高2020届高2017级创新设计高三物理高考总复习江苏专用课件11-1-3-考点强化：交变电流“四值”的理解与应用

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多维训练
1．(多选)如图甲所示，标有“220 V 40 W”的灯泡和标有“20 μF 320 V”的电容器并联到交流 电源上， 为交流电压表，交流电源的输出电压如图乙所示，闭合开关。下列判断正确的是( )
A．t＝T2时刻， 的示数为零 B．灯泡恰好正常发光 C．电容器不可能被击穿
A．在 t＝0 时刻，线框中的感应电流最大 B．在转过 90°的过程中，线框中感应电流 的瞬时值 i 随时间 t 变化的规律为 i＝BL2ωRsin ωt
C．线框感应电流的最大值为 Imax＝BLR2ω
D．线框转过 60°时的瞬时电动势为BL22ω
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备选训练
4．(2018·湖北黄冈中学模拟)(多选)如图甲所示是一种振动发电装置的示意图，半径为 r＝0.1 m、匝数 n＝20 的线圈位于辐向分布的磁场中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分 布(其右视图如图乙所示)，线圈所在位置的磁
感应强度的大小均为 B＝0.π20 T，线圈电阻为
R1＝0.5 Ω，它的引出线接有 R2＝9.5 Ω 的小电 珠 L，外力推动线圈框架的 P 端，使线圈沿轴
线做往复运动，线圈运动速度 v 随时间 t 变化
的规律如图丙所示(摩擦等损耗不计)，则( )
3．最大值:
注意:线圈转动的计时位置不同,瞬时 值表达式的形式不同.
Em＝nBSω ,且Em与转轴的所在位置和线圈形状无关．
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【例 3】 (多选)如图所示，边长为 L 的正方形单匝线圈 abcd，
其电阻为 r，外电路的电阻为 R，ab 的中点和 cd 的中点的连线 O′O 恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为 B。若线圈 从图示位置开始以角速度 ω 绕轴 O′O 匀速转动，则以下判断正确 的是( )
A．此交流发电机的电动势平均值为 10 2 V
B．t＝0.02 s 时 R 两端的电压瞬时值为零
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C．R 两端的电压 u 随时间 t 变化的规律是 u＝10 2cos(100πt) V
D．当 ab 边速度方向向上时，它所受安培力的方向也向上
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备选训练
1．(2015·四川理综,4)小型手摇发电机线圈共N匝,每匝可简化为矩形线圈abcd, 磁极间的磁场视为匀强磁场,方向垂直于线圈中心轴OO′,线圈绕OO′匀速转动,如图 所示。矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0,不计线圈电阻,则发 电机输出电压( )
考点强化:交变电流“四值”的理解与应用
01
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CONTENTS
02
多维训练
03 备选训练
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1.对交变电流的“四值”的比较和理解
物理量
瞬时值
峰值(最大 值)
重要关系 e＝Emsinω t u＝Umsinω t i＝Imsinω t Em＝nBSω Im＝Em/(R＋r)
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备选训练
2．(2018·湖南邵阳二中月考)(多选)一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图 所示。由图可知( )
A．该交流电的电压瞬时值的表达式为u＝100sin (25πt) V B．该交流电的频率为25 Hz C．该交流电的电压的有效值为100 V D．若将该交流电压加在阻值R＝100 Ω的电阻两端,则电阻消耗的功率为50 W
A．图示位置线圈中的感应电动势最大，为 Em＝BL2ω
B．闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为 e＝12BL2ωsin ω R 的电荷量为 q＝2BL2 R＋r
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D．线圈转动一周的过程中，电阻 R 上产生的热量为 Q＝4（πBR2ω＋Lr4）R 2
A．峰值是 e0
B．峰值是 2e0
C．有效值是
2 2 Ne0
D．有效值是 2Ne0
解析 矩形线圈 ab 边和 cd 边产生的感应电动势的最大值都为 e0，所以发电机的电动 势峰值为 2Ne0，选项 A、B 错误；由于不计线圈的电阻，所以发电机的输出电压峰值为 2Ne0，故有效值为2N2e0＝ 2Ne0，故选项 D 正确。答案 D
对正(余)弦交流电有:
有效值 E＝Em/ 2 U＝Um/ 2
平均值
I＝Im/ 2 E ＝BL－v
E ＝nΔΔΦt
－I ＝ E /(R＋r)
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适用情况及说明 计算线圈某时刻的受力情况
讨论电容器的击穿电压
(1)计算与电流的热效应有关的量(如电 功、电功率、电热等)(2)电气设备“铭牌 ”上所标的一般是有效值(3)保险丝的熔 断电流为有效值(4)电表的读数为有效值
D. 的示数保持 110 2 V 不变
解析 的示数应是电压的有效值 220 V，故选项 A、D 错误；电压的有效值恰好
等于灯泡的额定电压，灯泡正常发光，选项 B 正确；电压的峰值 Um＝220 2 V≈311 V，
小于电容器的耐压值，故电容器不可能被击穿，选项 C 正确。答案 BC
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计算通过电路截面的电荷量
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2.交变电流的瞬时值表达式 当线圈平面转到中性面(与磁场垂直的平面)时开始计时,交流电的瞬时值 表达式是: e＝Em sinωt,u＝Umsinωt,i＝Imsinωt. 当线圈平面转到与磁感线平行时开始计时,瞬时值表达式是: e＝Em cosωt,u＝Umcosωt,i＝Imcosωt.
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2．(2018·河南郑州三模)
图甲为小型旋转电枢式交流发
电机的原理图，其矩形线圈在
磁感应强度为 B 的匀强磁场
中，绕垂直于磁场方向的固定
轴 OO′(OO′沿水平方向)匀速
转动，线圈的两端经集流环和电刷与电阻 R＝10 Ω 连接，与电阻 R 并联的交流电压表为理
想电压表，示数是 10 V。图乙是矩形线圈中磁通量 Φ 随时间 t 变化的图象。则 ( )
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备选训练
3．(多选) 如图所示，虚线 OO′左侧有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小 为 B，凸形线框 abcdefgh 以虚线 OO′为轴以角速度 ω 匀速转动，abch 为边长为 L 的正方 形，defg 为边长为 L/2 的正方形，线框的总电阻为 R，从图示位置开始计时，则( )