ＝IR 也相等，所以ab 边两端的电压大小等于dc 边两端的电压大小．故B 正确；由图可知，交流电的周期为0.04 s ，则此交变电动势的频率为：f ＝1T ＝10.04Hz ＝25 Hz ；故C 错误；由图可知，交流电压的最大值为16 V ，则有效值为8 2 V ，该电路的等效电路如图 设ab 边与dc 边产生的电动势都是E ，每一条边的电阻都是r ，则E ＝4 2 V电路中的电流：I ＝2E 4rdc 边两侧的电压：U dc ＝E －Ir ＝E －2E 4r ·r ＝12E ＝2 2 V ．故D 正确．] 5．(多选)如图所示，图线a 是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所产生的正弦交流电的图像如图线b 所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是( )A ．在图中t ＝0时刻穿过线圈的磁通量均为零B ．线圈先后两次转速之比为3∶2C ．交流电a 的瞬时值表达式为u ＝10sin 5πt (V)D ．交流电b 的最大值为203 V 解析：BCD [在图中t ＝0时刻，感应电动势为零，穿过线圈的磁通量最大，A 错误；a 的周期为0.4 s ，b 的周期为0.6 s ，转速与周期成反比，所以转速之比为3∶2，B 正确；交流电的瞬时值表达式为u ＝U m sin ωt ，所以a 的瞬时值表达式为u ＝10sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π0.4t ＝10sin 5πt (V)，C 正确；由U m ＝NBSω，可知角速度变为原来的23，则最大值变为原来的23，交流电b 的最大值为203V ，D 正确．]6．图1中，单匝矩形线圈abcd 在匀强磁场中绕垂直磁场的轴转动．改变线圈的转速，穿过该线圈的磁通量随时间分别按图2中图线甲、乙的规律变化．设线圈的电阻为1.0 Ω，则( )A ．图线甲对应线圈在t ＝0时产生的感应电动势最大B ．图线甲、乙对应的线圈在t ＝2.0 s 时，线圈平面均平行于磁感线C ．图线甲、乙对应的线圈转速之比为4∶5D ．图线甲对应的线圈中交变电流的峰值为2.5π A解析：B [在t ＝0时，Φ甲最大，则产生的感应电动势最小，故A 错误；因为在t ＝0.2 s×10＝2.0 s 时，Φ甲＝Φ乙＝0，所以线圈平面均平行于磁感线，故B 正确；由图可知甲、乙图线对应的周期之比为4∶5，而线圈的转速n ＝1T，所以图线甲、乙对应的线圈转速之比为5∶4，故C 错误；甲图线对应的线圈中交流电压的峰值E m ＝BSω＝Φm ω＝0.4×2π0.16V ＝5π V，电流的峰值I m ＝E m R＝5π A，故D 项错误．][题组三] 变压器及远距离输电7．(2019·山西四模)如图甲所示，一阻值为R 的电阻接在电动势为E 、内阻为r 的直流电源两端，电源的效率为94.1%；如图乙所示，当该阻值为R 的电阻通过理想变压器接在电压有效值为E 、内阻为r 的交流电源上时，变压器原线圈两端的电压为E 2，则该变压器的原、副线圈匝数比为( ) A ．4∶1B ．1∶4C ．16∶1D ．1∶16 解析：B [当接直流电源时，有：η＝R R ＋r ＝94.1%解得：R ＝16r 根据原副线圈的电压比等于匝数比可知：n 1n 2＝U 1U 2＝E2U 2解得：U 2＝En 22n 1根据原副线圈的功率相等可知：I 1U 1＝I 2U 2 即为：E 2r ×E 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫En 22n 12R 解得：n 1n 2＝14故B 正确，A 、C 、D 错误．]8．(2020·安徽一模)有一理想变压器，副线圈所接电路如图所示，灯L 1、L 2为规格相同的两只小灯泡．当S 断开时，灯L 1正常发光．保持原线圈输入电压不变，S 闭合后，下列说法正确的是( )A ．电阻R 消耗的功率增大B ．原线圈的输入电流减小C ．原、副线圈的电压比增大D ．灯L 1、L 2都能正常发光解析：A [当S 闭开后，电路的电阻减小，副线圈的电流增大，所以电阻R 两端的电压增大，故R 消耗的功率增大，故A 正确；变压器原副线圈的匝数不变，故原副线圈中电流之比不变，副线圈中电流增大，故原线圈中电流也增大，故B 错误；因线圈匝数之比不变，故原副线圈中电压比不变，故C 错误；当S 闭合后，电路的电阻减小，副线圈的电流增大，所以通过电阻R 的电压增大，灯泡两端的电压减小，灯L 1、L 2都不能正常发光，故D 错误．]9．(2020·河南郑州检测)如图所示的电路中，R 为光敏电阻(增大照射光的强度电阻会减小)、C 为电容器，灯泡L 的额定电压为50 V ，理想变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1.闭合开关S ，在a 、b 两端输入正弦式交变电流u ＝1002sin 10πt (V)，则下列说法正确的是( )A ．灯泡会正常发光B ．光敏电阻中的电流和灯泡中的电流相等C ．增大照射光的强度照射光敏电阻，灯泡会变亮D ．断开开关S ，灯泡会熄灭解析：C [由题可知，理想变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1，原线圈两端的电压的有效值为100 V ，根据U 1U 2＝n 1n 2，可知副线圈两端的电压的有效值为50 V ，由于电容器和光敏电阻都会阻碍交变电流的通过，因此灯泡两端的电压小于50 V ，不会正常发光，A 错误；由于电容器能通交流，因此光敏电阻R 中的电流小于灯泡中的电流，B 错误；增大照射光的强度照射光敏电阻，光敏电阻的阻值减小，因此灯泡中的电流增大，灯泡会变亮，C 正确；断开开关S ，由于电容器能通交流，因此灯泡不会熄灭，D 错误．]10.(2020·资阳模拟)如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a 和b .当输入电压U 为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光．下列说法正确的是( )A ．原、副线圈匝数之比为1∶9B ．原、副线圈匝数之比为9∶1C ．此时a 和b 的电功率之比为10∶1D ．此时a 和b 的电功率之比为1∶10解析：B [灯泡正常发光，则其电压均为额定电压U ，则说明原线圈输入电压为9U ，输出电压为U ；则可知，原副线圈匝数之比为9∶1，故A 错误，B 正确；根据公式I 1I 2＝n 2n 1可得I 1I 2＝19，由于小灯泡两端的电压相等，所以根据公式P ＝UI 可得两者的电功率之比为1∶9；故C 错误，D 错误．][B 级－综合练]11．(2019·江苏南京三模，5)如图所示为远距离输电的原理图，升压变压器的原副线圈匝数比为m ，降压变压器的原副线圈匝数比为n ，输电线的电阻为R ，升压变压器和降压变压器均为一理想变压器，发电机输出的电压恒为U ，若由于用户的负载变化，使电压表V 2的示数减小了ΔU ，则下列判断正确的是( )A ．电流表A 2的示数增大了ΔU RB ．电流表A 1的示数增大了n ΔU RC ．电压表V 1的示数减小了ΔUD ．输电线损失的功率增加了⎝ ⎛⎭⎪⎫n ΔU R 2R 解析：B [由U U 1＝m 得U 1＝U m ，由于U 、m 不变，故U 1不变，故C 错．设降压变压器的输入电压为U ′，则U ′＝U 1－I 1R ，由U ′U 2＝n 得，U 2＝1n ⎝ ⎛⎭⎪⎫U m －I 1R ，则ΔU ＝－R n ΔI 1，由此可见，电流表A 1的示数增大了n ΔU R ，即B 正确．由I 1I 2＝1n 得I 2＝nI 1，由此可知，I 2增大了n 2ΔU R，故A 错．输电线损失的功率增加量ΔP ＝(I 1＋ΔI 1)2R －I 21R ＝2I 1ΔI 1·R ＋ΔI 21R ≠⎝⎛⎭⎪⎫n ΔU R 2R ，故D 错．]12.(2020·新课标Ⅱ卷一模)如图所示，直角三角形导线框OPQ 放置在磁感应强度大小为B ，方向垂直于OQ 向右的匀强磁场中，且OP 边的长度为L ，∠POQ ＝θ.当导线框绕OQ 边以角速度ω逆时针转动(从O 向Q 观察)时，下列说法正确的是( )A ．导线框OPQ 内无感应电流B ．导线框OPQ 内产生大小恒定，方向周期性变化的交变电流C ．P 点的电势始终大于O 点的电势D ．如果截去导线PQ ，则P 、O 两点的电势差的最大值为12BL 2ωsin θcos θ 解析：D [导线框OPQ 内，只有边长OP 做切割磁感线运动，产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律可求得感应电动势的大小为E ＝BL ·L sin θ2·ωcos θsin ωt ＝12BL 2ωsin θcos θsin ωt ，故导线框OPQ 内产生正弦式交变电流，故A 、B 错误；由于导体框OPQ 内产生正弦式交变电流，P 点的电动势与O 点的电动势大小成周期性变化，故C 错误；如果截取导线PQ ，则没有感应电流，但PQ 两点的电势差U ＝BL L sin θ2ωcos θsin ωt ＝12BL 2ωsin θcos θsin ωt ，故最大值为12BL 2ωsin θcos θ，故D 正确．] 13．(2020·衡水模拟)(多选)如图所示，面积S ＝0.5 m 2、n ＝50匝、电阻不计的矩形闭合导线圈ABCD 处于磁感应强度大小为B ＝210 T 的水平匀强磁场中，线框绕垂直于磁场的轴OO ′以角速度ω＝200 rad/s 匀速转动，并与理想变压器原线圈1相连，副线圈2接入一只“220 V 100 W”的灯泡甲，副线圈3接入一只“110 V 60 W”的灯泡乙与滑动变阻器，已知当滑动变阻器的滑片处于最左端时两灯均正常发光，交流电流表的量程为0～0.6 A ，且为理想电表．下列说法正确的是( )A ．从图示位置计时，线框中交变电压瞬时值的表达式为e ＝5002sin 200t VB ．当两灯正常发光时，交流电流表的示数为0.30 AC ．变压器线圈的匝数之比为n 1∶n 2∶n 3＝50∶22∶11D ．当滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表的示数增大解析：AC [图示位置穿过线框的磁通量最大，电动势的最大值E m ＝NBSω＝50×210×0.5×200 V＝500 2 V ．图示位置穿过线框的磁通量最大，导线框中产生交变电压的表达式为u ＝5002sin 200t V ．故A 正确；变压器副线圈2中的电功率为100 W ，变压器副线圈3中电功率为60 W ，则变压器原线圈中的电功率为160 W ，所以变压器原线圈中电流强度I 1＝P 1U 1＝160500 A ＝825A ．故B 错误；电动势的最大值为500 2 V ，则交流电压的有效值500 V ．滑动变阻器的滑片处于最左端时接入电路中的电阻值为0；根据电压之比等于匝数比，则原副线圈的匝数比＝500∶220∶110＝50∶22∶11，故C 正确，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，接入副线圈的电阻值增大，所以副线圈3中的电流值减小，输出功率与输入功率都减小，所以电流表的示数减小，故D错误．]14．(多选)如图所示的电路中，E为电源，内电阻为r，V为理想电压表，L为阻值恒为2r的小灯泡，定值电阻R1的阻值恒为r，R3为半导体材料制成的光敏电阻(其阻值随光照的增强而减小)．电容器两极板处于水平状态，闭合开关S，电容器中心P点有一带电小球处于静止状态，电源负极接地，则下列说法正确的是( )A．若将R2的滑片上移，则电压表的示数变小B．若突然将电容器上极板上移，则小球在P点的电势能增大C．若光照变强，则小球会向上运动D．若光照变强，则A、B间电路的功率变大解析：BD [R2与电容器C串联，若只是将R2的滑片上移，对电路没有影响，电压表示数不变，A项错误；若只是将电容器上极板上移，则电容器两端电压U C不变，两极板间距d 增大，场强E减小，P点的电势减小，由题分析可知小球带负电，则小球在P点的电势能增大，B项正确；若光照变强，则光敏电阻R3的阻值减小，灯L和R3两端电压减小，电容器两端电压减小，两极板间场强E减小，小球所受电场力减小，球会向下运动，C项错误；将R1视为电源一部分，则等效电源内阻阻值为2r，而A、B间L和R3的总电阻为R L＋R3＝2r＋R3＞2r，若光照变强，则R3的阻值减小，A、B间电路的功率变大，故D项正确．]高考物理二轮复习专题四电路与电磁感应1直流电路与交流电路课时作业含解析结束语同学们，相信梦想是价值的源泉，相信成功的信念比成功本身更重要，相信人生有挫折没有失败，相信生命的质量来自决不妥协的信念。
高考物理二轮总复习课后习题 专题分层突破练 专题分层突破练10 恒定电流和交变电流 (2)
专题分层突破练10 恒定电流和交变电流A组基础巩固练1.(浙江6月选考)我国1 100 kV特高压直流输电工程的送电端用“整流”设备将交流变换成直流,用户端用“逆变”设备再将直流变换成交流。
下列说法正确的是( )A.送电端先升压再整流B.用户端先降压再变交流C.1 100 kV是指交变电流的最大值D.输电功率由送电端电压决定2.(多选)(湖南岳阳二模)某实验小组发现一个滑动变阻器发生了断路故障,为了检测断路的位置,实验小组设计了如图所示的电路,a、b、c、d、e 是滑动变阻器上间距相同的五个位置(a、e为滑动变阻器的两个端点)。
实验小组将滑动变阻器的滑片分别置于a、b、c、d、x(x是d、e间某一位置)、e进行测量,把相应的电流表示数记录在下表中。
已知定值电阻阻值为R,电源内阻和电流表内阻可忽略。
下列说法正确的是( )A.滑动变阻器cd间发生了断路B.滑片在x位置的电流表示数的可能值为0.85 AC.滑片在x位置的电流表示数的可能值为0.40 AD.若滑动变阻器未断路时,其电阻丝的总电阻为4R3.(山东烟台模拟)如图所示,将一根粗细均匀的电阻丝弯成一个闭合的圆环,接入电路中,电路与圆环的接触点O点固定,P为电路与圆环良好接触的滑片,电源的电动势为E,内阻为r,闭合开关S,在滑片P缓慢地从m点开始经n点移到q点的过程中,下列说法正确的是( )A.电压表和电流表的示数都一直变大B.灯L1先变暗后变亮,电流表的示数一直变小C.灯L2先变暗后变亮,电压表的示数先变大后变小D.电容器C所带的电荷量先减少后增多4.(多选)(山东临沂模拟)如图甲所示,理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1,电路中R1=100 Ω、R2=15 Ω,滑动变阻器R的最大阻值为15 Ω,图中电表均为理想交流电表,a、b间的电压如图乙所示,下列说法正确的是( )A.该交变电流的频率为50 HzB.滑动变阻器的滑片向下滑动时,电压表的示数变大C.滑动变阻器的滑片向下滑动时,电流表的示数变大D.滑动变阻器接入电阻最大时,电流表的示数为1 A5.(山东聊城二模)国家为节约电能,执行峰谷分时电价政策,引导用户错峰用电。
高中物理选择性必修二专题强化11 交变电流规律的应用
交变电流规律的应用[学习目标] 1.进一步理解交变电流的规律和图像的物理意义.2.知道交变电流峰值、瞬时值、有效值、平均值的区别，并会进行有关计算．一、交变电流图像的应用正弦式交流电的图像是一条正弦曲线，从图像中可以得到以下信息： (1)周期(T )、频率(f )和角速度(ω)：线圈转动的频率f ＝1T ，角速度ω＝2πT ＝2πf .(2)峰值(E m 、I m )：图像上的最大值．可计算出有效值E ＝E m 2、I ＝I m2. (3)瞬时值：每个“点”表示某一时刻的瞬时值．(4)可确定线圈平面位于中性面的时刻，也可确定线圈平面平行于磁感线的时刻． (5)可判断线圈中磁通量Φ及磁通量变化率ΔΦΔt的变化情况．(多选)图1表示一交变电流随时间变化的图像，由图可知( )图1A ．用理想交流电流表测该电流，其示数为10 2 AB ．该交变电流的频率为100 HzC ．在t ＝0.25×10－2 s 和t ＝0.75×10－2 s 时，线圈位于中性面处 D ．在t ＝T8(T 为该交变电流的周期)时刻，该电流大小与其有效值相等答案 BD解析 由题图可知，电流的最大值为10 2 A ，周期为0.01 s ，则频率为100 Hz ，电流有效值为1022A ＝10 A ，因为电流表测的是有效值，故电流表的示数为10 A ，A 错误，B 正确；在t ＝0.25×10－2 s 和t ＝0.75×10－2 s 时电流最大，此时线圈平面与中性面垂直，C 错误；该交变电流瞬时值表达式为i ＝I m sin ωt ＝102sin 200πt A ，在t ＝T 8时，电流为i ＝102sin π4 A ＝10 A ，D 正确．图2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，为理想交流电流表．线圈绕垂直于磁场且与线圈共面的水平轴OO ′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( )图2A ．线圈转动的转速为25 r/sB ．理想电流表的示数为10 AC ．1 s 内线圈中电流的方向改变50次D ．t ＝0.01 s 时线圈平面与中性面重合 答案 B解析 由题图乙可知，线圈转动的周期T ＝0.02 s ，角速度ω＝2πT ＝100π rad/s ，转速n ＝1T ＝10.02r/s ＝50 r/s ，故A 错误；由题图乙可知交变电流的最大值是I m ＝10 2 A ，电流表的示数为有效值，故电流表的示数I ＝1022 A ＝10 A ，故B 正确；交变电流的频率为f ＝1T ＝50 Hz ，每个周期内电流的方向改变2次，故1 s 内线圈中电流的方向改变100次，故C 错误；t ＝ 0.01 s 时线圈中的感应电流最大，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快，磁通量为零，线圈平面与中性面垂直，故D 错误． 二、交变电流“四值”的比较及应用 名称 物理含义 重要关系应用情况瞬时值交变电流某一时刻的值e ＝E m sin ωt i ＝I m sin ωt 分析交变电流在某一时刻的情况，如计算某一时刻线圈受到的安培力最大值最大的瞬时值E m ＝NωBSI m ＝E mR ＋r电容器的击穿电压有效值 跟交变电流的电流为正弦式交变电流时： (1)计算与电流热效应相关的量(如热效应等效的恒定电流值E ＝E m2U ＝U m 2I ＝I m 2电功率、电热、热功率) (2)交流电表的测量值(3)电气设备标注的额定电压、额定电流(4)保险丝的熔断电流 平均值交变电流图像中图线与时间轴所围面积与时间的比值E ＝n ΔΦΔtI ＝ER ＋r 计算通过电路横截面的电荷量 q ＝I Δt ＝n ΔΦR ＋r如图3所示，匀强磁场的磁感应强度B ＝0.5 T ．边长L ＝10 cm 的正方形线圈abcd 共100匝，线圈的电阻r ＝1 Ω，线圈绕垂直于磁感线且与线圈共面的对称轴OO ′匀速转动，角速度ω＝2π rad/s ，外电路电阻R ＝4 Ω，求：图3(1)线圈转动过程中感应电动势的最大值；(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°角时的瞬时感应电动势； (3)由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势； (4)理想交流电压表的示数；(5)线圈由图示位置转过60°角的过程中，通过R 的电荷量． 答案 (1)π V (2)π2 V (3)332 V (4)225π V (5)320 C解析 (1)感应电动势的最大值为E m ＝nBωS ＝π V. (2)线圈由题图所示位置转过60°角时的瞬时感应电动势为 e ＝E m cos 60°＝π2V.(3)T ＝2πω＝1 s ，线圈由题图所示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势为E ＝n ΔΦΔt ＝nBS sin 60°16T ＝332V.(4)电压表示数为外电路电压的有效值U ＝E R ＋r ·R ＝π24＋1×4 V ＝225π V.(5)线圈由题图所示位置转过60°角的过程中，通过电阻R 的电荷量为q ＝I ·T6＝E R ＋r ·T 6＝nBS sin 60°T 6(R ＋r )·T 6＝nBS sin 60°R ＋r ＝320 C.针对训练 如图4所示，矩形线圈面积为S ，匝数为N ，线圈电阻为r ，线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的OO ′轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R ，电压表、电流表均为理想电表．在线圈由图示位置转过90°的过程中，下列判断不正确的是( )图4A ．电压表的读数为NBSωR2(R ＋r )B ．通过电阻的电荷量为NBS2(R ＋r )C ．电阻所产生的焦耳热为πN 2B 2S 2ωR4(R ＋r )2D ．线圈由图示位置转过30°时的电流为NBSω2(R ＋r )答案 B解析 线圈在磁场中转动，产生的感应电动势的最大值为E m ＝NBSω，电动势的有效值为E ＝NBSω2，电压表测量的是路端电压，电压表的读数U ＝E R ＋r ·R ＝NBSωR2(R ＋r )，故A 正确；根据法拉第电磁感应定律可知，平均感应电动势E ＝N ΔΦΔt，根据闭合电路欧姆定律可知I ＝ER ＋r ，根据电荷量定义可知q ＝I Δt ，联立解得通过电阻的电荷量q ＝NBSR ＋r ，故B 错误；电阻R 产生的焦耳热Q ＝U 2R ·π2ω＝πN 2B 2S 2ωR 4(R ＋r )2，故C 正确；线圈转动产生的感应电动势的瞬时值表达式为e ＝NBSωsin ωt ，当线圈由题图所示位置转过30°时产生的感应电动势e ＝NBSω2，根据闭合电路欧姆定律可知，电流i ＝NBSω2(R ＋r )，故D 正确．1．(交变电流图像的应用)在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直且与线框共面的转轴匀速转动，如图5甲，产生的交变电流的电动势随时间变化的图像如图乙所示，已知该金属线框的电阻为1 Ω，外接一只电阻为9 Ω的灯泡，则( )图5A ．理想电压表V 的示数为20 VB ．电路中的电流方向每秒改变5次C ．灯泡实际消耗的功率为36 WD ．电动势随时间变化的瞬时值表达式为e ＝20cos 5πt (V) 答案 C解析 由题图乙知电动势峰值为20 2 V ，周期为0.2 s ，所以电动势有效值为20 V ，线框转动的角速度ω＝2πT ＝10π rad/s.电压表测的是路端电压，U ＝209＋1×9 V ＝18 V ，A 错误；交流电的频率为f ＝1T ＝5 Hz ，一个周期内电流方向改变两次，所以电流方向每秒改变10次，B 错误；灯泡实际消耗的功率为P ＝U 2R ＝1829 W ＝36 W ，C 正确；电动势随时间变化的瞬时值表达式为e ＝202cos 10πt (V)，D 错误．2．(交变电流图像的应用)如图6甲所示，在磁感应强度为B 的匀强磁场中，有一匝数为n 、面积为S 、总电阻为r 的矩形线圈abcd 绕轴OO ′做角速度为ω的匀速转动，矩形线圈在转动中可以保持和外电路电阻R 形成闭合电路，回路中接有一理想交流电流表．图乙是线圈转动过程中产生的感应电动势e 随时间t 变化的图像，下列说法中正确的是( )图6A ．从t 1到t 3这段时间穿过线圈的磁通量变化量为2nBSB ．从t 3到t 4这段时间通过电阻R 的电荷量为nBSRC ．t 3时刻穿过线圈的磁通量变化率为nBSωD ．电流表的示数为nBSω2(R ＋r )答案 D解析 由题图乙可知，t 1和t 3这两个时刻的磁通量大小均为0，故从t 1到t 3这段时间穿过线圈的磁通量变化量为0，选项A 错误；从t 3到t 4这段时间穿过线圈的磁通量的变化量为BS ，则平均感应电动势E ＝nBS Δt ，通过电阻R 的电荷量为q ＝nBS (R ＋r )Δt Δt ＝nBSR ＋r ，选项B 错误；t 3时刻线圈产生的感应电动势E ＝nBSω，由法拉第电磁感应定律可得E ＝n ΔΦΔt ，则穿过线圈的磁通量变化率为BSω，选项C 错误；电流表的示数为有效值，则有I ＝nBSω2(R ＋r )，选项D 正确．3．(交变电流“四值”的比较及应用)(多选)如图7所示，一矩形金属线圈面积为S 、匝数为N ，在磁感应强度为B 的匀强磁场中，以角速度ω绕垂直磁场的固定轴匀速转动．则( )图7A ．感应电动势的峰值是NBSωB ．感应电动势的有效值是12NBSωC ．从中性面开始转过30°时，感应电动势的瞬时值是12NBSωD ．从中性面开始转过90°的过程中，感应电动势的平均值是NBSωπ答案 AC解析 感应电动势的峰值E m ＝NBSω，故A 正确；正弦交流电的感应电动势的有效值E ＝E m 2＝22NBSω，故B 错误；当线圈从位于中性面开始计时，线圈中感应电动势瞬时值随时间变化的表达式：e ＝E m sin ωt ＝NBSωsin ωt ，故当ωt ＝30°时，e ＝NBSω2，故C 正确；根据法拉第电磁感应定律，在线圈从中性面开始转过90°的过程中，线圈中感应电动势的平均值：E ＝N ΔΦΔt ＝NBS π2ω＝2NBSωπ，故D 错误． 4.(交变电流“四值”的比较及应用)(多选)如图8所示，交流发电机的矩形线圈边长ab ＝cd ＝0.4 m ，ad ＝bc ＝0.2 m ，线圈匝数N ＝100 匝，线圈电阻r ＝1 Ω，线圈在磁感应强度B ＝ 0.2 T 的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以ω＝100π rad/s 的角速度匀速转动，外接电阻R ＝9 Ω，电流表、电压表均为理想交流电表，从图示时刻开始计时，则( )图8A ．该发电机产生的电动势瞬时值为e ＝160πsin (100πt ) VB ．从图示位置转过30°的过程中，通过电阻R 的电荷量为0.08C C ．t ＝12 s 时线圈中感应电动势最大D ．交变电流的有效值是82π A 答案 BCD解析 该发电机产生的电动势的瞬时值e ＝NBSωcos ωt ＝100×0.2×0.4×0.2×100πcos (100πt ) V ＝160πcos (100πt ) V ，A 错误；从题图所示位置转过30°的过程中，通过电阻R 的电荷量为q ＝N ΔΦR ＋r ＝N BS sin 30°R ＋r ＝100×0.2×0.4×0.2×129＋1 C ＝0.08 C ，B 正确；由题意可知T ＝2πω＝0.02 s ，则当t ＝12 s ＝25T 时，线圈恰好转过25圈，线圈处于平行于磁感线的位置，此时线圈产生的感应电动势最大，C 正确；交变电流的有效值是I ＝I m 2＝E m2(R ＋r )＝82π A ，D 正确．1．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成正弦函数关系，如图1所示，此线圈与一个R ＝10 Ω的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻，下列说法正确的是( )图1A ．感应电动势的有效值为100 2 VB ．该交流电的频率为50 HzC ．若将该交流电接在阻值R ＝100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是50 WD ．该感应电动势的瞬时值表达式e ＝100sin (25πt ) V 答案 C解析 由题图可知，该感应电动势的最大值为100 V ，则有效值为1002 V ＝50 2 V ，选项A错误；该交流电的周期为T ＝0.04 s ，则频率为f ＝1T ＝25 Hz ，选项B 错误；若将该交流电接在阻值R ＝100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是P ＝U 2R ＝(502)2100 W ＝50 W ，选项C 正确；ω＝2πT ＝50π rad/s ，则该感应电动势的瞬时值表达式e ＝100sin (50πt ) V ，选项D 错误．2.(多选)如图2所示，一个单匝矩形导线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO ′匀速转动，转动周期为T 0.线圈产生的电动势的最大值为E m ，则( )图2A ．线圈产生的电动势的有效值为2E mB ．线圈转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为E m T 02πC ．线圈转动过程中磁通量变化率的最大值为E mD ．经过2T 0的时间，通过线圈电流的方向改变2次 答案 BC解析 线圈在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交流电，则电动势的有效值为E m2，故A 错误；由E m ＝BSω，结合ω＝2πT 0可求出穿过线圈的磁通量的最大值Φm ＝E m T 02π，故B 正确；根据法拉第电磁感应定律表达式E ＝ΔΦΔt 可确定磁通量变化率的最大值为E m ，故C 正确；经过2T 0的时间，通过线圈电流的方向改变4次，故D 错误．3.(多选)某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图3所示，下列说法正确的是( )图3A ．感应电动势的瞬时值表达式为e ＝1002sin 50πt (V)B ．感应电动势的瞬时值表达式为e ＝100sin 50πt (V)C ．若其他条件不变，仅使线圈的转速变为原来的一半，则感应电动势的瞬时值表达式为e ＝50sin 50πt (V)D ．若其他条件不变，仅使线圈的转速变为原来的一半，则感应电动势的最大值变为50 V 答案 BD4．一正弦式交变电流随时间变化的图像如图4所示，由图可知( )图4A ．用交流电流表测该电流其示数为10 AB ．该交变电流的频率为200 HzC ．该交变电流通过100 Ω电阻时，电阻消耗的电功率为1 000 WD ．该交变电流的瞬时值表达式为i ＝102sin 314t (A) 答案 A解析 交流电流表显示的是有效值，示数为I ＝10 A ，选项A 正确；由题图知周期为0.01 s ，频率为100 Hz ，选项B 错误；电阻消耗的电功率为P ＝I 2R ＝1×104 W ，选项C 错误；角速度ω＝2πf ＝628 rad/s ，所以该交变电流的瞬时值表达式i ＝102sin 628t (A)，选项D 错误． 5．一交流电路如图5甲所示，电阻R ＝10 Ω.交流电源输出的电压u 随时间t 按如图乙所示正弦规律变化，闭合开关S 后( )图5A ．电路中电流的频率为100 HzB ．电阻R 消耗的电功率为14 WC ．理想电流表的示数为1.4 AD ．电路中电流瞬时值的表达式为i ＝2sin 100πt (A) 答案 D解析 由题图乙可知，交变电流的周期为2×10－2 s ，所以电路中电流的频率为f ＝1T ＝50 Hz ，所以A 错误；电路中电压瞬时值的表达式为u ＝102sin 100πt (V)，电阻的大小为10 Ω，所以电路中电流瞬时值的表达式为i ＝2sin 100πt (A)，所以D 正确；电流表的示数为电流的有效值，所以电流表的示数为I ＝I m 2＝22A ＝1 A ，所以C 错误；电阻R 消耗的电功率P ＝I 2R ＝12×10 W ＝10 W ，所以B 错误．6．图6甲所示为交流发电机的原理图，其矩形线圈绕垂直于磁场且与线圈共面的固定轴OO ′匀速转动，匀强磁场的方向水平向右，图乙是穿过矩形线圈的磁通量Φ随时间t 变化的图像，矩形线圈的内阻r ＝1 Ω，定值电阻R ＝1 Ω，理想交流电压表V 的示数为1 V ，下列说法正确的是( )图6A ．在0.01 s 时刻，电路中电流的瞬时值为2 AB ．在0.015 s 时刻，R 两端电压的瞬时值为0C ．电阻R 消耗的电功率为2 WD ．发电机电动势e 随时间t 变化的规律e ＝22sin 100πt (V) 答案 B解析 在0.01 s 时刻，磁通量为零，线圈平面与中性面垂直，电路中的电流为最大值，电流的有效值为I ＝UR ＝1 A ，此时电流的瞬时值为I m ＝ 2 A ，故A 错误；在0.015 s 时刻，磁通量最大，线圈平面处于中性面，R 两端电压的瞬时值为0，故B 正确；电阻R 消耗的电功率P ＝U 2R ＝1 W ，故C 错误；发电机电动势最大值为E m ＝(R ＋r )I m ＝2 2 V ，t ＝0时刻，线圈平面处于与中性面垂直的位置，感应电动势最大，ω＝2πT ＝100π rad/s ，所以e ＝22cos 100πt (V)，故D 错误．7．(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 的关系图像如图7乙所示．下列说法正确的是( )图7A.T2时刻线框平面与中性面垂直 B ．线框的感应电动势有效值为2πФmTC ．线框转一周外力所做的功为2π2Фm 2RTD ．从t ＝0到t ＝T 4过程中线框的平均感应电动势为πФmT答案 BC解析 由Ф－t 图像可知，T2时刻穿过线框的磁通量最大，则线框位于中性面，A 错误；线框中产生的感应电动势的最大值应为E m ＝NBSω，又ω＝2πT，N ＝1，BS ＝Фm ，则整理得E m ＝2πФm T ，因此感应电动势的有效值为E ＝E m 2＝2πФmT ，B 正确；由功能关系可知线框转动一周外力所做的功等于线框中产生的焦耳热，有W ＝E 2R T ＝2π2Фm 2RT ，C 正确；0～T 4的过程中，线框中产生的平均感应电动势为E ＝Фm T 4＝4ФmT ，D 错误． 8.交流发电机线圈电阻r ＝1 Ω，用电器电阻R ＝9 Ω，闭合开关S ，理想变流电压表示数为9 V ，如图8所示，则该交流发电机( )图8A ．产生的感应电动势的峰值为10 VB ．产生的感应电动势的有效值为9 VC ．线圈通过中性面时产生的感应电动势的瞬时值为10 2 VD ．线圈自中性面转过90°的过程中平均感应电动势为202πV 答案 D解析 用电器电阻R ＝9 Ω，电压表示数为9 V ，则电路中的电流I ＝U R ＝99 A ＝1 A ，所以感应电动势的有效值E ＝I (R ＋r )＝1×(9＋1) V ＝10 V ，感应电动势的峰值E m ＝2E ＝10 2 V ，故A 、B 错误；交流发电机线圈通过中性面时电动势的瞬时值最小，为零，故C 错误；线圈自中性面转过90°的过程中平均感应电动势为E ＝n ΔΦΔt ＝nBS π2ω＝2nBSωπ＝2E m π＝202πV ，故D正确．9．如图9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曲线a 、b 所示，则( )图9A．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100 HzD．曲线b表示的交变电动势有效值为10 V答案 A解析在t＝0时刻，感应电动势为零，此时线圈一定处在中性面上，故A正确；由题图可知，a的周期为4×10－2 s；b的周期为6×10－2 s，则由n＝1T可知，转速与周期成反比，故a、b对应的线圈转速之比为3∶2，故B错误；曲线a表示的交变电动势频率为f＝1T ＝10.04Hz＝25 Hz，故C错误；曲线a、b对应的线圈转速之比为3∶2，角速度之比为3∶2，曲线a表示的交变电动势最大值是15 V，根据E m＝NBSω得曲线b表示的交变电动势最大值是10 V，故D错误．10.实验室里的交流发电机可简化为如图10所示的模型，矩形线圈在水平匀强磁场中绕垂直于磁感线且与线圈共面的OO′轴匀速转动．现在发电机的输出端接一个电阻R和理想电压表，并让线圈每秒转25圈，读出电压表的示数为10 V．已知R＝10 Ω，线圈电阻忽略不计，下列说法正确的是()图10A．线圈平面与磁场平行时刻，线圈中的瞬时电流为零B．从线圈平面与磁场平行开始计时，线圈中感应电流的瞬时值表达式为i＝2sin 100πt(A) C．流过电阻R的电流最大值为 2 AD．电阻R上消耗的电功率为5 W答案 C解析 线圈平面与磁场平行时刻，穿过线圈的磁通量为零，线圈中的瞬时电流为最大值，A 错误；电压表示数为10 V ，即感应电动势有效值为10 V ，则最大值为10 2 V ，电流的最大值为I m ＝U m R ＝10210A ＝ 2 A ，ω＝25×2π rad/s ＝50π rad/s ，所以从线圈平面与磁场平行开始计时，线圈中感应电流的瞬时值表达式为i ＝2cos 50πt (A)，B 错误，C 正确；电阻R 上消耗的电功率为U 2R ＝10210W ＝10 W ，D 错误．11．(多选)如图11所示，一半径为r 的半圆形单匝线圈放在具有理想边界的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B .线圈以直径ab 为轴匀速转动，转速为n ，ab 的左侧有垂直于纸面向里(与ab 垂直)的匀强磁场，M 和N 是两个滑环，负载电阻为R .线圈、电流表和连接导线的电阻都不计，下列说法正确的是( )图11A ．转动过程中电流表的示数为π2Bnr 22RB ．从图示位置起转过14圈的时间内产生的平均感应电动势为2πnBr 2C ．从图示位置起转过14圈的时间内通过负载电阻R 的电荷量为2πBr 28RD ．转动过程中交变电流的最大值为π2Bnr 2R答案 ABD解析 线圈转动过程中产生的交变电流的最大值为I m ＝BSωR ＝B π2nr 2R ，D 正确；因为只有一半区域存在磁场，由有效值的计算公式可得：(I m 2)2·R ·T 2＝I 2RT ，解得I ＝I m 2＝B π2nr 22R ，所以转动过程中电流表的示数为B π2nr 22R ，A 正确；从题图所示位置起转过14圈的时间内磁通量的变化量为ΔΦ＝B ·12πr 2；所用时间Δt ＝T 4＝14n ，所以线圈产生的平均感应电动势E ＝ΔΦΔt ＝2πnBr 2，B 正确；从题图所示位置起转过14圈的时间内通过负载电阻R 的电荷量为q ＝I ·Δt ＝E R·Δt＝ΔΦR ＝B ·12πr 2R ＝B πr 22R，C 错误． 12．在水平方向的匀强磁场中，有一个正方形闭合线圈绕垂直于磁感线且与线圈共面的轴匀速转动，已知线圈的匝数为N ＝100匝，边长为20 cm ，电阻为10 Ω，转动频率f ＝50 Hz ，磁场的磁感应强度为0.5 T ，求：(π取3.14) (1)外力驱动线圈转动的功率；(2)当线圈转至线圈平面与中性面的夹角为30°时，线圈产生的感应电动势及感应电流的大小； (3)线圈由中性面转至与中性面成 30°角的过程中，通过导线横截面的电荷量． 答案 (1)1.97×104 W (2)314 V 31.4 A (3)0.027 C解析 (1)线圈中产生的感应电动势的最大值为E m ＝NBSω＝100×0.5×(0.2)2×2π×50 V ＝628 V ，感应电动势的有效值为E ＝E m2＝314 2 V. 外力驱动线圈转动的功率与线圈中交变电流的功率相等， 即P 外＝E 2R ＝(3142)210W ≈1.97×104 W.(2)当线圈转至线圈平面与中性面的夹角为30°时，线圈产生的感应电动势为 e ＝E m sin 30°＝314 V ，此时感应电流的大小为i ＝e R ＝31410A ＝31.4 A.(3)在线圈由中性面转至与中性面成30°角的过程中，线圈中的平均感应电动势为E ＝N ΔΦΔt ，平均感应电流为I ＝ER ＝N ΔΦR Δt， 故通过导线横截面的电荷量为q ＝I Δt ＝N ΔΦR ＝NBS (1－cos 30°)R≈0.027 C.。
高中新教材物理课件选择性必修第二册第章交变电流
汇报人：XX 20XX-01-23
目 录
• 交变电流基本概念 • 电阻、电感和电容对交变电流作用 • 变压器原理及应用 • 远距离输电与高压输电技术 • 日常生活中交变电流现象解释 • 实验：测量交变电流参数和波形图绘制
01 交变电流基本概 念
交变电流定义及特点
缺点
需要建设大量的输电线路和变电站 ，投资成本高；输电线路容易受到 自然灾害等不可控因素的影响，运 行维护成本高。
高压输电技术发展历程
初期阶段
现阶段
20世纪初，高压输电技术开始得到应 用，但当时主要采用直流输电方式， 电压等级较低。
目前，特高压交流输电和直流输电技 术已经成为远距离输电的主要方式， 具有输电容量大、距离远、损耗小等 优点。
电容对交变电流作用
储存电能
电容是一种储存电能的元件，当交变电流通过电容时，它会 在极板间储存电荷并产生电场。因此，电容对交变电流的阻 碍作用与频率有关，频率越高，阻碍作用越弱。
消耗有功功率
与电感不同，电容在交变电流中会消耗有功功率，即它会真 正消耗电能并将其转化为其他形式的能量（如热能）。有功 功率的消耗会导致电网的效率下降，因此需要采取措施来减 少电容的有功功率消耗。
02 电阻、电感和电 容对交变电流作 用
电阻对交变电流作用
阻碍电流
电阻是指导体对电流的阻碍作用，在交变电流中同样存在。电阻越大，对电流 的阻碍作用越强，电流通过导体时产生的热量也越多。
不消耗电能
虽然电阻会阻碍电流并产生热量，但它不会像电感或电容那样消耗电能。在交 变电流中，电阻只是将电能转化为热能，而不会改变电流的频率或幅度。
和电器。
使用符合安全标准的电器和 电线，不乱接乱拉电线，避
5.11恒定电流与交变电流
热点考向一
直流电路的动态分析
【典题1·师生探究】(2014·武汉二模)在如图所示的电路中, 电源的负极接地,其电动势为E、内电阻为r,R1、R2为定值电 阻,R3为滑动变阻器,C为电容器, 、 为理想电流表和电压
表。在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中,下列说法 中正确的是( )
A.电压表示数减小
R2
增大的情况下,电流表的示数将变大,选项B错误;电容器两端的 电压变小,根据C=
Q ,电容器所带电荷量将变少,选项C错误;由 U
于R2两端的电压变小,所以a点的电势变低,选项D正确。
【拓展延伸】 (1)在【典题1】中,若把电路图中的电压表改为直接接在电源 两端,其他条件不变,则在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动 的过程中,电压表示数如何变化? 【解析】若把电压表直接接在电源两端,则电压表测的是路端 电压,当滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动时,滑动变阻器的 电阻减小,电路总电阻减小,由闭合电路的欧姆定律I= E 可
t
(3)理想变压器的四个基本关系。
①功率关系：P入=P出。
②电压关系： U1 n1 。
U2 n 2 ③电流关系： I1 n 2 。 I2 n1
④频率关系：f1=f2。
思想方法 (1)物理思想：等效思想、忽略次要因素思想、守恒思想。 (2)物理方法：假设法、整体法、隔离法、代换法、比值定义 法。
B.电流表示数减小
C.电容器C所带电荷量增多 D.a点的电势降低
【破题关键】
(1)电路图中电压表和电流表的作用： R1两端的电压 ①电压表直接与电阻R1并联,测的是____________;
R3所在支路的电流 。 ②电流表位于支路中,测的是________________
高中物理大二轮物理复习专题目录
二轮物理
选择题48分专练(一) 选择题48分专练(二) 实验题15分专练(一) 实验题15分专练(二) 计算题32分专练(一) 计算题32分专练(二) 选考题15分专练(一) 选考题15分专练(二)
第二部分 考前冲刺增分练
二轮物理
小卷冲刺抢分练(一)——(8＋2实验) 小卷冲刺抢分练(二)——(8＋2实验) 小卷冲刺抢分练(三)——(8＋2计算) 小卷冲刺抢分练(四)——(8＋2计算) 高考模拟标准练
大二轮专题复习与测试
物理
二轮物理
第一部分 专题一 力与运动 第1讲 物体的平衡 考向一 力学中的平衡问题 考向二 电学中的平衡问题 考向三 平衡中的临界极值问题 第2讲 牛顿运动定律和直线运动 考向一 运动图象的理解及应用 考向二 匀变速直线运动应用规律 考向三 牛顿运动定律的综合应用
专题整合突破
二轮物理
第2讲 电学实验与创新 考向一 电表改装与读数、多用电表原理与使用 考向二 以伏安法测电阻为核心的实验 考向三 以测电源电动势和内阻为核心的实验 考向四 电学创新设计实验
二轮物理
专题七 选考部分 第1讲 (选修3－3) 分子动理论、气体及热力学定律 考向一 热学基础知识与气体实验定律的组合 考向二 热学基础知识、热力学定律与气体定律的组合 第2讲 (选修3－4) 机械振动和机械波 光 电磁波 考向一 振动(或波动)与光的折射、全反射的组合 考向二 光学基础知识与波动(或振动)的组合 考向三 电磁波、光学、波动(或振动)的组合
二轮物理
第三部分 一、物理学史和物理思想方法 (一)高中物理的重要物理学史 (二)高中物理的重要思想方法 二、高考必知的五大解题思想 (一)守恒的思想 (二)等效的思想 (三)分解的思想 (四)对称的思想 (五)数形结合的思想
专题11交变电流 第1讲交变电流的产生和描述(教学课件)高考物理一轮复习
(1)在磁场中与 B 垂直的位置为中性面，Φ 最大，I 感＝0，线圈转一 周两次经过中性面，电流方向改变两次．
(2)交变电流某一时刻的值，是时间的函数．①线圈从中性面开始转 动：e＝Emsin ωt；②线圈从平行于磁场方向开始转动：e＝Emcos ωt.
(3)只有正(余)弦式交变电流的有效值和峰值之间是 E＝Em2的关系， 非正弦式交变电流一般不满足
[方法归纳] 几种典型交变电流的有效值
电流名称
电流图像
正弦式 交变电流
正弦 半波电流
有效值
I＝
Im 2
I＝I2m
电流名称 矩形脉 冲电流
非对称性 交变电流
电流图像
有效值 I＝ Tt0Im
I＝ 21I21＋I22
1．(2018 年全国卷Ⅲ)一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产
磁感线的中心轴OO′匀速转动，产生的感应电动势e随时间t变化的曲线
如图乙所示．若外接电阻的阻值R＝9 Ω，线圈的电阻r＝1 Ω，则下列说
法正确的是
()
A．线圈转速为100π r/s B．0.01 s末穿过线圈的磁通量最大 C．通过线圈的最大电流为10 A D．电压表的示数为90 V 【答案】C
【解析】由乙图可知，线圈转动的周期 T＝0.04 s，线圈转速 n＝T1＝ 25 r/s，故 A 错误；0.01 s 末，线圈产生的感应电动势最大，此时线圈处 于与中性面垂直位置，穿过线圈的磁通量最小且为零，故 B 错误；根据 闭合电路的欧姆定律，可知 I＝RE＋mr＝91＋001 A＝10 A，故 C 正确；电压 表测量的是有效值，故 U＝ I2R＝45 2 V，故 D 错误．
u0
2
uR20T，Q 正＝UR2有效T＝
2023版高考物理二轮总复习第1部分题突破方略专题4电路与电磁感应第1讲直流电路与交流电路课件
命题热点•巧突破
考点一 直流电路的计算与分析
考向1 直流电路的动态分析
1．(2021·广东广州模拟)如图所示的电路中，当变阻器R1的滑动触
头向上滑动时，A、B两灯亮度的变化情况为
(A )
A．A灯和B灯都变亮
B．A灯和B灯都变暗
C．A灯变亮，B灯变暗
D．A灯变暗，B灯变亮
【解析】 “串反并同”指的是在一个闭合回路中某一个电学元件 的阻值发生了变化，则与其并联的电学元件的电学量的变化趋势与其相 同，与其串联的电学元件的电学量的变化趋势与其相反，这里的并联是 指两电学元件之间没有电流的流进流出关系，串联指的是电流有流进流 出关系．当变阻器R1的滑动触头向上滑动时，滑动变阻器的阻值增大， 根据“串反并同”规律可知A、B灯泡与之并联，则两灯都变亮，所以A 正确，B、C、D错误．故选A．
则下列描述电阻R两端电压UR随时间t变化的图象中，正确的是 (A )
【解析】 当电容器两端电压变化时，电容器由于充放电，电路中 会有电流 I＝ΔΔQt ＝CΔΔtU，而充电放电时，电流方向相反，电阻 R 两端电 压 UR＝IR＝CΔΔtUR，由图(b)可知，(1～2)s 电容器充电，(3～5)s 过程电 容放电，且放电时电流为充电时的一半，故选 A．
( AD )
A．若将电容器上极板上移少许，则液滴的电势能增大
B．若减小电容器两极板的正对面积，则液滴向下加速运动
C．闭合 S，则电路稳定后电容器所带电荷量比原来增加C3E
D．闭合 S，若电路稳定后液滴还在板间运动，则其加速度大小为13g
【解析】 若将电容器上极板上移少许，和电容并联部分电路没有 发生改变，电容器两端的电压不变，根据 E＝Ud 可知电场强度变小，则油 滴所受向上电场力变小，油滴向下运动，电场力做负功，油滴的电势能 增大，故 A 正确；若减小电容器两极板的正对面积，不改变极板间的电 场强度，则油滴所受向上电场力不变，油滴仍然静止，故 B 错误；
高考物理一轮教学案：专题十一考点一 交变电流的产生及描述 含解析
专题十一交变电流考点一交变电流的产生及描述基础点知识点1交变电流、交变电流的图象1．交变电流(1)定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流。
(2)常见类型如图甲、乙、丙、丁所示都属于交变电流。
其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流，简称正弦交流电，如图甲所示。
2．正弦交流电的产生和图象(1)产生：如图所示，在匀强磁场里，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，可产生正弦式交变电流。
(2)中性面及其特点①定义：与磁场方向垂直的平面。
②特点：a．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。
b．线圈转动一周，两次经过中性面，线圈每经过中性面一次，电流的方向就改变一次。
(3)图象：用以描述交流电随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象为正弦函数曲线，如图所示。
知识点2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(线圈转动一周)所需的时间，单位是秒(s)。
公式：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。
2．正弦交变电流的函数表达式(线圈从中性面位置开始计时)(1)电动势e随时间变化的规律：e＝E m sinωt。
(2)负载两端的电压u随时间变化的规律：u＝U m sinωt。
(3)电流i随时间变化的规律：i＝I m sinωt。
其中ω等于线圈转动的角速度，E m＝nBSω。
3．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 m 2，U ＝U m 2，I ＝I m 2。
(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。
2020赢在微点物理一轮复习_人教版_第十一章课时练习 交变电流单元评估验收(十一) 交变电流 传感器 (2)
高考复习顶层设计 物理
解析 A、B 项中交变电流的频率不同但有效值相同，均为 2 A，C 项为恒定电流，电流为 1.5 A，D 项为交流，其有效值为 2 A，综上所述， D 项中的电流有效值最大，产热功率最大，D 项正确。
答案 D
第19页
高考复习顶层设计 物理
B 组·能力提升题 9．面积均为 S 的两个电阻相同的线圈，分别放在如图甲、乙所示的磁 场中，甲图中是磁感应强度为 B0 的匀强磁场，线圈在磁场中以周期 T 绕 OO′ 轴匀速转动，乙图中磁场变化规律为 B＝B0cos2Tπt，从图示位置开始计时， 则( )
πvt
时电动势
E＝4B0Lvcosπdvt，瞬时电流
4B0Lvcos
I＝
R
d
，故
C
项正确；由于
瞬时电流成余弦规律变化，故可知感应电流的有效值 I＝2 2RB0Lv，故产生 的电热 Q＝I2Rt＝8B20RL2vd，故 D 项错误。
答案 BC
第17页
高考复习顶层设计 物理
8．一只电阻分别通过四种不同形式的电源，电流随时间变化的情况如 下图所示，在相同时间内电阻产生热量最大的是( )
B．20 V D．5 10 V
第28页
高考复习顶层设计 物理
解析 由有效值定义，10RV2 2·T2＋20RV2 2·T2＝UR22T，解得 U＝5 10 V， 故 D 项正确。
答案 D
第29页
高考复习顶层设计 物理
14.如图所示，一个半径为 r 的半圆形线圈，以直径 ab 为轴匀速转动，转 速为 n，ab 的左侧有垂直于纸面向里(与 ab 垂直)的匀强磁场，磁感应强度为 B。 M 和 N 是两个集流环，负载电阻为 R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计。 求：
物理学案 人教版高考一轮复习第11章交变电流传感器学案及实验教学
第1讲交变电流的产生和描述[目标要求]核心知识素养要求1.交变电流及其描述通过实验认识交变电流。
能用公式和图象描述正弦交变电流。
2.变压器电能的输送通过实验探究并了解变压器原、副线圈电压与匝数的关系。
了解从变电站到用户的输电过程，知道远距离输电时用高电压的道理。
了解发电机和电动机工作过程中的能量转化。
认识电磁学在人类生活和社会发展中的作用。
3.传感器知道非电学量转化成电学量的技术意义。
4.常见传感器的工作原理及应用通过实验，了解常见传感器的工作原理。
能列举传感器在生产生活中的应用。
5.实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系通过实验，了解变压器结构，知道列表处理数据的方法。
6.实验：利用传感器制作简单的自动控制装置通过实验，了解自动控制装置的电路设计及元件特性。
第1讲交变电流的产生和描述授课提示：对应学生用书第210页一、交变电流、交变电流的图象1．交变电流(1)定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流。
(2)按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流。
2．正弦式交变电流的产生和图象(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)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。
如图甲、乙、丙所示。
二、正弦式交变电流的函数表达式、峰值和有效值 1．周期和频率(1)周期(T)：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间，单位是秒(s)，公式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。
2.正弦式交变电流的函数表达式(线圈在中性面位置开始计时) (1)电动势e 随时间变化的规律：e ＝E m sin_ωt。
(2)负载两端的电压u 随时间变化的规律：u ＝U m sin_ωt。
(3)电流i 随时间变化的规律：i ＝I m sin_ωt。
2021届高考物理二轮复习专题四 电路与电磁感应(考点+习题)含解析
专题四电路与电磁感应1.恒定电流(1)闭合电路中的电压、电流关系:E=U外+U内,I=,U=E-Ir。
(2)闭合电路中的功率关系:P总=EI,P内=I2r,P出=IU=I2R=P总-P内。
(3)直流电路中的能量关系:电功W=qU=UIt,电热Q=I2Rt。
(4)纯电阻电路中W=Q,非纯电阻电路中W>Q。
2.电磁感应(1)判断感应电流的方向:右手定则和楞次定律(增反减同、来拒去留、增缩减扩)。
(2)求解感应电动势常见情况与方法(3)自感现象与涡流自感电动势与导体中的电流变化率成正比,线圈的自感系数L跟线圈的形状、长短、匝数等因素有关系。
线圈的横截面积越大,线圈越长,匝数越多,它的自感系数就越大。
带有铁芯的线圈其自感系数比没有铁芯时大得多。
3.交变电流(1)交变电流的“四值”①最大值:为U m、I m,即交变电流的峰值。
②瞬时值:反映交变电流每瞬间的值,如e=E m sinωt。
③有效值:正弦式交变电流的有效值与最大值之间的关系为E=、U=、I=;非正弦式交变电流的有效值可以根据电流的热效应来求解。
计算交变电流的电功、电功率和测定交流电路的电压、电流都是指有效值。
④平均值:反映交变电流的某物理量在t时间内的平均大小,如平均电动势E=n。
(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:=;③电流关系:=。
(3)远距离输电常用关系式(如图所示)①功率关系:P1=P2,P3=P4,P2=P线+P3。
②电压损失:U损=I2R线=U2-U3。
③输电电流:I线===。
④输电导线上损耗的电功率:P损=I线U损=R线=R线。
高考演练1.(2019江苏单科,1,3分)某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1∶10,当输入电压增加20 V时,输出电压()A.降低2 VB.增加2 VC.降低200 VD.增加200 V答案D依据理想变压器原、副线圈的电压比与匝数比关系公式可知,=,则ΔU 2=ΔU1,得ΔU2=200 V,故选项D正确。