《高三物理备考》29.交流电的产生与描述（电学）

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交流电的产生与描述
打卡： 2020
高考物理备考第
29
小时 编写：陈庆威
陈庆威老师推荐——高考二轮备考两步学习法（最新、最好、最实战）
第一步：【知识方法】
1．正弦式交变电流的变化规律(在中性面位置开始计时)
表达式 图象
磁通量 Φ＝Φmcos ωt ＝BScosωt
电动势 e＝Emsinωt＝
NBSωsinωt
电压 u＝Umsinωt＝sinωt
电流 i＝Imsinωt＝sinωt
(1)与中性面重合时，S⊥B，Φ最大，＝0，e＝0，i＝0，电流方向将发生改变。
(2)与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，最大，e最大，i最大，电流方向不变。
2.对交流电“四值”的理解
(1)有效值：通常所说的电流值、电压值、电表的示数均为有效值．
① 正弦式交流电的有效值 E＝；非正弦式交流电的有效值必须根据电流的热效应，
用等效的思想来求解。
② 计算与电流热效应有关的量(如电功、电功率等)、保险丝的熔断电流、电机的
铭牌上所标的值、交流电表的示数。
(2)最大值 Em＝NBSω。计算电容器的击穿电压。
电动势的最大值与线圈匝数成正比，但线圈磁通量的最大值与线圈匝数无关．
(3)瞬时值(从中性面开始计时)e＝NBSωsin ωt。计算安培力的瞬时值、氖泡发光、
电功率瞬时值、通断电时间。
(4)平均值：＝n，常用来计算通过电路的电荷量。
第二步：【考点例题】
【例题 1】（2020·全国高三）图甲是线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速
转动产生的交变电压图象。将该电压加在图乙中理想变压器的
M、N
两端。变压器原、
副线圈匝数比为 10:1，电阻
R
的阻值为 5Ω，电流表、电压表均为理想电表。下列说
法正确的是（ ）
A．电流表的示数为 2A
B．流过电阻
R
的电流方向每秒钟改变 50 次
C．线圈转动的角速度为 100πrad/s
D．
t
=0.01s 时线圈处于中性面处
【例题 2】如图所示，有一矩形线圈的面积为
S
，匝数为
N
，电阻不计，绕 轴在水
平方向的磁感应强度为
B
的匀强磁场中以角速度
ω
做匀速运动，从图示位置开始计时。
矩形线圈通过铜滑环接理想变压器原线圈，副线圈接有固定电阻
R
0和滑动变阻器
R
，
下列判断正确的是（ ）
A．矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为
B．矩形线圈从图示位置经过 时间内，通过电流表 A1的电荷量为 0
C．当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电流表 A1和 A2示数都变小
D．当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电压表 V1示数不变，V2和 V3的示数都变小
【例题 3】（2020·宁夏银川二中高三）如图所示，光滑平行金属导轨 MN，PQ 处在垂
直导轨平面向下、磁感应强度大小为 0.5T 的匀强磁场中，导轨间距为 0.5m。金属棒
ab
垂直放置在导轨上，且在 MP、NQ 间往复运动，速度随时间按正弦规律变化。理想变
压器的原线圈与两导轨相连，副线圈上接有理想电流表和照明灯泡(额定电压为 3V)。
已知灯泡正常发光，电流表示数为 0.5A，理想变压器原副线圈的匝数比为 1：2，不计
导轨和金属棒的电阻，则下列说法正确的是（　　）
A．金属棒
ab
产生的是锯齿形交变电压
B．金属棒
ab
单位时间内产生的电能为 3J
C．金属棒的最大速度为 3 m/s
D．金属棒的最大速度为 6 m/s
【例题 4】（2019·广东高三）如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为 11:1，
原线圈接入如图乙所示的正弦式交变电流，A、V 均为理想电表，二极管 D 正向电阻为
零，反向电阻无穷大，
R
是定值电阻，L是灯泡，
R
t是热敏电阻（电阻随温度升高而减
小）。以下说法正确的是（　　）
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