【精品】北京高考第二轮综合专题复习----交变电流专题复习
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。
新教材适用2024版高考化学二轮总复习第1部分新高考选择题突破专题9物质结构与元素周期律微专题4晶体
微专题4 晶体结构与计算命题角度1 晶体类型与性质1. (2022·北京选考)由键能数据大小，不能解释下列事实的是( C )化学键C—H Si—H C===O C—O Si—O C—C Si—Si 键能/kJ·mol－1411 318 799 358 452 346 222A.稳定性：CH4>SiH4B．键长：C===O<C—OC．熔点：CO2<SiO2D．硬度：金刚石>晶体硅【解析】键能越大越稳定，C—H键能大于Si—H，所以稳定性：CH4>SiH4，故不选A；键能越大，键长越短，C===O键能大于C—O，所以键长：C===O<C—O，故不选B；CO2是分子晶体，熔点由分子间作用力决定，SiO2是共价晶体，所以熔点CO2<SiO2，不能用键能解释熔点CO2<SiO2，故选C；金刚石、晶体硅都是共价晶体，共价晶体中键能越大，晶体的硬度越大，C—C的键能大于Si—Si，所以硬度：金刚石>晶体硅，故不选D；故选C。
2. (2022·江苏选考)下列说法正确的是( B )A．金刚石与石墨烯中的C—C—C夹角都为120°B．SiH4、SiCl4都是由极性键构成的非极性分子C．锗原子(32Ge)基态核外电子排布式为4s24p2D．ⅣA族元素单质的晶体类型相同【解析】金刚石中的碳原子为正四面体结构，C—C—C夹角为109°28′，故A错误；SiH4的化学键为Si—H，为极性键，为正四面体，正负电荷中心重合，为非极性分子；SiCl4的化学键为Si—Cl，为极性键，为正四面体，正负电荷中心重合，为非极性分子，故B正确；锗原子(32Ge)基态核外电子排布式为[Ar]3d104s24p2，故C错误；ⅣA族元素中的碳元素形成的石墨为混合晶体，而硅形成的晶体硅为共价晶体，故D错误；故选B。
命题角度2 晶体结构与计算3. (2022·湖北选考)某立方卤化物可用于制作光电材料，其晶胞结构如图所示。
2021高考二轮专题复习 专题13交变电流 精编专题练11(含解析)
2021高考二轮专题复习专题13交变电流精编专题练11（含解析）1．两个完全相同的电热器分别通以如图甲、乙所示的交变电流，两电热器的实际电功率之比P甲∶P乙为A．1∶2 B．1∶1 C．2∶1 D．2∶12．如图所示，某电器内的部分电路，C为电容器，L为电感器，下列说法正确的是（）A．当输入端输入直流电时，输出端无输出B．当C为容量较小的电容、L为自感系数较小的电感器、输入端只输入低频交流电时，输出端几乎无输出C．当C为容量较大的电容、L为自感系数较大的电感器、输入端只输入高频交流电时，输出端几乎无输出D．当C为容量较大的电容、L为自感系数较小的电感器、输入端只输入低频交流电时，输出端几乎无输出3．有一个变压器，当输入电压为220 V时输出电压为12 V，某同学在实验过程中发现此变压器副线圈烧坏了，于是他从变压器上拆掉烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈作为副线圈（如图所示），然后将原线圈接到110 V交流电源上，将交流电流表与100 的固定电阻串联后接在新绕的5匝线圈两端，这时电流表的示数为5 mA。
该同学按理想变压器分析，求出了该变压器副线圈的匝数。
你认为该变压器原来的副线圈匝数应为（）A．2200 B．1100 C．60 D．304．如图所示是一交变电流的i t -图象，则该交流电电流的有效值为（ ）A ．4AB ．22AC ．32AD ．3A 5．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，发电厂的输出电压及输电线的电阻均不变。
在用电高峰期，随着用户耗电量的增大，下列说法正确的是（ ）A ．升压变压器的输出电压增大B ．降压变压器的输出电压变大C ．输电线上损耗的功率增大D ．通过升压变压器原线圈的电流变小6．如图所示，矩形线圈处在磁感应强度大小为 B 、方向水平向右的匀强磁场中，线圈通过电刷与定值电阻 R 及理想电流表相连接，线圈绕中心轴线OO ' 以恒定的角速度ω 匀速转动，t =0 时刻线圈位于与磁场平行的位置。
高考物理总复习第十章 第1讲 交变电流的产生和描述
有志者事竟成
11
高考复习· 物理
3．周期和频率：描述交变电流变化快慢的物理量． (1)周期：完成一次周期性变化所需的时间． (2)频率：在1 s内完成周期性变化的次数． 1 2π (3)周期和频率的关系：T＝ f ，ω＝ T ＝2πf.
有志者事竟成
12
高考复习· 物理
特别提示
Imax 只有正弦交变电流才有I＝ 的关系，对于 2
24
高考复习· 物理
疑 难 辨 析
疑难点一 试推导出矩形线框绕垂直于匀强磁场的轴匀速转
动时产生感应电动势的表达式：e＝nBSωsinωt(从中性面位置开始 计时)．
有志者事竟成
3
高考复习· 物理
备 考 建 议
1.本章的重点之一是交流电有效值的理解和计算．对该部分知 识，要抓住实质，即交流电和直流电在热效应上是等效的，通过 对比，深刻理解和掌握交流电的“四值”． 2．本章的另一个重点是变压器的原理和远距离输电，要将电 磁感应定律、电路原理、能的转化和守恒定律三方面的知识结 合；要理解原、副线圈中的电压、电流、功率“谁决定谁”的制 约关系，画出远距离输电的电路图．
高考复习· 物理
第十章 交变电流 传感器
有志者事竟成
1
高考复习· 物理
考 纲 展 示
1.交变电流、交变电流的图象(Ⅰ) 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(Ⅰ) 4．远距离输电(Ⅰ) 5．实验：传感器的简单应用
有志者事竟成
2
高考复习· 物理
命 题 规 律
综合分析近三年新课标地区各省高考试题，命题有以下规 律： (1)对本章知识多以选择题形式考查，试题难度不大． (2)命题重点在交变电流的规律、图象及变压器的规律，以考 查识记能力、对比能力为主.
2023新教材高考物理二轮专题复习专题：直流电路与交流电路
专题十二直流电路与交流电路高频考点·能力突破考点一直流电路的分析与计算电路动态分析的两种方法(1)程序法最常规的方法(2)极限法最直接的方法即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论．例1 [2022·陕西渭南市教学质量检测](多选)如图所示，电流表示数为I，电压表示数为U，定值电阻R2消耗的功率为P，电容器C所带的电荷量为Q，电源内阻不能忽略．当变阻器滑动触头向右缓慢滑动时，下列说法正确的是( )A．U增大、I减小B．U减小、I增大C．P增大、Q减小D．P、Q均减小[解题心得]预测1 在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，灯泡L的电阻小于电源的内阻，闭合开关S，在滑动变阻器的滑片由a向b移动的过程中，下列各物理量的变化情况正确的是( )A．电流表的读数变大B．灯泡L变亮C．电源输出功率先减小后增大D．电压表的读数先增大后减小预测2 [2022·四川绵阳模拟]如图所示，闭合开关S，将滑动变阻器R的滑片向右滑动的过程中( )A．电流表A1的示数变小B．电流表A2的示数变小C．电压表V的示数变小D．电阻R1的电功率变大考点二交变电流的产生及变化规律解答交变电流问题的三点注意(1)理解两个特殊位置的磁通量、磁通量的变化率、感应电动势及感应电流方向的特点：线圈与中性面重合时，S⊥B，Φ最大，ΔΦ＝0，e＝0，i＝0，电流方向将发生改变，线圈Δt与中)的关系类比v和a(ΔvΔt性面垂直时，S∥B，Φ＝0，ΔΦ最大，e最大，i最大，电流方向不变．Δt(2)区分交变电流的峰值、瞬时值、有效值和平均值．(3)确定交变电流中电动势、电压、电流的有效值后就可以运用直流电路的规律处理交流电路中的有关问题．例2 [2022·浙江1月]如图所示，甲图是一种手摇发电机及用细短铁丝显示的磁场分布情况，摇动手柄可使对称固定在转轴上的矩形线圈转动；乙图是另一种手摇发电机及磁场分布情况，皮带轮带动固定在转轴两侧的两个线圈转动．下列说法正确的是( )A．甲图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场B．乙图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场C．甲图中线圈转动时产生的电流是正弦交流电D．乙图中线圈匀速转动时产生的电流是正弦交流电[解题心得]预测 3 [2022·湖北押题卷]一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，产生正弦式交变电流，电动势随时间的变化规律如图线a 所示．仅调整线圈转速，电动势随时间的变化规律如图线b 所示，则图线b 电动势瞬时值的表达式是( )A ．e ＝100sin 5πt (V)B ．e ＝100sin100πt 3(V)C ．e ＝120sin 5πt(V)D ．e ＝120sin100πt 3(V )预测4 [2022·山东章丘二模]一半径为a 的半圆形单匝闭合线框，其总电阻为r ，空间中存有方向竖直向上、磁感应强度大小为B 的匀强磁场．某时刻在外力驱动下，线框开始绕其水平放置的直径以角速度ω匀速转动(左侧观察顺时针转动)．t 时刻线框恰好转动至如图所示的竖直平面，下列说法正确的是( )A ．线框匀速转动一周的过程中外力做功为W ＝π3B 2a 4ω4rB ．从t 时刻开始计时，感应电动势的表达式为e ＝πBωa 22sin (ωt)VC ．线框从t 时刻转到水平位置的过程中电路中的电荷量为q ＝√2π2Ba 28rD ．设N 点电势为零，t 时刻M 点电势为φM ＝－Bπωa 24考点三 变压器与远距离输电1．理想变压器原副线圈中各物理量的三个制约关系(1)电压制约：输出电压U2由输入电压U1决定，即U2＝n2U1. 原制约副n1(2)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＝n2I2. 副n1制约原(3)功率制约：变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定，原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定，即P1＝P2. 副制约原2．分清远距离输电的三个回路和三种关系(1)理清三个回路(2)分清三种关系例 3 [2022·河北卷]张家口市坝上地区的风力发电场是北京冬奥会绿色电能的主要供应地之一，其发电、输电简易模型如图所示，已知风轮机叶片转速为每秒z转，通过转速比为1∶n的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，发电机线圈面积为S，匝数为N，匀强磁场的磁感应强度为B，t＝0时刻，线圈所在平面与磁场方向垂直，发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后，输出电压为U.忽略线圈电阻，下列说法正确的是( )A．发电机输出的电压为√2πNBSzB．发电机输出交变电流的频率为2πnzC．变压器原、副线圈的匝数比为√2πNBSnz∶UD．发电机产生的瞬时电动势e＝√2πNBSnz sin (2πnz)t[解题心得]预测5 [2022·湖北押题卷]如图甲所示，100匝圆形线圈接入理想变压器的原线圈，变压器的副线圈接入阻值为R的电阻，电表都是理想电表．已知每匝线圈的电阻均为R，若在线圈位置加入垂直于线圈平面的磁场，磁感应强度B随时间t按正弦规律变化的图像如图乙所示，得到圆形线圈的电热功率与电阻R的功率相等．下列说法正确的是( )时刻两电流表示数均达最大A．T2时刻两电流表示数均为0B．T4C．原、副线圈匝数比n1∶n2＝10∶1D．对某一段线圈来说，当磁感应强度最大时，受到的安培力最大预测6 [2022·湖南卷]如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头P1初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源．定值电阻R1的阻值为R，滑动变阻器R2的最大阻值为9R，滑片P2初始位置在最右端．理想电压表的示数为U，理想电流表的示数为I.下列说法正确的是( )A．保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，I减小，U不变B．保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率增大C．保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，I减小，U增大D．保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率减小预测7 [2022·福建押题卷]如图所示为研究远距离输电的装置．理想变压器T1、T2的匝数比相等(n1∶n2＝n4∶n3)，变压器T1的输入电压u1＝e＝50√2sin 100πt(V)，输电线的总电阻为r，则( )A．闭合开关后，灯泡两端的电压为50 VB．闭合开关后，通过灯泡电流的频率为100 HzC．闭合的开关数越多，所有灯泡获得的总功率越大D．依次闭合开关S1、S2、S3…，灯泡L1越来越暗素养培优·情境命题利用理想变压器规律解决实际问题情境1 [2022·江苏冲刺卷]互感式钳形电流表内部结构如图所示，电流表与次级线圈相连，用手柄控制钳形铁芯上方开口的开合，则( )A．该电流表可用来测量直流电B．次级线圈匝数越少，电流表读数越大C．该电流表测电流时相当于降压变压器D．测量时电流表应串联在被测通电导线中[解题心得]情境2 [2022·历城二中测评]如图是一个家庭用的漏电保护器的简单原理图，它由两个主要部分组成，图中左边虚线框内是检测装置，右边虚线框内是执行装置．检测装置是一个特殊的变压器，它把即将引入室内的火线和零线并在一起绕在铁芯上作为初级(n1匝)，另绕一个次级线圈(n2匝)．执行装置是一个由电磁铁控制的脱扣开关．当电磁铁的线圈中没有电流时，开关是闭合的，当电磁铁的线圈中的电流达到或超过一定值时，开关断开，切断电路，起到自动保护作用．我国规定当漏电流达到或超过30 mA时，就要切断电路以保证人身的安全．至于电磁铁中的电流达到多大时脱扣开关才断开，则与使用的具体器材有关，如果本题中的脱扣开关要求电磁铁中的电流至少达到80 mA才会脱扣，并且其检测装置可以看作理想变压器，那么，n1与n2的比值为( )A．n1∶n2＝5∶3 B．n1∶n2＝3∶5C．n1∶n2＝8∶3 D．n1∶n2＝3∶8[解题心得]情境3 [2022·广东冲刺卷]氮化镓手机充电器具有体积小、功率大、发热量少的特点，图甲是这种充电器的核心电路．交流电经前端电路和氮化镓开关管后，在ab端获得如图乙所示的高频脉冲直流电，经理想变压器降压后在cd端给手机充电，则正常工作时，变压器cd输出端( )A．输出的电压也是直流电压B．输出电流的频率为2TC．输出电流的有效值大于ab端输入电流的有效值D．需将输入电压转变为交流电，输出端才会有电压输出[解题心得]情境4 [2022·山东冲刺卷]近十年来，我国环形变压器从无到有，已形成相当大的生产规模，广泛应用于计算机、医疗设备、家电设备和灯光照明等方面，如图甲所示．环形变压器与传统方形变压器相比，漏磁和能量损耗都很小，可视为理想变压器．原线圈匝数n1＝880匝，副线圈接一个“12 V22 W”的照明电灯，示意图如图乙所示，图中电压表与电流表均为理想交流电表．原线圈接交流电源，原线圈两端的电压随时间变化的关系图像如图丙所示，最大值U m＝220√2 V，最大值始终保持不变，照明电灯恰好正常发光．则( )A．原线圈两端电压的有效值和t＝2.5×10－3 s的电压瞬时值相等B．若电压表为非理想电表，电压表的读数会变小C．照明电灯正常发光时，电流表的读数为0.05 AD．在t＝5×10－3 s时刻，电压表的示数为零[解题心得]专题十二直流电路与交流电路高频考点·能力突破考点一例1 解析：当变阻器滑动触头向右缓慢滑动时，接入电路中的电阻减小，总电阻变小，总电流变大，内电压变大，由路端电压U＝E－Ir知U变小，电压表示数减小，电流表示数增大，R2两端电压增大，功率P增大，电容器与变阻器并联，所以电容器两端电压减小，由公式Q＝CU可知，电荷量减小，故B、C正确．答案：BC预测 1 解析：滑动变阻器的滑片位于最右端时，滑动变阻器两部分并联的阻值为零，此时电路的外电阻最小，干路电流最大，路端电压最小，电流表示数最大；滑动变阻器的滑片位于中间时，滑动变阻器两部分并联的阻值最大，此时电路的外电阻最大，干路电流最小，路端电压最大，电流表示数小于初始位置时的示数；滑动变阻器的滑片位于最左端时，滑动变阻器两部分并联的阻值为零，此时电路的外电阻最小，干路电流最大，路端电压最小，电流表示数为零，所以A、B错误，D正确．滑动变阻器两部分并联的阻值先增大后减小，但与灯泡L及内阻的阻值关系未知，故输出功率无法确定，C错误．答案：D预测2 解析：程序法：在滑动变阻器R的滑片向右滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路总电阻变大，根据闭合电路的欧姆定律可知，干路电流变小，选项A 正确；由于干路电流变小，根据U外＝E－Ir可知外电路两端的电压变大，电阻R1两端的电压U1＝IR1变小，则并联部分电路两端的电压变大，即电压表V的示数变大，通过电阻R2的电流变大，即电流表A2的示数变大，选项B、C错误；根据P1＝I2R1可知，电阻R1不变，通过R 1的电流变小，则电阻R 1的电功率变小，选项D 错误．结论法：根据“串反并同”，滑动变阻器R 的滑片向右滑动的过程，R 变大，与之间接串联部分的电流、电压减小，R 1的电功率变小，选项A 正确、D 错误；与之并联部分的电流、电压变大，选项B 、C 错误．答案：A 考点二例2 解析：图中细短铁丝被磁化之后，其作用相当于小磁针，根据其分布特点可判断出甲图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场，故选项A 正确；而乙图中，磁针分布的方向并不相同，则线圈转动区域磁场不能看成匀强磁场，故选项B 错误；根据发电机原理可知，甲图中线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的转轴匀速转动时才能产生正弦交流电，故选项C 错误；乙图中线圈匀速转动时，由于线圈切割磁感线的速度方向始终与磁场垂直且所在位置的磁感应强度大小不变，所以匀速转动时产生的是大小恒定的电流，故选项D 错误．答案：A预测3 解析：由图可知，调整转速前后周期之比Ta Tb ＝0.040.06＝23由ω＝2πT可知角速度与周期成反比，得调整转速前后角速度之比为ωa ωb＝T b T a＝32调整线圈转速之后，交流电的角速度ωb ＝2πT b＝2π0.06 s ＝100π3rad/s感应电动势最大值E m ＝NBSω转速调整前后，NBS 相同，E m 与ω成正比Ema E mb ＝ωa ωb由图可知，调整线圈转速之前交流电的最大电动势E m a ＝150 V所以调整线圈转速之后交流电的最大电动势E m b ＝ωb ωaE m a ＝23×150 V＝100 V线圈从中性面开始转动计时，所以图线b 电动势的瞬时值表达式e ＝100sin 100πt 3(V)，故选B.答案：B预测4 解析：根据法拉第电磁感应定律有，线框中产生感应电动势的有效值为E 有＝√2＝√22NBSω＝√24πa 2Bω，则线框匀速转动一周的过程中线框中产生的焦耳热为Q ＝E 有2 ET ，T ＝2πω，联立解得Q ＝π3B 2a 4ω4r，线框匀速转动一周的过程中外力做功等于线框中产生的焦耳热，即W ＝Q ＝π3B 2a 4ω4r，故A 正确；t 时刻开始计时，线框中产生的感应电动势的表达式为e ＝E m cosωt ＝πBωa 22cos (ωt )V ，B 错误；线框从t 时刻转到水平位置的过程中电路中的电荷量为q＝ΔΦr＝BΔS r＝12Bπa 2r＝Bπa 22r，C 错误；设N 点电势为零，t 时刻M 点电势为φM ＝－(πaπa +2a)·e＝－(πaπa +2a)·πBωa 22·cos 0＝－π2Bωa 22(π+2)，故D 错误．答案：A 考点三例3 解析：发电机线圈的转速为nz ，输出交变电流的频率为f ＝ω2π＝nz ，B 错误；线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的为正弦交流电，最大值为E m ＝NBS ·2π·nz ，输出电压的有效值为E ＝m √2＝√2πNBSnz ，A 错误；变压器原、副线圈的匝数比为n 1n2＝EU ＝√2πNBSnzU，C 正确；发电机产生的瞬时电动势为e ＝E m sin ωt ＝2πNBSnz sin (2πnz )t ，D 错误．答案：C预测5 解析：电表测量的是有效值，不是瞬时值，两电流表的示数不变，A 、B 错误；根据题意得I 12×100R ＝I 22×R ，I 1I2＝n 2n 1，解得n 1n 2＝101，C 正确；由图乙可知当磁感应强度最大时，磁感应强度的变化率为零，感应电流等于零，线圈受到的安培力等于零，D 错误．答案：C预测6 解析：设原线圈两端电压为U 1，副线圈两端电压为U 2，通过原线圈的电流为I 1，通过副线圈的电流为I 2，由理想变压器变压规律和变流规律可得，原、副线圈及定值电阻R 1的等效电阻为R ′＝U 1I 1＝n 1n 2U 2n 2n 1I 2＝(n1n 2)2U2I 2＝(n1n 2)2R 1；保持P 1位置不变，将原、副线圈及电阻R 1等效为一定值电阻，P 2向左缓慢滑动过程中，R 2接入电路的电阻减小，则整个电路的总电阻减小，由欧姆定律可知，回路中电流I 增大，原线圈两端电压增大，又电源电压不变，故电压表示数U 减小，A 项错误；由于原线圈两端电压增大，由理想变压器变压规律可知，副线圈两端电压增大，故R 1消耗的功率增大，B 项正确；当P 2位置不变，P 1向下滑动时，n 2减小，等效电阻R ′增大，由欧姆定律可知，回路中电流减小，R 2两端电压减小，C 项错误；由于R 2两端电压减小，则原线圈两端电压增大，由变压规律可知，副线圈两端电压增大，R 1的功率增大，D 项错误．答案：B预测7 解析：闭合开关后，灯泡两端的电压为U 4＝n 4n 3U 3＝n 4n 3(U 2－ΔU )＝n 4n 3(n2n 1U 1−ΔU )＝U 1－n 4n 3ΔU ，A 错误；变压器不改变频率，交变电流的频率为f ＝ω2π＝50 Hz ，B 错误；设升压变压器的输出电压为U 2，输送电流为I 2，所有灯泡获得的总功率为P ＝U 2I 2−I 22r ＝−E (E 2−E 22E )2+E 22 4E闭合的开关数越多，灯泡总电阻越小，所以灯泡总功率有可能先增大后减小，也有可能一直减小，C 错误；依次闭合开关S 1、S 2、S 3…，灯泡总电阻逐渐减小，输送电流逐渐增大，所以灯泡两端的电压逐渐减小，灯泡L 1越来越暗，D 正确．答案：D 素养培优·情境命题情境1 解析：互感式钳形电流表利用的是电磁感应的互感原理，不能测量直流电，故A 错误；电流大小与线圈匝数成反比，所以次级线圈匝数越少，电流表读数越大，故B 正确；该电表原线圈为单匝，是升压变压器，故C 错误；测量时，用手柄控制钳形铁芯上方开口打开，将被测通电导线圈放入其中，不需要将电流表串联在被测通电导线中，故D 错误．答案：B情境2 解析：根据题意可知n1n 2＝I2I 1＝80 mA 30 mA＝83，故A 、B 、D 错误，C 正确．答案：C情境3 解析：经过变压器输出的电压为交流电压，A 错误；由乙图可知周期为T ，故输出电流的频率为f ＝1T ，B 错误；由于变压器为降压变压器，则输入电压有效值大于输出电压有效值，根据变压器的输入功率等于输出功率，可知输出电流的有效值大于ab 端输入电流的有效值，C 正确；变压器的工作原理是电磁感应，只要输入电流的大小发生变化，产生的磁场就会发生变化，磁通量就会发生变化，输出端就会有电压输出，故不需要将输入电压转变为交流电，输出端也可以有电压输出，D 错误．答案：C情境4 解析：原线圈两端电压的有效值为U ＝m √2＝220 V ，由图丙可知电压周期T ＝2×10－2s ，则电压瞬时值表达式为u ＝U m cos2πTt ＝220√2cos (100πt )，当t ＝2.5×10－3 s 的电压瞬时值为u ＝220√2cos (100π×2.5×10－3)V ＝220 V ，故A 正确；电压表测的是输出电压，不会随外电阻的变化而变化，故B 错误；照明电灯正常发光时，电流为I 2＝P U 2＝116 A ，线圈匝数比为n1n2＝UU2＝22012＝553，电流表的读数为I＝I2n2n1＝0.1 A，故C错误；电压表的示数为有效值，即为12 V，故D错误．答案：A。
高考物理二轮复习 选择题题型6 变压器、交变电流问题练习
选择题题型6 变压器、交变电流问题1.(2017·山东临沂二模)线圈ab,cd绕在同一软铁芯上,如图(甲)所示,在ab线圈中通以如图(乙)所示的电流(电流从a流入为正),已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比,则下列描述线圈中感应电动势U cd随时间变化关系的图中,正确的是( )2.(2017·四川资阳二诊)如图(甲)所示,矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO′匀速转动,产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图(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 rad/sB.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 AD.电压表的示数为90 V3.(2017·四川广元二模)在如图(甲)所示的电路中,理想变压器原、副线圈匝数比为5∶1,原线圈接入图(乙)所示的电压,副线圈接火灾报警系统(报警器未画出),图中电压表和电流表均为理想电表,R0为定值电阻,R为热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小.下列说法中正确的是( )A.电压表的示数为44 VB.图(乙)中电压的有效值为220 VC.R处出现火灾时电流表示数减小D.R处出现火灾时电阻R0消耗的电功率增大4.(2017·河北张家口二模)如图所示,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R0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的正弦交变电流,下列说法正确的是( )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向下滑动时,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5.(2017·宁夏银川三模)(多选)如图所示,N匝矩形导线框以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO′匀速转动,线框面积为S,线框的电阻、电感均不计,外电路接有电阻R、理想交流电流表○A 和二极管D,二极管D具有单向导电性,即正向电阻为零,反向电阻无穷大.下列说法正确的是( )A.图示位置电流表的示数为0B.R两端电压的有效值U=NBSC.一个周期内通过R的电荷量q=D.交流电流表的示数I=NBS6.(多选)某小型发电站通过升压变压器向60 km远处的用户供电,在用户端用降压变压器将电压变为220 V供用户使用(设两个变压器均为理想变压器),输电示意图如图所示.已知输电线的电阻率为ρ=1.25×10-8Ω·m,横截面积为1.5×10-4m2,发电机输出功率为20 kW,输出电压为250 V,若线路损耗的功率为输出功率的5%.则下列说法正确的是( )A.发电机是将其他形式的能转化为电能的设备,发电原理是法拉第电磁感应定律B.输电线上的电流为10 AC.>D.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压7.(2017·河南平顶山一调)(多选)如图(a)所示,理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=55∶4,原线圈接有交流电流表A1,副线圈电路接有交流电压表V、交流电流表A2、滑动变阻器R 等,所有电表都是理想电表,二极管D正向电阻为零,反向电阻无穷大,灯泡L的阻值恒定.原线圈接入的交变电压的变化规律如图(b)所示,则下列说法正确的是( )A.交流电压表V的读数为32 VB.灯泡L两端电压的有效值为32 VC.当滑动变阻器的触头P向下滑动时,电流表A2示数增大,A1示数增大D.由图(b)可知交流发电机转子的角速度为100 rad/s。
基于学习进阶理论的教学案例研究——以高二“交变电流专题”为例
2021年4月1日理科考试研究•综合版• 45 •验基本思想，那么著名的“a 粒子散射实验”就不会成 功（极少数a 粒子散射发生大角度偏转），原子的核式结构就不会被提出，发现源于细节，成功更源于精准. 在实验备考中，教师要精心设计实验教学内容，组织开展好基础性实验和拓展性实验（探究性实验、创新 性实验、综合性实验等），在做实验的过程中更有利于强化实验基础知识、基本技能、基本思想、基本活动经 验，调动学习的主动性、积极性和创造性，激发学生的创新思维和创新意识，是提升学生实验创新能力和综合素质的有效途径.参考文献：[1 ]肖秋芳.应用数学处理物理问题能力培养的探究[J]•中学理科园地,2017,13（05） ：16 - 17.[2] [1]王平.高中物理实验教学的有效途径探索[J].试题与研究,2019（20）:64.[3] 王继群.物理高考真题中应用数学能力处理物理问题的重要性浅析[J].中学物理,2016,34（ 13） ：84 -85.（收稿日期：2021 -01 -09）基于学习进阶理论的教学變例研克——以高二“交变电流专题”为例 潘学升（江苏省高淳高级中学江苏南京211300）摘要：学习进阶也称“学习进程”，它着重强调的是教师在教学设计中设计"阶”和各进阶"起点”与“终点”，进阶 理论在实际应用中对“如何设定路径促进学生发展”的探索.笔者以"交变电流”单元复习课为例，应用学习进阶理论对 “阶”和“路径”的探索做了一些尝试.关键词：学习进阶;教学案例；交变电流知识碎片理论认为,学生的知识来源于一些零散 的知识碎片，在特殊物理情境下学生需要将这些碎片知识解析、重构从而构建相对完整的概念解释⑴•教 师的教学行为应该是设计基于学情的核心情境，对情境中的物理概念和规律采取有效的方式分解,让学生 在割裂的情境下一步步实现知识的解析与重构，最终实现概念和规律的有效转化.美国国家研究理事会（NRC ）将学习进阶定义为 “学习进阶是对学生连贯且逐渐深入的思维方式的假定描述，在一个适当的时间跨度下，学生学习和探究某一重要的知识或实践领域时,其思维方式的逐渐进 阶⑵.”学习进阶理论强调学生的学习是需要分阶段、 分层次进行的，而且每一阶段、每一层次的学习都是建立在前一阶段的基础上的深化与拓展.有人把学习进阶喻为极限运动——攀岩，如图1 所示,运动员要想达到岩石的顶端，运动员必须结合自己的实际，利用脚踏点，逐步实现攀登•在学习进阶理论中，教师的教学行为就是设置合理的最优化的图1“脚踏点”，助学生“登顶”的同时，促进其知识与方法的进阶.1 “交变电流专题”案例分析1. 1 进阶分析模型建构是髙中物理核心素 养中的重要组成部分.在科学领域，模型被视为是对真实世界的一 种表征，建模是建构或修改模型的动态过程，即从复杂的现象中，抽取出能描绘该现象 的元素或参数，并找出这些元素或参数之间的正确关系，建构足以正确描述、解释现象的模型的过程⑶. “交变电流的产生和描述”是高中物理模型建构的典 型案例，是学生提升物理核心素养中科学思维的最佳素材之一 •掌握“交变电流的产生和描述”是理解变压器及电能的输送的基础,也是能区别线圈在辐射状磁 场中切割模型的基础.1. 1- 1进阶起点的分析建模教学首先需要全面了解学生的相关知识层基金项目：南京市教育科学规划第十一期"个人课题”“基于学习进阶理论的高中物理概念教学案例研究”（项目编号:MK3751）. 作者简介：潘学升（1982 -）,男，安徽六安人，本科，中学高级教师，研究方向：高中物理教与学.•46•理科考试研究•综合版2021年4月1日次和能力水平，根据学生的知识和能力水平确定进阶的起点⑷•学生已有的知识结构：知道法拉第电磁感应定律的内容；知道如何判断感应电流的方向；知道如何计算切割模型的感应电动势的大小.对于转动切割模型较为模糊（前两节内容已经学习），概念（中性面、交变电流“四值”等）和规律（中心面的特点、交变电流产生的规律等）在脑中还没有形成体系，大多数同学仍处于“死记硬背”的状态，知识暂时处于“碎片”状态.现阶段学生的思维特性:高中生已经具备一定的逻辑推理的能力，理性认识正在丰富.1.1.2进阶目标的预设通过本章复习学生可以做到:进一步理解闭合线圈在匀强磁场中绕轴转动切割产生的交变电流，能够独立推导其感应电动势的表达式,能够区分不同形式下的切割模型的相同点和不同点，能进一步理解磁通量的变化率与感应电动势的关系，能独立画出e-t或的图像并能解释特殊位置时对应的物理量的关系.1.1.3进阶途径与教学策略重新提炼物理模型,通过问题链的形式完成对模型的进阶和概念的深化理解•具体的教学行为：设置问题链，完成对交变电流电动势表达式的推导，补充进阶所要构建完成知识体系的问题，通过变形、变式、对比等形式制造认知冲突.通过生生互动、师生互动的方式引导学生对概念和规律进行辨析，对规律进一步总结，从而能够建立正确的物理模型并能区分各种模型的异同,实现知识体系的系统构建.1.2进阶层次划分与教学设计1.2.1统一进阶起点：创设物理情境，复习回顾，确定学生的思维水平问题1：如图2所示，说出甲、乙图中线圈所在位置的特征.甲乙图2学生分析结果见表1.表1位置中性面:线圈与磁感线垂直的面特征①磁通量最大②感应电流为零③感应电流方向改变垂直中性面位置①磁通量为零②感应电动势最大问题2：如图3所示，磁感应强度为线圈ab边长为L x,cd边长为厶2,线圈逆时针绕垂直于磁场的中心轴匀速转动，角速度为从中性面开始计时，经时间t,求图3此时:①线圈与中性面的夹角；②切割速度大小；③线圈中感应电动势；④若线圈匝数为N,感应电动势;⑤若线圈匝数为N,磁通量.问题3：请同学们画出e_t和④_t的图像并根据法拉第电磁感应定律和楞次定律解释图像区别及对应的特征.设计意图:本章内容虽然已经学完，但因其内容的难度及学生的学情的影响，学生的进阶起点各不相同,故可以通过问题链的形式呈现知识的形成线索,确定认知的起点与盲点.通过独立和小组合作的方式让学生重温知识的形成过程，理解其来龙去脉，初步形成知识框架，确定统一的进阶起点.学生的思维水平整体向单一结构水平过渡.1-2.2进阶1：设置不同情境，体会各种情境的异同点，进一步深化对交变电流的理解问题4：如图4所示，四幅图中线圈的面积相同,它们产生的交流电的电动势相同吗？图4迷思点部分同学对“转轴的位置对电动势的影响”不清.总结:从表达式可以看出，E”的大小与转轴的位置和线圈的形状无关，只与线圈的匝数、转动的角速度、线圈面积、磁感应强度大小有关，所以感应电动势都相同.2021年4月1日理科考试研究•综合版•47•设计意图：在进阶一的基础上，让学生辨析四幅图，其目的是让学生对模型有一个清晰的认识.学生的思维认识水平由单点结构水平向多点结构水平的过渡.问题5：如下图甲、乙所示,请画出线圈在转动时产生的感应电流随时间的图像.(规定顺时针为正)IX XXI图5迷思点不少同学认为两幅图产生的感应电动势完全相同.设计意图:学生已经推导交变电流感应电动势的表达式，但是否具备辨析本质的能力并不清楚，问题5可以让学生从切割角度重新审视推导过程.学生通过问题5的分析与讨论，得出不同形式下的线圈切割产生的感应电动势的异同点，对概念进一步深化理解. 1.2.3进阶2：设置物理情境，实现对交变电流“四值”问题的进阶问题6：如图6所示，边长为I的正方形线圈abed的匝数为N,线圈电阻为r,外电路的电阻为R,ab的中点和cd的中点的连线00,垂直磁场且恰好位于匀强磁场的边界上，磁感应强度为B,现在线圈以00'为轴，以角速度3匀速转动，求：(1)以图示位置为计时起点，闭合电路中电流瞬时值的表达式；(2)线圈从图示位置转过90。
2013高考物理二轮复习 专题限时集训(九)专题九 恒定电流和交变电流配套作业(解析版,新课标)
专题限时集训(九) [专题九 恒定电流和交变电流](时间：45分钟)1．2012夏季，我国北方部分地区平均最高气温达39℃.为了解暑，人们用风扇降温．如图9—1所示为降温所用的一个小型电风扇电路简图，其中理想变压器的原、副线圈的匝数比为n ，原线圈接电压为U 的交流电源，输出端接有一只电阻为R 的灯泡L 和风扇电动机D ，电动机线圈电阻为r.接通电源后，电风扇正常运转，测出通过风扇电动机的电流为I ，下列说法错误的是( )图9—1A ．风扇电动机D 两端的电压为IrB ．理想变压器的输入功率为UI n ＋U 2n 2RC ．风度电动机D 输出的机械功率为UI n－I 2r D ．若电风扇由于机械故障被卡住，则通过原线圈的电流为URr n 2（R ＋r ）2．某一热敏电阻其阻值随温度的升高而减小，在一次实验中，将该热敏电阻与一小灯泡串联，通电后其电流I 随所加电压U 变化的图线如图9—2所示，M 为两个元件的伏安特性曲线的交点．则关于热敏电阻和小灯泡的下列说法中不正确的是( )图9－2A ．图中图线a 是小灯泡的伏安特性曲线，图线b 是热敏电阻的伏安特性曲线B ．图中图线b 是小灯泡的伏安特性曲线，图线a 是热敏电阻的伏安特性曲线C ．图线中的M 点，表示该状态小灯泡的电阻与热敏电阻的阻值相等D ．图线中M 点对应的状态，小灯泡的功率与热敏电阻的功率相等3．A 、B 两块正对的金属板竖直放置，在金属板A 的内侧表面系一绝缘细线，细线下端系一带电小球．两块金属板接在如图9—3所示的电路中，R 1为光敏电阻，R 2为滑动变阻器，R 3为定值电阻，当R 2的滑动触头P 在中间时闭合开关S ，此时电流表和电压表的示数分别为I 和U ，带电小球静止时绝缘细线与金属板A 的夹角为θ.已知电源电动势E 和内阻r 一定，光敏电阻随光照的增强电阻变小，以下说法正确的是( )图9－3A．保持光照强度不变，将滑动触头P向b端滑动，则R3消耗的功率变大B．保持滑动触头P不动，让R1周围光线变暗，则小球重新平衡后θ变小C．将滑动触头P向a端滑动，用更强的光照射R1，则电压表示数变小D．保持滑动触头P不动，用更强的光照射R1，则U的变化量的绝对值与I的变化量的绝对值的比值变小4．图9—4甲、乙中，电源电动势均为E＝12 V，内阻均为r＝3 Ω，R0＝1 Ω，直流电动机内阻R′0＝1 Ω.当调节滑动变阻器使R1＝2 Ω时，图甲电路输出功率最大．调节R2使图乙电路输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作(额定功率为6 W)，则此时R2的阻值和电动机的内阻消耗的功率P为( )甲乙图9－4A．R2＝2 Ω，P＝4 W B．R2＝1.5 Ω，P＝6 WC．R2＝2 Ω，P＝6 W D．R2＝1.5 Ω，P＝4 W5．某同学将一直流电源的总功率P E、输出功率P R和电源内部的发热功率P r随电流I变化的图线画在了同一坐标系中，如图9—5中的a、b、c所示．下列判断错误的是( )图9－5A．直线a表示电源的总功率B．曲线c表示电源的输出功率C．电源的电动势E＝3 V，内阻r＝1 ΩD．电源的最大输出功率P m＝9 W6．如图9—6所示，电源电动势为E，内阻为r，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时( )图9－6A．电压表的示数增大B．R2中电流增大C．小灯泡的功率减小D．电路的路端电压升高7．如图9—7所示电路中，A1、A2、A3为相同的电流表，C为电容器，电阻R1、R2、R3的阻值相同，线圈L的电阻不计．在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示，则在t1～t2时间内( )图9－7A．电流表A1的示数比A2的小B．电流表A2的示数比A3的小C．电流表A1和A2的示数相同D．电流表的示数都不为零8．有一台交流发电机E，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R，如图9—8所示．T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4.设T1的输入电压U1一定，当用户消耗的电功率变大时，有( )图9－8A．U2变小，U3变小B．U2变小，U4变大C．P1变小，P2变小 D．P2变大，P3变大9．在某交变电流电路中，有一个正在工作的理想变压器，如图9—9所示．它的原线圈匝数n1＝600匝，副线圈匝数n2＝120匝，交流电源的电动势e＝311sin100πt V(不考虑其内阻)，电压表和电流表对电路的影响可忽略不计，原线圈串联一个额定电流为0.2 A的保险丝，为保证保险丝不被烧断，则( )图9－9A．负载功率不能超过62 WB．副线圈电流最大值不能超过1 AC．副线圈电路中的电阻r不能小于44 ΩD．副线圈电路中电压表的读数为62 V10．如图9—10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＝202sin100πt V．氖泡在两端电压达到100V时开始发光，下列说法中不正确的是( )图9－10A ．开关接通后，氖泡的发光频率为100 HzB ．开关接通后，电压表的示数为100 VC ．开关断开后，电压表的示数变大D ．开关断开后，变压器的输出功率变小11．电子灭虫器由两种主要部件组成：诱虫的黑光灯和杀虫的电网．黑光灯发出的紫外线能够引诱害虫飞近黑光灯，然后再利用黑光灯周围的交流高压电网将其“击毙”．如图9—11所示是电网的工作电路示意图，理想变压器将有效值为220 V 的交变电压变压，输送到电网，电网相邻两平行板电极间距为0.5 cm ，空气在常温下被击穿的临界电场强度为6220 V/cm.为防止两极间空气击穿而造成短路，理想变压器的原、副线圈的匝数应满足一定条件，则下列说法正确的是( )图9－11A ．此变压器为降压变压器，原、副线圈的匝数比n 1n 2>10 B ．此变压器为升压变压器，副、原线圈的匝数比n 2n 1<10 C ．此变压器为降压变压器，原、副线圈的匝数比n 1n 2<10 D ．此变压器为升压变压器，副、原线圈的匝数比n 2n 1>10专题限时集训(九)1．A [解析] 由变压器的原理可知，风扇电动机D 两端的电压为U n，由于电风扇中含有线圈，故不能利用欧姆定律求电压，选项A 错误；由变压器功率特点可知，理想变压器的输入功率等于灯泡L 和风扇电动机D 消耗的功率之和，灯泡L 消耗的功率为（U n ）2R ＝U 2n 2R，风扇电动机消耗的功率为UI n ，选项B 正确；风扇电动机D 输出的机械功率为UI n－I 2r ，选项C 正确；因为副线圈两端的电压为U n，若电风扇由于机械故障被卡住，则副线圈回路可视为纯电阻电路，该回路的等效电阻为R ＋r Rr ，所以副线圈中的电流为URr n （R ＋r ），通过原线圈的电流为URr n 2（R ＋r ），选项D 正确． 2．A [解析] 小灯泡的灯丝是一个纯电阻，其灯丝温度会随着通电电流而增大，阻值也随着增大，所以图中b 是小灯泡的伏安特性曲线；同理可知，热敏电阻的温度随着通电电流增大，其阻值会逐渐减小，图线a 是热敏电阻的伏安特性曲线，选项A 错误，选项B 正确；两个图线的交点M ，表示此状态下两个元件不仅电流相同，电压也相同，所以此时两者阻值相同，功率也相同，选项CD 正确．3．C [解析] 根据电路图可知，电阻R 3、R 2的aP 部分和R 1串联后组成电源的外电路，电压表测量路端电压，电流表测量干路电流，而平行板电容器两极板间的电压等于R 1两端电压，考虑到是直流电源，所以当电路稳定时，电容器可以看作是断开的．保持光照强度不变，将滑动触头P 向b 端滑动，R 2接入电路的电阻变大，外电路总内阻变大，干路电流变小，R 3消耗的功率变小，选项A 错误；保持滑动触头P 不动，当R 1周围光线变暗时，R 1的阻值增大，R 1两端电压也增大，A 、B 两板间电压增大，因为两板间距不变，所以板间场强增大，小球受到水平向右的电场力增大，重新平衡后θ变大，选项B 错误；将滑动触头P 向a 端滑动，R 2接入电路的电阻变小，用更强的光照射R 1，R 1的电阻也变小，则干路电流变大，路端电压变小，选项C 正确；U 的变化量的绝对值与I 的变化量的绝对值的比值等于电源的内阻r ，是定值，选项D 错误．4．D [解析] 两图中电源相同，它们的最大输出功率相同，根据图甲可知，当电流I ＝2A 时，电源的输出功率最大，最大值为P 出＝IE －I 2r ＝12 W ，图乙中电动机消耗的功率为6 W(包括输出的机械功率和内阻消耗的热功率)，R 2消耗的功率为6 W ，即I 2R 2＝6 W ，可得R 2＝1.5 Ω，电动机的内阻消耗的功率P ＝I 2R ′0＝4 W ，选项D 正确．5．D [解析] 电源的总功率为P E ＝EI ，电源的输出功率为P R ＝EI －I 2r ，电源内部的发热功率P r ＝I 2r ，所以直线a 表示电源的总功率，选项A 正确；曲线b 表示电源内部的发热功率，曲线c 表示电源的输出功率，选项B 正确；直线a 的斜率表示电动势E ，解得E ＝3 V ，由曲线b 上某点坐标可得电源内阻为1 Ω，选项C 正确；当外电路电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大，P m ＝E 24r＝2.25 W ，对应曲线c 的最高点，选项D 错误． 6．A [解析] 照射光强度增大时，光敏电阻R 3的电阻值减小，外电路电阻减小，由闭合电路欧姆定律得，电路中总电流I 增大，所以定值电阻R 1的两端电压U 1增大，电路的路端电压U ＝E －Ir 减小，选项A 正确，选项D 错误；由以上分析知，并联电路部分的电压U 2＝U －U 1减小，所以通过定值电阻R 2的电流减小，由于电路总电流增大，故通过小灯泡的电流增大，小灯泡功率随之增大，选项BC 错误．7．C [解析] 理想变压器原、副线圈的磁场变化情况相同，由图乙知原线圈的磁场均匀变化，据法拉第电磁感应定律E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔB Δt·S 知副线圈中产生恒定电流，线圈对直流电无阻碍作用，直流电不能通过电容器，所以电流表A 1、A 2的示数相同，A 3的示数为零，C 选项符合题意．8．D [解析] 由于U 1和T 1的线圈的匝数不变，根据U 1U 2＝n 1n 2得U 2不变，选项B 错误；用户功率P 4增大时，用户电流I 4随之增大，T 2的原线圈功率P 3＝P 4也增大，通过输电线的电流I R 增大，输电线上的电压降U R ＝I R R 增大，所以T 2的初级电压U 3＝U 2－I R R 减小，选项A 错误；因用户消耗的电功率P 4变大时，线路消耗的电功率P R ＝I 2R R 变大，由能量守恒定律得P 1＝P 2＝P 4＋P R 变大，选项C 错误，选项D 正确．9．C [解析] 由U 1U 2＝n 1n 2解得U 2＝44 V ，选项D 错误；由I 1I 2＝n 2n 1解得I 2≤1 A ，所以负载功率P 2＝U 2I 2≤44 W ，选项A 错误；副线圈中的电流最大值为I m ＝ 2 A ，选项B 错误；由R ＝U 22P 2得R≥44 Ω，选项C 正确．10．C [解析] 在解题时要注意变压器的三个决定关系，副线圈电压由线圈决定，则不论负载如何变化，电压表的读数不变，始终为有效值100 V ，B 正确，C 错误；每个交流电周期内氖管发光两次，每秒发光100次，则氖管发光频率为100 Hz ，A 正确；开关断开后，负载电阻增大、电流减小，则变压器的输出功率减小，D 正确．11．B [解析] 电网相邻两电极间的最高电压为U 2＝Ed ＝6220×0.5 V ＝3 110 V ，理想变压器输入电压的最大值为U 1m ＝220× 2 V ＝311 V ，根据变压器变压公式U 1U 2＝n 1n 2，变压器的副、原线圈的匝数比n 2n 1<10，为升压变压器，选项B 正确．。
高考物理二轮复习考点第十一章交变电流专题理想变压器的原理和制约关系
专题11.3 理想变压器的原理和制约关系一、选择题1．（2020中原名校联盟质检）如图所示为理想变压器，三个灯泡L1、L2、L3都标有“6V，6W”，L4标有“6V，12W”，若它们都能正常发光，则变压器原、副线圈匝数比n1 ∶n2和ab间电压分别为A．2 ∶1，24VB．2 ∶l，30VC．1 ∶2，24VD．1∶2，30V【参考答案】B【名师解析】L2、L3 并联后与 L4 串联，灯泡正常发光．说明副线圈电压为U2=12V；副线圈功率为P2=6W+6W+12W=24W，根据P2= U2 I2得I2=2A.。
根据变压器的输入的功率和输出的功率相等，P2= P1=U1 I1，而I2=2I1，所以U1=24V；根据变压器变压公式，电压与匝数成正比，得n1 ∶n2= U1 ∶U2=2 ∶l，所以 Uab=U1+UL1=(24+6)V=30V，选项B正确。
2. （2020广东湛江调研）将u=2202sin100πtV的电压输入如图所示的理想变压器的原线圈，原副线圈的匝数比为n1∶n2=55∶1，R=10Ω，则下列说法正确的是A．该交流电的频率为100HzB．闭合开关S后，电流表的读数为0.22AC．闭合开关S后，电阻消耗的电功率为1.6WD．断开开关S后，电流表的读数为0.22A【参考答案】C3．(2020·云南统测)如图所示，将理想变压器原线圈接入电压随时间变化规律为u ＝2202sin 100πt(V)的交流电源上，在副线圈两端并联接入规格为“22 V,22 W”的灯泡10个，灯泡均正常发光。
除灯泡外的电阻均不计，下列说法正确的是( )A ．变压器原、副线圈匝数比为102∶1B ．电流表示数为1 AC ．电流表示数为10 AD ．副线圈中电流的频率为5 Hz【参考答案】B【名师解析】由原线圈电压瞬时值表达式可知，原线圈输入电压有效值为220 V ，交变电流的频率f ＝1T＝ω2π＝50 Hz ，D 项错；副线圈上灯泡正常发光，说明副线圈输出电压有效值为22 V ，由理想变压器变压规律可知，n 1n 2＝U 1U 2＝10，A 项错；由灯泡电功率P ＝UI 可知，通过每只灯泡的电流为1 A ，故副线圈输出电流为10 A ，由理想变压器变流规律可知，I 2I 1＝10，所以原线圈中电流的有效值为1 A ，B 项正确，C 项错。
高考物理二轮总复习第1部分专题突破方略专题4电路与电磁感应第1讲直流电路与交流电路
第一部分专题四第1讲基础题——知识基础打牢1. (2022·四川自贡三诊)如图甲所示为一种自耦变压器(可视为理想变压器)的结构示意图．线圈均匀绕在圆环型铁芯上，滑动触头P在某一位置，在BC间接一个交流电压表和一个电阻R.若AB间输入图乙所示的交变电压，则( C )A．t＝2×10－2 s时，电压表的示数为零B．电阻R中电流方向每秒钟改变50次C．滑动触头P逆时针转动时，R两端的电压增大D．滑动触头P顺时针转动时，AB间输入功率增大【解析】电压表的示数是交流电的有效值，则t＝2×10－2 s时，电压表的示数不为零，选项A错误；交流电的周期为0.02 s，一个周期内电流方向改变2次，则电阻R中电流方向每秒钟改变100次，选项B错误；滑动触头P逆时针转动时，次级匝数变大，则次级电压变大，即R两端的电压增大，选项C正确；滑动触头P顺时针转动时，次级匝数减小，次级电压减小，次级消耗的功率减小，则AB间输入功率减小，选项D错误．2. (2022·四川成都三诊)发电站通过升压变压器和降压变压器给某用户端供电，发电机组输出交变电压的有效值恒定，输电线总电阻r保持不变．当用户端用电器增加后( A )A．若滑片P位置不变，则输电线上损失的功率变大B．若滑片P位置不变，则用户端电压升高C．若将滑片P上移，则用户端电压可能不变D．若将滑片P上移，则输电线上损失的功率可能减小【解析】若滑片P位置不变，当用户端用电器增加后，用户端总功率变大，发电机的输出功率增大，输电线的电流变大，ΔU＝Ir，输电线两端承担的电压变大，损耗的功率增大；发电机的输入电压不变，升压变压器、降压变压器的匝数不变，故用户端电压降低，A正确，B 错误；若将滑片P 上移，升压变压器的副线圈与原线圈的匝数比变小，发电机组输出交变电压的有效值恒定，则副线圈两端电压变小．用户端用电器使用相同功率，则输电线上的电流会更大，输电线两端承担的电压更大，损耗的功率更大，则用户端的电压更小，故C 、D 错误．3. (多选)(2022·河南押题卷)图甲是一种振动式发电机的截面图，半径r ＝0.1 m 、匝数n ＝30的线圈位于辐射状分布的磁场中，磁场的磁感线沿半径方向均匀分布，线圈所在位置的磁感应强度大小均为B ＝12πT .如图乙，施加外力使线圈沿轴线做往复运动，线圈运动的速度随时间变化的规律如图丙中正弦曲线所示．发电机通过灯泡L 后接入理想变压器，对图乙中电路供电，三个完全相同的小灯泡均正常发光，灯泡的阻值R L ＝1 Ω，电压表为理想电压表，线圈及导线电阻均不计．下列说法正确的是( AC )A ．发电机产生电动势的瞬时值为e ＝6sin 5πt (V)B ．变压器原、副线圈的匝数之比为1∶3C ．每个小灯泡正常发光时的功率为2 WD ．t ＝0.1 s 时电压表的示数为6 V【解析】 由图丙可知，线圈运动的速度最大值v m ＝2 m/s ，速度变化周期为T ＝0.4 s ，则线圈运动的速度瞬时值v ＝v m sin 2πTt ＝2sin 5πt (m/s)，发电机产生电动势的瞬时值为e ＝nB ·2πr ·v ＝6sin 5πt (V)，A 正确；设灯泡正常发光时通过灯泡的电流为I ，则通过原线圈的电流I 1＝I ，通过副线圈的电流I 2＝2I ，变压器原、副线圈的匝数之比为n 1n 2＝I 2I 1＝21，B 错误；根据能量关系可知，U 出I 1＝3I 2R L ，其中U 出＝E m 2＝62 V ＝3 2 V ，I 1＝I ，解得I ＝ 2 A ，每个小灯泡正常发光时的功率为P L ＝I 2R L ＝2 W ，C 正确；电压表示数为发电机两端电压的有效值，即电压表示数为U ＝E 2＝62V ＝3 2 V ，D 错误．故选AC. 4. (多选)(2022·四川巴中一诊)在如图所示的电路中，定值电阻R 1＝R 4＝3 kΩ，R 2＝2 kΩ，R 3＝R 5＝12 kΩ，电容器的电容C ＝6 μF，电源的电动势E ＝10 V ，内阻不计，当开关S 1闭合电流达到稳定时，处在电容器中间带电量q ＝2×10－3C 的油滴恰好保持静止，当开关S 2闭合后，则以下判断正确的是( BD )A ．电容器上极板是高电势点B ．带电油滴加速向下运动C ．a 、b 两点的电势差U ab ＝8 VD ．通过R 3的电量Q ＝4.8×10－5C【解析】 当开关S 2闭合后，由电路图可知，电容器上极板是低电势点，A 错误；当开关S 1闭合电流达到稳定时，处在电容器中油滴保持静止，而开关S 2闭合后，电容器上极板是低电势点，油滴受到的电场力方向发生变化，故可得带电油滴加速向下运动，B 正确；由电路图可知，a 、b 两点的电势差为U R 5－U R 2＝8 V －4 V ＝4 V ，C 错误；由开关S 1闭合电流达到稳定时，再到当开关S 2闭合后的过程中，通过R 3的电量为Q ＝Q 1＋Q 2＝4×6×10－6 C ＋(8－4)×6×10－6 C ＝4.8×10－5 C ，D 正确．5. (多选)(2022·天津南开二模)如图甲所示电路中，L 1为标有“4 V,2 W”字样的小灯泡，L 2、L 3为两只标有“8 V，6 W”字样的相同灯泡，变压器为理想变压器，各电表为理想电表，当ab 端接如图乙所示的交变电压时，三只灯泡均正常发光．下列说法正确的是( ACD )A ．电流表的示数为1.5 AB ．交变电压的最大值U m ＝28 VC ．变压器原、副线圈的匝数之比为3∶1D ．电压表的示数为24 V【解析】 L 2、L 3的额定电流为I 23＝P 23U 23＝34A ，所以电流表的示数为I 2＝2I 23＝1.5 A ，故A 正确；通过原线圈的电流等于L 1的额定电流，为I 1＝P 1U 1′＝0.5 A ，所以变压器原、副线圈的匝数之比为n 1n 2＝I 2I 1＝31，故C 正确；副线圈两端电压等于L 2和L 3的额定电压，为U 2＝8 V ，所以电压表的示数，即原线圈两端电压为U 1＝n 1n 2U 2＝24 V ，故D 正确；根据闭合电路的欧姆定律可得U m2－U 1′＝U 1，解得U m ＝28 2 V ，故B 错误．故选ACD.6. (多选)(2022·广西桂林模拟)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，绕轴OO ′(从上往下看逆时针转动)以角速度ω匀速转动，从如图甲所示的位置作为计时的起点，产生的感应电动势随时间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( AD )A ．在t 1～t 3时间内，穿过线圈的磁通量的变化量大小为2BSB ．在t 1～t 3时间内，通过电阻R 电流方向先向上然后向下C ．t 4时刻穿过线圈的磁通量的变化率大小为E 0D ．在t 1～t 3时间内，通过电阻R 的电荷量为2E 0R ＋r ω【解析】 由图乙可知t 1和t 3时刻，线圈的感应电动势都为0，可知这两个时刻穿过线圈的磁通量一正一负，大小均为BS ，故此过程穿过线圈的磁通量的变化量大小为ΔΦ＝BS －(－BS )＝2BS ，A 正确；由图乙可知，在t 1～t 3时间内，线圈中的电流方向不变，根据右手定则可知通过电阻R 电流方向始终向上，B 错误；由图乙可知，t 4时刻的感应电动势为E 0，根据法拉第电磁感应定律可得E 0＝n ΔΦΔt 可得穿过线圈的磁通量的变化率大小为ΔΦΔt ＝E 0n，C 错误；在t 1～t 3时间内，通过电阻R 的电荷量为q ＝n ΔΦR ＋r ＝2nBS R ＋r，又E 0＝nBSω，联立可得q ＝2E 0R ＋r ω，D 正确．故选AD. 7. (多选)(2022·河北秦皇岛三模)如图所示，变压器为理想变压器，原、副线圈的匝数比为2∶1，原线圈的输入端接有正弦交变电流，开关S 闭合．已知L 1、L 2、L 3是相同的电灯且灯丝的电阻不随温度变化，灯丝不会被烧断．下列说法正确的是( BD )A ．L 1、L 2中的电流之比为1∶2B ．L 1两端的电压与原线圈两端的电压之比为1∶2C ．开关S 断开后，L 1、L 2中的电流之比为1∶1D ．开关S 断开后，L 1两端的电压与原线圈两端的电压之比为1∶4【解析】 原、副线圈中的电流之比为1∶2，由于开关S 闭合时L 2与L 3并联，因此L 1、L 2中的电流之比I 1∶I 2＝1∶1，A 错误；设电灯的电阻为R ，由于原、副线圈两端的电压之比为2∶1，因此原线圈两端的电压U ＝2I 2R ，L 1两端的电压U 1＝I 1R ，结合I 1∶I 2＝1∶1，解得U 1U＝12，B 正确；开关S 断开后，L 1、L 2中的电流与线圈匝数成反比I 1′∶I 2′＝1∶2，C 错误；开关S 断开后，原线圈两端的电压U ′＝2I 2′R ，L 1两端的电压U 1′＝I 1′R ，结合I 1′∶I 2′＝1∶2解得U 1′U ′＝14，D 正确．故选BD. 8. (多选)(2022·辽宁鞍山预测)如图甲所示，理想变压器的原副线圈匝数之比n 1∶n 2＝2∶1，定值电阻R 1和R 2的阻值分别为5 Ω和3 Ω，电表均为理想交流电表，电源输出的电流如图乙所示，图中的前半周期是正弦交流的一部分，后半周期是稳恒直流的一部分，则( BD )A ．电流表示数为2 AB ．电压表示数为6 VC ．R 1的功率为10 WD ．R 2的功率为12 W【解析】 设电源输出电流的有效值即电流表示数为I 1，根据等效热值法可得I 21RT ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫i m 22RT 2＋i 2m ·RT 2，解得I 1＝ 3 A ，故A 错误；由于变压器不能对稳恒直流电进行变压，所以每个周期内有半个周期副线圈无电流，设副线圈中电流的有效值为I 2，根据等效热值法有⎝⎛⎭⎪⎫n 1n 2·i m 22RT 2＝I 22RT ，解得I 2＝2 A ，电压表示数为U 2＝I 2R 2＝6 V ，故B 正确；R 1的功率为P 1＝I 21R 1＝15 W ，故C 错误；R 2的功率为P 2＝I 22R 2＝12 W ，故D 正确．故选BD.9. (多选)(2022·湖南押题卷)如图所示在竖直平面的电路，闭合开关S 1和S 2后，带电油滴在电容器内部处于静止状态，R 1为滑动变阻器，R 2为定值电阻，二极管为理想二极管，电容器的下极板接地，则下列说法正确的是( AC )A ．滑动变阻器的滑动头P 向右滑动，油滴向上运动B ．滑动变阻器的滑动头P 向左滑动，油滴向下运动C ．极板M 向上运动，M 板的电势升高D ．断开S 2，油滴不动【解析】 滑动变阻器的滑动头P 向右滑动，则R 1阻值减小，回路电流变大，则R 2两端电压变大，则电容器要充电，此时电容器两板电压变大，场强变大，则油滴向上运动，选项A 正确；滑动变阻器的滑动头P 向左滑动，则R 1阻值变大，回路电流变小，则R 2两端电压变小，则电容器要放电，但是由于二极管的单向导电性使得电容器不能放电，则使得电容器两板电压不变，则油滴仍静止，选项B 错误；极板M 向上运动，根据C ＝εr S 4πkd可知电容器电容减小，则带电量应该减小，但是由于二极管的单向导电性使得电容器不能放电，则两板间电量不变，结合E ＝U d ＝Q Cd ＝Q εr S 4πkdd ＝4πkQ εr S 可知两板间场强不变，则根据U ＝Ed 可知，两板电势差变大，则M 板的电势升高，选项C 正确；断开S 2，则电容器两板间的电压等于电源的电动势，即电压变大，电容器充电，两板间场强变大，则油滴向上运动，选项D 错误．故选AC.10. (多选)(2022·山东威海二模)如图所示为远距离输电的原理图，升压变压器T 1、降压变压器T 2均为理想变压器，T 1、T 2的原、副线圈匝数比分别为k 1、k 2.输电线间的总电阻为R 0，可变电阻R 为用户端负载．U 1、I 1分别表示电压表V 1、电流表A 1的示数，输入电压U 保持不变，当负载电阻R 减小时，理想电压表V 2的示数变化的绝对值为ΔU ，理想电流表A 2的示数变化的绝对值为ΔI ，下列说法正确的是( BD )A ．R 0＝U 1I 1B ．R 0＝ΔU ΔI k 22C ．电压表V 1示数增大D ．电流表A 1的示数增加了ΔI k 2【解析】 设降压变压器T 2原线圈电压为U 3，副线圈电压为U 2，根据题意可知，电阻R 0两端的电压等于U R 0＝U 1－U 3，则R 0＝U 1－U 3I 1，故A 错误；设降压变压器T 2原线圈电压变化为ΔU 3，则ΔU 3ΔU ＝k 2，设降压变压器T 2原线圈电流变化为ΔI 3，则ΔI 3ΔI ＝1k 2，可得ΔI 3＝ΔI k 2，根据欧姆定律得ΔU 3＝ΔI 3R 0，即k 2ΔU ＝ΔI k 2R 0，解得R 0＝ΔU ΔIk 22，故B 、D 正确；输入电压不变，升压变压器T 1原副线圈匝数比不变，则升压变压器T 1副线圈的电压不变，电压表V 1示数不变，故C 错误．故选BD.应用题——强化学以致用11. (多选)(2022·安徽合肥预测)如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接有R 1＝250 Ω与R 2＝10 Ω的电阻．当原线圈一侧接入u ＝311sin 100πt (V)的交流电时，两电阻消耗的功率相等，则有( AC )A ．原、副线圈的匝数比为5∶1B ．电阻R 1两端电压有效值是电阻R 2两端电压有效值的2倍C ．电阻R 2消耗的功率为48.4 WD ．1 s 内流过电阻R 2的电流方向改变200次【解析】 设原线圈电流为I 1，副线圈电流为I 2，由题意可知I 21R 1＝I 22R 2，故n 1n 2＝I 2I 1＝R 1R 2＝5，A 正确；电阻R 1两端电压有效值和电阻R 2两端电压有效值之比为U R 1U R 2＝I 1R 1I 2R 2＝5，B 错误；设原线圈输入电压为U 1，副线圈输出电压为U 2，故U 1U 2＝n 1n 2＝5，解得U 1＝5U 2，又U R 1＝I 1R 1，U 2＝I 2R 2，又因为U ＝U R 1＋U 1，外接交流电压有效值为220 V ，联立代入数据解得U 2＝110U ＝22 V ，电阻R 2消耗的功率为P ＝U 22R 2＝48.4 W ，C 正确；由题意可知，交流电的频率为f ＝ω2π＝50 Hz ，变压器不改变交流电的频率，一个周期内电流方向改变2次，故1 s 内流过电阻R 2的电流方向改变100次，D 错误．故选AC.12. (多选)(2022·湖北恩施预测)为了适应特高压输电以实现地区间电力资源的有效配置，需要对原来线路中的变压器进行调换．某输电线路可简化为如图所示，变压器均为理想变压器，调换前后发电机输出电压、输电线电阻、用户得到的电压均不变，改造后输送电压提升为原来的5倍，假设特高压输电前后输送的功率不变，下列说法正确的是( AB )A ．线路改造后升压变压器原、副线圈的匝数比改变B ．线路上电阻的功率变为原来的125C ．特高压输电后，电压损失变为原来的125D ．线路改造后用户端降压变压器匝数比不变【解析】 发电机输出电压不变，应改变升压变压器原、副线圈的匝数比，故A 项正确；根据线路上功率的损失ΔP ＝I 22r ，输送功率不变，电压提升为原来的5倍，输送的电流变为原来的15，线路电阻不变，损失的功率变为原来的125，故B 项正确；输电线上的电压损失为ΔU ＝I 2r ，输送功率为P 2＝U 2I 2则输送功率不变，电压增为原来的5倍，电流变为原来的15，损失的电压变为原来的15，故C 项错误；用户端的降压变压器改造前后输出端电压U 4不变，输入端电压U 3变大，根据U 3U 4＝n 3n 4，可得原、副线圈的匝数比一定变化，故D 项错误．故选AB.13. (多选)(2022·湖北襄阳模拟)如图所示，矩形线圈abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO ′匀速转动，线圈的电阻为R ，线圈共N 匝，理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶2，定值电阻R 1＝R ，当线圈转动的转速为n 时，电压表的示数为U ，则( ACD )A ．电流表的示数为2U RB ．从线圈转动到图示位置开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时表达式为e ＝52U cos2πntC ．线圈在转动过程中通过线圈磁通量的最大值为52U 4Nn πD ．当线圈转动的转速为2n 时，电压表的示数为2U 【解析】 依题意有I 2＝U R 1＝U R ，I 1∶I 2＝2∶1则有I 1＝2I 2＝2U R，故A 正确；根据欧姆定律，发电机产生的感应电动势的最大值为E m ，有E m 2＝R ×I 1＋U 1，U 1U ＝12，ω＝2n π rad/s，从线圈转动到图示位置开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时表达式为e ＝E m cos ωt ＝52U 2cos 2n πt (V)，故B 错误；依题意有，线圈在转动过程中通过线圈磁通量的最大值为Φm ，则有52U 2＝NΦm 2n π，解得Φm ＝52U 4Nn π，故C 正确；当线圈转动的转速为2n 时，线圈中产生的电动势的最大值为E m ′＝NΦm 4n π，因52U 2＝NΦm 2n π＝E m ，所以E m ′＝52U ，其有效值为5U ，假定电压表示数为U 2′，则有5U ＝I 1′R ＋U 1′＝2U 2′R 1×R ＋U 1′＝12U 2′＋2U 2′＝52U 2′，解得U 2′＝2U ，当线圈转动的转速为2n 时，电压表的示数为2U ，故D 正确．故选ACD.。
高中物理-专题 交变电流的有效值(基础篇)(解析版)
2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-2）第五部分 交变电流专题5.4 交变电流的有效值（基础篇）一．选择题1.（2020贵州安顺市3月调研）一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q 方；若该电阻接到正弦交流电源上，在个周期内产生的热量为Q 正，该电阻上电压的峰值均为0u ，周期均为T ，如图甲、乙所示。
则:Q Q 正方等于（ ）A.2：1 B.1：2C.2:1D. 1:2【参考答案】C 【名师解析】根据焦耳定律知2u Q TR=方；而正弦交流电压的有效值等于峰值的12，所以： 2020122u u Q T TR R⎛⎫⎪⎝⎭==⋅正， 可得：:2:1Q Q 正方，故C 正确，ABD 错误。
2．(2019·江西重点中学协作体第二次联考)如图所示为一个经双可控硅调节后加在电灯上的电压，正弦交流电的每一个二分之一周期中，前面四分之一周期被截去。
现在电灯上电压的有效值为( )A ．U mB ．U m2C.U m 3 D ．U m2【参考答案】D 【名师解析】从u -t 图像上看，每个14周期正弦波形的有效值U 1＝U m 2，根据有效值的定义U 2R T ＝⎝⎛⎭⎫U m 22R ×T4×2＋0，解得U ＝U m2，D 正确。
3．(5分)如图11所示，是一交流电压随时间变化的图象，此交流电压的有效值等于_____V ．A ．50 2B ．50C ．25 2D ．75【参考答案】A【名师解析】 题图中给出的是一方波交流电，周期T ＝0.3 s ，前T 3时间内U 1＝100 V ，后2T3时间内U 2＝－50 V ．设该交流电压的有效值为U ，根据有效值的定义，有U 2R T ＝U 21R ·⎝⎛⎭⎫T 3＋U 22R ·⎝⎛⎭⎫23T ，代入已知数据，解得U ＝50 2 V.，选项A 正确。
4．（2019山西三模）现代社会是数字化社会，需要把模拟信号转换为数字信号。
超级经典高中物理：交变电流专题复习
( ) R
( ) R线 ，
增大输电电压U， 即采用高压输电 U 3 n3 是有效方法。 U 4 n4
P 2 U
3.重要关系式：
U 1 n1 U 2 n2
P I U2
2
来计算线损吗？
U 损＝IR线
U3 U2 U损
P损＝I R线 P用＝P P损
EN t
应用:计算通过某导体截面的电量
N E t q It t tN R总 R总 R总
典例导悟：
如图所示，为一交流发电机构造示意图，矩形线圈 abcd， 已知 ad =L1，ab=L2，匝数为n，线圈绕OO′轴在磁感应强 度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动，线圈电阻为r， 外电路电阻为R，求：(1)由图示位置转过60角时的瞬时感 应电动势（2)转动过程中电压表的示数(3)线圈每转一周， 外力所做的功。(不计一切摩擦)(4)1/6周期内通过R的电荷 O 量 a b
u／ V P
u
V
311 0
图1
电热毯
0.01 0.02 0.03 0.04 t／s 图2
应用
A、计算电路中的电功、电热、电功率 用有效值 B、交流用电器的额定电压和额定电流 及保险丝的熔断电流指的是有效值； C、交流电流表和交流电压表的读数是 有效值 D、对于交流电若没有特殊说明的均指 有效值
4、平均值
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
再见!
2、（2009山东高考理综）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200V，输电线总电阻为r， 升压变压器原副线圈匝数分别为n，n2。降压变压器原副 线匝数分别为a3、n4（变压器均为理想变压器）。要使 额定电压为220V的用电器正常工作，则（ AD）
2014年高考物理二轮复习专题8：恒定电流和交变电流ppt课件
3．原、副线圈中各量的因果关系 (1)电压关系：U1决定U2 (2)电流关系：I2决定I1 (3)功率关系：P2决定P1 上述决定关系是由变压器的原理及能量守恒确定的．
高频考点23:直流电路中的“动态变化”分析
【例1】 (2012·上海单科，17)直流电路如图9－2所示，在 滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的 ( )． A．总功率一定减小 B．效率一定增大 C．内部损耗功率一定减小 D．输出功率一定先增大后减小 图9－2
答案
A
得分技巧 1．电路中不论是串联部分还是并联部分，只有一个电阻的 阻值变大(变小)时，整个电路的总电阻也变大(变小)； 2．根据总电阻的变化，由闭合电路欧姆定律可判断总电流、 路端电压的变化； 3．由总电流和路端电压的变化判断固定电阻部分的电压变 化； 4．由固定电阻部分的电压变化，最后确定变化电阻的电压、 电流的变化．
名师点睛 1．直流电路的动态变化分析在高考试题中是以选择题 形式考查的．往往以下列变化方式探究整个电路的 电流、电压变化情况： (1)某一支路的滑动变阻器的阻值变化； (2)某一支路电键闭合或断开； (3)热敏电阻或光敏电阻的阻值变化．
2．基本思路 “部分―→整体―→部分” 即R
增大 ―→R 局 减小 增大 ―→I 总 减小 减小 ―→U 总 增大 增大 I分 ⇒ 端 减小 U分
答案 ABC
预测1：如图9－3所示，开关S接通后，将滑动变阻器 的滑片P向a端移动时，各电表的示数变化情况是 ( )． A．V1减小，V2减小，A1增大，A2增大 B．V1增大，V2增大，A1减小，A2减小 C．V1减小，V2增大，A1减小，A2增大 图9－3 D．V1增大，V2减小，A1增大，A2减小
2014届高考物理二轮复习
高考英语二轮专题复习专题强化练(四)阅读理解之推理判断题(Ⅱ)
专题强化练(四)阅读理解之推理判断题(Ⅱ)A(2020·北京海淀区高三一模)Early February，I was flying up to Ohio.Well prepared，I had everything in my favour—fuel for five hours，charts in order，my flight plan on my lap，and a beautiful clear sky.I was wrong.I had heard about Alberta Clippers coming out of Canada.I knew all about them—how an entire air mass was streaming along at over sixty miles an hour.That morning，the Weather Briefer informed me that an Alberta Clipper was going over Chicago about the time I got to the airport.Chicago was some 400 miles from my destination—not a factor，or so I thought.That was the first hint I missed.The controller called and asked if I wanted to adjust my flight plan.I did the check and everything was in the green.So I told him no.Twenty minutes later the controller called again asking whether I wanted to adjust my flight plan.I checked everything.All was fine.I ignored that hint.I was fooled by the smooth air and limited experience with a rapidly moving air mass that was not changing violently.The Alberta Clipper was clipping along.The first blast of turbulence(气流) struck my plane.I got slammed into the roof，and then slammed sideways hitting the window with such force up my nose that I started bleeding.After a 2-hour flight of 100 miles，I realized fuel was now an issue.So was landing.I called Flight Following.We figured out theairport I could land.The engine stopped.So did my heart.There is no quiet as quietly stunning as this one at such an altitude.I had run out of fuel in the left tank，，，the engine quit for the last time.I was a glider now.I made a long lazy spiral descent.Down I went.I stopped at the very end of the runway.I made so many mistakes，missed so many clues，and showed my ignorance so much that I beat myself up over and over again in my mind.I learned textbook descriptions of Alberta Clippers and real-life experience with one are totally different.I will never forget the sound of that silence.I flew home the next day.Older.Wiser.Humbler.Lucky.1．We can know from the passage that Alberta Clippers ________．A．can bring snowstormsB．are quick-moving air massesC．are violently changing air pressureD．can lead to a sudden temperature drop2．What mainly led to the author's missing all the hints?A．His lack of flying experience.B．His poor preparation for the journey.C．His misjudgement about the air mass.D．His overconfidence in his piloting skills.3．Which is the right order of the events?a．I declared an emergency.b．My airplane was running out of fuel.c．I insisted on carrying on my flight plan.d．I was thrown to the roof by the violent air mass.e．I slightly banked my airplane and made a landing.A．dcbea B．dcebaC．cdabe D．cdbae4．The passage describes________．A．a rewarding training B．a narrow escapeC．a painful exploration D．a serious accident【语篇解读】本文讲述了作者遭遇“艾尔伯特风剪”时死里逃生的故事，旨在告诫读者不要盲目自信并随时保持警惕。
高三数学第二轮复习专题讲座 人教版
高三数学第二轮复习专题讲座 人教版专题一 函数考点高考要求 1 映射的概念 了解 2 函数的概念 理解 3 函数的单调性的概念 了解 4 简单函数单调性的判断 掌握 5 函数的奇偶性 了解 6 反函数的概念了解 7 互为反函数的函数图象间的关系 了解 8 简单函数的反函数的求法 掌握 9 分数指数幂的概念 理解 10 有理数指数幂的运算性质 掌握 11 指数函数的概念、图象和性质 掌握 12 对数的概念 理解 13 对数的运算法制掌握 14 对数函数的概念、图象和性质 掌握 15运用函数的性质解决简单的实际问题掌握说明：1．了解：要求对所列知识的含义有初步的、感性的认识，知道这一知识内容是什么，并能在有关的问题中直接应用；2．理解和掌握：要求对所列知识内容有较为深刻的理性认识，能够解释、举例或变形、推断，并能利用知识解决有关问题；3．灵活和综合运用：要求系统的掌握知识的内在联系，能够运用所列知识分析和解决较为复杂的或综合性的问题．（以下两点分析主要针对的是2004年全国各地的高考试题，共15套） 二、高考考点分析：在2004年全国各地的高考题中，考查函数的试题或与函数有关的试题大约有56道，在150分中约占25分到30分．对函数，常常从以下几个方面加以考查．1知识点函数的解析式 定义域和值域（包括最大值和最小值） 函数的单调性 函数的奇偶性和周期性 函数的反函数 题量27335函数和一些分段函数，简单的函数方程为背景，难度以中等题和容易题为主，如： 例1．（重庆市）函数)23(log 21-=x y 的定义域是（ D ）A 、[1,)+∞B 、23(,)+∞C 、23[,1]D 、23(,1]例2．（天津市）函数123-=xy （01<≤-x ）的反函数是（ D ）A 、)31(log 13≥+=x x yB 、)31(log 13≥+-=x x yC 、)131(log 13≤<+=x x yD 、)131(log 13≤<+-=x x y也有个别小题的难度较大，如 例3．（北京市）函数,,(),,x x P f x x x M ∈⎧=⎨-∈⎩其中P 、M 为实数集R 的两个非空子集，又规定f P y y f x x P (){|(),}==∈，f M y y f x x M (){|(),}==∈，给出下列四个判断：①若P M ⋂=∅，则f P f M ()()⋂=∅ ②若P M ⋂≠∅，则f P f M ()()⋂≠∅ ③若P M ⋃=R ，则()()f P f M ⋃=R ④若P M R ⋃≠，则()()f P f M ⋃≠R 其中正确判断有（ B ）A 、 1个B 、 2个C 、 3个D 、 4个分析：若P M ⋂≠∅，则只有}0{=⋂M P 这一种可能．②和④是正确的．2．对数形结合思想、函数图象及其变换的考查．对图象的考查有6道试题，也以小题为主，难度为中等． 例4．（上海市）设奇函数f (x )的定义域为[-5，5]．若当x ∈[0，5]时f (x )的图象如右图，则不等式f (x )<0的解是]5,2()0,2( -． 例5．（上海市）若函数y =f (x )的图象可由函数y =lg(x +1)的图象绕坐标原点O 逆时针旋转2π得到，则f （x ）为（ A ） A 、10-x-1 B 、10x-1 C 、1-10-xD 、1-10x3．对函数思想的考查．利用函数的图象研究方程的解；利用函数的单调性证明不等式（常常利用函数的导数来判断和证明函数的单调性）；利用函数的最值说明不等式恒成立等问题．在全部考题中，有7道小题考查了用函数研究方程或不等式的问题，有14道大题考查了函数与方程、不等式、数列等的综合问题． 例6．（1）（浙江省）已知⎩⎨⎧≥<-=,0,1,0,1)(x x x f 则不等式)2()2(+⋅++x f x x ≤5的解集是]23,(-∞．（2）（全国卷3）设函数2(1),1,()41, 1,x x f x x x ⎧+<⎪=⎨--≥⎪⎩则使得f (x )≥1的自变量x 的取值范围为（ A ）A 、(-∞,-2][0,10]B 、(-∞,-2][0,1]C 、(-∞,-2][1,10] D 、[-2,0][1,10]例7．（上海市）已知二次函数y =f 1（x ）的图象以原点为顶点且过点（1，1），反比例函数y =f 2（x ）的图象与直线y =x 的两个交点间距离为8，f （x ）= f 1（x ）+ f 2（x ）． （1）求函数f （x ）的表达式；（2）证明：当a >3时，关于x 的方程f (x )= f (a )有三个实数解．解：（1）由已知,设f 1(x )=ax 2，由f 1(1)=1，得a =1，故f 1(x )= x 2．设f 2(x )=xk(k >0)，它的图象与直线y =x 的交点分别为A (k ，k )、B (－k ,－k ) 由AB =8，得k =8，故f 2(x )=x 8．所以f (x )=x 2+x8． （2）证法一：由f （x ）=f （a ）得x 2+x 8=a 2+a 8， 即x 8=－x 2+a 2+a 8．在同一坐标系内作出f 2(x )=x 8和f 3(x )= －x 2+a 2+a8的大致图象，其中f 2(x )的图象是以坐标轴为渐近线，且位于第一、三象限的双曲线，f 3(x )的图象是以(0，a 2+a8)为顶点，开口向下的抛物线．因此,，f 2(x )与f 3(x )的图象在第三象限有一个交点，即f (x )=f (a )有一个负数解． 又因为f 2(2)=4,，f 3(2)= －4+a 2+a8 当a >3时，f 3(2)－f 2(2)= a 2+a8－8>0, 所以当a >3时，在第一象限f 3(x )的图象上存在一点(2，f (2))在f 2(x )图象的上方． 所以f 2(x )与f 3(x )的图象在第一象限有两个交点，即f (x )=f (a )有两个正数解． 因此，方程f (x )=f (a )有三个实数解． 证法二：由f (x )=f (a )，得x 2+x 8=a 2+a 8， 即(x －a )(x +a －ax8)=0，得方程的一个解x 1=a ． 方程x +a －ax8=0化为ax 2+a 2x －8=0，由a >3，∆=a 4+32a >0，得 x 2=a a a a 23242+--， x 3=aa a a 23242++-，因为x 2<0, x 3>0, 所以x 1≠ x 2，且x 2≠ x 3．若x 1= x 3，即a =aa a a 23242++-，则3a 2=a a 324+， a 4=4a ，得a =0或a =34，这与a >3矛盾，所以x 1≠ x 3． 故原方程f (x )=f (a )有三个实数解． 例8．（福建高考题）已知f (x )=2324()3x ax x x +-∈R 在区间[－1，1]上是增函数． （Ⅰ）求实数a 的值组成的集合A ； （Ⅱ）设关于x 的方程f (x )=3312x x +的两个非零实根为x 1、x 2．试问：是否存在实数m ，使得不等式m 2+tm +1≥|x 1－x 2|对任意a ∈A 及t ∈[－1，1]恒成立？若存在，求m 的取值范围；若不存在，请说明理由.解：（Ⅰ）f ＇(x )=4+2,22x ax - ∵f (x )在[－1，1]上是增函数，∴f ＇(x)≥0对x ∈[－1，1]恒成立，即x 2－ax －2≤0对x ∈[－1，1]恒成立． ①设ϕ(x )=x 2－ax －2，方法一：① ⇔ ⎩⎨⎧≤-+=-≤--=021)1(021)1(a a ϕϕ ⇔－1≤a ≤1，∵对x ∈[－1，1]，只有当a =1时，f ＇(-1)=0以及当a =－1时，f ＇(1)=0∴A ={a |－1≤a ≤1}.方法二：①⇔ ⎪⎩⎪⎨⎧≤-+=-≥021)1(02a a ϕ或⎪⎩⎪⎨⎧≤--=<021)1(02a a ϕ⇔ 0≤a ≤1或－1≤a ≤0⇔ －1≤a ≤1．∵对x ∈[－1，1]，只有当a =1时，f ＇(－1)=0以及当a =－1时，f ＇(1)=0， ∴A ={a |－1≤a ≤1}． （Ⅱ）由,02,0,3123242332=--=+=-+ax x x x x x ax x 或得 ∵△=a 2+8>0，∴x 1，x 2是方程x 2－ax －2=0的两非零实根，x 1+x 2=a ，x 1x 2=－2， 从而|x 1－x 2|=212214)(x x x x -+=82+a ． ∵－1≤a ≤1，∴|x 1-x 2|=82+a ≤3．要使不等式m 2+tm +1≥|x 1－x 2|对任意a ∈A 及t ∈[－1，1]恒成立， 当且仅当m 2+tm +1≥3对任意t ∈[－1，1]恒成立，即m 2+tm －2≥0对任意t ∈[－1，1]恒成立. ②设g(t)=m 2+tm －2=mt +(m 2－2)，方法一：②⇔ g (－1)=m 2－m －2≥0且g (1)=m 2+m －2≥0，⇔m ≥2或m ≤－2.所以，存在实数m ，使不等式m 2+tm +1≥|x 1－x 2|对任意a ∈A 及t ∈[－1，1]恒成立，其取值范围是{m |m ≥2，或m ≤－2}. 方法二：当m =0时，②显然不成立；当m ≠0时，②⇔m >0，g (－1)=m 2－m －2≥0 或m <0，g (1)=m 2+m －2≥0 ⇔ m ≥2或m ≤－2.所以，存在实数m ，使不等式m 2+tm +1≥|x 1－x 2|对任意a ∈A 及t ∈[-1，1]恒成立，其取值范围是{m |m ≥2，或m ≤－2}.说明：本题主要考查函数的单调性，导数的应用和不等式等有关知识，考查数形结合及分类讨论思想和灵活运用数学知识分析问题和解决问题的能力． 三、高考热点分析函数几乎贯穿了高中数学的始末，它与高中数学的每一部分内容几乎都有联系．对函数的认识，应该包含对函数的概念和性质的理解；对二次函数、指数函数、对数函数、三角函数等基本初等函数和分段函数的概念和性质的理解；函数图象的变换和应用；建立函数模型解决问题的意识等．在复习过程中，以下几点值得重视：1．重视对函数概念和基本性质的理解．包括定义域、值域（最值）、对应法则、对称性（包括奇偶性）、单调性、周期性、反函数、图象变换、基本初等函数（常常是载体）等．研究函数的性质要注意分析函数解析式的特征，同时要注意函数图象（形）的作用．对这部分知识的考查，除了一部分比较简单的小题直接考查函数某一方面的性质外，常常是对函数综合的类型较多（中等难度题，以小题和前三道大题为主），包括函数内部多种知识的综合，函数同方程、不等式、数列的综合．例1．（北京市）函数f x x ax ()=--223在区间［1，2］上存在反函数的充分必要条件是（ D ）A . a ∈-∞(,]1B . a ∈+∞[,)2C . a ∈[,]12D . a ∈-∞⋃+∞(,][,)12 说明：涉及二次函数的单调性、反函数的概念、充分必要条件等知识．例2． （福建省）已知函数y =log 2x 的反函数是y =f —1(x )，则函数y = f —1(1－x )的图象是（ C ）例3．（全国高考题3）已知函数y =f (x )是奇函数，当x ≥0时，f (x )=3x -1，设f (x )的反函数是y =g (x )，则g (-8)=___-2_____．例4．（湖北省）函数]1,0[)1(log )(2在++=x a x f a 上的最大值和最小值之和为a ，则a 的值为（ B ）A 、41B 、21 C 、2 D 、4例5．（北京市）在函数f x ax bx c ()=++2中，若a ，b ，c 成等比数列且f ()04=-，则f x ()有最大 值（填“大”或“小”），且该值为-3．例6．（湖南省）设函数,2)2(),0()4(.0,2,0,)(2-=-=-⎩⎨⎧>≤++=f f f x x c bx x x f 若则关于x 的方程x x f =)(解的个数为（ C ）A 、1B 、2C 、3D 、4例7．（江苏省）设k >1，f (x )=k (x -1)(x ∈R ) ．在平面直角坐标系xOy 中，函数y =f (x )的图象与x 轴交于A 点，它的反函数y =f -1(x )的图象与y 轴交于B 点，并且这两个函数的图象交于P 点．已知四边形OAPB 的面积是3，则k 等于（ B ）A 、3B 、32C 、43D 、65例8．（上海市）记函数f (x )=132++-x x 的定义域为A ，g (x )=lg [(x －a －1)(2a －x )](a <1) 的定义域为B ． （1）求A ；（2）若B ⊆A , 求实数a 的取值范围． 解：（1）2－13++x x ≥0，得11+-x x ≥0， x <－1或x ≥1，即A =(－∞，－1) [1，+ ∞)． （2）由(x －a －1)(2a －x )>0，得(x －a －1)(x －2a )<0．因为a <1，所以a +1>2a ，故B =(2a ，a +1)． 因为B ⊆A ，所以2a ≥1或a +1≤－1，即a ≥21或a ≤－2，而a <1， 所以21≤a <1或a ≤－2，故当B ⊆A 时，实数a 的取值范围是(－∞，－2] [21，1)．例9．（2003年全国理科高考题）已知.0>c 设P ：函数xc y =在R 上单调递减.Q ：不等式1|2|>-+c x x 的解集为R ，如果P 和Q 有且仅有一个正确，求c 的取值范围.解：函数xc y =在R 上单调递减.10<<⇔c不等式|2|1|2| 1.x x c R y x x c +->⇔=+-R 的解集为函数在上恒大于 22,2,|2|2,2,1|2|2.|2|121.211,,0.,, 1.(0,][1,).22x c x c x x c c x c y x x c c x x c R c c P Q c P Q c c -≥⎧+-=⎨<⎩∴=+-∴+->⇔>⇔><≤≥⋃+∞R 函数在上的最小值为不等式的解集为如果正确且不正确则如果不正确且正确则所以的取值范围为 2．重视利用导数研究函数的单调性等性质，进而证明一些不等式或转化一些不等式恒成立问题． 例10．（全国高考题1）已知13)(23+-+=x x ax x f 在R 上是减函数，求a 的取值范围. 分析：函数13)(23+-+=x x ax x f 在R 上递减等价于0)(≤'x f 恒成立．解：函数f (x )的导数：.163)(2-+='x ax x f当0)(≤'x f （x ∈R ）时，)(x f 是减函数.23610()ax x x +-≤∈R .3012360-≤⇔≤+=∆<⇔a a a 且所以，所求a 的取值范围是（].3,-∞-说明：这类问题在2004年全国各地的高考题中大量出现，需重视． 例11．（重庆市）设函数()(1)(),(1)f x x x x a a =-->（1）求导数/()f x ；并证明()f x 有两个不同的极值点12,x x ； （2）若不等式12()()0f x f x +≤成立，求a 的取值范围． 解：（1）.)1(23)(2a x a x x f ++-='.0)(,;0)(,;0)(,:)())((3)(,,,,04)1(4.0)1(230)(221121212122>'><'<<<'<'--='<>≥+-=∆=++-='x f x x x f x x x x f x x x f x x x x x f x x x x a a a a x a x x f 时当时当时当的符号如下可判断由不妨设故方程有两个不同实根因得方程令因此1x 是极大值点，2x 是极小值点.（2）因故得不等式,0)()(21≤+x f x f ：.0)(]2))[(1(]3))[((.0)())(1(212122121221212122213231≤++-++--++≤++++-+x x a x x x x a x x x x x x x x a x x a x x 即又由（I ）知⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=+.3),1(322121a x x a x x ，代入前面不等式，两边除以（1+a ），并化简得.02522≥+-a a.0)()(,2,.)(212:21成立不等式时当因此舍去或解不等式得≤+≥≤≥x f x f a a a 例12．（2003年江苏高考题）已知n a ,0>为正整数. （Ⅰ）设1)(,)(--='-=n n a x n y a x y 证明；（Ⅱ）设).()1()1(,,)()(1n f n n f a n a x x x f n n n n n '+>+'≥--=+证明对任意证明：（Ⅰ）因为nk knnC a x 0)(=∑=-k kn x a --)(，所以1)(--=-='∑k kn nk kn xa kC y nk n 0=∑=.)()(1111------=-n k k n k n a x n x a C （Ⅱ）对函数nn n a x x x f )()(--=求导数:nn n n n n n n n n n n n n a n n a n n a n x a x x x f a x x f a x a n n n n f a x n nx x f )()1()1(,,.)()(,.0)(,0].)([)(,)()(1111-->-+-+≥--=≥∴>'>≥--='--='----时当因此的增函数是关于时当时当所以∴))()(1(])1()1)[(1()1(1n n n n n a n n n a n n n n f --+>-+-++=+'+ ).()1())()(1(1n f n a n n n n n n n '+=--+>- 即对任意).()1()1(,1n f n n f a n n n '+>+'≥+四、二轮复习建议（正文用宋体五号字）1．进一步加强对基本概念、基础知识、基本方法的理解和训练（在函数性质和函数与其他知识的小综合上要多加训练，这是关键）．2．在二轮复习过程中，做两件事情：一是分专题讲解“函数、导数与不等式”（重点）、“函数与数列”，二是在整个复习过程中，不断渗透函数的思想方法和数形结合的思想方法． 一些备选例题：1．（2000年春季）已知函数f (x )=ax 3+bx 2+cx +d 的图象如图所示，则（ A ）A 、b ∈(-∞，0)B 、 b ∈(0,1)C 、 b ∈(1,2)D 、 b ∈(2,+∞) 分析：显然，（想方程）方程f (x )=0的根为0、1、2，所以，可以设f (x )=ax (x -1)(x -2)，与f (x )=ax 3+bx 2+cx +d 比较可得：b =-3a ．（想不等式）又x >2时，有f （x ）>0，于是有a >0，故b <0.2．（2000年上海）已知函数f (x )=xax x ++22,x ∈[)+∞,1.（1）当a =21时，求函数f (x )的最小值； （2）若对任意的x ∈[)+∞,1,f (x )>0恒成立，试求a 的取值范围．分析：本题考查求函数的最值的方法，以及等价变换和函数思想的运用．当a =21时，f (x )=221++xx ≥222212+=+⋅x x ，当且仅当22,21==x x x 即时等号成立，而[)∞+∉122，也就是说这个最小值是取不到的． 解：(1)当a =21时，f (x )=221++xx ，函数f (x )在区间[)+∞,1上为增函数（证明略），所以当x =1时，取到最小值f (1)=3.5.(2)解法一：f (x )>0恒成立，就是x 2+2x +a >0恒成立，而函数g (x )=x 2+2x +a 在[)+∞,1上增函数，所以当x =1时，g (x )取到最小值3+a ，故3+a >0，得：a >-3．解法二：f (x )>0恒成立，就是x 2+2x +a >0恒成立，即a >-x 2-2x 恒成立，这只要a 大于函数-x 2-2x 的最大值即可．而函数-x 2-2x 在[)+∞,1上为减函数，当x =1时，函数-x 2-2x 取到最大值-3，所以a >-3．说明：函数、方程不等式之间有着密切的联系，在解题时要重视这种联系，要善于从函数的高度理解方程和不等式的问题，也要善于利用方程和不等式的知识解决函数的问题．3．某工厂有一个容量为300吨的水塔，每天从早上6时起到晚上10时止供应该厂的生产和生活用水，已知该厂生活用水为每小时10吨，工业用水量W （吨）与时间t （小时，且规定早上6时t ＝0）的函数关系为W ＝100t ．水塔的进水量分为10级，第一级每小时进水10吨，以后每提高一级，每小时进水量就增加10吨．若某天水塔原有水100吨，在开始供水的同时打开进水管，问进水量选择为第几级时，既能保证该厂的用水（水塔中水不空）又不会使水溢出?分析：本题主要考查由实际问题建立函数关系式、并利用函数关系解决实际问题.解本题时, 在建立函数关系式后,根据题意应有0＜y ≤300对t 恒成立（注意区分不等式恒成立和解不等式的关系）． 解：设进水量选第x 级，则t 小时后水塔中水的剩余量为y ＝100＋10xt －10t －100t ，且0≤t ≤16．根据题意0＜y ≤300，∴0＜100＋10xt －10t －100t ≤300．0 1 2 xy由左边得x ＞1＋10（t t11-）＝1＋10〔－2)211(-t ＋41〕， 当t ＝4时，1＋10〔－2)211(-t ＋41〕有最大值3．5．∴x ＞3．5．由右边得x ≤t t 1020+＋1，当t ＝16时，tt 1020+＋1有最小值4．75，∴x ≤4．75． 综合上述，进水量应选为第4级．说明：a 为实数，函数f (x )定义域为D ，若a >f (x )对x D ∈恒成立，则a >f (x )的最大值；若a <f (x )对x D ∈恒成立，则a <f (x )的最小值．4．设()x f 是定义在[-1，1]上的偶函数，()x g 与()x f 的图象关于直线01=-x 对称．且当[]3,2∈x 时，()()()()为实数a x x a x g 32422---⋅=（1）求函数()x f 的表达式；（2）在(]6,2∈a 或()+∞,6的情况下，分别讨论函数()x f 的最大值，并指出a 为何值时，()x f 的图像的最高点恰好落在直线12=y 上．分析：（1）注意到()x g 是定义在区间[]3,2上的函数，因此，根据对称性，我们只能求出()x f 在区间[]0,1-上的解析式，()x f 在区间[]1,0上的解析式，则可以根据函数的奇偶性去求．简答：()⎪⎩⎪⎨⎧≤≤+-≤≤-+-=1024012433x ax x x ax x x f（2）因为()x f 为偶函数，所以，()x f （11≤≤-x ）的最大值，必等于()x f 在区间[]1,0上的最大值．故只需考虑10≤≤x 的情形，此时，()ax x x f 243+-=．对于这个三次函数，要求其最大值，比较容易想到的方法是：考虑其单调性．因此，可以求函数()x f 的导数．简答：如果()+∞∈,6a 可解得：8=a ； 如果(]6,2∈a ，可解得：61833>=a ，与(]6,2∈a 矛盾．故当8=a 时，函数()x f 的图像的最高点恰好落在直线12=y 上．说明：（1）函数的单调性为研究最值提供了可能；（2）奇偶性可以使得我们在研究函数性质时，将问题简化到定义域的对称区间上． 5．已知函数3211()(1)32f x x b x cx =+-+ (b 、c 为常数),(Ⅰ) 若()f x 在x =1和x =3处取得极值，试求b 、c 的值；(Ⅱ)若()f x 在12(,),(,)x x x ∈-∞+∞上单调递增且在12(,)x x x ∈上单调递减,又满足211x x ->，求证：22(2)b b c >+；(Ⅲ) 在（Ⅱ）的条件下，若1t x <，试比较2t bt c ++与1x 的大小，并加以证明． 解： (Ⅰ)'2()(1)f x x b x c =+-+，由题意得:1和3是方程2(1)0x b x c +-+=的两根，113,1 3.b c -=+⎧∴⎨=⨯⎩解得3,3.b c =-⎧⎨=⎩ (Ⅱ)由题得:当12(,),(,)x x x ∈-∞+∞时，'()0f x >；12(,)x x x ∈时, '()0f x <．12,x x ∴是方程2(1)0x b x c +-+=的两根，则12121,,x x b x x c +=-=222121212212122212(2)24[1()]2[1()]4()41() 1.b bc b b cx x x x x x x x x x x x ∴-+=--=-+--+-=+--=--211x x ->,2221()10,2(2)x x b b c ∴-->∴>+.(Ⅲ) 在(Ⅱ)的条件下,由上一问知212(1)()(),x b x c x x x x +-+=-- 即212()(),x bx c x x x x x ++=--+所以2112112()()()(1),t bt c x t x t x t x t x t x ++-=--+-=-+-2121111,10,0,0,x x t t x t x t x >+>+∴+-<<<∴-<又 2121()(1)0,.t x t x t bt c x ∴-+->++>即。
2022年高考物理二轮复习专题能力提升练(十)恒定电流与交变电流
【解析】选 B、C、D。感应电动势的最大值为 Em＝BSω＝B·π2r2 ·2πn＝Bπ2r2n，所以 A 错误；从题
干中图示位置转过14
转的时间内，负载电阻
R
上产生的热量为
Q＝
Em22 R
T ·4
2
(Bπ2r2n)
＝ 2R
1 ×4
1 ×n
＝
π4B2nr4 8R
，所以
B
正确；根据
E
＝ΔΔΦt ， I
【解析】(1)无风时，电路中的电流为 I1＝ER－＋Ur1 ＝6 A 则此时金属杆的电阻为 R1＝UI11 ＝0.5 Ω 则金属杆单位长度的电阻为 R0＝Rl01 ＝1 Ω/m
(2)当传感器的示数为 U2＝2.0 V 时，根据闭合电路欧姆定律 U2＝R＋rE＋R2 R2 解得此时金属杆电阻为 R2＝0.3 Ω 则此时弹簧长度为 l1＝RR20 ＝0.3 m 所以弹簧压缩量为 Δl＝l0－l1＝0.2 m 根据平衡条件，此时风力为 F＝kΔl＝260 N 答案：(1)1 Ω/m (2)260 N
【解题指导】解答本题注意以下两点： (1)自由电子定向运动的方向与电流方向相反。 (2)自由电子受变力作用，其运动情况可以考虑根据动量定理并应用微元法分析。
【解析】选 D。若此线圈以角速度 ω 匀速转动时突然停止转动，则由于惯性自由电 子将向前运动，则线圈中形成的电流方向与线圈原转动方向相反，选项 A 错误；因 为自由电子受到的平均阻力大小与电子定向移动的速率成正比，即 f＝kv，可知自由 电子在线圈中运动的线速度不是均匀减小，选项 B 错误；电子随线圈转动的线速度 v ＝ωr＝ω2Lπ ＝ω2πL ，对电子由动量定理 fΔt＝mv，即 kvΔt＝kx＝mv，解得 x＝m2πωkL ， 选项 C 错误；通过线圈横截面的电荷量为 q＝neSx＝neS2mπkωL ，选项 D 正确。
高考物理二轮复习 第一部分 专题六 电磁感应和电路 第2讲 直流电路和交流电路课件
a．①②两条曲线不同是________(选填E或R)的改变造成的； b．电容器有时需要快速充电，有时需要均匀充电。依据a中的结论，说明 实现这两种充电方式的途径。
两端电压增大而增大；对于(2)中电源，由于内阻不计，故其两端电压等于电动
势而保持恒定，通过电源的电流满足E＝UC＋IR，即I＝
E－UC R
，可见电流会随
着电容器两端电压的增大而减小。
12/8/2021
[答案]
(1)u-q图线如图
1 2CU
2
(2)a.R b．减小电阻R，可以实现对电容器更快速充电； 增大电阻R，可以实现更均匀充电。
1 2
12/8/2021
[解析] 题图乙所示电流的最大值为 Im＝0.5 A，由欧姆定律得 Um＝ImR＝2.5
V，周期为 T＝0.01 s，ω＝2Tπ＝200π rad/s，所以 R 两端电压的表达式为 u＝
2.5sin200πt(V)，A
项正确；该电流的有效值为
I＝
Im ，电阻 2
R
消耗的电功率为
答案
12/8/2021
AD
考向3 理想变压器和远距离输电问题 变压器各物理量间的制约关系
12/8/2021
例 4 (2018·天津卷)教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电 机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻 R 供电，电路如图所示，理想交流电 流表 A、理想交流电压表 V 的读数分别为 I、U，R 消耗的功率为 P。若发电机 线圈的转速变为原来的12，则( )
第2讲 直流电路和交流电路
2023新教材高考物理二轮专题复习专题：力学实验
专题十六力学实验高频考点·能力突破考点一力学基本仪器的使用与读数注意事项：1．游标卡尺在读数时先确定各尺的分度，把数据读成以毫米为单位的，先读主尺数据，再读游标尺数据，最后两数相加．2．游标卡尺读数时不需要估读．3．螺旋测微器读数时，要准确到0.01 mm，估读到0.001 mm，结果若用mm作单位，则小数点后必须保留三位数字．4．游标卡尺在读数时注意区分游标卡尺的精度．5．螺旋测微器在读数时，注意区别整毫米刻度线与半毫米刻度线，注意判断半毫米刻度线是否露出．例1 某同学用50分度的游标卡尺测量一圆柱体工件的长度，如图1所示，则工件的长度为________ mm；用螺旋测微器测量工件的直径如图2所示，则工件的直径为________ mm.[解题心得]预测1 用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图所示，其读数为________ cm.预测2 如图甲所示，某同学用弹簧OC和弹簧测力计a、b做“验证力的平行四边形定则”实验．在保持弹簧伸长量及方向不变的条件下：(1)若弹簧测力计a、b间夹角为90°，弹簧测力计a的读数是________ N；(如图乙所示)(2)若弹簧测力计a、b间夹角小于90°，保持弹簧测力计a与弹簧OC的夹角不变，增大弹簧测力计b与弹簧OC的夹角，则弹簧测力计a的读数________、弹簧测力计b的读数________．(选填“变大”“变小”或“不变”)预测 3 (1)某同学用游标卡尺的________(选填“内测量爪”“外测量爪”或“深度尺”)测得一玻璃杯的内高，如图甲所示，则其内高为________ cm.(2)该同学随后又用螺旋测微器测得玻璃杯的玻璃厚度如图乙所示，则厚度为________ mm.(3)该同学用螺旋测微器测得一小球直径如图丙所示，正确读数后得小球直径为1.731 mm，则a＝________，b＝________．(4)该同学测定一金属杆的长度和直径，示数分别如图丁、戊所示，则该金属杆的长度和直径分别为________ cm和________ mm.考点二纸带类实验综合纸带的三大应用(1)由纸带确定时间：要区别打点计时器打出的计时点与人为选取的计数点之间的区别与联系，若每五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔Δt＝0.02×5 s＝0.10 s.(2)求解瞬时速度：利用做匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求打某一点时的瞬时速度，如图甲所示，打点n时的速度v n＝x n+x n+12T.(3)用“逐差法”求加速度：如图乙所示，因为a1＝x4−x13T2，a2＝x5−x23T2，a3＝x6−x33T2，所以a＝a1+a2+a33＝x4+x5+x6−x1−x2−x39T2.当位置间隔数是奇数时，应舍去位置间隔小的数据．例2 [2022·福建押题卷]某实验小组利用如图甲所示的装置，探究加速度与小车所受合外力和质量的关系．(1)下列做法正确的是________；A．实验前应先将木板左端适当垫高，以平衡摩擦力B．实验时应满足砝码桶与砝码总质量远小于小车和车内砝码总质量C．释放小车前应将小车靠近打点计时器，并使纸带尽量伸直D．实验时为了安全应先释放小车再接通打点计时器的电源E．在探究加速度与质量的关系时，应保持拉力不变，即只需要保持砝码桶和砝码总质量不变(2)实验时得到一条如图乙所示的纸带，打点计时器的频率为50 Hz，任意两个计数点间还有四个计时点未画出，由图中数据可计算小车的加速度为________ m/s2.(结果保留两位有效数字)(3)在保持小车和车中砝码质量一定，探究小车的加速度与受到的合外力的关系时，甲、乙两位同学分别得到了如图丙所示的a - F图像，则甲同学的a - F图线不过原点的原因是________________________________________________________________________．[解题心得]预测4 [2022·辽宁押题卷](1)在下列实验中，能用图中装置完成且仅用一条纸带就可以得出实验结论的是________(单选)；A．验证小车和重物组成的系统机械能守恒B．探究小车速度随时间变化的规律C．探究小车加速度与力、质量的关系D．探究不同力做功与小车速度变化的关系(2)某次实验中按规范操作打出了一条纸带，其部分纸带如下图．已知打点计时器接在频率为50 Hz的交流电源上，纸带左端接小车，请根据图中纸带判断其做的是________(填“匀速”“匀变速”或“加速度变化的变速”)运动，此次实验中打点计时器打下A点时小车的速度为________m/s；(保留两位有效数字)(3)如下图所示，在水平气垫导轨上用光电门记录数据的方式做“验证动量守恒定律”实验，测量滑块A的质量记为m1，测量滑块B的质量记为m2，测量滑块A上的遮光条宽度如下图所示，其宽度d1＝________cm，测得滑块B上的遮光条宽度为d2.滑块A从右向左碰静止的滑块B，已知m1>m2，光电门计时器依次记录了三个遮光时间Δt1、Δt2、Δt3，验证动量守恒需要满足的关系式为____________________________(用测量的物理量符号表示)．考点三“弹簧”“橡皮条”“碰撞”类实验例3 [2022·浙江6月](1)①“探究小车速度随时间变化的规律”实验装置如图1所示，长木板水平放置，细绳与长木板平行．图2是打出纸带的一部分，以计数点O为位移测量起点和计时起点，则打计数点B时小车位移大小为________ cm.由图3中小车运动的数据点，求得加速度为________ m/s2(保留两位有效数字)．②利用图1装置进行“探究加速度与力、质量的关系”的实验，需调整的是________(多选)．A．换成质量更小的车B．调整长木板的倾斜程度C．把钩码更换成砝码盘和砝码D．改变连接小车的细绳与长木板的夹角(2)“探究求合力的方法”的实验装置如图4所示，在该实验中①下列说法正确的是________(单选)．A．拉着细绳套的两只弹簧秤，稳定后读数应相同B．在已记录结点位置的情况下，确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的两点C．测量时弹簧秤外壳与木板之间不能存在摩擦D．测量时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板②若只有一只弹簧秤，为了完成该实验至少需要________(选填“2”“3”或“4”)次把橡皮条结点拉到O.[解题心得]例4 [2022·全国甲卷]利用图示的实验装置对碰撞过程进行研究．让质量为m1的滑块A 与质量为m2的静止滑块B在水平气垫导轨上发生碰撞，碰撞时间极短，比较碰撞后A和B的速度大小v1和v2，进而分析碰撞过程是否为弹性碰撞．完成下列填空：(1)调节导轨水平．(2)测得两滑块的质量分别为0.510 kg和0.304 kg.要使碰撞后两滑块运动方向相反，应选取质量为________ kg的滑块作为A.(3)调节B的位置．使得A与B接触时，A的左端到左边挡板的距离s1与B的右端到右边挡板的距离s2相等．(4)使A以一定的初速度沿气垫导轨运动，并与B碰撞，分别用传感器记录A和B从碰撞时刻开始到各自撞到挡板所用的时间t1和t2.(5)将B放回到碰撞前的位置，改变A的初速度大小，重复步骤(4)．多次测量的结果如下表所示．(6)表中的k2＝________(保留2位有效数字)．的平均值为________(保留2位有效数字)．(7)v1v2判断．若两滑块的碰撞(8)理论研究表明，对本实验的碰撞过程，是否为弹性碰撞可由v1v2为弹性碰撞，则v1的理论表达式为________(用m1和m2表示)，本实验中其值为________(保留v22位有效数字)；若该值与(7)中结果间的差别在允许范围内，则可认为滑块A与滑块B在导轨上的碰撞为弹性碰撞．[解题心得]预测 5 某兴趣小组同学想探究橡皮圈中的张力与橡皮圈的形变量是否符合胡克定律，若符合胡克定律，则进一步测量其劲度系数(圈中张力与整圈形变量之比)．他们设计了如图甲所示实验：橡皮圈上端固定在细绳套上，结点为O，刻度尺竖直固定在一边，0刻度与结点O水平对齐，橡皮圈下端悬挂钩码，依次增加钩码的个数，分别记录下所挂钩码的总质量m 和对应橡皮圈下端P的刻度值x，如下表所示：(1)请在图乙中，根据表中所给数据，充分利用坐标纸，作出m - x图像；(2)作出m - x图像后，同学们展开了讨论：甲同学认为：这条橡皮圈中的张力和橡皮圈的形变量基本符合胡克定律；乙同学认为：图像的斜率k即为橡皮圈的劲度系数；丙同学认为：橡皮圈中的张力并不等于所挂钩码的重力；……请参与同学们的讨论，并根据图像数据确定：橡皮圈不拉伸时的总周长约为______ cm，橡皮圈的劲度系数约为________ N/m(重力加速度g取10 m/s2，结果保留三位有效数字)．(3)若实验中刻度尺的0刻度略高于橡皮筋上端结点O，则由实验数据得到的劲度系数将________(选填“偏小”“偏大”或“不受影响”)；若实验中刻度尺没有完全竖直，而读数时视线保持水平，则由实验数据得到的劲度系数将________(选填“偏小”“偏大”或“不受影响”)．预测 6 某研究小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验，所用器材有：方木板一块、白纸、量程为5 N的弹簧测力计两个、橡皮条(带两个较长的细绳套)、小圆环、刻度尺、三角板、图钉(若干个)．主要实验步骤如下：a．橡皮条的一端与轻质小圆环相连，另一端固定；b．用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环，小圆环运动至O点，记下两弹簧测力计的读数F1和F2及两细绳套的方向；c．用一个弹簧测力计将小圆环拉到O点，记下弹簧测力计的读数F及细绳套的方向；d．在白纸上做出力F、F1和F2的图示，猜想三者的关系，并加以验证．(1)b 、c 步骤中将小圆环拉到同一位置O 的目的是________________________．(2)某次操作后，在白纸上记录的痕迹如图丁所示，请你在图丁中完成步骤d.预测7 [2022·北京押题卷]如图1所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球碰撞前后的动量关系．图1中的O 点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影．实验时，先使A 球多次从斜轨上位置P 静止释放，找到其平均落地点的位置E .然后，把半径相同的B 球静置于水平轨道的末端，再将A 球从斜轨上位置P 静止释放，与B 球相碰后两球均落在水平地面上，多次重复上述A 球与B 球相碰的过程，分别找到碰后A 球和B 球落点的平均位置D 和F .用刻度尺测量出水平射程OD 、OE 、OF .测得A 球的质量为m A ，B 球的质量为m B .图1(1)实验中，通过测量小球做平抛运动的水平射程来代替小球碰撞前后的速度．①实验必须满足的条件有________．A ．两球的质量必须相等B ．轨道末端必须水平C ．A 球每次必须从轨道的同一位置由静止释放②“通过测量小球做平抛运动的水平射程来代替小球碰撞前后的速度”可行的依据是________________．A.运动过程中，小球的机械能保持不变B ．平抛运动的下落高度一定，运动时间相同，水平射程与速度大小成正比(2)当满足表达式__________________时，即说明两球碰撞中动量守恒；如果再满足表达式________________时，则说明两球的碰撞为弹性碰撞. (用所测物理量表示)(3)某同学在实验时采用另一方案：使用半径不变、质量分别为16m A 、13m A 、12m A 的B 球．将A 球三次从斜轨上位置P 静止释放，分别与三个质量不同的B 球相碰，用刻度尺分别测量出每次实验中落点痕迹距离O 点的距离OD 、OE 、OF ，记为x 1、x 2、x 3.将三组数据标在x 1 - x 3图中．从理论上分析，图2中能反映两球相碰为弹性碰撞的是________.图2考点四力学其他实验例 5 某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置完成了“探究向心力与线速度关系”的实验，将小球用质量不计长为L的细线系于固定在铁架台上的力传感器上，小球的下端有一长度极短、宽度为d的挡光片，测得小球的直径为D，重力加速度用g表示．请回答下列问题：(1)用游标卡尺测量挡光片的宽度如图乙所示，则挡光片的宽度为________mm；如果挡光片经过光电门时的挡光时间为10 ms，则小球通过光电门时的速度大小为v＝________m/s(结果保留3位有效数字)．(2)小球通过光电门时力传感器的示数为F0，改变小球释放点的高度，多次操作，记录多组F0、v的数据，作出F0-v2的图像，如果图线的斜率为k，则小球(含挡光片)的质量为________；向心力大小为F＝________．(用已知物理量的符号表示)[解题心得]预测8 用如图甲所示装置研究平抛运动的轨迹．将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的木板上．钢球沿斜槽PQ滑下后从Q点飞出，落在竖直挡板MN上．由于竖直挡板与竖直木板的夹角略小于90°，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点．每次将竖直挡板向右平移相同的距离L，从斜槽上同一位置由静止释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点．(1)实验前需要检查斜槽末端是否水平，正确的检查方法是______________________．(2)以平抛运动的起始点为坐标原点，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向建立坐标系．将钢球放在Q点，钢球的________(选填“最右端”“球心”或“最下端”)对应白纸上的位置即为坐标原点．(3)实验得到的部分点迹a、b、c如图乙所示，相邻两点的水平间距均为L，ab和ac的竖直间距分别是y1和y2，当地重力加速度为g，则钢球平抛的初速度大小为________，钢球运动到b点的速度大小为_______________________________________________________．预测9 [2022·济南市测评]某实验小组在实验室用单摆做测定重力加速度的实验，实验装置如图甲所示．(1)摆球的直径用螺旋测微器测出，如图乙所示，其读数为________mm.(2)正确操作测出单摆完成n次全振动的时间为t，用毫米刻度尺测得摆线长为L，螺旋测微器测得摆球直径为d.用上述测得量写出重力加速度的表达式：g＝________________________________________________________________________.(3)某同学测得的g值比当地的重力加速度偏小，可能原因是________．A．计算时将L当成摆长B．测摆线长时摆线拉得过紧C．开始计时时，秒表按下过晚D．实验中误将30次全振动计为29次素养培优·创新实验1.力学创新型实验的特点(1)以基本的力学模型为载体，依托运动学规律和牛顿运动定律设计实验．(2)将实验的基本方法——控制变量法、处理数据的基本方法——图像法、逐差法融入到实验的综合分析之中．2．创新实验题的解法(1)根据题目情境，提取相应的力学模型，明确实验的理论依据和实验目的，设计实验方案．(2)进行实验，记录数据，应用原理公式或图像法处理实验数据，结合物体实际受力情况和理论受力情况对结果进行误差分析．情境 1 [2022·山东卷]在天宫课堂中、我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验．受此启发，某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量物体质量的实验，如图甲所示．主要步骤如下：①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块上；②接通气源，放上滑块，调平气垫导轨；③将弹簧左端连接力传感器，右端连接滑块．弹簧处于原长时滑块左端位于O点，A点到O点的距离为5.00 cm，拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时；④计算机采集获取数据，得到滑块所受弹力F、加速度a随时间t变化的图像，部分图像如图乙所示．回答以下问题(结果均保留两位有效数字)：(1)弹簧的劲度系数为________ N/m.(2)该同学从图乙中提取某些时刻F与a的数据，画出a-F图像如图丙中Ⅰ所示，由此可得滑块与加速度传感器的总质量为________kg.(3)该同学在滑块上增加待测物体，重复上述实验步骤，在图丙中画出新的a-F图像Ⅱ，则待测物体的质量为________kg.[解题心得]情境 2 [2022·邯郸二模]如图所示的实验装置可以测量物块与长木板间的动摩擦因数．把长木板一端放在水平面上，另一端支撑起来形成一个斜面．物块沿斜面加速下滑的过程中先后经过光电门A和光电门B.如果测得物块上挡光片宽度为d，物块经过光电门A、B 时挡光片的挡光时间分别为Δt1和Δt2，已知当地重力加速度为g.(1)要测出物块与长木板间的动摩擦因数，需要测量出斜面的倾角θ以及光电门A、B之间的距离L.(2)计算物块沿斜面下滑的加速度a的运动学公式是a＝________________．(3)物块与斜面间的动摩擦因数μ＝________________．[解题心得]情境 3 [2022·河南焦作高一联考]某实验小组利用如图甲所示装置测定小车在斜面上下滑时的加速度，实验开始时，小车静止在A点，光电门位于O点，AO间距离为l0.已知小车上挡光片的宽度为d，且d≪l0.(1)释放小车，小车由静止开始下滑，下滑过程中通过位于O点处的光电门，由数字计时器记录挡光片通过光电门的时间Δt.可由表达式v＝________得到小车通过光电门的瞬时速度．(2)将光电门向下移动一小段距离x后，重新由A点释放小车，记录挡光片通过光电门时数字计时器显示的时间Δt和此时光电门与O点间距离x.(3)重复步骤(2)，得到若干组Δt和x的数值．(4)在1-x坐标系中描点连线，得到如图乙所示直线，其斜率大小为k，纵轴截距为b，(Δt)2则小车加速度的表达式为a＝________，初始时AO间距离l0＝________．(用d、k、b表示)[解题心得]情境 4 [2022·全国冲刺卷]为准确测量某弹簧的劲度系数，某探究小组设计了如下实验，实验装置如图甲所示，其原理图如图乙所示．角度传感器与可转动的“T”形螺杆相连，“T”形螺杆上套有螺母，螺母上固定有一个力传感器，弹簧的上端挂在力传感器下端挂钩上，另一端与铁架台底座的固定点相连．当“T”形螺杆转动时，角度传感器可测出螺杆转动的角度，力传感器会随着“T”形螺杆旋转而上下平移，弹簧长度也随之发生变化．实验过程中，弹簧始终在弹性限度内．(1)已知“T”形螺杆向某一方向旋转10周(10×360°)时，力传感器上移40.0 mm，则在角度传感器由0增大到270°的过程中，力传感器向上移动的距离为________ mm.(保留一位小数)(2)该探究小组操作步骤如下：①旋转螺杆使初状态弹簧长度大于原长；②记录初状态力传感器示数F0、以及角度传感器示数θ0；③旋转“T”形螺杆使弹簧长度增加，待稳定后，记录力传感器的示数F n，角度传感器的示数θn；④多次旋转“T”形螺杆，重复步骤③的操作；⑤以力传感器的示数F为纵坐标、角度传感器的示数θ为横坐标，由实验数据描绘出F - θ图像，则该图像可能为________．(3)若图像的斜率为2.5×10－4N/°，则该弹簧的劲度系数k＝________ N/m.(结果保留三位有效数字)[解题心得]专题十六力学实验高频考点·能力突破考点一例1 解析：根据游标卡尺读数规则可知工件的长度为21 mm＋0.02 mm×36＝21.72 mm；根据螺旋测微器读数规则可知工件的直径为4 mm＋0.01 mm×30.0＝4.300 mm.答案：21.72 4.300预测1 解析：读数时要注意分度值是1 mm，要估读到分度值的下一位．答案：1.50 (1.49～1.51均可)预测2 解析：(1)由图乙所示弹簧测力计可知，其分度值为0.1 N，弹簧测力计a的读数是3.50 N；(2)若弹簧测力计a、b间夹角小于90°，保持弹簧测力计a与弹簧OC的夹角不变，增大弹簧测力计b与弹簧OC的夹角，如图所示，则可知弹簧测力计a的示数变小，b的示数变大．答案：(1)3.50 (3.48～3.52) (2)变小变大预测3 解析：(1)因需测量的是玻璃杯的内高即深度，所以要用游标卡尺的深度尺测量，根据图甲可知，游标卡尺主尺上的整毫米数为100 mm，游标尺的精确度为0.1 mm，且第3条刻度线(不计0刻度线)与主尺上的刻度线对齐，则玻璃杯的内高为100 mm＋0.1 mm×3＝100.3 mm＝10.03 cm.(2)螺旋测微器的读数规则：测量值＝固定刻度读数(注意半毫米刻度线是否露出)＋精确度(0.01 mm)×可动刻度读数(一定要估读)，由图乙可知玻璃厚度为2.5 mm ＋0.01 mm×26.0＝2.760 mm.(3)因1.731 mm＝1.5 mm＋0.01 mm×23.1，由螺旋测微器读数规则知a＝20，b＝0.(4)由图丁所示可得金属杆的长度L＝60.10 cm.由图戊知，此游标尺为50分度，游标尺上第10条刻度线(不计0刻度线)与主尺上的刻度线对齐，则该金属杆直径d ＝4 mm＋0.02×10 mm＝4.20 mm.答案：(1)深度尺10.03 (2)2.760 (3)20 0 (4)60.10 4.20考点二例2 解析：(1)为了使小车所受的合外力等于拉力，实验前应该平衡摩擦力，故A 正确；因为有拉力传感器，小车受到的拉力的大小可以直接读出，故无需让砝码桶和砝码的质量远小于小车和车内砝码的质量，B 错误；为了使纸带上能尽可能多打点，使其得到充分的利用，故释放小车前应将小车靠近打点计时器，纸带伸直是为了尽量减小纸带与限位孔间的摩擦，故C 正确；凡是使用打点计时器的实验，都应该先接通电源，让打点计时器稳定运行后再释放纸带(小车)，故D 错误；在探究加速度与质量的关系时，应保持拉力不变，即需要保持拉力传感器的示数不变，故E 错误．(2)由题意知T ＝0.1 s ，采用逐差法求加速度，可得a ＝BD −OB (2T )2＝2.4 m/s 2；(3)由甲同学的a - F 图像可知，拉力传感器的示数F ＝0时，小车已经有了加速度，可能原因是平衡摩擦力过度，木板的倾角过大．答案：(1)AC (2)2.4 (3)平衡摩擦力过度，木板的倾角过大预测4 解析：(1)验证小车和重物组成的系统机械能守恒，需要测量小车和重物的质量，A 错误；探究小车速度随时间变化的规律，仅需要一条纸带即可得出实验结论，B 正确；探究小车加速度与力、质量的关系，还需知道二者的质量，C 错误；探究不同力做功与小车速度变化的关系，需要知道二者的质量，D 错误．(2)根据Δx ＝aT 2，T 均相等，即只要满足Δx 均相等即可满足运动为匀变速运动，根据图像可知Δx 均为0.1 cm ，则该运动为匀变速运动．小车的速度为v ＝(1.0+1.1)×10−22×0.02 m/s ＝0.53 m/s.(3)游标卡尺读数为1 cm ＋0.02×0 mm＝1 cm ＝1.000 cm要验证动量守恒定律，即验证碰撞前的动量和碰撞后的动量相等，即m 1v 1＝m 2v 2＋m 1v 3故有m 1d 1Δt 1＝m 2d 2Δt 2+m 1d1Δt 3 答案：(1)B (2)匀变速 0.52～0.54 (3)1.000 cm ～1.010 cm 均可m 1d 1Δt 1＝m 2d 2Δt 2+m 1d1Δt 3 考点三 例3 解析：(1)①由刻度尺的读数规则可知，打下计数点B 时小车的位移大小为x 2＝6.20 cm ；连接图3中的点，由斜率可知加速度a ＝1.9 m/s 2；②利用图1装置进行“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，为减小实验误差，应使连接小车的细绳与长木板平行，D 错误；实验时应将钩码更换成砝码盘和砝码，应保证小车的质量远大于砝码以及砝码盘的总质量，因此不能换成质量更小的小车，A错误，C正确；实验时应将长木板的右端适当垫高以平衡摩擦力，B正确．(2)①“探究求合力的方法”时不用保证两弹簧秤的读数相同，A错误；在已记录结点位置的情况下，确定一个拉力的方向需要再选择与结点相距较远的一点，B错误；实验时，弹簧秤外壳与木板之间的摩擦不影响实验的结果，C错误；为了减小实验误差，实验时，应保证橡皮条、细绳和弹簧秤贴近并平行于木板，D正确．②如果只有一个弹簧秤，应先后两次将弹簧秤挂在不同的细绳套上，然后将结点拉到同一位置O，并保证两次两分力的方向不变；再将弹簧秤挂在一个细绳套上，将结点拉到位置O，因此为了完成实验至少需要3次把橡皮条的结点拉到O.答案：(1)①6.20±0.05 1.9±0.2②BC(2)①D②3例 4 解析：(2)在一动一静的弹性碰撞中，质量小的滑块碰撞质量大的滑块才能反弹，故应选质量为0.304 kg的滑块作为A.(6)滑块A、B碰后的速度v1＝s1t1、v2＝s2t2，因s1＝s2，故有v1v2＝t2t1，则k2＝0.210.67≈0.31.(7)v1v2的平均值k̅＝2×0.31+3×0.335≈0.32.(8)设滑块A碰前的速度为v0，若为弹性碰撞，则有：{v1v0=−v1v1+v2v2①12v1v02=12v1v12+12v2v22②联立①②得：v1＝m2−m1m1+m2v0，v2＝2m1v0m1+m2则v1v2＝m2−m12m1＝0.510−0.3042×0.304≈0.34.答案：(2)0.304 (6)0.31 (7)0.32(8)m2−m12m10.34预测5 解析：(1)描点作出m - x图像如图所示(2)由m - x 图像可知，橡皮圈不拉伸时P 点距离O 点的距离约为5.20 cm (5.10 cm ～5.40 cm)，则橡皮圈的总周长约为10.40 cm (10.20 cm ～10.80 cm)．由m - x 图像可知，橡皮圈的劲度系数，则有k ＝ΔmgΔx ＝120×10−3×10(7.40−5.20)×10−2N/m ＝54.5 N/m.(3)若实验中刻度尺的0刻度略高于橡皮筋上端结点O ，则由实验数据得到的劲度系数将不受影响，因为计算劲度系数时考虑的是橡皮筋的伸长量而不是长度．若实验中刻度尺没有完全竖直，而读数时视线保持水平，会使读数偏大，则由实验数据得到的劲度系数将偏小．答案：(1)见解析 (2)10.40 54.5 (3)不受影响 偏小预测6 解析：(1)b 、c 步骤中将小圆环拉到同一位置O 的目的是保证两次操作力的作用效果相同；(2)在白纸上画出各力的大小及方向，并用表示F 1、F 2的线段为邻边作平行四边形，比较其对角线和表示F 的线段是否在实验误差允许范围内相等．答案：(1)保证两次操作力的作用效果相同 (2)见解析预测7 解析：(1)①为防止碰后小球A 反弹，应使A 的质量大于B 的质量，A 错误；为保证小球做平抛运动，轨道末端必须水平，故B 正确；为保证小球A 到轨道末端时的速度相等，A 球每次必须从轨道的同一位置由静止释放，故C 正确．故选BC.②小球做平抛运动的过程，有h ＝12gt 2，x ＝vt ，整理得t ＝ √2h g ，x ＝v √2hg ，发现平抛运动的下落高度一定，运动时间相同，水平射程与速度大小成正比．故选B.(2)因为可用小球做平抛运动的水平射程来代替小球抛出时的速度，根据动量守恒有m A v 0＝m A v 1＋m B v 2 m A OE ＝m A OD ＋m B OF若碰撞过程为弹性碰撞，则机械能守恒，有12m A v 02＝12v v v 12+12vvv 22即m A OE 2＝m A OD 2＋m B OF 2(3)因为碰撞前，球A 的速度不变，则球A 单独落地时的x 2一直不变． 根据m A x 2＝m A x 1＋m B x 3。
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。
2021高考二轮专题复习 专题13交变电流 精编专题练15(含解析)
2021高考二轮专题复习专题13交变电流精编专题练15（含解析）1．如图所示，A、B、C为三个相同的灯泡，a、b、c为与之串联的三个元件，E1为直流电源，E2为交流电源。
当开关S接“1”时，A、B两灯均正常发光，C灯不亮；当开关S接“2”时，A灯仍正常发光，B灯变暗，C灯发光。
由此可以判断a、b、c元件可能分别为（）A．电容、电感、电阻B．电感、电阻、电容C．电阻、电感、电容D．电阻、电容、电感2．如图甲所示，等离子气流（由高温高压的等电量的正、负离子组成）由左方连续不断的以速度v0射入P1和P2两极间的匀强磁场中，由于在线圈A中加入变化的磁场，导线ab和导线cd在0~2s内相互排斥，2~4s内相互吸引，规定向左为磁感应强度B的正方向，线圈A内磁感应强度B随时间t变化的图像可能是图乙中的（）A．B．C．D．3．如图所示，理想变压器三个线圈的匝数比n1∶n2∶n3=10∶5∶1，其中匝数为n1的原线圈接到220V的交流电源上，匝数为n2和n3的两个副线圈分别与电阻R2、R3组成闭合回路。
已知通过电阻R3的电流I3=2A，电阻R2=110Ω，则通过电阻R2的电流I2和通过原线圈的电流I1分别是（）A．10A，12A B．10A，20AC．1A，0.7A D．1A，3A4．如图所示，理想变压器的原副线圈匝数之比为2∶1，原线圈接在u＝2202sin100πt （V）的交流电源上，副线圈一端接有R＝55Ω的负载电阻、熔断电流为1 A的保险丝R1和一个灯泡D，电流表为理想电表。
下列说法正确的是（）A．S2AB．S断开时，原线圈中的输入功率为2WC．副线圈中输出交流电的周期为50 sD．S闭合时，灯泡D正常发光，原线圈中电流表读数不会超过1.5 A5．供电站向远方送电，输送的电功率恒定，若将输电电压提高到原来的2倍，以下判断中正确的是（）A．输电电流变为原来的4倍B．输电导线上损失的电压为原来的4倍C．输电导线上损失的电功率为原来的14D．输电导线上损失的电功率为原来的1166．图甲为一火灾报警系统。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高考综合复习——交变电流专题复习总体感知知识网络ﻫﻫ考纲要求内容要求交变电流、交变电流的图象正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值理想变压器远距离输电IﻫＩﻫII命题规律ﻫ 1.从近五年的高考试题可以看出,本专题内容考查的知识点不是很多，一般以难度中等或中等偏下的考题出现。
通常是选择题。
ﻫ 2．重点考查交流电的产生原理、图象、表达式以及交流电的有效值、变压器的原理、远距离输电中线路损耗问题。
其中考查频率较高的是交流电有效值、变压器的有关知识。
3.这部分知识常与电场和力学知识结合在一起考查学生的综合分析能力，如带电粒子在交变电场中的运动等。
ﻫ 4．交流电路与工农业生产和日常生活紧密结合,在近几年的高考中出现的频率较高。
预计在今后的高考中本专题高考的热点仍是交变电流四值的计算以及变压器的原理和应用,还有涉及民生的远距离输电等。
ﻫ但从新课标地区题型的涉及和安排来看，本专题出大型计算题的可能性不大，应以选择题为主，但不排除与其他专题的知识点结合出综合性的题目。
ﻫﻫ复习策略1．要注意区分瞬时值、有效值、最大值、平均值（１）瞬时值随时间做周期性变化,表达式为。
ﻫ (2)有效值是利用电流的热效应定义的,即如果交流电通过电阻时产生的热量与直流电通过同一电阻在相同时间内产生的热量相等，则直流电的数值就是该交流电的有效值。
(３)最大值用来计算，是穿过线圈平面的磁通量为零时的感应电动势。
（4)平均值是利用来进行计算的,计算电量时用平均值。
ﻫ2．理想变压器的有关问题,要注意掌握电流比的应用,当只有一原一副时电流比,当理想变压器为一原多副时,电流比关系则不适用,只能利用输入功率与输出功率相等来进行计算。
第一部分交变电流的产生和描述知识要点梳理ﻫ知识点一——交变电流的产生及变化规律ﻫ▲知识梳理ﻫ1．交变电流的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。
２.正弦交变电流随时间按正弦规律变化的交变电流叫做正弦交变电流，正弦交变电流的图象是正弦曲线。
ﻫ3．交变电流的产生ﻫ（1）产生方法：将一个平面线圈置于匀强磁场中，并使它绕垂直于磁场方向的轴做匀速转动,线圈中就会产生正(余)弦交流电。
(2）中性面：与磁场方向垂直的平面叫中性面，当线圈转到中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大,但磁通量的变化率为0，感应电动势为0,线圈转动一周,两次经过中性面,线圈每经过一次中性面,电流的方向就改变一次。
４.交变电流的变化规律正弦交流电的电动势随时间的变化规律为,其中, t=0时，线圈在中性面的位置。
(1）矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,仅是产生交变电流的一种方式,但不是惟特别提醒:ﻫ一方式。
例如导体在匀强磁场中垂直磁场方向,按正弦规律运动切割磁感线也产生正弦交流电。
（2)线圈所在的计时位置不同，产生的交变电流的正、余弦函数的规律表达式不同。
▲疑难导析(线圈在中性面位置开始计时)函数图象磁通量电动势电压电流2、对中性面的理解ﻫ交流电瞬时值表达式的具体形式是由开始计时的时刻和正方向的规定共同决定的。
若从中性面开始计时，虽然该时刻穿过线圈的磁通量最大,但线圈两边的运动方向恰与磁场方向平行，不切割磁感线，电动势为零，故其表达式为;但若从线圈平面和磁场平行时开始计时,虽然该时刻穿过线圈的磁通量为零，但由于此时线圈两边的速度方向和磁场方向垂直，电动势最大,故其表达式为。
ﻫ当线圈平面转至中性面时,穿过线圈的磁通量最大,但磁通量的变化率为零,此时线圈里的感应电动势为零,中性面又是交变电流的方向转折点。
ﻫ：矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流,下列说法正确的是( ）ﻫＡ．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ﻫＣ．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，各边切割磁感线的速度为零ﻫﻫ答案：ＣD解析:线框位于中性面时,线框平面与磁感线垂直,穿过线框的磁通量最大，但此时切割磁感线的两边的速度与磁感线平行，即不切割磁感线,所以电动势等于零，也应该认识到此时穿过线框的磁通量的变化率等于零，感应电动势或感应电流的方向也就在此时刻变化。
垂直于中性面时，穿过线框的磁通量为零，但切割磁感线的两边都垂直切割,有效切割速度最大,所以感应电动势最大,也可以说此时穿过线框的磁通量的变化率最大。
故C、D选项正确。
ﻫ知识点二——表征交变电流的物理量▲知识梳理1.交变电流的四值(1)瞬时值交变电流某一时刻的值；瞬时值是时间的函数,不同时刻，瞬时值不同。
ﻫ（2）最大值,当线圈平面与磁感线平行时、交变电流的电动势最大，交变电流的最大值反映的是交变电流大小的变化范围。
ﻫ最大值可以用来表示交变电流的强弱或电压的高低,但不适于用来表示交流电产生的热量。
最大值在实际中有一定的指导意义,所有使用交变电流的用电器，其最大耐压值应大于其使用的交变电压的最大值,电容器上的标称电压值是电容器两极间所允许施加电压的最大值。
（３)有效值ﻫ正弦交流电的有效值是根据热效应来规定的,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同,就把这一直流的数值,叫做该交变电流的有效值,用E、I表示正弦(余弦)交变电流的有效值，有效值与最大值之间的关系为。
ﻫ我们通常说家庭电路的电压是2２0 V,是指其有效值,各种使用交变电流的电器设备上所标的额定电压和额定电流都是有效值,一般交流电流表和交流电压表测量的数值也是有效值。
ﻫ（４）平均值ﻫ交变电流的平均值是交变电流图象中波形与横轴（ｔ轴）所围的面积跟时间的比值，其值可用计算。
ﻫﻫ２.交变电流的周期和频率ﻫ（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。
ﻫ（2)频率f:交变电流在1 s内完成周期性变化的次数。
ﻫ（3）周期和频率的关系:。
ﻫ（4）角频率。
我国工农业生产和生活用的交变电流的周期是0．０２ s,频率是5０Ｈｚ。
ﻫﻫ▲疑难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ﻫ计算线圈某时刻的受力情况或力矩的瞬时值最大值最大的瞬时值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值对正（余)弦交流电有：（1）计算与电流的热效应有关的量（如功、功率、热量）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ﻫ计算通过电路截面的电荷量周期完成一次周期性变化所用的时间物理意义:表示交变电流变化快慢的物理量频率1s内完成周期性变化的次数我国民用交变电流：T=0. 02 ｓ,f＝50 Hz,ﻫ二、几种典型交流电的有效值1．正弦式的交流电,其有效值与最大值的关系是：。
ﻫﻫ2．正弦半波交流电的有效值ﻫ若将图所示的交流电加在电阻Ｒ上,全波交流电时的ｌ／那么经一个周期产生的热量应等于它为2, 即，而，因而得。
同理得。
3．正弦单向脉冲电流的有效值因为电流热效应与电流方向无关，所以图所示正弦单向脉动电流与正弦交流电通入电阻时所产生的热效应完全相同，即,。
ﻫ4.矩形脉冲电流的有效值ﻫ如图所示电流实质是一种脉冲直流电,当它通入电阻后一个周期内产生的热量相当于直流电产生热量的，这里是一个周期内脉冲时间。
由,或,ﻫ得,。
当时，，。
５.非对称性交流电有效值假设让一直流电压U和图所示的交流电压分别加在同一电阻上,交流电在一个周期内产生的热量为,直流电在相等时间内产生的热量,根据它们的热量相等有ﻫ得: 同理有。
ﻫﻫ特别提醒:(１）关系式：，,适用于正（余)弦交流电,对于非正（余）弦交流电，上述关系不成立。
所以解题时切忌不分条件地乱套关系,而要灵活、冷静地处理。
（2)求解Ｉ的一般方法：将原交变电流分成方便确定有效值的几段,利用焦耳定律表示出一个周期内产生的总热量，根据电流的热效应,该热量等于，从而求出I。
ﻫ三、如何理解交流电的平均值?ﻫ交流电的平均值是指一段时间内交流电瞬时值的平均值。
平均值是由公式确定。
它表现为交流图象中波形与横轴(ｔ轴)所围的“面积”对时间的比值，其值大小与所取时间间隔有关。
如正弦式交流电,其正半周期或负半周期的平均电动势大小为,而一个周期内的平均电动势却为零.而技术上应用的交流电的平均值是指一个周期交流电的绝对值的平均值,也等于交流电在正半个周期或周期内的平均值。
同一交流电的平均值和有效值并不相同。
ﻫ不同时间内平均值一般不同，平均值大小还和电流的方向有关，若一段时间内电流的方向发生改变，则流过导线横截面上的电荷量为两个方向上的电荷量之差；平均值是和电荷量相关联的，所以凡涉及计算一段时间内通过导线横截面上电荷量的问题,应利用平均值处理。
四、交变电流的瞬时值的大小与变化的快慢是一回事吗?交流电的电压或电流变化的快慢（变化率），在图线上等于某瞬间切线的斜率，它与电压或电流瞬时值的大小是两回事。
瞬时值最大时，变化率最小（等于零);瞬时值为零时,变化率恰好最大。
在具体问题中,必须弄清楚哪些量与瞬时值有关，哪些量与变化率有关。
ﻫ五、如何理解正弦交变电流的图象？ﻫ正弦交变电流随时间的变化情况可以从图象上表示出来，图象描述的是交变电流随时间变化的规律，它是一条正弦曲线,如图所示。
从图中我们可以找出正弦交变电流的最大值、周期Ｔ，也可以根据线圈在中性面时感应电动势e为零、感应电流i为零、线圈中的磁通量最大的特点找出线圈旋转到中性面的时刻；线圈中磁通量最大的时刻是零时刻、时刻和时刻。
也可以根据线圈旋转至平行磁感线时，感应电动势最大、线圈中感应电流最大和磁通量为零的特点，找出线圈平行磁感线的时刻；线圈中磁通量为零是在时刻和时刻，感应电动势最大和感应电流最大的时刻时刻和时刻。
ﻫ:一矩形线圈在匀强磁场中以角速度ｒad/s匀速转动，产生的交变电动势的图象如图所示,则( ）ﻫA．交变电流的频率是ＨzB.当ｔ＝0时，线圈平面与磁感线平行ﻫC.当t=０.5 s时，e有最大值D．交变电流的周期是0.5 s答案：Ｄﻫ解析:由于线圈转动的角速度已知，所以线圈的转动频率可以由公式直接得出，线圈的频率和交变电流的频率是相同的，rad/ｓ,而,故f=2Hz，０.5s。
由图象可看出:t=0时，e＝0，线圈位于中性面，即线圈平面跟磁感线垂直。
ｔ＝0. ５s时,，所以应选D。
ﻫ知识点三——电感和电容对交变电流的作用▲知识梳理ﻫ1．电感对交变电流的阻碍作用ﻫ电感对交变电流有阻碍作用,电感对交变电流阻碍作用的大小，用感抗表示，。
电感对交变电流有阻碍作用的原因是:当线圈中电流发生变化时,在线圈本身中产生自感电动势,自感电动势总是阻碍线圈中电流的变化。
扼流圈有两种，一种叫低频扼流圈,线圈的自感系数L很大，作用是阻交流,通直流；另一2.电容对交变电流的作种叫高频扼流圈，线圈的自感系数L很小，作用是阻高频，通低频。