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1、高考对本章知识的考查主要体现在“三突出”：一是突出考查交变电流的产生过程；二是突出考查交变电流的图象和交变电流的四值；三是突出考查变压器一般试题难度不大，且多以选择题的形式出现对于电磁场和电磁波只作一般的了解本考点知识易与力学和电学知识综合，如带电粒子在加有交变电压的平行金属板间的运动，交变电路的分析与计算等同时，本考点知识也易与现代科技和信息技术相联系，如“电动自行车”、“磁悬浮列车”等另外，远距离输电也要引起重视尤其是不同情况下的有效值计算是高考考查的主要内容；对变压器的原理理解的同时，还要掌握变压器的静态计算和动态分析.,1. 交变电流都随时间做周期性变化的电流其中， 随时间变化是交变电
2、流的最主要特征,大小和方向,方向,2. 正(余)弦式交流电 交变电流的产生有很多形式常见的正(余)弦式交变电流可由线圈在匀强磁场中绕 磁感应强度方向的轴转动产生若从中性面开始转动则产生 式交变电流，从峰值转动则产生 式交变电流 正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时),垂直,正弦,余弦,特别提醒： (1)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，仅是产生交变电流的一种方式，但不是惟一方式例如导体在匀强磁场中垂直磁场方向，按正弦规律运动切割磁感线也产生正弦交流电 (2)线圈所在的计时位置不同，产生的交变电流的正、余弦函数的规律表达式不同,3. 中性面与峰值面 当线圈转动至线圈平面垂直于磁感线位置
3、时，各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这个特定位置叫做 其特点是：与磁场方向垂直，线圈每次经过该面感应电流方向均发生改变，线圈每转一周，两次经过中性面，故感应电流的方向改变两次峰值面的特点是：磁通量为 ，但电动势,中性面,零,最大,(4)有效值：根据电流的 定义，E,热效应,一、描述交变电流的物理量的比较,二、学习交变电流时如何区分使用有效值和平均值 1. 在计算交变电流通过导体产生的热量和电功率及确定保险丝的熔断电流时，只能用交流电的有效值；在考虑电容器的耐压值时，则应用交变电流的最大值；在计算通过导体的电荷量时，只能用平均值，而不能用有效值 2. 在实际应用中，交流电器铭牌上标明的额
4、定电压或额定电流都是指有效值，交流电流表和交流电压表指示的电流、电压也是有效值，解题中，若题目不加特别说明，提到的电流、电压、电动势，都是指有效值,3. 对非正弦式交变电流的有效值，必须按有效值的定义求出. 进行有效值计算时，要紧扣电流通过电阻生热(或热功率)进行计算注意“三同”：即“相同电阻”上，“相同时间”内产生“相同热量” 求交变电流有效值的方法,(2)利用有效值的定义计算(非正弦式交流电)在计算有效值时“相同时间”至少取一个周期或周期的整数倍 (3)利用能量关系： 当有电能和其他形式的能转化时，可利用能的转化和守恒定律来求有效值 三、交变电流的图象可提供什么信息 1. 根据图象的意义，
5、从图象的纵坐标轴上可以直接读出交变电流的峰值，从图象的横坐标轴上可以直接读出交变电流的周期，从而可推导角速度及频率,2. 图象本身则体现了函数关系，反映了交变电流的瞬时变化关系，故图象本身是书写交变电流瞬时表达式的依据. 3. 根据图象还可以确定的量：不同时刻交流电的瞬时值；线圈处于中性面和电流最大值对应的时刻；任意时刻线圈的位置和磁场的夹角.,例1 单匝矩形线圈abcd放在匀强磁场中，如图所示，abdcl1，adbcl2，从图示位置起以角速度绕不同转轴做匀速转动，则( ),解析 以OO为转轴时，图示位置相当于是峰值面，根据感应电动势的表达式eEmcost，可知eBl1l2cost则C对，A错
6、；再根据三角函数关系可知D选项正确；若线圈以O1O1为转轴，则线圈磁通量变化始终为零，则感应电动势为零,答案 CD 说明 交变电流的产生与线圈平面初始位置有关，因此书写表达式时首先要看清初始位置若线圈平面与磁感应强度方向平行，则不会有感应电动势产生,答案 C,练习2：线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，由图示可知( ) A在A和C时刻线圈处于磁通量变化率最大位置 B在A和C时刻穿过线圈的磁通量为最大 C在B时刻到D时刻线圈转过的角度为弧度 D若从B时刻到D时刻经过0.01 s，则在1 s内交变电流的方向改变100次,解析 在A和C时刻，电流最大属于垂直切割，线圈中电动势为最大
7、，磁通量变化率最大，磁通量为零A选项对，B选项错在B时刻到D时刻，电流为零到电流为零且相邻线圈转过的角度为弧度，则在1 s内交变电流的方向改变100次CD选项对 答案 ACD,例2 交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为，线圈内电阻为r，外电路电阻为R.当线圈由图中实线位置第一次匀速转动90到达虚线位置过程中，求：,(1)通过R的电荷量q为多少？ (2)R上产生电热QR为多少？ (3)外力做的功W为多少？,说明 要掌握交变电流“四值”的意义：计算电荷量只能用平均值；计算电功、电功率、电热等与热效应有关的量必须用有效值；而电压表、电流表所能测
8、量到的也是有效值,例3 通过某电阻的周期性交变电流的图象如图求该交流电的有效值I.,练习3：如图所示是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在交变电源上，通过装置P使加在电热丝上的电压的波形如图所示此时接在电热丝两端的交流电压表的读数为( ),A. 110 V B. 156 V C. 220 V D. 311 V答案 B,练习4：(2010宜昌一模)一个边长为6 cm的正方形金属线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，电阻为0.36 .磁感应强度B随时间t的变化关系如图所示，则线框中感应电流的有效值为( ),答案 B,练习5：如图(甲)为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂
9、直于磁场方向的固定轴OO匀速转动，线圈的匝数n100、电阻r10 ，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R90 ，与R并联的电压表为理想电压表在t0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图(乙)所示正弦规律变化求：,(1)交流发电机产生的感应电动势的最大值； (2)从线框经过图示位置开始计时，写出交流发电机产生的感应电动势的瞬时值表达式； (3)电路中电压表的示数,例4 电阻为1 的矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴，在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图象如图所示现把交流电加在电阻为9 的电热丝上，下列判断正确的是( ),A. 线圈转动的角速度100 rad/s
10、 B. 在t0.01 s时刻，穿过线圈的磁通量最大 C. 电热丝两端的电压U100 V D. 电热丝此时的发热功率P1800 W,答案 D 说明 弄清图象与瞬时表达式的关系是处理图象问题的要点此外，由图象直接可以看出周期与峰值要注意交变电动势、电流实际上还是由电磁感应产生的，取决于磁通量的变化率，因此，与磁通量、磁感应强度的图象是互余的关系,例5 曾经流行过一种自行车，它有能向车头供电的小型交流发电机，如图甲为其结构示意图图中N、S是一对固定的磁极，abcd为固定转轴上的矩形线框，转轴过bc边中点，与ab边平行，它的一端有一半径r01.0 cm的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘相接触，如图乙所
11、示，当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而使线框在磁极间转动设线框由N800匝导线圈组成，每匝线圈的面积S20 cm2，磁极间的磁场可看做匀强磁场，磁感应强度B0.01 T，自行车车轮的半径R135 cm，小齿轮的半径R24.0 cm，大齿轮的半径R310.0 cm.,现从静止开始使大齿轮加速转动，问大齿轮的角速度为多大时才能使发电机输出电压的有效值U3.2 V？(假定摩擦小轮与自行车车轮之间无相对滑动),(1)当开关S接e时，表的读数为多少？R的热功率为多大？10 min内外力对线框做功多少？ (2)当开关S接f时，氖泡的闪光频率为多大？通电10 min，氖泡发光的总时间为多少？(线框电阻不计),
