交变电流的产生和描述练习(高考真题)
交变电流的产生和描述练习
1.(2012·贵阳质检)如图所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO ′以恒定的角
速度ω转动，从线圈平面与磁场方向平行的位置开始计时，则在t ＝π
ω
时刻( )
A ．线圈中的感应电动势最小
B ．线圈中的感应电流最大
C ．穿过线圈的磁通量最大
D ．穿过线圈磁通量的变化率最小
2.如图所示，图线a 是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所产生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∶2
C ．交流电a 的瞬时值为u ＝10sin5πt (V)
D ．交流电b 的最大值为5 V
3.如图所示的电路中，A 是熔断电流I
0＝2 A 的保险丝，R 是可变电阻，S 是交流电源。交流电源的内阻不计，其电动势随时间变化的规律是e ＝2202sin314t V 。为了不使保险丝熔断，可变电阻的阻值应该大于( )
A ．110 2 Ω
B ．110 Ω
C ．220 Ω
D ．220 2 Ω
4.矩形线框在匀强磁场内匀速转动过程中，线框输出的交流电压随时间变化的图像如图所示，下列说法中正确的是( )
A ．交流电压的有效值为36 2 V
B ．交流电压的最大值为36 2 V ，频率为0.25 Hz
C ．2 s 末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量最大
D ．1 s 末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量变化最快
5．(2011·天津高考)在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图像如图乙所示，则( )
A ．t ＝0.005 s 时线框的磁通量变化率为零
B ．t ＝0.01 s 时线框平面与中性面重合
C ．线框产生的交变电动势有效值为 311 V
D ．线框产生的交变电动势频率为 100 Hz
6．在如图甲所示的电路中，电阻R 的阻值为50 Ω，在ab 间加上图乙所示的正弦交流电，则下面说法
中正确的是( )
A ．交流电压的有效值为100 V
B ．电流表示数为2 A
C ．产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度为3.14 rad/s
D ．在1分钟内电阻R 上产生的热量为1.2×104
J
7．如图中甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化。下列说法正确的是( ) A ．图甲表示交流电，图乙表示直流电
B ．两种电压的有效值相等
C ．图甲所示电压的瞬时值表达式为u ＝311sin100πt V
D ．图甲所示电压经匝数比为10∶1的变压器变压后，频率变为原来的110
8．一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(25t )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 2 V
D ．若将该交流电压加在阻值为R ＝100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是50 W
9．一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图甲所示。已知发电机线圈内阻为 5.0 Ω，现外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图乙所示，则( )
A ．电压表的示数为220 V
B ．电路中的电流方向每秒钟改变50次
C ．灯泡实际消耗的功率为484 W
D ．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J
10.(2011·四川高考)如图10所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T ，转轴O 1O 2垂直于磁场方向，线圈电阻为2 Ω。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°角时的感应电流为1 A 。那么( )
A ．线圈消耗的电功率为4 W
B ．线圈中感应电流的有效值为2 A
C ．任意时刻线圈中的感应电动势为e ＝4cos 2π
T
t
D ．任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ＝T πsin 2π
T
t
11.如图所示，矩形线圈abcd 在磁感应强度B ＝2 T 的匀强磁场中绕轴OO ′以角速度ω＝10π rad/s 匀
速转动，线圈共10匝，电阻r ＝5 Ω，ab ＝0.3 m ，bc ＝0.6 m ，负载电阻R ＝45 Ω。求：
(1)写出从图示位置开始计时线圈中感应电动势的瞬时值表达式； (2)电阻R 在0.05 s 内产生的热量；
(3)0.05 s 内流过电阻R 上的电荷量(设线圈从垂直中性面开始转动)。
12．(2012·郑州模拟)如图甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场。已知线圈的匝数n ＝100 匝，总电阻r ＝1.0 Ω，所围成矩形的面积S ＝0.040 m 2
，小灯泡的电阻R ＝9.0 Ω，磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化，线
圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为e ＝nB m S 2πT cos 2π
T
t ，其中B m 为磁感应强度
的最大值，T 为磁场变化的周期，不计灯丝电阻随温度的变化，求：
(1)线圈中产生感应电动势的最大值；
(2)小灯泡消耗的电功率；(3)在磁感应强度变化的0～T
4时间内，通过小灯泡的电荷量。
交变电流的产生和描述练习(参考答案)
1、解析：经过时间t ＝π
ω，线圈转过的角度为π，则该时刻磁通量为零，左、右两个边的速度刚好与磁
感线垂直，由电动势E ＝BLv 得此刻产生的感应电动势最大，磁通量的变化率最大，线圈中的感应电流最大，B 正确，A 、C 、D 错误。
答案：B
2、解析：t ＝0时刻穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，故电压为零，A 错；读图得两次周期之比为2∶3，由转速ω＝
2π
T
得转速与周期成反比，故B 正确；读图得a 的最大值为10 V ，ω＝5π，由
交流电感应电动势瞬时值表达式e ＝E m sin ωt (V)(从中性面开始计时)得，u ＝10sin5πt (V)，故C 正确；交流电的最大值E m ＝nBS ω，所以根据两次转速ω的比值可得，交流电b 的最大值为23×10 V ＝20
3
V ，故D 错。
答案：BC
3、解析：该交变电流电动势的有效值为U ＝22022 V ＝220 V ，故电阻的最小阻值R min ＝U I 0＝220
2 Ω＝110
Ω。
答案：B
4、解析：由线框输出的交流电压随时间变化图像可知，交流电压的最大值为36 2 V ，频率为0.25 Hz ，B 正确；有效值则为36 V ，A 错误；2 s 末，线框产生的感应电动势为零，所以此时线框平面垂直于磁场，C 正确；1 s 末，线框产生的感应电动势最大，此时线框平面平行于磁场，通过线框的磁通量变化最快，D 错误。
答案：BC
5、解析：t ＝0.005 s 时感应电动势最大，线框的磁通量变化率也最大，A 错误。t ＝0.01 s 时感应电动势为零，穿过线框磁通量最大，线框平面与中性面重合，B 正确。感应电动势的最大值 为 311 V ，有效值则为 311
2
V ，C 错误。所产生电动势的周期为 0.02 s ，频率等于周期的倒数，为50 Hz ，D 错误。
答案：B
6、解析：从题图乙中可以看出，交流电压的峰值为100 2 V ，所以有效值U ＝100 V ，A 项正确；通过电阻的电流I ＝U /R ＝2 A ，B 项正确；交流电的周期为T ＝0.02 s ，故角速度ω＝2π
T
＝100π rad/s ，C 项错
误；根据Q ＝U 2R
t 得，Q ＝1.2×104
J ，D 项正确。
答案：ABD
7、解析：因大小和方向均随时间做周期性变化，故图乙电压表示的也为交流电，A 错误；由图像知，相同时刻U 1＞U 2，故B 错误；由题图甲知，该交流电压是正弦交流电压，U m ＝311 V ，T ＝2×10－2
s ，则瞬时值u ＝U m sin 2π
T
t V ＝311sin100πt V ，
故C 正确；因变压器变压后输入电压与输出电压的频率相同，故D 错误。 答案：C
8、解析：从题图中可知，交流电周期T ＝4×10－2
s ，峰值电压U m ＝100 V ，故交流电的频率f ＝1T
＝25
Hz ，有效值U ＝U m
2
＝50 2 V 。加在R ＝100 Ω的电阻上时的热功率P ＝U 2R ＝50 W ，瞬时值表达式u ＝U m sin
2π
T t ＝100sin(50πt ) V ，故正确选项为B 、D 。
答案：BD
9、解析：电动势的有效值为E ＝22022 V ＝220 V ，所以电流的有效值I ＝E R ＋r ＝220
95.0＋5.0 A ＝2.2 A ，
所以电压表的示数为U ＝IR ＝2.2×95.0 V ＝209 V ，选项A 错；交流电的频率为f ＝1
T
＝50 Hz ，每个周期内
电流方向改变2次，故每秒钟内电流方向改变100次，选项B 错；灯泡实际消耗的功率为P 灯＝I 2R ＝2.22
×95.0 W ＝459.8 W ，故选项C 错；发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为Q ＝I 2
rt ＝2.22
×5.0×1 J ＝24.2 J ，选项D 对。
答案：D
10、解析：线圈转动角速度ω＝
2π
T
，线圈平面从与磁场方向平行开始计时，当转过
60°时，电流的瞬时值为i ＝I m cos 60°＝1 A ?I m ＝2 A ，正弦交变电流有效值I ＝
I m
2
＝2 A ，B 项错；线圈消耗的功率P ＝I 2
R ＝4 W ，A 项正确；由欧姆定律可知，感应电动势最
大值E m ＝I m R ＝4 V ，所以瞬时值表达式为e ＝4 cos 2π
T
t ，C 项正确；通过线圈的磁通量Φ＝Φm sin ωt ＝Φ
m
sin 2πT t ，由感应电动势的最大值E m ＝BS ω＝Φm ×2πT ?Φm ＝E m T 2π
解两式得：Φ＝E m T 2πsin 2πT t ＝2T πsin 2π
T
t ，D 项错。
答案：AC
11、解析：(1)电动势的最大值为E m ＝nBS ω＝10×2×0.3×0.6×10π V ≈113.04 V 故瞬时值表达式e ＝E m cos ωt ＝113.04cos10πt V (2)电流的有效值I ＝
I m
2
＝
E m
2R ＋r ＝1.6 A
所以0.05 s 内R 上产生的热量Q ＝I 2
Rt ＝5.76 J (3)平均感应电动势为：E ＝n
ΔΦ
Δt
＝72 V
平均感应电流为：I ＝
E
R ＋r
＝1.44 A
所以通过电阻R 的电荷量为：q ＝I ·t ＝0.072 C 。 答案：(1)e ＝113.04cos10πt V (2)5.76 J (3)0.072 C
12、解析：(1)由图像知，线圈中产生的交变电流的周期T ＝3.14×10－2
s ，所以E m ＝nB m S ω＝2πnB m S T
＝
8.0 V 。
(2)电流的最大值I m ＝
E m
R ＋r
＝0.80 A ，有效值I ＝
I m
2
＝
225
A ，小灯泡消耗的电功率P ＝I 2
R ＝2.88 W 。 (3)在0～T 4时间内，电动势的平均值E ＝nS ΔB
Δt
，
平均电流I ＝
E
R ＋r ＝nS ΔB
R ＋r Δt
， 流过灯泡的电荷量Q ＝I Δt ＝
nS ΔB R ＋r
＝4.0×10－3
C 。 答案：(1)8.0 V (2)2.88 W (3)4.0×10－3
C
交变电流的产生和描述(含答案)
第1课时交变电流的产生和描述 导学目标 1.能掌握交变电流的产生和描述，会写出交变电流的瞬时值表达式.2.能认识交变电流的图象和进行有效值、最大值的计算． 一、交变电流的产生和变化规律 [基础导引] 关于线圈在匀强磁场中转动产生的交流电，以下说法中正确的是() A．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变B．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次 C．线圈在中性面位置时，磁通量最大，磁通量的变化率为零 D．线圈在与中性面垂直的位置时，磁通量为零，感应电动势最大 [知识梳理] 1．交变电流 大小和方向都随时间做__________变化的电流．如图1(a)、(b)、(c)、(d)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，简称正弦式电流，如图(a)所示． 图1
2．正弦交流电的产生和变化规律 (1)产生：在匀强磁场里，线圈绕________________方向的轴匀速转动． (2)中性面：①定义：与磁场方向________的平面． ②特点：a.线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量________，磁通量的变化率为______，感应电动势为______．b.线圈转动一周，________经过中性面．线圈每经过____________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__________曲线．如图1(a)所示． 思考：由正弦交流电的图象可以得出哪些物理量？ 二、描述交变电流的物理量 [基础导引] 我们日常生活用电的交变电压是e ＝2202sin 100πt V ，它是由矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的，则下列说法正确的是________． ①交流电的频率是50 Hz ②交流电压的有效值是220 V ③当t ＝0时，线圈平面恰好与中性面平行 ④当t ＝1 50 s 时，e 有最大值220 2 V ⑤电流每秒方向改变50次 [知识梳理] 1．周期和频率 (1)周期T ：交变电流完成________________变化(线圈转一周)所需的时间，单位是秒 (s)．公式：T ＝2π ω. (2)频率f ：交变电流在1 s 内完成周期性变化的________，单位是赫兹(Hz)． (3)周期和频率的关系：T ＝________或f ＝________. 2．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________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________． (3)有效值：让交流与恒定电流分别通过________的电阻，如果它们在交流的一个周期内产生的________相等，则这个恒定电流I 、恒定电压U 就是这个交流的__________． (4)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系 I ＝____________，U ＝____________，E ＝____________. (5)平均值：是交变电流图象中波形与横轴所围面积跟时间的比值. 考点一 正弦交流电的变化规律 考点解读
2020年高考回归复习—交变电流选择综合题一 含答案
高考回归复习—交变电流选择之综合题一 1．一小水电站，输出的电功率为P ＝20 kW ，输出电压U 0＝400 V ，经理想升压变压器T 1升为2000 V 电压远距离输送，输电线总电阻为r ＝10 Ω，最后经理想降压变压器T 2降为220 V 向用户供电。下列说法正确的是( ) A ．变压器T 1的匝数比n 1∶n 2＝1∶5 B ．输电线上的电流为50 A C ．输电线上损失的电功率为5 kW D ．变压器T 2的匝数比n 3∶n 4＝95∶11 2．如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为4:1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接有 u t π=（V ）的正弦交变电流，图中D 为二极管，定值电阻R =9Ω。则下列判断正确的是 （ ） A ．1 s 200t = 时，副线圈输出电压的瞬时值为V B ．1 s 600 t =时，电压表示数为 C ．电流表的示数为 2 A D ．变压器输入功率为9W 3．如图所示，在磁感强度为B 的匀强磁场中，单匝、闭合等腰直角三角形导线框abc 以直角边ac 为轴匀速转动。已知线框转动角速度为ω，ac 边、ab 边的边长均为L ，闭合线框的电阻为R 。若从图示位置开始计时，则（ ）
A ．转动过程中，任意时刻线框中的感应电动势为21 cos 2 e BL t ωω= B ．转动过程中，任意时刻线框中的感应电动势为2sin 2 e BL t ω= C ．线框转一周，外力所做的功为 24 2B L R πω D ．从图示位置转过90o的过程中，线框的平均感应电动势为 2BL ω π 4．如图所示，理想变压器的原线圈接入200sin100u t π=（V ）的交变电压。原、副线圈匝数比为4：1，电阻R 0=5Ω，电阻箱R 的最大阻值为50Ω，则（ ） A ．副线圈两端的电压有效值为V B ．副线圈中电流方向每秒钟改变314次 C ．当R =20Ω时，原线圈中的电流有效值为0.25A D ．当R =5Ω时，电阻箱R 消耗的电功率最大 5．单匝闭合矩形线框电阻为R ，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量Φ与时间t 的关系图像如图所示。下列说法正确的是（ ） A ． 2 T 时刻线框平面与中性面垂直
高考试题分类汇编交变电流
2000-20XX年高考试题分类汇编：交变电流（08北京卷）18．一理想变压器原、副线圈匝数比n1:n2=11:5。原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图所示。副线圈仅接入一个10 的 电阻。则 A．流过电阻的电流是20 A B．与电阻并联的电压表的示数是100 2 V C．经过1分钟电阻发出的热量是6×103 J D．变压器的输入功率是1×103W 答案：D 【解析】原线圈中电压的有效值是220V，由变压比知副线圈中电压为100V，流过电阻的电流是10A；与电阻并联的电压表的示数是100V；经过1分钟电阻发出的热量是6×1034J。 （08天津卷）17．一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电阻R。设原线圈的电流为I1，输入功率为P1，副线圈的电流为I2，输出功率为P2。当R增大时 A．I1减小，P1增大 B．I1减小，P1减小 D．I2增大，P2减小 D．I2增大，P2增大 答案：B 【解析】理想变压器的特点是输入功率等于输出功率，当负载电阻增大时，由于副线圈的电压不变，所以输出电流I2减小，导致输出功率P2减小，所以输入功率P1减小；输入的电压不变，所以输入的电流I1减小，B正确 （08四川卷）16．如图，一理想变压器原线圈接入一交流 电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻，开关S是 U 1 和U2； I1、I2和I3。现断开S，U1 数值不变，下列推断中正确的是 A．U2变小、I3变小B．U2不变、I3变大 C．I1变小、I2变小D．I1变大、I2变大 答案：BC 解析：因为变压器的匝数与U1不变，所以U2与两电压表的示数均不变．当S断开时，因为负载电阻增大，故次级线圈中的电流I2减小，由于输入功率等于输出功率，所以I1也将减小，C正确；因为R1的电压减小，故R2、R3两端的电压将增大，I3变大，B正确．（08宁夏卷）19.如图a所示，一矩形线圈abcd
交变电流的产生和描述
[高考命题解读]
第1讲 交变电流的产生和描述 一、正弦式交变电流 1.产生 线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动. 2.两个特殊位置的特点 (1)线圈平面与中性面重合时，S ⊥B ，Φ最大，ΔΦ Δt ＝0，e ＝0，i ＝0，电流方向将发生改变. (2)线圈平面与中性面垂直时，S ∥B ，Φ＝0，ΔΦ Δt 最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变. 3.电流方向的改变 一个周期内线圈中电流的方向改变两次. 4.交变电动势的最大值 E m ＝nBSω，与转轴位置无关，与线圈形状无关. 5.交变电动势随时间的变化规律 e ＝nBSωsin ωt .
自测 1 (多选)关于中性面，下列说法正确的是 ( ) A.线圈在转动中经中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零 B.线圈在转动中经中性面位置时，穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大 C.线圈每经过一次中性面，感应电流的方向就改变一次 D.线圈每转动一周经过中性面一次，所以线圈每转动一周，感应电流的方向就改变一次 答案 AC 二、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1次周期性变化所需要的时间，单位是秒(s).表达式为T ＝2πω＝1 n (n 为转速). (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 ＝1 T . 2.交变电流的瞬时值、最大值、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)最大值：交变电流或电压所能达到的最大的值. (3)有效值：让恒定电流和交变电流分别通过阻值相等的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，就可以把恒定电流的数值规定为这个交变电流的有效值. (4)正弦式交变电流的有效值与最大值之间的关系 I ＝ I m 2，U ＝U m 2，E ＝E m 2 . (5)交变电流的平均值： E ＝n ΔΦΔt ，I ＝n ΔΦ(R ＋r )Δt . 自测 2 (多选)图1甲为交流发电机的原理图，正
交变电流试题
交变电流试题 一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项，有的小题有多个选项正确。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的或不答的得0分。) 1．(2013·乌鲁木齐一中月考)如图所示为理想变压器原线圈所接交流电压的波形．原、副线圈匝数比n1∶n2＝10∶1，串联在原线圈电路中电流表的示数为1 A，下列说法中正确的是() A．变压器副线圈的电流为0.1 A B．变压器的输出功率为200 W C．变压器输出端的交流电的频率为100 Hz D．此变压器为升压变压器 解析：本题考查变压器和图象分析．对于理想变压器，输出功率等于输入功率．设副线圈电流为I2，则有公式U2I2＝U1I1,20I2＝200，I2＝10 A，故A选项错误；输出功率P＝U2I2＝U1I1＝200 W，故B选项正确；由图象可知周期T＝0.02 s，f＝1 T＝50 Hz，故C选项错误；由题意知此变压器为降压变压器，故D选项错 误．本题难度中等． 答案：B 2．(2013·焦作质检)如图所示，原、副线圈匝数比为2∶1的理想变压器正常工作时，以下说法不正确的是() A．原、副线圈磁通量之比为2∶1 B．原、副线圈电流之比为1∶2 C．输入功率和输出功率之比为1∶1 D．原、副线圈磁通量变化率之比为1∶1
解析：本题考查变压器的基本知识．对理想变压器，原、副线圈绕在同一铁芯上，磁通量及磁通量变化都相同；输入功率等于输出功率；电流与匝数成反比．故本题选A. 答案：A 3．(2013·沈阳二模)如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为5∶1，交流电源的电压u ＝2202sin100πt (V)，电阻R ＝44 Ω，电压表、电流表均为理想电表．则下列说法中正确的是 ( ) A ．交流电的频率为100 Hz B ．电阻R 上的功率为1100 W C ．电压表V 的示数为44 2 V D ．电流表A 1的示数为0.2 A 解析：本题考查交流电及变压器基本知识．由U ＝2202sin100πt (V)可得：f ＝ω2π＝100π2π＝50 Hz ，A 错；原线圈电压有效值U 1＝220 V ，由U 1U 2＝n 1n 2 得U 2＝44 V ，电压表V 示数为44 V ，C 错；I 2＝U 2R ＝1 A ，又由I 1I 2＝n 2n 1 得I 1＝0.2 A ，R 上消耗功率P ＝I 2V 2＝44 W ，B 错，D 对． 答案：D 4．(2013·北京海淀期末)一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P 为滑动变阻器的触头．下列说法正确的是 ( ) A ．副线圈输出电压的频率为50 Hz B ．副线圈输出电压的有效值为31 V C ．P 向右移动时，原、副线圈的电流比减小 D ．P 向右移动时，变压器的输出功率增加
交变电流高考真题汇总
1．如图所示，为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L 1、L 2，电路中分别接了理想交流电压表V 1、V 2和理想交流电流表A 1、A 2，导线电阻不计。当开关S 闭合后 A ．A 1示数变大，A 1与A 2示数的比值变大 B ．A 2示数变大，A 1与A 2示数的比值不变 C ．V 2示数变小，V 1与V 2示数的比值变大 D ．变压器输入功率变大 【答案】BD 【解析】 试题分析：开关S 闭合后，变压器副线圈的负载电阻减小，2V 不变，由欧姆定律可得1A 示数变大，由于理想变压器21P P =，1V 与2V 示数的比值不变，所以1A 与2A 示数的比值不变，A 错误B 正确．由于理想变压器原线圈接到电压有效值不变，则副线圈电压不变，2V 示数不变，1V 与2V 示数的比值不变，C 错误；由于1A 示数变大，2A 变大，又2V 不变，所以输出功率增大，故输入功率增大，D 正确 考点：考查了理想变压器 2．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比10：1，原线圈电压V π100sin 2220t u =，负载电阻Ω44=R ，不计电表对电路的影响，各电表的读数应为
A．读数为220V B． C．读数为0.5A
D．读数为22V 【答案】ACD 【解析】 试题分析：电表读数为有效数值，所以电压表 的读数为220V，A正确，B错误；根据
为22V，D正确； 根据欧姆定律可得电流表 的读数为： ，C正确 考点：考查了理想变压器 3．如图所示，一理想变压器原线圈匝数n1＝1000匝，副线圈匝数n2＝200匝，原线圈中接一交变电源，交变电源电压u＝ 阻为11Ω，电流表2示数为1A.电表对电路的影响忽略不计，则( )
【全国试题总结】2020版高考物理一轮复习专题八直流电路和交变电流教参
专题八 直流电路和交变电流 1．基本概念 (1)电流强度：I ＝q t ＝U R ＝nqSv ，电阻：R ＝U I ＝ρl S 。 (2)电功：W ＝qU ＝UIt ，电功率：P ＝UI 。 (3)电热：Q ＝I 2Rt ，热功率：P ＝I 2 R 。 2．纯电阻电路与非纯电阻电路的比较 (1)纯电阻电路：W ＝Q ，W ＝UIt ＝I 2 Rt ＝U 2R t ，P ＝UI ＝I 2 R ＝U 2R 。 (2)非纯电阻电路：W >Q ，W ＝UIt ＝I 2Rt ＋W 其他，P ＝UI ＝I 2 R ＋P 其他。 3．闭合电路欧姆定律 (1)表达式：I ＝ E R ＋r 或E ＝U 外＋U 内或E ＝U 外＋Ir 或EI ＝UI ＋I 2 r 。 (2)电源的几个功率 ①电源的总功率：P 总＝P 出＋P 内＝EI ＝I 2 (R ＋r )＝E 2 R ＋r ； ②电源内部消耗的功率：P 内＝I 2 r ＝P 总－P 出； ③电源的输出功率：P 出＝UI ＝P 总－P 内＝I 2 R 。 (3)电源的效率：η＝ P 出P 总×100%＝U E ×100%＝R R ＋r ×100%。 当R ＝r 时，电源的输出功率最大，P m ＝E 2 4r ，此时电源效率只有50%。 4．交变电流 (1)正弦交变电流瞬时值：e ＝E m sin ωt 或e ＝E m cos ωt 。 (2)正弦交变电流有效值和最大值的关系：E ＝E m 2 ，I ＝ I m 2，U ＝U m 2 。 (3)理想变压器及其关系式 ①电压关系：U 1U 2＝n 1 n 2(多输出线圈时为U 1n 1＝U 2n 2＝U 3n 3 …)。 ②功率关系：P 出＝P 入(多输出线圈时为P 入＝P 出1＋P 出2＋…)。 ③电流关系：I 1I 2＝n 2n 1 (多输出线圈时为n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3＋…)。 一、选择题(本题共8个小题，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求) 1．某金属导线的电阻率为ρ，电阻为R ，现将它均匀拉长到直径为原来的一半，那么该导线的电阻率和电阻分别变为( ) A ．4ρ和4R B ．ρ和4R C ．16ρ和16R D ．ρ和16R 解析：选D 导体的电阻率反映材料的导电性能，温度一定时电阻率是不变的。导线拉长后，直径变为原来的一半，则横截面积变为原来的1 4，因总体积不变，长度变为原来的4 倍，根据电阻定律计算可知电阻变为原来的16倍。 2．某交流电源电动势随时间变化的规律如图所示，现用该电源对标称为“5 V 10 W ”
2014——2017高考交流电真题
1.（2014福建卷）16?图为模拟远距离输电实验电路图，两理想闫雅琪的匝数n i=n4V n2=n3, 四根模拟输电线的电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为R, A1、A2为相同的理想交流电流表， L1、L2为相同的小灯泡，灯丝电阻R L >2R,忽略灯丝电阻随温度的变化。当A、B端接入低压交流电源时（） A. A1、A2两表的示数相同 B. L1、L2两灯泡的量度相同 C. R1消耗的功率大于R3消耗的功率 D. R2两端的电压小于R4两端的电压 2 （2014年广东卷）19、如图11所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入 电压U1不变，闭合电建S,下列说法正确 A . P向下滑动时，灯L变亮 B . P向下滑动时，变压器的输出电压不变 C . P向上滑动时，变压器的输入电流变小 D . P向上滑动时，变压器的输出功率变大 3. （2014海南卷）2.理想变压器上接有三个完全相同的灯泡，其中一个与该 变压器的原线圈串联后接入交流电源，另外两个并联后接在副线圈两端。已知三 个灯泡均正常发光。该变压器原、副线圈的匝数之比为 A.1:2 B . 2:l C . 2:3 D . 3:2 4. （2014年江苏卷）3.远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分 别为n i、n2,电压分别为U i、U2,电流分别为变 压器，则下列关系式中正确的是 11、12,输电线上的电阻为R。变压器为理想 A . 11D1U2 B . 12 I 2r>2R C . I1U1l；R D . I1U1I2U 的是 图11
5. （2014年全国卷2）21.如图，一理想变压器原、副线圈 的匝数分别为n i、n2。原线圈通过一理想电流表④接正弦交流电 源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端。 假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大。 用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为U ab和U cd A . U ab： U cd =n i： n2 B .增大负载电阻的阻值R,电流表的读数变小 C .负载电阻的阻值越小，cd间的电压U cd越大 D ?将二极管短路，电流表的读数加倍 6. （2014年山东卷）17如图，将额定电压为60V的用电器通过 一理想变压器接在正弦交 变电源上。闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流 表（均为理想电表）的示数分别为220V、2.2A，以下判断正确的是 A.变压器的输入功率为484V B.通过原线圈电流的有效值为0.6A C.通过副线圈电流的最大值为 2.2A D.变压器原副线圈的匝数比为11 : 3 7. （2014年四川卷）1.如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压 随时间变化的图像，贝U A. 用户用电器上交流电的频率是100Hz B. 发电机输出交流电的嗲呀有效值是500V C. 输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定 ( ) c
高考物理电磁学知识点之交变电流基础测试题及解析
高考物理电磁学知识点之交变电流基础测试题及解析 一、选择题 1．如图甲所示，理想变压器原副线圈的匝数比为5 ：1，V 和R 1、R 2分别是电压表、定值电阻，且R 1＝5R 2．已知ab 两端电压u 按图乙所示正弦规律变化．下列说法正确的是 A ．电压u 瞬时值的表达式2202sin10(V)u t π= B ．电压表示数为40V C ．R 1、R 2两端的电压之比为5 ：1 D ．R 1、R 2消耗的功率之比为1 ：5 2．采用220 kV 高压向远方的城市输电．当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的1 4 ，输电电压应变为（ ） A ．55 kV B ．110 kV C ．440 kV D ．880 kV 3．一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a 、b 间作为原线圈．通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c 、d 间作为副线圈，在a 、b 间输入电压为U 1的交变电流时，c 、d 间的输出电压为U 2，在将滑动触头从M 点顺时针转到N 点的过程中( ) A ．U 2>U 1，U 2降低 B ．U 2>U 1，U 2升高 C ．U 2
5．如图所示，一理想变压器的原、副线圈匝数之比为12:55:1n n =，原线圈接入电压 2202sin100u tV π=的交流电源，图中电表均为理想电表，闭合开关后，当滑动变阻器 的滑动触头P 从最上端滑到最下端的过程中，下列说法正确的是（ ） A ．副线圈中交变电流的频率为100Hz B ．0t =时，电压表的示数为0 C ．电流表的示数先变小后变大 D ．电流表的示数先变大后变小 6．一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻1R 、2R 和3R 的阻值分别为3Ω、1Ω和 4Ω，A 为理想交流电流表，U 为正弦交流电压源，输出电压R 的有效值恒定当开关S 断开时，电流表的示数为I ；当S 闭合时，电流表的示数为4I 。该变图压器原、副线圈匝数的比值为（ ） A ．2 B ．3 C ．4 D ．5 7．有一种自行车，它有能向自行车车头灯泡供电的小型发电机，其原理示意图如图甲所示，图中N ，S 是一对固定的磁极，磁极间有一固定的绝缘轴上的矩形线圈，转轴的一端有一个与自行车后轮边缘结束的摩擦轮．如图乙所示，当车轮转动时，因摩擦而带动摩擦轮转动，从而使线圈在磁场中转动而产生电流给车头灯泡供电．关于此装置，下列说法正确的是（ ） A ．自行车匀速行驶时线圈中产生的是直流电 B ．小灯泡亮度与自行车的行驶速度无关 C ．知道摩擦轮与后轮的半径，就可以知道后轮转一周的时间里摩擦轮转动的圈数 D ．线圈匝数越多，穿过线圈的磁通量的变化率越大 8．如图所示，一个N 匝矩形闭合线圈，总电阻为R ，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO '以恒定的角速度ω转动，线圈产生的电动势的最大值为m E ，从线圈平面与磁感
物理高考真题汇编——交变电流doc
分类练习10----交变电流 一、单选题 1、一理想变压器原、副线圈匝数比n 1:n 2=11:5。原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u 如图所示。副线圈仅接入一个10 Ω的电阻。则D(08北京卷) A ．流过电阻的电流是20 A B ．与电阻并联的电压表的示数是100 2 V C ．经过1分钟电阻发出的热量是6×103 J D ．变压器的输入功率是1×103W 2、一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电阻R 。设原线圈的电流为I 1，输入功率为P 1，副线圈的电流为I 2，输出功率为P 2。当R 增大时 A ．I 1减小，P 1增大 B ．I 1减小，P 1减小 B(08天津卷) D ．I 2增大，P 2减小 D ．I 2增大，P 2增大 3、如图a 所示，一矩形线圈abcd 放置在匀 强磁场 中，并绕过ab 、cd 中点的轴OO′以角速 度ω逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角45θ?＝时（如图b ）为计时起点，并规定当电流自a 流向b 时电流方向为正。则下列四幅图中正确的是D （08宁夏卷） 4、小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动。产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示，此线圈与一个R ＝10Ω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C （08广东卷） A ．交变电流的周期为0.125 B ．交变电流的频率为8Hz C ．交变电流的有效值为2A D ．交变电流的最大值为4A 5、电阻R 1、R 2交流电源按照图1所示方式连接，R 1=10Ω，R 2=20Ω。合上开关后S 后，通过电阻R 2的正弦交变电流i 随时间t 变化的情况如图2所示。则B （07北京卷） A ．通过R 1的电流的有效值是1.2A B ．R 1两端的电压有效值是6V
交变电流的产生及其描述
1 考点规范练32 交变电流的产生及其描述 一?单项选择题 1.矩形线圈的面积为S ,匝数为n ,在磁感应强度为B 的匀强磁场中,绕垂直于磁场的轴OO'以角速度ω匀速转动?当转到线圈平面与磁场垂直的图示位置时 ( ) A.线圈中的电动势为nBS ω B.线圈中的电动势为0 C.穿过线圈的磁通量为0 D.穿过线圈的磁通量变化率最大 答案:B 解析:图示时刻线框的四边都不切割磁感线,不产生感应电动势,即线圈中的电动势为0,故选项A 错误,选项B 正确;图示时刻线框与磁场垂直,磁通量最大,为Φ=BS ,故选项C 错误;图示位置线圈中的电动势为0,根据法拉第电磁感应定律E=n 可知穿过线圈的磁通量变化率为0,故选项D 错误? 2.(2015·江淮十校联考)如图所示,一交变电流随时间变化的图象,则此交变电流的有效值为( ) A. A B.2 A C. A D.3 A ?导学号34220361? 答案:C 解析:设此交变电流的有效值为I ,周期为T ,电阻为R ,则I 2RT= R · R · ,解得I= A,故 C 正确? 3.(2015·云南昆明三中?玉溪一中统考)将阻值为100 Ω的电阻丝绕成一个110匝的闭合矩形线圈,让其在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,产生的感应电动势如图乙所示?则下列说法正确的是( ) A.t=0时刻线圈应转到图甲所示的位置 B.该线圈的转速为100π r/s C.穿过线圈的磁通量的最大值为 Wb D.线圈转一周所产生的电热为9.68 J 答案:D 解析:t=0时刻线圈中感应电动势为零,线圈应转到中性面位置,即与题图甲所示的位置垂直,选项A 错误;由题图乙可知,周期为0.02 s,该线圈的角速度为ω= =100π rad/s,转速为 n= = 50 r/s,选项B 错误;
交变电流的产生与描述
交变电流的产生与描述 一、交变电流的产生和变化规律 1、 交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流电。 2、 正弦式电流；随时间按正弦规律变化的电流叫做正弦式电流，正弦式电流的图象是正弦曲线，我国市用的交变电流都是正弦式电流 3、中性面：中性面的特点是，线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零；线圈经过中性面时，内部的电流方向要发生改变。 4、正弦式交流电的产生和变化规律 （1）产生过程 （2）规律 函数形式：N 匝面积为S 的线圈以角速率ω转动，从某次经过中性面开始计时，则e=NBSωsinωt ，用Em 表示峰值NBSω，则t E e m ωsin =，电流t i R E R e m ωsin = = 。 二、 描述交变电流的物理量 1、周期和频率 交变电流的周期和频率都是描述交变电流变化快慢的物理量。 （1）周期T ：交变电流完成一次周期性变化所需的时间，单位是秒（S ），周期越大，交变电流变化越慢，在一个周期内，交变电流的方向变化2次。 （2）频率f:交变电流在1s 内完成周期性变化的次数，单位是赫兹，符号为Hz ，频率越大，交变电流变化越快。 （3）关系： π ω 21= =T f 2、瞬时值、最大值、有效值和平均值 （1）感应电动势瞬时值表达式：(在计算通电导体或线圈所受的安培力时，应用瞬时值。) 若从中性面开始，感应电动势的瞬时值表达式：t e e m ωsin =（伏）。 感应电流瞬时值表达式： t I i m ωsin ·=（安） 若从线圈平面与磁力线平行开始计时，则感应电动势瞬时值表达式为：t e m ωεcos ·=（伏）。 感应电流瞬时值表达式： t I i m ωcos ·=（安）
10.1交变电流的产生和描述
课题1 交变电流的产生和描述 知识与技能目标： 1、熟悉交变电流产生的条件、特点以及其表达式； 2、掌握狡辩电流的峰值、瞬时值、有效值和平均值，及其应用特点。 〖导 学 过 程〗 知识点回顾 一、交变电流、交变电流的图像 1.交变电流 和 都随时间做周期性变化的电流。 2.正弦式交变电流的产生和图像 （1）产生：在匀强磁场里，线圈绕 磁场方向的轴匀速转动。 （2）两个特殊位置的特点 I.线圈平面与中性面重合时，S ⊥B ，Φ ，ΔΦ Δt ＝ ，e ＝ ，i ＝ ，电流方向 . II.线圈平面与中性面垂直时，S ∥B ，Φ＝ ，ΔΦ Δt ，e ，i ，电流方向 . （3）电流方向的改变：一个周期内线圈中电流的方向改变 次. （4）交变电动势的最大值：E m ＝ ，与转轴位置无关，与线圈形状无关. （5）交变电动势随时间的变化规律：e ＝ .（从中性面位置开始计时） （6）图像：线圈从中性面位置开始计时，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 变化(线圈转一周)所需的时间，单位是秒(s)，公式T ＝ 。 (2)频率(f )：交变电流在1 s 内完成周期性变化的 。单位是赫兹(Hz)。 (3)周期和频率的关系：T ＝ 或f ＝ 。 2.交变电流的瞬时值、峰值和有效值
新授： 一、正弦交变电流的产生及变化规律 1.交流电产生过程中的两个特殊位置 2.正弦式交变电流的变化规律 磁通量：Φ＝Φm cos ωt ；电动势：e ＝E m sin ωt ；电流：i ＝I m sin ωt 。 【例1】如图所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，其转动轴线OO ′与磁感线垂直。已知匀强磁场的磁感应强度B ＝1 T ，线圈所围面积S ＝0.1 m 2，转速12 r/min 。若从中性面开始计时，则线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式应为( ) A.e ＝12πsin 120t (V) B.e ＝24πsin 120πt (V) C.e ＝0.04πsin 0.4πt (V) D.e ＝0.4πcos 2πt (V)
高考试题分类解析-物理专题18交变电流和传感器
（十八）交变电流和传感器 一．2012年高考题 1. （2012·山东理综）图甲是某燃气炉点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2。○V 为交流电压表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V 时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。以下判断正确的是 A ．电压表的示数等于5V B 2 C ．实现点火的条件是 2 1 n n >1000 D ．实现点火的条件是2 1 n n <1000 1.【答案】BC 2 V ，选项B 正确A 错误。当变压器匝数比2 1 n n >1000，变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V 时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。选项C 正确D 错误。 【考点定位】此题考查变压器、交变电流有效值及其相关知识。 2.（2012·江苏物理）某同学设计的家庭电路保护装置如图所示,铁芯左侧线圈L1 由火线和零线并行绕成. 当右侧线圈L2 中产生电流时,电流经放大器放大后,使电磁铁吸起铁质开关K,从而切断家庭电路. 仅考虑L1 在铁芯中产生的磁场,下列说法正确的有
(A) 家庭电路正常工作时,L2 中的磁通量为零
(B) 家庭电路中使用的电器增多时,L2 中的磁通量不变 (C) 家庭电路发生短路时,开关K 将被电磁铁吸起 (D) 地 面上的 人接触 火线发 生触电 时,开关 K 将被 电磁铁 吸起 3.（2012·四川理综）如图所示，在铁芯P上绕着两个线圈a和b，则 A.线圈a输入正弦交变电流，线圈b可输出恒定电流 B.线圈a输入恒定电流，穿过线圈b的磁通量一定为零 C.线圈b输出的交变电流不对线圈a的磁场造成影响 D.线圈a的磁场变化时，线圈b中一定有电场 3.【答案】：D 【解析】：线圈a输入正弦交变电流，线圈b输出的也是正弦交变电流；线圈a输入恒定电流，穿过线圈b的磁通量恒定，选项AB错误；线圈b输出的交变电流对线圈a的磁场造成影响，选项C错误；线圈a的磁场变化时，线圈b中一定有感应电场，选项D正确。 【考点定位】此题考查变压器及其相关知识。 4. （2012·广东理综物理）某小型发电机产生的交变电动势为e=50sin100πt（V），对此电动势，下列表述正确的有 A. 最大值是502V B. 频率是100Hz C．有效值是252V D. 周期是0.02s 4【答案】：CD
第二章第二节交变电流的描述
第二章交变电流 第二节交变电流的描述 A级抓基础 1．下列各物理量中，对线圈上产生的交流电动势不产生影响的是() A．匀强磁场的磁感应强度B．线圈的总电阻 C．线圈的转速D．线圈的匝数 解析：E m＝NBSω，e＝E m sin ωt，与B、S、ω、N有关． 答案：B 2．一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示，则以下说法正确的是() 图甲图乙 A．t＝0时刻，线圈平面与中性面垂直 B．t＝0.01 s时刻，Φ的变化率最大 C．t＝0.02 s时刻，感应电动势达到最大值 D．该线圈产生的感应电动势的图象如图乙所示 解析：由甲图知t＝0时刻磁通量最大，线圈平面应在中性面位置，A错误；t＝0.01 s时刻，磁通量等于零，但Φ的变化率最大，B 正确；t＝0.02 s时刻，磁通量最大，但磁通量的变化率为零，感应电动势为零，C错误；由甲图知交流电动势的图象应为正弦图象，D错误． 答案：B 3.如图所示，处在匀强磁场中的矩形线圈abcd，以恒定的角速度
绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与ab垂直．在t＝0时刻，线圈平面与纸面重合，线圈的cd边离开纸面向外运动．若规定a→b→c→d→a方向的感应电流为正方向，则下图能反映线圈感应电流I随时间t变化的图线是() 解析：在t＝0时刻，线圈平面与纸面重合，即此时磁通量为零，磁通量变化率最大，所以产生的感应电动势最大，故感应电流最大，根据右手定则，可知电流方向为a→b→c→d→a，所以选C. 答案：C 4．(多选)线圈在磁场中匀速转动产生的交流电的瞬时电动势为e ＝102sin 20πt (V)，则下列说法正确的是() A．t＝0时，线圈平面位于中性面 B．t＝0时，穿过线圈的磁通量最大 C．t＝0时，导线切割磁感线的有效速度最大 D．t＝0.4 s时，e达到峰值10 2 V 解析：根据交流电动势的瞬时值表达式可判断题目所给的交流电为正弦式交变电流，当t＝0时，e＝0，所以此时磁通量的变化率为零，导线切割磁感线的有效速度为零，但此时穿过线圈的磁通量最大，线圈平面位于中性面，所以A、B正确，C错误；当t＝0.4 s时，e ＝102sin 20πt (V)＝102sin 8π (V)＝0，所以D错误． 答案：AB 5．(多选)如图所示，形状或转轴位置不同，但面积均为S的单匝线圈处在同一个磁感应强度为B的匀强磁场中，以相同的角速度ω匀速转动，从图示的位置开始计时，则下列说法正确的是() A．感应电动势最大值相同 B．感应电动势瞬时值不同
高中物理《交变电流的产生及描述》教学设计
用评价促进学生的学习、教师的教学 ——以高三一轮复习《交变电流的产生及描述》为例 【教学目标】 1、能够用切割和磁通量的变化率的两种观点推导线圈在磁场中转动产生感应电动势的规律。 2、能够用函数、图像、物理量不同途径对交变电流进行描述。 3、从热效应的角度说出交变电流有效值的物理意义，并且能够加以运用求出给定交变电流的有效值。 【课堂实录】 创设情境，引发回忆：用手摇发电机演示交流电的产生过程。模型建立，提供平面图。 教师用PPT 给出例题 例1．一交流电的产生原理如图说示，匀强 磁场的磁场强度为B ，矩形线圈以角速度ω 逆时针转动。线圈AB 边长为L 1，线圈AD 边长为L 2。线圈从中性面面转动开始计时， t 时刻线圈中的感应电动势为多大？（你可以用两种方法进行推导） （给学生足够的审题时间，先全体思考后提问学生） T ：t 时刻线圈的感应电动势选用哪个公式求解？还可以选用其他公式求解吗？ 提示：切割的观点：经时间t ，线圈转过的角度？哪两根导线切割磁感线，导线在该时刻的速度及切割速度分别为多少?每根导线切割磁感线产生的电动势为？两根导线上的电动势是累加还是抵消？ S ：选用动生切割表达式，关注速度垂直磁感线的分量。 T 磁通量的变化率的观点：t 时刻，线圈磁通量的表达式？0 →???Φ t t 即()t Φ对t A B C D
的求导。 S：磁通量变化率即对磁通量变化的求导，经老师提示修改为对磁通量的求导两学生黑板板演 S：评价前两位学生的推导 T：用PPT向学生展示“拓展研究”：两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、 方向始终与两边的运动方向垂直。 这种辐向磁场中线圈产生的感应电 动势和刚刚推导的感应电动势有什 么区别？ S：速度始终和磁场垂直，速度不需要再分解。 T：电动势的大小变化吗？ S：变化 教师纠正 继续对推导出的线圈的感应电动势的瞬时表达式进行研究。 T:如果线圈有N匝？如果以CD边为转轴？如果线圈是圆形？感应电动势瞬时表达式是什么形式呢？ S：在原有感应电动势的瞬时表达式上在乘以N，以CD边为转轴、线圈是个圆形感应电动势的表达式不变。 T：很好，教师引导学生说出判断的理由。 T：我们可以有哪些途径、方法对这样的交变电流进行描述？ S：函数、图像 T：用PPT打出下图函数图象 T：补充还可以用物理量进行描述，如最大值、频率、周期、有效值等 T：由图像说出感应电动势什么时候有最大值？
高考专题复习《交变电流》
2015高考专题复习《交变电流》【知识回顾】 一、交变电流产生及变化规律 1、交变电流定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流． 2．正弦交流电的产生和图象 (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)中性面与峰值面的比较 (3)图象：线圈从中性面位置开始计时，其图象为正弦曲线． 二、对交变电流的“四值”的比较和理解 【典例分类】 类型一、正弦交变电流的产生及变化规律 例1、关于线圈在匀强磁场中转动产生的交流电，以下说法中正确的是()． A．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变 B．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次 C．线圈在中性面位置时，磁通量最大，磁通量的变化率为零 D．线圈在与中性面垂直的位置时，磁通量为零，感应电动势最大 类型二、正弦交变电流的图像 例2、(2011·天津卷，4)在匀强磁场中，一矩形金属框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则()． A．t＝0.005 s时线框的磁通量变化率为零 B．t＝0.01 s时线框平面与中性面重合 C．线框产生的交变电动势有效值为311 V D．线框产生的交变电动势频率为100 Hz 类型三、交流电“四值” 例3、如图所示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′以角速度ω匀速转动，线圈的面积为S、匝数为n、线圈总电阻为r，线圈的两端经集流环和电刷与电阻R连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电表．在t ＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，则下列说法正确的是()． A．交流发电机产生的电动势的最大值E m＝BSω B．交流电压表的示数为 2nRBSω 2(R＋r) C．线圈从t＝0时刻开始转过90°的过程中，通过电阻的电荷量为 πnBS 22(R＋r) D．线圈从t＝0时刻开始转过90°的过程中，电阻产生的热量为 2n2ωRB2S2 π(R＋r)
2015高考专题复习《交变电流》
2015高考专题复习《交变电流》 【知识回顾】 一、交变电流产生及变化规律 1、交变电流定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流． 2．正弦交流电的产生和图象 (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)中性面与峰值面的比较 中性面峰值面 含义线圈平面与磁场方向垂直线圈平面与磁场方向平行 磁通量最大(BS)零 磁通量的变化率0最大 感应电动势0最大(nBSω) 电流方向发生改变方向不变 (3)图象：线圈从中性面位置开始计时，其图象为正弦曲线． 二、对交变电流的“四值”的比较和理解 物理量物理意义适用情况及说明 瞬时值e＝E m sin ωt u＝U m sin ωt i＝I m sin ωt 计算线圈某时刻的受力情况 峰值(最大值)E m＝nBSωI m＝E m/(R＋r) 讨论电容器的击穿电压 有效值对正(余)弦交流电有：E ＝E m/2U＝U m/2I＝ I m/ 2 (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 平均值 E＝BL v － E＝n ΔΦ Δt I － ＝E/(R＋r) 计算通过电路截面的电荷量 【典例分类】 类型一、正弦交变电流的产生及变化规律 例1、关于线圈在匀强磁场中转动产生的交流电，以下说法中正确的是()． A．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变 B．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次 C．线圈在中性面位置时，磁通量最大，磁通量的变化率为零 D．线圈在与中性面垂直的位置时，磁通量为零，感应电动势最大 类型二、正弦交变电流的图像 例2、(2011·天津卷，4)在匀强磁场中，一矩形金属框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示， 产生的交变电动势的图象如图乙所示，则()． A．t＝0.005 s时线框的磁通量变化率为零 B．t＝0.01 s时线框平面与中性面重合 C．线框产生的交变电动势有效值为311 V D．线框产生的交变电动势频率为100 Hz 类型三、交流电“四值” 例3、如图所示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′以角速度ω匀速转动，线圈的面积为S、匝数为n、线圈总电 阻为r，线圈的两端经集流环和电刷与电阻R连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电表．在t ＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，则下列说法正确的是()． A．交流发电机产生的电动势的最大值E m＝BSω B．交流电压表的示数为 2nRBSω 2(R＋r) C．线圈从t＝0时刻开始转过90°的过程中，通过电阻的电荷量为 πnBS 22(R＋r) D．线圈从t＝0时刻开始转过90°的过程中，电阻产生的热量为 2n2ωRB2S2 π(R＋r)