《重庆市铜梁县高考物理二轮总复习专题十六交变电流（加试）增分策略练习（含解析）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《重庆市铜梁县高考物理二轮总复习专题十六交变电流（加试）增分策略练习（含解析）（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题十六 交变电流（加试）考纲解读章内容考试要求说明必考加试交变电流交变电流c1.不要求推导交流电动势的瞬时值表达式2不要求计算线圈在磁场中转动时的电动势3不要求证明正弦式交变电流有效值与峰值之间的关系4不要求计算方波等其他交变电流的有效值5不要求知道感抗、容抗的概念6不要求分析、计算两个及以上副线圈和有两个磁路的变压器问题7不要求计算同时涉及升压、降压的输电问题描述交变电流的物理量c电感和电容对交变电流的影响b变压器c电能的输送c一、交变电流1定义大小和方向都随时间做周期性变化的电流2常见类型：如图1甲、乙、丙、丁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，简称正弦交流电
2、，如图甲所示图13正弦交流电的产生和图象(1)产生：如图2所示，在匀强磁场中，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，可产生正弦式交变电流图2(2)中性面及其特点：定义：与磁场方向垂直的平面特点：a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b线圈转动一周，两次经过中性面，线圈每经过中性面一次，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，其图象为正弦函数曲线，如图3所示图3二、描述交变电流的物理量1周期和频率(1)周期(T)：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间，单位是秒(s)，公式T.(2)频率(f)：
3、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或f.2交变电流的瞬时值、峰值、有效值(1)瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数(2)峰值：交变电流(电流、电压或电动势)所能达到的最大的值，也叫最大值(3)有效值：跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值对正弦式交变电流，其有效值和峰值的关系为：EEm，UUm，IIm.三、电感和电容对交变电流的影响1电感器对交变电流的阻碍作用(1)线圈的自感系数越大，交流的频率越高，对交变电流的阻碍作用越大(2)电感器的应用类型区别低频扼流圈高频扼流圈自感系数较大较小阻碍作用较大较小应用通直流、阻交流通低
4、频、阻高频2.电容器对交变电流的阻碍作用(1)电容器的电容越大，交流的频率越高，对交变电流的阻碍作用越小(2)作用：“通交流，隔直流；通高频，阻低频”四、理想变压器1构造如图4所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的图4(1)原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈(2)副线圈：与负载连接的线圈，也叫次级线圈2原理电流的磁效应、电磁感应3基本关系式及制约关系(1)功率关系：P入P出(2)电压关系：.(3)电流关系：只有一个副线圈时.五、电能的输送1输电过程(如图5所示)图52电压损失(1)UUU.(2)UIR.3功率损失(1)PPP.(2)PI2R.4输送电流(1)I.(2)I.
5、加试基础练1(多选)图中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速转动，能产生正弦式交变电流的是()答案ABD解析选项C情况下，穿过线圈的磁通量始终为零，不能产生正弦式交变电流，而A、B、D情况均可产生2(多选)某小型发电机产生的交变电动势为e50sin 100t(V)对此电动势，下列表述正确的是()A最大值是50 VB频率是100 HzC有效值是25 VD周期是0.02 s答案CD解析从中性面开始计时，交变电动势的表达式为eEmsin t，因e50sin 100t(V)，所以最大值Em50 V，A错误；由2f100 rad/s得f50 Hz，B错误；有效值E25 V，C正确；T0.02
6、s，D正确3(多选)(2016杭州市月考)如图6所示的实验电路中，若交流电压的有效值与直流电压相等，S为双刀双掷开关，下列叙述中正确的是()图6A当S掷向a、b时灯较亮，掷向c、d时灯较暗B当S掷向a、b时灯较暗，掷向c、d时灯较亮CS掷向c、d，把电感线圈中的铁芯抽出来时灯变亮DS掷向c、d，电源电压不变，而使频率减小时灯变暗答案AC解析线圈对恒定电流几乎无阻碍作用，对交变电流自感系数越大，频率越高，阻碍作用越大4(多选)如图7所示，理想变压器原、副线圈匝数比为21，电池和交变电源的电动势都为6 V，内阻均不计下列说法正确的是()图7AS与a接通的瞬间，R中无感应电流BS与a接通稳定后，R中
7、无感应电流CS与b接通稳定后，R两端的电压为3 VDS与b接通稳定后，原、副线圈中电流的频率之比为21答案BC解析变压器只能改变交流电的电压，在开关S刚接通a时，R中有感应电流，但电路稳定后则无感应电流，故A错误，B正确当开关S接通b稳定后，R上的电压U2U13 V，原、副线圈中电流的频率相等，故D错误，C正确5输电线的电阻共计为r，输送的电功率为P，用电压U送电，则用户能得到的电功率为()AP BPr CP D.r答案B解析输电电流I，输电线上的损失功率PI2rr，用户得到的功率P用PPPr，故本题只有B正确交变电流的产生和描述1交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较物理量物理含义重要
8、关系适用情况及说明瞬时值交变电流某一时刻的值从中性面开始计时eEmsin tiImsin t计算线圈某时刻的受力情况峰值最大的瞬时值EmnBSIm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的值EUI(只适用于正弦式交变电流)计算与电流的热效应有关的量(如电功、电功率、电热等)电器设备“铭牌”上所标的一般是指有效值保险丝的熔断电流为有效值交流电压表和电流表的读数为有效值平均值某段时间内感应电动势或电流的平均值BLn计算通过电路截面的电荷量2.有效值的计算方法(1)正弦式交流电的有效值：I，U，E.(2)非正弦式交流电的有效值：根据电流的热效应进行计算例1如图8所示，N50 匝的矩
9、形线圈abcd，ab边长l120 cm，ad边长l225 cm，放在磁感应强度B0.4 T的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线的固定轴OO以n3 000 r/min的转速匀速转动，线圈电阻r1 ，外电路电阻R9 ，t0时线圈平面与磁感线平行，ab边正转出纸外、cd边转入纸里求：图8(1)t0时感应电流的方向；(2)感应电动势的瞬时值表达式；(3)线圈转一圈外力做的功答案(1)感应电流方向沿adcba(2)e314cos (100t) V(3)98.6 J解析(1)根据右手定则，线圈中感应电流的方向为adcba.(2)线圈的角速度2n100 rad/s图示位置的感应电动势最大，其大小为EmNB
10、l1l2代入数据得Em314 V感应电动势的瞬时值表达式为eEmcos t314cos (100t) V.(3)电动势的有效值E线圈匀速转动的周期T0.02 s线圈匀速转动一圈，外力做功大小等于电功的大小，即WI2(Rr)TT代入数据得W98.6 J.书写交变电流瞬时值表达式的基本思路(1)确定正弦式交变电流的峰值，根据已知图象读出或由公式EmnBS求出相应峰值(2)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式若线圈从中性面位置开始计时，则it图象为正弦函数图象，函数式为iImsin t.若线圈从垂直中性面位置开始计时，则it图象为余弦函数图象，函数式为iImcos t.变式题组1(2016东阳市
11、联考)如图9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()图9A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abD线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零答案C解析线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生呈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，故A错；线圈处于图示位置时，ab边向右运动，由右手定则，ab边的感应电流方向为ab，故C对；线圈平面与磁场方向平行时，ab、cd边垂直切割磁感线，线圈产生的电动势最大，也可以这样认为，线圈平面与磁场方
12、向平行时，磁通量为零，但磁通量的变化率最大，B、D错误2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10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()图10A峰值是e0 B峰值是2e0C有效值是Ne0 D有效值是Ne0答案D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，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，有效值为Ne0，故D正确3一交流电压为u100sin (100t) V，由此表
13、达式可知()A用电压表测该电压其示数为50 VB该交流电压的周期为0.02 sC将该电压加在“100 V100 W”的灯泡两端，灯泡的实际功率小于100 WDt s时，该交流电压的瞬时值为50 V答案B解析电压有效值为100 V，故用电压表测该电压其示数为100 V，A项错误；100 rad/s，则周期T0.02 s，B项正确；该电压加在“100 V100 W”的灯泡两端，灯泡恰好正常工作，C项错；t s代入瞬时值表达式得电压的瞬时值为100 V，D项错4(2016丽水一模)交流发电机线圈电阻r1 ，用电器电阻R9 ，电压表示数为9 V，如图11所示，那么该交流发电机()图11A电动势的峰值为10 VB电动势的有效值为9 VC交流发电机线圈通过中性面时电动势的瞬时值为10 VD交流发电机线圈自中性面转过90的过程中的平均感应电动势为 V答案D解析电压表示数等于路端电压，电路中的电流为I A1 A，所以电动势的有效值为：EI(Rr)1(91) V10 V，所以电动势的最大值为EmE10 V，故选项A、B错；线圈通过中性面时最大，但0，故e0，选项C错；线圈从中性面转过90的过程中，BS，t，所以n，由于EmnBS，所以 V，选项D对变压器和电能的输送1基本关系式中物理量之间的决定关系电压副线圈电压U2由原线
