高三物理专题复习专题交变电流 电感电容对交变电流的作用

tt 2 t 4 E m 0 t 1 t 3 e 高中物理必修和必选专题复习学案及对应训练说明本套材料，包括必修1.2和必选3-1.3-2.3-3的全部内容。

内容每版块都可以分为学习目标，自主学习（即知识点复习填空），典型例题，针对训练，能力训练，课后反思，参考答案等七部分。

在实际教学中，可以让学生带着学习目标把自主学习部分的空填一下回顾一下本专题基本知识点。

课上老师可以领着同学们把知识点回顾一遍，然后讲解例题，做针对训练，为第一课时；同学们课下时间做能力训练，作为本专题知识点掌握的检测，在老师给出答案后，自己写出课后反思，这对以后的学习很重要。

学期结束后，同学们还可以把自己写的课后反思，裁下来，装订一个本子，以便于三轮复习之用。

第50专题交变电流 电感电容对交变电流的作用[学习目标]1、理解交变电流的产生原理及变化规律；2、理解描述交变电流几个物理量以及它们之间的关系；3、理解电感、电容器对交变电流有阻碍作用的原因？[自主学习]一、交变电流的产生1、什么是中性面？2、当线圈处于中性面时，穿过线圈的磁通量 ，感应电流为 ，而当线圈垂直于中性面时，穿过线圈的磁通量为 ，感应电流 。

3、线圈每转动一周，电流方向改变 次，电流方向改变时，线圈处于什么位置？我国日常生活中使用的交变电流一秒中电流方向改变 次。

二、交变电流的描述1、写出正弦式交变电流电动势的最大值、瞬时值、有效值以及平均值表达式？2、对于正弦式交变电流其有效值与最大值得关系是： ，是不是对一切交变电流都是如此？3、在我们经常遇到的问题中，那些地方应用有效值？那些地方应用最大值？那些地方应用平均值？三、电感、电容1、试分析电感电容器对交变电流有阻碍作用的原因？感抗与容抗与那些因素有关？有什么关系？2、扼流圈分为低频扼流圈和高频扼流圈：那低频扼流圈的作用是： ，高频扼流圈的作用是： 。

[典型例题]例1：一矩形线圈，绕垂直匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e 随时间t 的变化如图所示，下列说法中正确的是： A 、t 1时刻通过线圈的磁通量为零； B 、t 2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大；a b c d ψ O` O R B t/S i/A 0 2 0.2-2 0.4 0.6 a ~ E 1E 2 1 2 A B C b c S t 4 2 0 0.01 -3 20.02 0.03 0.04 i/AC 、t 3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大；D 、每当e 改变方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大例2、如图表示一交变电流的电流随时间而变化的图象， 此交变电流的有效值： A 、5 2 A B 、5A C 、3.5 2 A D 、3.5A 例3：如图，矩形线圈面积为s ，匝数为N ，线圈电阻为r ，在磁感强度为B 的匀强磁场中绕OO`轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R 。

求： ⑴、写出线圈在转动中产生的电动势的最大值表达式；⑵、如果线圈从图示位置开始计时，写出电动势的瞬时表达式；⑶、当线圈由图示位置转过900的过程中，电阻R 上所产生的热量； ⑷、当线圈由图示位置转过900的过程中，通过电阻R 的电荷量。

[针对训练]1、交流发电机在工作时电动势为e= E m sin ωt ，若将发电机的转速提高一倍，同时将电枢所围面积减少一半，其它条件不变，则电动势为（ ）A 、e= E m sin （ωt/2）B 、e= 2E m sin （ωt/2）C 、e= E m sin2ωtD 、e=E m /2sin2ωt2、一电热器接在10v 的电源上，产生的热功率为P,把它改接到另一正弦交变电路中，要使产生的热功率为原来的一半，如果忽略电阻值随温度的变化，则该交变电流的电压的最大值为等于（ ）A 、5vB 、14vC 、7.1vD 、10v3、如图是一个正弦交变电流的i —t 图象，根据这一图象，该交流电的瞬时值表达式为A,它的有效值为 A 。

4、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，E 1为直流电源，E 2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。

S 接 “2”时，A 灯仍正常发光，B 灯变暗，C 灯正常发光。

由此可知，a 元件应是 b 元件应是 c 元件应是 。

t T/2 T E m 0 -E m e t/s 0.1 0.2 0.3 10 -10 0 0.4 i/A ψa b c d O` O R B V ~U V A L a b c d t i t 1 t 2 t 3 t 4 0 5、一个面积为S 的矩形线圈在匀强磁场中以某一边为轴做匀速转动，磁场方向与轴垂直，线圈中感应电动势e 与时间t 的关系如图所示，则磁感应强度B= ，在t=T/12时刻，线圈平面与磁感线的夹角等于 。

6、如图所示，表示一交流电的电流随时间的变化图象，其中电流正值为正弦曲线的正半周，则该交流电的有效值为多少？7、如图所示，一交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈匝数N=100，线圈电阻r=3Ω， ab=cd=0.5m ，bc=ad=0.4m ，磁感应强度B=0.5T ， 电阻R=311Ω，当线圈以n=300r/min 的转速匀速转动时，求：⑴、感应电动势的最大值；⑵、t=0时刻，线圈在图示位置，写出此交变电流电动势的瞬时值表达式；⑶、此电压表的示数是多少？[能力训练]1、如图甲中所示，一矩形线圈abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈所围面积的磁通量Φ随时间t 变化的规律如图乙所示，下列论述正确的是（ ）A 、t 1时刻线圈中感应电动势最大；B 、t 2时刻导线ad 的速度方向 跟磁感线垂直；C 、t 3时刻线圈平面与中性面重合；D 、t 4 、t 5时刻线圈中感应电流方向相同 2、已知交变电流i=I m sin ωt,线圈从中性面开始转动，转动了多长时间，其瞬时值等于有效值（ ）A 、 2 π/ωB 、π/ 2ωC 、π/ 4ωD 、π/ 2ω3、如图，[ 形金属导轨水平放置，导轨上跨接一 金属棒ab ，与导轨构成闭合电路，并能在导轨上自由滑动，在导轨左侧与ab 平行放置的导线cd 中。

通有如图所示的交变电流。

规定电流方向自c 向d为正，则ab 棒受到向左的安培力的时间是（ ） A 、0—t 1 B 、t 1—t 2C 、t 2—t 3D 、t 3—t 44、在如图所示电路图中，L 为电感线圈，R 为灯泡，电流表内阻为零，电压表内阻无穷大，交流电源的电压u=220 2 sin100πt V ，若保持ψ c b a d B 甲 t/S Φ 0 Φm t 1 -Φm t 4 t 2 t 3 t 5 乙LOO` t/10-2S Φ/*10-2Wb 0 1.0 -1.0 3.14 1.57 ψabc d O` O RB V 电压的有效值不变，只将电源频率改为100Hz ，下列说法正确的是（ ）A 、电流表示数增大B 、电压表示数增大C 、灯泡变暗D 、灯泡变亮 5、如图所示，接在交流电源上的电灯泡正常发光，以下说法正确的是（ ）A 、把电介质插入电容器，灯泡变亮；B 、增大电容器两板间的距离，灯泡变亮；C 、减少电容器两板间的正对面积，灯泡变暗；D 、使交变电流频率减小，灯泡变暗6、如图所示，有一闭合的正方形线圈，匝数N=100，边长为10cm ，线圈总电阻为10Ω，线圈绕OO ’轴在B=0.5T 的匀强磁场中转动，每分钟转1500转，则线圈平面从图示位置转过30度时，感应电动势的值是 V 。

7、一交流电压的瞬时值表达式为U=15 sin100πt ，将该交流电压加在一电阻上，产生的电功率为25W ，那么这个电阻的阻值 Ω。

8、有一交流电压的变化规律为U=311 sin314t ，若将辉光电压是220V 的氖管接上此交流电压，则在1s 内氖管发光的时间为多少？9、一小型发电机内的矩形线圈在匀速磁场中以恒定的角速度 ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n=100，穿过每匝的磁通量Φ随时间按正弦规律变化，如图所示，发电机内阻r=5.0Ω，外电路电阻R=95Ω。

已知感应电动势的最大值 E m =n ωΦm 。

其中Φm 为穿过每匝线圈磁通量的最大值。

求串联在外电路中的交流电流表（内阻不计）的读数？10、如图所示，边长为a=10cm 的正方形线圈绕垂直于磁感线的 OO`轴以n=10r/s 的转速匀速转动，磁场的磁感应强度B=0.1T ， 线圈的匝数N=100匝，电阻r=1Ω。

线圈两端分别接在两个固定于OO`轴上且彼此绝缘的金属滑环上，外电路接有R=9Ω的电阻 ，并接有一只理想交流电压表。

求：⑴、电压表的读数；⑵、若从线圈通过中性面开始计时，转过900过程中， 通过电阻R 的电荷量；⑶、在1min 内，作用在线圈上的外力所做的功是多少？[学后反思]答案典型例题：例1、D 例2、B 例3、⑴ Em=NBS ω, ⑵ e=NBS ωcos ωt,⑶ Q=πR ωN 2B 2S 2/[4( R+r)] , ⑷ q=NBS/R针对训练：1 C, 2 D, 3 i=2sin5πt , 2 , 4 电阻、电感、电容器 ，5 E m T/2πs、300 ，6 8.7A ,7 ⑴ 314v 、⑵ e=314sin10πt 、⑶ 220v能力训练：1、BC 2、C 3、AC 4、BC 5、ACD 6、39.3 7、4.5 8、0.5s 9、1.4A 10、⑴、4.0v ⑵、4.0v ⑶、120J。