专题11 交变电流(五年高考三年模拟专题训练)(108张PPT)
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(2)电流按正弦规律变化 iImsint
(3)电路上的电压按正弦规 uUmsint
律变化
电流 iImsin t 通过R时:
ui R , U mImR.
四、交流电的图像
从中性面开始计时
如果从乙图开始计时:交流电图像如何画?
eEmcost
从中性面开始计时磁通量变化图像如何?是正弦还是余弦图
1、在线圈由甲转到乙的过程中,AB边中电流向哪 个方向流动? 由B→A
2、在线圈由丙转到丁的过程中,AB边中电流向哪 个方向流动? 由A→B
1.中性面:线圈平面与磁 感线垂直的位置叫做中性面. .来自 Vrr L 2V
r
E1 BLVsin
BLLsint
2
BSsint
2
E总 E1 E2
所以
eNB L2si nt
交流发电机简介
人教版高中物理选修3-2 5.1 交变电流课件(共27张PPT)【PPT优 秀课件 】-精 美版
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什么时刻磁通量变化率最大?什么时刻磁通量变化率最小
(1)线圈经过中性面时,穿过线圈的 磁通量最大,但磁通量的变化率为零
( ab和cd边都不切割磁感线),线圈
中的电动势为零
2)线圈经过中性面时,电流将改变 方向,线圈转动一周,两次经过中 性面,电流方向改变两次.
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0.0628V 线圈平面与磁场方向平行。
2019版高考物理(5年高考+3年模拟)(精品课件+高清PDF讲义)全国卷2地区通用版专题十二 交变电流

电动势 e = E m sin ωt = NBSω sin ωt
U = Um / 2
电压
u = U m sin ωt =
RE m
R +r
sin ωt
交变电流 平 均 值 图像中图 线与时间 轴所夹的 面积与时 间的比值
E = BL v E=n I=
E R +r
ΔΦ Δt
计算 通 过 电 路 横 截 面 的 电 荷量
正弦交变电流随时间的变化情况可以从图像上表示出来,
A. t = 0 时,线圈平面平行于磁感线
B. t = 1 s 时,线圈中的电流改变方向
C. t = 1. 5 s 时,线圈中的感应电动势最大
D. 一个周期内,线圈产生的热量为 8π 2 J
Φ - t 图可知,t = 0 时,Φ = 0,则线圈平面平行于磁感线, 选项 A 正 确;t = 1 s 时 Φ = 0,此时电动势最大,t = 0. 5 s 和 t = 1. 5 s 时, Φ 最 大,此时电动势为 0,电流改变方向, 选项 B㊁C 错误; 交流电电动 势的最 大 值 E m = nBSω = nΦ m 2π 2 = 4π V, 有 效 值 E = E = T 2 m
D. 线圈每转动一周,感应电动势和感应电流的方向都改变一次
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【5年高考3年模拟】2016届高考物理一轮复习 专题十一 交变电流讲义(pdf)

A. 电压表 V 1 示数增大
C. 该变压器起升压作用
B. 电压表 V 2 、V 3 示数均增大
2. 答案 D 变压器输入电压不变, 原、 副线圈的匝数比不变, ( ) 故原、副线圈两端的电压不变, 即电压表 V 1 、V 2 示数不变, 选 项 A、B 均错误;I 1 、I 2 增加, 则副线圈电路中总电阻减小, 故变 I 1 n 1 = I 2 n 2 ,调节滑动变阻器后 I 1 ′n 1 = I 2 ′n 2 ,联立得 ( I 1 ′- I 1 ) n 1 = ( I 2 ′ - I 2 ) n 2 ,即 Δ I 1 n 1 = Δ I 2 n 2 , n1 n2 = 阻器滑片应沿 c➝d 方向滑动,选项 D 正确;由原线圈的输入功 率等于副线 圈 的 输 出 功 率 P 入 = P 出 知, 调 节 滑 动 变 阻 器 前 ΔI 2 0. 8 = = 4,故该变压器起降 ΔI 1 0. 2
计算,涉及知识有交流电有效值、 电能和单位换算, 将有效值 的计算巧妙地隐含在题目中。 该题难度不大, 但属易错题, 有 7. ( 2011 安徽理综, 19, 6 分 ) 如图所示的 应强度为 B。 电阻为 R、 半径为 L、 圆心 于磁场边界 ) 。 则线框内产生的感应电 流的有效值为 BL 2 ω A. 2R C. 2 BL 2 ω B. 2R 面的 O 轴以角速度 ω 匀速转动 ( O 轴位 角为 45° 的扇形闭合导线框绕垂直于纸 区域内有垂直于纸面的匀强磁场, 磁感 很好的区分度。
1. ( 2015 课标Ⅰ,16,6 分 ) 一理想变压器的原、 副线圈的匝数比 副线圈回路中电阻两端的电压为 U, 原、 副线圈回路中电阻消 ( ) 线圈一侧接在电压为 220 V 的正弦交流电源上,如图所示。 设 为 3 ∶ 1, 在原、 副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻, 原 A.( n1 U2 m ) n 2 4r n1 n2 ) 2( B.( P 2 ) r Um n2 U2 m ) n 1 4r n2 n1 ) 2( Um 2
2023版高考物理一轮总复习专题11交变电流第1讲交变电流的产生和描述课件

2.正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时,规定
开始方向为正值)
物理量
函数表达式
图像
磁通量
Φ=Φmcos ωt=BScos ωt
电动势
e=Emsin ωt=nBSωsin ωt
物理量 电压 电流
函数表达式 u=Umsin ωt=RR+Emrsin ωt i=Imsin ωt=RE+mrsin ωt
一交流电的图像,它们的周期 T 和最大值 Um 相同,则实线所对应的交
流电的有效值 U 满足
()
A.U=U2m
B.U=
2Um 2
C.U>
2Um 2
D.U<
2Um 2
【答案】D 【解析】因虚线是正弦交流电的图像,则该交流电的有效值为 U 有效 值=U2m= 22Um,由图可知,在任意时刻,实线所代表的交流电的瞬时值 都不大于虚线表示的正弦交流电的瞬时值,则实线所代表的交流电的有 效值小于虚线表示的正弦交流电的有效值,则 U< 22Um,故 D 正确.
2.有效值的计算方法 (1)公式法:利用 E=Em2,U=U2m,I= Im2计算,只适用于正(余)弦式 交变电流. (2)利用有效值的定义计算(非正弦式电流):计算时“相同时间”至 少取一个周期或为周期的整数倍.
例 1 (2020 年海南卷)图甲、乙分别表示两种电流的波形,其中图乙
所示电流按正弦规律变化,分别用 I1 和 I2 表示甲和乙两种电流的有效
甲
乙
丙
丁
2.正弦式交变电流 (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.
高考总复习《物理》交变电流ppt课件

(2)电容器对交变电流的阻碍作用
①容抗:电容器对交变电流阻碍作用的大小。 ②影响因素:电容器的电容越大,交流的频率越高,容
抗越小。 ③作用:“通交流,隔直流;通高频,阻低频”。 2.变压器 (1)工作原理 电流的磁效应、电磁感应。 (2)理想变压器的基本关系
①功率关系:P入=P出。 ②电压关系:UU12=nn12。 ③电流关系:n1I1=n2I2(只有一个副线圈)。
C.线圈A的感应电动势的瞬时值表达式为
e=500π·cos 5πt(V)
D.线圈B在t=0.3 s时刻时,感应电流为零
解析:由图象可得 Ta=0.4 s,Tb=0.6 s,则转速 na=T1a=2.5 r/s,nb=T1b =53 r/s,所以线圈 A 与线圈 B 转速之比为 3∶2,A 错误;线圈 A、B 中产生的最大电动势分别为 Ema=NaΦmaωa=NaΦma2Tπa=10×10×02.π4 V =500π V,Emb=NbΦmbωb=30×5×02.π6 V=500π V,所以线圈 A 与线 圈 B 产生的最大电动势之比为 1∶1,B 错误;在 t=0 时刻,线圈 A 的感应电动势最大,因此感应电动势的瞬时值表达式为 e= 500πcos 5πt(V),C 正确;在 t=0.3 s 时刻,通过线圈 B 的磁通量为零, 磁通量的变化率最大,故感应电流最大,D 错误。 答案:C
考点一 交变电流及描述交变电流的物理量 1.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
课标专用5年高考3年模拟A版2020高考物理专题十二交变电流课件

D错。
答案 A
方法技巧
方法 理想变压器的动态分析
理想变压器的几个因果关系。 当理想变压器原副线圈的匝数比不变时,如图所示,各量相互关系如下:
(1)输入电压U1决定输出电压U2。这是因为输出电压U2=
n2 n1
U1,当U1不变
时,不论负载电阻R变化与否,U2都不会改变。 (2)输出电流I2决定输入电流I1,在输入电压U1一定的情况下,输出电压U2 也被确定。当负载电阻R增大时,I2减小,则I1相应减小;当负载电阻R减小 时,I2增大,则I1相应增大。因此在使用变压器时,不能使变压器副线圈短 路。 (3)输出功率P2决定输入功率P1,理想变压器的输入功率与输出功率相等, 即P1=P2。在输入电压U1一定的情况下,当负载电阻R增大时,I2减小,则变 压器输出功率P2=I2U2减小,输入功率P1也将相应减小;当负载电阻R减小 时,I2增大,变压器的输出功率P2=I2U2增大,则输入功率P1也将增大。 利用上述因果关系,可解决变压器动态变化问题。
1.高压输电原因
为减少输电线路上的电能损失,常采用高压输电,这是因为输送功率一
定时,线路电流I=
P U
,输电线上损失的功率P损=I2R线=
P2R线 U2
,可知P损∝
1。
U2
2.“线损”中U的含义
输电线上的功率损失P损=UI、P损=
P U
2
R、P损=
U2 R
中的“U”是指同一
电压吗?
a.P损=UI、P损= U2 中,U是指输电线上损失的电压,相当于ΔU或U线,所以
阻碍作用。可分为:高频轭流 直流电的阻碍作用无限大,对交流电的
圈,通低频阻高频;低频轭流圈, 阻碍作用随频率的降低而增大。C较
专题十一交变电流 五年高考三年模拟电子版

考点一:(2013•福建)如图,实验室一台手摇交流发电机,内阻r=1.0Ω,外接R=9.0Ω的电阻.闭合开关S,当发电机转子以某一转速匀速转动时,产生的电动势e=102sin10πt(V),则(D)(2013•山东)图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,A 为交流电流表.线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动.从图示位置开始计时,产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示.以下判断正确的是(AC)(2013•海南)通过一阻值R=100Ω的电阻的交变电流如图所示,其周期为1s.电阻两端电压的有效值为( B )(2012•北京)一个小型电热器若接在输出电压为10V的直流电源上,消耗电功率为P;若把它接在某个正弦交流电源上,其消耗的电功率为0.5P,如果电热器电阻不变,则此交流电源输出电压的最大值为( C )(2012•广东)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(CD)(2012•山东)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n1、n2,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(BC)(2011•四川)如图所示,在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T,转轴O1O2垂直于磁场方向,线圈电阻为2Ω.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,线圈转过60°时的感应电流为1A.那么(AC )(2009•福建)一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示.已知发电机线圈内阻为5.0Ω,则外接一只电阻为95.0Ω的灯泡,如图乙所示,则( D )考点二:(2013•四川)用220V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电,变压器输出电压是110V,通过负载的电流图象如图所示,则( A )(2013•天津)普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流,通常要通过电流互感器来连接,图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少,工作时电流为Ia b ,cd一侧线圈的匝数较多,工作时电流为Ic d,为了使电流表能正常工作,则( B )D(2013•江苏)如图所示,理想变压器原线圈接有交流电源,当副线圈上的滑片P 处于图示位置时,灯泡L 能发光. 要使灯泡变亮,可以采取的方法有( BC )A .向下滑动PB .增大交流电源的电压C .增大交流电源的频率D .减小电容器C 的电容(2012,课标)自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈,原、副线圈都只取该线圈的某部分,一升压式自耦调压变压器的电路如图所示,其副线圈匝数可调.已知变压器线圈总匝数为1900匝;原线圈为1100匝,接在有效值为220V 的交流电源上.当变压器输出电压调至最大时,负载R 上的功率为2.0kW .设此时原线圈中电流有效值为I 1,负载两端电压的有效值为U 2,且变压器是理想的,则U 2和I 1分别约为( B )(2012•福建)如图,理想变压器原线圈输入电压u=U m sin ωt ,副线圈电路中R 0为定值电阻,R 是滑动变阻器,V 1和V 2是理想交流电压表,示数分别用U 1和U 2表示;A 1和A 2是理想交流电流表,示数分别用I 1和I 2表示.下列说法正确的是( C )(2012•天津)通过一理想变压器,经同一线路输送相同的电功率P ,原线圈的电压U 保持不变,输电线路的总电阻为R .当副线圈与原线圈的匝数比为k 时,线路损耗的电功率为P1,若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk ,线路损耗的电功率为P2,则P1和12P P 分别为( D )C(2011,课标)如图,一理想变压器原副线圈的匝数比为1:2;副线圈电路中接有灯泡,灯泡的额定电压为220V,额定功率为22W;原线圈电路中接有电压表和电流表.现闭合开关,灯泡正常发光.若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数,则( A )(2011•山东)为保证用户电压稳定在220V,变电所需适时进不变,当滑动接头P上下移动时可改变输出电压.某次检测行调压,图甲为调压变压器示意图.保持输入电压u1随时间t变化的曲线如图乙所示.以下正确的是(BD )得到用户电压u2(2011•广东)图(a)左侧的调压装置可视为理想变压器,负载电路中R=55Ω,A、V为理想电流表和电压表,若原线圈接入如图(b)所示的正弦交变电压,电压表的示数为110V,下列表述正确的是(AC )(2010•浙江)某水电站,用总电阻为 2.5Ω的输电线输电给500km外的用户,其输出电功率是3×106kW.现用500kV电压输电,则下列说法正确的是( B )(2009•山东)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n1,n2.降压变压器原副线匝数分别为n3、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 )。
高考物理三轮测试:十一、恒定电流与交变电流含解析

十一、恒定电流与交变电流姓名:________ 班级:________1.通过一阻值R =100 Ω的电阻的交变电流如图所示,其周期为1 s .电阻两端电压的有效值为( )A .12 VB .410 VC .15 VD .8 5 V解析:一个周期内,该交流电通过阻值为R =100 Ω的电阻产生的热量为Q 1=2(I 21Rt 1+I 22Rt 2)=2×(0.12×100×0.4+0.22×100×0.1) J =1.6 J .设该交流电的电流有效值为I ,则Q 2=I 2RT ,由于Q 1=Q 2,故通过电阻的电流有效值为I =1025A ,故电阻两端电压的有效值为410 V ,选项B 正确.答案:B2.如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 ′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表,示数是10 V .图乙是矩形线圈的磁通量Φ随时间t 变化的图象,则( )A .电阻R 上的电功率为20 WB .0.02 s 时R 两端的电压瞬时值为零C .R 两端的电压随时间变化的规律是i =14.1cos100πt (V)D .通过R 的电流随时间变化的规律是i =cos50πt (A)解析:电阻R 消耗的电功率为P =U 2R=10 W ,选项A 错误;0.02 s 时磁通量变化率最大,R 两端的电压瞬时值最大,选项B 错误;R 两端的电压u 随时间t 变化的规律是u =102cos 100πt (V)=14.1cos 100πt (V),通过R 的电流i 随时间t 变化的规律是i =1.41cos 100πt (A),选项C 正确,选项D 错误.答案:C3.(多选)如图1所示,在匀强磁场中,一矩形金属线圈两次分别以不同的转速,绕与磁感线垂直的轴匀速转动,产生的交变电动势图象如图2中曲线a 、b 所示,则( )A .两次t =0时刻线圈平面均与中性面重合B .曲线a 、b 对应的线圈转速之比为2∶3C .曲线a 表示的交变电动势频率为25 HzD .曲线b 表示的交变电动势有效值为10 V解析:t =0时刻,两次产生的交流电的电动势瞬时值均为零,因此线圈平面均与中性面重合,A 项正确;题图2中a 、b 对应的周期之比为2∶3,因此线圈转速之比n a ∶a b =1T a ∶1T b =3∶2,B 项错误;a 线表示的交变电动势的频率为f a =1T a =14×10-2Hz =25 Hz ,C 项正确;a 线对应线圈的电动势的最大值E am =NBS ·2πT a=15 V ,b 线对应线圈的电动势的最大值E bm =NBS ·2πT b ,因此E bm E am =T a T b =23,E bm =10 V ,有效值E b =102V =5 2 V ,D 项错误. 答案:AC4.(多选)某交流发电机的输出电压随时间变化的图象如图所示,输出功率是20 kW ,现用5000 V 高压输电,输电线上的总电阻是40 Ω,再利用n 1∶n 2=22∶1的降压变压器降压后供给用户,则下列说法正确的是 ( )A .交变电流的频率为100 HzB .发电机输出电压的有效值为220 VC .流过高压输电线的电流为125 AD .降压变压器输出电压的有效值为220 V解析:由图象可知周期T =0.02 s ,所以频率f =50 Hz ,选项A 错误;交流发电机的输出电压为U 0=220 V ,选项B 正确;由P =UI 可知高压输电电流I =P U 0=2×1045×103A =4 A ,选项C 错误;变压器的输入电压U 1=U 0-IR =(5000-4×40) V =4840 V ,由U 1U 2=n 1n 2可知降压变压器的输出电压为U 2=n 2n 1U 1=484022V =220 V ,选项D 正确. 答案:BD5.(多选) 一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是5∶1,原线圈接入电压220 V 的正弦交变电流,各元件正常工作,一只理想二极管和一个滑动变阻器R 串联接在副线圈上,如图所示.电压表和电流表均为理想交流电表,则下列说法正确的是( )A .原、副线圈中的电流之比为5∶1B .电压表的读数约为31.11 VC .若滑动变阻器接入电路的阻值为20 Ω,则1分钟内产生的热量为2.9×103 JD .若将滑动变阻器的滑片向上滑动,则两电表读数均减小解析:原、副线圈中的电流与匝数成反比,所以电流之比为1∶5,选项A 错误;原线圈接入电压为220 V 的正弦交变电流,原、副线圈的电压与匝数成正比,所以副线圈两端电压为44 V ,由于副线圈接着二极管,它具有单向导电性,而电表示数均是交变电流的有效值,根据有效值的定义有442R ×T 2=U 2R×T ,从而求得电压表两端电压有效值为U =22 2 V ≈31.11 V ,选项B 正确;若滑动变阻器接入电路的阻值为20 Ω,则1 min 内产生的热量为Q =U 2R·t =2.9×103 J ,C 正确;滑片向上滑动,滑动变阻器接入的阻值变小,其两端的电压不变,所以通过滑动变阻器的电流变大,即电压表示数不变,电流表示数变大,D 错误.答案:BC6.如图所示是某小型交流发电机的示意图,其矩形线圈abcd 的面积为S =0.03 m 2,共有10匝,线圈总电阻为r =1 Ω,线圈处于磁感应强度大小为22πT 的匀强磁场中,可绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO ′转动,线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路电阻R =9 Ω的连接.在外力作用下线圈以恒定的角速度ω=10π rad/s 绕轴OO ′匀速转动时,下列说法中正确的是( )A .电阻R 的发热功率是3.6 WB .交流电流表的示数是0.6 AC .用该交流发电机给电磁打点计时器供电时,打点的时间间隔一定为0.02 sD .如果将电阻R 换成标有“6 V 3 W ”字样的小灯泡,小灯泡能正常工作解析:线圈中的感应电动势最大值为E m =nBSω=6 2 V ,所以电动势有效值为E =6V ,电流表的读数I =E R +r=0.6 A ,电阻R 的发热功率P =I 2R =3.24 W ,所以A 错误,B 正确;T =2πω=0.2 s ,故用该电源给电磁打点计时器供电时,打点的时间间隔是0.2 s ,因此C 错误;电动势有效值是6 V ,但由于线圈有电阻,所以“6 V 3 W ”的小灯泡不能正常工作,D 错误.答案:B7.(多选)如图甲为远距离输电示意图,变压器均为理想变压器,升压变压器原、副线圈匝数比为1∶100,其输入电压如图乙所示,远距离输电线的总电阻为100 Ω.降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图,其中R 1为一定值电阻,R 2为用半导体热敏材料制成的传感器,当温度升高时其阻值变小.电压表V 显示加在报警器上的电压(报警器未画出).未出现火警时,升压变压器的输入功率为750 kW ,则下列说法中正确的有( )A .降压变压器副线圈输出的交变电流频率为50 HzB .远距离输电线路损耗功率为180 kWC .当出现火警时,电压表V 的示数变小D .当出现火警时,输电线上的电流变小解析:由题图乙知交变电流的周期为0.02 s ,所以频率为50 Hz ,A 正确;由题图乙知升压变压器输入电压有效值为250 V,根据变压比公式知升压变压器副线圈两端电压为25000 V,所以输电线中的电流为30 A,输电线损失的电压为ΔU=IR=30×100 V=3000 V,输电线路损耗功率为ΔP=ΔU·I=90 kW,B错误;当出现火警时传感器R2阻值减小,降压变压器副线圈中电流增大,输电线上电流变大,电压变大,降压变压器输入、输出电压都变小,定值电阻的分压增大,电压表V的示数变小,C正确,D错误.答案:AC。